Самый амбициозный проект Манка (в сотрудничестве с Гарри Хессом из Принстона) – попытка добраться до мантии Земли, пробурив дно океана. В 1952 г. по инициативе Хесса и Манка группа ученых (включавшая, в частности, Мориса «Дока» Юинга, главу Обсерватории Ламонт, и Роджера Ревелла, директора Института Скриппса) создала AMSOC[96] – неформальное междисциплинарное сообщество, с целью консультировать правительство по вопросам выгоды и осуществимости разнообразных научных проектов. В 1956 г. эти выдающиеся люди привлекли консорциум нефтяных компаний CUSS (Continental, Union, Superior и Shell) к масштабному замыслу: пробурить океаническую кору с судна и добраться до мантии. В итоге проект был передан тогда еще молодому Национальному научному фонду (NSF), работавшему в сотрудничестве с консорциумом CUSS. Проект получил название «Мохол» (от англ. hole – «дыра», «скважина» и Мoho, то есть имелось в виду «Скважина до поверхности Мохоровичича») и отличался не менее грандиозной программой, чем космическая гонка, которая началась в 1957 г. в ответ на запуск первого спутника в СССР.
Испытания прошли возле Института Скриппса, а затем в марте 1961 г. началось пробное бурение у мексиканского острова Гуадалупе. «Мохол» заключил контракт с компанией Global Marine из Лос-Анджелеса на использование ее новейшего бурового судна CUSS 1. Оно стало первым кораблем, которое нефтяные компании построили для бурения дна океана в поисках новых нефтяных месторождений: ни одно предприятие в одиночку в то время не могло бы это осуществить.
Сотрудничество между NSF и консорциумом CUSS было взаимовыгодным. Ученые пожинали плоды результатов исследований, а нефтяные компании эксплуатировали новые шельфовые ресурсы. Бурение было сложным делом: прежде чем добраться до дна океана, приходилось пройти 3600 м морской толщи. Самая глубокая из пяти пройденных скважин достигала 183 м. Из нижней призабойной части этой скважины были отобраны пробы базальта океанической коры длиной всего лишь 14 м. В первом рейсе не намеривались продвигаться намного глубже, поскольку предполагалось, что это пилотная экспериментальная стадия для проверки самой возможности бурения в океане. Однако у проекта «Мохол» так и не оказалось шанса повторить попытку. Вмешалась политика. Когда ответственность за управление проектом перешла к NSF, AMSOC распалось и появилась масса трудностей. Конгресс в такой ситуации решил прекратить финансирование. «Мохол» сочли неудачным проектом.
…Растут розы успеха
Между тем трудности бурения через твердый базальт выявили еще кое-что: верхние 159 метров были легко пройдены, так как бур погружался в мягкие океанические илы и раковины планктона миоценового возраста. Эти глубоководные керны дали ученым первую качественную летопись океанических отложений, которую нельзя было составить путем обычного отбора кернов морского дна с помощью стальных труб, сброшенных с научного судна. Хотя к 1966 г. «Мохол» потерял популярность и лишился финансирования, ученые и нефтяники, получившие связанный с ним опыт, обрели понимание, что бурение слоев океанических осадков относительно простая и очень ценная процедура. Действительно, нефтяные компании интересовались только осадочными породами, поскольку именно в них формировалась и залегала нефть; твердая базальтовая лава под этими отложениями была добытчикам ни к чему. Ученые же осознали, что бурение осадочных пород по всему миру может рассказать подробную историю всех океанов и разных их изменений на протяжении многих миллионов лет. В отличие от летописи наземных отложений, которая скудна и эпизодична, илы и раковины планктона, опускающиеся с поверхности океана на морское дно, обеспечивают практически непрерывную хронику земной истории с небольшими пропущенными временны́ми интервалами.
К июню 1966 г. Институт Скриппса и консорциум уже других нефтяных компаний стали реализовывать Проект глубоководного бурения (DSDP), спонсируемый совместно NSF и частными нефтяными структурами. В октябре 1967 г. началось строительство судна Glomar Challenger (рис. 24.2) – более совершенного, нежели CUSS 1. Название нового корабля было образовано от названия судостроительной компании Global Marine, Inc. (сокращенно Glomar), а также увековечивало знаменитое британское парусно-паровое судно Challenger, которое с 1872 по 1876 г. совершило кругосветное плавание в рамках первой в мире океанографической экспедиции. «Гломар Челленджер», спущенное на воду 23 марта 1968 г., было 120 м в длину и 20 м в ширину и могло двигаться со скоростью 22 км в час, совершая плавания продолжительностью до 3 месяцев. Увенчанное 60-метровой буровой вышкой, оно было способно выполнять бурение на морских глубинах до 6100 м, а буровая колонна позволяла пройти скважину до 800 м в осадочных породах морского дна.
Рис. 24.2 Океанографическое буровое судно Glomar Challenger («Гломар Челленджер»). Источник: UC San Diego Library
Судно совершило два пробных рейса в Мексиканском заливе для проверки работоспособности. Третья экспедиция стала первым настоящим научным исследованием, и, естественно, ученые решили обратиться к самой жгучей геологической идее того времени и узнать, реален ли спрединг – расширение морского дна. Судно отправилось в Южную Атлантику и взяло серию кернов по обе стороны Срединно-Атлантического хребта. Действительно, отложения в нижней части каждого керна оказались тем старше, чем дальше породы находились от хребта; это доказывало, что морское дно действительно расширяется (см. главу 21).
В течение 15 лет до 1983 г. «Гломар Челленджер» использовался почти непрерывно, поучаствовав в 96 экспедициях, или «этапах». Он прошел 695 670 км, пробурил 624 скважины на морском дне и извлек из них 19 119 кернов. В ходе этих исследований ученые получили поразительную летопись истории Мирового океана, которая дала ответы на множество загадок – от причин ледниковых периодов (см. главу 25) и вымирания динозавров (см. главу 20) до вопроса, как именно океанические течения влияли на климат планеты в течение последних 150 млн лет. Многие считают эти экспедиции одним из важнейших достижений в истории науки и, безусловно, самым важным в морской геологии и океанографии.
Однако постепенно оборудование на судне износилось и устарело, поэтому его списали и бесцеремонно пустили на металлолом. Это было позорное решение, потому что «Гломар Челленджер» как научный инструмент имел такое же историческое значение, как телескопы обсерватории Маунт-Вилсон, применявшиеся для исследования расширяющейся Вселенной, или циклотроны, использовавшиеся для развития всей современной ядерной физики. В 1985 г. «Гломар Челленджер» уступил место более совершенному судну JOIDES Resolution, которое с тех пор прошло 572 574 км, провело 111 экспедиций и пробурило 1797 скважин, взяв 35 772 керна. Хотя JOIDES Resolution все еще на плаву после долгих лет службы, сейчас оно чаще используется для образовательных целей – проведения семинаров, видеоконференций и других мероприятий.
Теперь океанским бурением занимается огромное японское судно Chikyū Maru (в переводе на русский «Корабль Земля») (рис. 24.3). Его начали строить в 2002 г., а первый выход в море и первые буровые работы прошли в 2007 г. К сожалению, «Тикю» было повреждено во время цунами 2011 г., когда оно сорвалось со швартовов и столкнулось с причалом. Судно настолько велико – длина 210 м, ширина 38 м, буровая вышка поднимается на 130 м над уровнем моря (выше статуи Свободы или арки «Ворота на Запад» в Сент-Луисе), – что ему дали прозвище Годзилла. На «Тикю» есть собственная вертолетная площадка, дальность плавания превосходит 27 000 км. На судне работает больше 200 человек, включая 100 членов экипажа. «Тикю» может бурить скважины глубиной более 10 000 м. 6 сентября 2012 г. судно превысило мировые достижения, пробурив скважину и взяв образцы горных пород с глубины 2111 м ниже морского дна недалеко от полуострова Симокита в Японии в северо-западной части Тихого океана. 27 апреля 2012 г. скважина «Тикю» добралась до отметки 7740 м ниже уровня моря, и это тоже мировой рекорд глубоководного бурения.
Рис. 24.3 Буровое судно Chikyū Maru. Источник: Wikimedia Сommons
Возвращаясь под конец к проекту «Мохол», добавлю, что в ближайшем будущем «Тикю» планирует добраться до мантии Земли.
Фрагмент головоломки № 1: Сцилла и Харибда
Одно из самых примечательных мест в мире – Мессинский пролив между Сицилией и материковой Италией, размер которого в самом узком месте составляет 3,1 км. Он оказывает большое влияние не только на существование обитателей Средиземного моря, но и на жизнь наземную. В этом узком проходе встречаются необычная морская флора и фауна (включая глубоководных рыб-гадюк, которых время от времени выносит на поверхность), к тому же через него проходит важный миграционный путь практически для всех птиц, летящих из Африки через Сицилию в Европу и обратно. Во время весенней миграции здесь обычно регистрируют представителей около 300 видов пернатых, а как-то за одну миграцию зафиксировали рекордное количество хищных птиц – 35 000.
Пролив был известен уже в Античности. Он упоминается в мифе о Ясоне и аргонавтах и в сочинениях Эзопа. Один из старейших рассказов о нем содержится в «Одиссее» Гомера. Когда корабль Одиссея проходил пролив, он столкнулся с двумя опасностями: на скале с итальянской стороны жило шестиглавое чудовище Сцилла, а на сицилийской стороне пролива обитала Харибда – олицетворение гигантского водоворота, который затягивал суда (рис. 24.4). Проход был настолько узким, что ни одно судно не могло пройти безопасно; можно было лишь выбрать, к какой из угроз приблизиться. По совету волшебницы Цирцеи Одиссей предпочел проплыть около Сциллы, потеряв из-за чудовища несколько матросов, но избегнуть водоворота. Если обратиться к бессмертным строкам Гомера, Цирцея выразилась так:
К Скиллиной ближе держася скале, проведи без оглядки