26 ноября. На «углу» 105-го меридиана восточной долготы и 16° южной широты стоим на длинной очередной станции. Идет траление. В этом районе грунт дна океана представлен так называемой красной глиной. Под красной глиной понимают пелагические отложения, состоящие в основном из неорганического материала, в которых органические осадки не превышают 30 %. Те отложения, в которых материал органического происхождения превышает 30 %, называют илами. Илы подразделяются на глобигериновый, птероподиевый, диатомовый, радиоляриевый и т. п. — в зависимости от того, скелетные образования каких организмов образуют данный ил. По своему химическому составу илы могут состоять преимущественно из извести, кремнезема и ряда других веществ.
Трал приносит полный груз круглых, черных «камней», похожих на крупные орехи или на испорченную почерневшую картошку. Это железо-марганцевые конкреции. Они широко распространены на глубинах Индийского и во многих районах Тихого океанов и были обнаружены еще экспедицией «Челленджера». Конкреции очень богаты окислами марганца и железа. Содержание FeO2 и МnO2 в таких конкрециях может достигать соответственно 22 % и 39 %. Конкреции обычно имеют слоистое строение и внутри содержат какое-нибудь ядро неорганического (кусочек пемзы, вулканического стекла, породы) или органического происхождения (акулий зуб, отолит). В таких конкрециях находят также многие редкие и рассеянные элементы, как никель, кобальт, ванадий и другие. В настоящее время изучение этих конкреций привлекает интерес и с точки зрения практического использования их как источника марганца. Железо-марганцевые конкреции часто находят на больших площадях, но всегда гнездами, островами, иногда залегающими на значительную глубину. Вопрос о происхождении железо-марганцевых конкреций в океане неясен. П. Л. Безруков считает более вероятной физико-химическую точку зрения, высказанную еще Мерреем, согласно которой эти конкреции являются продуктом подводного «выветривания» изверженных пород, перехода марганца и железа в раствор и нового выпадения их из раствора. Другие считают, что Мn и Fe приносятся в море с материков, частью в растворе, частью в виде взвешенных частиц. Нужно учитывать, однако, что содержание марганца и железа в конкрециях в десятки и сотни раз выше, чем в вулканических породах и в красной глине, где обычно находят скопления этих конкреций, и подавно выше, чем в речной и морской воде.
Вопрос о механизме концентрирования этих элементов тоже еще не ясен. Есть убежденные сторонники решающей роли бактерий в образовании конкреций. Нужно сказать, что трудно провести границу между чисто неорганическими осадками и осадками, связанными с биологической активностью организмов. Химическое осаждение марганца, будь оно физико-химической или биологической природы, легче происходит там, где господствуют окислительные условия, — например, на подводных возвышенностях, в местах, где имеются глубинные течения, и вообще в открытом океане, где условия всегда окислительные, и в присутствии хотя бы небольшого избытка СаСО3, т. е. при относительно щелочной реакции. В этих условиях выпавший марганец не будет переходить снова в раствор.
В этом трале кроме железо-марганцевых конкреций найдено много, около 200 штук, ископаемых акульих зубов. Среди них есть прекрасные экземпляры, большие, треугольные, около 10 сантиметров по грани, настолько хорошо сохранившиеся под защитным черным слоем ферромарганцевых отложений, что четко видны детали поверхностной структуры, зубчики и рубчики на эмали по краям зуба. Г. М. Беляев, начальник отряда бентоса, рассказывает нам, что зубы ископаемых акул нередко являются массовым компонентом донных осадков. Их находили экспедиции на «Челленджере», на «Альбатросе». В двадцать шестом рейсе «Витязя» в центральной части Тихого океана зубы акул были обнаружены в 8 тралах и 8 дночерпателях. Наличие зубов в одном улове иногда превышало 400 штук. Во многих случаях хорошо сохраняются лишь эмалевые коронки зубов. Дентин и непокрытые эмалью корни зубов полностью растворяются.
Некоторые из зубов имеют естественный блестящий белый цвет. По-видимому, они принадлежали современным видам акул. Гораздо чаще зубы покрыты черной корочкой железо-марганцевых отложений. По хорошо сохранившимся зубам можно с достоверностью определить, каким видам акул они принадлежали. Эти виды были широко распространены в третичный период и вымерли в плиоцене. Таким образом, зубы эти пролежали на дне моря несколько десятков миллионов лет.
Все места нахождения ископаемых зубов относятся к открытой части океанов, в тропической и субтропической зонах, и, как и железо-марганцевые конкреции, встречаются пятнами.
Массовое скопление зубов в одних районах и отсутствие их в других заставляет предполагать, говорит Георгий Михайлович, что для образования таких скоплений необходимы определенные условия — прежде всего чрезвычайно малая скорость осадконакопления. Иначе как бы они могли остаться в поверхностном слое с третичного периода?!
Скорость накопления осадка связана с количеством взвеси в морской воде, с направлением и распределением суспензионных (мутьевых) потоков, с системой течений, в первую очередь придонных, с характером и рельефом дна. Рожер Ровелл и др. указывают, что обнаженные выходы третичных отложений приурочены к невысоким подводным холмам. Условия, способствующие образованию и скоплению на дне железо-марганцевых отложений, благоприятны и для накопления, и длительной сохранности в осадках зубов акул. Поэтому часто и находят вместе и те и другие.
Г. М. Беляев рассказывает нам, что в донных отложениях нередки скопления челюстей головоногих моллюсков, главным образом роговых челюстей или «клювов» кальмаров. Их находили и в этом плавании. Экспедиции «Витязя» обнаруживали «клювы» кальмаров и на ложе океана, на глубинах 4000–5000 метров, и в глубоководных впадинах, на глубинах более 10 000 метров, причем количество их доходило до 1800 экземпляров на 1 квадратный метр. Связи с глубиной в данном случае нет, так как челюсти принадлежат не донным головоногим, осьминогам или каракатицам, а формам, активно плавающим в толще воды — кальмарам. Клювы не покрыты отложениями. Они могут достигать дна, но не могут сохраняться в осадке долго. Больше всего челюстей головоногих находят в экваториальных областях.
По-видимому, на дно падают челюсти естественно отмирающих головоногих и особей, поедаемых рыбами и другими животными — кальмарами и прежде всего кашалотами. В желудке кашалотов советские ученые, занимавшиеся исследованием биологии китов, находили громадное количество, до двух десятков тысяч штук, клювов кальмаров.
В некоторых местах океана находят на дне огромные скопления челюстей кальмаров. Их связывают с массовыми нерестовыми миграциями этих животных. У ряда видов кальмаров жизненный цикл заканчивается периодом размножения, после которого происходит естественное отмирание иногда целых популяций.
В этом плавании «Витязь» обнаружил в Аравийском море отдельные скопления, содержащие до 15 000 клювов кальмаров на 1 квадратный метр площади дна.
Скопления челюстей головоногих моллюсков в осадках на обширнейших пространствах дна океана свидетельствуют о чрезвычайном обилии этих моллюсков и о громадной роли их в круговороте органического вещества в океане.
* * *
Движемся на юг. Погода все время хмурая, ветер 5–6 баллов, хоть и не очень сильный, но все же мешает некоторым работам, например лову планктона, — рвет сетки. При работе на ветре и волне судно дрейфует, тросы с приборами идут под большим углом, приходится вытравлять больше троса. Посыльные грузы движутся медленно, от их ударов батометры не закрываются, и приходится повторять серию. Все это затягивает станции, нарушает график работ. А нам приходится строго держаться графика, так как программа работ большая и всякий «перебор» времени в одном районе может привести к его нехватке в другом. Не все начальники отрядов склонны учитывать это.
Неспокойная погода особенно мешает проведению суточных буйковых станций, так как рискованно ставить буй, можно его потерять. А наш длинный, оборудованный радиостанцией и радарным отражателем буй из пенопласта — единственный на корабле, и потеря его невосстановима.
