Расширение морских геологических исследований потребовало новых, более совершенных приборов. Нужно было создать достаточно надежный, простой и удобный прибор для взятия колонок осадков без нарушения первоначальной слоистости. Задача оказалась нелегкой, но увлекательной, и за нее взялось множество энтузиастов морской геологии. Было найдено немало интересных конструкторских решений. Но не обошлось и без неудач.
В 1947 г. заканчивали оборудование экспедиционного судна «Витязь», ставшего на долгие годы флагманом советского научного флота. Для оснащения «Витязя» потребовались и грунтоотборные трубки. Один из конструкторов предложил трубку, которая должна была врезаться в осадки при выстреле размещенного над ней пушечного аппарата. Такой принцип к тому времени уже использовался французским ученым Ч. Пиго, работавшим в Америке. Но трубка Пиго позволяла брать сравнительно небольшие колонки осадков — немногим более двух-трех метров. Новая модель была рассчитана на колонку значительно большей длины. Испытания проводились на «Витязе» в Черном море, незадолго до выхода корабля в его первый научный рейс. На борт доставили три первых опытных экземпляра трубок, изготовленных с соблюдением самых высоких технологических требований.
И вот наконец первый спуск, выстрел… Через несколько минут на борт подняли обрывок троса, перебитого взрывом.
Отрегулировали систему подвески, уточнили вес заряда. Новый спуск. Вторая трубка. И снова — оборванный кусок троса.
Уменьшен заряд. Взят новый, более толстый трос. Третья, последняя трубка отправилась на дно. Но снова неудача — трубка попала на камень. Корабль передвинулся на новое место. Очередной спуск. На сей раз удачный — трубка после выстрела глубоко вошла в грунт. Начался подъем. Судорожно задрожал натянутый, как струна, трос. Надсадно взвыла лебедка. Но злополучная трубка никак не хотела выходить из грунта. Корабль делал отчаянные рывки — в одну, в другую сторону. Все безрезультатно. Надежный «якорь» прочно привязал его ко дну. Огорченным испытателям ничего не оставалось, как перерубить трос.
К сожалению, подобные неудачи случались нередко. Даже весьма оригинальные конструкции подчас не выдерживали испытаний. Но поиски продолжались, и сейчас существуют десятки различных приборов для взятия осадков с морского дна. Но почти все они сводятся к двум типам. Это либо дночерпатели (ковш типа грейферного, захватывающий верхний слой), либо грунтоотборные трубки, вырезающие из осадков длинный монолит.
Конструкции трубок различны: прямоточные (ударного действия), поршневые, вибропоршневые, гидростатические, забиваемые, стреляющие, реактивные, вращающиеся, насосные, вдавливаемые, всплывающие. Первые три разновидности наиболее распространены. Однако разнообразие конструкций в данном случае не свидетельствует об их совершенстве. До сих пор морские геологи не имеют в своем распоряжении надежных и удобных приборов, позволяющих получать достаточно длинные колонки осадков. Правда, советскими учеными на «Витязе» была получена рекордная колонка длиной 34,5 м. Сейчас в Институте океанологии разрабатывается конструкция вибротрубки, которая позволит получить колонку до 50 м. Но пока что монолиты обычно не превышают 8—10 м в длину.
Что же представляют собой морские осадки? Как они выглядят? Попробуем понаблюдать за получением колонки донных отложений и процессом извлечения ее из трубки.
Вот судно пришло в заданную точку, С капитанского мостика раздается команда: «Лечь в дрейф. Можно приступать к работе».
Морские геологи уже на своих местах. Длинная стальная труба уложена вдоль борта на низких деревянных подставках. На одном конце ее надеты плоские чугунные блины — грузы. На другом конце — острый кольцевой нож — наконечник. Во внутренней части трубы — упругий лепестковый клапан «апельсиновая корочка». Он свободно пропустит осадок в трубу, но не позволит выпасть ему при подъеме трубки.
При помощи системы блоков, канатов и грузовой стрелы все сооружение весом в несколько сот килограммов постепенно выводится за борт и повисает на тросе. Следует команда: «Майна!» Включена лебедка, начинается спуск. Быстро вращается стрелка блок-счетчика, отмечающего длину выпущенного троса. С капитанского мостика сообщают последнее показание эхолота. И вот, наконец, трубка врезалась в грунт. Слегка дернулась и расправилась пружина динамометра под блоком грузовой стрелы, чуть ослабился туго натянутый трос, уменьшилась нагрузка на лебедку.
Начинается подъем. Проходит несколько минут (или часов — это зависит от глубины), и трубка, поблескивая мокрой сталью, висит над бортом. Ее начинают подтягивать на палубу. Нужно внимательно следить, чтобы во время качки она не ударилась о борт.
После того как трубку уложат на ее прежнее место, начинают выталкивать колонку. Снимают наконечник и клапан. Вместо них навинчивают «колокол» с толстым резиновым шлангом, идущим к насосу. Под «колокол» внутрь трубки вставляют поршень. Насосом нагнетают воду, которая заставляет двигаться поршень и выталкивать колонку. Из другого конца трубки медленно выползает длинная пластичная «колбаса», которую принимают в специальные лотки. Отрезки колонки приносят в лабораторию, размечают на сантиметры, зачищают снаружи ножом и разрезают вдоль.
На срезе хорошо видны отдельные слои, полосы, пятна. Каждый слой отражает новые условия накопления осадков: изменения климата, течений, характера органической жизни. Это то, что называют геологической летописью.
В океане можно встретить самые разнообразные осадки. Различаются они по происхождению, механическому и химическому составу, цвету и консистенции.
Широко распространены терригенные осадки, состоящие из обломков пород, разрушенных на суше. Весьма многообразны известковые отложения (фораминиферовые, коралловые, ракушечные, птероподовые), состоящие главным образом из остатков морских организмов, строящих свой скелет из углекислого кальция. Другие обитатели моря — радиолярии, диатомеи — имеют кремнистые раковинки и дают начало радиоляриевым, диатомовым илам. Существуют также смешанные типы осадков, в состав которых могут входить и различные раковины, и обломки пород.
Некоторые отложения образуются путем химического выделения из морской воды тех или иных минералов: фосфорита, глауконита. В испаряющихся бассейнах на дне скапливаются отложения различных солей — поваренной, калийной, глауберовой и других. Извержения вулканов на суше и под водой выбрасывают в океан огромное количество пепла, песка, пемзы. Образуются вулканические осадки. Наконец, заметную примесь в отложениях океана составляет космический материал, распределенный среди других осадков в виде мельчайших микрометеоритных шариков.
Все генетическое многообразие осадков (терригенные, биогенные, вулканогенные, химические) принято делить еще и по механическому составу, то есть в зависимости от размера частиц. Наиболее характерны в этом отношении глинистые илы, состоящие из тончайших частиц размером не более 10 микрон. Более крупные осадки — алевритовые, песчаные, гравийные, галечные, встречаются даже валунные.
Все это положено в основу современной классификации морских отложений, разработанной в Институте океанологии видными морскими геологами — П. Л. Безруковым, А. П. Лисициным, В. П. Петелиным, Н. С. Скорняковой. Ими же составлена карта донных осадков Мирового океана.
Но и в самой детальной классификации невозможно учесть всего многообразия осадков. Взять хотя бы цвет: серые, белые, красные, желтые, зеленые, синие, фиолетовые, черные — вся гамма оттенков от самых бледных и нежных до густых и сочных.
Встречаются и удивительно однообразные осадки. Таковы, например, серые глинистые илы, скрытые в глубоководной впадине Черного моря под небольшим слоем более молодых отложений. Или красная глубоководная глина, покрывающая свыше 100 млн. кв. км океанского дна. Или несметные поля железо-марганцевых конкреций — своеобразных химических образований, устилающих дно иногда так плотно, что оно напоминает булыжную мостовую. И в то же время среди миллиардов конкреций вы не встретите двух одинаковых, в точности совпадающих по форме, размерам, внутреннему строению.
