Это стало неожиданностью. Никто не думал, что океан настолько глубок. Учёные отправили камеру на 11 км вниз, в Марианскую впадину, в темноту, которая не видела солнечного света миллиарды лет, под давление, превращающее сталь в пасту. Они ожидали снимать пустоту.
Виктор Весково сидит внутри титановой сферы, едва шире его плеч, слушая медленный тик металла, сжимающегося под давлением более 1100 атмосфер (около 16 000 фунтов на квадратный дюйм). На поддерживающем судне выше исследовательница смотрит на 4K-монитор, когда внешние огни глубоководного аппарата DSV Limiting Factor врезаются в темноту. Она смотрит долгий момент. И первая мысль, которая приходит ей в голову, — та, к которой никто на этом судне не готов: этого не должно было быть.
Что показали огни
Это была не бактерия. Не осадок. Это было движение. Сложное, направленное, целенаправленное движение в месте, которое учебники классифицировали как кладбище.
Марианская впадина достигает глубины около 11 000 м в самой низкой точке — Бездне Челленджера. Если бы Эверест сбросили в эту впадину, его вершина всё ещё находилась бы более чем на милю (1,6 км) ниже поверхности океана. Давление там превышает 1100 атмосфер. Ни один солнечный свет не достигал дна миллиарды лет. Температура чуть выше нуля. Еды почти нет. На протяжении большей части научной истории вывод был прост: там ничего значительного не живёт.
В мае 2019 года Виктор Весково начал 4-часовой спуск в абсолютную темноту. Сфера, в которую он зажат, едва достаточно широка, чтобы повернуть плечи. Настоящих окон нет — только толстые акриловые иллюминаторы размером с обеденную тарелку.
Когда глубиномер показал 10 928 м, титан вокруг него выдерживал вес примерно восьми слонов на каждом квадратном дюйме своей поверхности.
Весково включил внешние огни. Монитор стал белым на долю секунды, пока камеры адаптировались. Затем изображение прояснилось. Исследователи, столпившиеся вокруг монитора, ожидали заснять пустоту, осадок, возможно, микробную плёнку. Отсутствие жизни, подтверждающее тому, чему их учили профессора десятилетиями.
То, что они засняли вместо этого, не подтвердило ожидаемую пустоту. Это разрушило её.
Жизнь там, где её не должно быть
В течение 2 минут после включения огней модель уже была неверна.
Амфиподы (ракообразные, похожие на креветок) роились вокруг приманки, которую команда разместила на морском дне. Не разрозненные особи, осторожно клюющие объедки. Целые облака, движущиеся быстро и агрессивно, толкающиеся за доступ, конкурирующие так, как животные конкурируют в любой функционирующей экосистеме на Земле.
Отдельные амфиподы на видео имели длину в несколько дюймов. Мелководные амфиподы (те, что можно соскрести с приливной лужи в Орегоне) имеют долю дюйма. Экземпляры на камере были гигантами в месте, где гиганты не должны были быть возможны. Они вели себя так, как будто ничто в их ситуации не требовало никаких особых усилий.
Морские огурцы (голотурии) двигались по поверхности осадка. Крупные животные, некоторые длиной более 30 см, ползущие с ясной целью, питающиеся органическим материалом в грязи. Не пятна под микроскопом. 30 см. Осмысленные. Движущиеся в условиях, которые должны делать сложное движение биологически невозможным.
А затем рыбы. Настоящие позвоночные, плавающие на глубине, где давление должно было предотвращать сохранение любой сложной структуры тела.
Улитковидные рыбы (snailfish) , заснятые на камере на глубинах, превышающих 8 км, были длиной 20–25 см. Полупрозрачные и студенистые, с маленькими глазами и нежными плавниками. Функциональные пищеварительные системы, хорошо развитые сенсорные системы, мышечные тела, построенные для активного движения. Они не дрейфовали. Они не едва держались. Они охотились.
У этих рыб есть позвоночник, мозг, полная кровеносная система, печень, почки, глаза. Каждый из этих органов состоит из белков. Белков, которые давление на любой значительной глубине должно искажать и разрушать. И позвоночное с таким уровнем биологической сложности не просто жило на глубине 8 км. Оно преследовало добычу.
Один из учёных, наблюдавших за монитором, как сообщается, отвернулся от экрана, сел и не говорил несколько минут. Потому что то, что только что появилось на видео, было не просто данными, которые не вписывались в существующую модель, а прямым её противоречием. А камеры всё ещё снимали.
Как это возможно
Теперь — часть, которую никто не преподаёт в школе. Эти рыбы не сопротивляются давлению. Они не борются с ним. Их тела по большей части состоят из воды, а вода практически несжимаема. Давление снаружи уравновешивается давлением внутри. Клетка за клеткой, атом за атомом — в идеальном балансе. Они не чувствуют себя раздавленными больше, чем вы чувствуете 1 кг воздуха, давящий сейчас на каждый квадратный сантиметр вашей кожи.
Настоящая проблема на глубине — не быть раздавленным. Это химия.
- Белки должны оставаться свёрнутыми в точно правильную форму. Малейшее искажение — и они перестают работать.
- Клеточные мембраны должны оставаться достаточно текучими, чтобы молекулы могли проходить через них.
- Каждый фермент должен продолжать функционировать.
У этих животных белки имеют слегка иные молекулярные формы, стабильные под давлением. Их клеточные мембраны содержат специфические липиды, которые остаются гибкими на глубине. Их ферменты — адаптированные под давление варианты тех же ферментов, которые работают в вашем теле прямо сейчас. Они несут химическое вещество, называемое TMAO (триметиламиноксид), которое поддерживает белки, когда давление пытается их разрушить.
У мелководных рыб почти нет TMAO. Глубже — больше. Ещё глубже — ещё больше. Ко дну Марианской впадины концентрация TMAO приближается к теоретическому пределу.
Это не экзотическая химия, не инопланетная биология. Небольшие усовершенствования набора инструментов, который жизнь тихо использует миллиарды лет.
Что это означает
Если самая глубокая, самая тёмная, самая холодная, самая высокодавленная среда на Земле может поддерживать быструю, конкурентную, метаболически активную экосистему, то слово «необитаемый» потеряло большую часть своего научного значения.
Эти животные не боролись за выживание. Они были адаптированы к этим условиям настолько полно, что эти условия были для них совершенно обычными. 1100 атмосфер, вода чуть выше нуля, полная и постоянная темнота. Они жили своей жизнью, как будто ничто из этого не требовало никакой корректировки.
Холод не был холодом для них. Давление не было сокрушительным. Темнота не была отсутствием — это был просто мир, каким они его всегда знали. И они процветали в нём.
Экосистему нечем объяснить
Глубокий океан не получает энергии от солнечного света. Основной источник пищи, достигающей морского дна, — это морской снег (медленное падение мёртвых организмов, фекального материала и разложившихся органических останков с поверхностных вод).
Учёные, моделировавшие энергетический бюджет Бездны Челленджера, подсчитали, что объёма морского снега, достигающего дна впадины, недостаточно для поддержания изобилия и разнообразия, задокументированных камерами. Цифры не сходятся.
Что-то ещё кормит эту экосистему. Никто не знает что.
Возможности:
- Хемосинтетические бактерии, получающие энергию из химических веществ в земной коре
- Неизвестные гидротермальные источники
- Форма переработки питательных веществ, более эффективная, чем всё, что наблюдалось на мелководье
- Источник энергии, который никто не искал, потому что до того, как камеры Limiting Factor начали снимать, никто не верил, что там кого-то нужно кормить
Некоторые исследователи предположили, что глубоководные экосистемы могут быть в определённых отношениях более продуктивными, чем поверхностные экосистемы. Что выглядит как дефицит снаружи, может отражать систему, которая тратит почти ничего. Это переворачивает одно из наших самых фундаментальных предположений об океане: освещённая солнцем поверхность как богатая продуктивная зона, глубина как бесплодная задворка. А что, если наоборот? Что, если глубокий океан — это основная морская среда обитания, а поверхностные воды (нестабильные, зависимые от температуры, подверженные сезонным изменениям) — это маргинальная среда?
Загрязнение на 11 км
Среди кадров из Бездны Челленджера был пластиковый пакет на морском дне. Образцы амфипод из впадины содержали микропластик в пищеварительных системах. 11 км вниз — уже загрязнено. Эти организмы выживают при 1100 атмосферах миллионы лет. Они никогда не эволюционировали для того, что мы положили в воду. Мы ещё не знаем, что ещё мы туда положили и что они носят в себе.
Тени, которые не соответствуют
Составление карт с помощью гидролокаторов зафиксировало акустические контакты, не соответствующие ни одному известному виду. JAMSTEC (Японское агентство морских наук и технологий) регистрировало возвратные сигналы от крупных объектов, движущихся на глубинах, где, согласно всем предположениям, существовавшим до того, как были сняты эти кадры, ничего такого размера не должно быть.
Системы гидрофонов NOAA отследили низкочастотные сигнатуры из региона, которые остаются неклассифицированными в публичных записях. Эти контакты последовательно приписывались ошибкам оборудования или неправильно идентифицированным геологическим особенностям. Но кадры с Limiting Factor доказали, что сложные, разнообразные экосистемы существуют на полной океанской глубине. Рамки для отбраковки этих контактов больше не работают.
Некоторые из них могут быть биологическими объектами, достаточно большими, чтобы генерировать значительный гидролокационный возврат. Вещами, которые движутся в темноте, не приближаются к огням и находятся там гораздо дольше, чем мы посылаем сигналы за ними.
Что камеры не показали
Всё описанное до сих пор представляет то, что согласилось быть заснятым — организмы, которые приблизились к огням, виды, достаточно смелые или голодные, чтобы войти в диапазон камеры. Это, в конкретном и важном смысле, предвзятая выборка. Камеры показывают самую видимую часть того, что живёт внизу. То, что они не показывают, — это всё, что осталось в темноте.
На кадрах также были зафиксированы крупные нарушения осадка прямо за пределами досягаемости камеры. Движение, которое регистрировалось в свете, но не разрешалось к тому времени, когда кадр успевал за ним. Тени на краю освещённой зоны, не соответствующие ни одному идентифицированному виду. Формы, пересекающие поле зрения слишком быстро, чтобы их каталогизировать.
Один оператор камеры, просматривая кадр за кадром, отметил повторяющиеся паттерны смещения осадка, которые, казалось, отслеживали субмерсиву из-за пределов видимого диапазона. Что-то двигалось, сохраняя скорость. Оно не приближалось. Оно не отступало. Оно оставалось на границе того, что могли достичь огни, и соответствовало ритму камеры в течение нескольких минут, прежде чем исчезнуть.
Что следует из математики
Если сложные позвоночные (улитковидные рыбы длиной 20–25 см) могут процветать на полной океанской глубине, каков фактический верхний предел размера для организмов, живущих там? Физика не исключает более крупных животных. Давление выравнивается по всему телу независимо от размера. Более крупные животные накапливают больше энергетических резервов — значительное преимущество в экосистеме, где еда не прибывает по предсказуемому расписанию.
Крупный хищник на полной океанской глубине не испытывал бы недостатка в добыче: плотные облака амфипод, 30-сантиметровые морские огурцы, рыбы, плавающие открыто в воде, куда никакой поверхностный хищник не может добраться. Нетронутая пища в полной темноте, доступная любому, кто достаточно велик и адаптирован, чтобы использовать её.
Совпадения и необъяснённое
Брифинг Весково после погружения описывал момент, когда зажглись огни, как момент, когда он понял, что дно океана было не местом. Это был мир. И ему позволили смотреть на его край несколько часов изнутри запечатанной сферы, едва шире его собственных рук. Остальная часть этого мира, по его собственному описанию, всё ещё была темна.
Марианская впадина покрывает тысячи квадратных миль морского дна. Полная хадальная зона (глубины от 6 до 11 км) охватывает приблизительно 116 000 км² морского дна по желобам Тихоокеанского региона — область размером приблизительно с штат Пенсильвания. В полной темноте, под сокрушительным давлением. Почти полностью не отснятая.
То, что камеры задокументировали на нескольких десятках квадратных ярдов Бездны Челленджера, — это подтверждение: сложная жизнь процветает в условиях, которые должны были запрещать её. Другие 44 999 квадратных миль не были исследованы. Всё, что живёт в этих неизведанных желобах, находится там миллионы лет, эволюционируя в полной изоляции от поверхностного мира.
Гидролокационные контакты всё ещё регистрируются. Нарушения на краю кадра всё ещё не идентифицированы. Тени всё ещё движутся в темноте на дне мира.
Мы не знаем, что они такое.
Вопрос для обсуждения в комментариях
*Одна камера на нескольких десятках квадратных ярдов Бездны Челленджера обнаружила сложную процветающую экосистему (амфиподы-гиганты, рыбы, охотящиеся на глубине 11 км), разбившую столетние научные предположения. Но 45 000 квадратных миль хадальной зоны остаются практически неизученными. Гидролокаторы фиксируют крупные движущиеся объекты, не соответствующие ни одному известному виду. Тени на краю кадра не идентифицированы. Как вы думаете — что скрывается в этой неизученной темноте? (Крупные неизвестные виды? Геологические процессы? Или там действительно «ничего интересного», а аномалии — просто ошибки оборудования?)*
Больше материалов по океанологии, неизведанным местам и научным открытиям — в моих каналах:
🔹 Telegram: https://t.me/VV12kira
🔹 YouTube: https://www.youtube.com/channel/UCexr957WnRoaXTGhzTBgyvA
🔹 RuTube: https://rutube.ru/channel/23541639/
🔹 Сообщество ВК: https://vk.com/kirakotova23