Юрий Берков - Мой подводный мир

Человека увлекает идея овладения минеральными, химическими и биологическими ресурсами океана и разумной их эксплуатации. В водах океана растворены огромные химические ресурсы. Они буквально баснословны! Достаточно сказать, что в водах морей и океанов растворено несколько миллиардов тонн золота в десять раз больше серебра тория и молибдена в тысячи раз больше йода. Как это богатство извлечь? Все эти вещества растворены в морской воде в малых концентрациях. Но примечательно, что многие обитатели моря обладают изумительной способностью поглощать и концентрировать в своем организме в огромных дозах определенные химические элементы, растворенные в морской воде в ничтожной концентрации. Так, йод, который почти невозможно обнаружить в морской воде обыкновенным химическим анализом, морские водоросли и некоторые животные накапливают в тысячи и сотни тысяч раз больше, чем его содержится в окружающей их воде. Другие организмы концентрируют радий, молибден, железо, медь, ванадий и иные элементы. Человеку предстоит раскрыть этот биохимический секрет морских растений и животных и воспользоваться им. Этому методу принадлежит будущее.

Дно океана – это также почти незатронутый тайник сокровищ в котором хранятся огромные запасы минерального сырья, очевидно, во много раз превышающие то, что дает суша. Под слоем донных осадков лежит тонкая подокеанская земная кора толщиной всего 5—6 километров (вместо 30—40 на суше). Именно здесь легче пробурить кору и добраться до верхней мантии Земли – этой первичной материнской основы большинства рудных ископаемых. Проблема верхней мантии – одна из важнейших проблем геологии. Решить ее – значит дать основу овладения человеком минеральными ресурсами, более мощными, чем имеющиеся в материковых массивах. Например, мировые запасы ценнейшего металла – кобальта – на суше определяются в один миллион тонн, а количество его, сосредоточенное только в железо-марганцевых конкрециях дна океана, составляет миллиарды тонн.

Морской рыбный промысел – одна из наиболее древних форм добывания пищи. В настоящее время промысловые суда бороздят не только прибрежные воды, они уходят все далее в открытые просторы морей и океанов, но до сих пор, как и в древности, рыбный промысел остается охотой. Перед угрозой истощения природных ресурсов возникла неотложная задача перехода от промысла к разумно построенному хозяйству. Необходимо создавать подводные фермы, направленные не только на сохранение морских ресурсов, но и на их увеличение. Проводить мероприятия по борьбе с хищническим использованием морепродуктов, по охране во время их размножения, по акклиматизации и рыборазведению. Имеется уже немало примеров перехода в отдельных случаях на культурные формы хозяйства. Все более широкий размах приобретает рыборазведение. В Китае и Японии искусственное разведение жемчуга и морских водорослей приняло характер хорошо поставленного хозяйства. Устричное хозяйство, а частично и мидиевое – теперь уже хорошо освоенная форма морского хозяйства. Достигнуты успехи и в акклиматизации морских животных: тихоокеанские лососи пересажены в южное полушарие, кормовые беспозвоночные – в Каспийское море, съедобные моллюски – из одних частей океана в другие и т. д.

Но не только рыбой богаты моря и океаны. Моря хранят неисчислимые запасы растительного и животного сырья в виде водорослей и различных беспозвоночных – моллюсков, ракообразных, червей и особенно планктона, способного очень быстро размножаться. Это неистощимый источник не только пищевого, но и технического, химического и медицинского сырья.

Но каковы бы ни были формы использования ресурсов океана, для овладения ими в будущем обязательно необходимо развитие подводной техники. Именно ей посвящено основное содержание этой книги.

Автор попытался совместить в ней свои технические идеи (изобретения) с рассказами об их применении в недалёком будущем. Однако для понимания этих идей, вначале необходимо познакомить читателя с физиологией водолазных спусков и устройством водолазного снаряжения.

Ткани человеческого организма состоят из мельчайших клеток с жидким содержимым, на 80% состоящим из воды. При давлении, соответствующем глубинам, доступным для водолаза в мягком скафандре, вода, а следовательно, и клетки тела, практически несжимаемы.

Известно, что давление измеряют в метрах водяного столба, причем с достаточной точностью можно считать, что давление, создаваемое столбом воды высотой 10 м , равно давлению в одну атмосферу – 1 атм (или 1 кг/см 2 )

При погружении человека под воду на него, кроме воды, будет давить и атмосфера, т. е. воздух давлением в 1 атм. Таким образом, абсолютное давление ( ата ) под водой на глубине 10 м будет равно 2 ата ( 2 кг/см 2), на глубине 20 м – 3 ата и т. д.

Благодаря малой сжимаемости жидкости механическое действие давления воды на ткани человеческого тела не так уж опасно. Установлено, что механическое давление воды может привести к расстройству жизнедеятельности клеток организма человека только примерно при 300 – 400 ата , что соответствует погружению на глубины 3 – 4 км.

В самом деле, рыбы и другие животные встречаются на всех глубинах Мирового океана, даже в Марианской в падине, глубина которой достигает 11 км . Правда, это особые глубоководные животные, рождающиеся на этих глубинах, но их организмы также состоят из клеток, сходных с клетками наземных животных.

Американец Вильям Биби, опустившийся в батисфере на 923 м , видел на этой глубине обыкновенного кита; французы Гуо и Вильм на глубине 4000 м обнаружили белоглазых акул, а Жак Пикар и Дон Уолш на глубине 10919 метров видели креветку и рыбу.

Но если для человека не опасно давление, сжимающее части тела, не имеющие пустот, то сжатие полостей, заполненных газами или воздухом, может привести к неприятным последствиям. При площади подвижной части грудной клетки и живота, равной у человека среднего роста 3000 см 2, уже на глубине 1 м эти органы подвергаются давлению 3300 кг. Не следует забывать, что нормально, на поверхности, на эти органы уже действует нагрузка 3000 кг (которую, кстати, мы не ощущаем).

Для уравновешивания этой сжимающей внешней силы в легкие водолаза подается воздух под давлением, равным давлению окружающей среды; благодаря такому выравниванию давлений изнутри и снаружи сжатие будут испытывать только стенки грудной клетки.

Хуже обстоит дело при сжатии воздуха, заполняющего среднее ухо и лобные пазухи. При быстром нарастании давления происходит вдавливание барабанных перепонок и может вызвать их разрыв. Поэтому водолазу при спуске необходимо делать глотательные движения или зажимать нос и надуваться; при этом сокращаются мышцы, раскрывающие устья евстахиевых труб *, и происходит выравнивание давления. При работе водолаза на постоянной глубине давление в среднем ухе становится равным наружному. При быстром подъеме, когда барабанные перепонки будут растягиваться в сторону слухового прохода, выравнивание давления достигается тем же способом, что и при погружении.