Jak bada się głębiny oceanów?

Do tej pory udało nam się poznać zaledwie 5 proc. wód naszej planety. Po powierzchni Księżyca chodziło 12 ludzi, a tylko dwie osoby na własne oczy widziały Rów Mariański, i to równo 50 lat temu. Teraz, dzięki coraz większym możliwościom technicznym, zaczyna się to zmieniać.

O tym, jak trudne jest zbadanie oceanicznego dna, świadczy fakt, iż od pół wieku nie udało się powtórzyć wyczynu Jacques’a Piccarda i Dona Walsha, którzy w 1960 roku osiedli w batyskafie „Trieste” w Rowie Mariańskim. Głębokość niemal 11 km udało się ponownie osiągnąć dopiero kilkadziesiąt lat później dwóm bezzałogowym pojazdom podwodnym. Jeden z nich wkrótce potem zatonął, drugi zaś – amerykański robot „Nereus” należący do Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) – pobił swój rekord dopiero w zeszłym roku. Zdalnie sterowany „Nereus” to obecnie jedyna maszyna na świecie, która jest w stanie dotrzeć do każdego zakątka oceanu, aczkolwiek nie ma jeszcze na koncie spektakularnych odkryć. Największa głębokość osiągana przez pozostałe – nieliczne – roboty podwodne to 6500 m, co pozwala na badanie 98 proc. podmorskich głębin.

– Przypomina mi to próbę zbadania siedmiu kontynentów za pomocą zaledwie kilku samochodów terenowych – skwitowała stan badań podwodnych słynna amerykańska oceanografka Sylvia Earle.

Jedną z legendarnych maszyn, które stały się pionierami badań podwodnych, jest robot „Jason” (należący do WHOI) zaprojektowany przez dr. Roberta Ballarda, amerykańskiego badacza głębin, znanego z odkrycia wraku „Titanica”. To właśnie w penetracji tego wraku pomagał prototyp „Jasona” w 1986 roku. Teraz, 24 lata później, „Jason” odkrył w pobliżu pacyficznych wysp Samoa najgłębiej położony czynny wulkan na ziemi, znajdujący się 1100 m pod lustrem wody. Maszyna zbliżyła się do niego na odległość zaledwie 3 m i sfilmowała krater w trakcie erupcji. Nagranie pokazało, że tuż obok – w sensie dosłownym – aż kipi życie.

– To nadzwyczajne środowisko – twierdzi kierujący badaniami oceanograf dr Joseph Resing z University of Washington. – Płynna lawa o temperaturze 1400 st. C wydziela dwutlenek siarki zakwaszający wodę do wartości 1,4 pH. Zaledwie kilka metrów od wulkanu żyją krewetki funkcjonujące dzięki drobnoustrojom czerpiącym energię ze związków siarki wydobywających się z wulkanu.

To jeden z wielu odkrytych w ostatnich latach alternatywnych ekosystemów opartych nie na fotosyntezie (w głębinach brak światła), lecz na chemosyntezie. Ich podstawę stanowią bakterie czerpiące siły witalne ze związków siarki czy metanu. Dostarczają one materii organicznej żyjącym z nimi w symbiozie małżom, krabom, homarom, krewetkom czy robakom ryftowym.

„Jason” był pierwszym świadkiem tak głębokiej erupcji wulkanu. Przy okazji zrobotyzowanymi ramionami pobrał z podłoża próbki skał, wody termalnej, drobnoustrojów i ciepłolubnych krewetek.

Z kolei w atlantyckim Rowie Kajmańskim w kwietniu tego roku zrobotyzowany pojazd „HyBIS” sfotografował najgłębiej położone – 5000 m pod powierzchnią – kominy hydrotermalne, czyli bijące z dna gejzery gorącej wody. Te akurat należą do kategorii „black smoker”: otoczone są malowniczymi czarnymi pióropuszami zawiesiny tworzonej przez wytrącone ze schłodzonej wody minerały. Wokół panuje wściekle wysoka temperatura, w której można by topić ołów. No i tu również kwitnie bogate życie.

– To było jak podróż do innego świata – wspomina brytyjski geolog Bramley Murton, operator robota „HyBIS”. – Tęczowe rozbłyski minerałów tworzących kominy i fluorescencyjne błękity pokrywających je drobnoustrojów nie przypominały niczego, co wcześniej widziałem.

Jakie więc musiało być zdziwienie dr. Ballarda, który w 1977 roku jako pierwszy na ziemi na własne oczy zobaczył ukryte w głębinach kominy hydrotermalne otoczone wianuszkiem dziwacznych, bajecznie kolorowych stworzeń. Wówczas nikt nie umiał ich nawet nazwać. Działo się to na pokładzie „Alvina”, należącego do WHOI załogowego pojazdu podwodnego. Poszukując wylotów hydrotermalnych na Krawędzi Galapagos na głębokości przeszło 2000 m, naukowcy ujrzeli mięsiste rurki wyglądające jak pomarańczowe dmuchawce (nazwane później robakami ryftowymi), otoczone przez wielkie małże i pływające między nimi białe kraby i homary. Była to wyprawa geologiczna, więc badacze nie byli na to kompletnie przygotowani – głębinowe stworzenia wyławiali za pomocą zrobotyzowanych ramion „Alvina”, a następnie z braku formaliny konserwowali w wódce.

Odnalezienie tego pierwszego ekosystemu opartego na odmiennym sposobie odżywiania uruchomiło lawinę odkryć. Przez kolejne lata oceanolodzy co dziesięć dni odnajdywali nowe gatunki chemosyntetycznych stworzeń, których do dziś naliczono kilka tysięcy. „Dopiero po naszych odkryciach na wschodnim Pacyfiku zaczęliśmy rozumieć, jak płodny jest ocean” – napisał później dr Ballard.

To było pierwsze ze spektakularnych odkryć dokonanych z pokładu niezmordowanego „Alvina”. Pojazd ten zasłynął potem m.in. odnalezieniem bomby wodorowej zagubionej przez Amerykanów u wybrzeży Hiszpanii czy odkryciem wraku „Titanica” na głębokości niemal czterech kilometrów. W tym ostatnim zadaniu pomagał połączony z „Alvinem” mały robot o nazwie „Jason Jr.”, który spenetrował wrak, wykonując doskonale dziś znane zdjęcia kadłuba ustawionego tak, jakby wciąż płynął przed siebie.