Живые звуки океана

01 марта 1987 года, 00:00

На научно-исследовательском судне «Профессор Штокман»

Волны то возникали, расплескиваясь гулом и шорохом, то с непонятным скрипом исчезали, чтобы тотчас появиться вновь. Правда, на научно-исследовательском судне «Профессор Штокман», на котором находилась экспедиция Института океанологии имени П. П. Ширшова, лишь один Алексей Островский вслушивался в... этот акустический шторм, бушевавший в океанских глубинах. Островский — старший научный сотрудник лаборатории сейсмических исследований геолого-физического сектора, и акустика вроде бы не совсем его профиль работы. В институте эта наука выделена в особый сектор наравне, скажем, с биологией или геологией моря, здесь работают и физики, и математики. Но сегодня акустика настолько сроднилась с сейсмологией, что появился даже новый термин — сейсмоакустика.

Еще в студенческие годы Алексей узнал, что морской шум — это не только плеск волны, свист ветра или крик чаек, им сопутствующий. В толще вод неслышно для человеческого уха переговариваются не одни лишь сообразительные дельфины, но еще крабы, лангусты, морские ежи и даже молчаливые рыбы. Киты, например, свистят и щелкают соловьями, по-собачьи лают тюлени и моржи...

Впрочем, почему именно это должно удивлять, а не то, что морские глубины, заселенные гораздо плотнее суши, считаются царством безмолвия? Как же общаться обитателям его, передавать друг другу необходимую информацию? Глубины океана — довольно плотная среда. Даже луч самого современного лазера проникает не дальше 400 метров. Зато акустические волны распространяются со скоростью 1500 метров в секунду. Не очень сильный звук от выстрела экспериментальной пневматической пушки в морских глубинах слышен за десятки километров. Звуковые волны, рождаемые землетрясениями, не только пронизывают планету насквозь, но и огибают ее по поверхности. Правда, при довольно сильных подземных толчках. Однако услышать эти звуки, а тем более разобраться в них нашему уху не дано. Необходимы чуткие приборы, хотя и с их помощью прослушивание океана — задача довольно сложная. Но очень нужная!

То, что слушать океан — дело непростое, Островский уяснил себе в самом первом научно-исследовательском плавании. Правда, к качке можно привыкнуть, но постоянно делать поправку на «морской коэффициент» утомительно. Поэтому и рейс в Баренцевом море на судне «Дмитрий Менделеев» Алексей вспоминает и сейчас как очень и очень нелегкий... В первые дни экспедиции Островский с трудом узнавал тех, кого привык видеть в институте строгими, что называется, при галстуках. Здесь, на корабле, наравне со студентами работали и ученые с мировыми именами. Понадобилось, так вместе разматывали катушку с пятикилометровым тросом — перемазанные все, в линялых шортах. Работа не делилась на чистую и грязную, умственную и физическую. Надо расставить приборы — их и ночью расставляли, потому как эксперимент не ждет.

Живые звуки океана

Экспедиционный быт уравнивает заслуженных и начинающих. Появиться в шортах можно было лишь после приказа капитана о переходе на тропическую форму одежды — когда судно пересечет Северный тропик. А он только называется Северным, хотя расположен гораздо южнее самой южной точки нашей страны. И жара здесь серьезная.

Алексей начал с того, что попытался отсеять помехи, выделить в шумах нужные, искомые сигналы. Дело в том, что донные сейсмографы, наряду с полезными звуковыми сигналами, посылаемыми с корабля, принимали бесконечное множество совсем не нужных шумов. Океан ведь не умолкает ни на секунду. И чем совершеннее принимающая аппаратура, тем больше постороннего слышит она в толщах вод: гул двигателей далеких судов, шорох ветра и дождя, мелкие хлопки воздушных пузырьков у поверхности, напоминающие свист закипающего чайника; к тому же и земная кора постоянно вздрагивает, прибои не имеют перерывов, а удары волн о скалы, скажем, скандинавских фиордов улавливают приборы даже в Москве.

Островский старательно изучал все присутствующие в море звуки, которые рисовал самописец на многометровой ленте. Глядя на нее, Алексей вдруг решил попробовать ужать эту зигзагообразную нескончаемую дорожку. Тогда-то он и заметил на ленте «двугорбость» — так на электрокардиограмме выглядел бы сердечный сбой — четкое очертание сдвоенных волн. А позже выяснилось, что по времени они совпадают с прохождением циклона. Но почему волны двойные? Не подтверждение ли это давней догадки английского ученого Лонге-Хиггинса о прямой связи микросотрясений дна и берегов с действием циклона? Это его предположение послужило толчком для многих последующих исследований в океане. Но работа ученого была прервана войной.

Островский понимал — океан еще настолько мало изучен, что всякий возникающий в его глубинах шум — это информация, а ненужной информации не бывает. Сейчас в Институте океанологии, когда речь заходит об акустиках, шутят: «У них любой рейс обречен на удачу».

Алексей увлекся морскими шумами уже серьезно. Как-то бывший руководитель дипломной работы, с которым Островский не теряет связи и сегодня, профессор МГУ Лев Николаевич Рыкунов сказал ему:

— А по-моему, и море, и океанское дно, да и недра земные постоянно самоизлучают звуки — присущие только данной среде шумы. Те, которые акустики всегда считали просто помехами. Но по характеру звучания определенной среды можно было бы, очевидно, узнать о том, что она содержит в себе, как на нее влияют природные явления или, наоборот, как она отражается на их формировании. Подумай...

Островский сразу увидел в гипотезе профессора Рыкунова целевое направление будущих своих исследований. Однако начинать надо было с изучения общей картины шумов океана. Здесь в науке имелись существенные пробелы. Данные, отечественные и зарубежные, нашлись только по некоторым отдельным регионам Мирового океана. И Алексей разрабатывал эту тему не в одной научной экспедиции. Чтобы добыть необходимую информацию, потребовалось несколько лет. Результатом его исследований стала обобщенная модель спектров донных сейсмических шумов Мирового океана. За эту работу он был удостоен Почетного диплома Академии наук СССР для молодых ученых.

В институте Алексей стал частенько наведываться в сектор акустики. Он понимал, что исследуемые им звуковые отражения микросотрясений среды могут оказаться явлением природы: порождением далеких прибоев, возникающих штормов и землетрясений. А это именно тот голос среды, о котором говорил профессор Рыкунов. Кстати, землетрясение можно вызвать и искусственно, направив мощную звуковую волну, скажем, в морское дно. Отразившись, она принесет в себе информацию и о форме дна, и о составе воды, и, что особенно ценно, о строении земной коры на глубине до 50 километров. Хотя современные акустические приборы — дорогостоящее удовольствие, все же это дешевле, чем бурить наугад разведочные скважины в море. Сейсмоакустические методы вне конкуренции и в изучении геологической истории Земли. Ими пользуются советские океанологи, разрабатывающие теорию перемещения материков, и часто получают чисто практические результаты, связанные, например, с разведкой нефти. Более того, можно уверенно назвать и цифру ее океанских запасов — в тысячу раз больше, чем сегодня разведано на суше. Вычислили и примерное местонахождение морской нефти. Впрочем, все ведь сухопутные ископаемые родом из океана, как и сами континенты, и все живое. Океан — колыбель наша, и она постоянно в качке, порождая многоголосье шумов. Но что они означают, о чем могут поведать?

Очень заманчиво узнать о событиях миллиардолетней давности, о той поре, когда бурлили океаны Палеотихий, Палеоатлантический и Африка находилась где-то в районе Южного полюса и была покрыта льдом, как современная Антарктида. Под Байкалом акустики недавно нащупали рифтовую трещину, из которой, как предполагается, со временем разовьется полноценный океан; он назревает и на месте Красного моря. Движения материков вдоль земной поверхности порождают вполне ощутимые нами колебания в виде землетрясений. Они — боль старых ран Земли, еще не вполне зарубцевавшихся швов между соединившимися континентами. Ученые утверждают, что землетрясения — это прожектор, высвечивающий внутренность нашей планеты.

Акустикам уже известны «слоистые» шумы, то есть «голоса» геологических слоев: палеозоя, мезозоя, докембрийского периода. Отсюда и разная звуковая настройка месторождений; у каждого вида полезных ископаемых — свои звуковые оттенки. Их и изучает Алексей Островский, чтобы потом индивидуально работать с каждым шумом. Они уже становятся сигналами, осмысленной «речью» океана для исследователя. Например, по определенной длине и частоте звуковых волн, излучаемых дном океана, можно увидеть его рельеф, а завтра, возможно, они уже расскажут и из каких пород состоит океанское дно.

За вклад в развитие сейсмоакустики Алексею Островскому была присуждена премия Ленинского комсомола 1986 года. Сейчас он работает над прибором, который будет регистрировать самоизлучаемые средой шумы, отыскивая в них данные, что позволят оценивать тектоническую активность районов. Например, определять вероятность землетрясений, превращая обычно ненужный для исследователей шум в полезный сигнал.

Татьяна Ильина

Рубрика: XX съезд ВЛКСМ
Просмотров: 7352