37. Когда человек впервые достиг больших глубин?
В августе 1934 г. Уильям Биб и Отис Бартон опустились на глубину 934 м в созданной ими батисфере. Еще в 1930 г. они достигли глубины 400 м и выполнили серию погружений; обеспечивало их надводное судно, которое дрейфовало, поддерживая батисферу примерно в метре от дна. При этом Биб переговаривался по телефону с оператором на лебедке и давал ему те или иные указания. Батисфера Биба была предшественницей современных океанографических подводных аппаратов.

38. Как была устроена батисфера Биба?
Батисферу сконструировали и построили капитан Джон X. Дж. Батлер и Отис Бартон. Она представляла собой стальной шар диаметром 150 см с толщиной стенок 3 см и была рассчитана на давление воды на глубине 1500 м. Батисфера имела люк диаметром 35 см, два иллюминатора из кварцевого стекла диаметром 15 см и рули, предназначенные для того, чтобы она не вращалась, как волчок, во время спуска на стальном тросе. На батисфере имелись баллоны с кислородом, прожекторы и телефонная связь с надводным судном, но не было ни двигателя, ни системы регенерации воздуха. Не было на ней и средств, аварийного подъема: если бы лопнул трос, связывающий батисферу с поверхностью, спасти ее было бы невозможно. Сейчас батисфера Биба хранится в Смитсонианском институте в Вашингтоне.

39. На какую глубину опускался человек в океане?
23 января I960 г. Жак Пиккар и лейтенант ВМС США Дональд Уолш в батискафе „Триест" на глубине 10 919 м достигли дна во впадине Челленджер (Марианский желоб) — самом глубоком месте Мирового океана. Температура воды на этой глубине была 2,4° С (минимальная температура, равная 1,4° С, наблюдалась на глубине 3600 м).
Сконструировал и разработал батискаф „Триест" отец Жака, знаменитый швейцарский исследователь стратосферы Огюст Пиккар. В 1953 г. „Триест" был испытан в Средиземном море, а в 1958 г. приобретен военно-морским флотом США.


40. Как устроен батискаф типа „Триест”?
Батискафы 60-х годов отличаются от батисферы Биба отсутствием материальной связи с над водным судном (батисфера Биба опускалась с обеспечивающего судна на тросе). „Триест" и подобные ему погружаемые глубоководные аппараты можно назвать „подводными воздушными шарами". Большая сферическая стальная гондола, где размещаются экипаж и наблюдатели, аналогична гондоле воздушного шара. Удлиненный резервуар, к которому прикреплена сфера, создает плавучесть и аналогичен баллону воздушного шара. Этот резервуар, заполненный бензином, который легче воды, способен в случае необходимости поднять аппарат на поверхность. Перед спуском в специальные цистерны укладывается балласт — несколько тонн железной дроби. Перед подъемом на поверхность эти цистерны открывают, и балласт сбрасывается. Небольшие двигатели, работающие от аккумуляторов, приводят в движение винт, рулевое управление и другое оборудование, обеспечивающее батискафу некоторую маневренность. Однако аппараты типа „Триест" не предназначены для длительных исследований вблизи дна. Они были сконструированы как „лифты", способные доставить человека на самые большие глубины в океане и вернуть обратно.

41. Сколько времени „Триест” опускался на дно Марианского желоба?
Погружение началось в 8 час. 23 мин. 23 января I960 г. Запись в вахтенном журнале свидетельствует о том, что Пиккар и Уолш достигли дна в 13 час. 06 мин. Таким образом, для погружения на глубину 10 919 м потребовалось 4 час. 43 мин.
Некоторые погружения французского батискафа „Архимед" в желобе Пуэрто-Рико происходили гораздо быстрее — 1 м 80 см в секунду.

42. Когда Кусто начал вести работы на своем ныряющем блюдце?
Его первое ныряющее блюдце, „Дениза", вошло в строй в 1959 г. Оно брало на борт двух человек, передвигалось со скоростью 1 узел и имело максимальную глубину погружения 300 м. Водоструйные движители делали „Денизу" очень маневренной.

43. Какой глубоководный подводный аппарат впервые достиг глубины 2 км?
Это сделал первый аппарат такого типа, „Алвин", 20 июля 1965 г. Пилотировали его Уильям О. Райни и Марвин Дж. Маккамис. Погружение произошло ровно за 4 года до высадки Армстронга и Олдрина на Луну и по телевидению не транслировалось.

44. Каковы технические характеристики глубоководных аппаратов типа „Алвин”?
„Алвин" имеет в длину 6,6 м, в ширину 2,4 м, водоизмещение его составляет 13 т. Корпус „Алвина" представляет собой сферу диаметром 1 м и с толщиной стенок 3,3 см. Она выполнена из высокопрочной стали, созданной специально для атомных подводных лодок. На борту „Алвина", как и космического корабля, помещаются два человека экипажа. Он, между прочим, оснащен многими из тех малогабаритных электронных приборов, что разработаны для космической программы; объясняется это необходимостью вместить все нужное оборудование в тесную кабину. Иллюминаторы на „Алвине" сделаны из плексигласа, на выносных кронштейнах укреплены светильники. „Алвин" снабжен тремя винтами; большой винт служит для горизонтального перемещения, а два маленьких — в основном для подъема на поверхность.
Другие глубоководные аппараты, например „Дип-Квест", изготовленный фирмой „Локхид", сделаны из высокопрочной стали, предназначавшейся первоначально для корпусов ракет. Специфична конструкция „Алюминаута" — он сделан из алюминия.

45. В чем разница между подводными аппаратами типа „Алвин” и типа „Триест”?
Оба эти аппарата предназначены для глубоководных погружений, но возможности их совершенно различны. „Триест" прежде всего батискаф, он не предназначен для маневрирования. Он работает как „глубоководный лифт", опуская наблюдателя в заданную точку и поднимая его снова на поверхность. С его помощью можно совершать лишь ограниченные перемещения вблизи океанского дна, В отличие от „Триеста", такие глубоководные аппараты, как „Алвин", „Дип-Квест", „Алюминаут", „Дип-Стар" и еще десяток других, способны не только погружаться на большие глубины, но и перемещаться в горизонтальном направлении, находясь на глубине или у дна, со скоростью до нескольких узлов.

46. Что показал опыт эксплуатации „Алюминаута”?
„Алюминаут" был построен компанией „Рейнольде металл", чтобы продемонстрировать возможности алюминия как материала для изготовления корпусов глубоководных аппаратов. „Алюминаут" хорошо зарекомендовал себя во время поисков потерянной у берегов Испании водородной бомбы, а также при подъеме глубоководного аппарата „Алвин", затонувшего на глубине около 1,5 км. „Алюминаут" сконструирован для работы на глубинах до 4500 м с экипажем 6 человек.

47. Какой глубоководный аппарат совершил самое длительное погружение?
Обычно исследовательские глубоководные аппараты погружаются на короткое время. Однако „Бен Франклин", построенный фирмой „Грумман эркрафт", поставил рекорд непрерывного погружения. Он дрейфовал в погруженном состоянии в Гольфстриме 30 суток, с 14 июля по 14 августа 1969 г., проплыв за это время 1444 мили.

48. Каковы основные технические и эксплуатационные характеристики „Бен Франклина”?
„Бен Франклин" был разработан компанией „Грумман эркрафт" как глубоководная лаборатория. Его длина 15 м, ширина 4 м, высота 6 м. Диаметр внутреннего корпуса 3 м. Водоизмещение 138 т, полезный груз 8 т, рабочая глубина погружения 600 м, предельная глубина — 1700 м. Двенадцать человек экипажа могут работать на нем в течение 4 недель. Скорость его передвижения может достигать 4 узлов. 29 иллюминаторов служат для визуальных наблюдений и для проведения фото- и киносъемок.

49. Что нового узнали в результате дрейфа „Бен Франклина”?
Один из главных сюрпризов состоял в том, что в Гольфстриме оказалось очень мало рыбы. Это связано, по-видимому, с-недостатком пищи для рыб. Глубинный рассеивающий слой в самом потоке не был обнаружен, он был замечен лишь на кромках Гольфстрима.
В северной части Гольфстрима скорость дрейфа составляла более 3 узлов, тогда как ожидалась скорость порядка 1 — 1,5 узла.

50. На какой глубине могут безопасно работать подводные лодки?
Максимальная рабочая, глубина подводных лодок является военной тайной. Впрочем, факторы, определяющие безопасную рабочую глубину, хорошо известны. Батискаф „Триест", достигший максимальной глубины в океане, похож на подводную лодку не более, чем воздушный шар на самолет. Настоящая подводная лодка должна иметь положительную плавучесть, чтобы она могла нести значительный полезный груз. Нынешний уровень техники позволяет построить подводную лодку, которая выдерживала бы давление воды на глубине 1200 м, но она не будет обладать достаточной плавучестью, чтобы нести необходимый груз. Подводные аппараты (но не военные подводные лодки) с двигателем работали на глубине более 1800 м — к ним относятся „Алвин" и „Алюминаут" (последний рассчитан на глубины до 4500 м). Новые материалы, такие как стеклопластики, обеспечивают высокое отношение прочности к весу и могут быть использованы для изготовления корпусов погружаемых аппаратов, предназначенных для работы на еще больших глубинах. Подводные лодки времен первой мировой войны могли погружаться на 30 — 60 м, второй мировой войны — на 60 — 120 м современные подводные лодки погружаются до глубин 450 — 1200 м. Разрабатываются небольшие скоростные лодки-перехватчики, способные погружаться до глубины 1800 м.

51. Как определяют местонахождение подлодки во время длительных плаваний в погруженном состоянии?
Во время знаменитого плавания атомной подводной лодки „Наутилус" к Северному полюсу под арктическими льдами в 1958 г. штурман пользовался вторым законом Ньютона: F = МА (сила равна массе, умноженной на ускорение). В системе так называемой инерциальной навигации применяются акселерометры, непрерывно регистрирующие изменения скорости движения от известной начальной точки. Три гироскопа (по одному на пространственную координату) обеспечивают стабильность платформы независимо от маневров подводной лодки. Вся система защищена от магнитного поля, что особенно важно во время плавания в полярных районах. В дополнение к системе инерциальной навигации подводные лодки определяются по донным акустическим станциям, по которым находят начальные точки отсчета. Можно также пользоваться допплеровским акустическим локатором для определения скорости относительно дна. Системы инерциальной и допплеровской навигации связаны между собой на атомной подводной лодке с помощью ЭВМ.

52. Где был построен первый подводный дом?
В 1962 г. Кусто провел первый успешный эксперимент по длительному пребыванию человека под водой. Подводный дом, названный „Преконтинент-1" был установлен на морском дне вблизи Марселя на глубине 10 м. В нем в течение двух недель жили два исследователя.

53. Какие эксперименты по длительному пребыванию под водой были проведены в США?
Инициатором американской программы стационарных подводных исследований был капитан медицинской службы ВМС Джордж Ф. Бонд. Он установил, что после того, как на определенной глубине кровь водолаза полностью насыщается газами, время декомпрессии зависит только от глубины погружения и не зависит от времени пребывания на этой глубине. Эдвин Линк (изобретатель „тренажера Линка") был одним из инициаторов американской программы строительства подводных жилищ. Эксперименты проводились на Атлантическом и Тихоокеанском побережье США. Во время эксперимента у берегов Калифорнии один акванавт находился в подводной лаборатории „Силаб" в течение 45 суток. Одним из участников этой программы был астронавт Скотт Карпентер. В районе Вирджинских о-вов по инициативе ВМС и при участии Министерства внутренних дел, НАСА и нескольких промышленных фирм был осуществлен проект „Тектайт".

54. В каких еще странах были испытаны подводные дома?
Советская программа стационарных подводных исследований началась в 1965 г; за это время на шельфе было построено, по меньшей мере, 7 подводных домов. Эксперименты на базе подводного дома нового типа проводились в ФРГ вблизи острова Гельголанд в Северном море; они имели биологическую направленность. Строят подводные дома и англичане. Канадцы проводили испытания подводных домов в озере Эри на глубине 15 м. Велись эксперименты с подводными домами также в Чехословакии, Болгарии, Польше, ГДР и на Кубе.

55. Какое количество минералов (в т) содержится в кубическом километре морской воды?
Хлористый натрий         30 700 000                       Фтор                                      1 500
Хлористый магний          4 300 000                        Барий                                    215
Сернокислый магний     1 900 000                         Иод                                       от 24 до 280
Сернокислый кальций   1 400 000                         Мышьяк                                 от 12 до 84
Сернокислый калий      960 000                            Рубидий                                 48
Углекислый кальций      115 000                           Серебро                                до 10
Бромистый магний        84 000                              Медь, свинец, марганец, цинк от 2,4 до 7,2
Бром                           72 000                              Золото                                   до 6
Стронций                    14 000                              Уран                                      7,1
Бор                            5 000

56. Какие содержащиеся в морской воде минералы имеют промышленное значение?
Непосредственно из морской воды добывают в больших количествах лишь хлористый натрий, металлический магний и некоторые его соединения, а также бром. В качестве побочных продуктов получают некоторые соединения кальция и калия.

57. Как из морской воды добывают бром?
В США добывают бром из морской воды с 1933 г. Морская вода обрабатывается серной кислотой с добавлением хлора, при этом бром выделяется в газообразном состоянии и поглощается раствором щелочи. Из океана добывают около половины потребляемого в США брома и 80% его мировой добычи. Океан — практически неисчерпаемый источник брома: в 1 км3 морской воды содержится достаточно брома, чтобы обеспечить все нефтеперерабатывающие установки США в течение полугода.

58. Как магний извлекают из воды?
Если обработать морскую воду известью, то в осадок выпадет гидроокись магния, так называемое магниевое молоко. Его обрабатывают соляной кислотой и высушивают, в результате чего получают хлористый магний. Пропуская электрический ток через раствор хлористого магния, получают металлический магний.

59. Как добывают из моря йод?
Чтобы извлечь из моря 1 т йода, надо обработать 20 т морской воды. В то же время такое же количество йода можно получить всего лишь из 200 г высушенных бурых водорослей. Для получения йода высушенные водоросли сжигают. Йод, добываемый в соляных копях Чили, тоже извлекается из ископаемых водорослей.

60. Какие элементы планируется добывать из морской воды в будущем?
При условии снижения стоимости технологических процессов вполне реальна добыча стронция, рубидия, лития и фтора. Если удастся извлекать элементы одновременно с опреснением воды на атомных электростанциях, то можно будет добывать бор, уран, медь и марганец. Вероятно, усилия будут направлены в первую очередь на добычу таких дефицитных металлов, как медь.

61. Какую часть мировой добычи соли составляет соль, полученная из морской воды?
Ежегодно с помощью выпаривания из морской воды добывают 35 млн. т соли, что составляет около трети всей добычи соли в мире

62. Существует ли эффективный метод опреснения морской воды?
Получение питьевой воды и воды, пригодной для нужд ирригации, путем опреснения морской воды все еще обходится дороже, чем очистка загрязненной пресной воды. Только в некоторых бедных водой районах экономически целесообразно получать пресную воду путем опреснения. Когда будут созданы рентабельные опреснительные установки и, следовательно, стоимость опресненной воды снизится, потребление ее резко возрастет, что сделает опреснение делом не только привлекательным, но и жизненно необходимым. Потребление воды в США растет со скоростью 5,7 тыс. т. в час! Во многих частях страны уже ощущается острая не хватка воды. В 1952 г. самые эффективные опреснительные установки позволяли получать пресную воду по цене более 1 доллара за 1 т. Сейчас цена снизилась до 25 центов, а в будущем, возможно, снизится до 5 — б центов.

63. Какими методами получают пресную воду из соленой?
Существуют три основных метода:
1) дистилляция — процесс опреснения, основанный на том, что при кипении соленой воды соль не испаряется и конденсируется пресная вода;
2) использование мембраны (физической перегородки), отделяющей соль за счет избирательного одностороннего пропускания соли либо воды;
3) кристаллизация — метод отделения соли от воды с помощью гидратов или замораживания.
Около 98% всех опреснителей работают на принципе дистилляции, мембранные и кристаллизационные системы составляют лишь 2%.

64. Можно ли добывать золото из морской воды?
Результаты анализов проб воды из разных частей океана различаются незначительно, если речь идет об 1 куб. м морской воды, но, когда мы переходим к оценкам содержания золота в 1 куб. км, абсолютные различия сильно возрастают. В 1 куб. км может содержаться золота на сумму от 5 тыс. до 25 млн. долларов.

После первой мировой войны, когда Германии нужно было выплачивать военную контрибуцию, она всерьез занялась проблемой добычи золота из океана. Эту идею поддержал выдающийся химик Фриц Хабер. Изучение возможности добычи золота из океана было одной из главных целей многочисленных экспедиций на „Метеоре", неутомимо бороздившем просторы Северной и Южной Атлантики с 1924 по 1928 г. Содержание золота в морской воде оказалось не столь высоким, как ожидалось, а стоимость его извлечения — чрезмерно высокой. Тем не менее, экспедиции на „Метеоре" имели большое значение, так как они позволили собрать ценные океанографические данные.

65. Какие полезные ископаемые разрабатываются на морском дне?
На первом месте, конечно, находятся нефть и газ. Это самые ценные из всех остальных ископаемых, добываемых на морском дне. Ежегодно нефти и газа добывается на сумму более б млрд. долларов. Песок и гравий, ракушка, олово, золото и другие полезные ископаемые собирают со дна моря драгами. Серу добывают из морского грунта, расплавляя ее с помощью перегретой воды и выкачивая на поверхность. Уголь, железную руду, никелево-медную руду добывают шахтным способом (ствол шахты начинается на суше). В Японии под водой добывается 30% угля, в Англии — более 10%.

66. Целесообразна ли разработка полезных ископаемых в глубоководных районах океана?
В настоящее время рентабельна добыча полезных ископаемых лишь на материковом шельфе, однако в будущем, по мере истощения ресурсов суши, может возникнуть необходимость в разработке полезных ископаемых и в глубоководных районах океана. К уже разведанным минеральным ресурсам относятся марганцевые конкреции, марганцевая руда, медь, цинк и другие металлы; фосфориты, используемые при производстве сельскохозяйственных удобрений; красная глина, в которой содержатся алюминий и медь; глобигериновый ил, который можно использовать для производства цемента; диатомовый ил, служащий источником кремния, и бариевые шарики.

67. Добывают ли золото с морского дна?
Подводные месторождения золота связаны, как правило, с месторождениями на суше. Стоимость добычи и обогащения золотоносной руды в море значительно выше, чем на суше, поэтому разработка подводных месторождений золота рентабельна только в том случае, когда его концентрация в руде велика. В годы „золотой лихорадки" на пляжах Золотого Берега вблизи г. Ном на Аляске было добыто золота на сумму 100 млн. долларов. Но ведь эти пляжи продолжаются и под водой. В некоторых прибрежных районах были проведены поисковые исследования. Сейчас такие исследования ведутся у берегов Северной Каролины и Орегона; они имеют целью выяснить, возможна ли здесь экономически оправданная добыча золота. В Советском Союзе открыты золотоносные пески в прибрежных водах Сибири на глубине 25 м и намечается, их разработка.

68. В каких местах с морского дна добывают алмазы?
У юго-западного побережья Африки, начиная с 1952 г, было добыто более полумиллиона каратов алмазов. Судно „Рокитер", принадлежащее американской компании, каждый месяц добывает с глубины около 70 м алмазов на сумму 200 тыс. долларов. Алмазы находят в смеси песка, гравия и валунов. Хотя алмазы легко отделяются от пустой породы, следует еще значительно усовершенствовать методы добычи, чтобы она стала рентабельной.

69. Как используется ракушка?
Раковины, разбиваемые зимними штормами, выносят в море приливные течения. Их отложения вычерпывают экскаватором. Интересно, что восстановление запасов ракушки опережает их потребление. Ракушка находит применение в производстве цемента, щебня, извести, а также при изготовлении пуговиц.

70. Что такое искусственный риф?
Это мелководный район, где природный рельеф дна искусственно усложнен. К такому „искусственному дну" легче прикрепляются водоросли, а с ними появляются и рыбы, для которых заросли водорослей служат и пастбищем, и убежищем. Обычно такие рифы создают вблизи курортов в нескольких милях от берега (как правило, не далее 25 миль). Кроме того, искусственные рифы — прекрасное место для спортивной ловли рыбы и лодочных прогулок.

71. Увеличивают ли искусственные рифы запасы рыбы?
В основном они строятся для спортивного, а не промыслового рыболовства. Искусственный риф рыбы используют как убежище и как место откорма. К поверхности твердых предметов неправильной формы охотно прикрепляются водоросли, которые служат пищей для рыб. В течение первых лет улов рыбы резко возрастает, а затем несколько уменьшается, возможно, из-за химических изменений в воде, вызванных коррозией.

72. Как сооружают искусственные рифы?
Прежде всего, нужно выбрать подходящее место для искусственного рифа. После этого остается собрать и доставить на барже всякий выброшенный хлам: металлолом, старые автомобили, разбитые бетонные плиты, дренажные и канализационные трубы, бетонные блоки и другие стройматериалы, старые автомобильные покрышки, старые суда, баржи и лодки. Все применяемые материалы, особенно покрышки, должны быть утяжелены. Чтобы течения и волны не сдвигали с места все эти предметы, пока они окончательно не „врастут" в дно, рекомендуется связывать их по нескольку штук вместе. Покрышки часто связывают самым причудливым образом, чтобы обеспечить наибольшую поверхность и максимум щелей; так морским организмам легче прикрепляться, а рыбам — прятаться.

73. Как разводят устриц?
Японцы уже 40 лет выращивают устриц на канатах, опущенных с плотов. Преимущество этого метода в том, что используются питательные вещества во всей толще воды и устрицы предохраняются от донных хищников. Этот метод дает 30 т устриц на 1 га, тогда как старый метод — только 600 кг.
Разведение устриц находится на высоком уровне и в Средиземном море: там их выращивают на воткнутых в дно шестах

74. Можно ли выращивать морские растения?
Разведение съедобных водорослей широко распространено в Японии. Эксперименты, проведенные в Калифорнии, свидетельствуют о том, что можно улучшить условия роста бурых водорослей, если предохранять их от хищных морских ежей.
Получаемые из морских водорослей гидроколлоиды применяются при изготовлении многих продуктов питания и служат связывающим материалом в производстве зубных паст, лекарств и косметических средств. Они применяются также в производстве чернил, красок и автопокрышек. Использование гидроколлоидов стало столь широким, что сырья уже не хватает, и поэтому искусственное разведение высокопродуктивных водорослей становится насущной потребностью

75. Каких рыб выгодно разводить?
В настоящее время проводятся эксперименты с некоторыми ценными породами рыб, такими как помпано, лосось и др. Можно сочетать разведение рыб с культивированием других морских организмов — устриц, гребешков или омаров — для получения максимального дохода с гектара.