Жизнь во льдах арктики
К.С. Бадигин – «Три зимовки во льдах Арктики»
К.С. Бадигин – «Три зимовки во льдах Арктики»
М.: «Молодая гвардия» 1950
От научного редактора
В плену у льдов
Корабли идут на восток
Итак, остаемся на зимовку
Школа труда и настойчивости
Самолеты находят караван
Лагерь тридцати трех
«Седов» остался один
Через белые пятна
Накануне второй полярной ночи
Единоборство со льдами
В неизведанных широтах
Новый год — новые тревоги
Мы остаемся на корабле до конца дрейфа
Как мы нащупали дно океана
Весна за 86-й параллелью
Оглядываясь на пройденный путь.
«Седов» готовится к навигации
В 370 километрах от полюса
Третья зима во льдах
Льды снова приходят в движение
В Гренландском море
К родным берегам
Словарь некоторых специальных слов и определений, встречающихся в книге
Астрономические определения за время дрейфа ледокольного парохода «Георгий Седов» (с сентября 1938 года по январь 1940 года)
Дрейф судов, плавания ледоколов и полеты в районе предполагаемой «Земли Санникова» (по Зубову).
Продольный разрез и план палуб парохода «Георгий Седов»
Рейс ледокола «И. Сталин»: 15 декабря 1939 года — 25 января 1940 года.
О работе и жизни советских моряков за время трех долгих полярных зимовок в дрейфующих льдах рассказывает книга К. С. Бадигина — капитана корабля.
К. С. Бадигин, известный исследователь Арктики, капитан дальнего плавания, родился в 1910 году в городе Пензе. Впервые в море пошел семнадцати лет и с тех пор, свыше двадцати лет, плавает на кораблях советского торгового флота — сначала матросом, затем помощником капитана и с 1938 года капитаном. Он совершил много далеких рейсов, побывал во всех крупных портах Советского Союза и Западной Европы, в Египте, Алжире, Аравии, Турции, на Филиппинских островах, в Китае, Японии, Канаде, США, Южной Америке. В годы Великой Отечественной войны водил торговые корабли с грузами для фронта.
В 1935 году К. С. Бадигин по комсомольскому набору был направлен помощником капитана ледокола «Красин» и совершил свое первое плавание по Северному морскому пути. Работа в Арктике увлекла его.
В 1937 году начался знаменитый дрейф ледокольного парохода «Георгий Седов» через Северный Ледовитый океан, продолжавшийся 812 дней.
Правительство высоко оценило работу седовцев. За геройский подвиг при проведении дрейфа, выполнение обширной программы научных исследований в труднейших условиях Арктики и проявленные при этом мужество и настойчивость весь экипаж корабля удостоен высшей награды родины — звания Героев Советского Союза, и корабль награжден орденом Ленина.
От научного редактора
Десять лет тому назад, 13 января 1940 года, закончился дрейф во льдах Северного Ледовитого океана ледокольного парохода «Георгий Седов». В том же 1940 году появился основательный труд — записки капитана парохода Константина Сергеевича Бадигина.
В книге, издаваемой сейчас в новой редакции, последовательно и подробно излагаются все обстоятельства этого замечательного дрейфа, показывается, как благодаря самоотверженной работе простых советских моряков ледокольный пароход «Седов» был сохранен для нашего арктического флота и как в то же время были произведены научные наблюдения исключительной ценности. Результаты дрейфа «Седова» можно сравнить только с результатами дрейфов станции «Северный полюс» (1937-1938 гг.) и «Фрама» (1893-1896 гг.) Фритьофа Нансена.
История экспедиции на «Фраме» проста.
Давно было подмечено, что к берегам Гренландии, Исландии и Норвегии выносятся деревянные предметы, выделываемые на побережье Аляски. Единственно возможным путём для этого являлся Северный Ледовитый океан.
В 1881 году у Ново-Сибирских островов было раздавлено льдами судно американской экспедиции к Северному полюсу «Жаннета», а через три года у юго-западных берегов Гренландии были найдены вещи, бесспорно принадлежавшие участникам этой экспедиции. Понятно, что эти вещи, прежде чем попасть к берегам Гренландии, должны были продрейфовать со льдами через весь Северный Ледовитый океан.
Нансен решил, что если льды смогли пронести через Северный Ледовитый океан обломки и предметы, то они смогут пронести и научную экспедицию на специально приспособленном судне.
Летом 1893 года экспедиция Нансена вышла из Норвегии на судне «Фрам».
Тем же летом экспедиция благополучно прошла Карское море, обогнула мыс Челюскин и затем вошла в полярные льды к северо-западу от Ново-Сибирских островов, на 78°50′ северной широты и 133°30′ восточной долготы. Отсюда и начался дрейф «Фрама» с полярными льдами.
Предположения Нансена, что «Фрам» окажется близ полюса, не оправдались, и 14 марта 1895 года, в то время, когда «Фрам» находился на 84°04′ северной широты и 102° восточной долготы, Нансен оставил корабль и вместе со своим спутником Иогансеном на санях, с двадцатью восемью собаками направился к полюсу по льду.
Вскоре, однако, Нансен убедился в безрезультатности своей попытки: дрейф льдов относил путешественников на юго-запад, и они проходили большие расстояния по льдам, мало изменяя свои географические координаты.
8 апреля Нансен повернул на юг, в августе достиг северо-восточных островов Земли Франца-Иосифа, прозимовал на одном из них и 7 августа 1896 года отправился на пароходе в Норвегию.
Оставленный Нансеном «Фрам» продолжал дрейфовать на запад и, в конце концов, достиг 85°55′,5 северной широты, то есть оказался всего на 20 километров южнее той широты, до которой Нансен добрался на санях. В дальнейшем «Фрам» обогнул Шпицберген и вернулся в Норвегию через шесть дней после возвращения Нансена. Так закончился дрейф «Фрама» во льдах, продолжавшийся 1055 дней.
Материалы этой экспедиции позволили сделать Нансен ряд важных научных выводов. Он выяснил, что Северный Ледовитый океан — это бассейн с глубинами в своей центральной части около 4 километров, что, между прочим, для самого Нансена явилось неожиданностью. Далее Нансен установил, что в Ледовитый океан глубинным течением из Гренландского моря проникают сравнительно теплые и соленые атлантические воды. Нансен открыл также, что арктические льды в своем движении отклоняются приблизительно на 30° вправо от направления ветра, и правильно объяснил этот факт вращением Земли. Кроме того, Нансен определил, что в среднем арктические льды под влиянием ветра дрейфуют со скоростью, приблизительно в 50 раз меньшей скорости ветра.
На «Фраме» регулярно производились метеорологические наблюдения, но в те времена радио еще не было изобретено, и метеорологи узнали о них только спустя несколько лет, когда наблюдения в значительной мере потеряли свою ценность. Мало того, когда впоследствии пробовали сопоставить наблюдения «Фрама» с наблюдениями существовавших тогда метеорологических станций, то оказалось, что это почти невозможно. Полярных и приполярных станций было слишком мало, и наблюдения Нансена оказались изолированными. По наблюдениям же в одной точке нельзя судить о процессах, развивающихся над большими пространствами земной поверхности.
Новую эпоху в изучении и освоении Арктики открыла Великая Октябрьская социалистическая революция. Впервые полярные исследования стали рассматриваться как государственное дело; они стали вестись настойчиво, планомерно, всесторонне и с использованием самой современной техники.
Источник
Лед — хранитель жизни
До последнего времени наука мало интересовалась поисками жизни в условиях отрицательных температур и «мерзлых» сред. Считалось, что «жизнь» и «лед» — вещи «несовместные». Но действительность оказалась богаче воображения — жизнь была обнаружена в высокогорных снегах, морских льдах и ледниках. Одно из последних открытий сделано учеными из иркутского Лимнологического института: в ледяном покрове Байкала обнаружены удивительные криофильные сообщества живых организмов.
Средой обитания для этих байкальских «полярников» служит межкристаллическая вода, заполняющая поры и капилляры в тающем льду. Прозрачные пальцевидные «бокалы» с оранжевыми вкраплениями, свисающие в воду огромные слизистые «бороды» — среди них суетятся инфузории, молодь рыб и бокоплавов… Все эти богатейшие по разнообразию и численности ледовые «джунгли» составляют совершенно необычное для пресноводного водоема сообщество, хранящее много неразгаданных тайн.
Веками человек воспринимал ледяное царство как безжизненный мир — мир белого безмолвия и застывшего времени. Именно таким предстает образ Севера в известной сказке о Кае и Герде. Зима для нас — это время, когда природа замирает и погружается в сон до весны. Но так ли это на самом деле? Может быть, и нам правильно увидеть действительность мешает осколок волшебного зеркала Снежной королевы?
Биологическая наука до последнего времени мало интересовалась поисками жизни в условиях холода, так как считалось, что жизненные процессы протекают лишь при положительных температурах. При температуре 0оС вода замерзает, поэтому полагали, что никакие формы жизни не могут быть в ней активными. Они большей частью должны либо погибнуть, либо впасть в состояние анабиоза. Однако постепенно стали накапливаться сведения о пригодности мерзлых сред для жизни. Используя антифризы или находясь в жидких капсулах и капиллярах, организмы смогли приспособиться к суровым условиям существования. Удивительно, но жизнь была обнаружена в высокогорных снегах, арктических и антарктических льдах и ледниках
«Живой» лед
Открытия последнего времени позволили по-иному взглянуть на возможности льда как среды для обитания живых существ. Оказалось, что на вопрос: «Возможна ли жизнь во льду?», можно ответить: «Возможна, да еще какая бурная!».
Это явление впервые было обнаружено в морских льдах в конце XIX века экспедицией Ф. Нансена. Летом 1894 г. знаменитый исследователь и путешественник обнаружил на краях ледяных глыб скопления водо-рослей, спускающиеся в морскую воду. Сейчас мы многое узнали о полярном «кровавом» снеге, приобретающем эту удивительную окраску благодаря развивающимся в нем организмам, о богатом населении морских льдов Антарктиды и Арктики. Вместе с тем долгое время считалось, что в пресных льдах живые существа функционировать не могут, поэтому эти льды содержат только вмерзшие организмы. Предполагалось, что эти существа находятся там в состоянии анабиоза или в стадии покоя (споры, цисты, покоящиеся яйца и т. д.), и могут «оживать» только после таяния льда. В отличие от населения морских льдов эти пресноводные сообщества были выделены в специальный класс, получивший название анабиоценоз.
Причина неудач в исследовании жизни в пресных льдах кроется в следующем. Лед является сложной структурой и состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. Жидкая фаза морского льда представляет собой насыщенный солевой раствор, образующийся при замерзании морской воды. Он занимает относи-тельно большой объем, заполняя развитую сеть полостей и каналов, и представляет собой хорошо защищенное, специфическое местообитание для живого сообщества.
В отличие от морского пресный лед монолитен. В обычном состоянии его жидкая фаза занимает слишком маленький объем, недостаточный для развития в нем организмов крупнее бактерий. В этом монолитном («черном») льду активная жизнь практически отсутствует. Однако в пресных ледовых покровах, где жидкая фаза занимает относительно большой объем (как, например, в снежно-ледовой «каше» Альпийских и Пиренейских озер), недавно было обнаружено ледовое сообщество, в которое входят разнообразные микроорганизмы, водоросли и простейшие.
Хорошо развитая система пор и каналов, заполненных талой водой, возникает между ледяными кристаллами и в рыхлом, тающем льду. Именно в период таяния «черного» льда возникает совершенно необычный биотоп, в котором способны развиваться пресноводные организмы. Кроме того, в период между интенсивным намерзанием и таянием пресного льда его нижняя поверхность может обрастать водорослями, что было впервые обнаружено на реке Амур. Недавно и в байкальском льду нами были обнаружены криофильные (греч., крио— холод, фило — любящий) организмы, успешно размножающиеся в межкристаллической воде. Кстати сказать, до этого ледяной покров Байкала не привлекал к себе пристального внимания исследователей, так как по вышеупомянутым причинам считалось, что жизни там быть не может.
Байкальские полярники
Основными «полярниками» озера являются его эндемичные (т. е. живущие только здесь и нигде больше в мире) низшие растения — водоросли. Уже в конце января, когда солнце поднимается выше над горизонтом, чуть-чуть растапливается лед вокруг организмов, вмерзших при ледоставе. И водоросли начинают размножаться в образовавшихся водных «оазисах». Поглощая солнечную энергию, они способны затем и сами «плавить» лед вокруг себя.
Весной, когда солнце щедро дарит свое тепло пробуждающейся природе, эти вкрапления жизни создают внутри байкальского льда причудливые структуры. Водоросли, заселяющие вертикальные капилляры льда, свисают в воду в виде различных слизистых шнуров или «бород». Другие образуют в ледяной толще своеобразные «вазы», «бокалы» или «колбы», заполненные плотными слизистыми скоплениями бурого цвета. В слизи водорослей обитают разнообразные бактерии. Размножаясь и заполняя собой все новые объемы талой воды, водоросли, в конце концов, пронизывают всю метровую толщу льда и выпадают в подледную воду, продолжая там свое развитие.
Буйство жизни во льду и сразу под ним в это время — необычайное. На агрегациях водорослей «пасутся» разнообразные байкальские животные. В этих ледовых «джунглях» снуют туда-сюда деловитые инфузории и коловратки, скапливается молодь знаменитого байкальского рачка эпишуры, и даже мальки рыб и донные бокоплавы находят тут для себя кров и пищу.
И в крошащемся под весенним солнцем байкальском льду жизнь не прекращается, достигая апогея в апреле–мае. В это время длинные водоросли, свисающие с нижней поверхности льда, обрываются под влиянием подводных течений и собственной тяжести. Подобно мягким снежным хлопьям, они медленно оседают на дно. Обитатели дна, «раскрыв рты», ловят эту «манну небесную». На освободившейся нижней поверхности льда с большой скоростью развиваются все новые и новые группировки водорослей. Не менее двух–трех урожаев таких ледовых «грядок» оседает в прибрежье озера в течение полутора–двух весенних месяцев, поставляя обильный корм донным животным. Колонии водорослей в ледовых «бокалах», разрастаясь и увеличиваясь в весе, постепенно опускаются (протаивают) до нижней поверхности льда, способствуя его разрушению.
После таяния льда все ледовые организмы попадают в толщу воды, где затем живут длительное время и являются кормом для свободно живущих видов животных. По мере прогревания верхнего слоя воды водоросли постепенно оседают на дно озера, окутывая его огромными слизистыми «покрывалами». Осенью ледовые растительные организмы снова возвращаются на «зимовку» — годовой цикл замыкается, и все повторяется вновь.
Кто и как живет во льду
В разные годы в системе пор и микротрещин тающего байкальского льда развиваются разные сообщества. Их структура зависит от состава массовых видов водорослей, обитающих в толще воды. К настоящему моменту нами выделены два варианта: первый — на основе эндемичных динофитовых водорослей родов Gymnodinium и Peridinium; второй — на основе эндемичных диатомовых водорослей рода Aulacoseira. Общее количество водорослей-криофилов, обитающих во льду толщиной 60–70 см, часто на два-три порядка превышает численность этих видов в подледном планктоне! Обращает внимание также очень неравномерное распределение этих сообществ в самом льду.
Любопытно, что в торосистой части, на неровной поверхности льда, в различных впадинках и трещинках развиваются преимущественно крупные донные водоросли, а не планктонные. Этот удивительный «лес» в изобилии заселяется и донными беспозвоночными животными.
На Байкале можно открывать не только новые виды, роды и семейства, но даже — новые сообщества организмов!
По основным структурным характеристикам ледовые сообщества Байкала похожи на сообщества организмов морского льда. В обоих случаях наблюдается выраженная ярусность вертикального и неравномерность горизонтального распределения организмов. Одни и те же или близкие роды водорослей, жгутиковых и инфузорий доминируют как в морском, так и пресном льду. Похож и состав других групп организмов, входящих в сообщества. Удивительно, что хотя среды их обитания достаточно полярны — соленая морская и практически дистиллированная талая байкальская вода — различия между членами морских и пресноводных сообществ существуют лишь на видовом уровне.
Тем не менее, некоторые принципиальные различия между сообществами все же имеются. В первую очередь следует отметить относительную краткость, эфемерность существования сообществ в пресноводных льдах. Во-вторых, в пресной воде сообщества, обитающие в микротрещинах и на нижней поверхности льда, разнесены во времени. Вначале, пока лед еще монолитен, развиваются только обрастания, затем, по мере таяния льда, появляются сообщества в самой ледовой толще. В морском же льду все эти сообщества сосуществуют одновременно. Кроме того, в морских системах обнаружены специфические виды, которые живут только в криофильных сообществах. Несмотря на то, что почти половина видов, заселяющих байкальский лед, являются эндемиками, специфических криофильных видов, кроме бактерий, в Байкале не обнаружено.
В ледовых объятиях
Основным поставщиком (донором) для эфемерных ледовых сообществ Байкала служит планктон озера (жители его толщи) и бентос (обитатели дна). Как показали наши эксперименты, главным из трех возможных путей заселения байкальского льда для сообществ микротрещин является пагон (вмерзшие в лед организмы, находящиеся в состоянии анабиоза или в стадии покоя), а для сообществ нижней части льда — подледная вода.
Колонизация через атмосферу не играет большой роли. Однако поступления неорганического и органического вещества с атмосферными осадками и с помощью ветра могут довольно сильно влиять на химический состав среды, в данном случае — талую воду. В отличие от морей лед и талая вода в Байкале настолько слабо минерализованы и бедны органикой, что близки по составу к чистой дистиллированной воде. Поэтому источники питания для столь обильного сообщества при столь бедной окружающей среде остаются под вопросом.
Кажется невероятной и пока необъяснимой удивительно высокая скорость развития ледовых водорослей и простейших в байкальских ледовых сообществах. В литературе мы нашли лишь одно упоминание о подобном явлении в морских сообществах, к тому же допускающее двоякое толкование. Факт же ускоренного развития криофилов на Байкале не вызывает сомнений, поскольку ежедневный прирост колоний ледовых водорослей можно измерять чуть ли не в сантиметрах. И это происходит при почти полном отсутствии питательных веществ и температуре, близкой или равной нулю! Может быть, здесь сказывается пресловутый «феномен талой воды»? А может быть, в этих эфемерных сообществах приводятся в действие некие регуляторные механизмы (клеточные или популяционные) подобно тому, как это происходит в пустынях в сезон дождей, или в короткое полярное лето?
Открытие в ледяном покрове Байкала ранее скрытой бурной жизни поставило много вопросов, и не тольrо перед биологами. Каковы физико-химические особенности среды обитания в пресном льду, который, на первый взгляд, лишен всех необходимых для жизни питательных веществ? В чем состоит особая притягательность капиллярной воды для организмов? И, наконец, как изучать биологические процессы в этой среде? На все эти вопросы пока нет исчерпывающих ответов. Но сама проблема настолько интересна и многообещающа, что требует привлечения широкого круга специалистов разного профиля: физиков, цитологов, физиологов, медиков.
Важное открытие недавно было сделано и в далекой Антарктиде. Под российской станцией «Восток» в ледяном панцире была пробурена скважина глубиной 4 км. В кернах льда, возраст которого насчитывает миллионы лет, были обнаружены живые микроорганизмы. Каким образом в таких условиях и на протяжении столь длительного времени они смогли сохранить жизнеспособность?
Еще много загадок хранит лед. Одну из них, самую важную, человеку удалось разгадать. Лед — не безжизненное царство жестокой Снежной королевы. Он — кладовая биоразнобразия, бережный Хранитель жизни. Жизни, которая процветает в теплых объятиях льда…
В статье использованы фотографии О. А. Тимошкина
Источник
