Акупунктура, Аюрведа Ароматерапия и эфирные масла, Консультации специалистов: Рэйки; Гомеопатия; Народная медицина; Йога; Лекарственные травы; Нетрадиционная медицина; Дыхательные практики; Гороскоп; Правильное питание Эзотерика

Введение

К началу XXI в., как предсказывают специалисты, население Земли должно увеличиться почти в 1,5 раза и достичь 6,5 млрд. человек. Это значит, что потребуется еще больше продуктов питания, пресной воды, сырья для производства предметов потребления, электроэнергии. Между тем, по данным ООН, даже в наши дни более половины населения земного шара недоедает и страдает от недостатка белковой пищи. Уже сегодня более 1/3 населения нашей планеты не хватает пресной воды. Заметно истощаются, а в ряде случаев подходят к пределу запасы многих видов полезных ископаемых. При современных темпах потребления запасов некоторых из них хватит для человечества всего на несколько десятилетий. А ведь с ростом технических достижений значительно увеличиваются и потребности в минеральном сырье, электроэнергии, пресной воде. Совершенно очевидно, что перед человечеством стоит задача изыскания новых дополнительных источников питания, пресной воды, электроэнергии, минерального сырья. В этих условиях главную роль должно сыграть интенсивное освоение Мирового океана. Академик С. Г. Струмилин еще в начале 60-х гг. указывал, что «экономика будущего — это прежде всего экономика Мирового океана». Между тем Мировой океан до настоящего времени изучен крайне слабо. Практически только в последние 20—25 лет в связи с быстрым ростом технических достижений началось его настоящее изучение. Знания о Мировом океане очень скудны, а степень изученности его недр сегодня можно, пожалуй, сравнить со степенью изученности недр суши в начале нашего века. По мере более полного изучения океанов и морей наука будет открывать все новые и новые возможности шире использовать Мировой океан на благо человечества.

В этой книге сделана попытка осветить роль Мирового океана в жизни современного и будущего поколений людей. Рассматриваются вопросы освоения минеральных, энергетических, биологических богатств Мирового океана, получения пресной воды из морской. Освещается покорение морских глубин человеком и роль Мирового океана, как важнейшей транспортной артерии, а также проблема борьбы с загрязнением вод Мирового океана. В заключение рассматривается комплексное морское хозяйство будущего.

Эта книга не претендует на всестороннее освещение разнообразных сторон использования Мирового океана человеком. В силу ограниченного объема, в ней не освещаются вопросы рекреационного использования океана, роль океана в формировании климата Земли, правовые и юридические аспекты, связанные с использованием Мирового океана разными странами, и ряд других вопросов.

Настоящая книга является вторым дополненным и переработанным изданием книги «Подводные богатства», вышедшей в издательстве «Просвещение» в 1976 г.

Кладовые владений Нептуна

Здесь пойдет речь не о десятках и сотнях затонувших кораблей с трюмами, заполненными золотом, драгоценными камнями, жемчугом, серебром, изделиями из слоновой кости и черного дерева, не об интереснейших археологических раскопках в различных акваториях Мирового океана, а о подлинных морских сокровищах подводных кладовых — богатейших запасах минеральных ресурсов Мирового океана.

Морское мелководье как источник минерального сырья с древнейших времен привлекало внимание человека. Еще задолго до нашей эры на побережьях морей и океанов добывалась пищевая соль, многие века славился янтарь с пляжей Прибалтики, более 100 лет тому назад была предпринята первая попытка организовать добычу нефти со дна прибрежного мелководья Каспия.

Однако лишь в последние десятилетия в связи с общим развитием науки и техники стали выявляться серьезные перспективы обширного использования минерально-сырьевых богатств морей и океанов.

Интерес к полезным ископаемым морей и океанов в наши дни не случаен. Во-первых, многие месторождения суши истощаются; во-вторых, быстрый рост населения земного шара, а вместе с ним и потребностей в производстве средств производства и предметов потребления заставляет искать новые источники минерального сырья; в-третьих, гигантский скачок в развитии науки и техники в последние годы дает возможность добраться до недоступных прежде богатств морей и океанов и разрабатывать их; наконец, добыча некоторых видов полезных ископаемых, залегающих на морском дне, экономически выгоднее, чем на суше. Эта выгода обеспечивается рядом преимуществ такого рода разработок. Например, при разработке подводных месторождений не нужны подъездные пути, многие из таких месторождений не нуждаются в оборудовании отвалов и различного рода хранилищ. При морской добыче твердых полезных ископаемых не надо производить больших трудоемких и дорогостоящих взрывных работ, тратить средства на приобретение взрывчатых веществ, сложного оборудования для добычи руды и т. д.

Поскольку нефть и газ составляют по стоимости более 90 % всех полезных ископаемых, добываемых с морского дна, и потенциальные возможности их добычи в ближайшем будущем наиболее высоки, остановимся прежде всего на состоянии и перспективах морской добычи нефти и газа.

В наши дни большинство стран, имеющих выход к морю, проявляет исключительный интерес к поискам и добыче нефти со дна морей и океанов. Если в начале 50-х гг. XX в. только три-четыре страны и пять частных компаний занимались разведкой и добычей нефти в море, то к концу 1981 г. более 100 стран и более 120 государственных и частных компаний вели разведку и разработку морских нефтяных и газовых месторождений в пределах шельфов Мирового океана.

Уже к 1979 г. нефть и газ были обнаружены на шельфах более 60 стран, а добывались в 39 странах. Еще более 40 стран мира вели нефтегазопоисковые работы в пределах своих акваторий.

В настоящее время около 24 % всей мировой добычи нефти приходится на морские месторождения. Морская добыча газа несколько меньше, но также достаточно высока и составляет около 20 % от общемировой. В 1980 г. добыча нефти на акваториях всего мира составляла около 665 млн. т, а газа около 309 млрд. м3. Общее количество известных морских нефтегазовых месторождений свыше 1000, а количество пробуренных морских скважин превышает 30 000.

К середине 80-х гг. морская нефтедобыча, по прогнозам разных специалистов, должна вырасти до 30—35 %, а к 2000 г. она превысит 50 % от общемировой добычи.

Среди крупнейших морских нефтегазоносных районов мира необходимо прежде всего отметить Персидский залив, Венесуэлу и Северное море, в которых сосредоточено около 75 % всей морской мировой нефтедобычи и около 80 % разведанных запасов нефти и газа шельфовых зон Мирового океана. В 1980 г. в Персидском заливе было добыто 273 млн. т нефти, в пределах Мексиканского залива — 60 млн. т, в Северном море — 112 млн. т и Венесуэле — около 75 млн. т. Интересно отметить, что если для Мексиканского залива характерны в основном небольшие по величине добычи и запасов нефтяные месторождения, которых здесь насчитывается более 320 (из них лишь четыре могут быть отнесены к категории крупных), то в Персидском заливе, наоборот, почти вся добыча сосредоточена в 55 месторождениях, большинство из которых относится к крупным, а шесть из них — к так называемым месторождениям-гигантам с ежегодной добычей свыше 10 млн. т и запасами свыше 1 млрд. т (Всего к настоящему времени обнаружено в Мировом океане -10 таких месторождений-гигантов.). Здесь же расположено и крупнейшее в мире морское месторождение Сафания-Хафджи с запасами 4,3 млрд. т. Оно в состоянии давать свыше 300 млн. т нефти в год. Месторождения-гиганты часто дают столько же нефти, сколько десятки, а иногда и сотни обычных месторождений. И если на суше большинство месторождений-гигантов уже открыто, то в морях основные такие открытия впереди. Следует отметить и исключительно высокую продуктивность скважин в Персидском заливе. В среднем каждая скважина здесь дает более 1000 т нефти в сутки.

В Венесуэле большая часть всей добычи нефти сосредоточена в лагуне Маракаибо, где расположено одно из старейших гигантских месторождений — Боливар, открытое еще в 1917 г. По скоплению запасов нефти на единицу площади акватория лагуны Маракаибо не имеет себе равных. Практически в пределах лагуны и смежной части берега расположено одно гигантское нефтяное месторождение, юго-западная граница которого до сих пор точно не установлена. Условно в пределах лагуны, кроме месторождения Боливар, выделяется еще три более мелких месторождения. Разведанные запасы этого гигантского месторождения составляют 4,3 млрд. т, из них уже добыто около 75 %.

Шельф Мексиканского залива представляет собой наиболее хорошо изученную акваторию с точки зрения перспектив нефтегазоносностй. Первая морская скважина здесь была пробурена с плавучей баржи еще в 1933 г., а в 1979 г. здесь насчитывалось около 20 тыс. скважин. У берегов штата Луизиана пробурена и самая глубокая морская скважина (глубина 6962 м). Мексиканский залив представляет собой один из самых богатых морских нефтегазоносных районов мира, где добыча нефти и газа, по-видимому, в ближайшие годы будет неуклонно возрастать.

Однако самая удивительная нефтегазоносная акватория — Северное море. Здесь лишь в 1965 г. было обнаружено первое газовое месторождение, а в 1969 г.— первое нефтяное месторождение. В 1973 г. была добыта первая тонна морской нефти из крупного месторождения Экофиск, а уже к 1976 г. было открыто 101 нефтяное и газовое месторождение. К концу 1979 г. в акватории Северного моря было добыто уже за эти годы более 260 млн. т нефти. Таких быстрых темпов освоения нефтегазоносных районов никогда не наблюдалось даже на суше. Это еще раз доказывает, что часто освоение акваторий значительно проще и легче освоения труднодоступных нефтегазоносных районов суши. Вся акватория Северного моря разбита на семь секторов: английский, голландский, норвежский, датский, французский, бельгийский и сектор ФРГ. Наиболее богаты по открытым месторождениям нефти и газа — первые четыре.

В норвежском секторе два месторождения-гиганта — Экофиск и Статфиорд, а в английском к числу крупных месторождений относятся Фортиз, Аук и Брент. К 1980 г. более половины всех потребностей Великобритании в нефти и более 95 % в газе удовлетворялось за счет месторождений нефти Северного моря. В 1979 г. Великобритания добыла 76,8 млн. т нефти (сравните: в 1975 г. она добывала всего 4 млн. т, а до открытия месторождений Северного моря — не более 80 тыс. т в год). Особенно высокие темпы роста добычи нефти и газа в Великобритании стимулируют и ряд новых технологических методов добычи углеводородов. Так, по одному из проектов к месторождениям нефти и газа предполагается проложить два подводных тоннеля. По одному из них будут проходить скоростная рельсовая линия для перевозки людей и грузов, а также воздуховоды и силовые кабели, а по второму — газо- и нефтепроводы.

Норвегия не только полностью удовлетворяет свои потребности в нефти, но и экспортирует значительное ее количество на мировой рынок. Предполагается, что в ближайшие несколько лет за счет месторождений Северного моря Франция, ФРГ, Нидерланды и Дания будут удовлетворять свои потребности в этом сырье более чем на 30 %. Таким образом, энергетика стран Западной Европы, еще лет десять назад почти полностью зависящая от стран Ближнего и Среднего Востока, прочно становится на собственную основу.

Среди других районов крупной морской нефтедобычи необходимо прежде всего отметить страны, расположенные по побережью Гвинейского залива (Нигерия, Ангола, Габон, Конго, Заир). Наибольшее количество нефти среди всех африканских стран добывается в Нигерии, где открыто свыше 50 морских месторождений. В последние несколько лет Нигерия превратилась в крупного экспортера нефти. Открыты морские месторождения нефти на шельфах и других африканских стран (Бенина, Ганы, Камеруна).

В последние годы обнаружены месторождения нефти и газа и в странах Средиземноморья (вблизи берегов Испании, Греции, на шельфах Туниса и Ливии, у берегов Египта и Италии). Почти во всех акваториях Средиземного моря, в которых проводилось поисковое бурение, открыты месторождения нефти и газа и уже ведется их добыча.

В Северной Америке, помимо США и Мексики, морские месторождения нефти и газа открыты у берегов Канады (вблизи полуострова Лабрадор и к югу от острова Ньюфаундленд). В Латинской Америке вдоль западного побережья Атлантики обнаружены 25 морских месторождений нефти и газа, приуроченные к побережью Бразилии, и ряд небольших месторождений у побережья Аргентины. На Тихоокеанском побережье нефть добывается у берегов Перу и Эквадора, а в Северной Америке — на Калифорнийском побережье.

За последние годы резко возросла морская добыча нефти в Индонезии и Малайзии; начали добывать нефть у своих берегов Япония и Индия. Открыт ряд нефтяных месторождений в Южно-Китайском море. Исключительно велика продуктивность Австралийского шельфа, где каждая из трех пробуренных скважин дает нефть.

В СССР морская добыча нефти с 1925 г. производится в Каспийском море. Первые попытки получения морской нефти в России относятся к XIX в., когда в Биби-Эйбатской бухте (ныне бухте Ильича), в районе Баку на расстоянии 20—30 км от берега были построены два колодца, из которых доставали по 4—5 ведер нефти в день. Однако вскоре колодцы были разрушены, и на этом первые опыты добычи морской нефти закончились. Лишь в 1925 г. в бухте Ильича была заложена первая скважина. С 1936 г. морская добыча нефти производится в Дагестане, сначала в районе Избербаша, а затем с 1943 г. в районе Махачкалы.

Освоение бурения в Каспийском море началось в 1946 г., когда было построено первое крупноблочное основание в районе острова Артем. С 1951 г. начал работать уникальный нефтяной промысел Нефтяные Камни, который представляет собой настоящий город на эстакадах. Промысел обслуживает несколько сот скважин. Он имеет сложное многоотраслевое хозяйство, в котором предусмотрены не только промышленные, но и культурно-бытовые сооружения и жилые помещения. С 1958 г. начато морское бурение и на восточном берегу Каспия на полуострове Челекен. Сегодня на Каспии разрабатывается свыше 20 нефтяных и нефтегазовых месторождений.

Другой район морской нефтедобычи — остров Сахалин, где проводится бурение с суши наклонных поисково-разведочных скважин, а также и с плавучей буровой установки. Здесь открыты три прибрежно-морских нефтяных месторождения — Одопту, Окружное и Чайво.

По различным данным, морские ресурсы нефти и газа составляют от 50 до 60 % от общемировых ресурсов. И если добыча нефти на суше ведется уже более 80 лет, а морская нефтедобыча разворачивается лишь в последние 15—20 лет, то понятно, что основные надежды на неиспользованные ресурсы нефти и газа связываются с дальнейшим расширением морской нефтедобычи. Однако среди трудностей, встречающихся на этом пути, основная — слабая геолого-геофизическая изученность акваторий Мирового океана.

Единственное судно, специально оборудованное для глубоководного морского бурения, «Гломар Челленджер» (с него можно проводить бурение при глубине моря 6 км на глубину до 1300 м), хотя и пробурило за сравнительно короткий срок, начиная с 1968 г., во всех океанах, кроме Северного Ледовитого, около 500 скважин, однако при колоссальной площади акваторий Мирового океана этого количества скважин крайне недостаточно. Особенно слабо изучены центральные глубоководные части океанов. Правда, считается маловероятным наличие благоприятных условий для образования значительных залежей нефти и газа в слабоуплотненных отложениях, сформировавшихся в глубоководных частях Мирового океана. Определенно установлено лишь то, что значительная часть континентального склона, по крайней мере, до глубины 1500 — 2000 м, а иногда и ниже перспективна в нефтегазоносном отношении. Это связано с тем, что акватория современного континентального склона первоначально представляла собой мелководные морские бассейны с условиями, благоприятными для образования углеводородов, и лишь впоследствии в результате дробления края материков оказалась погруженной на современные глубины.

Если же учесть, что в настоящее время в основном осваиваются акватории глубиной до 100 м, то легко представить себе, что в ближайшие годы открывается перспектива (по мере развития морской буровой техники) освоения богатейших месторождений нефти и газа и на больших глубинах, и именно с морскими месторождениями связано будущее увеличение добычи нефти и газа.

При разработке подводных месторождений нефти и газа бурение производится с подвижных и неподвижных платформ. При выборе типа платформ прежде всего учитывается глубина морского дна, а также наличие течений, высота морских волн, наличие приливов и отливов и прочие метеорологические условия. Обычно неподвижные (стационарные) платформы погруженного типа применяются в шельфовых зонах глубиной 15—50 м и соединяются с берегом эстакадами или обслуживаются катерами и судами. Подвижные платформы подразделяются на два типа. Первый тип — платформы подвижные во время следования к месту бурения, но при бурении опирающиеся на морское дно. Такие платформы применяются при бурении дна на глубинах до 150 м. После установки опор в грунте на морском дне понтон поднимается над поверхностью воды до высоты, позволяющей избегать ударов волн о его днище.

Второй тип — плавучие платформы, представляющие собой или самостоятельные буровые суда, или полупогруженные платформы, использующиеся при глубинах 180-450 м.

Буровые суда — это самоходные корабли, на которых установлено оборудование для бурения скважин. Во время бурения они закрепляются в неподвижном положении. Полупогруженные платформы буксируются до места бурения и погружаются на определенную глубину в воду для приобретения большей устойчивости при бурении скважин.

Полупогруженные платформы используются на глубинах, где невозможно стабильно поставить установку на грунт. Удерживаются полупогруженные платформы в месте работы обычно с помощью якорей. В 1976 г. в США была построена первая полупогруженная платформа с системой динамического удержания за счет работы подруливающих устройств. Эта платформа может работать на глубинах до 1830 м, причем необходимая точность удержания обеспечивается при волнах высотой 12 м за счет работы мощных двигателей. В последнее время такие платформы выпускают самоходными.

В СССР имеется несколько самоподъемных морских буровых установок типа «Хазар», «Бакы», «Азербайджан», «Апшерон» и другие, которые работают на Каспийском море и могут бурить скважины на глубину 2 — 6 км при глубине моря 60—90 м. В настоящее время с верфи Астраханского судостроительного завода спущена первая плавучая буровая установка «Шельф», предназначенная для бурения скважин на 6000 м при глубине моря до 200 м.

Впервые бурение скважин с судна было осуществлено в 1956 г. американскими исследователями.

Помимо нефти и газа в богатейших кладовых Нептуна содержатся и твердые полезные ископаемые, которые в зависимости от места их залегания могут быть подразделены на прибрежно-морские россыпи, коренные месторождения и полезные ископаемые морского дна.

Несмотря на то что подводные разработки твердых полезных ископаемых еще занимают скромное место в их общемировой добыче, однако уже сегодня для целого ряда стран они имеют первостепенное значение.

Рис. 1. Самоподъёмная платформа 'Бакы', работающая в Каспийском море.

Прибрежно-морские россыпи образуются на границе суши и моря в результате перемещения водных масс, которые приводят к сортировке обломочного материала и накоплению частиц тяжелых минералов. Месторождения этих минералов и образуют прибрежно-морские россыпи.

На берегу моря волны, скатываясь с пляжа, уносят с собой легкие и мелкие песчинки, а более тяжелые песчинки при сильном прибое накапливаются на пляже. Кроме того, часть тяжелых песков концентрируется и на подводном склоне уже в пределах шельфа, а также оседает в устьевых затопленных частях рек, впадающих в моря и океаны.

Прибрежно-морские россыпи содержат очень разнообразные и ценные, преимущественно рудные минералы: ильменит, рутил, циркон, монацит, магнетит, хромит, касситерит, золото, платину, алмазы и некоторые другие.

Ильменит находит широкое применение в производстве титановых красок и как «железистый песок» в качестве сырья для доменных печей. Кроме того, он используется для покрытия электросварочных электродов, а также нефтепроводов и газопроводов.

Рутил — лучшее сырье для производства титановых красок, для получения металлического титана (содержит до 60 % чистого титана), в свою очередь использующегося при производстве высококачественных сортов стали. Рутил находит широкое применение в авиационной, атомной промышленности и в медицине.

Цирконий — металл, обладающий высокими антикоррозионными качествами, используется при изготовлении различных аппаратов в химической промышленности, при выпуске медицинского оборудования. Из него делаются детали для различных электронных приборов, применяется при производстве радиоламп. Но больше всего цирконий используется при сооружении атомных реакторов, так как в отличие от многих металлов он слабо поглощает медленные нейтроны, образующиеся при расщеплении уранового ядра.

Около 90 % цирконового песка применяется в металлургии при литейных процессах, при производстве огнеупорных материалов и керамических изделий. Кроме того, циркон применяется для получения металла циркония.

Монацит применяется для получения тория, церия и ряда других редкоземельных элементов. Торий же в свою очередь используется как радиоактивный элемент, а также употребляется в промышленности в качестве огнеупорного материала; а церий получил широкое применение в алюминиевых и магниевых сплавах. Благодаря добавлению в них церия увеличивается их сопротивление процессам ржавления. Сплав церия с железом используется для поглощения газов в электротехнических приборах. Церий идет на изготовление углей для дуговых ламп в прожекторах. Наконец, окислы церия используются при изготовлении специальных защитных стекол для стеклодувов.

Магнетит, или магнитный железняк,— богатая железная руда (содержит до 72 % чистого железа).

Хромит — основная руда для получения хрома, широко используемого при выплавке высококачественных легированных сортов стали, для покрытия (хромирования) некоторых металлов. Соединения хрома используются в химической, кожевенной промышленности и других отраслях.

Касситерит — основная руда для извлечения олова. О применении золота, платины и алмазов дополнительно говорить не приходится.

На первом месте в мире по добыче ильменита, рутила и циркона стоит Австралия (90% — рутила, 60 % — циркона и около 25 % — монацита от всей добычи капиталистических стран).

Россыпи протянулись вдоль восточного побережья более чем на 1600 км.

На побережье Бразилии разрабатываются тяжелые пески, содержащие прежде всего монацит (один из главных поставщиков на мировой рынок), а также ильменит и циркон.

Богатейшие прибрежные россыпи (ильменит, циркон, рутил и монацит) имеются у юго-западных и юго-восточных берегов Индии, а также на северо-восточном и юго-западном побережьях острова Шри-Ланка.

Самые крупные в мире запасы рутила сосредоточены в россыпях у по.бережья Сьерра-Леоне в Африке.

Крупные разработки циркона и рутила ведутся во Флориде (США).

С конца 60-х гг. в Новой Зеландии работает металлургический завод, выплавляющий чугун и сталь из пляжных железистых песков.

В США (в штатах Орегон и Вашингтон) разрабатываются пляжные россыпи хромита, а на Аляске близ города Ном из пляжных россыпей добывается золото. В 1975 г. здесь было добыто 450 кг золота. Залив Гудньюс — единственный в США район добычи платины, который дает 90 % ее добычи в США. За сезон ее добывается до 470 кг.

Из магнетитовых песков Токийского залива японцы получают железную руду. В небольших размерах разработки прибрежных россыпей ведутся почти во всех приморских странах Европы.

В странах Юго-Восточной Азии — Индонезии, Малайзии и Таиланде в море в широких масштабах ведется добыча россыпей касситерита. Эти страны — основные производители мирового олова.

В Австралии россыпи касситерита известны на острове Тасмания.

На побережье и шельфе Намибии разрабатываются россыпи алмазов. Большая часть добываемых алмазов извлекается из береговых отложений. Добыча же шельфо-вых алмазов производится очень медленными темпами из-за большой трудоемкости морских разработок. Алмазы здесь залегают на расстоянии 300—500 м от берега и на глубине от 30 до 120 м. Причем содержание алмазов в породах здесь в 5 раз выше (в среднем до 5 карат ( 1 карат равен 0,2 грамма.) на 1 т), чем в береговых россыпях, при очень высоком качестве алмазов (содержание ювелирных алмазов до 99 %). Подводная добыча алмазов обеспечивает 20 % стоимости общемировой добычи алмазов.

Один из самых замечательнейших «даров» моря янтарь — окаменевшая смола хвойных деревьев, произраставших на земле десятки миллионов лет назад. Янтарь встречается на побережьях Сицилии и Ливана, Бирмы и приатлантических районов США, Арктического побережья Аляски, а также на побережье Балтийского моря в пределах Польши, ГДР и ФРГ. Но самый ценный вид янтаря добывается в СССР, на побережье Балтийского моря, в Калининградской области. Кроме того, в СССР янтарь в небольших количествах встречается у берегов Сахалина, на побережье Аральского моря и во многих местах на побережье Северного Ледовитого океана (устье Печоры, Чешская и Мезенская губы, полуостров Канин Нос, устье Индигирки и др.).

Еще за несколько сот лет до нашей эры янтарь применялся в качестве украшений и амулетов и ценился как сокровище. При археологических раскопках янтарные бусы были обнаружены в могилах бронзового века. Особенно ценился янтарь в Римской империи при императоре Нероне, когда янтарь обменивали на медь, бронзу и даже золото.

Конечно, и в наши дни янтарь используется для изготовления украшений и ювелирных изделий. Но его широко используют и в промышленности, особенно в приборостроении. Около 10 % добываемого янтаря идет на изготовление изоляторов для электрических и радиотехнических приборов. Кроме того, он широко используется для изготовления ценных лаков и канифоли. Из янтаря извлекают вещества, которые находят применение в фармацевтической промышленности. Опрыскивание семян и зеленых всходов раствором янтарной кислоты повышает также засухоустойчивость и урожайность льна, фруктов и овощей.

Разработки прибрежно-морских россыпей расширяются во всем мире, и все новые страны начинают поставлять на мировой рынок свою продукцию.

В СССР на Балтийском море, в районе города Лиепая, с 1968 г. организована морская добыча ильменитового песка. Здесь пески залегают на небольшой глубине слоем толщиной от 30 см до 1 м. Хотя металла в них содержится в несколько раз меньше, чем на суше, тем не менее добыча их специально переоборудованными земснарядами выгодна.

В последние годы обнаружены промышленные россыпи касситерита в море Лаптевых, где на Чокурдакском россыпном месторождении олова создан первый в СССР плавающий обогатительный комбинат.

Большой интерес представляет открытие россыпного месторождения олова в Чаунской губе Восточно-Сибирского моря. Кроме морей Лаптевых и Восточно-Сибирского, перспективны на россыпные месторождения олова Чукотское и Берингово моря.

На шельфе Сахалина в россыпях содержится рутил и касситерит, а в Баренцевом и Карском морях — титано-содержащие руды. На берегах островов Итуруп и Куна-шир, входящих в группу Курильских, имеются титано-магнетитовые россыпи.

Прибрежно-морские россыпи разрабатываются по-разному. У полосы прибоя тяжелые пески добываются скреперами, бульдозерами, экскаваторами и гидромониторами.

В более глубоководной части шельфа используют драги, которые оснащены многочерпаковыми рамами, грейферами или грунтовыми насосами.

На больших глубинах (до 160 м) применяются драги, снабженные подъемной лебедкой и черпаком-грейфером или ковшом на тросе. В море черпак опускается на тросе лебедки, врезается в грунт и, захватив материал, поднимается наверх. Грейферы тяжелого типа за час работы извлекают до 1000 т грунта. Драги с грунтовыми насосами применяются как на малых глубинах, так и на глубинах до 330 м. Такие драги, нanpимер используются при добыче алмазов у берегов Намибии. Одна из таких драг (имеющая длину около 90 м и ширину 15 м), снабженная шестью наклонными устройствами, перерабатывает за сутки до 300 т песка или гравия. Среднесуточный выход алмазов до 2500 карат.

Среди коренных месторождений твердых полезных ископаемых прежде всего необходимо отметить те виды, которые добываются шахтным способом. Подводными шахтами, пройденными с суши, добываются каменный уголь, железная руда, руды меди, никеля, олова, ртути. Известно более 100 подводных шахт и рудников, заложенных с берега. Некоторые из них удалены от берега до 8 км при глубинах моря до 120 м.

Миллионы тонн каменного угля ежегодно добывают на подводных шахтах в Японии, Канаде, Великобритании, Шотландии, Турции, на острове Тайвань. Большие запасы каменного угля обнаружены на юго-восточном шельфе Австралии, в КНР, в Чили, Испании. Чаще всего морские месторождения представляют собой продолжение пластов, скрытых в недрах суши.

Широко развита и добыча из подводных шахт железной руды, которая ведется в Японии на острове Кюсю, в Австралии, в Канаде в Гудзоновом заливе и на острове Ньюфаундленд, а также в Финляндии, у входа в Финский залив.

В Канаде, около острова Ньюфаундленд, для извлечения руды был сооружен искусственный остров. От главного шахтного ствола на острове штреки идут прямо на дно Атлантического океана. Запасы железной руды в этом районе оцениваются примерно в три с половиной миллиарда тонн.

Значительно реже встречаются подводные шахты, где разрабатываются руды меди и никеля, олова и ртути. В Канаде, в Гудзоновом заливе, близ г. Черчилл, добывается медь и никель, в Великобритании, на полуострове Корнуолл,— медь, никель и олово.

В Турции, у побережья Эгейского моря, разрабатывается месторождение ртутных руд.

В Советском Союзе благоприятны для развития шахтной подводной добычи некоторые участки шельфов Приморья, Сахалина, Чукотки и Камчатки, а также шельфы Белого и западной части Карского моря и Азовское море.

Советские ученые предполагают, что добыча минерального сырья с помощью подводных шахт в ближайшем будущем будет развиваться в пределах шельфа на глубинах до 100 м и при удалении от берегов до 40—50 км. Разработки на больших глубинах в ближайшие годы будут экономически нецелесообразны.

Среди других коренных подводных месторождений, добываемых нешахтными способами, необходимо назвать серу. Морская добыча серы производится в настоящее время только в США, в Мексиканском заливе, в штате Луизиана. Месторождения серы здесь приурочены к погребенным соляным куполам. Добыча ее ведется со специально сооруженной эстакады с помощью буровых скважин. Сера расплавляется перегретым паром, нагнетаемым через скважины особой конструкции, через которые производится также и откачка расплавленной серы. Здесь добывается около 20 % всей серы, получаемой в США.

Среди глубоководных твердых полезных ископаемых, обнаруженных на морском дне, в первую очередь необходимо отметить железо-марганцевые конкреции. Они представляют собой минералы, образующиеся в результате осаждения гидроокислов марганца, железа и других минеральных солей из морской воды. При этом они обычно концентрируются вокруг какого-нибудь небольшого ядра вроде обломка камня или зуба акулы.

Каким же образом попадают железо и марганец в морскую воду? По этому поводу нет единой точки зрения. Одна группа ученых считает, что эти металлы попадают в океан с суши с речным стоком; другая — что они попадают в моря и океаны при подводных извержениях с вулканическими газами. По-видимому, имеют место оба этих источника попадания этих металлов в воды Мирового океана. Районы распространения конкреций занимают обширные площади в миллионы квадратных километров, а плотность их залегания настолько велика, что они местами лежат вплотную, прилегая друг к другу, подобно камням булыжной мостовой. Железо-марганцевые конкреции имеют очень широкое распространение на дне морей и океанов (особенно Тихого и Атлантического) на глубинах от 60 до 7000 м (чаще всего встречаются все же на глубинах свыше 3000 м). Обычно в среднем конкреции содержат 24 % марганца, 14 % железа, 1 % никеля, 0,5 % меди и меньше 0,5 % кобальта. Так как в марганцевой руде, добываемой на суше в различных странах, содержится в среднем от 35 до 55 % марганца, то именно медь, никель и кобальт оказываются наиболее привлекательными с экономической точки зрения. Однако следует учитывать, что по сравнению с запасами марганца во всех известных на суше месторождениях запасы этого металла в конкрециях в сотни раз больше.

По подсчетам даже в том случае, если для промышленного освоения будет пригоден только 1 % от общих запасов конкреций, то и при этом условии они дадут 150 млн. т никеля, 150 млн. т меди и 30 млн. т кобальта, которых при современных темпах потребления этих металлов хватит мировой промышленности: никеля на 230 лет, кобальта на 1200 лет и меди на 17 лет.

Марганцевые конкреции, содержащие до 20 % марганца, 15 % железа и по 0,5 % никеля, кобальта и меди, имеются и в морях, омывающих территорию СССР: в Белом море, в северной части Баренцева моря, в Рижском и Финском заливах Балтийского моря, а также в Аральском море. До недавнего времени отсутствие разработанной технологии извлечения металлов из конкреций сдерживало их добычу. Только в 1970 г. американским ученым удалось разработать метод, при котором удается извлекать до 95 % всех содержащихся в конкрециях металлов. В США уже в 1962 г. фирма «Дипси Венчерс» начала проводить разведку железо-марганцевых конкреций в Тихом океане. После 1970 г. к ней присоединились и другие фирмы США, Японии, ФРГ, Франции, а несколько позже и Великобритании, Канады, Австралии, Бельгии.

В последние годы создано несколько международных консорциумов для совместного промышленного освоения железо-марганцевых конкреций, в которых ведущую роль играют фирмы США, Японии, Канады, Бельгии, ФРГ и Великобритании. Наибольшую активность проявляют США и Япония, что объясняется тем, что США на 90— 100 % удовлетворяют свои потребности в марганцевой руде, никеле и кобальте за счет импорта, а Япония полностью ввозит необходимые ей никель и кобальт, а также 80 % потребляемых марганцевых руд.

В 1978 г. один из этих консорциумов провел опытную добычу конкреций в Тихом океане на участке, лежащем в 1280—1600 км к юго-востоку от Гавайских островов, с глубины около 5000 м. Было добыто от 1000 до 1500 т конкреций, которые были переработаны на заводе фирмы «Дипси Венчерс» в Канаде.

Советские ученые также проявляют большой интерес к изучению закономерностей размещения конкреций на дне Мирового океана. Этой проблеме был посвящен специальный рейс экспедиционного судна «Витязь», в результате которого удалось сделать тысячи фотографий океанского дна и впоследствии составить карту размещения железо-марганцевых конкреций в Мировом океане. В Институте горного дела им. А. А. Скочинского успешно разрабатываются самоходные устройства для добычи конкреций с глубин Мирового океана.

В настоящее время предложено два основных метода добычи марганцевых конкреций с морского дна. Это метод гидравлического землесоса с применением всасывающей и подъемной силы потока воды в трубе и метод ковшовой драги, механически сгребающей конкреции прикрепленным к канату ковшом.

Наиболее распространенный вариант первого — эрлифтный метод, основанный на закачивании сжатого воздуха в опущенную на дно трубу. Пузырьки воздуха, насыщая воду, делают ее более легкой, чем вода за стенками трубы. Вода поднимается в трубе и увлекает за собой со дна песок, гравий, гальку, а вместе с ними и конкреции. Для более эффективного захвата конкреций со дна сконструированы различные собирающие устройства, которые должны двигаться вместе с подъемной трубой и надводным судном. В качестве надводного судна для установки на нем оборудования для добычи конкреций предполагается использовать полупогруженные или полностью погруженные платформы.

Добывающее устройство второго типа — канатно-чер-паковая система — разработано в Японии и совершенствуется с участием фирм США, Франции, Канады и других стран. Основой этого устройства служит «бесконечная» петля нейлонового каната, к которому через определенные промежутки прикреплены ковши. На добывающем судне канат тяговым устройством протягивается в одну сторону, ковши опускаются до дна, зачерпывают породы с конкрециями и поднимаются на другой ветви каната на судно, где ковши разгружаются. Каждый из этих методов имеет свои сильные и слабые стороны, и лишь с началом промышленной разработки конкреций станет ясно, какой из них лучше себя зарекомендует в процессе работы. Одним словом, техническая сторона добычи марганцевых конкреций на сегодняшний день не будет тормозить начало их промышленной разработки. Специалисты предсказывают, что уже в ближайшие несколько лет, после решения юридических и правовых вопросов раздела вод Мирового океана может быть налажена первая промышленная добыча морских конкреций.

Кроме железо-марганцевых конкреций на морском дне интерес представляют и фосфоритовые конкреции. Они распространены на глубинах 50 — 2500 м, близ берегов США, Чили, Перу, Японии, Австралии, Индии, Марокко, Гвинеи, Анголы и других стран. Спрос на фосфориты небольшой, и поэтому морские месторождения фосфоритов пока не в состоянии конкурировать с месторождениями суши. К тому же в большинстве случаев фосфориты морских месторождений по своему качеству значительно уступают разрабатываемым на суше. Тем не менее такие страны, как Япония, Австралия, Перу, Чили, Мексика и некоторые другие, не имеющие достаточных собственных запасов фосфоритов на суше, заинтересованы в налаживании добычи фосфоритов из морских месторождении. В ближайшие годы США предполагают начать разработку фосфоритов с морского дна в Калифорнийском заливе, где уже проведены разведочные работы по оценке запасов месторождения.

Освоение морских залежей фосфоритов представляет интерес и для Советского Союза, так как многие земледельческие районы СССР испытывают недостаток фосфатного сырья. Крупнейшее месторождение апатитового сырья — Хибинское — удалено от основных районов потребления фосфатов, и запасы апатитового концентрата по мере возрастания потребностей заметно истощаются. Кроме того, сырье для всех суперфосфатных заводов завозится по железной дороге с Кольского полуострова, что делает стоимость удобрений довольно высокой. Запасы фосфатного сырья в море оцениваются в сотни миллиардов тонн и могут обеспечить потребности на тысячелетия вперед.

Наконец, в Красном море обнаружены впадины с температурой воды до +62 °С и содержанием солей до 26 %0 (вместо 3,5 %0 в обычной морской воде). Практически такая вода представляет собой горячий рассол. В этих рассолах встречены металлоносные илы черного, белого, желтого, оранжевого цветов с высоким содержанием железа, марганца, меди и цинка с примесью других металлов, в том числе серебра и золота. По подсчетам американских ученых, только в одной впадине Атлантис-II залегают руды меди и цинка на сумму 2 млрд. долларов. Но кроме этой впадины в Красном море обнаружены еще 12 впадин с рассолами и повышенным содержанием металлов.

Рассказывая о минеральных богатствах Мирового океана, нельзя не упомянуть и о «живой руде», или «тощей руде», как часто называют морскую воду за то, что в ней растворено свыше 60 химических элементов таблицы Д. И. Менделеева. Человек пока научился извлекать из воды лишь очень небольшое количество элементов. Из 35 г солей, содержащихся в 1 л морской воды, 30,1 г составляет хлористый натрий, 2,7 г — сульфаты, 2,1 г — магний, калий, кальций, а все остальные вещества — лишь 0,035 г.

Поваренная соль (хлористый натрий), мирабилит (горькая соль — сульфат натрия), магний, калий и бром — вот, пожалуй, и весь список солей и металлов, которые выгодно с экономической точки зрения извлекать из морской воды.

На первом месте, безусловно, стоит поваренная соль, добыча которой путем выпаривания из морской воды составляет около 1/3 всего мирового производства соли. Однако в наши дни морская добыча соли не играет большой роли в экономике тех стран, которые ею занимаются. В СССР добыча соли из морской воды производится в районе Евпатории, а также в Сивашском заливе Азовского моря.

Совсем другое дело — мирабилит, или глауберова соль, по запасам и добыче которого Советский Союз занимает первое место в мире. Промыслы мирабилита находятся в СССР в заливе Кара-Богаз-Гол Каспийского моря. Здесь добывается до 0,5 млн. т в год. Из мирабилита на химических заводах получают серу, серную кислоту и соду. Глауберова соль применяется в стекольной, а также в кожевенной и мыловаренной промышленности. Как лекарство она используется в медицине.

В Академии наук СССР разработан метод комплексной переработки рассолов залива Кара-Богаз-Гол. Кроме сульфата натрия (мирабилита), здесь будут получать сульфаты калия и магния, хлористый магний, окись магния и бром. Эта технологическая схема предусматривает также выработку соды и сульфата аммония (используемого в качестве удобрения).

Большое значение в экономике некоторых стран Европы, Америки и Африки имеет добыча магния из морской воды. Первый завод по извлечению магния был построен в Великобритании в 1916 г. После него несколько таких заводов было построено в США.

В настоящее время в мире существует несколько десятков таких заводов (более 20 в Великобритании и США, а также во Франции, Италии и Тунисе). Более 40% всего мирового производства магния составляет магний, добытый из морской воды, а в Великобритании эта доля равна 80 %. В США магний из морской воды в последние годы полностью вытеснил магний, добывавшийся на суше.

Чем же ценен магний? Прежде всего своей легкостью н необыкновенной прочностью. Особенно большое значение имеет применение литиево-магниевых сплавов — самых легких и жаростойких. Они широко используются в ракетостроении и авиационной промышленности, а также в некоторых других отраслях оборонной промышленности. Они применяются также в автомобильной промышленности, точном машиностроении, в нефтяной и пищевой промышленности.

В СССР пока магний в небольших количествах добывается из Перекопских озер Крыма. Скоро войдет в строй химический комбинат на Сивашском заливе, в водах которого содержится до 16—17 % магниевых солей.

Из 1 л морской воды можно извлечь до 380 мг калия. Как без фосфора, так и без калия растения не могут расти и развиваться. Соединения калия играют большую роль в физиологических процессах растений и животных. Применяется также калий для изготовления фотоэлементов. Соединения калия, помимо изготовления минеральных удобрений, применяются в химической, в стекольной промышленности и в некоторых других отраслях.

В 1916 г. в Великобритании впервые начали добывать калий из морской воды. В дальнейшем широкое производство калия из морской воды было организовано англичанами на побережье Мертвого моря. В настоящее время, кроме Великобритании, морская добыча калия производится в Италии, Японии (более 10 тыс. т в год) и в КНР. В СССР добыча калия и его соединений из морской воды в ближайшие годы будет производиться из заливов Кара-Богаз-Гол и Сиваш.

Около 99 % мировых запасов брома приходится на воды Мирового океана. Впервые он был извлечен из морской воды в конце 20-х гг. текущего столетия и с тех пор морская добыча брома получила широкое распространение в ряде зарубежных стран. Сейчас в США, Великобритании, Индии, Канаде, Бразилии, Японии, Италии, Франции ежегодно добывается более 100 тыс. т брома из морской воды. Бром широко применяется в фармацевтической промышленности, в фото- и киноделе, в кожевенной, химической, деревообрабатывающей, текстильной и других отраслях промышленности.

Предпринимаются попытки различными государствами добывать из морской воды золото, уран, литий, рубидий, цезий и некоторые другие редкоземельные металлы, нашедшие в последние годы широкое применение в различных отраслях промышленности.

Большое внимание уделяют разработке методики добычи урана из морской воды Великобритания и Япония, которые не имеют собственных месторождений радиоактивного сырья. Великобритания уже в конце 40-х гг. XX в. начала проводить опыты по извлечению урана из морской воды сорбционным методом. На сегодня это наиболее перспективный метод, при котором морская вода пропускается через слой зернистого нерастворимого и прочного вещества — сорбента. Хороший сорбент способен избирательно извлекать из воды нужные металлы. Великобритания в качестве сорбента использовала гидроокись титана. После ряда удачных экспериментов планировалось даже создание специального завода для промышленного получения урана в заливе Менай Ирландского моря. Однако в связи с тем, что строительство завода оказалось значительно дороже, чем предполагалось, н из-за некоторых недоработок в технологии этого процесса оно было приостановлено.

В 1971 г. в Японии был испытан новый сорбент, в который, кроме гидроокиси титана, входит активированный уголь. По расчетам японских специалистов, если на 1 г сорбента удастся получить 1 мг урана, то добыча урана из морской воды будет дешевле добычи из обычных руд. Судя по сообщениям печати, Япония сумела этого добиться и решила приступить к строительству экспериментального завода по извлечению урана из морской воды. Этот завод намечается создать на острове Сикоку. Проектом предусматривается ежегодная добыча 10 кг урана из морской воды. Япония рассчитывает к 1985 г. обеспечивать значительную часть потребностей в ядерном топливе атомных электростанций за счет урана, извлекаемого из морской воды.

Работы по извлечению урана из морских вод проводятся и в СССР под руководством академика Б. Н. Ласкорина. Наряду с ураном, сорбент из двуокиси титана способен извлекать из морской воды медь, цинк, золото и другие ценные металлы. Эти элементы после соответствующей несложной химической обработки легко снимаются с сорбента, который не теряет после этого своих свойств. Кроме сорбента, из двуокиси титана может быть применен и металлический алюминий, прошедший специальную обработку. За счет электрохимических процессов на поверхности такого алюминия самопроизвольно выделяются уран и другие металлы. В одном из опытов на образце алюминия массой 10 г из вод Баренцева моря за 12 суток выделилось 5 мг урана, что оценивается как большой успех. Аналогичные исследования проводятся советскими учеными в Черном и Каспийском морях и в Тихом океане. Результаты этих работ дают возможность поставить эти исследования в более крупных масштабах.

С начала XX в. в различных странах мира предпринимались попытки добычи золота из морской воды. Однако до сих пор ни один из использовавшихся методов не дал сколько-нибудь положительных результатов, несмотря на то что с каждым годом появляются все новые и новые предложения для выполнения этой заманчивой идеи. Проводились такие работы и у нас в стране. Химики Московского химико-технологического института им. Менделеева еще в 1958 г. из продуктов переработки нефти и газа получили так называемые ионно-обменные смолы. Они обладают способностью «вытягивать» из морской воды атомы тяжелых ценных металлов.

В 1959 г. во время одного из рейсов научно-исследовательского судна «Михаил Ломоносов» ионно-обменные смолы, представляющие, no-существу, один из видов сорбента, были помещены в фильтрующую колонку, которая была укреплена ниже ватерлинии и подключена к водозаборному кингстону. В течение всего рейса через фильтрующую колонку пропускалась океанская вода. Всего ее прошло около 60 тыс. л. В результате каждый килограмм ионитов извлек из морской воды 0,15 г урана, 0,125 г серебра; были обнаружены также золото, стронций, висмут, цинк, медь, марганец, железо, алюминий, кремний, кальций, магний. В ходе другого эксперимента советские ученые получили из 500 л морской воды крупинку золота массой в 1 мг. Между тем установлено, что среднее содержание золота в морской воде 0,032—0,049 мг на 1 т, а общие запасы в океане по разным данным оцениваются в 8—10 млн. т, что составляет почти 2,5 кг на каждого жителя планеты.

Возможно, что скоро ионообменные колонки будут установлены на всех судах торгового флота. В течение рейса эти устройства смогут фильтровать воду, и по возвращении в порт содержимое колонок будет сдаваться на обработку в химические лаборатории, а колонки заменяться новыми. Вероятно, таким способом в ближайшем будущем и будут добывать из океана ценные редкие металлы. Пока же добыча урана, золота и других элементов из морской воды экономически невыгодна и не оправдывает себя. Однако, учитывая гигантские темпы роста технических достижений и все возрастающие потребности в ряде ценных металлов, мы все более приближаемся к тому моменту, когда морская вода займет свое место как «комплексная руда номер один» и полностью «отдаст» человеку все необходимые элементы. Безусловно, минеральные богатства Мирового океана будут играть ведущую роль в экономике ближайшего будущего нашей планеты.

Энергетические богатства мирового океана

Быстрый рост технических достижений, неуклонное увеличение численности населения нашей планеты, постепенное истощение запасов привычных источников энергии, таких, как уголь и нефть, затянувшийся в последние годы энергетический кризис, охвативший многие зарубежные страны и приведший к резкому повышению цен на нефть, наконец, требования к сохранению окружающей среды, — все это заставляет искать новые источники энергии, и особенно такие, которые основываются на возобновимых запасах или запасах малоисчерпаемых. К их числу относятся энергия волн, приливов, течений, ветра, накопленного водой тепла, а также сама вода — обычная и тяжелая.

Вспомним, что, оказывается, еще в XI —XII вв. на побережьях Франции, Англии и Шотландии существовали мельницы, использовавшие энергию приливов. А в Великобритании в устье реки Дебен и сейчас работает мельница, первые упоминания о которой имеются в записях Вудбриджского прихода, датированных 1170 г. Аналогичные мельницы существовали и у русских поморов в XVI в., а в XVIII в. в Архангельске работало даже несколько приливных лесопилок.

Энергию морских приливов во всем мире ученые оценивают в 1 млрд. кВт, в то время как энергию всех рек - в 850 млн. кВт.

Велики запасы приливной энергии в Советском Союзе. Энергетические ресурсы приливов только в Белом и Охотском морях более чем в 3 раза превышают ресурсы Ангары, Волги и Днепра, вместе взятых.

Что же представляют собой приливы? Приливы и отливы — это периодические колебания уровня моря, обусловленные притяжением Луны и Солнца. Образующиеся приливные волны перемещаются по поверхности морей и океанов вследствие вращения Земли с периодом, равным 24 ч (солнечные сутки) для солнечной приливной волны. Лунные же сутки, в течение которых проходит прилив, длиннее солнечных на 50 мин. Таким образом, за 24 ч 50 мин бывают два прилива, так называемая полная вода, и два отлива — малая вода. Через каждые 6 ч 12,5 мин происходят приливы, наибольшей величины достигающие в узких заливах. Самой большой высоты достигает приливная волна в заливе Фанди в Канаде — до 18 м, в заливе Сен-Мало во Франции — до 14 м, а в Советском Союзе в Охотском море (Пенжинская губа) — до 13 м и до 10 м в Белом море.

Энергия приливов и была использована при создании приливных электростанций (ПЭС), которые начали сооружать лишь в последние 10—15 лет.

Принцип работы такой станции заключается в следующем. Плотина отделяет залив или мелководную часть моря и образует во время приливов и отливов напор воды между морем и отделенной частью залива. Турбины, расположенные в теле плотины, вращаются в сторону суши во время прилива и в сторону моря — при отливе, т. е. как же турбины будут работать при отливе? (возникает недоуменный вопрос), ведь высокая вода отступает и высота прилива уменьшается до нуля. Таким образом, исчезает напор воды, необходимый для работы турбины. Значит, турбины должны быть остановлены, следовательно, прекращается и выработка электроэнергии. Возникает естественный вопрос — насколько выгодно сооружение такой станции?

Одним из первых в мире выход из создавшегося положения нашел советский ученый, инженер Л. Б. Бернш-тейн. Он предложил использовать электроэнергию, вырабатываемую ПЭС совместно с энергией, вырабатываемой обычными гидроэлектростанциями (ГЭС) и тепловыми электростанциями (ТЭС). При этом энергия, вырабатываемая ПЭС, подключается к общей энергетической системе, и в часы прилива резко уменьшается количество электричества, вырабатываемое ГЭС и ТЭС за счет работы ПЭС, а в часы отлива, наоборот, основная нагрузка падает на ГЭС и ТЭС. Л. Б. Бернштейн почти одновременно с французским энергетиком Р. Жибра сконструировал гидроагрегат, способный работать в обоих направлениях. В таком агрегате в момент отлива работа турбины заменяется работой насоса, который качает воду в отгороженный участок залива. Следовательно, такой гидроагрегат может вырабатывать энергию, как при заполнении, так и при опорожнении отделенного участка моря. Более того, в момент переключения турбин приливной электростанции на насосный режим мощность ПЭС может быть также приспособлена к суточному графику потребления электроэнергии. При этом приливная энергия аккумулируется в отделенной от моря части и выдается с повышенной мощностью в часы совпадения отлива с пиком ее потребления. В этом случае она действует как обратимая или гидроак-кумулирующая электростанция (ГАЭС).

Именно создание специального гидроагрегата с малогабаритным генератором, позволяющим ПЭС работать в обоих направлениях, т. е. во время прилива и отлива, было тем крупным этапом на пути создания ПЭС, который дал возможность приблизить или почти сравнять стоимостные затраты на единицу мощности на 1 кВт при работе ПЭС и обычных ГЭС с водохранилищами.

По сравнению с речными ГЭС приливные электростанции имеют целый ряд преимуществ. Океан не знает ни многоводных, ни маловодных лет, и в этом смысле никакая река не может с ним сравниться. Кроме того, океан «работает» строго по графику с точностью до нескольких минут. Таким образом, на ПЭС количество вырабатываемой электроэнергии всегда постоянно и заранее известно, в отличие от обычных ГЭС, где величина полученной энергии зависит от режима реки, в свою очередь связанного с климатическими особенностями территории, по которой она протекает.

Правда, необходимо отметить, что при работе ПЭС существует и еще одна сложность, связанная с тем, что энергия прилива и мощность ПЭС затухают каждые 14 дней, вместе с отдалением Луны от Земли. Надо также учитывать сложность работы ПЭС в условиях сильных ветров и штормов, больших волн и т. п.

Однако даже атомные электростанции при всех положительных моментах своей работы (экономичность, связанная с расходом топлива, транспортабельность топлива и отсюда возможность создания АЭС в любых местах, независимо от средств связи и т. п.) имеют и отрицательные, тормозящие в известной степени их повсеместное строительство. Здесь, прежде всего, необходимо отметить не окончательно еще решенную в мире проблему захоронения радиоактивных отходов (захоронение их в резервуарах-хранилищах весьма трудоемко и стоит дорого).

Учитывая все эти моменты, специалисты считают, что использование энергии приливов — перспективное направление энергетики и что в ближайшие 10—15 лет 2/3 мировой потребности электроэнергии обеспечат угольные и атомные станции и 1/3 — речные совместно с приливными станциями.

Одна из первых приливных электростанций построена во Франции, в устье реки Ране на побережье Ла-Манша, у города Сен-Мало мощностью 240 тыс. кВт, вырабатывающая в год 540 млн. кВт • ч электроэнергии. Образуемое плотиной, длина которой 350 м, водохранилище простирается во время приливов на 20 км. Во Франции разработан уже 20-летний план постройки ПЭС, по которому должен войти в строй еще целый ряд крупных ПЭС, включая Котантенскую (на побережье Ла-Манша) мощностью 50 млн. кВт. Эта ПЭС будет передавать электроэнергию также в Швецию и Норвегию.

Большое значение для энергетики Великобритании имеет скорейший ввод в действие ПЭС в устье реки Северн у Бристольского залива, где высота приливной волны достигает 13,5 м. По мнению Л. Б. Бернштейна, такая ПЭС могла бы очень удачно дополнять атомную электростанцию в городе Бэркли и обеспечить до 20 % потребностей этой страны в электроэнергии.

Имеется ряд проектов создания ПЭС в Нидерландах, ФРГ, США, Канаде, Аргентине и в других странах. Так, США и Канада проектируют сооружение ПЭС в заливе Фанди мощностью до 6 млн. кВт, при этом стоимость 1 кВт-ч оценивается 0,015 доллара, что ниже стоимости электроэнергии, получаемой в Канаде на тепловых электростанциях, и примерно сравнима со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой АЭС. В Аргентине предполагается строительство ПЭС в заливе Сан-Хосе, которая будет вырабатывать в год до 10 млрд. кВт • ч электроэнергии. В Индии в настоящее время проводятся исследования в Камбейском заливе с целью строительства ПЭС.

На основе опыта проектирования ПЭС в СССР, Франции и Великобритании в настоящее время на западе Австралии разрабатываются проекты четырех ПЭС в узких заливах, где высота приливов составляет 9—12 м. Общая выработка энергии этих ПЭС должна составлять 11,5 млрд. кВт • ч, т. е. свыше 16% от выработки всех действующих в стране электростанций.

Благоприятные условия для строительства ПЭС имеются в 23 странах мира.

Проблема использования приливной энергии имеет большое значение и для Советского Союза. Впервые эта проблема была выдвинута еще в середине 20-х гг. текущего столетия. Перед Великой Отечественной войной в 1935—1940 гг. разработкой этой проблемы занимались более активно, но война отодвинула ее разрешение. Лишь в послевоенный период удалось более интенсивно заняться ею и успешно ее решить к концу 60-х гг. В 1968 г. в СССР была пущена первая отечественная приливная электростанция в губе Кислой на Мурманском побережье Кольского полуострова. Это пока лишь опытная электростанция мощностью всего 400 кВт. Однако опыт ее успешной работы открывает широкие перспективы в СССР для строительства мощных приливных ПЭС.

Кислогубская ПЭС была сооружена экономичным наплавным методом, впервые разработанным в СССР, сущность которого заключается в том, что станция строилась на берегу в привычных благоприятных условиях, а затем буксировалась по Кольскому заливу в Кислую губу. Этот весьма эффективный способ сооружения ПЭС используется в проектах зарубежных стран.

Опыт сооружения Кислогубской ПЭС используется при строительстве Лумбовской ПЭС на берегу Белого моря, мощность которой должна достигнуть 360 тыс. кВт. Ежегодно она будет вырабатывать около 1 млрд. кВт • ч электроэнергии — почти вдвое больше, чем французская ПЭС на реке Ране. С вводом в строй этой ПЭС и подключением ее в общую энергосистему стабилизируется выработка электроэнергии, столь необходимой ряду энергоемких производств и прежде всего заводам по выплавке алюминия.

Но мощность Лумбовской ПЭС все же недостаточна. Вот почему проектируется создание еще более мощной Мезенской ПЭС в Мезенском заливе мощностью 10 млн. кВт, с годовой выработкой 30 млрд. кВт • ч электроэнергии. С вводом в эксплуатацию Мезенской ПЭС будет обеспечена электроэнергией лесоперерабатывающая промышленность Мезенского района, а «избыток» ее, включенный в общую энергосистему, будет обслуживать другие важнейшие промышленные предприятия Северо-Западного экономического района. В перспективе возможно на месте работы ПЭС создать производство водорода, кислорода, аммиака и других химических продуктов. Кроме того, создание плотины при Мезенской ПЭС поможет наладить нормальное судоходство в низовьях реки Мезень, избавив ее от «блуждания» русла, и даст возможность создать глубоководный порт.

А в перспективе — создание Кулойской ПЭС в устье реки Кулой, впадающей в Мезенский залив. Но самой мощной будет Беломорская приливная электростанция. Плановая мощность станции 14 млн. кВт, а годовая выработка электроэнергии — в 36 млрд. кВт • ч. В здании ПЭС будет расположено 2000 турбин. Беломорская ПЭС, включенная сначала в единую энергетическую систему европейской части СССР, а затем и в единую энергетическую систему всего Советского Союза, смогла бы, прежде всего, полностью удовлетворить электроэнергией потребности населения и промышленных предприятий европейской части СССР в часы ее наибольшего потребления, т. е. в часы «пик», затем она могла бы постоянно компенсировать недостаток электроэнергии, недовырабатываемый многими ГЭС в засушливые годы; наконец, она дала бы возможность регулировать работу ТЭС, не приспособленных к переменному режиму, а попутно разрешить еще целый ряд проблем, связанных с электрификацией транспорта, удовлетворением электроэнергией ряда энергоемких производств и т. п.

Отдельные участки дальневосточного побережья СССР также перспективны в отношении освоения энергии приливов. Так, в Тугурском и Пенжинском заливах Охотского моря высота приливов достигает 9—13 м, а общие потенциальные ресурсы приливной энергии, по оценкам, составляют здесь свыше 400 млрд. кВт • ч. В настоящее время ведутся изыскательские работы, связанные с обоснованием сооружения здесь ПЭС Так, в Тугурском заливе возможно сооружение ПЭС мощностью 9 млн. кВт и выработкой 25 млрд. кВт • ч электроэнергии. В Пенжинском заливе теоретически возможно сооружение трех ПЭС, которые могли бы дать около 400 млрд. кВт • ч. Однако из-за отсутствия в этом районе потребителей такого количества энергии практически реальной считается электростанция мощностью 1,5 млн. кВт, с выработкой 4,5 млрд. кВт-ч.

Одним из потребителей для дальневосточных ПЭС может быть производство водорода путем электролиза воды. Оно допускает прерывистый режим, соответствующий режиму работы ПЭС. Учитывая, что водородная энергетика — это энергетика будущего, следует считать перспективным использование энергии ПЭС для этой цели.

Сооружение приливных электростанций на Дальнем Востоке может сыграть положительную роль в формировании горно-добывающих комплексов. Кроме того, энергия может быть передана в западные районы Дальнего Востока и Восточной Сибири и в зону Байкало-Амурской магистрали.

Освоение энергии приливов здесь может быть осуществлено в комплексе с извлечением различных элементов из морской воды. В данном случае можно применить способ фильтрования морской воды через избирательно действующие иониты, используя естественное перемещение огромных масс морской воды через водопропускные отверстия плотины. Экспериментальные работы в этом направлении проводятся на Кислогубской ПЭС, и при получении положительных результатов соответствующая установка будет запроектирована при сооружении Тугурской ПЭС.

Вообще же приливная электроэнергия не должна рассматриваться изолированно. Только в комплексе совместно с электроэнергией, вырабатываемой ГЭС, ТЭС и АЭС (атомными электростанциями), можно получить наибольший эффект от использования приливной энергии. Все эти виды электроэнергии дополняют друг друга в единой энергетической системе, где наиболее эффективно используются сильные стороны каждого вида электроэнергии.

Существуют и проекты использования энергии волн. Так, например, предложено использовать энергию волн с помощью оригинального штопорообразного поплавка в виде трубы. Части такой закрытой трубы, попавшие в волну, всплывают, а попавшие между гребнями волны опускаются. Так как эти усилия распределены неравномерно, то возникают вращательные движения. По мнению специалистов, строительство такой волновой станции будет сравнительно дешевым. Такие волновые станции будут использовать энергетические запасы поверхности океана и, как утверждают специалисты, будут весьма экономичны.

В Великобритании разработана обширная программа исследований в области использования энергии морских волн. Наиболее совершенный преобразователь энергии волн изобретен доктором Стефеном Солтером из Эдинбургского университета. Он представляет собой аппарат, снабженный лопастями длиной по 18,3 м, расходящимися под углом от общей оси и качающимися вместе с волнами. С помощью специального механизма лопасти приводят в движение насос, прогоняющий воду через турбину. От 20 до 40 таких аппаратов будет устанавливаться рядом друг с другом в виде цепей длиной 900 м и более.

Аппарат Солтера — единственный аппарат, который использует энергию как горизонтального, так и вертикального движения волн. Благодаря этому его коэффициент полезного действия приближается к 85 % по сравнению с 50 % в других системах.

По проведенным подсчетам, метровый отрезок волны «несет» от 40 до 100 кВт энергии, пригодной к практическому использованию. Основываясь на этих данных, один такой генератор может вырабатывать 50 МВт электроэнергии. Дюжина установок, каждая длиной 90 км, может полностью удовлетворить энергетические потребности Великобритании.

Энергия волн в небольших масштабах практически уже используется в Японии, где более 300 буев и маяков питаются электроэнергией, вырабатываемой генераторами, приводимыми в движение морскими волнами. Успешно действует и плавучий маяк Мадрасского порта в Индии, на котором установлен электрогенератор, приводимый в действие энергией морских волн.

Интенсивные поиски решения эффективного использования энергии морских волн проводятся в США, ФРГ, Швеции и некоторых других странах.

Кроме энергии волн, ученые пытаются использовать и энергию морских течений. Так, например, американское национальное управление океанских и атмосферных исследований разрабатывает проект установки турбин у берегов полуострова Флорида для использования энергии Гольфстрима. Скорость течения этой могучей «реки в океане» достигает местами 9 км/ч. По мнению специалистов, Гольфстрим обладает колоссальными энергетическими ресурсами. Проект предусматривает установку 200 турбин на расстоянии 20 км и на глубине от 30 до 120 м. Эти турбины смогут использовать лишь 4 % общей мощности течения. Извлечение большого количества энергии могло бы привести к изменению характера Гольфстрима, что в свою очередь могло бы повлечь за собой изменение климата очень больших районов земного шара.

По расчетам французских инженеров, установка большого вращающегося диска на глубине 100 м при высоте лопастей 25 м и скорости течения около 10 узлов ( Узел — мера скорости движения судов, соответствующая скорости одна морская миля (1852 м) в час.) обеспечит мощность электроустановки 110 тыс. кВт, а стоимость полученной энергии будет во много раз меньше, чем на тепловой и даже на атомной электростанции.

С конца 20-х гг. текущего столетия человечество начало использовать и гидротермальную энергию, т. е. энергию, источником которой является разница температуры верхних и нижних горизонтов морской воды. Собственно идея использования солнечной энергии, накопленной в океане в виде тепла, была впервые высказана еще в 1881 г. французским физиком Арсеном д'Арсовалем. Его ученик Жорж Клод в конце 20-х гг. XX в. построил на Кубе небольшую систему преобразования термальной энергии океана.

На Кубе в бухте Матанца очень благоприятные условия для работы такой установки — большие глубины с высоким перепадом температуры воды подходят к самому берегу. Насосы накачивают воду с поверхности моря, где она имеет температуру около +27 °C, в испаритель. В испарителе с частичным вакуумированием образовывалось пониженное давление, в результате чего вода превращается в пар при температуре всего около 30 °С. Полученный пар вращает лопасти турбин, которые соединены с генераторами. Отработанный пар попадает в конденсатор, для охлаждения которого подается вода с глубины с температурой 14 °С.

Аналогичные благоприятные условия имеются и около города Абиджана (Берег Слоновой Кости). Теплая вода здесь поступает в турбины Абиджанской ГТС из лагуны, хорошо прогреваемой солнцем, а холодная вода накачивается из моря с глубины 500 м. Мощность этой станции 14 тыс. кВт. При этом, поскольку в качестве рабочей жидкости использовалась вода, сбрасываемая обратно в океан, энергия производилась в так называемом открытом цикле.

Более эффективным оказывается замкнутый цикл, когда в качестве рабочей жидкости применяется аммиак или пропан. Такие жидкости находятся в герметически закрытых контурах, связанных с турбиной, вращаемой при расширении пара в испарителе.

В настоящее время в США, Японии, Франции и некоторых других странах Европы ведутся активные работы по программе ОТЕК (преобразование термальной энергии океана). Первая опытная гидротермальная станция системы ОТЕК — «мини-ОТЕК» работает вблизи Гавайских островов в Тихом океане. Ее единственное «топливо» — разница температур теплой воды на поверхности и холодных слоев на глубине. Мощность станции — 50 кВт; в качестве рабочей жидкости используется аммиак.

В настоящее время готова к спуску в море электростанция ОТЕК-1, которая будет производить 1 МВт электроэнергии. Она погрузится в воду тоже вблизи Гавайских островов и присоединится к «мини-ОТЕК». Она будет функционировать в течение трех лет, после чего на основе полученных результатов будут внесены соответствующие коррективы и в 1985 г. будет спущена на воду электростанция ОТЕК-2, которая будет вырабатывать 40 МВт электроэнергии. Американская программа ОТЕК развивается наиболее успешно.

Кроме стационарных гидротермальных станций системы ОТЕК по такому же принципу работы американской фирмой «Локхид» разработана плавучая конструкция, которую предполагается использовать в качестве дрейфующей электростанции в открытом океане в местах с наибольшими перепадами температур.

С 1974 г. работы по исследованию термальной энергии океана начались и в Японии. Была создана Ассоциация, включающая в себя множество фирм, компаний и университетов, которые приступили к разработке системы ОТЕК с общей мощностью около 100 МВт. В 1980 г. предполагалось испытать маленькую установку. Затем до 1984 г. намечено построить электростанцию на 25 МВт в качестве последнего этапа перед сооружением в 1990 г. установки на 100 МВт. Она будет расположена близ одного из островов на юге Японии.

В Европе интерес к электростанциям ОТЕК возник значительно позже. В 1977 г. девять европейских компаний, объединенных в ассоциацию Евросеан, решили совместно разработать проект электростанции на 10 МВт. Французская программа, выполняющаяся под руководством Национального центра исследований океана, состоит из трех этапов: теоретические исследования в 1978 —1979 гг., экспериментальное изучение различных компонентов электростанций в 1980—1982 гг., проектирование и строительство электростанций большой мощности в 1983—1985 гг.

Ряд экспертов полагает, что со временем морские электростанции могли бы покрыть около 20 % мировой потребности в энергии.

Районы, где можно использовать гидротермальную энергию в Мировом океане, также достаточно ограничены.

Ведь эти районы должны содержать поверхностные и глубинные воды (до 1000 м глубиной) с разницей температур не менее 20 °С. Основные термальные ресурсы Мирового океана сосредоточены в тропической зоне. При этом наибольшие перепады температур, превышающие 24 °С, наблюдаются в Тихом океане в западной его части между 5° ю. ш. и 15° с. ш. Вдоль экватора эта зона тянется более чем на 6000 км. У берегов Японии и Советского Союза в Тихом океане перепады температур в среднем за год не превышают 10—15 °С. Однако соответствующие глубины здесь чаще всего меньше, чем 1000 м. В ближайшем будущем намечается сооружение гидротермальных станций в районах Африканского побережья, а также на северо-восточном побережье Бразилии, на острове Тринидад и в ряде других районов.

Специалисты рассматривают возможности создания ГТС и у нас на Южном берегу Крыма и Черноморском побережье Кавказа, а также у берегов Каспия. Для этого надо решить проблему создания агрегатов, работающих при разнице поверхностных и глубинных вод в 10°. Действующие ГТС работают при разнице температур не ниже чем в 20°. Создание таких ГТС на юге европейской части СССР имело бы большое народнохозяйственное значение.

Рис.2. Конструкция системы ОТЕК-1, разрабатываемая в США для работы вблизи Гавайских островов.

Надо отметить еще одно своеобразное направление получения электроэнергии, разрабатываемое в США. В конце 1974 г. в американской печати появилось сообщение о том, что ученые США создали примерно в 100 км от города Сан-Диего, расположенного на Тихоокеанском побережье США, подводную плантацию на глубине 12 м из искусственно высаженной гигантской бурой водоросли макроцистис пирифера. Эта водоросль вырастает на 60 см в день. Она очень богата органическими веществами, которые с помощью бактерий легко можно превратить в горючий газ — метан или простым нагреванием в «нефтеподобные» продукты. По подсчетам специалистов, подводная плантация площадью 40 тыс. га может обеспечить энергией город с 50-тысячным населением. Как утверждает доктор Говард Уилкокс, руководитель проекта в Центре океанических исследований в Сан-Диего, «ферма» крупных морских водорослей, протяженностью 750 км. может обеспечить такое количество метана, которого будет достаточно для замены всего потребляемого ныне в США природного газа. Процессы извлечения энергии из растений получили название биоконверсии. По мнению некоторых специалистов, за счет биоконверсии в течение 50 лет удастся удовлетворить примерно десятую часть энергетических потребностей США.

Рис.3. Дрейфующая гидротермальнаястанция, разработанная фирмой 'Локхид'

Как утверждает Говард Уилкокс, крупная ферма по выращиванию водорослей, удобряемых питательными веществами, извлекаемыми из глубин океана, «может давать с каждого гектара культивируемой площади океана не только жидкое и газообразное топливо, но и пищевые продукты, смазочные масла, удобрения, промышленные химикалии и пластмассы в количествах, достаточных для удовлетворения соответствующих потребностей среднего американца». Между 1985 и 1990 гг. ученые США на показательной ферме площадью 40 тыс. га должны дать ответ, удастся ли преодолеть технические проблемы, стоящие на пути их создания и эффективного использования.

Следует отметить, что в последние годы вопросами биоконверсии занимаются также ученые Франции, Японии и некоторых других стран.

Необходимо отметить практически неограниченные возможности использования воды Мирового океана для получения водорода. Теплота сгорания водорода почти в три раза выше, чем у нефти, и примерно в четыре раза выше, чем у каменного угля. При сгорании водорода в среде кислорода образуются только пары воды, поэтому его применение в качестве основного топлива наиболее перспективно с точки зрения сохранения окружающей среды. По-видимому, в ближайшем будущем при производстве водорода из морской воды значительная часть его будет превращаться из газообразного состояния в жидкое и транспортироваться к потребителям с помощью специальных судов.

Но самым крупным источником энергии в будущем бесспорно станет изотоп водорода — дейтерий, содержащийся в тяжелой воде. Несмотря на то что на каждые 6000 частей обычной морской воды приходится лишь 1 часть тяжелой воды, запасы ее в Мировом океане настолько велики, что, по подсчетам специалистов, для обеспечения человечества энергией его хватит на миллионы лет. Атом кислорода в тяжелой воде соединен с двумя атомами дейтерия — тяжелого водорода; 1 кг такой воды при использовании в атомном реакторе дает энергию, эквивалентную энергии, полученной при сжигании 400 т каменного угля. Если же из тяжелой воды выделить дейтерий и соединить его с литием, то 1 кг такого вещества, называемого дейтеридом лития, даст энергию, равную энергии 300 тыс. т каменного угля.

Для того чтобы заставить атомы дейтерия участвовать в термоядерной реакции, нужно нагреть их до нескольких сотен миллионов градусов. При таких температурах в термоядерных реакторах получается плазма (т. е. особое состояние вещества, при котором электроны «оторваны» от своих ядер и ядра находятся в беспорядочном движении, не образуя обычных атомных систем, в которых ядра и электроны взаимосвязаны). Пока советским ученым удалось получить плазму с температурой «лишь» в несколько десятков миллионов градусов, но и этот факт свидетельствует о том, что эта сложнейшая проблема получит свое успешное разрешение. Тогда, по выражению С. В. Михайлова, начнется период «сжигания» Мирового океана. Человечество получит неиссякаемый источник дешевой энергии, с помощью которой можно будет разрешить любые, самые смелые фантастические проекты.

Пресная вода из владений нептуна

Из колоссальных запасов воды на земном шаре, оценивающихся в 1 млрд. 386 млн. км3, на долю Мирового океана приходится 1 млрд. 338 млн. км3, или 96,5 %. Суммарные запасы всех видов пресных вод суши — рек, озер, подземных вод и снежно-ледниковых ресурсов составляют 35 млн. км3, или около 2,5 % общего количества воды на Земле. Однако из 35 млн. км3 24 млн. км3, или 70 %, запасов пресных вод находится в «законсервированном» виде — в ледниках и снежном покрове Арктики, Антарктиды и Гренландии — и труднодоступны для практического использования. Около 30 % запасов пресных вод составляют подземные воды, находящиеся в водоносных слоях под землей. Для многих стран они представляют главный источник водоснабжения, однако их запасы распространены крайне неравномерно.

Основным источником обеспечения пресной водой человечества в большинстве стран являются реки и озера, запасы воды в которых, по современным данным, не превышают 95000 км3, т. е. составляют всего 0,26% от суммарных запасов пресных вод, или 0,007 % от общих запасов воды на Земле. Чуть большую величину составляют атмосферные воды (119000 км3). Это та влага, которая приносится с поверхности океана и выпадает в виде атмосферных осадков, образуя воды суши и поддерживая их питание. Таким образом, океан в природе играет роль гигантского естественного опреснителя и восстановителя количества и качества запасов пресных вод.

Запасы пресной воды распределены на земном шаре крайне неравномерно. Огромные районы Африки, Ближнего и Среднего Востока, Южной и Северной Америки, Австралии испытывают острый недостаток в пресной воде. Почти 1/3 населения нашей планеты более чем в 50 странах мира уже сегодня не хватает пресной воды. Причем характерно, что в число этих стран в последние годы входят и такие высокоразвитые в промышленном отношении страны, как США, ФРГ, Нидерланды и другие.

Это и неудивительно, так как с гигантскими темпами развития промышленного и сельскохозяйственного производства резко возрастают и потребности в пресной воде. Ведь не более 20 % всей потребляемой пресной воды уходит на удовлетворение бытовых нужд человека (включая и питьевую воду), а остальные 80 % используются в промышленности и сельском хозяйстве. Причем с ростом и развитием культурного уровня населения увеличиваются потребности человека в пресной воде. Если в развивающихся странах Африки и Азии расход воды на душу населения составляет не более 150—200 м3, то в индустриальных странах — в среднем 500—600 м3 пресной воды в год. Огромное количество пресной воды необходимо и промышленности. Во многих производственных процессах потребность в воде в сотни и даже тысячи раз превышает выпуск готовой продукции по массе. Так, например, для выплавки 1 т никеля требуется 800—850 т воды, алюминия — 1200 т; для производства 1 т синтетического каучука — 2200 т, капрона — 5000 т.

Уже в начале 1983 г., по данным ООН, население нашей планеты превышало 4,5 млрд. человек. Эта цифра неуклонно будет расти, как предполагают специалисты, по крайней мере в ближайшие 25—50 лет, причем наибольший рост населения ожидается в Латинской Америке в 3,6 раза, Африке и Юго-Восточной Азии в 3 раза, т. е. как раз в тех странах, где и сегодня ощущается большой недостаток в пресной воде. В связи с этим, а также с дальнейшим ростом технических достижений потребность населения Земли в пресной воде к этому времени должна увеличиться в 4—5 раз, а это значит, что проблема обеспеченности пресной водой в будущем будет стоять еще более остро.

Между тем уже сегодня крупнейшие промышленные города мира, такие, как Нью-Йорк, Токио, Лос-Анджелес, и некоторые другие летом испытывают недостаток пресной воды. Периодически в это время в этих городах закрываются бытовые и коммунальные предприятия, а иногда останавливаются фабрики и заводы. В столицах мира и крупных промышленных городах расходуется в сутки до 400—600 л пресной воды на одного человека. Каждый житель Москвы расходует в среднем до 700 л воды в сутки.

Советский Союз по запасам пресной воды занимает первое место в мире. Однако ресурсы пресной воды на территории нашей страны также распределены неравномерно. Почти 80 % их находится в районах Сибири и Дальнего Востока (где только Обь, Енисей и Лена выносят бесполезно в Северный Ледовитый океан 35 % всего речного стока СССР) и только 20 % приходится на районы европейской части СССР с высоко развитой промышленностью и большой плотностью населения. Испытывают недостаток пресной воды Туркмения, Узбекистан, Северный и Западный Казахстан, степные области Северного Кавказа и Украины. Всего в Советском Союзе около 10 % всей площади занимают пустыни, где добыча полезных ископаемых, промышленное и сельскохозяйственное развитие резко тормозится отсутствием пресной воды. И один из крупнейших каменноугольных районов СССР — Донбасс, и один из крупных металлургических центров страны — Кривой Рог испытывают недостаток воды. В некоторые районы приходится ввозить пресную воду, иногда не считаясь с очень высокими затратами. Таким образом, уже сегодня проблема пресной воды и в нашей стране относится к числу важнейших, а с учетом огромных темпов роста народного хозяйства значение ее в ближайшем будущем возрастет. Какие же существуют пути для решения этой проблемы? Работы ученых многих стран мира идут по четырем направлениям:

1. Разработка способов очистки промышленных отходов сточных вод, сбрасываемых в реки и озера, преследующая, с одной стороны, сохранность основных источников снабжения пресной водой, с другой — возможность вторичного, а иногда и многократного использования их в производственных процессах. Но это направление, несмотря на свою высокую эффективность, не может полностью решить проблему, так как для вторичного использования очищенных вод требуется многократное (в 6—10 раз, а иногда и в 20 раз) разбавление их чистой пресной водой. Более действенным является перевод промышленных предприятий на замкнутое оборотное водоснабжение, при котором технологические процессы налажены так, что вода полностью используется без отходов. Подобные работы в небольших объемах начали проводиться только в последние годы.

2. Поиски сфер применения морской воды вместо обычно применяемой пресной воды. Так, в ряде стран (СССР, США, ГДР, Италии и Тунисе) проводится опытное орошение полей непосредственно морской водой. В СССР морская вода для этих целей применяется в Эстонии, Дагестанской АССР и в Туркменской ССР, причем в ряде случаев ее применение приносит самые неожиданные результаты. Так, например, в Эстонии повышается урожайность злаковых культур, в капусте и свекле увеличивается их сахаристость. В Ленинском районе Дагестанской АССР при орошении земель морской водой получены десятикратные урожаи люцерны, небывало высокие урожаи спелых томатов и арбузов. Здесь также успешно произрастают озимая пшеница и ячмень.

Ведутся работы по использованию морской воды и в промышленности и на производстве. Так, в ряде стран она применяется на электростанциях для охлаждения. Во Франции и Бельгии разработан метод приготовления бетона на соленой воде, качество которого не уступает обычному бетону. Поиски ученых многих стран в этом направлении продолжаются.

3. Переброска пресных вод из районов, где она имеется в избытке, по каналам или водоемам в засушливые районы. Таким примером является построенная третья очередь Каракумского канала им. В. И. Ленина, отводящего из Амударьи воду на прилегающие к пустыне Каракумы земли и, кроме того, ежесуточно подающего к Ашхабаду свыше 500 000 м 3 амударьинской воды.

В настоящее время для снабжения водой центральных и северных районов Казахстана строятся два самых длинных в мире водовода. Длина водоводов равна 1725 и 1670 км при пропускной способности соответственно 60000 и 57000 м3 в сутки. В начале 1975 г. в СССР сдан в эксплуатацию канал Иртыш — Караганда.

Канал снабжает водой Экибастузский и Карагандинский угольные бассейны, а также «Казахстанскую Магнитку» — металлургический комбинат в Темиртау. Воду приходится поднимать на высоту 418 м с помощью 22 насосных станций.

Для исправления «ошибок» природы, направившей сток многих крупных рек не туда, куда надо человеку, ученые некоторых стран рассматривают ряд проектов для переброски воды на многие сотни и даже тысячи километров из районов с избытком воды в районы, где испытывается ее острая недостача.

Одним из таких крупнейших проектов является проект переброски части стока сибирских рек с севера на юг — в засушливые пустынные и полупустынные районы и степи Казахстана и Средней Азии, а также проект переброски части стока северных рек европейской части СССР на юг, в засушливые районы Заволжья. Тщательная, кропотливая работа по разработке этих проектов проводится сегодня. Ведь помимо небывалой сложности инженерно-технических работ, необходимо рассмотреть и научно обосновать, какие климатические и экологические изменения могут произойти после претворения этих проектов в жизнь.

Разрабатываются такие проекты и в других странах. Так, Северо-Американским гидроэнергетическим объединением был выдвинут проект крупнейшей переброски до 196 км3 воды в год из рек Юкон, Фрейзер, Пис-Ривер, Атабаска и частично Колумбии в огромное водохранилище в Скалистых горах, а из него в степные провинции Канады, в озеро Верхнее, в юго-западные штаты: Калифорнию, Юта, Аризону, Колорадо и даже в Мексику. По этому плану уже начато сооружение двух водохранилищ на Юконе. Американский проект ставит перед собой обширные дели: он позволит превратить пустыни в сельскохозяйственные районы и даст возможность «промыть» Великие озера, вернуть им чистоту вод, которой они славились всего 20—25 лет тому назад.

В Южной Америке имеются проекты по перераспределению стока крупнейших рек мира — Амазонки и Ла-Платы.

Рассматривается проект переброски значительной части стока реки Конго (Заир) в озеро Чад для орошения прилегающих территорий Сахары.

Исследования по перераспределению речного стока ведутся в Австралии, Пакистане и в других странах.

В некоторых странах Западной Европы настолько остро ощущается недостаток воды, что они, не останавливаясь перед значительными затратами, считают целесообразным перекачивать пресную воду на сотни километров, либо ввозить ее из других стран.

В последние годы тщательно изучаются проекты транспортировки айсбергов из Антарктиды. Мысль о получении воды из айсбергов не нова. Она принадлежит капитану Джеймсу Куку, который высказал ее еще в 1773 г. В настоящее время существует даже Международная компания по транспортировке айсбергов. Международная конференция, состоявшаяся в США в 1977 г., посвященная этому вопросу, пришла к выводу, что поставленные проблемы могут быть решены с помощью современных технических средств и водоснабжение с помощью айсбергов будет стоить на 30—50 % дешевле, чем получение пресной воды путем опреснения.

Теоретически буксировка айсбергов проблемы не представляет. Специалисты подсчитали, что, например, для преодоления расстояния в 6 тыс. морских миль, между районами,, где чаще всего встречаются айсберги оптимальных размеров, и Саудовской Аравией, при наиболее благоприятной скорости буксировки около 1 узла потребуется 8—9 месяцев. Для буксировки айсберга в 100 млн. т (оптимальный размер айсберга, с учетом потери 20 % от таяния во время перевозки его) необходимо использовать 5—6 мощных буксиров. Как только айсберг будет доставлен на место (возможно, его придется ставить на прикол за десятки километров от берега в зависимости от глубины прибрежных вод), можно будет перекачивать с него талую воду по трубам на берег. Кроме транспортирования айсбергов с помощью буксиров изучаются и другие методы доставки их на место потребления.

Но айсберги — это не только источник пресной воды. Можно также использовать температурный перепад между холодной пресной водой айсбергов и нагретыми солнцем поверхностными водами для получения электрической энергии.

Получение пресной воды методом транспортировки айсбергов, несомненно, один из наиболее оригинальных и заманчивых проектов. И не только оригинальных, но, как считают специалисты, и наиболее практичных.

А в более отдаленной перспективе возможно будут осуществлены проекты использования льдов Антарктиды и Гренландии для получения пресных вод. Здесь будут созданы атомные станции для таяния льда и пресная вода по водопроводам будет подаваться на все материки.

4. Поиски экономичных методов опреснения морских вод. Известно, что 1 т морской воды содержит 35 кг различных солей. Как же лишить морскую воду всех этих солей? Оказывается, в настоящее время известно около 30 способов опреснения соленых морских вод. Рассмотрим лишь основные из них.

Еще в IV в. до н. э. древнегреческий философ и естествоиспытатель Аристотель заметил, что если кипятить в закрытом сосуде соленую воду, то пар кипящей воды не будет содержать солей. Перегоняя морскую воду и конденсируя пар, он впервые опреснил ее. Такой способ опреснения соленой воды получил название дистилляция. Дистиллят — это вода с очень малым содержанием солей, получающаяся за счет конденсации пара, образующегося при нагревании соленой воды. Чтобы употреблять такую воду для питья, в дистиллят приходится добавлять определенное количество солей, необходимых для жизнедеятельности организма.

Существует два способа дистилляции: выпарка и мгновенное вскипание. Простейший аппарат для дистилляции посредством выпарки представляет собой сосуд, наполненный соленой водой, внутри которого расположены трубы. По этим трубам проходит греющий пар (или горячая вода). Соленая вода нагревается, испаряется и пар ее конденсируется, образуя обессоленную воду. Однако тепло, выделяющееся при конденсации этого пара, целесообразно использовать в следующей ступени испарения, такой же конструкции, где за счет него можно испарить дополнительное количество соленой воды. Далее это тепло поступает в третью ступень и т. д. Число таких последовательно работающих ступеней испарения определяется тепловой экономичностью установки и колеблется от 4 до 15. Исходная соленая вода входит в первую камеру, частично испаряется, а затем поступает во вторую. Пройдя все ступени испарения, сильно упаренный рассол сливается, а дистиллят собирается и направляется к потребителям. Этот способ опреснения наиболее распространен, так как обеспечивает большую производительность установки по получению пресной воды и достаточно надежен.

В последние годы широко применяются дистилляционные установки, работающие по принципу мгновенного вскипания. При этом методе соленая вода подогревается в нагревательной части установки, небольшая ее часть превращается в пар, а основная масса подается в следующие ступени с понижающимся давлением, в которых происходят аналогичные процессы. Пар превращается в дистиллят, и вода перед входом в нагреватель требует незначительного подогрева. В последней ступени оставшаяся соленая вода чистично сбрасывается при продувке, а большая ее часть в обратном порядке следует через конденсаторы к нагревателю, после чего этот цикл повторяется снова. Почти все проекты мощных опреснительных установок основаны на способе мгновенного вскипания.

Термокомпрессионный метод аналогичен выпарке, с той лишь разницей, что для повышения тепловой экономичности, полученной в камере испарения, пар сжимается компрессором. Эти установки очень удобны, так как они могут работать на двигателях внутреннего сгорания, что делает их независимыми от наличия в районе электроэнергии. Такая установка работает в городе Росуэлле в США.

Метод дистилляции имеет широкое применение в морском флоте. Проблема снабжения морских судов пресной водой существует на протяжении всей истории морского судоходства. Легко понять, как неэффективны заходы торговых или промысловых судов в порты специально за пресной водой. Сейчас большинство судов, совершающих длительные рейсы, вооружено опреснительными установками, вырабатывающими пресную воду (дистиллят) для котлов и пресную воду для питья путем выпаривания морской воды.

Необходимо отметить, что при методе дистилляции может быть использована энергия не только органического топлива, но и Солнца. В этом случае этот метод называется методом гелиоопреснения. Гелиоустановка представляет собой бетонированный бассейн, наполненный соленой водой, дно и стенки которого окрашены в черный цвет. Соленая вода в таких бассейнах быстро нагревается солнечными лучами и испаряется. Чтобы уловить пары и сконденсировать их, бассейн перекрывается стеклянной крышей (в виде домика), а по краям крыши изнутри устанавливаются наклонные желоба, в которые стекает пресная вода и накапливается там. К сожалению, производительность таких опреснительных установок невелика и в самых благоприятных условиях не превышает 5 л воды в сутки с 1 м2 поверхности бассейна. Да и стоимость 1м3 воды пока довольно высока — от 3 до 6 руб.

Существует и диаметрально противоположный способ получения пресной воды, так называемое «вымораживание». Жители Севера давно заметили, что если взять морской лед и подогреть его, чтобы он начал таять, то первые порции воды будут более соленые, чем последующие, которые вполне можно употреблять в пищу. Этот метод и основан сначала на замораживании морской воды, превращении ее в лед, а затем на растапливании льда и получении пресной воды. В морозную погоду жители северных районов соленую воду намывают в виде ледяных горок, затем лед скалывают и собирают в сосуды. При наступлении теплой погоды лед в них тает, образуя пресную воду, пригодную для питья и хозяйственных целей. Причем выход пресной воды при этом способе опреснения зависит от содержания солей в морской воде. Так, при содержании солей 5 г/л выход пресной воды составит 90%, а при 15 г/л — 80%. Теперь существуют опреснительные установки, в которых обессоливают морскую воду с помощью холода.

Можно ускорить замораживание, если в морскую воду добавить сжиженный газ — бутан или пропан, а также бутилен, фреон или хлористый метил, которые не вступают в реакцию с водой и температура которых ниже температуры соленой воды. На больших производственных установках с производительностью не менее 40 тыс. м 3 воды в сутки стоимость 1 л составляет 13 коп. Такие установки работают в СССР, Японии, США, Великобритании и Италии.

Еще один интересный метод опреснения морских вод — метод электродиализа. Он основан на опреснении соленой воды путем создания внутри водной среды электрического поля. Известно, что в воде растворенные соли находятся в виде положительно и отрицательно заряженных ионов. Если раствор поместить в электрическое поле, то ионы солей начнут двигаться согласно своему заряду: положительно заряженные будут притягиваться к катоду, а отрицательно заряженные — к аноду. Если сосуд с соленой водой разделить на три части пористыми перегородками, через которые ионы могут свободно проходить, то через некоторое время большая часть катионов переместится в катодное пространство, а анионов — в анодное, и в средней рабочей части вода опреснится. Опытно-промышленные установки имеются в СССР, США, Южной Африке, в Японии, Нидерландах и других странах. Этот метод эффективен только для опреснения воды с малым содержанием солей.

Довольно распространенный метод получения пресной воды — ионный обмен. Это сложный химический метод, основанный на свойстве катионов и анионов определенным образом реагировать на сульфоуголь (сорт каменного угля, обработанного крепкой серной кислотой). В промышленных масштабах вместо сульфоугля используются синтетические ионообменные смолы, с помощью которых и получается пресная вода. Этот метод так же, как и электродиализ, применяется только для получения пресной воды и из воды с малым содержанием солей. Установки такого рода имеются в США, Австралии и Японии.

Из множества других способов назовем еще лишь два: обратный осмос и поглощение воды органической жидкостью.

Обратный осмос — это способ опреснения соленых вод, основанный на свойстве некоторых искусственно изготовленных фильтров пропускать только молекулы воды. Растворенные в воде соли (ионы солей) через такие фильтры не проходят. При прямом осмосе (т. е. односторонней диффузии) через полупроницаемый фильтр молекулы воды диффундируют от меньшей концентрации к большей, т. е. от чистой воды к рассолу. Но если со стороны рассола создается повышеннре давление, то из рассола молекулы воды будут проходить через фильтр, а соли задерживаться. Этот способ иногда называют ультрафильтрацией и применяют для опреснения только слабо засоленных вод.

Поглощение воды органической жидкостью. Этот способ опреснения соленой воды основан на свойстве некоторых органических растворителей (экстрагентов) в холодном состоянии поглощать пресную воду. При нагревании экстрагента большая часть пресной воды, поглощенной им, выделяется обратно. После охлаждения экстрагент снова смешивается с соленой водой и круговорот повторяется (рис. 4). Экономическая целесообразность применений того или иного способа опреснения соленой воды определяется степенью солености воды. По данным советских ученых, при содержании солей свыше 10—12 г на 1 л воды выгоднее метод дистилляции, от 2,5 до 12 г — метод электродиализа, менее 2,5 г на 1 л — метод ион-нообменных смол. При всем этом необходимо постоянно иметь в виду, что питьевая опресненная вода не должна содержать солей более 1г/л, а вода, идущая на орошение полей и огородов, — более 2 г/л.

Рис.4. Схема основных методов опреснения морской воды.

Самыми перспективными методами опреснения воды считаются метод дистилляции, обратный осмос (несмотря на ряд технологических недоработок этого метода), электродиализ и вымораживание.

Наибольшее распространение для получения пресной воды в крупных промышленных масштабах имеет метод дистилляции.

В недалеком будущем опреснение морской воды будет, по-видимому, осуществляться совместно с извлечением из нее поваренной соли, магния, урана, натрия, серы, бора, брома, йода, цветных металлов и редкоземельных элементов. Это намного повысит экономическую эффективность получения пресной воды.

Эффективность работы опреснительных установок в большой степени зависит от наличия дешевой энергии, затраты на которую составляют половину всей стоимости опреснения.

Но где взять огромное количество тепла, необходимого для получения сотен тысяч кубометров пресной воды? Так, например, для получения 150 тыс. м3 пресной воды в сутки необходимо сжигать 10 железнодорожных составов с углем. А если угля нет поблизости? Источником энергии может быть высвобожденная для мирных целей атомная энергия. Она может дать практически неограниченное количество тепла при малых затратах ядерного топлива. Ведь 1 кг ядерного горючего заменяет 2300 т угля (почти два железнодорожных состава), т. е. теплотворная способность 1 кг урана в 2,3 млн. раз больше, чем такого же количества угля.

Став в ближайшем будущем основной базой энергетики, атомная энергия должна помочь решить еще одну задачу — обеспечить человечество в изобилии пресной водой.

Примером комплексного использования ядерной энергии в мирных целях служит ввод в действие в Советском Союзе крупнейшей в мире атомной опреснительной установки.

С вводом в строй атомного опреснителя город Шевченко, насчитывающий сегодня уже более 110 тыс. жителей, получает ежесуточно 100 тыс. м3 пресной воды. Этой воды хватает не только городу, но и промышленным предприятиям пустынного полуострова Мангышлак. На каждого жителя города приходится более 500 л воды в сутки. О такой норме могут лишь мечтать многие крупнейшие промышленные города мира. Да и по качеству эта вода не уступает московской водопроводной воде, так как ее тщательно подготавливают для питья: фильтруют через активированный уголь, удаляя легкий запах водорослей; пропускают через фильтры с мраморной крошкой, для того чтобы ввести в нее требуемые количества карбоната кальция; добавляют в опресненную воду подземную слабо минерализованную. За городом Шевченко пристально следят ученые многих стран мира. Их интерес к необычному городу вызван также и тем, что атомная промышленная электростанция, действующая здесь, в принципе своей работой сильно отличается от атомных станций, сооруженных ранее в разных странах, в том числе и в СССР. Реактор, примененный на Шевченковской АЭС, работает на так называемых быстрых нейтронах. Это первый в мире реактор, работающий на быстрых нейтронах. Чем же он замечателен? На атомных электростанциях для нагрева воды и превращения ее в пар используется внутриядерная энергия, освобождающаяся в момент деления ядер урана или плутония при бомбардировке их нейтронами. Пар поступает в турбоагрегаты, аналогичные агрегатам тепловых электростанций. Урановые руды содержат смесь трех изотопов: урана-238 (99,28 %), урана-235 (0,714%) и урана-234 (0,006%).

В мире работают десятки «обычных» атомных электростанций, и все они страдают весьма существенным недостатком. В качестве горючего они используют лишь один изотоп урана — 235-й. Но его в природном соединении урана, как мы знаем, содержится очень немного (0,714 %). что составляет всего 7 кг на 1 т урана. Остальные же 993 кг уранового изотопа с атомными весами 238 и 234 используются в очень мизерных количествах. Кроме того, для работы «обычных» атомных электростанций на медленных нейтронах нужны сложные заводы, чтобы разделять изотопы урана и накапливать «горючий» уран-235.

Реактор на быстрых нейтронах включает в топливный цикл не только уран-235, но и уран-238, который в процессе работы воспроизводит новое весьма эффективное ядерное горючее — плутоний. Более того, такой реактор, загруженный плутонием вместе с ураном-238, на каждый килограмм истраченного ядерного горючего будет давать нового топлива примерно в полтора раза больше. Происходит расширенное воспроизводство горючего. Представьте себе на минуту, что есть такая котельная, которая, сжигая тонну угля, наряду с золой выдает еще полторы тонны угля, которые можно снова пустить в топку.

Вот почему будущее атомной энергетики бесспорно принадлежит подобным атомным станциям. Такие станции работают с очень высоким коэффициентом нагрузки. В часы «пик» весь получаемый на реакторе пар идет на производство электроэнергии, а в часы спада нагрузки тепло идет на опреснение морской воды и создание ее запасов.

Проблема обеспечения человечества пресной водой — одна из основных проблем современности. Более 120 научно-исследовательских организаций в 20 странах мира занимаются разработкой и внедрением разных методов опреснения. Ныне во всем мире действует более 800 опреснительных установок. Крупные опреснительные установки сооружены в Кувейте, СССР, США, Японии, Венесуэле, Великобритании, Франции, Италии, на Кубе.

В марте 1977 г. в Аргентине проходила Международная конференция Организации Объединенных Наций (ООН) по водным ресурсам. Конференция ООН приняла «План действий», включающий такие важные проблемы, как оценка водных ресурсов, в первую очередь питьевой воды; рациональное использование воды в сельском хозяйстве; контроль за сбросом отходов и загрязнением окружающей среды; международное сотрудничество и ряд других весьма злободневных вопросов.

Залогом успешного решения проблемы воды на Земле является все расширяющееся международное сотрудничество ученых всего мира.

Биологические богатства мирового океана

По данным ООН, в настоящее время более половины населения Земли ведет полуголодное существование.

В мире недоедает от 200 до 500 млн. человек и еще свыше 1,5 млрд. человек либо недоедает, либо страдает от неполноценного питания. Даже в США третья часть населения, т. е. около 70 млн. человек, испытывает недостаток в пище. С учетом постоянного роста населения Земли, по проведенным расчетам, для ликвидации голода мировые ресурсы продовольствия должны быть увеличены в 3—4 раза. Разрешению этой задачи во многом поможет более полное освоение биологических богатств Мирового океана.

Ученые считают, что океан в настоящее время может прокормить около 30 млрд. человек, если в число продуктов включить водоросли и планктон.

Однако, бесспорно, в первую очередь расширение использования биологических богатств морей и океанов будет происходить за счет увеличения рыбных промыслов. Рыба, так же как и мясо, богата белками. Организм человека не может нормально развиваться без белкового питания. Человек должен потреблять около 30 г белка в сутки. Однако лишь 40 % населения Земли получают белковую пищу в необходимом количестве. Миллионы людей в капиталистических странах болеют и умирают из-за недостатков белков. Особенно сильно сказывается недостаток животного белка среди быстрорастущего населения стран Азии и Африки. Удовлетворить потребность населения Земли в белке только за счет животноводства и птицеводства в настоящее время невозможно, так как во многих странах темпы роста населения опережают темпы развития животноводства и птицеводства. Вот почему быстрый рост рыболовства рассматривается как наиболее реальный путь решения проблемы «белкового голодания».

Несмотря на увеличение мировых уловов рыбы в последние годы, она покрывает лишь 20—25 % мировых потребностей в белковой пище, значительно уступая по этим показателям мясу и молоку.

Большое значение имеет рыба не только как важный источник белковых веществ. Добавка рыбьей муки в корм скоту и птице позволяет ускорить рост и повысить их упитанность. Это объясняется наличием в кормовой муке аминокислот, витаминов (особенно витамина В и В12), а также минеральных солей, содержащих кальций, фосфор и другие элементы, способствующие росту животных. В связи с этим количество рыбы, перерабатываемой на кормовую муку, за последние годы увеличилось более чем в 3 раза и составляет около 1/3 всего мирового улова. Обычно кормовая мука перерабатывается из малоценных пород рыб.

Рыбомучное направление в рыболовстве сложилось в таких странах, как Перу, Чили, Дания, Исландия, Норвегия, и в ряде других. Основная часть уловов рыбы в этих странах используется для получения рыбной муки, большая часть которой идет на экспорт.

С помощью применения специально разработанной технологии обезжиривания малоценных пород рыб или рыбной муки можно получать рыбный белковый концентрат. Растворимый белковый концентрат — источник белка для человека. Он так же, как и рыбная мука, может служить заменителем молока для кормления молодняка животных и тем самым позволяет экономить ежегодно немало пищевых молочных продуктов. В некоторых странах изготовляется сухая рыбная паста приятного вкуса. Она также служит заменителем пищевых животных белков.

В ФРГ (по заказу Перу) разработана технология получения из рыбы продукта, почти не отличающегося по вкусу и цвету от говядины. Этот заменитель говядины, содержащий больше белков, чем натуральное мясо, можно изготовлять из любых рыб.

Большое значение в жизни человека имеют и жиры некоторых рыб. Жир рыбы богат витаминами А и D и в меньшей степени — С, В и PP. Жиры некоторых рыб позволяют снизить содержание холестерина в крови, что очень важно при лечении атеросклероза и ожирения. Тресковый и окуневый жиры содержат йод, который также очень полезен для профилактики атеросклероза. Мальки лососевых рыб богаты нуклеиновыми кислотами, хорошо помогающими при воспалительных процессах.

В мясе же некоторых рыб содержатся также витамины группы В, а в ряде случаев и некоторые яды, которые могут быть использованы в лечебных целях.

В рыбе содержится много необходимых для организма человека минеральных элементов, среди которых преобладают фосфор, кальций, калий, натрий, магний, сера и хлор, а также в небольших количествах — железо, медь, марганец, кобальт, цинк, йод, бром, фтор и др.

Вообще калорийность отдельных пород рыб нисколько не уступает калорийности мяса. Так, например, 1 кг осетрины содержит 2900 калорий, в то время как 1 кг жирной говядины — 2750 калорий. Наконец, наличие в лососевых и осетровых породах рыб соответственно красной и черной икры — продуктов, трудно сопоставимых по своим пищевым качествам с чем-либо, делает рыбный промысел для человечества еще более привлекательным.

В настоящее время мировой улов рыбы совместно с моллюсками, млекопитающими и водорослями составляет свыше 70 млн. т в год. Уже 210 стран ведут морское и океанское рыболовство, в котором заняты сотни тысяч промысловых судов. В этих условиях очень важно знать предельную норму вылова различных пород рыб. Ведь биологические возможности Мирового океана не беспредельны. О том, что это так, говорят печальные факты «увлечения» количеством добычи некоторых пород рыб. За период 60-х — начала 70-х годов были допущены серьезные ошибки в определении норм вылова таких видов рыб, как норвежская и исландская сельдь, морской окунь, треска, и ряда других. Дальнейшие направления развития рыболовства основываются на необходимости сохранения в Мировом океане такого количества биологических ресурсов, которые смогут обеспечить их оптимальное расширенное воспроизводство. По расчетам экспертов ФАО (продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН), имеются возможности увеличить мировой улов рыбы на 20—30 млн. т главным образом за счет добычи новых видов, а также тех океанских рыб, промысел которых уже существует, но развит недостаточно.

Действительно, резервы увеличения рыбного промысла достаточно велики. Оказывается, что из 400 известных промысловых видов рыб 80 % всего рыбного улова до недавнего времени падало только на 8 видов — анчоусы, сельдь, треску, горбыль, ставриду, скумбрию, тунец и камбалу. Кроме того, 95—97 % всего улова извлекается из шельфовой зоны. За последние три десятилетия вылов рыбы в шельфовой зоне возрос на 30 млн. т, а в пределах более глубоководных частей океана всего на 3,1 млн. т. Наконец, весьма неравномерно распределялся и мировой улов на акватории Мирового океана. При большом внимании к сложившимся районам лова Тихого и Атлантического океанов (особенно к их восточным частям) незначительно использовались воды Индийского океана, на которые до недавнего времени приходилось не более 1/20 части мирового улова.

Таким образом, имеется три ярко выраженных направления значительных резервов мирового рыбного промысла: 1) увеличение видового состава рыбных уловов; 2) расширение акваторий за счет увеличения промысла в более глубоководных участках Мирового океана и 3) расширение географии районов рыбного промысла.

Япония является первой рыбопромысловой страной в мире. СССР занимает второе место, опережая по морским уловам КНР, Норвегию, США и Перу.

В СССР развитию рыболовства уделяется очень большое внимание.

Увеличение уловов рыбы в СССР идет очень быстрыми темпами. Достаточно вспомнить, что еще в 1967 г. наша страна вылавливала лишь 2,5 млн. т в год, а в 1976 г. общий улов рыбы и других морепродуктов составил 10,4 млн. т. Но и потребление рыбы населением СССР, по сравнению с довоенным периодом, увеличилось более чем в 3 раза и достигло 18 кг на одного человека.

Подлинное наше богатство — осетровые и лососевые рыбы, по улову которых СССР занимает первое место в мире. Более того, свыше 90 % всего мирового улова осетровых рыб приходится на долю нашей страны. Все осетровые рыбы (белуга, осетр, севрюга, стерлядь и реже лжелопатонос), встречающиеся в морях и реках СССР, — производители черной икры, одного из ценнейших пищевых продуктов, получаемых в СССР и пользующихся огромной популярностью и повышенным спросом на мировом рынке.

Советское правительство проявляет большое внимание и делает все необходимое, чтобы сохранить и увеличить количество осетровых рыб. Прежде всего это касается охраны вод Каспийского моря — основного производителя осетровых рыб в СССР. С выходом постановления о предотвращении загрязнения Каспийского моря и созданием в 1970 г. специального управления по охране водных ресурсов Каспия заметно возросло поголовье осетровых рыб. В низовьях Волги создан ряд осетроводных заводов, где разводят и выращивают, а затем выпускают в Волгу осетра, севрюгу и белугу. В Каспийское море ежегодно выпускается свыше 50 млн. мальков белуги, осетра и севрюги. В августе 1980 г. на Волге под Астраханью спущено даже специальное судно-завод по инкубации икры и выращиванию мальков осетровых, форели, стерляди, белорыбицы для рек, озер и прибрежных морских районов.

В Астрахани создан Центральный научно-исследовательский институт осетрового хозяйства, который возглавляет все работы, направленные на расширенное воспроизводство осетровых рыб. По расчетам ученых Центрального научно-исследовательского института осетрового хозяйства, ежегодная добыча осетровых только в Каспии может быть доведена до 700 тыс. ц, но для этого необходимо выпускать в море не менее 170 млн. мальков. Усилиями советских исследователей и рыбоводов Каспийское море превращается в гигантскую рыбную ферму. Перед второй мировой войной в Каспийском море был проведен очень смелый эксперимент. Было обнаружено, что недостаток кормов для осетровых рыб в Каспийском море резко тормозит развитие и увеличение численности осетровых рыб.

По предложению ученых-гидробиологов, в 1939— 1941 гг. на Каспий по железной дороге было перевезено 65 тыс. экземпляров червя нереиса — обитателя Черного моря. Нереис обладал высокими кормовыми качествами, а также быстрым темпом роста, большой плодовитостью и рядом других ценных свойств, позволявших надеяться, что он сумеет приспособиться к условиям существования в новой природной среде. Расчеты советских ученых оправдались. Результаты этого эксперимента проявились в послевоенное время. Нереис — этот бывший пришелец — распространился на большой территории Каспия (на отдельных участках на 1 м2 приходится до 2000 червей) и явился отличным кормом для осетровых рыб. Так успешно была разрешена кормовая проблема осетровых рыб.

В Азовском море запасы осетровых также увеличиваются за счет молоди, выпускаемой рыбоводными заводами. Ежегодно таким путем в Азовское море попадает более 14 млн. мальков. Имеющиеся запасы осетровых позволяют добывать там 40—45 тыс. ц этой ценной рыбы в год.

Рост численности осетровых рыб в морях СССР может быть обеспечен за счет увеличения количества и мощности рыбоводных заводов, совершенствования методов разведения и выращивания молоди, сохранения существующих и создания новых искусственных нерестилищ, ликвидации источников загрязнения водной среды, строгого контроля за промыслом.

Большое значение в народном хозяйстве СССР имеют и красные лососевые рыбы (кета, семга, горбуша, чавыча, таймень, голец, нельма, кижуч, нерка).

В СССР также проводятся работы по искусственному разведению лососевых рыб. На Дальнем Востоке имеется 23 рыбоводных завода, которые занимаются искусственным разведением кеты, горбуши и кижуча. Только в 1977 г. они выпустили в дальневосточные моря 913,5 млн. штук молоди тихоокеанских лососей.

Но не только рост уловов осетровых и лососевых рыб дает возможность увеличивать добычу рыбной продукции в СССР. За последние годы значительно расширилась и география рыбопромысловых районов. В Северном Ледовитом (Баренцево и Белое моря), Атлантическом, Тихом и Индийском океанах работают технически хорошо оснащенные советские суда-рефрижераторы.

Все в возрастающих количествах в последние годы применяются в СССР крупные траулеры-фабрики, пол.-ностью перерабатывающие уловы на борту судна. Себестоимость производства 1 т продукции мороженой неразделанной рыбы на судне на 32 %, мороженой разделанной рыбы на 25 % и рыбной муки на 11 % ниже, чем на берегу.

Совершенствование рыбопромысловых судов происходит и за счет роста их грузоподъемности, увеличения их энерговооруженности, повышения скорости, совершенствования и увеличения мощности промыслового и перерабатывающего оборудования.

На крупнотоннажных траулерах широко используется применение электронно-вычислительных машин. В ЭВМ закладывается информация по количеству, видовому составу, величине, плотности косяков рыбы, расположенных по маршруту судна, и ЭВМ в каждом конкретном случае выдает рекомендации по применению необходимых средств лова (размеры и типы трала, времени начала лова и т. п.). В ряде случаев применение ЭВМ дает возможность увеличить уловы до 20—25 %, в других случаях, наоборот, предохраняет от малоэффективных производственных затрат.

Производительности рыболовецких судов помогает и космическая техника, которая определяет крупные скопления промысловых рыб.

Использование сегодня новейших технических достижений при лове рыбы дает возможность регулировать уловы в оптимальных размерах, не грозящих уничтожению тех или иных пород рыб, как это имело место в прошлом с сельдью иваси в дальневосточных морях, осетровыми — в Северной Атлантике и некоторыми другими породами рыб.

Большую помощь в организации научного подхода в рыбопромысловом хозяйстве оказывают советские подводные аппараты с человеком на борту. Пионер в этом деле в СССР — Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии (ПИНРО), который начал проводить подводные исследования с 1953 г. В настоящее время на службе рыбопромыслового хозяйства в Советском Союзе находятся различные автономные и полуавтономные подводные аппараты, такие, как «Север-1» и «Север-2» (способный опускаться на глубину свыше 2000 м), «Атлант» и «Тинро-2», «Аргус», «Оса-3», «Океанолог», и, наконец, подводная лодка «Северянка». Объектом исследований этой техники являлись Баренцево, Норвежское, Белое, Балтийское и Черное моря. (Более подробно подводные аппараты рассматриваются в главе «Покорение морских глубин».)

Успехи советских рыбопромысловых экспедиций очень значительны. Однако даже при самой рациональной постановке рыбного промысла и морских беспозвоночных морской улов (без серьезного подрыва биологических ресурсов Мирового океана) не должен превышать 80 — 90 млн. т в год. Между тем при нынешних темпах прироста населения Земли только для того, чтобы поддержать мировое потребление добываемых из моря пищевых продуктов даже на сегодняшнем уровне, уже в 2000 г. человечеству их потребуется около 130 млн. т. Поэтому, по-видимому, единственный путь для получения необходимого количества морепродуктов заключается в переходе на культурное возделывание «голубой нивы».

В морской среде необходимо переходить от стихийного неуправляемого рыболовства к управляемым морским рыбным хозяйствам. Создание таких хозяйств дает возможность, не уменьшая количества рыбных особей, одновременно увеличивать уловы рыбы. Такие хозяйства уже начали создавать в целом ряде стран.

Известный американский ученый и писатель У. Кроми считает, что если перейти на тщательное культивирование рыб, проводить селекцию, наладить кормление и подобные меры, то морские рыбоводные хозяйства могут давать в год до 6 т морепродуктов с 1 га, что во много раз превышает количество рыбы, вылавливаемой в настоящее время с той же площади.

По расчетам экспертов ЮНЕСКО, рыбная ферма площадью 20 км3 может давать рыбы больше, чем ловят ее сейчас во всем Северном море — одном из богатейших рыбопромысловых районов.

Ограждение, отделяющее часть залива, пролива или прибрежной акватории от открытого моря, с одной стороны, должно свободно пропускать воду и планктонные организмы из моря, быть штормоустойчивым, а с другой стороны, не выпускать в море выращиваемую рыбу. Такие ограждения выполняют из сетевого материала, применяемого обычно для изготовления сетей и тралов. Широкое распространение такой способ разведения лосося и форели находит в Великобритании, Шотландии, Норвегии, ФРГ, Франции, США и в других странах. При многих положительных качествах загородки эффективны лишь в районах с особо благоприятными климатическими и гидрологическими условиями.

Значительно чаще в морских рыбоводческих хозяйствах используются закрепленные или плавающие садки, также изготовленные из нейлоновых или стальных сетей. Форма и размеры таких садков могут быть самыми различными.

Десять таких садков, связанных вместе, образуют большой плот, удерживаемый якорями с каждого угла. Такие садки стараются держать в отгороженных от открытого моря участках. В зимнее время садки обычно отбуксировывают поближе к электростанциям, сбрасывающим теплые воды в море

Другое направление по расширению пастбищного рыбоводства, тесно связанное с созданием и работой специальных рыбозаводов, также успешно развивается в последние годы. Работы по инкубации икры (при которых количество икринок, выживающих вплоть до вырастания взрослой рыбы, увеличивается в 30—40 раз), кормлению личинок и молоди рыбы и выращиванию их до товарных размеров ведутся во многих странах. Наибольших успехов в создании морских ферм добилась Япония. Здесь департаментом рыболовства разработан перспективный план, рассчитанный на 13 лет (1971 —1984 гг.), который предусматривает создание рыбоводных станций, строительство хозяйств, специализирующихся на заготовке и разведении посадочного материала, строительство крупных искусственных рифов, способствующих концентрации рыбных скоплений, и т. п. Мероприятия, предусмотренные этим планом, должны помочь довести объем культивируемых рыбных запасов вместе с другими видами морепродуктов до 1 млн. т в 1984 г.

По прогнозам японских специалистов, при использовании шельфовой зоны моря глубиной до 20 м морские фермы и плантации могут быть созданы на площади более 28,5 тыс. км2 и их ежегодная продукция составит 8—9 млн. т.

В США планируется использовать для искусственного разведения рыб и морепродуктов 40 тыс. км2 шельфа. По специальной программе исследовательских работ совершенствуются методы разведения и выращивания лососей и некоторых других видов рыб.

Значительных успехов в разведении и выращивании лососей, сельдей, камбалы, а также беспозвоночных моллюсков достигли канадские ученые. Американская и канадская промышленность поставляет морским фермам разнообразное современное оборудование и специализированные искусственные корма.

Французские ученые разрабатывают новые методы искусственного разведения и товарного выращивания кефали, камбалы, лососей и некоторых других морепродуктов. Подобные работы проводятся также в Великобритании, Югославии и в некоторых других странах.

Выше упоминалось, что в СССР широко развиты работы по искусственному выращиванию ценных осетровых и лососевых рыб. Продукция более 160 рыбоводных заводов ежегодно пополняет поголовье рыбных «пастбищ» морей Советского Союза.

Есть в Москве интереснейшее учреждение — Центральное производственно-акклиматизационное управление (ЦПАУ). В нем работают люди очень редкой и увлекательной профессии. Они занимаются научными и практическими вопросами пересадки и акклиматизации ценных промысловых пород рыб из одних водоемов в другие. Трудно переоценить их вклад в дело увеличения рыбопромысловых запасов морей СССР. Пересадка кефали из Черного в Каспийское море, лососевых из дальневосточных морей в Каспийское, Баренцево, Белое и Норвежское моря, стерляди из Северной Двины в Баренцево море — это только часть исключительно удачных операций по пересадке и акклиматизации ценнейших пород рыб, получивших мировую известность и признание.

Большое народнохозяйственное значение имеют и работы советских ученых по гибридизации ценнейших промысловых пород рыб. Более 20 лет известен бестер — гибрид белуги со стерлядью. От стерляди он унаследовал раннее созревание, а от белуги — быстрый рост. В отличие от «естественных» осетровых рыб гибрид неприхотлив к условиям среды и корму. Уже в первый год жизни он достигает полукилограммовой массы, а через два-три года успевает вырасти во взрослую «товарную» рыбу, пригодную для промысла. (Белуге для этого требуется более 15 лет.) Бестер разводят во многих рыбоводных питомниках, наиболее крупный из которых находится в Таганрогском заливе Азовского моря, откуда затем он будет переселяться в некоторые моря СССР. Так, результаты опытов показали, что бестер хорошо приживается в Балтийском море.

Вся эта многогранная творческая деятельность советских ученых-рыбоводов свидетельствует о том, что в ближайшем будущем люди начнут все в более широких масштабах заселять моря и отдельные участки океанов специально созданными видами рыб.

Большие возможности открываются и при использовании и плановом разведении некоторых видов морских млекопитающих.

Одни из таких, самых интересных морских млекопитающих — дельфины — исключительно высокоорганизованные животные, многие виды которых проявляют удивительную понятливость при их дрессировке. Ученые обнаружили у дельфинов мозг, не уступающий по размерам мозгу человека, а по числу извилин в больших полушариях даже превосходящий его. Американский нейрофизиолог Джон Лилли установил, что дельфин может подражать голосу человека, а после тренировки способен даже воспроизводить целые фразы человеческой речи. Оказалось, что дельфины не только различают звуковые элементы речи, но даже способны копировать ее с сохранением акцента и интонации дрессировщика. При оценке своего открытия Джон Лилли, однако, слишком «очеловечивает» дельфинов. Он утверждает, что некоторые звуки дельфины произносят как благодарность экспериментатору и что в будущем их можно научить разговаривать с человеком. Джон Лилли исходил из того, что раз мозг дельфина внешне сходен с человеческим и по массе (средняя масса мозга у афалины — одного из наиболее легко приручаемых видов дельфинов — равна 1700 г), и по объему извилин, и по ряду других параметров — то потенциально он способен на то же самое, что и человеческий мозг. Однако большинство ученых разных стран отрицает существование настоящего языка у дельфинов. Дельфины общаются между собой с помощью акустических сигналов, издаваемых сложным звукосигнальным аппаратом, расположенным в верхней части дыхательного пути. Ученые США В. Эванс и Д. Дреер у трех видов дельфинов выявили 32 разных свистовых сигнала (а в свистах существуют индивидуальные различия, по которым и распознаются дельфины персонально).

По сообщениям печати, ученые университета города Гонолулу для общения с дельфинами прибегли к помощи ЭВМ. Она превратила определенное число английских слов в звуковые сигналы, похожие на звуки, издаваемые самими дельфинами. Передавались звуки через подводный громкоговоритель. Всего дельфины «освоили» 25 слов. Так, например, мяч клали на воду и подавали соответствующий звуковой сигнал. Если животное реагировало правильно и толкало носом мяч, оно получало вознаграждение. Постепенно условия их усложнялись и включали остальные освоенные дельфинами слова.

В воде у китообразных наиболее важным органом чувств оказалось не зрение, как у наземных млекопитающих, а слух в сочетании с эхолокационным аппаратом.

Ведущую роль в развитии крупного мозга дельфинов, как считают некоторые советские и зарубежные специалисты, сыграла, видимо, эхолокация, как важнейший способ ориентации дельфинов в океане и главный путь получения информации об окружающем. Время между произведенным щелчком-сигналом и возвратом его эха указывает животным расстояние до любого объекта на их пути. Для переработки поступающих эхо-сигналов и потребовался высокоразвитый головной мозг. Не случайно в мозге дельфинов обнаружены некоторые преимущества перед мозгом человека именно в области слуховой системы.

Дельфины действительно являются интереснейшим и удивительными животными.

Зарегистрировано много случаев в исторических документах, книгах, журналах, газетах, свидетельствующих о спасении дельфинами тонущих людей. Имели место такие случаи и у нас на Черном море уже в послевоенный период.

Разве не вызывает удивления знаменитый дельфин лоцман Джек, который в течение 25 лет (с 1887 ло 1912 г.) проводил суда через подводные рифы пролива Френч Пасс в Новой Зеландии.

Наконец, достаточно вспомнить знаменитого дельфина Таффи, приобретшего широкую известность после своего участия в 1965 г. в большом подводном эксперименте по программе «Силэб-2», во время которого три группы акванавтов жили поочередно по две недели на глубине 60 м. Таффи доставлял подводным жителям почту, инструменты, различные легкие грузы, охранял их от акул в дальних заплывах и даже осуществлял поиск заблудившихся акванавтов.

Успехи в работе с дельфинами открыли большие перспективы их использования в самых различных областях медицины, рыбного хозяйства, океанологии, поисков полезных ископаемых и во многих других жизненно важных сферах. Выносливость, исполнительность дельфинов, общительность и миролюбивый характер представляют неограниченные возможности для их обучения человеком.

Тщательное изучение физиологии дельфина поможет раскрыть секрет быстрого и глубокого погружения, который в дальнейшем можно будет использовать для практических целей.

Ученые США предлагают использовать дельфинов для поисков скоплений промысловых рыб, для чего дельфинов метят специальной радиометкой, и радист судна внимательно следит за радиосигналами, исходящими от дельфинов, пока они не выведут на косяки рыб. Известно, что калифорнийские и мексиканские рыбаки легче находят стаи тунцов, если ориентируются на морских млекопитающих. Жак-Ив Кусто и Рене Гай Бюснель описывают, как дельфины помогают ловить рыбу жителям Мавритании — имрагенам.

В период массового хода лобана рыбаки заходят по пояс в воду и начинают бить шестами о поверхность воды. В ответ на это к берегу устремляются дельфины. Тогда рыбаки, вооружившись легкими сетями, полукругом идут навстречу дельфинам, а стая рыб на двухметровой глубине мечется между дельфинами и людьми. В итоге такого «содружества» в сети рыбаков попадает богатый улов, а дельфинам достается обильная пища.

По сообщениям печати, при Токийском университете разработана программа, рассчитанная на 12 лет, в ходе которой тщательно отобранные дельфины должны пройти специально составленный курс обучения. После завершения этого курса обученные животные смогут наблюдать за движением косяков рыб и по команде человека изменять направление их движения. Тот же дельфин Таффи вместе с другими дельфинами участвовал и весьма успешно в поисках боеголовок американских противолодочных ракет и учебных мин. Дельфины надевали на мины и боеголовки кольцо с маркировочным устройством, которое всплывало на поверхность воды и указывало местонахождение их на дне. Причем дельфины проделывали эту работу значительно быстрее и эффективнее, чем несколько групп водолазов. Обучение дельфинов проводилось на военно-морской биологической станции в Пойнт-Мугу (Калифорния) Еще более поразительных успехов удалось добиться научным сотрудникам этой станции нри обучении другого вида дельфинов — гринд (Таффи и дельфины, работавшие с ним, относятся к семейству афалин и косаток). Обученные ими гринды и косатки по команде отыскивали затонувшие торпеды и надевали на них специальные подъемные устройства, после чего торпеды автоматически всплывали. Такие операции они проделывали на глубине 500 м и более, т. е. на глубинах, недоступных человеку (рис. 5).

Естественно, что дрессированные китообразные могу? доставлять человеку и разнообразную научную информацию с 500-метровых морских глубин. Для этого на животных должны быть закреплены специальные датчики. Недалеко то время, когда дельфины будут доставлять необходимые сведения о радиоактивности, солености воды, температуре и течениях, фотографировать морское дно и выполнять множество других полезных операций, недоступных человеку на таких глубинах.

Приручение китообразных поможет человеку овладеть биологическими и минеральными богатствами Мирового океана. Уже проводятся работы по обучению дельфинов для помощи водолазам, обслуживающим подводные нефтяные промыслы. Можно обучить дельфинов доставлять пробы грунта, перевозить грузы, работать связными у водолазов, подолгу живущих на дне в подводных домах во время проведения научных экспериментов; спасать утопающих, подавая им спасательные пояса или выталкивая из воды, защищать человека от акул. Дельфины будут нести поисковую службу в море, отыскивать различные объекты, обнаруживать затонувшие корабли и т. п. Сегодня даже трудно себе представить, какие поистине неограниченные возможности имеются для использования дельфинов, как ближайшего помощника и друга человека.

Большую роль в экономике СССР и ряда зарубежных стран играют и продукты зверобойно-пушного промысла ластоногих (моржи, тюлени, морские котики, каланы (морские львы). Самые крупные в наших морях ластоногие — моржи, масса которых достигает до 2 т, а длина ту ловища доходит до 5 м. Они.водятся в Северном Ледовитом океане, у западных берегов Канадского Арктического архипелага, у берегов Гренландии, у Шпицбергена, а в пределах СССР — в Карском, море Лаптевых, Восточно-Сибирском, Чукотском и Беринговом морях.

Рис.5. Подъём гриндой затонувшей торпеды.

Клыки моржей, напоминающие слоновую кость, используются при изготовлении разнообразных художественных костяных поделок. При промысле моржа используются также шкура и жир.

Значительно большее промысловое значение, чем моржи, имеют тюлени. За год мировая добыча тюленей доходит до нескольких сотен тысяч голов. Крупнейшие районы добычи тюленей — воды, омывающие Гренландию и остров Ян-Майен. До 1941 г. иногда добыча тюленей превышала 500 тыс. Сейчас в связи с уменьшением их поголовья промысел значительно сокращен. В СССР большую часть тюленей заготовляют в Белом и Каспийском морях. Наиболее распространены гренландский тюлень, или лысун и нерпа.

Нерпа — самый мелкий тюлень, обычно не превышающий по массе 50 кг. Как правило, нерпа обитает в прибрежных льдах, там, где есть полыньи. Находясь в воде, нерпа каждые 5—10 мин должна обязательно появляться на поверхности, чтобы дышать воздухом, который для нее необходим так же, как и для человека. Своих детенышей-бельков нерпа вскармливает густым как сливки молоком, в котором содержится 53 % жира. Бельки рождаются на прибрежных льдинах и имеют мягкий и густой мех — самый ценный предмет тюленьего промысла. Прежде чем белек впервые полезет в воду, он должен сбросить свою нежную и пушистую «шубку» и «одеться», как мать, коротким и редким волосяным покровом, который не намокает и не тормозит движения в воде.

Кроме меха, используются также жир и мясо, которые обычно идут на корм в зверосовхозы. Постепенно начинают изготавливать и консервы.

Необходимо отметить, что тюлени, подобно дельфинам, относительно легко поддаются дрессировке и могут нырять на глубину до 400—500 м. Вот почему выдающийся русский дрессировщик В. Л. Дуров еще в годы первой мировой войны (в 1916 г.) предлагал использовать специально дрессированных тюленей для отыскания и уничтожения морских мин. Примерно в те же годы с аналогичным предложением выступил американский физик Р. Вуд, который указывал на специальные опыты, проведенные в Уэльсе (Великобритания) с тюленями, выдрессированными для уничтожения подводных лодок противника. По сообщениям американской печати, специалисты из военно-морского ведомства США уже в наши дни обучают тюленей наряду с дельфинами для обнаружения минных полей и подводных ракетных установок.

Во всем мире известен мех морских котиков. Исключительно прочный и красивый, он высоко ценится на мировом рынке. В результате варварского промысла в XVIII—XIX вв. стада этого ценного животного значительно сократились. В 1957 г. по предложению советских специалистов была заключена четырехсторонняя конвенция между СССР, США, Канадой и Японией по охране котиков в северной части Тихого океана. Она запрещает морской промысел, предусматривая лишь ограниченный забой на лежбищах. С той поры прошло более 20 лет и сотрудничество ученых четырех стран, заботящихся об охране и воспроизводстве поголовья морских котиков, дало хорошие результаты.

Большие лежбища котиков находятся на островах Прибылова, принадлежащих США, а в пределах СССР — на Командорских островах и на острове Тюлений, расположенном в заливе Терпения.

Одно из ценнейших промысловых животных — калан, обладатель прекрасного меха, которого часто называют морской выдрой или камчатским бобром.

Каланы — удивительные животные, длиной немногим более метра, а шкура их достигает двух метров в длину. Природа снабдила каланов как бы одеждой навырост. Они тщательно ухаживают за своей шубой, и только такая опрятность и позволяет им выжить в холодных дальневосточных морях. В отличие от котиков и других морских зверей под кожей каланов нет жировой прослойки Плавучесть и оптимальный температурный режим тела обеспечивают калану его мех. Вода забирает у тела тепло в 27 раз быстрее, чем воздух, и даже небольшая проплешина на шубе калана приводит его к гибели. И плавает калан на спине — густой пятисантиметровый мех создает под ним своеобразную воздушную подушку.

Каланы обитают на Командорских и Курильских островах, на побережье Камчатки и реже встречаются на Алеутских островах и у берегов Аляски. Сейчас в пределах СССР на Командорских и Курильских островах а также на побережье Камчатки живет 7—10 тыс. каланов.

Продолжительность жизни каланов равна в среднем 12 годам. Самка за всю жизнь приносит 4—5 детенышей, выхаживая каждого на протяжении года. В настоящее время каланов строго охраняют. Советские ученые планируют в ближайшие годы расселить каланов по всему восточному и западному побережьям Камчатки.

Хотя мех калана исключительно ценен и ему нет соперников на пушных аукционах, о промысле каланов не может быть и речи еще долгие годы.

Весьма интересны и морские львы. Они как бы «парят» в воде на широких передних ластах. Узкие задние ласты морской лев, выйдя на берег, выворачивает концом вперед и с их помощью передвигается на суше. Наиболее распространен калифорнийский морской лев, обитающий в прибрежных водах Америки от Британской Колумбии до оконечности Калифорнийского полуострова. Кроме того, морские львы встречаются в прибрежных водах Японии и Галапагосских островов.

На американской военно-морской биологической станции в Пойнт-Мугу в штате Калифорния морские львы обучались вместе с дельфином Таффи и к концу обучения могли нырять на глубину до 210 м и доставлять туда различные предметы. Более того, здесь же морские львы были обучены обнаруживать боеголовки учебных ракет, доставлять на дно подъемное оборудование и закреплять его на боеголовках для подъема их на поверхность.

В последние годы все большее и большее значение в экономике морских государств приобретают промыслы морских беспозвоночных (крабов, кальмаров, креветок, омаров, лангуст, трепанга, устриц, мидий, морских гребешков). По количеству белковых и минеральных веществ, а также витаминов различных групп, по питательности и вкусовым качествам многие морские беспозвоночные не уступают мясу и рыбе, а некоторые даже превосходят их.

В Японии, занимающей первое место в мире по добыче этих продуктов моря, блюда из морских беспозвоночных прочно вошли в повседневное меню практически почти всех жителей страны. Приобретают постепенно популярность эти продукты и в других странах, в том числе и в Советском Союзе.

Среди морских беспозвоночных одними из ценнейших пищевых продуктов являются крабы. В СССР в настоящее время краболовная продукция — ценнейшая статья экспорта.

В Японии на острове Хоккайдо ведутся исследования по искусственному разведению королевского краба, отдельные особи которого достигают массы 7 кг. В лабораторных условиях краб достигает промысловых размеров за 2,5 года, тогда как в естественных условиях на это уходит 8—10 лет.

Кальмаров в Японии и Китае употребляют в пищу уже сотни лет. Обычно размер кальмаров не превышает 60 см, а масса колеблется от 100 до 750 г. Однако в Мировом океане изредка встречаются и гигантские кальмары, достигающие в длину 15—18 м и массы нескольких тонн. Именно с такими гигантами связаны многочисленные мифы и легенды среди моряков многих стран. Мускулистая мантия и щупальца кальмаров съедобны, и опытные кулинары знают секреты приготовления из этих моллюсков множества деликатесных блюд.

Из так называемого чернильного мешка кальмаров получают прекрасную натуральную краску — сепию, которую очень ценят художники. Сейчас предпринимаются попытки в Японии, США и в ряде других стран разводить этих моллюсков искусственно, в инкубаторах, куда закладывают икру животных. При появлении на свет будущие «пираты моря» имеют длину всего 10—12 мм.

Кальмары представляют большой интерес для проектировщиков подводных кораблей, которые пытаются разгадать загадку их удивительной быстроходности. Ведь кальмары составляют конкуренцию дельфинам и развивают в воде скорость до 65 км в час. Сегодня инженеры начали оснащать корабли «кальмароподобными» движителями (винтами, испытания которых проходят весьма успешно, и, по-видимому, вскоре такие движители появятся на многих судах).

Из общего мирового улова беспозвоночных около 1/5 части падает на креветок. Эти десятиногие плавающие рачки имеют очень нежное и вкусное мясо, не уступающее мясу крабов. В нем содержится в 100 раз больше йода, чем в говядине, а также более 30 различных химических элементов. Так же, как и кальмары, они водятся в СССР в дальневосточных морях, а также Баренцевом, Черном и Каспийском морях.

В настоящее время контролируемое выращивание креветок от икринок до товарных размеров в промышленных масштабах ведется в Японии и США, а также — в меньшей степени — во Франции, - Великобритании, Испании, Австралии, на Филиппинах и некоторых других странах. Но наиболее широкое развитие искусственное разведение креветок получило в Японии, где проблемами культивирования креветок занимаются более 25 лет.

Самые крупные представители ракообразных — омары. Больших размеров достигает американский омар (в отдельных случаях до 21 кг). Другие виды омаров имеют длину более 0,5 м при массе свыше 6 кг. Сокращение численности омаров в последние десятилетия заставило ученых искать пути искусственного выращивания омаров. Экспериментальные питомники по их разведению в искусственных условиях удалось создать в США, Великобритании, Франции, ФРГ, Нидерландах, Норвегии и в других странах. На морских фермах омаров выращивают до товарных размеров за два года, т. е. сокращают срок их роста по соавнению с естественными условиями в море в 2—3 раза.

В США, Японии и Австралии культивируется и другой вид морских раков — лангусты. Это довольно крупные раки, некоторые из них достигают массы 13 кг. Лангусты очень плодовиты — одна самка может иметь от 0,5 до 1,5 млн. яиц. Однако в естественных условиях в море выживают лишь отдельные личинки. В последние годы количество морских ферм по выращиванию лангустов в США, Японии и особенно в Австралии резко возросло. В отличие от других видов ракообразных, на морских фермах до промысловых размеров выращивают молодь лангустов, пойманную в море.

Трепанг (голотурия) также весьма полезный «продукт» моря. В его мясе содержится много железа, меди, йода, минеральных солей и белка, а также витаминов С, В 12 и некоторых других.

Такое благоприятное сочетание микроэлементов придает продуктам, приготовленным из трепанга, особые свойства, чрезвычайно необходимые для организма человека.

В СССР он в больших количествах встречается в прибрежных водах Приморья, Южного Сахалина и Курильских островов.

Устрицы и мидии использовались в пищу человеком с древнейших времен. Мясо устриц намного питательнее мяса таких вкусных рыб, как судак, сазан, лещ, треска. В мясе устриц содержатся фосфор, кальций, железо, кобальт, йод, марганец и другие микроэлементы. В устрицах имеются также витамины группы В и С. Мясо устриц необычайно нежное, вкусное и очень полезное. Наибольшей популярностью мясо мидий пользуется в США, Великобритании, Франции, Италии, Испании, Нидерландах, Японии, Китае, Австралии, Новой Зеландии, Канаде.

Раковины устриц и мидий богаты перламутром и дают ценное сырье для инкрустаций, изготовления различных художественных изделий. Высушенные и измельченные раковины являются хорошей подкормкой для домашних животных и птиц, способствующей росту цыплят и повышению яйценоскости кур.

Подводные отмели, на которых обитают устрицы, называются устричными банками. Такие банки в СССР встречаются в дальневосточных морях и Черном море. В Японии, Франции, США и некоторых других странах занимаются искусственным разведением устриц. Мировое производство устриц составляет около 800 тыс. т. Первое место в мире по выращиванию устриц занимает Япония — в год она производит около 250 тыс. т устриц.

Довольно широкое распространение получили устричные фермы, в которых устриц выращивают в воде на плотах, канатах, стеллажах и других плавающих устройствах. Плот с 600 подвесными коллекторами за 6—8 месяцев дает до 4 т мяса. В течение года с одного гектара устричного хозяйства удается получить до 58 т высококачественного мяса или около 350 т моллюсков с раковинами.

В СССР на Черном море в 1968—1970 гг. впервые было проведено опытно-производственное выращивание устриц. Весь процесс культивирования устриц здесь до взрослых особей продолжается 3—3,5 года.

Мясо мидии — это белок, жир, гликоген, витамины В1, В2, В6, РР и микроэлементы. В этом моллюске представлена немалая часть элементов таблицы Менделеева, особенно важных для нормальной жизнедеятельности человека, среди которых, в первую очередь, надо выделить кобальт. Мидии относятся к числу тех обитателей моря, культивирование которых экономически очень выгодно. Так, в естественных условиях 1 га мчдиевой банки дает в среднем в год около 150 кг чистого мяса; при искусственном культивировании на грунте (используются три метода выращивания мидий: на сваях, на грунте и на плотах) с 1 га можно получить 12—25 т чистой продукции, а при выращивании мидий на плотах — продуктивность мидиевого аквагектара возрастает до 120 т. Обычно мидии достигают длины 80—150 мм, но среди них есть и более крупные виды. Известны экземпляры гигантской мидии длиной более 25 см. Этот моллюск обитает и в водах, омывающих остров Сахалин. Гигантская мидия живет до 100 лет, а размножаться начинает в 6 лет, образуя в каждый нерестовый период до 20 млн. яиц, из которых так же, как у устриц, образуются личинки, которые опускаются на дно и прикрепляются к какому-нибудь субстрату.

Но наиболее эффективным, как и для устриц, является способ выращивания мидий на плотах и других плавучих сооружениях. Ежегодно на плотах в Испании выращивается более 150 тыс. т мидий. Причем скорость роста моллюсков, выращиваемых на плотах, превышает темп их роста на грунте в 3—6 раз. Выращиванием мидий на плотах занимаются в Норвегии, Италии, Ирландии, Австралии, Новой Зеландии и особенно в больших масштабах США и Японии.

Были проведены подобные опыты и в Советском Союзе на Черном море. Так, в 1969 г. в Керченском заливе было собрано до 73 кг мидий с 1м2. Это значит, что с площади в 1 га можно получить более 4500 т мидий (или около 600 т мяса). В настоящее время мы получаем не более 200—300 т мидий с 1 га. А ведь только в Каркинитском заливе запасы черноморской мидии исчисляются специалистами в 64 млн. т. Велики запасы мидий и в дальневосточных морях СССР, а также в Белом и Баренцевом морях.

Эксперименты по плотовому выращиванию мидий осуществлены в Зеленецкой губе Кольского залива. Здесь получают до 5 кг мяса мидии с 1 м2 акватории фермы. Таким образом, выращивание мидий, не требующее искусственных кормов и дорогостоящего оборудования, экономически чрезвычайно выгодно и дальнейшие перспективы в этом направлении представляются весьма многообещающими. По расчетам ученых, ежегодная мировая добыча мидий, выращиваемых в специальных хозяйствах, может достигнуть 100 млн. т и более.

Наконец, из всех беспозвоночных моллюсков наибольшее промысловое значение имеет морской гребешок. Питательность мяса у гребешка выше, чем у мяса животных, так как оно содержит, кроме белков и углеводов, также витамины группы В и большое количество минеральных веществ, содержащих натрий, калий, кальций, магний, серу, фосфор, железо, медь, марганец, цинк, йод, а также небольшие количества стронция, бария, кобальта, лития и мышьяка.

Гребешок в отличие от устриц ведет подвижный образ жизни, поэтому его выращивают в закрытых садках. Масса крупного гребешка достигает 350 г. Гребешковые хозяйства располагаются в районах с песчано-галечнико-вым дном глубиной 50—60 м, в акваториях, защищенных от сильного волнения и поступления речных вод, с температурой воды +8—+10 °С. Промышленное производство морских гребешков налажено в Японии, США, Франции и в некоторых других странах.

Рис.6. Опытно-промысловое хозяйство СССР по разведению гребешков и устриц в заливе Посьет.

В СССР гребешок собирают в Баренцевом, Черном и дальневосточных морях. Особенно много его встречается вдоль побережья Приморья и южного Сахалина. Здесь в заливе Посьет функционирует опытная подводная ферма, где выращивают личинки морского гребешка, которые потом собирают водолазы и расселяют на грунт в прибрежных районах. Здесь «высаживается» около 1 млн. особей в год. Подводная ферма расположена на канатах, с нанизанными на них садками, в которых растут и ждут расселения на подводном дне личинки морского гребешка. Канаты крепятся на якорях, которые на поверхности воды в свою очередь прикреплены к пустым бочкам. Гребешок очень плодовит. Самка гребешка во время нереста выпускает до 170 млн. икринок. Поэтому главное — создать наиболее оптимальные условия для разведения вылупившихся из них личинок. Опыт показал, что в условиях морского хозяйства выживаемость посадочной молоди гребешка составляет 65 %, а в естественных условиях не более 2—4 %.

Под бочками висят в толще воды не только садки, но и своеобразные бусы — нанизанные на проволоку пустые створки гребешка. Это — жилища личинок на первые 40 дней жизни, пока те не достигнут размера небольшой пуговицы. После расселения на грунт, только через четыре года моллюски вырастут и достигнут массы в 200 г.

Большое экономическое значение имеет и промысел морских водорослей. По внутреннему строению, окраске и типам размножения водоросли делятся на четыре большие группы: сине-зеленые, зеленые, бурые и красные, или багрянки. Промысловое значение имеют последние 3 группы водорослей.

Зеленые водоросли растут чаще всего в морях на мелководьях, недалеко от впадения в них рек. Наиболее распространенный вид этих водорослей — ульва, или морской салат.

Бурые водоросли встречаются во всех морях, но наиболее крупные из них — ламинарии и фукусы обитают преимущественно в холодных арктических водах, обычно до глубин 15—25 м.

У морских берегов на глубине от 10 до 25 м бурые водоросли образуют подводные «леса». В наших северных и дальневосточных морях широко распространена ламинария. В прибрежной зоне северных морей часто встречаются и заросли фукусов. Интересно, что растения не погибают при отливе, ни от временного обсыхания летом, ни от зимних морозов. В южных морях прибрежные участки заселены другой, родственной фукусам, бурой водорослью — цистозирой. Очень много ее в Черном море.

Красные водоросли, или багрянка, встречаются до глубин 180—200 м. Наиболее ярким представителем этой группы является красная водоросль — филлофора, также имеющая широкое распространение в Черном море. Другой широко распространенный вид красных или багряных водорослей — анфельция, встречающаяся в больших количествах в северных морях, особенно в Белом море.

Зеленые, бурые и красные водоросли получили широкое применение в различных сферах хозяйственной и повседневной деятельности человека. Они используются в медицине и пищевой промышленности, животноводстве и химической промышленности, в текстильной и нефтяной промышленности, в парфюмерии и фармацевтике и в ряде других отраслей. И что самое важное, буквально каждый год обнаруживаются все новые и новые области применения продуктов водорослевого промысла, которые постепенно прочно входят в нашу повседневную жизнь.

Большое значение имеет применение водорослей для лечения и профилактики атеросклероза. Особенно в этом отношении преуспела Япония, где заболевания сердечнососудистой системы распространены значительно меньше, чем в подавляющем большинстве других стран.

Такие составные части морской капусты, как белки, органические соединения йода и брома, витамины и микроэлементы, целебны для любого ослабленного организма. Употребление водорослей оказывает целебное и общеукрепляющее действие не только на больной, но и на здоровый организм, повышая его защитные функции.

Водоросли широко применяются для изготовления ряда эффективных медицинских препаратов. Прежде всего необходимо назвать порошок морской капусты, а также каррагенин — ценный стимулирующий препарат, применяемый при ослабленных функциях организма после тяжелых заболеваний, и кроме того помогающий при лечении язвенной болезни желудка.

В годы Великой Отечественной войны советским ученым Ксенией Петровной Гемп впервые в Советском Союзе из ламинарии был получен пенициллин, спасший десятки тысяч советских бойцов.

Из водорослей вырабатывается альгиновая кислота, соединения которой применяются при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, а также для приготовления мазей и жидкостей от ожогов. Марля и вата, пропитанные растворами альгинитов (солей альгиновой кислоты),— хорошие кровоостанавливающие материалы. Альгиновая кислота весьма эффективна в качестве средства, предупреждающего от заражения организма радиоактивным стронцием.

Наконец, препарат маннитол — действенное средство при заболевании почек. Безусловно, с каждым годом будет увеличиваться количество разнообразных лекарств, вырабатываемых из водорослей.

Установлено, что водоросли содержат значительно больше белков, жиров и углеводов, чем многие злаки и овощи. Так, содержание белка в бурых и красных водорослях составляет в среднем 20%, а в зеленых — 45%, против 9 % — в гречихе и 14 % — в пшенице. По количеству некоторых важных витаминов водоросли также намного «обогнали» многие овощи и фрукты. Так, витамина В2 в морской капусте в 200 раз больше, чем в картофеле, и в 40 раз больше, чем в моркови. По содержанию витамина С многие водоросли даже богаче яблок.

Кроме того, водоросли содержат большое количество микроэлементов, таких, как бор, марганец, медь, цинк, железо, фосфор, калий, без которых невозможна нормальная жизнедеятельность организма.

Пищевые водоросли сами по себе питательные и витаминизирующие продукты. Целый ряд видов водорослей сначала перерабатывают в полуфабрикаты, из которых затем приготовляют хлеб, печенье, пирожные, конфеты, мороженое и даже шоколад. Издавна употребляются водоросли в пищу в Японии, Китае, Индонезии, Великобритании, Испании, Франции и в других странах. И в СССР в последние годы появляется все больше водорослевых продуктов (от кабачков с морской капустой до печенья, мармелада и драже с начинкой из морской капусты).

Водоросли с давних времен использовались в качестве дополнительных кормов животным и птице. Во многих странах Европы, а также в Австралии жители выгоняли овец, коз и коров на побережье моря, где во время отлива обнажались сочные слоевища крупных водорослей. Водоросли с давних пор использовались для приготовления силоса, а также кормовой муки. Во многих животноводческих хозяйствах, расположенных вблизи Белого моря, для корма скота применяется так называемый северный концентрат, в составе которого содержится 80 % морских водорослей. Животные, питающиеся водорослями, быстро набирают в массе и становятся менее восприимчивыми к целому ряду заболеваний.

Много различных минеральных солей и микроэлементов получают из морских водорослей, но наиболее ценными, пожалуй, следует признать три производных вещества: маннит, альгиновую кислоту и агар-агар.

Маннит, или шестиатомный спирт,— хорошая питательная среда для многих микроорганизмов, выращиваемых в различных лабораториях.

В химической промышленности маннит используется как реактив, действующий на многие металлы. В текстильной промышленности он применяется в качестве хорошего сгустителя некоторых красок. Наконец, он используется на очистных сооружениях многих фабрик и заводов в качестве индикатора загрязненности сточных вод.

Трудно назвать отрасль промышленности, где бы не нашла применения альгиновая кислота и ее соли. Экстракт альгиновой кислоты представляет прекрасное средство для закалки высококачественных сортов стали. Добавление альгоэкстракта в цемент, бетон, асфальт делает продукцию более прочной и водонепроницаемой.

Из соединений альгиновой кислоты делают различные краски и лаки, а также высококачественный клей.

Альгинат натрия придает водонепроницаемые свойства различным тканям, а также бумаге и картону. Это соединение используется также как смягчитель воды.

Широко используются альгиниты и в пищевой промышленности (при производстве мороженого, при выделке хлебобулочных изделий — дольше сохраняется хлеб свежим, при приготовлении варенья и джема — предохранение от засахаривания). Альгиновая кислота пользуется большим спросом на мировом рынке.

Не менее широкое применение находит и агар-агар, вырабатываемый из красной водоросли анфельции. Агар, или растительный желатин, как его еще иначе называют, используется в еще большей степени, чем маннит, в качестве питательной среды для получения различных бактерий и микроорганизмов во многих микробиологических лабораториях. Большую пользу приносит применение агара в текстильной, бумажной и кожевенной промышленности. Кожа, бумага или ткань, обработанные агаром, делаются более прочными и приобретают приятный блеск.

Агар используется для удаления накипи в котлах, а также в качестве антикоррозийного средства в металлургии. Коррозия некоторых металлов при применении агара уменьшается на 95 %. В парфюмерной промышленности агар используется как укрепляющее средство. В областях с жарким климатом добавление агара делает возможным длительное хранение различных продуктов. Агар также широко используется в пищевой промышленности (в хлебобулочной, кондитерской, при производстве мороженого — его действие аналогично альгиновой кислоте).

Крупнейший завод по производству агара находится в Австралии. Второй по мощности в мире агаровый завод находится в СССР, в Одессе.

Трудно переоценить значение и роль морских водорослей в повседневной жизни людей. А между тем вся мировая добыча водорослей составляет (по разным источникам) 600—800 тыс. т в год— это меньше 1 % мировых ее запасов. Запасы водорослей в морях, омывающих нашу страну, исчисляются сотнями миллионов тонн, а добывается же всего около 2 тыс. т, что составляет 0,5 % всех разведанных запасов. Одна из причин, сдерживающих более широкую добычу водорослей,— не всегда удобное расположение районов их распространения по отношению к районам их переработки и потребления. В этих условиях значительно выгоднее заниматься искусственным культивированием водорослей в районах, наиболее удобных для их дальнейшей переработки или транспортировки.

Искусственное культивирование водорослей имеет много преимуществ перед простым сбором их в естественных условиях.

Во-первых, урожай при внесении удобрений повышается в 1,5—2 раза; во-вторых, обеспечивается концентрация водорослей в районах, удобных для их сбора; в-третьих, ускоряется темп роста растений и происходит их более интенсивное развитие; в-четвертых, сбор водорослей с участков культивирования исключает опасность подрыва естественных запасов. И наконец, что очень важно, искусственное разведение водорослей позволяет производить многие операции и уборку урожая механизированным способом. А ведь отсутствие специальной уборочной техники в необходимом количестве в значительной мере сдерживает широкое развитие водорослевого промысла.

Выращиваемые водоросли должны обладать тремя основными качествами: промысловой ценностью, быстрым ростом и высокой продуктивностью.

Водоросли культивируют обычно в лагунах, бухтах, заливах и других удобных участках побережья. При разведении водорослей применяют либо вертикальный, либо горизонтальный способ. Первый из них заключается в использовании вертикально расположенных сетей и бамбуковых решеток, которые постепенно обрастают молодыми растениями. При втором способе — осенью в период высыхания спор на дно опускают бамбуковые бревна, пучки веток, хвороста и т. п. Все эти коллекторы для улавливания спор прикрепляют к вбитым в грунт столбам. Иногда используются веревочные сетки, размещенные в толще воды в несколько ярусов. В течение зимнего периода коллекторы обрастают водорослями, а летом их вынимают из воды и снимают урожай.

Наибольших успехов в культивировании морских водорослей достигли в Японии, Индонезии, на Филиппинах и в Австралии. Выращивание водорослей в опытной стадии осуществляется в США, Великобритании, Франции, СССР и ряде других стран.

В Советском Союзе успешно осваиваются первые подводные плантации ламинарии на Камчатке и в заливе Посьет — в Приморье, а также филлофоры в Черном море.

На Камчатке в Оссарской бухте на поверхности воды натянуты канатные рамы, от которых опускаются вниз на глубину до 18 м веревочные гирлянды. По этим гирляндам и вьются молодые ростки морской капусты. Здесь с 1973 г. получают богатые урожаи ламинарии. В заливе Посьет подводные плантации занимают площадь около 30 га. С 1 га здесь собирают по 40—50 т морской капусты.

А промышленная добыча ламинарии, анфельции и фукусов все более расширяется в Белом море. Этому в значительной степени способствует создание калининградскими учеными специального «комбайна» для сбора водорослей. «Комбайн» представляет собой буксируемое судно-катамаран, между корпусами которого расположена конвейерная лента, оснащенная режущими аппаратами. Режущие аппараты, напоминающие по внешнему виду расческу, как бы надрезают стебли, а потом без труда разрывают их. После этого водоросли поднимают на борт судна по транспортеру. Такой «комбайн» работает и при волнении моря до трех-четырех баллов и захватывает глубины до 50 м.

Как считают конструкторы этой машины, если заменить режущие аппараты скребковыми, ковшовыми, накалывающими, то возможно при небольшой модернизации собирать и другие морские водоросли, а также некоторые виды морских беспозвоночных, например мидий.

В Мурманске заканчивает испытание специальное судно «Беломор», на котором смонтирована установка, которая из корпуса судна опускается на глубину до 12 м и режущий механизм ее работает по принципу обычной косилки. В настоящее время над образцами новой техники для добычи водорослей работают в Калининграде, на Дальнем Востоке и на Украине. А в Архангельске завершается сооружение самого крупного в стране комбината по переработке водорослей.

Таким образом, в последние годы человечество все шире переходит от промысла в океане к целенаправленному морскому хозяйству, что в конечном счете должно обеспечить будущее быстрорастущее население Земли продуктами питания и многими предметами повседневного обихода.

Покорение морских глубин

Во всех прибрежных странах на протяжении истории их развития имеются те или иные доказательства попыток проникновения человека в поверхностные воды морей и океанов. Однако естественно, что дальше, чем на глубину нескольких десятков метров, без специального снаряжения опуститься в подавляющем большинстве случаев никому не удавалось. Известно, что вода значительно плотнее воздуха и давление водной среды во много раз превышает атмосферное. Организм человека рассчитан на давление окружающей среды, равное 1 кгс/см2 или одной атмосфере, что соответствует давлению воздуха на уровне моря. При погружении в воду на глубину 10 м давление, воздействующее на человека, возрастает на 1 атм. На глубине 40 м давление воды возрастает на 60 т по сравнению с давлением, которое испытывает тело человека на уровне моря. Легкие же здорового человека позволяют сделать несколько вдохов при увеличении давления лишь на 1/ 5 атмосферы, а при дальнейшем увеличении давления попытка дышать под водой приводит к травме легких. Поэтому с давних пор люди искали способ получить необходимый для дыхания под водой воздух.

В записных книжках Леонардо да Винчи, датируемых примерно 1500 г., имеется несколько набросков гипотетических дыхательных аппаратов, один из которых представляет собой даже водолазный костюм.

В дальнейшем на протяжении более чем 400-летней истории в Италии, Франции, Германии, Англии и США предпринимались попытки изобрести водолазный скафандр, с которым можно было бы безопасно погружаться хотя бы на глубину 50—100 м. Но многочисленные модели водолазных костюмов, которые появлялись в эти годы, не отвечали основному требованию — безопасности человека, погружавшегося на глубину.

Первый пригодный для практического использования глубоководный водолазный скафандр был выпущен в Германии в 1923 г. и прошел успешные испытания на глубине 152 м.

Этот жесткий водолазный скафандр впервые относительно удовлетворял двум основным требованиям. Во-первых, он имел баллоны с шестичасовым запасом сжатого воздуха, а, во-вторых, конструкция скафандра давала возможность водолазу передвигаться и выполнять необходи мую работу в ограниченных пределах. Огромная масса скафандра (385 кг), ограниченность свободы маневрирования в нем и ряд других недостатков в дальнейших моделях пытались устранить. Тем не менее полностью добиться этого не удалось и до наших дней.

Одновременно с попытками изобрести жесткий водолазный костюм шли работы и в другом направлении. Так, в 1829 г. русский изобретатель Гаузен предложил водолазный костюм, который явился прототипом современного мягкого водолазного скафандра. Он состоял из медного шлема, крепившегося на плечах водолаза металлической шиной, а также рубахи из непромокаемой ткани. Скафандр был вентилируемым: воздух для дыхания подавался через гибкий шланг ручным насосом, а избыток возду ха выходил из-под шлема. В дальнейшем этот водолазный костюм был несколько видоизменен англичанином Августом Зибе (соединение шлема с рубахой делалось герме тическим), после чего этот мягкий скафандр нашел при менение на всех флотах мира.

Изобретение водолазного костюма — огромный качественный скачок в стремлении человека проникнуть в морские глубины. Подъем сокровищ с затонувших кораблей, подъем самих затонувших судов, ремонт подводных частей судов и многие другие виды очень полезных и необходимых работ стали возможны с созданием водолазного скафандра.

Однако при всех достоинствах современного водолазного костюма ему присущи и серьезные недостатки. Это прежде всего очень тяжелое громоздкое снаряжение, а отсюда и малая маневренность водолаза при подводных работах. Во-вторых, несовершенство конструкции резинового шланга, по которому подается водолазу воздух. История водолазного дела сохранила немало трагических случаев гибели водолазов из-за обрыва или перегиба шланга, просто из-за того, что шланг запутался в обломках судна или подводных скалах.

Страшный враг водолаза — так называемая кессонная болезнь. Известно, что с увеличением глубины погружения увеличивается и количество воздуха, вдыхаемого водолазом за один вдох. Одновременно с этим увеличивается растворимость воздуха в крови. Чем больше глубина, тем больше воздуха растворяется в крови. При этом кислород расходуется в организме, а азот быстро в нем накапливается в значительно больших количествах, чем может содержаться в крови и тканях. Пока человек находится под водой, поведение азота напоминает поведение газа в закупоренной бутылке с лимонадом. Будучи под давлением, он ничем не обнаруживает своего присутствия. Но стоит водолазу быстро подняться на поверхность, как его организм приобретает нежелательное сходство с рас купоренной бутылкой шипучего напитка.

Как из лимонада начинает бурно выделяться газ, так и из крови — растворенный в ней азот. Крупные пузырьки азота могут закупорить кровеносные сосуды и нарушить кровообращение отдельных частей организма, привести к растяжению и разрыву мелких кровеносных сосудов, а в отдельных случаях к параличу конечностей или отдельных частей тела. Иногда наблюдается и смертельный исход.

Но если водолаза поднимать на поверхность медленно с остановками, то также медленно, постепенно будет выделяться из его организма избыточный азот. В этом случае он не причинит человеку никакого вреда. Такой медленный подъем и связанное с ним постепенное понижение давления называется декомпрессией. Иногда время декомпрессии затягивается на несколько часов. Легко представить себе самочувствие водолаза, неподвижно висящего в толще воды.

С изобретением подводного лифта положение изменилось. Лифт имеет снизу люк и подвешивается к лебедке или крану, находящемуся на борту водолазного судна. Водолаз, закончив работу, входит в лифт и пока он медленно поднимается, человек проходит декомпрессию находясь в сухом помещении. Но вредное действие азота не ограничивается только кессонной болезнью. Уже начиная с глубины 30—50 м он действует как наркотик, и водолаз подвергается глубинному «опьянению».

Глубинное «опьянение» стало серьезным препятствием в освоении глубин. Чтобы избежать его, были предложены искусственные дыхательные смеси, лучшей из которых оказалась та, где азот был заменен инертным газом — гелием. Первые же погружения с применением гелиокислородных дыхательных смесей дали возможность достичь значительно больших глубин. Еще в 1939 г. советские водолазы Леонид Кобзарь и Павел Выгулярный спустились на невиданную тогда глубину 157 м. В начале 1948 г. опять-таки советские водолазы И. Выскребенцев и Б. Иванов первыми в мире достигли 200-метровой глубины, а в 1956 г. тоже советские водолазы Д. Лимбенс, В. Шалаев и В. Курочкин первыми покорили и 300-метровую глубину. Лишь 6 лет спустя профессор математики из Цюриха Ганс Келлер достиг глубины 305 м. При этом погружении погиб его товарищ английский журналист Питер Смолл. Однако это были одиночные погружения которые в первую очередь преследовали цель — выяснить возможности человеческого организма и отработать некоторые конструктивные особенности водолазного снаряжения. Вести какие-либо работы на таких глубинах и особенно в более удобных мягких костюмах практически невозможно. В связи с этим усилия ученых были направлены на то, чтобы, во-первых, создать такое безопасное снаряжение, которое бы позволило увеличить глубину погружения без вреда для здоровья человека; и, во-вторых, найти средство, которое давало бы человеку возможность свободно передвигаться на глубине, независимо от подачи воздуха с поверхности. Избавление от шлангов подачи воздуха, безусловно, позволило бы человеку передвигаться под водой с большей безопасностью для жизни. Такой аппарат был изобретен в 1943 г. знаменитым французским исследователем глубин Жаком Ив Кусто и французским инженером Эмилем Ганьяном. Акваланг, или, как его чаще называют, «подводные легкие», позволил, наконец, избавиться от шланга, десятилетиями сковывающего водолаза в скафандре, и дал возможность человеку передвигаться под водой подобно рыбе. Трудно переоценить это изобретение, открывшее новые небывалые возможности исследования морских глубин. Акваланг состоит из маски, двух баллонов со сжатым воздухом (они соединены воздушными шлангами с загубником, через который подается воздух в легкие водолаза именно под тем давлением, какое имеет окружающая среда) и резиновых ласт. Легкий резиновый гидрокостюм и резиновые сапоги дополняют снаряжение аквалангиста.

Два баллона со сжатым воздухом позволяют находиться на глубине 10 м 50 мин, на глубине 30 м 25 мин, на глубине 70 м — 12 мин. С изобретением акваланга практически каждый человек после двух-трех уроков может погрузиться на глубину до 15 м, а после несколько более тщательной подготовки и на глубину до 40 м. Подводный мир во всем своем многообразии верхнего слоя может наблюдать любой любознательный человек.

Параллельно с работами по созданию акваланга, после того как выяснились ограниченные возможности тяжелых водолазных скафандров, для проникновения в морские глубины начали использовать наблюдательные камеры. Они представляли собой вертикальные стальные цилиндры, снабженные множеством иллюминаторов, запасом дыхательной смеси и телефонной связью с поверхностью. Такие наблюдательные камеры опускались на тросе с надводного судна, и использование их стало возможным только с появлением автономного устройства для регенерации (возобновления) воздуха и источников света, позволяющих вести наблюдения на больших глубинах. Наблюдательные камеры явились ступенью для создания первой батисферы американских ученых Уильяма Биби и Отиса Бартона. Она представляла собой полый стальной шар диаметром около 2 м и массой 2,5 т. В иллюминаторы были вставлены кварцевые стекла толщиной 7,5 см. Батисфера имела запас кислорода на двух человек ига 8 ч и регенерационный аппарат для восстановления «отработанного» воздуха.

Первое погружение в ней было совершено в 1930 г. на глубину в 244 м, тем самым побив все рекорды предыдущих погружений наблюдательных камер. А через 4 года Биби и Бартон совершили в батисфере рекордное погружение до глубины 925 м. Этот рекорд продержался 15 лет, пока Бартон в 1949 г. не опустился на глубину 1375 м, и эта глубина остается мировым рекордом для аппарата, подвешенного на тросе. Благодаря рассказам и публикациям Биби, бывшего страстным пропагандистом освоения глубин, открылось много новой увлекательной информации о животном и растительном мире морских глубин.

Погружения Биби и Бартона, однако, были единичными погружениями энтузиастов-ученых и практически не имели большого значения для науки. И такие погружения были немногочисленными, потому что первые глубоководные аппараты, включая и батисферу Биби — Бартона, не могли самостоятельно всплыть. Каждое такое погружение было связано с огромным риском для жизни исследователей.

Современные гидростаты (т. е. подводные аппараты цилиндрической формы), используемые учеными разных специальностей во многих странах мира, предназначены для планомерного изучения подводного мира. Риск при погружении в них сведен к минимуму. В случае аварии, вызванной обрывом троса, гидростат всплывает самостоятельно.

Если первые батисферы были оборудованы лишь прожекторами и приборами для фиксации достигнутой глубины, то современный гидростат представляет плавучую лабораторию, снабженную множеством электрических и гидравлических приборов.

Он оборудован фото-, кино- и телевизионными установками и прожекторами, а часто и манипуляторами (механическими руками), способными производить очень важные и полезные операции. Из гидростатов, построенных в СССР и эксплуатирующихся в основном учеными, занимающимися вопросами морского рыбного хозяйства, надо отметить гидростат «ГКВ-6», а также «Север-1» и «Атлант-1».

Первый из них, построенный еще в 1944 г., много и с большой пользой послужил в Баренцевом море ученым Полярного научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии. Одноместный гидростат, напоминавший форму груши, многократно опускался до глубины 70 м, на которой днем -можно работать без искусственного освещения. С помощью гидростата «ГКВ-6» ученые получили много интересных сведений о жизни рыб, их повадках, реакции на световые и шумовые раздражители, особенностях размножения и т. п.

В 1960 г. на смену «ГКВ-6» пришел новый более усовершенствованный гидростат «Севср-1». Он также имел цилиндрическую форму, но был рассчитан на глубину погружения до 600 м. На гидростате размещался один наблюдатель, сидящий на вращающемся вокруг пяти иллюминаторов стуле. Гидростат оснащен дистанционно-управляемыми сильными прожекторами и лампой-вспышкой для фотографирования, а также регенератором воздуха для поглощения углекислоты и выделения кислорода, рассчитанным на работу в течение 6 ч. «Север-1» оборудован также киноаппаратом и другими необходимыми приборами. На случай аварии гидростат имеет систему аварийного всплытия, основанную на сбросе аварийного груза, после чего аппарат приобретает дополнительную плавучесть. Гидростат легко буксируется на тросе в любой нужный район акватории.

«Атлант-1», появившийся в 1963 г., представляет собой подводный планер с крыльями и хорошо обтекаемым легким корпусом. Это гидростат, буксируемый за судном под водой. «Атлант-1» имеет горизонтальные рули, с помощью которых пилот-наблюдатель регулирует глубину погружения. Гидростат легко сам всплывает на поверхность, для чего судну, с которым он связан кабельным тросом, достаточно сбавить ход. По кабельному тросу подается электроэнергия и осуществляется телефонная связь. Аппарат рассчитан на глубину погружения 100 м и предназначен для наблюдения за работой трала. С помощью киноаппарата обычно снимается на пленку весь процесс работы трала и поведение рыб. «Атлант-1» получил международное признание и экспонировался на нескольких международных выставках. В настоящее время ему на смену пришел новый гидростат «Атлант-2».

Батисферы, гидростаты и другие подводные аппараты, связанные с наводным судном кабельным тросом, сыграли в свое время большую роль в исследовании морских глубин и до некоторой степени не потеряли свое значение и сейчас. Однако относительно небольшой предел погружения и «привязанность» к надводному судну, с одной стороны, и узкая целенаправленность применения их, с другой стороны, привели к тому, что на смену им пришли более глубоководные автономные (т. е. не связанные с надводным судном) аппараты, способные самостоятельно выполнять любые исследовательские работы.

Созданию глубоководных автономных подводных аппаратов в 60—70-е гг. способствовал и ряд других обстоятельств. Именно в этот период развернулись обширные работы по поискам и добыче подводных месторождений нефти и газа, твердых полезных ископаемых, развитию марикультуры во многих странах. Начинает применяться разнообразная подводная техника: морские буровые платформы, нефтехранилища, плавучие заводы для сжижения газа и переработки нефти и т.п. Развитие морской промышленности и вызывает необходимость создания новых автономных подводных аппаратов для проведения человеком работ на глубине 100 м и более. Так, только для обслуживания нефтепромыслов в Северном море используется одновременно более 20 глубоководных обитаемых аппаратов. Они применяются при укладке нефтегазопроводов на дне моря и при их ремонте, а также при монтаже буровых платформ и контроле за работой буровых скважин.

Если учесть, что в последние годы открыто много новых морских месторождений нефти на глубинах свыше 1000 м и наиболее выгодно с экономической точки зрения вести добычу нефти с подводных буровых вышек, устанавливаемых непосредственно на дне моря, то естественно, что потребность в количестве глубоководных аппаратов, обслуживающих их, заметно возрастает.

Основная часть подводных аппаратов, построенных в 60-х гг., используется для научных исследований в области океанографии, геологии, биологии, рыболовства и обследования районов промысла или подводных хозяйств и сооружений. Конечно, во многих случаях прибегают и к помощи водолазов, но считается, что работа водолазов эффективна на глубинах до 150 м, а ниже выгоднее использовать обитаемые подводные аппараты. Сегодня более 50 % всего эксплуатационного времени глубоководных аппаратов затрачивается на обслуживание морских нефтепромыслов, осмотр подводных трубопроводов и кабелей; около 20 % на укладку в грунт труб и кабелей, 12 % — на подводные и аварийно-спасательные работы и только 18 % — на биологические, геологические, океанографические и другие виды исследований океана, а также на контроль за загрязнением вод Мирового океана.

Всего в настоящее время во всем мире насчитывается несколько более 200 глубоководных подводных аппаратов. С каждым годом количество их возрастает, причем вновь создаваемые аппараты рассчитаны на использование их на больших глубинах и имеют большее водоизмещение, чем их предшественники.

Все подводные аппараты подразделяются на две категории: обитаемые (ОПА) и необитаемые (НПА), т. е. телеуправляемые — управляемые на расстоянии.

Как это ни покажется странным, но вначале появились автономные подводные аппараты для изучения предельных глубин океана. Родоначальник таких аппаратов — швейцарский ученый и изобретатель профессор Огюст Пикар. Интересно, что к созданию своего первенца— батискафа (Батискаф —в переводе с греческого — обозначает глубинная лодка.) (ФНРС-П) он пришел, увлекаясь воздухоплаванием и занимаясь изучением космических лучей. В 1931 г. он построил стратостат «ФНРС-I» (названный так в честь бельгийской организации, финансирующей оба проекта) и в 1932 г. первым в мире поднялся на рекордную для того времени высоту 16300 м. Если стратостат поднимается ввысь благодаря легким газам — гелию и водороду, наполняющим его оболочку, то у батискафа эти функции выполняет бензин, который, как известно, значительно легче воды. Шесть отсеков батискафа «ФНРС-П» заполнялись 32000 л бензина, которые ему давали возможность всплыть в нужный момент. Сам аппарат представлял собой стальной корпус или подъемный резервуар, заполняемый бензином (иначе называемый поплавком) и подвешенную к нему стальную гондолу, способную выдержать давления на любой глубине Мирового океана. Сначала он был опробован на глубине 25 м, а затем без экипажа достиг глубины 1400 м. Однако его испытания выявили много конструктивных недоделок, и в 1953 г. был построен новый батискаф «ФНРС-П1», в котором в 1954 г. французские инженеры Жорж Уо и Пьер Вильм впервые в мире совершили погружение на глубину 4050 м.

Однако не этот батискаф навсегда увековечил имя создателя этих подводных аппаратов. В 1962 г. профессор Огюст Пикар и его сын Жак приняли предложение города Триеста сконструировать батискаф, который должен был носить имя этого города. Он строился одновременно с «ФНРС-III», но не во Франции, а в Италии и конструктивно мало чем отличался от своего французского «собрата». Корпус «Триеста» имел цилиндрическую форму, разделенную на 12 отсеков, вмещавших 86 000 л бензина. «Триест» совершил множество погружений на глубины до 3700 м. На «Триесте» с улучшенной моделью гондолы, сделанной из специальной высокопрочной легированной стали, 23 января 1960 г. сын профессора Пикара — Жак Пикар и лейтенант военно-морских сил США Дон Уолш после пятичасового спуска достигли дна Марианской впадины — самой глубокой впадины Мирового океана.

В дальнейшем «Триест» использовался военно-морским ведомством США, которое приобрело этот аппарат у О. Пикара для различных целей, в том числе и для поисков затонувшей американской атомной подводной лодки «Трешер».

Всего на «Триесте» было совершено более 100 погружений.

Жорж Уо и Пьер Вильм сконструировали и построили в 1961 г. новый батискаф «Архимед», похожий и по устройству и по внешнему виду на «ФНРС-III». На «Архимеде» в 1962 г. было совершено погружение у берегов Японии на глубину 9200 м. За 5 лет этот батискаф совершил 57 погружений в основном на глубины свыше 6000 м для изучения геологии, биологии, акустики больших глубин океана.

«Архимед» и по сей день является глубоководным аппаратом, способным достигнуть дна Мирового океана в любой его точке. Кроме него, ни один подводный аппарат не может взять на борт столько научной аппаратуры (на «Архимеде» размещается 4,5 т научного оборудования). Это очень надежный научно-исследовательски и глубоководный аппарат, отрицательные качества которого — его громоздкость и огромная масса (60 т без бензина) и достаточно дорогая его эксплуатация. С 1969 г. «Архимед» принадлежит французскому национальному центру по эксплуатации океанов.

Конечно, батискафы — прекрасное средство для изучения Мирового океана, но их отрицательные стороны о которых упоминалось выше, заставили инженерно-техническую мысль работать в направлении создания более легких, маневренных и главное — более дешевых в эксплуатации автономных подводных аппаратов. Кроме того, подавляющее большинство раз батискафы использовались только в научных целях и на глубинах свыше 6000 м, а ведь известно, что такие глубины занимают немногим более 2 % всей площади Мирового океана. Необходимо было создание более универсальных автономных подводных аппаратов и для меньших глубин. Первые такие аппараты стали появляться вначале 60-х гг. и в дальнейшем по мере развития науки и техники в 70-е гг. значительно возросло не только их количество, но и техническая оснащенность. По ряду экономических, политических и военно-стратегических причин США заняли ведущее место среди стран капиталистического мира в области исследования и освоения океанских глубин. Решающая роль принадлежала подводным аппаратам «первого поколения», появившимся в 60-х гг. Это были миниатюрные подводные лодки с двумя-тремя людьми на борту, обладавшие немалыми для того времени техническими и эксплуатационными возможностями. Представитель первого поколения подводных аппаратов — «Алвин», находящийся в строю и по сей день (рис. 7). Своим названием он обязан своему создателю — американскому океанографу Аллину Вайну. С момента его постройки в 1965 г. ни одна сколько-нибудь заметная американская глубоководная экспедиция не обходилась без участия «Алвина». Этот глубоководный аппарат почти универсален. Он применялся и для топографической съемки морского дна в районе широкого распространения железо-марганцевых конкреций, и для биологического, геологического и океанографического изучения морского дна; и для разведки полезных ископаемых; и для осмотра подводных кабелей и нефтепроводов, и для проведения испытаний приборов и конструктивных узлов. Но наиболее известной его операцией было обнаружение водородной бомбы, «потерянной» американцами близ Паломераса у берегов Испании. Именно «Алвин» первым обнаружил на глубине 700 м эту зловещую «сигару». Свою высокую надежность «Алвин» доказал более чем в 500 глубоководных погружениях. Его редкая для глуббководных аппаратов долговечность объясняется высокими маневренными качествами и удачной конструкцией, предвосхитившеи в основных чертах конструкцию подводных аппаратов, выпускаемых в настоящее время. В 1970 г он под вергся значительной модернизации, в результате чего рабочая глубина аппарата возросла почти вдвое и достигла 3600 м.

Рис.7. 'Алвин' на плаву.

После этого «Алвин» принял активное участие в исследовании Срединно-Атлантического рифта и в составе франко-американской океанографической экспедиции опускался в рифтовую зону 17 раз проведя под них является в общей СЛОЖНОСТИ более 80 ч. Одним из последних является рекордное погружение «Алвина» в 1976 г в океанскую впадину Кайман на глубину 3650 м.

По образцу «Алвина» созданы еще две подводные лодки «Сиклифф» и «Тартл». Столь же маневренные, они имеют еще более мощные гребные двигатели и в отличие от «Алвина» имеют не один, а два манипулятора.

Среди других американских подводных аппаратов необходимо сказать несколько слов о подводной лодке «Алюминаут». Эта лодка, построенная из прочных алюминиевых сплавов в 1964 г. и рассчитанная на экипаж 4—6 человек, широко использовалась для океанографических и геологических исследований, а также работ на грунте {изучение особенностей морского дна, сейсмических измерений, установки буровых устройств, укладки подводных трубопроводов, ремонта глубоководных кабелей, подъема затонувших устройств и т. д.). «Алюминаут» принимал также участие при поисках и подъеме затонувшей в 1966 г. у берегов Испании водородной бомбы. «Алюминаут» оборудован специальной гидроакустической, электронной, телевизионной аппаратурой и двумя манипуляторами, в результате чего может проводить самые разнообразные научные исследования и практические работы. Глубина погружения «Алюминаута» рассчитана на 4500 м. Сейчас «Алюминаут» переоборудуют для работ на глубоководных нефтегазовых месторождениях.

Весьма эффективен в работе и американский аппарат «Дип квест», рассчитанный на глубину погружения до 2000 м с экипажем из 4 человек. Это так же, как «Алвин^ очень маневренный аппарат, который имеет полезную нагрузку в 3 раза больше его и оснащен большим количеством научно-исследовательской аппаратуры. Так же, как и «Алвин», «Дип квест» используется для самых различных научно-исследовательских (например, он принес большую пользу при изучении подводных каньонов) и практических работ. «Дип квест» может поднять на поверхность груз массой 3,5 т.

Из других подводных аппаратов США можно назвать серию аппаратов «Стар» и «Дипстар», рассчитанных на разную глубину погружения: от 60 до 6000 м. Все эти подводные аппараты, построенные в 60-е гг., весьма маневренные, многоцелевые, причем в некоторых из них, как, например, в «Дипстаре-4000», в зависимости от цели спуска аппарата меняется и научно-исследовательская аппаратура.

«Дипстар-20000» (цифры обозначают глубину погружения в футах) — конкурент батискафов. При глубине погружения в 6000 м он имеет очень небольшое водоизмещение — всего 40 т (вспомним, что в батискафе «Триест-I» только в поплавки загружается 100 т бензина). «Дипстар-20000» стал первым беспоплавковым глубоководным подводным аппаратом.

В 1969 г. в США была построена для научно-исследовательских целей подводная лодка «NR-I», оборудованная малогабаритным атомным двигателем, способная погружаться на глубину 1050 м. По существу, она является примером научно-исследовательских судов ближайшего будущего. Ее экипаж, состоящий из 7 человек, имеет всю необходимую научную аппаратуру для многоцелевого исследования морских глубин. Но главное ее преимущество — возможность работать длительное время без всплытия на поверхность. Несмотря на то что создание ее обошлось почти в 100 млн. долларов, опыт ее успешной эксплуатации побудил ВМС США приступить к созданию второй такой подводной лодки с еще большей глубиной погружения.

Универсальное применение нашел подводный аппарат «Дип джип» — внешне напоминающий гигантскую медузу. Он сделан из лучших сортов стали, стекла и пластмасс и используется и для биологических и геологических исследований, а также для осмотра и устранения повреждений подводных нефтепроводов и буровых платформ. «Дип джип» погружается на глубину до 2000 м.

В 1969 г. замечательное плавание совершила научно-исследовательская подводная лодка «Бен Франклин», созданная по проекту Жака Пикара — покорителя Марианской впадины. Экипаж лодки под руководством Жака Пикара в течение 30 дней дрейфовал в подводном положении вместе с течением Гольфстрим, пройдя за это время расстояние 1600 миль от берегов Флориды до побережья Новой Шотландии, провинции Восточной Канады. Дрейф проходил на глубине 198 м, однако аппарат (или подлодка) совершил девять исследовательских погружений ко дну океана на глубину от 457 до 610 м. Эта научная дрейфующая лаборатория за 30 дней собрала богатейший научный материал, легший в основу фундаментальных работ.

Во Франции изучением вопросов Мирового океана занимается национальный центр по освоению океана. Он имеет обширную многолетнюю программу, охватывающую различные аспекты океанографического, биологического, геологического, экономико-географического изучения морей и океанов. Но задолго до образования этого центра французский океанограф Жак Ив Кусто построил свою миниатюрную подводную лодку «Дениз». С появлением «Дениз» в 1960 г. французские исследователи получили универсальный подводный аппарат, который по своей маневренности намного превосходит обычную подводную лодку. Сочетание черепахообразного корпуса и особого реактивного движителя обеспечивает аппарату полную свободу под водой. Он одинаково легко перемещается вперед и назад, вправо и влево, кружится вокруг своей оси, зависает над любой точкой и делает наклоны в необходимую сторону.

«Дениз» (или, как ее часто называют, «ныряющее блюдце Кусто») — участница большинства экспедиций Кусто. За свою многолетнюю эксплуатацию она совершила около 2000 погружений в разных морях. При своей высокой маневренности «Дениз» имеет великолепное научное, оборудование, позволяющее вести самые разнообразные исследования, фотографировать, собирать образцы донных пород, и при этом масса аппарата позволяет ею транспортировать в любую точку Мирового океана. По типу «Дениз», имеющей рабочую глубину погружения до 350 м и рассчитанной на экипаж из двух человек, были построены еще два подводных аппарата «Sp-500» (одноместные с глубиной погружения до 500 м), «Sp-3000» (трехместный с глубиной погружения 3000 м) и вышеупомянутый американский подводный аппарат «Дип стар-4000» (трехместный с глубиной погружения 1200 м). В проектировании всех этих аппаратов принимал участие Жак Ив Кусто.

Среди других французских подводных аппаратов необходимо отметить трехместный аппарат «Сиана», предг назначенный для исследований и работ на глубине до 3000 м. Он оборудован совершенными системами управления и связи, а также манипулятором, который может брать пробы грунта, работать гаечным ключом, резаком и другими инструментами. Это также очень маневренный и высокоэффективный многоцелевой подводный аппарат.

Кроме того, во Франции успешно эксплуатируются подводные аппараты «Шельф Дайвер» и построенные после 1970 г. «Гриффон», «Марко», «Глобюль», «Моана» и «Нерей».

Большинство этих аппаратов предназначено для обслуживания подводных нефтепромыслов и оснащено большими иллюминаторами, обеспечивающими круговой обзор, а также манипуляторами и сменными инструментами (пробоотборники грунта, захваты, резаки, насадки для завертки гаек и т. п.).

В Великобритании в связи с интенсивным освоением богатых месторождений нефти и газа только в 1977 г. нефтяные промыслы обслуживали 11 подводных аппаратов. В основном эти аппараты типа «ПК» предназначены для работ на глубине до 300 м. Это высокоманевренные аппараты, последние модели которых имеют прозрачную носовую часть, трехместную водолазную камеру и два манипулятора с набором сменных инструментов: дрели, гайковерты и т. п. Один манипулятор служит для закрепления аппарата на каком-либо подводном неподвижном сооружении, а второй — для выполнения рабочих операций.

Начиная с 1972 г. фирмы ФРГ строят подводные аппараты типа «Мермейд» и «Тоурс». Аппараты «Мермейд» почти такие же, как последние модели подводных аппаратов «ПК-18». Они предназначены также для обслуживания нефтепромыслов в Северном море и рассчитаны на работу до глубины 500 м. Такие аппараты имеют водолазный отсек, рассчитанный на четырех человек, и оборудованы буровыми установками для бурения скважин глубиной 200 м.

Аппарат типа «Тоурс» представляет собой подводную лодку с глубиной погружения до 500 м, скоростью под водой 11 узлов и автономностью плавания 14 суток. Эта подлодка также выпускается для работ в Северном море.

В Японии были построены научно-исследовательские подводные аппараты «Ио-мури» (экипаж — 6 человек, глубина погружения — 300 м); «Синкай» — глубина погружения 600 м и очень удобный маневренный аппарат «Хакио», способный работать на глубине до 300 м; ;ф, наконец, «Удзусио» с прозрачным корпусом, глубища погружения до 200 м.

В разработке месторождений Северного моря и создании подводных аппаратов по обслуживанию нефтепромыслов принимают участие и Норвегия и Нидерланды. В создании подводных аппаратов участвует также Швеция.

Рис. 8. Спуск на воду французской подводной локи 'Сиана'.

В Канаде разработана большая программа исследования и освоения ресурсов Мирового океана, включая и арктические районы. Для реализации этой программы канадская фирма «Интернейшнл Хайдродапнемикс» выпускает подводные аппараты «Пайсис», получившие мировое признание. Это небольшие, очень компактные и маневренные аппараты самого широкого профиля примёнения с глубинами погружения 1000 и 2000 м. Они используются и для научно-исследовательских целей, и для обслуживания нефтепромыслов, и для подводных работ по укладке кабелей, и для проведения различных спасательных операций. Два таких аппарата «Пайсис-VII» и «Пайсис-XI» были приобретены Академией наук СССР. Они отлично зарекомендовали себя при испытаниях на Черном море, а также во время работ на озере Байкал, где они погружались летом 1977 г. на глубину 1450 м; в Тихом и Индийском океанах, а также при исследовании рифтовой зоны Красного моря в конце 1979 - начале 1980 г. (рис. 9).

Рис.9. Канадский подводный аппарат 'Пайсис'.

Во время экспедиции в Красное море «Пайсис» 29 раз погружался в море, где провел под водой более 163 часов. За это время были записаны видеомагнитофонные фильмы, сделано большое количество подводных фотографий, собраны образцы базальтовых лав общей массой более тонны, взяты пробы воды и т. п. Если же учесть, что исследовалась рифтовая зона, где, по мнению большинства специалистов, формируется новая океаническая земная кора, то можно представить, какое большое значение имела эта экспедиция. За очень короткий срок был получен ряд уникальных результатов именно за счет использования в комплексных исследованиях нескольких типов подводных аппаратов (кроме «Папсиса» использовались также необитаемые телеуправляемые аппараты, о которых речь пойдет ниже). Эта экспедиция показала, что использование подводных аппаратов значительно повышает эффективность морских геологических исследований. Если раньше приходилось вслепую спускать на дно морей и океанов драги и грунтовые трубки в надежде захватить какие-нибудь образцы, то теперь с применением подводных аппаратов получена возможность работать почти как на суше, перемещаться у поверхности дна в нужных направлениях, подробно рассматривать дно, фотографировать, записывать видеомагнитофонные фильмы и брать манипулятором нужные образцы.

В СССР до 60-х гг. подводные исследования выполнялись, как уже отмечалось, с помощью подводной лодки «Северянка» и гидростата «ГКВ-6». В 60-е годы к ним прибавились буксируемый подводный аппарат «Атлант-1» и глубоководный «Север-1». В 70-е годы были созданы более совершенные подводные аппараты «Север-2» — глубина погружения до 2000 м; ТИНРО-2 — глубина погружения до 400 м; двухместный буксируемый аппарат «Атлант-2»; двенадцатиместная подводная лаборатория «Бентос-300», способная опускаться до глубины 300 м; трехместная «Оса-3» — глубина погружения до 600 м. В эти же годы Институт океанологии АН СССР построил подводный аппарат «Аргус», а Дальневосточный университет — двухместный аппарат «Шельф» — глубина погружения 300 м. Они предназначены для научных исследований в области геологии, биологии и океанографии.

Подводный аппарат «Север-2» принадлежит ПИНРО (Полярному научно-исследовательскому институту рыбного хозяйства и океанографии). Помимо применения его для нужд рыбного хозяйства, он может использоваться при обнаружении и подъеме различных затонувших объектов. Аппарат имеет большую маневренность и способен зависать над нужной точкой. Он хорошо оснащен разнообразной научной аппаратурой, может вести фото-и киносъемку на любой глубине (до 200 м). Он имеет автоматическую систему управления, что представляет большое удобство при экипаже в два человека, так как дает возможность в это время проводить другие научные измерения.

ТИНРО-2 — подводная лодка, названная по имени Тихоокеанского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии, хотя и обслуживает ученых-ихтиологов, удобна для проведения и океанографических и геологических исследований. «Бентос-300» представляет собой хорошо оборудованную научную лабораторию, созданную конструкторами ленинградского института «Гипрорыбфлот». Экипаж самоходной автономной лаборатории состоит из четырех человек команды, семи океанологов и врача-физиолога. Экипаж размещается в комфортабельных уютных каютах, а научное оборудование включает самую разнообразную аппаратуру, теле-, кино- и фотоустановки, в «Бентосе» предусмотрен специальный шлюз, через который исследователи отправляются в путешествие по морскому дну.

Один из самых интересных советских подводных аппаратов — «Оса-3» (обитаемый стабилизированный аппарат, рассчитанный на экипаж три человека и глубину погружения до 600 м, см. рис 10). «Оса-3» еще более подвижный и маневренный аппарат, чем «Дениз». Он, не разворачиваясь, легко и свободно перемещается вперед-назад, вверх-вниз, влево-вправо по борту, легко неподвижно зависает в одной точке независимо от силы течения. Это достигается за счет оснащения «Осы-3» системой автоматического управления — ценной новинкой, которая отсутствовала в других советских подводных аппаратах. Кроме того, «Оса-3» имеет четыре мощных движителя, за счет которых и обеспечивается повышенная маневренность. Система регенерации воздуха почти аналогична той, какая имеется на космических кораблях. В комплект научной аппаратуры входят теле-, кино- и фотоустановки, гидролокатор бокового обзора, позволяющий наблюдать подводную обстановку не только впереди, но и вокруг всего аппарата. В случае необходимости обзор подводного положения осуществляется через перископ.

В последнее десятилетие появились и начали использоваться подводные аппараты с водолазными отсеками: один для экипажа с нормальным атмосферным давлением, другой — для водолазов, где поддерживается повышенное давление. Водолазы выходят из подводного аппарата в специальном снаряжении и работают необходимое время. После возвращения водолазов водолазный отсек герметически закрывается и, закончив подъем подводного аппарата на борт обеспечивающего судна, стыкуется с судовой декомпресснонной камерой, в которой водолазы отдыхают и проходят декомпрессию.

Обычно такие подводные аппараты имеют рабочую глубину погружения до 300 м, так как на большей глубине работать водолазам опасно для жизни. К таким аппаратам относятся американские аппараты «Джонсон си Линк», «Дип Дайвер» и ряд других.

Рис.10. Советский подводный аппарат 'Оса-3-600'.

Выше мы упомянули об обеспечивающем судне. Действительно, большинство глубоководных аппаратов неразрывно связано с судами-носителями этих аппаратов. Эти суда транспортируют подводные аппараты к месту погружения, спускают их на воду и поднимают на борт после проведенной под водой работы. Судно-носитель вместе с подводным аппаратом как бы составляет единую систему. Примеры таких систем: судно «Лулу» и аппарат «Альвин», судно «Калипсо» Жака Ив Кусто и аппарат «Дениз», судно «Одиссей» и аппарат «Север-2».

В связи с высокой стоимостью постройки и эксплуатации обитаемых подводных аппаратов, а также для того, чтобы избежать любого риска для жизни людей, работающих в этих аппаратах, предпринимаются попытки по мере возможности заменить их аппаратами без экипажа. Это необитаемые, или, как их чаще называют, телеуправляемые подводные аппараты (так как в большинстве случаев они соединяются с надводным судном кабель-тросом).

Они бывают буксируемыми и самоходными. Первые передвигаются под водой при движении надводного судна, а вторые имеют собственные гребные винты с электромоторами, получающими электроэнергию с надводного корабля по кабелю. Они способны самостоятельно маневрировать в различных направлениях и плоскостях, но, естественно, в пределах длины кабель-троса. Телеуправляемые подводные аппараты оснащены телевизионными системами, гидролокаторами, различными океанографическими приборами, а в ряде случаев и манипуляторами. Эти аппараты могут значительно дольше, чем обитаемые подводные аппараты, находиться под водой, более быстроходны, а в ряде случаев и более маневренны, и, что самое важное, их создание и эксплуатация обходятся во много раз дешевле.

Первые телеуправляемые подводные аппараты в основном создавались для поисков различных затонувших объектов. Так, подводный аппарат «КЭРВ-1» с глубиной погружения 600 м еще в 1966 г. участвовал вместе с «Альви-ном» и «Алюминаутом» в поисках затонувшей водородной бомбы у берегов Испании. Успешные его действия в этой поисковой и в ряде других операций, в частности при подъеме затонувших торпед, привлекли внимание к этому типу подводных аппаратов и в значительной степени способствовали их дальнейшему развитию и усовершенствованию.

Все подводные телеуправляемые аппараты оснащены современной научно-исследовательской высокочувствительной аппаратурой, а в ряде случаев и специальными инструментами для решения конкретных практических задач. Так, например, ПТА «КЭРВ-III», оснащенный двумя телевизионными камерами, мощными подводными светильниками, тремя манипуляторами, источником энергии и набором рабочих инструментов, во время одного из испытаний приблизился к затопленному самолету, вскрыл манипуляторами обшивку корпуса и извлек оттуда ящик с магнитофонной записью переговоров.

Затем аппарат прикрепил к этому устройству баллон, автоматически заполнившийся газом, и груз всплыл на поверхность, где был подобран надводным кораблем.

Многие аппараты предназначены для обслуживания нужд морских нефтепромыслов. Причем, как показал опыт эксплуатации, ряд их справляется с поставленными перед ними задачами не хуже, чем обитаемые подводные аппараты с экипажем на борту. Так, они с успехом выполняют такие работы, как осмотр и ремонт подводных нефтегазопроводов, а также телефонных кабелей. Особенно широкое применение они нашли на нефтяных промыслах в Северном море и Мексиканском заливе. Интересен универсальный аппарат «Скараб». Он применяется и при подводных геологических и биологических исследованиях, и при ремонте кабелей и нефтегазопроводов, и при обследованиях различных сооружений на морском дне, и при поисковых и спасательных операциях. Аппарат может зарывать кабель в донный грунт со скоростью 150 м в час. Рабочая глубина погружения у него 1830 м.

ПТА «Рекон-IV» отличается от других аппаратов тем, что имеет собственный «гараж», с которым он и опускается на рабочую глубину, после чего он выходит из «гаража» и работает в радиусе 120 м от него на вторичном кабеле, передающем электроэнергию и управляющие команды. Этим достигается более точное управление аппаратом и соответственно выполнение более тонких работ.

Аналогично устроен и аппарат RCV, оснащенный телекамерой с особой высокочувствительной оптикой, получающей изображения практически без освещения на расстоянии до 9 м.

Манипуляторы со сменными рабочими инструментами позволяют выполнять самые разнообразные практические операции.

Очень успешно во время советской экспедиции по изучению рифтовой структуры Красного моря (о которой упоминалось выше) вместе с обитаемым подводным аппаратом «Пайсис» проявили себя отечественные ПТА «Манта-1,5», «Звук-4», «Звук-4м» и «Звук-6». Последние три аппарата оснащены системами многокадрового подводного фотографирования, телевизионными системами (с передачей изображения по кабелю на борт судна и его записью на видеомагнитофон), гидроакустической системой, и локаторами бокового обзора. На ПТА «Манта-1,5», помимо телевизионной системы и системы подводного фотографирования и манипулятора, были установлены винтовые движители, которые позволяют аппарату в течение длительного времени плавать над дном, зависать над ним и садиться у объекта исследования. Всего в этой экспедиции было проведено более 30 погружений ПТА, во время которых сделано около 3000 фотографий дна, записаны видеофильмы продолжительностью 5 ч и проделано много другой очень полезной и разнообразной работы.

Рис. 11. Буксируемый подводный аппарат типа 'Звук'

Создание ПТА больших глубин стало возможным лишь благодаря последним достижениям кабельной технологии, позволяющей сегодня выпускать очень прочные, эластичные и в то же время достаточно легкие кабель-тросы. Так, один из самых совершенных ПТА, созданных в последние годы Военно-морским ведомством США «РУВС», имеет длину кабель-троса более 6 км. Благодаря применению особых синтетических материалов прочнее стали и удалось получить относительно приемлемую массу кабель-троса — около 8 т (при массе самого аппарата около 2,5 т). Аппарат оснащен телевизионной камерой, гидролокатором, киноаппаратом, двумя манипуляторами и подводными прожекторами. Оператор у пульта на надводном корабле надевает на голову специальный шлем с вмонтированным на уровне глаз миниатюрным телевизионным экраном. Поворотом головы он изменяет положение телекамеры на аппарате. Этим создается впечатление «присутствия» оператора на месте движения аппарата. Совершенствование методов передач информации, телевизионных изображений и управляющих команд по гидроакустическим каналам дало возможность приступить к созданию полностью автономных необитаемых аппаратов, т. е. не связанных кабелем с надводным кораблем.

Выше уже говорилось о том, что 82 % всего рабочего времени подводные аппараты используются для выполнения чисто практических задач, таких, как обслуживание морских нефтепромыслов, осмотр и ремонт подводных нефтегазопроводов, укладка и ремонт подводных кабелей связи и т. п. Естественно, что использование только подводных аппаратов, при их ощутимой нехватке практически на большинстве морских нефтегазоразработок, не может полностью успешно разрешить поставленные перед ними задачи. Кроме того, очень дорого получается доставлять водолазов регулярно для всех этих практических подводных работ. На помощь подводным аппаратам пришли глубоководные гипербарические лифты и палубные барокамеры. Вместе они образуют своеобразный гипербарический комплекс. Создание таких комплексов стало возможно лишь после того, когда в начале 60-х гг. был открыт и практически опробован так называемый «эффект насыщения». Выше упоминалось о необходимости водолазов, побывавших на глубине, проходить декомпрессию, причем время ее определяется глубиной погружения водолазов и временем, проведенным на глубине (чем больше глубина погружения и время пребывания на глубине, тем больше необходимо времени на декомпрессию). В основе «эффекта насыщения» лежит следующее физическое явление: в условиях повышенного давления ткани человеческого организма, как и любые жидкости, могут растворять инертный газ не безгранично, а только до определенного предела, соответствующего полному насыщению при данном давлении. В случае длительного пребывания человека в таких условиях количество растворенного в организме газа, достигнув в какой-то момент насыщения, уже не будет увеличиваться и, следовательно, время необходимой декомпрессии с этого момента перестает возрастать.

Вот когда и стало возможным посылать водолазов на длительные работы по монтажу подводных частей буровых вышек, ремонту подводных нефтегазопроводов и т. д.

При использовании гипербарических комплексов водолазы длительное время живут в специальной барокамере, расположенной на судне, где поддерживается постоянное повышенное давление, равное давлению воды на рабочей глубине. Здесь созданы все условия для нормального отдыха. По мере надобности (чаще всего не более двух раз в сутки) они переходят в глубоководный лифт, герметично соединенный с судовой барокамерой и имеющей внутри давление, равное давлению в отсеках барокамеры. После чего закрываются переходные люки и лифт отсоединяется от барокамеры и опускается на рабочую глубину, где водолазы открывают люк и выходят в воду. После окончания рабочего времени водолазы (это могут быть специалисты самого различного профиля) возвращаются в лифт, вновь закрывают люк, лифт поднимаете» на поверхность, стыкуется с судовой барокамерой и водолазы переходят в нее для отдыха. Так может продолжаться дни и недели — до тех пор, пока работа на дне не будет закончена, и только после этого водолазы один раз проходят декомпрессию. Ясно, что при подобной методике проведения подводных работ экономится огромное количество времени, которое необходимо было бы, если бы водолазы после каждого спуска на глубину проходили декомпрессию. Сейчас в СССР, США, Франции, Великобритании, ФРГ, Италии и Японии существуют гипербарические комплексы, позволяющие работать на глубине, которую только способен выдержать организм человека. Как показывают опыты последних лет, в береговых гипербарических комплексах успешно моделируются «опускания» акванавтов на глубину 560 и даже 610 м. По мнению исследователей, не за горами и то время, когда появятся специальные дыхательные смеси, которые дадут возможность покорить человеку 1000-метровую глубину.

Однако ни погружения на обитаемых подводных аппаратах, ни погружения в гипербарических комплексах не могут заменить длительное изучение человеком доступных морских глубин. Океанографические, геологические, биологические, медико-физиологические, технические и многие другие задачи решаются с помощью еще одного направления покорения морских глубин — научных лабораторий на морском дне. Прошло почти двадцать лет со времени организации первой подводной лаборатории, и несмотря на то что за это время не так много подобных исследований было осуществлено в различных странах мира, научный вклад таких подводных исследований трудно переоценить.

Пионерами этого нового направления изучения подводного мира можно считать американского инженера Эдвина Линка и всемирно известного французского океанографа Жака Ив Кусто. В августе 1962 г. близ французского порта Тулон Эдвин Линк спустил на воду и испытал подводное жилище своей конструкции на небольших глубинах до 18 м. А в сентябре этого же года бельгийский аквалангист Робер Стенюи опустился в этом подводном доме на глубину 60 м и пробыл в нем сутки. Он дышал специальным «коктейлем», состоящим из 95 % гелия и 3,5 % кислорода. Декомпрессия протекала еще двое суток, так что в общей сложности Стенюи пробыл в своем подводном жилище более трех суток.

Почти одновременно со Стенюи была совершена еще одна успешная попытка обжить глубины Средиземного моря. Подводный дом, построенный по проекту Жак Ив Кусто и названный «Диогеном», установленный на глубине 10 м, заселили два французских акванавта. В течение семи суток они жили в своем удобном «Диогене», где имелись две кровати с инфракрасными грелками, стол, стулья, телевизор, радиоприемник и электроплита. Эта экспедиция, получившая название «Преконтинент-1», так же как и эксперимент Линка и Стенюи, показала, что человек может жить и успешно трудиться под водой. С тех пор было организовано более 50 подводных лабораторий разными странами, на разных глубинах, многие из которых были весьма продолжительными. Но какие бы ценные научные материалы не были получены в этих экспедициях, всегда следует помнить о том, что они стали возможны только после того, как был проторен путь к нормальной жизнедеятельности в морских глубинах американской экспедицией Линка и французской экспедицией Кусто.

Следующая экспедиция Кусто — «Преконтинент-2» — состоялась летом 1963 г. в лагуне рифа Шаб-Руми в Красном море, в 25 милях к северу от Порт-Судана. Кусто умышленно выбрал место с очень тяжелым жарким и влажным климатом, отдаленное от населенных пунктов, где рассчитывать на помощь с берега было невозможно. Он считал, что если экспедиция пройдет успешно, то можно будет проводить подобные эксперименты в любом уголке земного шара.

Под водой на глубине 11м была установлена основная лаборатория «Морская звезда» — жилое пятикомнатное помещение в форме 4-лучевой звезды, заселенное 7 акванавтами, двое из которых несколько позже перешли в маленький двухэтажный домик «Ракета», расположенный на глубине 27,5 м. В этом же подводном эксперименте участвовала и миниатюрная подводная лодка «Дениз». Акванавты могли входить в лодку и покидать ее, не поднимаясь на поверхность моря. Рядом с домом-звездой находился подводный гараж для «Дениз». Кроме того, имелся в подводной деревне и склад, где хранилось необходимое для акванавтов оборудование и различные инструменты. Особенно тяжелые условия пришлось перенести акванавтам в маленьком доме «Ракета», где отсутствовали кондиционеры и поэтому постоянная температура воздуха держалась около +30° при почти 100 %-ной влажности. Спасали только выходы в гидрокосмос и работа на глубине 40—50 м, а иногда 90—100 м. Во время этой экспедиции акванавты проводили систематические наблюдения за обитателями моря, изучая их привычки и образ жизни, а также занимались сбором геологических образцов и различными биологическими исследованиями.

Во время экспедиции «Преконтинент-2» акванавты провели под водой около месяца (а жители «Ракеты» — неделю).

Самым важным достижением этой экспедиции, по словам Кусто, было захватывающее дух сознание, что шельф стал средой обитания человека.

Сразу после окончания этой замечательной экспедиции Жак Ив Кусто начал готовиться к следующей.

Подводный дом «Преконтинент-3» представлял собой огромный шар, смонтированный на лафете с четырьмя опорами. Он был установлен в прибрежных водах княжества Монако уже на глубине 110 м. Внутри дома был предусмотрен максимум удобств, включая постоянную ровную температуру и постоянную умеренную влажность воздуха. Данные по наблюдениям акванавтов (на этот раз их было 6 человек), а также о самочувствии членов эксперимента и постоянстве воздушной среды внутри дома непрерывно обрабатывались с помощью электронно-вычислительной машины и тут же передавались на поверхность. Телевизионные камеры, установленные внутри дома и на поверхности, обеспечивали постоянную круглосуточную связь с акванавтами. Основные работы акванавтов были направлены на опытный монтаж нефтяной вышки и ремонтные работы, которые могли бы встретиться при эксплуатации нефтяной вышки. Приглашенные инженеры-нефтяники дали высокую оценку работам, проведенным акванавтами. Три недели продолжалась экспедиция «Преконтинент-3». После окончания экспедиции Жак Ив Кусто отметил, что ее участники показали на деле возможность проводить производственные работы на глубине свыше 100 м, жить и плодотворно трудиться на такой глубине. Cледует заметить, что экспедиция «Преконтинент-3» финансировалась нефтепромышленниками Франции.

Почти одновременно с французскими исследователями в США была принята обширная программа подводных исследований «Человек в море», в результате которой должна была быть подготовлена методика глубоководных работ с использованием вышеупомянутого «эффекта насыщения», которую можно будет применять для промышленных целей. На год раньше французских исследователей акванавты США Эдвин Линк, Робер Стенюи и Джон Линдберг покорили 100-метровую глубину, прожив двое суток в подводном доме из прорезиненного нейлона, опущенном на глубину 132 м в районе Багамских островов. Основная цель этого погружения — наблюдения за психико-физиологическим состоянием акванавтов. Затем последовали две крупные американские экспедиции «Силэб-1» и «Силэб-2».

Экспедиция «Силэб-1», что в переводе с английского означает «Морская лаборатория № 1», проводилась в июне 1964 г. в районе Бермудских островов. В «Морской лаборатории», установленной на глубине 59 м, 4 акванавта прожили 11 дней, занимаясь различными работами (фотографирование, отбор проб грунта, наблюдения за животным миром и т. п.). Но основной целью эксперимента, так же как и в предыдущем погружении, были медицинские наблюдения за состоянием акванавтов.

Более значительный вклад в науку сделала последующая американская экспедиция «Силэб-2». Общее руководство экспедицией осуществлял Джордж Бонд. Подводная лаборатория была установлена в августе 1965 г. у побережья Калифорнии на глубине 60 м. Эта лаборатория была рассчитана на одновременное в ней проживание сразу 10 акванавтов. Всего в этом эксперименте участвовало три группы акванавтов по 10 человек, причем каждая группа провела в подводной лаборатории по 15 дней, а. один из участников — американский космонавт, Скотт Карпентер, член космического экипажа на орбитальном корабле «Джеминай-V» — пробыл в подводной лаборатории «Силэб-2» целый месяц. Во время очень насыщенной программы исследований акванавты выполнили более 40 различных заданий, среди которых первостепенное значение придавалось всевозможным монтажным и пробным строительным работам на дне океана (в том числе был проведен и подводный монтаж буровой установки). Собран также богатейший научный материал по результатам биологических, геологических и океанографических наблюдений. В этом эксперименте акванавтам активно помогал и знаменитый дельфин Таффи, о котором рассказывалось выше. Эта экспедиция финансировалась Военно-морским ведомством США.

В СССР исследования с использованием длительного пребывания человека под водой начались в конце 60-х гг. Почти одновременно возникли и начали разрабатываться три программы подводных исследований с применением подводных лабораторий — «Ихтиандр», «Садко» и «Черномор».

Акванавты из Донецка из подводного клуба «Ихтиандр» первыми в СССР построили дом под водой и поселились в нем летом 1966 г. Два человека прожили около четырех суток на глубине Юму берегов мыса Тарханкут, на Южном берегу Крыма.

В 1967 г. эксперимент «Ихтиандр» был продолжен у берегов Севастополя.

Главная цель экспедиции «Ихтиандр-67» выяснить, как влияет повышенное давление на организм человека. Экипаж «Ихтиандра» на собственном опыте должен был проверить, можно ли жить и работать под водой в течение длительного времени. Акванавты занимались умственным и физическим трудом. Они пилили ножовкой железные трубы, переносили грузы массой 100—120 кг, проводили геологические изыскания на дне моря. По вечерам они обрабатывали результаты лабораторных исследований, решали психологические тесты, вели дневники.. Все испытания прошли успешно.

В течение 14 суток акванавты выполнили обширную медико-психологическую программу исследований. Были проведены также гидрологические и геологические исследования.

Эксперимент «Ихтиандр» был успешно продолжен и в 1968 г.

Почти одновременно с программой «Ихтиандр-66» у берегов Кавказа, на дне Сухумской бухты на глубине 12 м поставили подводный дом и акванавты Ленинградского гидрометеорологического института, назвав его «Садко». Первыми жителями «Садко» стали два кролика и собака, которые «погостили» в подводном доме два дня, после чего еще сутки находились в барокамере. Затем пришла очередь акванавтов.

В «Садко» по 6 ч. побывали 8 экипажей по 2 человека, Акванавты оставляли подводный дом и спускались на глубину 45 м.

В 1967 г. в Сухумской бухте появился усовершенствованный вариант подводного дома «Садко-2», который был сначала установлен на глубине 11 м, затем, обжив подводный дом, акванавты вместе е ним переместились на глубину 25 м.

В 1969 г. был продолжен подводный эксперимент уже с «Садко-3». Внешний вид его напоминал трехступенчатую космическую ракету. В нижней ступени помещался водолазный отсек, в средней — жилая комната и камбуз, а в третьей — верхней — научная аппаратура. «Садко-3» был установлен на глубине 25 м. Конструкция «Садко-3» заметно отличалась от предыдущей модели. «Садко-3» не нужно было опускать и поднимать е помощью лебедки. Он был снабжен специальными балластными цистернами, позволяющими опускаться и всплывать самостоятельно. В первый экипаж «Садко-3» входили главный конструктор подводного дома Всеволод Джус, инженер по электронному оборудованию Александр Монкевич и водолаз Джон Румянцев. Они пробыли под водой трое еуток, после чего перешли в водолазный колокол, который был поднят на поверхность моря и состыкован е береговой декомпрес-сионной камерой. На смену первому экипажу пришел новый. Основная работа акванавтов заключалась в изучении и записи на пленку голосов обитателей подводного царства. Проводились и другие биологические и гидрофизические наблюдения, а также «пробивались специальные продукты, приготовленные по рецептам Всесоюзного научно-исследовательского института консервной и овощесушильней промышленности. Проводились и медико-физиологические исследования. Эксперимент «Садко-3» внес весьма существенный научный вклад в дело покорения морских глубин.

Рис.12. Подводная лаборатория 'Черномор-2'.

Особого внимания заслуживает программа «Черномор». В отличие от других подводных домов, снабжение которых энергией и воздухом всегда было наиболее узким местом в системе обеспечения, «Черномор» был рассчитан на многодневную независящую от поверхности нормальную эксплуатацию. Лаборатория располагала аккумуляторами я большим запасом сжатого воздуха. Так же, как и в «Садко-3», водяная балластная система позволяла производить автоматическое всплытие и погружение.

Первое погружение «Черномора» состоялось летом 1968 г. в Голубой бухте Черного моря, близ Геленджика Дом был опущен на глубину 14 м. В весьма обширной и разнообразной научной программе «Черномора» трудились и гидрофизики, и геологи, и биологи. 5 экипажей, объединенных научными интересами, работали в лаборатории, сменяя друг друга. Члены этих экипажей провели под водой в общей сложности около 100 дней.

В июле 1969 г. усовершенствованная и модернизированная модель «Черномора» — «Черномор-2» (рис. 12) — снова была спущена на дно Голубой бухты на глубину 31 м. Значительно возросли запасы воздуха, а также запасы пресной воды. Увеличилась также мощность аккумуляторов. Научная программа снова предусматривала комплексные океанологические, геологические и биологические исследования. Геологи изучали перемещение донных отложений и с помощью пневматического бура проводили опытное ручное бурение. Биологи проводили исследования по экологии и поведению рыб, а гидрофизики занимались изучением турбулентности водной среды и ее освещенностью.

Вблизи «Черномора-2» работали и два акванавта в надувной подводной лаборатории «Спрут». Эта лаборатория представляла собой прорезиненную палатку каплеобразной формы высотой 1,8 м. Закрытая снизу, она наполняется дыхательной смесью, которая подается через шланг с поверхности. Она действительно внешне очень похожа на спрута, чем и вызвано ее название. Эта лаборатория весьма портативна и легко устанавливается на морском дне в течение 1,5 ч.

В 1971 г. лаборатория «Черномор-2» была снова усовершенствована, стала полностью автономной, т. е. независимой при ее эксплуатации от надводной базы или надводного судна.

После этого «Черномор-2М» так теперь называлась эта лаборатория — участвовал во многих погружениях в Голубой бухте, а в 1973—1974 гг. подводная лаборатория и ее судно обеспечения принимали участие в совместной болгаро-советской экспедиции «Шельф-Черномор». Работы проводились в территориальных водах Болгарии, южнее порта Бургас на глубине 18—19 м.

Экспедиционный сезон 1974 г. был последним для подводной лаборатории «Черномор». За годы безотказной «службы» с 1968 по 1974 г. на борту «Черномора» отработало 12 научных экипажей, в составе которых находи лось более 40 акванавтов различных специальностей; в общей сложности они провели под водой более 760 дней.

В 1975 г. «Черномор-2М» был передан морскому музею в болгарском городе Варна, став одной из его реликвий. В историю покорения морских глубин советскими учеными «Черномор» внес наиболее весомый научный вклад.

Чтобы получить представление о размахе подобных исследований за рубежом, достаточно кратко указать на географию таких экспериментов. СССР, США, Франция, Великобритания, Чехословакия, Болгария, Куба, Польша, ГДР, ФРГ, Италия, Канада, Япония — вот далеко не полный список стран — участниц подводных исследований такого типа.

В этих экспериментах проводились различные исследования как теоретического (медико-психологические, океанологические, геологические, биологические и т. п.), так н практического характера (отработка методики аварийно-спасательных работ, или опытные подводно-техни-ческие работы, направленные прежде всего на обслуживание подводных нефтегазопромыслов). Проводившиеся эксперименты показали, что длительное пребывание человека под водой возможно без ущерба для его здоровья (рекорд длительности пребывания под водой принадлежит американским исследователям, которые во время программы «Тектит-1» в 1969 г. в составе экипажа из четырех человек находились под водой непрерывно в течение 59 дней, имитируя сходные условия пребывания в космическом корабле). Более того, американские специалисты подсчитали, что эффективность акванавтов, которые проводят практические работы на глубине 60 м, находясь в подводной лаборатории, в 30 раз выше, чем эффективность свободно погружающихся плавающих водолазов.

Таким образом, наметилось два основных направления практического покорения морских глубин: использование подводных обитаемых и телеуправляемых аппаратов и подводных лабораторий стационарного типа.

Отдать предпочтение какому-либо из этих направлений без учета практических задач, стоящих перед исследователями, было бы неправильно. Разумное сочетание обоих этих направлений — вот по какому пути будет проходить дальнейшее покорение морских глубин

Голубые дороги

Моря и океаны — не только источники многих видов минерального сырья, продуктов питания, энергии, пресной воды, но и удобные водные пути сообщения. Морской транспорт — важнейшее, а иногда и единственное средство обеспечения постоянно растущего товарооборота между странами. Это самый массовый и дешевый вид транспорта. Доля морских перевозок в общих перевозках внешнеторговых грузов составляет около 80 %. А в таких странах, как Великобритания, Япония, Индонезия, Австралия, практически весь объем международных перевозок приходится на морской транспорт. Морской транспорт СССР также играет основную роль в осуществлении международных торговых связей: он обеспечивает перевозки грузов между.СССР и капиталистическими странами более чем на 90 %.

Перевозки грузов по морю в настоящее время осуществляют около 130 государств. Рост грузооборота способствовал быстрому развитию мирового торгового флота. За период с 1960 по 1980 г. тоннаж морских торговых судов увеличился в 3 раза. Это легко объяснимо, если учесть, что морской транспорт обладает рядом важных преимуществ перед сухопутным. Океанские голубые дороги — естественные транспортные пути. Пропускная способность их практически неограниченна. Любые виды грузов можно перевозить морскими судами. Однако у этого вида транспорта есть и недостатки. Прежде всего это низкая скорость, меньшая, чем у других видов транспорта. К значительным недостаткам относится и короткий (во многих морях) навигационный период. Кроме того, морскому транспорту доступно лишь побережье морей и океанов. Наконец, работа морского транспорта в значительной степени зависит от погодных условий.

Но, несмотря на эти недостатки, перевозки по морю все же выгоднее, чем другими видами транспорта. На морском транспорте самая низкая себестоимость в расчете на 1 т перевозимого груза. Так, себестоимость перевозок на морском транспорте ниже, чем на железнодорожном в 1,5 раза, и чем на речном почти в 1,6 раза. Сравнение же с авиационным и автомобильным транспортом еще более выделяет преимущество морского транспорта.

Морские перевозки часто бывают единственным способом доставки подавляющей части грузов в районы, где слабо развиты железнодорожные и другие виды транспорта (Крайний Север СССР). Сюда морским транспортом доставляется более 90 % грузов.

Почти половину морских перевозок составляют наливные грузы, главным образом нефть. Быстрый рост потребления нефти, увеличение ее доли среди других видов энергетического сырья, неравномерное распределение районов запасов, добычи и потребления нефти приводит к непрерывному нарастанию количества перевозимой нефти. Каждые 7—8 т из 10 добытых в мире доставляются к местам потребления морским транспортом. Поэтому почти половина тоннажа мирового торгового флота приходится на танкеры. В наши дни, когда транспортировка нефти приобрела преимущественно межконтинентальный характер, танкерное судоходство приобрело не только экономическое, но и важное стратегическое значение — как орудие давления империалистических монополий на развивающиеся страны. Крупнейшие нефтяные компании уделяют танкерному судоходству огромное внимание. Так, например, собственный танкерный флот американской нефтяной компании «Экссон корпорейшен», зарегистрированный в основном под флагами других стран ( В крупных капиталистических странах существует положение, когда суда таких стран, как США, Великобритании, Франции, Норвегии, и некоторых других плавают под «удобными» для них флагами Либерии, Панамы, т. е. тех государств, где значительно ниже налоги на суда, меньшие требования к их техническому состоянию, более низкая зарплата у моряков. Все это дает огромные прибыли судовладельцам при эксплуатации судов. ), насчитывает 117 судов грузоподъемностью (О терминах, употребляемых здесь и ниже: водоизмещение судна — масса судна, запасов на нем и грузов; дедвейт — водоизмещение за вычетом марсы судна с экипажем и котельной водой; грузоподъемность — дедвейт за вычетом массы запасов, т,- е. массы товарных грузов.) 14,8 млн. т, что в 1,5 раза превосходит весь танкерный флот, плавающий под государственным флагом США; а танкерный флот англо-голландского нефтяного концерна «Ройял датч-Шелл» превосходит танкерный флот Франции и т. д. Это дает возможность крупнейшим нефтяным компаниям контролировать транспортировку нефти и ее распределение по основным промышленно развитым капиталистическим государствам.

Уже в 1963 г. появились первые танкеры, дедвейт которых превысил 100 тыс. т. Решение проблем, связанных с прочностью крупнотоннажных судов, позволило перейти к строительству еще более крупных танкеров. Стремление строить крупнотоннажные танкеры обусловлено повышением экономичности судов с ростом их грузоподъемности. С увеличением грузоподъемности и грузовместимости судна уменьшается доля механизмов и корпуса, топлива и запасов, а также сокращаются энергетические затраты, отнесенные на одну тонну перевозимого груза.

Кроме того, при строительстве крупнотоннажных судов наблюдается значительная экономия строительных материалов (по сравнению с эквивалентным количеством малых судов). Так, на строительство двух танкеров дедвейтом по 540 тыс. т потребуется в два раза меньше металла, чем на создание 70 танкеров дедвейтом 16 тыс. т, имеющих ту же самую провозную способность, и кроме того, в 30 раз будет меньше численность их экипажа. Если же учитывать количество перевозимой нефти, то два танкера дедвейтом 540 тыс. т могут заменить четыре танкера дедвейтом 275 тыс. т или 11 танкеров дедвейтом 100 тыс. т.

В настоящее время нефтеналивной флот состоит из судов нескольких типов: малые танкеры и танкеры-продуктовозы (т. е. перевозящие нефтепродукты) дедвейтом до 40—50 тыс. т; среднетоннажные танкеры дедвейтом 50— 100 тыс. т ; три группы крупнотоннажных танкеров — дедвейтом 230—240 тыс. т., 350—400 тыс. т и свыше 400 тыс. т.

Казалось бы, следует ожидать в недалеком будущем появления сверхгигантских танкеров дедвейтом 1 мл-н. т и более. Но на пути создания таких судов возникают препятствия, к которым следует в первую очередь отнести глубины в портах и на подходах к ним, а также в проливах и каналах. Главные нефтяные порты Европы и Ближнего Востока могут принимать танкеры с осадкой до 22— 24 м. Между тем осадка таких крупных (но не крупнейших на сегодняшний день) японских танкеров «Глобтик Токио» и «Глобтик Лондон» дедвейтом по 484 тыс. т каждый составляет с полным грузом 28,2 м. Поэтому в Европе для линии Персидский залив — Великобритания был создан специальный порт Бантри, принимающий танкеры с осадкой более 24 м. Создание таких глубоководных портов обходится дорого и оправдывает себя лишь при наличии постоянного большого грузопотока. В последнее время в нефтяных портах с ограниченными глубинами создают специальные причалы, вынесенные в море. Однако строительство таких причалов, которые к тому же подвержены действию волн, также довольно дорого и оправдывает себя лишь при определенных условиях весьма интенсивной их эксплуатации. Важнейшей проблемой остается и борьба с загрязнением морской среды в случаях аварии танкера-гиганта и разлива нефти. И тем не менее при всех этих условиях до 1977 г. наблюдался неуклонный рост крупнотоннажных танкеров. К концу 1977 г. танкеров грузоподъемностью 125 тыс. т и выше насчитывалось около 930. Некоторый спад в строительстве крупнотоннажных танкеров и эксплуатации танкерного флота в последние несколько лет связан не столько с энергетическим кризисом, сколько с политическими маневрами таких крупных капиталистических держав, как США, Япония и ФРГ. В целом, как предсказывают специалисты, некоторый рост перевозок нефти сохранится до конца нынешнего столетия.

Первый отечественный крупнотоннажный танкер «Крым» дедвейтом 150 тыс. т вступил в строй в конце 1974 г. Его длина 295 м, ширина 45 м, осадка в загруженном состоянии 17 м, а максимальная скорость хода 17 узлов. Следом за «Крымом» в строй вступили танкеры «Кубань», затем «Кавказ», «Кузбасс», «Керчь» и «Советская нефть». Всего к середине 1980 г. СССР располагал шестью танкерами водоизмещением 180 тыс. т и выше. Все эти танкеры одной серии, каждый из них вмещает столько нефти, сколько мог бы вобрать состав железнодорожных цистерн, растянувшийся на 40 км.

Мировая печать назвала все эти танкеры «самыми чистыми мире», так как они имеют двойное дно и специальную конструкцию корпуса, исключающую загрязнение моря нефтью при повреждении судна или посадке его на мель. Управление танкерами почти полностью автоматизировано. Они быстрее и маневреннее, чем подобные зарубежные суда. А уже строится советский танкер следующего поколения, водоизмещением около 370 тыс. т, который сможет перевозить столько же нефти, сколько вмещают 6000 четырехосных железнодорожных цистерн.

Второе место по тоннажу и размерам занимают суда-балкеры, предназначенные для перевозки навалочных грузов. В эту группу входят рудовозы, цементовозы, универсальные навалочные суда, суда совмещенных типов — нефтерудовозы и т. п. Сюда же входят комбинированные суда типа ОБО (Ойл-Балк-Орэ, т. е. нефть — навалочные грузы — руда). Здесь так же, как и в танкерном флоте, продолжается быстрый рост размеров и грузоподъемности этих типов судов. Особенно быстрый рост тоннажа наблюдался в последние годы в строительстве навалочно-наливных судов — комбинированных судов, рассчитанных на перевозку не только нефти, но и сухих навалочных грузов. Это — весьма экономичные суда, которые можно загружать при следовании в одном направлении нефтью, а в обратном направлении — рудой, зерном или каким-либо другим навалочным грузом. Крупные суда этого типа, такие, как рудовозы-танкеры «Юса Мару» дедвейтом 269 тью. т, «Импресс Кинг» дедвейтом 258 тыс. т, успешно эксплуатируются на международных линиях.

В составе Морского флота СССР успешно работает сухогруз «Океан» водоизмещением 62,3 тыс. т. Он предназначен для перевозки зерна, удобрений, руды и других навалочных грузов и представляет собой первое серийное судно такого класса.

В последние годы большую популярность среди судов торгового флота приобрели контейнеровозы. Это весьма прогрессивный способ перевозки различных видов грузов, который приводит к значительному удешевлению и ускорению перевозок. Удешевление перевозок достигается за счет более высокой механизации погрузочно-разгрузочных работ и сокращения времени простоев в портах, а также вследствие убыстрения транспортировки грузов и более полной загрузки судов. Кроме того, контейнерные перевозки обеспечивают высокую сохранность грузов. Повышению экономической эффективности контейнерных перевозок способствуют новые конструкции судов, обеспечивающие максимальное использование площадей для размещения грузов.

Применение большегрузных контейнеров по 20, 30, 40, а иногда и 60 т почти в два раза снижает себестоимость грузовых работ по сравнению с использованием контейнеров грузоподъемностью 2,5 т, в еще большей мере ускоряет загрузку и выгрузку судов, а также позволяет снизить собственную массу и размеры контейнеров в расчете на тонну груза. Океанский контейнеровоз представляет собой пятипалубное судно без люков. Все пять палуб оборудованы конвейерами. Передача контейнеров между палубами осуществляется двумя грузовыми лифтами. На трансокеанских контейнерных перевозках обычно заняты контейнеровозы вместимостью не менее 400 контейнеров международного стандарта. В настоящее время флот контейнеровозов состоит из 330—350 судов. Более двух третей этого числа занимают суда, принимающие на борт от 700 до 2000 контейнеров каждое. Но имеется около 30 контейнеровозов, способных одновременно перевозить от 2000 до 3500 контейнеров. К началу 80-х гг. мировой флот контейнеровозов вместимостью от 400 контейнеров и выше должен превысить 650 судов.

Помимо контейнеров в морском флоте все шире применяются пакетные перевозки — в специальных мешках. Они используются, например, для транспортировки цемента. Пакетизация, как и контейнерные перевозки, относится к прогрессивным формам транспортного процесса.

Подобие контейнеровозов — лихтеровозы — крупные суда, несущие более мелкие (лихтеры). Их иначе часто называют баржевозами. Стремление соединить в единую транспортную систему речные и морские пути привело к созданию перевозок грузов в унифицированных плавучих контейнерах-лихтерах или баржах и появлению специальных судов — лихтеровозов. Из барж, загруженных у причалов речных портов, недоступных для плавания крупнотоннажных морских судов, формируют составы, которые буксиры-толкачи приводят в морской порт Здесь баржи поднимают на борт лихтеровоза, чаще всего размещают в два-три яруса и после перехода через море или океан выгружают в порту назначения с помощью специальных лифтов. Затем по рекам и каналам они доставляются в отдаленные от морских побережий районы. Обычно, спуская одни лихтеры (баржи), лихтеровоз тут же подбирает на борт другие, уже подготовленные для обратного пути. Лихтеры могут загружаться любыми видами грузов: штучными, навалочными, наливными и т. п. Лихтеровозам не обязательно заходить в морские порты — они могут разгружать и подбирать лихтеры и на рейде. Основной экономический выигрыш при использовании лихтеровозов получается за счет резкого сокращения времени погрузочно-разгрузочных работ и минимальных простоев, а также за счет обеспечения бесперевалочной доставки груза в глубь материка по внутренним водным путям.

Развитие автомобильного транспорта и сети автомобильных дорог, а также стремление свести к минимуму потери времени на перевалку грузов привели к созданию в последние годы судов, приспособленных к приему грузов в автоприцепах-трейлерах на колесах. Такой тип судов с горизонтальной погрузкой называется «ро-ро» (от английского roll on — roll off, что означает «вкатывай — выкатывай»). Суда с горизонтальной погрузкой первоначально появились как паромы для перевозки грузовых автомобилей и трейлеров, а затем их стали широко использовать для перевозки любых штучных грузов (контейнеров, пакетов, колесной техники, автомобилей, трейлеров, отдельных крупногабаритных грузов), погрузка и выгрузка которых может производиться с помощью разнообразных автопогрузчиков. Подобным судам не нужны портовые краны: их заменяют трейлеры, въезжающие внутрь корабля через специально приспособленные отверстия (ворота) либо в кормовой, либо в носовой части и перевозящие контейнеры на колесах. Суда этого типа, как правило, не имеют поперечных переборок и в зависимости от размеров имеют от двух до шести палуб. Скорость погрузочно-разгрузочных операций на судах типа «ро-ро» в 50—100 раз выше, чем на обычных сухогрузных судах.

Разновидностью судов типа «ро-ро» являются автомобилевозы, получившие наибольшее развитие в японском торговом флоте в связи с ростом экспорта автомобилей в США и Европу. Такие суда имеют 10—12 автомобильных палуб, на которых может разместиться 4200— 6000 автомобилей.

Последние два десятилетия характеризуются быстрым развитием судов-паромов, оснащенных железнодорожными рельсами для «прямой пересадки» вагонов с земли на судно, а затем с судна вновь на землю. В Западной Европе, являющейся районом наиболее интенсивных паромных переправ, число действующих паромных линий за 20 лет возросло с 57 в 1957 г. до 318 в 1976 г. Количество паромных линий в Японии превысило 200. Правда, в большинстве случаев эти паромные линии обслуживают автомобильно-пассажирские перевозки. За 1970 —1975 гг. в Западной Европе введена в эксплуатацию лишь одна железнодорожная паромная линия Травемюнде (ФРГ) — Ханко (Финляндия) протяженностью 539 км. В СССР первая железнодорожная паромная переправа была открыта через Керченский пролив между железнодорожными станциями Крым и Кавказ. Путь в 2,2 мили вместо длинной окружной дороги вдоль северного побережья Азовского моря железнодорожные составы на паромах стали преодолевать всего за 20 мин. С 1963 г. успешно действует железнодорожный паром через Каспийское море на линии Баку —Красноводск, где четыре современных морских парома со скоростью 16 узлов за 15 ч перевозят железнодорожные составы с различными грузами. При этом протяженность пути сократилась с 3690 км при сухопутной транспортировке до 160 миль по морю. Третья железнодорожная паромная переправа, обеспечивающая бесперевалочное железнодорожное сообщение между материком и островом Сахалин, работает между портами Ванино и Холмск. На этой линии работает пять морских железнодорожных паромов-ледоколов, которые пересекают Татарский пролив (144 мили) за 12 ч. И наконец, совсем недавно введена в строй железнодорожная паромная переправа на Черном море между советским портом Ильичевск и болгарским портом Варна. С вводом в эксплуатацию этой переправы существенно ускорилась и резко возросла эффективность перевозок грузов между СССР и Болгарией. Для этой переправы на югославской судостроительной верфи «Ульяник» построены два крупнейших в мире морских парома. Паромы имеют по три грузовые палубы — верхнюю, главную и трюмную, на каждой из которых имеется по нескольку железнодорожных путей. Для раскатки вагонов по этим путям на судах предусмотрены специальные локомотивы. Создание морских железнодорожных паромных переправ дает народному хозяйству огромный экономический эффект (экономия на скорости доставки грузов, снижение соответствующего обслуживающего персонала в портах в связи с тем, что отпадает необходимость в перегрузке грузов с железной дороги на суда и обратно, и т. п.).

Для Советского Союза, где северные моря и реки надолго замерзают, большое транспортное значение имеют ледоколы.

Развитие судоходства на арктических трассах обусловлено двумя важными экономическими соображениями: во-первых, развивающейся экономикой северо-восточных районов нашей страны; во-вторых, меньшей протяженностью арктических морских путей по сравнению, например, с протяженностью плавания вокруг континентов по незамерзающим морям. Использование ледоколов, мощность которых все более возрастает, позволяет заметно увеличить продолжительность транзитных перевозок в сложных ледовых условиях. В нашем морском флоте успешно действуют дизель-электрические ледоколы «Мурманск», «Адмирал Макаров», «Ермак», «Красин» и др. А с вводом в эксплуатацию первого в мире атомного ледокола «Ленин» стала возможной почти круглогодичная проводка судов в юго-западной части Карского моря. Атомоход «Ленин» имеет мощность 44 тыс. л. с. В 1975 г. вошел в строй еще один, самый мощный в мире, атомный ледокол «Арктика» мощностью 75 тыс. л. с. В его корпусе длиной 148 м и шириной более 30 м находится 1280 помещений. В центральном отсеке свободно уместился бы 10-этажный дом. Корабль, благодаря атомной установке, имеет практически неограниченный район плавания без захода в порты. В 1977 г. беспримерный поход к Северному полюсу был совершен на атомоходе «Арктика». Впервые в мире ледокол достиг Северного полюса. 13 суток потратил ледокол «Арктика», чтобы совершить беспримерный переход по сложному маршруту Мурманск — Северный полюс — Мурманск. За это время он прошел 3852 мили, в том числе 1200 миль через многолетние льды. Этот рейс «Арктики» открыл перспективы проводки транспортных судов по более высоким широтам, что существенно сокращает расстояния.

Вслед за «Арктикой» со стапелей Балтийского завода на воду был спущен такой же мощности атомный ледокол «Сибирь».

Рис. 13. Арктическая буровая установка на воздушной подушке.

Стремление увеличить скорость судов, решить проблему более быстрой доставки грузов особенно в ряде районов, где имеется небольшое количество хорошо оборудованных портов, как, например, в районах Крайнего Севера, вызвало появление принципиально новых типов судов, часть которых уже эксплуатируется, а часть — находится в экспериментальной стадии. К таким типам судов относятся суда на подводных крыльях (СПК) и суда на воздушной подушке (СВП). В 1956 г. на водные пути вышло первое в мире судно на подводных крыльях. В настоящее время таких судов насчитывается более 1000, из них более 80 % построено в СССР. Суда на подводных крыльях (СПК) — наиболее массовый вид быстроходных судов, получивший развитие благодаря трудам советских судостроителей, прежде всего коллектива горьковского ЦКБ по судам на подводных крыльях. Этому коллективу удалось найти оригинальное и удивительно простое техническое решение, открывшее путь замечательному семейству «Ракет», «Метеоров», «Комет». В СССР были построены крупные серии судов на подводных крыльях, обладающих высокой транспортной и экономической эффективностью. Эти суда получили мировое признание. Сегодня они эксплуатируются в 32 странах. Первое поколение СПК предназначалось для использования их на внутренних водных путях. Благодаря некоторым усовершенствованиям, сделанным позднее, их стали использовать на прибрежных морских линиях, но при волнении не более трех баллов. При движении СПК нагрузка распределяется на погруженные крылья, в то время как корпус отрывается от воды.

Применение малопогруженных крыльев, удобное для работы таких судов на речных и озерных линиях, ограничивает применение СПК в морских условиях. Для морских линий повышение мореходных качеств этого типа судов достигается за счет применения глубокопогруженных подводных крыльев с автоматическим управлением. В США в 1975 г. вступили в строй пассажирские СПК типа «Джетфойл» водоизмещением 108 т с 246 пассажирами на борту. Такие суда имеют эксплуатационную скорость 85 км/ч и могут работать на морских линиях при волнении моря до 5 баллов (правда, в этом случае немного снижается скорость судов). Следует отметить перспективность таких СПК. Технически возможно создание в течение ближайших 10—15 лет морских СПК водоизмещением 1200—1500 т со скоростью 100—125 км/ч. Суда на подводных крыльях прочно заняли свое место в системе тор-гово-пассажнрского флота. Чаще всего они используются для перевозки ценных грузов, которые требуют скоростной транспортировки в основном в прибрежных районах на линиях средней дальности.

Еще более перспективными считаются суда на воздушной подушке. Корпус такого судна поднимается над поверхностью воды за счет воздуха, нагнетаемого специальными двигателями. На образовавшейся подушке судно скользит над водой. Оно практически не испытывает сопротивления воды, поэтому может развивать большую скорость. Горизонтальное перемещение обеспечивают воздушные винты или винты, входящие в воду. В настоящее время имеются две различные группы судов на воздушной подушке: амфибийные с полным отрывом корпуса от воды и суда скегового типа с неполным отрывом корпуса от воды (связанные с поверхностным слоем воды, погруженными бортовыми закраинами — скегами).

Амфибийные суда способны выходить на берег, преодолевать препятствия, двигаться над участками суши, льдом, снегом. Скорость их движения может достигать 90—130 км/ч. Движителями этих судов служат воздушные винты, а управляются они при помощи аэродинамических рулей. Наибольшее развитие амфибийные СВП получили в Англии, где в 1964 г. были построены первые 20-местные СВП, а в 1968 г.— два автомобильно-пассажирских парома водоизмещением 200 т для перевозок через Ла-Манш со скоростью 113 км/ч. Большие работы ведутся в последние годы по созданию амфибийных СВП также во Франции и в США. Так, во Франции с 1975 г. серийно строятся 250-тонные суда на воздушной подушке. А в США п Великобритании ведутся разработки по созданию более крупногабаритных морских СВП массой 500—600 т.

СВП уже сегодня отводится ведущее место при освоении нефтяных и газовых месторождений Мирового океана. Они осуществляют быстрый подвоз оборудования, строительных материалов, продуктов питания, пресной воды и т. п. на морские буровые. В полярных районах, зимой скованных льдом, а летом представляющих собой топкую болотистую тундру, суда на воздушной подушке в скором времени станут единственным транспортным средством для освоения этих территорий. Уже спроектирована для работы в арктических морских условиях буровая установка на воздушной подушке (рис. 13), которая в ближайшем будущем найдет широкое применение.

Катера на воздушной подушке (КВП) получили широкое применение в ВМС ряда зарубежных стран, где, например, 75-тонный КВП успешно конкурирует с 2000— 3000-тонным водоизмещающим кораблем, который, во-первых, является гораздо большей по размерам мишенью, а во-вторых, имеет намного меньшую скорость, чем быстроходные ракетные КВП.

Если во внешнем облике судов на воздушной подушке амфибийного типа очень мало обычных элементов корабельного типа, то СВП скегового типа по своему внешнему виду, принципам движения, энергетическим установкам близки к судам, особенно к катамаранам. В качестве движителей на них применяются гребные винты или водометы, а система управления такая же, как на обычных судах.

Принципиально отличаются скеговые СВП от амфибийных (скеги — жесткие водоизмещающие стенки, ограничивающие с бортов зону повышенного давления и обеспечивающие продольную и поперечную устойчивость судна на всех режимах движения). В 1977 г. в Великобритании была завершена постройка пассажирского парома водоизмещением 73 т, рассчитанного на 200 пассажиров, скорость парома 65—75 км/ч.

В СССР за последние годы создано несколько типов скеговых СВП для речных и прибрежных линий. Суда типа «Зарница» (водоизмещением 14 т, скорость 35 км/ч) и типа «Орион» (33 т, 53 км/ч) успешно эксплуатируются. Построены опытные суда на воздушной подушке водоизмещением до 150 т со скоростью до 70 км/ч.

Пока суда на воздушной подушке имеют большие ограничения по высоте волн (до 3,5 м) и применяются в основном на внутренних линиях и в прибрежных рейсах. Обеспечение высокой мореходности — первоочередная задача при разработке СВП на ближайшее будущее. Мореходные качества СВП будут увеличиваться с ростом их водоизмещения. СВП водоизмещением более 3000 т (а создание таких судов скегового типа возможно в ближайшие 10—15 лет) будут иметь практически неограниченную мореходность.

Суда на подводных крыльях и воздушной подушке появились сравнительно недавно, но уже за короткий срок они получили широкое признание как удобные, надежные, скоростные транспортные средства. С созданием СПК и СВП водный транспорт сделал значительный шаг в борьбе за скорость. Судами уже преодолен рубеж скорости 100 км ч, а опытные корабли достигли скорости 150— 170 км/ч.

Новым направлением в борьбе за скорость на воде могут стать корабли-экранопланы, скорость которых 300—400 км/ч. По своей конструкции экранопланы стоят ближе к самолетам, чем к судам. Первые опытные образцы таких кораблей уже появились в некоторых странах.

Но увеличение скорости надводных судов — это лишь один путь повышения эффективности работы торгового флота. Есть и второй путь, который в последние годы получил большую популярность — это работы по созданию транспортного подводного флота. Работы по созданию транспортных подводных судов имеют особенно большое значение для районов северных морей. Оказывается, первые подводные лодки для торговых целей были построены в Германии еще в 1915—1916 гг. и совершили ряд торговых рейсов в США и обратно. Подводные лодки водоизмещением около 1900 т могли перевозить около 1100 т груза.

Транспортное подводное судостроение получило дальнейшее развитие в годы второй мировой войны, что было обусловлено необходимостью скрытой доставки стратегического сырья, военных грузов, боеприпасов, топлива. В эти годы в Германии и Японии имелось небольшое количество переоборудованных военных подлодок для транспортных нужд. Большинство из них имело небольшую грузоподъемность: от 60 до 150 т. Лишь в Японии имелась одна переоборудованная подлодка водоизмещением 6500 т. Она могла принять на борт 1000 т груза и три самолета-бомбардировщика. Но только в последние годы с внедрением атомных энергетических установок появились возможности для создания высокоэффективных транспортных подводных судов.

Оснащенные атомной энергетической установкой, транспортные подводные лодки приобрели оптимальные главные характеристики: скорость, дальность плавания под водой и грузоподъемность. Появилась возможность наиболее полно использовать все преимущества подводного плавания, и, прежде всего, первое его достоинство — подледное плавание.

Применение ядерного топлива для подводных судов дает возможность принимать запас топлива, обеспечивающий огромную дальность плавания, причем при получении энергии из этого топлива совсем не требуется кислород. Это дает возможность создавать подводные суда с практически неограниченной автономностью.

Использование атомных энергетических установок на подводных транспортных средствах обещает им большие преимущества перед надводными судами. Во-первых, сопротивление воды движению подводного транспорта будет меньше, чем движению надводного, так как подводное судно не испытывает волнового сопротивления. За счет этого мощность энергетической установки на подводном судне может быть при прочих равных условиях мень ше, чем на надводном корабле. Во-вторых, подводный транспорт не подвержен влиянию штормовой погоды, поэтому ему не нужно снижать скорость, изменять курс или отстаиваться в укрытых местах при штормах и ураганах, как это имеет место для надводных судов. В-третьих, для подводных транспортов откроются новые морские пути, например трансполярные маршруты, которые свяжут многие порты мира более короткими маршрутами.

При низких температурах надводные корабли подвергаются обледенению и в свободном ото льда море. Ледяная корка портит оснастку и корпус судна, приводит в негодность чувствительные приборы, заставляет производить многократные чистки и различные ремонтные работы. У подводного корабля все надводные «неприятности» отпадают, а зимой, помимо того, экономится еще и много энергии, идущей на отопление, поскольку температура за бортом никогда не опускается ниже —2°.

Правда, для северных морей существует одно серьезное препятствие — подводная лодка не сможет пристать к берегу, так как порты на севере зимой замерзают. Но и это затруднение можно устранить: в местах, где море долгое время или постоянно покрыто льдом, достаточно будет построить особые пристани. Подводная лодка войдет под водой в большой крытый бассейн, где постоянно поддерживается температура не ниже точки замерзания и потому на поверхности нет ледяной корки. Здесь будет возможно производить все необходимые работы. Причем подводный торговый и пассажирский флот будущего не будет конкурировать с авиацией, получившей в последние годы в Арктике самое широкое распространение. Воздушные перевозки, с одной стороны, обходятся дороже подводных, а, с другой стороны, по воздуху нельзя перевозить слишком тяжелые и громоздкие грузы. Кроме того, подводный транспорт, в отличие от воздушного, как уже указывалось, не зависит от погоды. А это очень важно в условиях суровой Арктики. На расписание плавания атомных подводных лодок вполне можно будет положиться.

Легко себе представить, какую роль сыграет плавание атомных подводных судов в течение круглого года для труднодоступного и слабоосвоенного побережья Северного . Ледовитого океана. Наладится бесперебойное снабжение необходимыми промышленными и продовольственными товарами, а также различным оборудованием городов, расположенных в пределах побережья морей Северного Ледовитого океана. Оттуда встречными потоками пойдут сырьевые ресурсы (каменный уголь, нефть). Совместно с круглогодичным освоением транспортных связей по сибирским рекам в полной мере расцветет народное хозяйство и культура обширных районов Сибири и Дальнего Востока, а также севера европейской части СССР.

Но, оказывается, что не только для северных морей с введением подводного транспорта открывается столь широкая перспектива. Огромную выгоду обещает перевозка и по свободным ото льда морям некоторых видов грузов на подводных судах. Речь идет, главным образом, о грузах сыпучих (руда, зерно) и жидких (нефть), для загрузки которых не нужны большие люки.

Первые проекты атомных подводных транспортных судов появились в конце 50-х гг. В Великобритании, США, Японии, Швеции и Италии были разработаны проекты танкеров, в Великобритании — проекты универсального сухогрузного судна и рудовоза, в Норвегии — проекты универсальных сухогрузных судов. Большинство из проектов транспортных подводных судов посвящено танкерам. Один из первых проектов подводных танкеров, разработанный в Японии в 1958 г., представлял судно дедвейтом 30 тыс. т, подводным водоизмещением 54,5 тыс. т, с атомной энергетической установкой суммарной мощностью 40 тыс. л. с. При длине 180 м и ширине 24 м скорость хода под водой составляет 22 узла. Рабочая глубина погружения — 90 м.

В конце 50-х — начале 60-х гг. американской фирмой «Дженерал Дайнэмикс» были разработаны проекты двух подводных танкеров для вывоза нефти с Арктического побережья.

Один из них дедвейтом 21,2 тыс. т имеет длину 177,5 м и высоту корпуса 12 м. Энергетическая установка мощностью 35 тыс. л. с. обеспечивает скорость подводного хода 20 узлов. Рабочая глубина погружения — 50 м, а предельная глубина погружения — 300 м.

Второй проект представляет самый быстроходный подводный танкер дедвейтом 40 тыс. т, имеющий скорость 38,2 узла. Суммарная мощность энергетической атомной установки — 240 тыс. л. с.

В связи с открытием в начале 70-х гг. нефти в арктической части Аляски и Канады разработаны проекты танкеров дедвейтом 170 и 250 тыс. т с атомной энергетической установкой мощностью 75 тыс. л. с. со скоростями соответственно 19 и 17 узлов. Учитывая наличие в Северном Ледовитом океане айсбергов, рабочую глубину танкеров увеличили до 120 м.

Подводные сухогрузные суда намного дороже подводных танкеров и надводных сухогрузов, что и обусловило немногочисленные проекты их создания.

Проект первого подводного сухогрузного судна — подводного рудовоза «Моби Дик», созданного в Англии в конце 60-х гг., наиболее удачен. Судно предназначалось для вывоза руды из Северной Канады в течение круглого года. При дедвейте 28 тыс. т и водоизмещении 50,5 тыс. т скорость его составляет 25 узлов.

Было опубликовано и еще несколько интересных проектов подводных транспортных судов. Преимущества того или иного вида транспорта окончательно еще не выяснены. И даже успешный поход ледокола «Арктика» летом 1977 г. к Северному полюсу не свидетельствует об уменьшении значения подводных транспортных судов в Арктическом бассейне. Ведь на 20 лет раньше Северного полюса достигла советская подводная лодка в летнее время, а в январе 1963 г. здесь побывала другая атомная подводная лодка «Ленинский комсомол» под командованием Героя Советского Союза капитана второго ранга (ныне контр-адмирала) Л. М. Жильцова. По расчетам американского инженера Гоулэя, который сопоставлял возможные средства транспортировки нефти из бухты Прадхо, расположенной на Арктическом побережье Аляски, в порт восточного побережья США, использование подводного танкера по экономическим показателям вполне конкурентно-способно с использованием надводного танкера ледокольного типа и трубопровода.

По прогнозам специалистов, подводный транспорт к началу XXI в. обретет «полные права гражданства».

Необходимо отметить и еще одно направление, связанное с повышением эффективности эксплуатации морского транспорта,— это работы советских и зарубежных ученых по созданию полной автоматизации процессов судовождения. Первым шагом на пути к полной автоматизации должна быть бортовая ЭВМ, которая определяет наивыгоднейший путь корабля. По мере совершенствования электронного оборудования выходная информация ЭВМ будет поступать непосредственно к автоматическому рулевому, который несет вахту, подобно автопилоту на самолете. Авторулевой учитывает множество факторов, включая главные из них: волнение, ветер, течение. Большую помощь в создании автоматизированного судна оказывает применение газовых лазерных установок, которые применяются вместо гидролокаторов. Луч лазера способен проникать почти на километровую глубину и обнаруживать предметы размером меньше квадратного метра. Кроме того, лазер может пеленговать объекты под водой, измерять глубину, обеспечивать надежную сигнализацию и подводную связь.

Скоро наступит время, когда полностью автоматизированное судно без единого человека на борту выйдет в автономное плавание. Авторулевой не задремлет и не отвлечется на вахте. Бдительный «механик» на транзисторах и с ферритовыми ячейками памяти сумеет поддержать оптимальный режим работы двигателей, а электронный «капитан», взамен оставшегося на берегу, не позволит совершить оплошность при встрече с проходящим мимо судном.

Мировой океан под угрозой

Действительно ли Мировой океан находится под угрозой? На этот вопрос, к сожалению, надо ответить утвердительно, без всяких колебаний И опасность океану несет сам человек своим легкомысленным, бездушным отношением к морским богатствам. За последние два-три десятилетия человечество до такой степени загрязнило океан, что уже сейчас трудно найти такие места в Мировом океане, где не наблюдались бы следы активной деятельности человека. Проблема, связанная с загрязнением вод Мирового океана, одна из важнейших проблем, стоящих ныне перед человечеством. Наиболее опасные виды загрязнения: загрязнение нефтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами, отходами промышленных и бытовых сточных вод и, наконец, выносами химических удобрений (пестицидов).

Загрязнение вод Мирового океана приняло за последнее десятилетие катастрофические размеры. Этому во многом способствовало ошибочное широко распространенное мнение о неограниченных возможностях вод Мирового океана к самоочищению. Многие это понимали так, что любые отходы и отбросы в любом количестве в водах океана подвергаются биологической переработке без вредных последствий для состава самих вод. В результате отдельные моря и участки океанов превратились, по выражению Жака Ив Кусто, в «естественные сточные ямы». Он указывает, что «море стало сточной ямой, куда стекаются все загрязняющие вещества, выносимые отравленными реками, которые ветер и дождь собирают в нашей отравленной атмосфере; все те загрязняющие вещества, которые сбрасывают такие отравители, как танкеры, перевозящие нефть. Поэтому не следует удивляться, если мало-помалу из этой сточной ямы уходит жизнь». И далее, всемирно известный французский океанограф указывает, что независимо от вида загрязнения, идет ли речь о загрязнении почвы, атмосферы или воды, все сводится, в конечном счете, к одному загрязнению — загрязнению Мирового океана, куда, в конце концов, попадают все отравляющие вещества, превращая Мировой океан, по образному выражению Кусто, во «всемирную помойку» Жак Ив Кусто умышленно несколько сгущает краски, чтобы привлечь внимание мировой общественности к этой злободневной проблеме.

Из всех видов загрязнений наибольшую опасность на сегодняшний день для Мирового океана представляет нефтяное загрязнение. По подсчетам, в Мировой океан ежегодно попадает от 6 до 15 млн. т нефти и нефтепродуктов. Здесь прежде всего необходимо отметить потери нефти, связанные с транспортировкой ее танкерами. Известно, что после разгрузки нефти, чтобы придать танкеру необходимую устойчивость, его танки частично заполняются балластной водой. Слив балластной воды с остатками нефти до последнего времени осуществлялся чаще всего в открытом море. Лишь очень немногие танкеры оборудованы специальными балластными резервуарами которые никогда не заполняются нефтью, а предназначены специально для балластной воды.

Кроме того, значительные количества нефти попадают в море после непосредственной промывки цистерн нефтеналивных сосудов. Подсчитано, что при этом в море попадает около 1 % нефти и нефтепродуктов от всего перевозимого груза. Например, нефтеналивное судно водоизмещением 30000 т сбрасывает в море около 300 т мазута при каждом рейсе. При перевозке 500 млн. т мазута в год потери составляют 5 млн. т в год, или 13 700 т в сутки! По другим, более осторожным оценкам, эта цифра не превышает 2 млн. т.

Огромное количество нефтепродуктов попадает в Мировой океан при их использовании. Практически трудно учесть общую величину потерь, но она едва ли не самая значительная. Только дизельные двигатели судов выбрасывают в море до 2 млн. т тяжелых нефтепродуктов (смазочные масла, несгоревшее топливо и т. п.). Велики потери нефти при морском бурении; сборе нефти в местные резервуары и ее перекачке по магистральным нефтепроводам. Всего здесь теряется до 0,25 % от добываемой нефти. Трудно установить и учесть такие потери нефти, а тем более заранее прогнозировать их. Хотя один из американских журналов и считает, что, например, в Северном море одна из 500 буровых скважин может давать аварийный выброс нефти ежегодно. При этом аварии могут быть различных масштабов. Так, расчеты показывают, что авария на морской буровой, подобная той, что имела место на нефтепромысле Экофиск в Северном море в апреле 1977 г. (когда в море попадало ежесуточно 10— 15 тыс. т нефти) может сопровождаться разливом 1 — 2 млн. т нефти, поскольку на ликвидацию такой аварии может потребоваться до 100 суток. Именно такая авария произошла 3 июля 1979 г. на подводной скважине «Исток-1», расположенной вблизи полуострова Юкатан (Мексика), где в течение нескольких месяцев ежедневно сгорало и выливалось в море около 4,77 млн. л нефти. Огромное количество нефти распространилось по поверхности Мексиканского залива, нанеся непоправимый ущерб морской флоре и фауне. Гигантские нефтяные пятна, растянувшись на 940 км, приблизились к побережью США и к концу августа покрыли толстым слоем около 200 км пляжей штата Техас.

Трудно подсчитать и величину потерь нефтепродуктов при авариях, имеющих место при перевозках нефти танкерами. Только в 1974 г. было зафиксировано 1168 случаев разного рода аварий с утечкой нефти, а за последние 10 лет (1971 — 1981 гг.) —13 379 кораблекрушений танкеров.

Естественно, что по мере роста морской добычи нефти количество перевозок нефти танкерами резко возрастает, а следовательно, возрастает и количество аварийных случаев.

В последние годы увеличивается и количество крупных танкеров, перевозящих нефть. Так, к концу 1979 г. мировой нефтеналивной флот насчитывал 4200 судов, из них 700 супертанкеров с дедвейтом, превышающим 200 тыс. т. На долю супертанкеров приходится более половины всего объема перевозимой нефти. Такой гигант даже после экстренного торможения проходит больше 1 мили (1852 м) до полной остановки. Естественно, что опасность катастрофических столкновений у таких танкеров возрастает в несколько раз, так же как и количество разливаемой нефти при катастрофе. Так, в марте 1980 г. у берегов Бретани затонул американский супертанкер «Амоко Ка-дис», выбросив в море 220 тыс. т нефти. Эта авария повлекла за собой сильнейшее загрязнение обширного прибрежного района Франции, последствия которого будут сказываться еще много лет.

Имеется еще два пути попадания нефти в море. Первый — это вынос нефти и нефтепродуктов в море с водами рек. По данным Национальной Академии наук США, таким путем в моря попадает до 28 % от общего количества поступающей нефти.

Второй путь — это приток нефтепродуктов с атмосферными осадками (ведь легкие фракции нефти с поверхности моря испаряются и попадают в атмосферу). По оценкам Академии наук США, таким образом в Мировой океан поступает тоже около 10 % от общего количества нефти.

Наконец, если еще прибавить (практически не подлежащие учету) сливные неочищенные сточные воды с нефтеперерабатывающих заводов и нефтебаз, расположенных на морских побережьях и в портах (в США в море таким образом ежегодно попадает свыше 500 тыс. т нефтепродуктов), то легко себе представить, какое угрожающее положение создалось с нефтяным загрязнением.

По данным межправительственной океанографической комиссии и Всемирной метеорологической организации, нефтяными пленками охвачены огромные акватории Атлантического, Индийского, Тихого океанов. Подобной пленкой полностью покрыто Южно-Китайское и Желтое моря, зона Панамского канала, обширная зона вдоль берегов Северной Америки (шириной до 500—600 км), акватория между Гавайскими островами и Сан-Франциско в северной части Тихого океана и много других районов. Особенно большой вред такие нефтяные пленки приносят в полузамкнутых внутренних и северных морях, куда они приносятся системами течений. Так, Гольфстрим и Северо-Атлантическое течение переносят углеводороды от берегов Северной Америки и Европы в районы Норвежского и Баренцева морей. Особенно опасно попадание нефти в моря Северного Ледовитого океана и Антарктики, так как низкие температуры воды и воздуха тормозят процессы химического и биохимического окисления нефти даже в летний период.

Таким образом, нефтяное загрязнение Мирового океана носит глобальный характер.

Подсчитано, что даже 15 млн. т достаточно, чтобы покрыть нефтяной пленкой Атлантический и Северный Ледовитый океаны. А ведь содержание уже 10 г нефти в 1м3 воды губительно для рыбной икры. Гибнет не только икра, но и взрослая рыба, гибнут птицы, питавшиеся этой рыбой, и в итоге довольно часто происходят случаи отравления и у людей. Кроме того, нефтяная пленка (1т нефти загрязняет 12 км2 площади моря) уменьшает проникновение солнечных лучей и тем самым пагубно влияет на процессы фотосинтеза фитопланктона, основной кормовой базы большинства живых организмов морей и океанов.

Специалисты также подсчитали, что достаточно 1 л нефти, чтобы лишить кислорода 400 тыс. л морской воды.

Нефтяные пленки могут существенно нарушить обмен энергией, теплом, влагой, газами между океаном и атмосферой. А ведь океан играет большую роль в формировании климата, вырабатывает 60—70 % кислорода, необходимого для существования жизни на Земле.

Весьма ощутимо нефтяное загрязнение поверхности морей и для населения прибрежных районов, где летом под действием солнечных лучей плавающая на поверхности моря нефть испаряется, и присутствие ее паров в воздухе вредно отражается на здоровье людей. Среди наиболее загрязненных нефтью и нефтяными отходами акваторий особенно выделяются Средиземное, Северное, Ирландское и Яванское моря, Мексиканский, Бискайский и Токийский заливы.

Так, почти 3/4 побережья Италии, омываемого водами Адриатического, Ионического, Тирренского и Лигурийского морей, общей протяженностью 7500 км, загрязнены отходами нефтеперегонных заводов и отбросами 10 тыс. промышленных предприятий. К тому же, побережье ни на один день не перестает получать современные «дары» Средиземного моря—«нефтяные жемчужины», которые выплескивают при очистке своих отсеков многочисленные танкеры. До недавнего времени ежегодно в воды Средиземного моря танкеры сливали около 300 тыс. т нефтяных остатков; тысячи яхт и катеров сбрасывали смазочные вещества за борт; нефтеперерабатывающие заводы сливали ежегодно до 20 тыс. т нефти в море.

Не в меньшей степени загрязнено нефтяными углеводородами и Северное море. А ведь это шельфовое море — средняя глубина его 80 м, а в районе Доггер-Банки — до недавнего времени богатой рыбопромысловой акватории — только 20 м. При этом впадающие в него реки, особенно наиболее крупные, такие, как Рейн, Эльба, Везер, Темза, снабжают Северное море не чистой пресной водой, а, наоборот, ежечасно несут в море тысячи тонн вредных веществ, отравляющих море. В Северном море, где плотность движения танкеров самая высокая в мире, ежегодно перевозится около 500 млн. т нефти и нефтепродуктов, происходит 50 % всех столкновений танкеров. Ежегодно в море вытекает около 1 млн. т нефти из буровых вышек, прохудившихся нефтепроводов, из портов, промышленных предприятий и рек.

Ненамного «отстали» по степени загрязнения нефтью и нефтепродуктами и Ирландское море, Бискайский и Мексиканский заливы, а также Яванское море и Токийский залив. Некоторые прибрежные районы Великобритании, Франции, США, Канады и Японии утратили не только рыбопромысловое, но и санаторно-курортное и туристическое значение и к тому же сделались опасными в пожарном отношении.

Знаменитый норвежский ученый и исследователь Тур Хейердал рассказывал, что, когда в 1947 г. бальсовый плот «Кон-Тики» прошел около 8 тыс. км в Тихом океане, на всем пути океан был чист и прозрачен. А во время плавания на папирусной лодке «Ра» в 1969 г. он был потрясен степенью загрязнения Атлантического океана. Даже у берегов Африки, посреди океана в районе Вест-Индских островов, рассказывает Хейердал, «мы целыми днями наблюдали картину, которая больше всего напоминала акваторию какого-нибудь крупного порта. До самого горизонта поверхность моря оскверняли черные комки мазута с булавочную головку, с горошину, даже с картофелину. Годом позже, следуя примерно тем же маршрутом на «Ра-2», мы из 57 дней, в течение которых длился дрейф, 43 дня вылавливали сетью комки мазута».

Загрязнение сточными отходами промышленных и бытовых вод — один из самых массовых видов загрязнения вод Мирового океана. Практически в этом виде загрязнения повинны все развитые в экономическом отношении страны. До последнего времени для подавляющего числа промышленных предприятий реки и моря являлись местом сброса отработанных стоков. К сожалению, очистка стоков поспевает за экономическим развитием и ростом народонаселения лишь в очень немногих странах. Особенно повинны в сильном загрязнении вод химическая, целлюлозно-бумажная, текстильная и металлургическая отрасли промышленности.

Сильно загрязняют водоемы и шахтные воды в связи с усилившимся в последнее время новым способом добычи угля - гидродобычей, при которой большое количество мелких частиц угля выносится вместе с отработанными водами.

Вредное действие оказывают сбросы целлюлозно-бумажных заводов, имеющие обычно вспомогательные производства сульфита, хлора, извести и других продуктов, стоки которых также сильно загрязняют и отравляют морские водоемы.

Практически сточные неочищенные воды любой отрасли промышленности несут угрозу водам Мирового океана.

Свой «вклад» в загрязнение морей вносят и отходы бытовых вод, к которым относятся стоки пищевых предприятий, бытовые нечистоты, детергенты и стоки с сельскохозяйственных угодий.

Отходы пищевых предприятий включают отработанные воды с мясобоен, маслозаводов, сыроваренных и сахарных заводов и т. п.

Большой вред морским водоемам приносит применение синтетических моющих средств, так называемых детергентов. Во всех промышленно развитых странах происходит интенсивный рост производства детергентов. Все детергенты обычно образуют стойкую пену при внесении в воду сравнительно небольшого количества вещества. Способность к пенообразованию детергенты не теряют даже после прохождения очистных сооружений. Поэтому водоемы, куда попадают сточные воды, бывают покрыты клубами пены. Детергенты очень токсичны и устойчивы к процессам биологического разложения, они плохо поддаются очистке, не оседают и не уничтожаются при разбавлении чистой водой.

Правда, в последние годы ФРГ, а вслед за ней и некоторые другие страны стали выпускать быстро окисляющиеся детергенты. Однако большинство развитых стран все еще выпускают детергенты «старого образца», а ведь, по исследованиям специалистов, в водоемы, и в итоге, в Мировой океан попадает до 50—60 % и более их начального количества.

Особое место занимают стоки с сельскохозяйственных угодий. Этот вид отравлений морей и океанов связан, прежде всего, с применением пестицидов — химических препаратов, используемых для уничтожения насекомых, мелких грызунов и т. д. Среди пестицидов особую опасность для морских водоемов представляют хлорорганичес-кие пестициды, главным образом ДДТ. Причем пестициды попадают в морскую среду двумя путями, как со сточными водами из сельскохозяйственных районов, так и из атмосферы. До 50 % пестицидов, распыляемых в сельскохозяйственных районах, никогда не достигает растений, для защиты которых они предназначены, и разносится ветрами в атмосфере. ДДТ обнаружен на частицах пыли в районах, далеких от зон распыления пестицидов. Осадки переносят пестициды из атмосферы в морскую среду. ДДТ обнаруживают в тканях пингвинов Антарктики и белых медведей Арктики — далеко от областей, где истребляют вредных насекомых. Анализ снежного покрова Антарктики показал, что на поверхности этого весьма отдаленного от развитых стран материка осело около 2300 т пестицидов.

Один вид ДДТ, применяемый на полях Восточной Африки, был через несколько месяцев обнаружен в воде Бенгальского залива, за 6 тыс. км. Жир двадцати китов, выловленных несколько лет назад для исследовательских целей у берегов Восточной Гренландии, содержал следы шести ядохимикатов, в том числе и ДДТ. Эти киты родились и выросли у гренландских ледников; они, по-видимому, никогда не подходили в берегам земледельческих районов, но океанические течения, переносящие с собой планктон, которым питается криль (мелкие рачки, составляющие основной корм китов), способствовали проникновению ядохимикатов в организм китов. Планктон обладает свойством абсорбировать, ассимилировать и концентрировать инсектициды (ядохимикаты, используемые для уничтожения вредных насекомых). Абсорбируемые планктоном яды затем попадают в ткани рыб и. в итоге, в ткани человека.

Следует отметить еще одно отрицательное свойство многих ядохимикатов, в том числе и ДДТ. Они активно абсорбируются нефтью и нефтепродуктами. Пятна нефти и комки мазута абсорбируют ДДТ и хлорированные углеводороды, которые не растворяются водой и не оседают на дно, в результате чего их концентрация становится более высокой, чем в первоначальном растворе, примененном для опрыскивания. В результате один вид загрязнений морских вод усиливает действия другого. Токсичность пестицидов увеличивается при более высокой температуре морской воды.

Применение минеральных удобрений с большим содержанием фосфора и азота, так называемых фосфатов и нитратов, часто также губительно сказывается на морской воде.

Когда количество вводимых азотных удобрений слишком велико, то азот вступает в соединение с органическими веществами, находящимися в процессе брожения, и образует нитраты, которые убивают речную и морскую фауну. Поэтому, например, правительство Японии запретило применять азотистые удобрения на рисовых полях.

Печальную славу по степени загрязненности снискали такие акватории, как Средиземное море, Северное, Ирландское и Японское моря, Мексиканский, Калифорнийский и Токийский заливы, а также воды Атлантического побережья США.

Поверхность этих акваторий настолько заражена огромным количеством разнообразных токсических соединений, выбрасываемых в прибрежные воды различными промышленными предприятиями, что рыба в этих морях постепенно исчезает.

Большую угрозу фауне моря и человеческому здоровью несут тяжелые металлы, такие, как ртуть и кадмий, которые очень часто встречаются среди промышленных отходов.

Установлено, что почти 50 % мировой продукции ртути, что составляет около 5 тыс. т, различными путями попадает в Мировой океан. Особенно много ее попадает в морские воды вместе со сбросом промышленных сточных вод. Например, вследствие сброса воды предприятиями целлюлозно-бумажной промышленности ряда стран Западной Европы несколько лет назад ртуть была обнаружена в рыбах и морских птицах у побережья Скандинавии.

Нарицательным стало название японского города Минамате, где в результате преступного сброса промышленными предприятиями в океан сточных вод, насыщенных ртутью, было отравлено свыше 600 человек, из них 79 человек погибло. Высокие концентрации ртути обнаружены во многих районах Атлантического, Тихого и Индийского океанов. В этих районах помимо всего обнаруживается отрицательное влияние ртути на способность процессов фотосинтеза, заметно снижающих количество вырабатываемого кислорода.

Велика степень загрязнения вод Мирового океана и бытовыми предметами массового потребления (пластиковые бутылки, консервные банки, банки из-под пива и т. п.).

Так, еще во время своего путешествия на папирусной лодке «Ра» в 1969 году Тур Хейердал отмечал высокую степень загрязненности вод Атлантического океана пластиковыми бутылками, сосудами, тарелками, консервными банками и банками из-под пива и т. п. предметами. Подсчитано, что только в северной части Тихого океана плавало около 35 млн. пустых пластиковых бутылок. 90 млн. туристов, ежегодно посещающих итальянское и французское побережья Средиземного моря, оставляли после себя в морской воде тонны пластмассовых чашек, бутылок, тарелок и прочих предметов ежедневного потребления. До недавнего времени в портах Барселоны, Марселя, Генуи, Неаполя, Пирея и Стамбула корабли с трудом заходили в доки, потому что вся поверхность моря была покрыта мусором, пластмассовыми бутылками и резиновыми шинами. Да разве удивительна такая высокая степень засоренности акваторий портов, если даже в самых глубоких местах Мирового океана мы наблюдаем следы активной человеческой деятельности. Так, в желобе Пуэрто-Рико (окаймляющем с северо-востока Антильские острова) тралы советского научно-исследовательского судна «Академик Курчатов» выловили с глубины 8300 м не только уникальных донных животных, но и жестяную банку из-под пива, связку полиэтиленовых обрезков, куски фольги, использующейся для упаковки продуктов. Несколько ранее исследовательский корабль США поднял со дна этого желоба пустые банки от краски, фруктовых соков, бутылки, батарейки от фонарей, куски алюминия.

Критическое состояние Средиземного моря объясняется как географическими особенностями, так и необычайным сосредоточением населения и промышленности на побережье.

По данным Всемирной организации здравоохранения, средиземноморские страны до недавнего времени ежегодно сбрасывали в море 12 млн. т органических отходов. Кроме того, промышленные предприятия ежегодно «добавляли» в воды Средиземного моря 1 млн. т азота, 360 тыс. т фосфора, 21 тыс. т цинка, 2400 т хрома и 2500 т различных радиоактивных веществ. Между тем установлено, что на обновление теплой и слабо перемешиваемой приливами воды в чаше Средиземного моря уходит почти столетие.

18 государств Средиземноморья в 1976 г. подписали первый в истории договор об охране моря, который за прошедшие годы пока очень слабо претворялся в жизнь.

В настоящее время существует комплексная программа спасения Средиземного моря, которая предусматривает строительство очистных сооружений, удаление слоя опасных загрязнений почвы с целых участков побережья, разведение рыбы там, где ей в настоящий момент грозит вымирание. Однако для полного выполнения этой программы потребуется не менее 100 лет.

Велика степень загрязнения отходами промышленных предприятий и Северного моря.

Ежегодно в море попадает свыше 50 млн. т химических отходов. Эта огромная масса грязи может заполнить товарный состав, длина которого превысила бы длину экватора.

Наибольший вклад в дело загрязнения этого моря вносят реки Рейн и Темза. Многочисленные промышленные концерны ФРГ, так же как и различные промышленные предприятия других стран — Франции, Нидерландов, Швейцарии и Люксембурга, через территорию которых протекает Рейн, ежегодно выливают в реку сотни тысяч литров отравленных отходами производства вод, начиная от самого истока реки и по всему ее руслу, вплоть до устья. Она несет к морю поток химической смеси из свинца, никеля, марганца, сульфатов и других отравляющих веществ. Комиссия ООН, обследовавшая Рейн, признала реку пригодной лишь для судоходства. Воду из Рейна запрещено употреблять не только для питья, но и для поливки садов и огородов.

«Прикладывают свою руку» и многие фирмы, расположенные непосредственно на побережье Северного моря, спуская сюда сотни тысяч тонн самых различных ядовитых химикатов.

В Великобритании 90 % всего населения пользуются водой сомнительного качества. Вода Темзы уже в тех местах, откуда ее берут для снабжения Оксфорда, имеет плохие бактериальные и химические показатели. Выше Лондона в Темзу поступают бытовые и промышленные стоки огромного густонаселенного промышленного района. В устье Темзы ежегодно сбрасывается около 5 млн. т отходов г. Лондона. Река здесь настолько загрязнена, что ее вода почти лишена кислорода.

В последние годы тайно или открыто огромное количество ядовитых отходов промышленности стран Северной и Западной Европы сброшено в мелководное Северное море, глубина которого в отдельных местах не превышает и 13 м.

Очень остро стоит проблема загрязнения морских вод и в Японии. Ученые считают, что Токийский залив — один из самых загрязненных заливов мира. Владельцам крупных промышленных предприятий, расположенных на побережье залива, невыгодно строить специальные очистные сооружения и они продолжают по-прежнему сбрасывать в воду отходы производства, нещадно отравляя прибрежную акваторию. Особенно сильно страдает от загрязнения Тихоокеанское побережье Японии, в результате чего заметно уменьшилось количество рыбы в прибрежных водах. Вымирают устричные плантации и плантации морских водорослей. Нависла угроза и над жемчужными плантациями.

Помимо Мексиканского залива, в США загрязнено большинство рек, и особенно сильно — крупные реки на востоке страны: Огайо, Потомак и др. Более 100 млн. жителей США используют для питья воду из рек и озер, сильно загрязненных сточными водами.

Ученые подсчитали, что в целом в США такие отрасли промышленности, как пищевая, бумажная, химическая, угольная, нефтяная, резиновая, металлургическая, машиностроительная, ежегодно спускают в водоемы (моря, реки, озера) фантастическое количество жидких отходов — 94,5 млрд. м3.

Во всем мире объем сточных вод промышленных предприятий, сбрасываемых в реки и моря, в связи с ростом промышленности продолжает неуклонно возрастать. Состояние же вопроса с очисткой сточных вод продолжает оставаться крайне неудовлетворительным.

Радиоактивное загрязнение вод Мирового океана.

В Мировой океан радиоактивные осадки попадают тремя путями: во-первых, из атмосферы в результате ядерных испытаний; во-вторых, при сбросе радиоактивных вод и радиоактивных веществ с предприятий атомной промышленности и атомных электростанций и, наконец, в результате аварий судов, работающих на атомных двигателях, а также сброса радиоактивных отходов судовых реакторов.

После заключения в 1963 г. договора о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой опасность радиоактивного загрязнения вод Мирового океана уменьшилась в несколько раз.

Опасность ядерных испытаний на земле и в атмосфере заключается, прежде всего, в быстром переносе радиоактивных частиц воздушными течениями на колоссальные расстояния. Так, после испытания французской атомной бомбы в Сахаре (13 февраля 1960 г.) понадобилось всего два дня, чтобы радиоактивные частицы достигли побережья Индии, а через три дня они оказались в Японии. Кроме того, необходимо отметить исключительную «живучесть» радиоактивных частиц (особенно при испытаниях над поверхностью земли). Попадая в высокие слои стратосферы, радиоактивные частицы затем способны выпадать в виде «радиоактивных» дождей через многие месяцы после ядерных взрывов, иногда за несколько тысяч километров от места испытания.

Стойкость радиоактивных веществ к разрушению и распаду способствует переносу морскими течениями зараженных рыб, планктона и других животных и растительных организмов на многие сотни и тысячи километров также в течение весьма длительного времени. Так, тунцы с признаками радиоактивности через 6—8 месяцев после взрыва в атолле Бикини достигли берегов Японии, проделав путь в 3—4 тыс. миль. Кроме того, выяснилось, что подавляющее большинство стронция-90 не впитывается морскими грунтами, и он весь держится в толще воды. А икра рыб отличается высокой чувствительностью даже на небольшие концентрации стронция-90. Более того, многие растительные организмы и некоторые породы рыб способны аккумулировать радиоактивные вещества, увеличивая их содержание в 20 — 30 раз против окружающей водной среды, представляя исключительную опасность для заражения людей.

По мере развития атомной промышленности, атомной энергетики во все возрастающих размерах осуществляет ся сброс радиоактивных отходов в реки, озера и моря. Причем, к сожалению, до последнего времени не существовало единых правил захоронения радиоактивных веществ в водах Мирового океана. Чаще всего считалось, что если захоронение радиоактивных веществ происходит в глубинных водах морей п океанов, то это гарантирует безопасность их хранения на срок в несколько сот лет, т. е. на такой период, в течение которого они постепенно, растворившись в воде, станут безопасными. Между тем в последнее время установлено, что обновление глубинных вод морей и океанов происходит за период менее 100 лет, т. е. за такой срок, в течение которого радиоактивные отходы не теряют своих вредных свойств. Также было установлено, что радиоактивные воды, находящиеся в поверхностных слоях, проникают на глубину в несколько километров. Таким образом, вертикальное перемещение п перемешивание водных масс не может гарантировать безопасности захоронения в водах Мирового океана радиоактивных веществ.

Между тем в большинстве стран Западной Европы, в США, Японии, в Австралии отходы атомных электростанций и исследовательских центров сбрасываются в реки и прибрежные воды морей, реже в глубоководные части океанов. Причем чаще всего это не единичные сбросы в небольших количествах, а либо регулярные ежегодные захоронения (как это имеет место в Ирландском море, куда Великобритания ежегодно сбрасывает 800 м3 жидких отходов атомных центров Ундскейла и Колдер-Хона), либо большие количества радиоактивных отходов, накопившиеся за несколько лет. Так, например, в 1977 т. в Атлантику было сброшено 7180 контейнеров с 5650 т таких отходов. Срок службы стальных зацементированных контейнеров, в которых помещены жидкие отходы, обычно не превышает 10 лет.

Эти многочисленные сбросы привели к тому, что в некоторых районах радиоактивное загрязнение моря стало сравнимо с глобальным радиоактивным загрязнением морской среды в результате ядерных испытаний. Так, по данным еженедельника «За рубежом», Агентство по защите окружающей среды США сообщило о заражении морского дна в Тихом океане, в 35 милях к западу от Сан-Франциско и в Атлантике (в 120 милях к востоку от границы между штатами Мэриленд и Делавер). Там в течение 30 лет захоранивались зацементированные контейнеры, которые содержали плутоний и цезий. В водах Атлантики, где их было сброшено 14 300 штук, радиоактивное загрязнение превысило «ожидаемое» в 3— 70 раз, а в тихоокеанских водах (захоронено 47 300 контейнеров) — в 2—25 раз.

Говоря о захоронении радиоактивных отходов, нельзя не коснуться проблемы захоронения и других высокотоксичных соединений.

Обычно такие соединения сбрасываются в морские и океанские воды в специальных контейнерах.

В 1970 г. США затопили в Атлантическом океане, в 500 км от побережья Флориды, судно «Рассел-Бриге», на борту которого находилось 68 т нервно-паралитического газа (зарина), помещенного в 418 бетонных контейнерах. Контейнеры рано или поздно дадут утечку и тогда трудно даже представить все последствия этого преступного акта США.

В 1972 г. в водах Атлантического океана севернее Азорских островов ФРГ затопила 2500 металлических бочек с промышленными отходами, содержащими сильнодействующие цианистые яды.

Список подобных случаев можно было бы продолжить.

Обычно контейнеры делают из прочных материалов, часто бетонными или стальными. Бетон, однако, разрушается, а сталь ржавеет. Землетрясения, случающиеся на дне моря, огромное давление воды и удары о камни и скалы могут разрушить любой контейнер. Правда, предполагается, что потеря отходов из контейнеров будет происходить медленно и отходы будут разбавляться большим количеством воды. Однако уже известно немало примеров быстрого разрушения контейнеров в сравнительно неглубоких водах Ирландского моря, пролива Ла-Манш и Северного моря с самыми пагубными последствиями для фауны и флоры акваторий.

Лишь в последние годы под давлением мировой общественности ученые многих стран Западной Европы и США усиленно ищут безопасные методы захоронения радиоактивных отходов. Так, по сообщениям печати, ученые ФРГ и США предложили в качестве мест захоронения радиоактивных отходов использовать соляные копи. По их мнению, внутри таких копий как раз имеются идеальные условия для захоронения радиоактивных отходов. Это стабильные прочные соляные породы, которые легко выдерживают высокую температуру, связанную с выделением тепла радиоактивными частицами. Кроме того, сухость воздуха способствует длительному хранению контейнеров и гарантирует их от коррозии.

В США в последнее время такие отходы смешиваются с боросиликатным стеклом. Полученная смесь помещается в стальные контейнеры, которые герметизируются и временно хранятся в хранилищах с воздушным охлаждением. А затем их захоранивают в подземных камерах. Однако, как отмечают американские ученые, для стеклования необходимо расплавлять радиоактивные отходы при высоких температурах, а это связано с возможностью утечки радиоактивных веществ. Тепло, выделяемое радиоактивными веществами, также может расплавить стекло.

Еще один путь попадания радиоактивных веществ в морские воды связан с авариями атомных подводных лодок.

Так, в 1963 г. в Атлантическом океане затонула американская атомная подводная лодка «Трешер», остатки которой были найдены более чем в 200 милях восточнее Бостона. А уже в 1966 г. у берегов Ирландии, примерно в 2500 милях от места гибели «Трешера», выловили деталь подводной лодки с надписью «радиоактивно».

Другой источник радиоактивного заражения вод Мирового океана — сброс радиоактивных отходов с судов, работающих на атомных реакторах (а таких судов, по данным США, во всем мире насчитывается свыше 300). Известно, что за один год работы в атомных подлодках (в зависимости от мощности судового реактора) образуется от 300 до 500 л загрязненных смол, используемых при фильтрации вод. Проблема их захоронения в мире пока еще кардинально не решена.

К числу сильно загрязненных радиоактивными отходами акваторий Мирового океана относятся Северное, Ирландское, Средиземное и Японское моря, Мексиканский, Бискайский, Токийский заливы и Атлантическое побережье США.

Борьба с загрязнением вод Мирового океана

Итак, степень загрязнения вод Мирового океана достигла огромных размеров. Долго такое положение продолжаться не может. К этому выводу пришло большинство прогрессивных ученых, занимающихся этой проблемой во всех странах мира. Какие же меры принимают правительства большинства экономически развитых стран, виновных в первую очередь в загрязнении вод Мирового океана?

В настоящее время ученые всех стран интенсивно ищут пути спасения Мирового океана. Причем в ряде случаев, несмотря на колоссальные достижения современной науки, ликвидировать определенные виды химического, а также радиоактивного загрязнения в настоящее время невозможно. Несколько лучше обстоит дело с нефтяным загрязнением.

Уже сегодня существует ряд физико-химических и механических методов удаления нефти, разлившейся в результате аварий танкеров.

Прежде всего, в таких случаях стремятся локализовать аварийный участок, для чего используются специальные плавучие ограждения (бонны), сделанные из поли-винилхлоридной пленки. Затем пробуют целый комплекс методов, из которого выбирают сочетание нескольких наиболее эффективных для данного случая. В этот комплекс методов входит: сжигание нефти на локализованных участках; удаление нефти с помощью песка, обработанного особым составом. Нефть прилипает к зернам песка и погружается на дно (так было, например, удалено 100 т нефти с поверхности моря в Кувейте всего за 45 мин).

Поглощение нефти соломой, древесными опилками, различными эмульсиями, днспергаторами и другими химикалиями, потопление нефти с помощью гипса, а также ряд других методов.

В СССР создан очень эффективный препарат «ДН-75», который за несколько минут очищает поверхность моря от нефтяного загрязнения. Эффективность его значительно выше аналогичных шведских и американских препаратов. Особое место в комплексе методов борьбы с загрязнением морей нефтью занимают биологические методы. Это, прежде всего, выведение и применение микроорганизмов, которые способны разлагать углеводороды вплоть до углекислоты и воды. В Институте биологии южных морей советские ученые успешно работают над этой исключительно важной проблемой.

В СССР, Франции, Норвегии, США, Японии и некоторых других странах имеются специальные суда, оснащенные установками для сбора нефти с поверхности моря. Установка состоит PIS мощного насоса и емкости с отстойником, куда и закачивается загрязненная нефтью вода. Нефть, как более легкая, всплывает на поверхность, а очищенная вода снова спускается в море. Такой нефтемусоросборщик может за 6 ч собрать до 170 т нефти. Предполагается, что такими установками в ближайшие годы будут оборудованы все грузовые, пассажирские и рыболовные суда. Некоторыми компаниями созданы маленькие суда, доставляемые на самолетах к месту аварии танкеров. Каждое такое судно может всасывать 1,5 тыс. л нефтеводяной смеси в минуту, отделяя свыше 90 % нефти и закачивая ее в специальные плавучие емкости, буксируемые затем к берегу.

Однако при крупных авариях, как в случае с «Амоко Кадис», даже применение целого комплекса методов оказывается малоэффективным. Аварии танкеров, груженных нефтью, сброс нефтяных остатков, машинного масла, балластных вод, радиоактивных отходов с судов, работающих на атомных двигателях, сточных вод промышленных и бытовых предприятий и т. п.— все это продолжает загрязнять воды Мирового океана. Поэтому правительства крупнейших промышленно развитых стран принимают соответствующие меры в этом направлении. Так, в США вопросами загрязнения занимается специальная комиссия. Активное участие в охране морских вод принимает и конгресс США. Новые нормы безопасности предусмотрены также при строительстве танкеров, при организации системы транспортного передвижения в бухтах. Но все они страдают общим недостатком. Во-первых, расплывчатые формулировки позволяют частным компаниям их обходить. А, во-вторых, кроме береговой охраны, некому следить за соблюдением этих законов.

Одна из важных проблем, связанных с предотвращением загрязнения морских вод — проблема переработки или уничтожения разнообразных пластиковых изделий, получивших в последнее время широкое распространение в США и Западной Европе. Известно, что пришедшие в негодность изделия из пластика практически не поддаются естественному разрушению. Американский ученый Карл Суонхолм разработал пластик, изделия из которого саморазрушаются после их использования. Под прямым воздействием солнечного света в этих изделиях, будь это игрушка или детская пеленка, пластиковый мешок или бутылка, начинается процесс разрушения, который довершают насекомые.

Важное открытие, которое может быть использовано для очистки сточных вод, сделали недавно ученые США. Они предложили использовать сточные воды как питательную среду для водоросли хлореллы, используемой в корм скоту. В процессе роста хлорелла, выделяя бактерицидные вещества, изменяет кислотность стоков таким образом, что в этой среде гибнут болезнетворные бактерии и вирусы, т. е. стоки обеззараживаются.

В США существует и перспективный план, по которому к 2000 г. сточные воды должны очищаться более чем на 80 %. Время покажет, как этот план будет претворяться в жизнь.

Во Франции созданы шесть территориальных комитетов по бассейнам основных рек, которые и контролируют охрану и использование вод. В некоторых департаментах найден остроумный выход, чтобы заставить владельцев предприятий хорошо очищать сточные воды. Фабрике разрешают забирать воду из реки только ниже того места, где у нее выведен сток.

Рис.14. Установка по очистке загрязнённой водной поверхности в гавском порту.

Франция предпринимает и практические меры, направленные на борьбу с загрязнением моря. Так, в 1974 г. во Франции было создано судно для очистки рек и акваторий портов. Оно имеет специальное оборудование, которое засасывает крупные отбросы и мусор, плавающие в воде. За день такой «морской дворник» вылавливает 4 т отбросов, а также удаляет разлившуюся нефть. На Средиземноморском побережье Франция приступила к строительству очистных сооружений для сбора загрязненных вод танкеров.

Специальные самолеты и вертолеты постоянно патрулируют над прибрежными водами Франции, особенно внимательно следя за тем, чтобы ни один танкер не слил остатки нефтепродуктов или балластные воды на подходах к портам.

Оригинально эта проблема решена в Швеции. Определенной группой изотопов там помечают танки каждого судна и с помощью специального прибора по пятну на море безошибочно называют судно-нарушитель.

В ФРГ уже в 1961 г. вступил в силу закон о запрещении производства моющих средств, содержащих биологические нерасщепляемые элементы. В Великобритании создан Совет по водным ресурсам страны, наделенный большими полномочиями, вплоть до привлечения к судебной ответственности лиц, допускающих сброс в водоемы ядовитых, вредных или загрязняющих веществ. Виновные подвергаются также штрафу.

В последние годы активно включилась в эту кампанию и Япония. В Токио и некоторых других портовых городах создана служба наблюдения за загрязнением моря. Специальные катеры регулярно патрулируют Токийский залив и другие прибрежные воды. Для выявления степени и состава загрязнения, а также его причин созданы специальные автоматические буи-роботы.

Аналогичные организации по охране речных и морских водоемов имеет и ряд других капиталистических стран Европы, Америки, Азии и Африки. Во многих положениях и законах этих организаций предусмотрены и специальные меры, связанные с предотвращением загрязнения морских вод при бурении, перекачке нефти по трубопроводам, погрузке и разгрузке танкеров, сливе балластных вод танкеров и т. п. Однако на деле во многих случаях в большинстве капиталистических стран частные фирмы и компании обходят эти законы, так как не заинтересованы во вложении дополнительных капиталов, зачастую считая более выгодным заплатить даже крупный денежный штраф, чем строить специальные очистные сооружения на своих фабриках и заводах, или очистные приемные сооружения для сливных вод танкеров. Они продолжают по-прежнему выбрасывать в заливы и моря отходы производства, спускать сливные воды танкеров, продолжают сильно загрязнять морские воды при бурении морских скважин.

Для большинства капиталистических стран неизбежно вступают в конфликт желание и воля народов, а под их давлением часто и правительств этих стран защитить морские воды и тем самым здоровье людей от грозящей им беды, с одной стороны, и интересы крупнейших капиталистических компаний — с другой. К сожалению, во многих случаях победа остается за последними. Имеются, правда, случаи серьезного отношения к этой важнейшей проблеме и в капиталистических странах. В Швеции национальный научно-исследовательский институт охраны воды и воздуха разработал действенные меры, направленные на недопущение загрязнения морских вод и восстановление чистоты сильно загрязненных водоемов. Еще несколько лет назад было обнаружено повышенное содержание ртути в реках и прибрежных водах. Оказалось, что в этом виновны целлюлозно-бумажные заводы, которые использовали ртуть при обработке бумажной массы, предохраняющей ее от гниения, а также химические заводы, производящие хлор, при котором ртуть служит катализатором. Ученые и инженеры разработали технологию изготовления такой бумажной массы, которая содержит лишь 10 % воды (по сравнению с 50 % раньше), что значительно уменьшило опасность ее гниения. Бумажные фабрики получили возможность обходиться без ртути, п применение ее в целлюлозно-бумажной промышленности было тут же запрещено.

В производстве же хлора ртуть теперь используется по методу замкнутого кругового процесса, предприятия ее практически не сбрасывают. После этого была разрешена и еще одна важная проблема, связанная с отравлением вод целлюлозно-бумажной промышленностью. Дело в том, что до недавнего времени в водоемы сбрасывалось большое количество отходов с предприятий целлюлозно-бумажной промышленности (на предприятиях старого типа на каждую тонну изготовляемой бумажной массы приходилась 1 т отходов). В результате применения новой технологии на этих заводах количество отходов сократилось до 1,5 кг на 1 т, что оказалось очень прибыльным и для заводов: отходы, которые прежде выбрасывались, теперь поступают в повторный производственный цикл и превращаются в картон, ценный дополнительный продукт.

Вслед за Швецией недавно в СССР, США, Великобритании, Франции и Японии начали применять сухое формование бумаги, при котором потребность в воде вообще отпадает. Преимущество метода — не только в отсутствии ядовитых стоков, но и в расширении ассортимента бумаги, возможности придания ей мягкости, водонепроницаемости и т. п.

В некоторых странах значительный эффект на отдельных предприятиях дает введение оборотного водоснабжения. Так, ряд заводов Бельгии и Франции использует одну и ту же воду 5—6 раз. В сталелитейных и прокатных цехах металлургических предприятий США и ФРГ повторно используется свыше 50 % воды. Все эти меры, направленные на сохранение и восстановление чистоты морских вод, должны постепенно дать ожидаемый эффект.

Однако, наряду с такими положительными примерами, необходимо отметить, что в ряде развитых стран вообще пока не существует ни специальных законов, запрещающих отравление морей, ни обществ охраны окружающей среды.

По-другому обстоит дело в Советском Союзе. В СССР во всех союзных республиках существуют специальные органы по водному хозяйству с инспекциями по бассейнам рек. Основная задача таких инспекций — систематический государственный надзор за промышленными и коммунальными предприятиями, сбрасывающими сточные воды.

Совместно с органами водного хозяйства охраной природных вод занимаются также Министерство здравоохранения СССР, Министерство рыбного хозяйства СССР, Министерство геологии СССР, а также Государственный комитет СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды. К вопросам предотвращения загрязнения и самоочищения речных и морских вод в настоящее время привлечено более 200 институтов и отраслевых лабораторий.

В декабре 1970 г. сессия Верховного Совета СССР утвердила «Основы водного законодательства Союза ССР и союзных республик», одним из центральных вопросов которых является охрана водных ресурсов.

Большое значение для рационального использования и охраны вод от загрязнения имеет ряд постановлений советского правительства, принятых в последние годы. К ним относятся постановления о предотвращении загрязнения Каспийского моря (в 1970 г. создано специальное управление по охране водных ресурсов Каспийского моря), бассейнов рек Волги и Урала.

В 1968 г. был опубликован Указ Президиума Верховного Совета СССР «О континентальном шельфе Союза ССР», а в 1969 г. постановление Совета Министров СССР «О порядке проведения работ на континентальном шельфе СССР и охране его естественных богатств».

В 1974 г. приняты Указ Президиума Верховного Совета СССР «Об усилении ответственности за загрязнение моря веществами, вредными для здоровья людей и для живых ресурсов моря» и соответствующее постановление Совета Министров СССР. При этом разработан перечень вредных веществ, сброс которых категорически запрещен.

В 1976 г. Совет Министров СССР принял постановление «О мерах по предотвращению загрязнения моря с судов». В этом же году ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли постановление «О мерах по предотвращению загрязнения бассейнов Черного и Азовского морей», а также Советом Министров СССР было принято постановление «О мерах по усилению охраны от загрязнения бассейна Балтийского моря».

Советский Союз рассматривает охрану водных ресурсов от загрязнения как важнейшее государственное дело, что и закреплено в Конституции СССР.

В десятой пятилетке на цели охраны окружающей среды было израсходовано 11 млрд. руб.

В решениях XXIV, XXV и XXVI съездов КПСС были определены основные мероприятия по предотвращению загрязнения морей. В настоящее время для выполнения всех этих постановлений в Советском Союзе проведен и продолжает проводиться целый ряд мероприятий. Так, транспортные суда наших пароходств оснащены нефте-водяными сепараторами, накопительными емкостями для сбора загрязненных вод и мусора с выводами на палубу для выкачки этих вод в специальные суда-сборщики или в береговые отстойники.

Большинство портов оснащено эффективными нефте-мусоросборщиками для поддержания чистоты акваторий и прибрежных вод. Уже сегодня у нас имеются специально оборудованные суда, которые могут собирать с поверхности аварийно разлитые нефтепродукты до 7 т в час. В ряде пароходств имеются специальные плавучие нефте-очистные станции для мойки нефтяных емкостей судов.

Необходимо отметить замечательный моющий препарат МЛ — исключительно эффективное средство для очистки танкеров от остатков нефти, разработанный в институте океанологии АН СССР. После нагревания до 70—80 °С он вводится под давлением в танк. Соединяясь с остатками нефти, препарат образует эмульсию, которая откачивается насосом в отстойник; здесь она быстро разрушается на нефтепродукт и моющий раствор, который вновь используется для мытья танков. В таком закрытом цикле очищающий раствор может быть использован 10—15 раз. После очистки танкеров таким способом их можно использовать даже для транспортировки пищевых продуктов, например хлебных злаков. Таким образом собирается обычно в одном танкере от 100 до 300 т нефти пли нефтепродуктов, которые раньше при очистке по старой технологии выбрасывались с промывочной водой в море.

Нетрудно представить, какую огромную экономическую выгоду даст применение этого препарата во всех портах СССР. Ведь, кроме дополнительного сбора большого количества нефтепродуктов, высококачественной и быстрой очистки танков, в 4—5 раз превышающей ранее общеустановленные сроки, не поддается оценке сохранность чистоты прибрежных морских вод и акваторий портов. Не случайно этим препаратом заинтересовались крупнейшие нефтяные фирмы Швеции, Японии, США, Великобритании и некоторых других стран. Начато строительство специальных судов для сбора загрязненных вод и мусора с транспортных судов во время их стоянки в порту. За последние годы в Новороссийске, Батуми, Туапсе, Вентспилсе, Клайпеде, Находке, Актау, Красноводске и других портах построены специальные береговые станции с устройствами для приема с судов загрязненных нефтью вод. Эти станции ежегодно собирают и используют свыше 100 тыс. т нефти, попадание которой в море нанесло бы природе большой ущерб.

Все вновь строящиеся суда оборудуются устройством для очистки или достаточными емкостями для сбора загрязненных нефтью вод, хозяйственно-бытовых вод, мусора и других отходов для сдачи их на плавучие или береговые очистные сооружения. Так, крупнейшие советские танкеры «Крым», «Кубань», «Кавказ», «Кузбас», «Керчь», «Советская нефть» и танкер новой серии «Победа», все водоизмещением свыше 180 тыс. т, являются первыми в Мировом океане супертанкерами, полностью отвечающими требованиям Международной конвенции 1973 г. о предотвращении загрязнения моря судами. Все они имеют второе дно для того, чтобы избежать загрязнения моря нефтью даже в случае посадки на мель. При этом промежуточное пространство между двумя днищами заполняется пресной водой или другими полезными запасами. Во всех танкерах применяются чистые балластные танки, которые пустуют при загруженном нефтью судне и заливаются морской водой при движении пустого танкера в обратном направлении.

Органы водного надзора осуществляют строгий контроль за чистотой моря с помощью катеров, самолетов и вертолетов, тщательно следят за количеством сдаваемых на берег с судов вод, загрязненных нефтью. К лицам, виновным в загрязнении моря нефтью, применяются различные меры наказания, вплоть до привлечения к уголовной ответственности.

Большая работа проводится в Советском Союзе и по очистке промышленных и бытовых сточных вод. Только за последние годы введено в эксплуатацию более 5000 новых сооружений по очистке сточных вод, которые позволяют полностью обезвредить десятки миллионов кубических метров отработанных вод за одни сутки.

Специалисты СССР, работающие над проблемой очистки сточных вод, идут по двум направлениям: во-первых, это извлечение ценных веществ из производственных стоков, приносящее большую экономическую выгоду, и, во-вторых, многократное использование воды почти без сброса отработанных стоков в водоемы. Оба направления разрабатываются успешно. Уже существует ряд предприятий, работающих практически без отходов. Например, Одесский нефтеперерабатывающий завод и Одесский торговый порт ежегодно извлекают из сточных вод около 20 тыс. т нефти на сумму 220 тыс. руб.

В целом ряде промышленных предприятий уже сегодня настолько налажена технология использования отработанных вод, что они почти полностью употребляются в производственных процессах за счет неоднократной их очистки на тех же самых предприятиях. Так, на некоторых нефтеперерабатывающих заводах используется 93 — 96 % сточных вод и только 4—7 % стоков сбрасывается после очистки и до очистки.

В зависимости от принятой системы водоснабжения отработанная вода после соответствующей обработки может быть либо выпущена в водоприемник сточных вод, либо направлена в другой цех или на другое предприятие, либо может поступать в специальный регенератор и после восстановления необходимых свойств вновь использоваться в том же производственном процессе.

Таким образом, с одной стороны, значительно сокращается расход свежей воды, используемой из источников водоснабжения (что особенно важно в районах, страдающих от недостатка воды), с другой стороны, уменьшается до минимума сброс сточных вод в водоемы.

Часто удается использовать и этот минимум сточных вод и вместо сброса их в реки и моря направить на орошение лугов, сенокосов и пастбищ, а иногда и отдельных технических и кормовых культур. Урожаи сена и зеленой массы трав при этом часто бывают в 2—4 раза выше, чем на обычных естественных лугах, так как эти воды содержат такие важные для питания растения элементы, как азот, фосфор и калий.

В СССР разрабатываются и другие методы защиты вод от загрязнения, в тех случаях, когда но техническим условиям невозможно утилизировать сточные воды. Здесь необходимо назвать такие, как закачка сточных вод в глубокие поглощающие горизонты, надежно изолированные от водоносных горизонтов и дневной поверхности; сжигание стоков, испарение их на специальных площадках, вымораживание солесодержащих стоков и т. д., причем применение их в каждом конкретном случае диктуется особенностями природных условий и местной обстановкой.

Многие научные разработки, связанные с охраной водной среды, выполняются нашими специалистами в рамках тесного научного сотрудничества с учеными стран — членов СЭВ — ГДР, Польши, Болгарии и Румынии.

Однако усилиями отдельных стран, как бы ни был велик их вклад, эту одну из важнейших проблем современности успешно разрешить нельзя, ибо, как очень метко заметил знаменитый норвежский ученый и путешественник Тур Хейердал, океан не имеет «национальных вод». «Океан непрестанно движется. Можно нанести на карту и поделить между государствами неподвижное морское дно, но не воду над этим дном. Морские течения не считаются с политическими границами». Поэтому только коллективные усилия многих стран могут привести к успеху.

В последние годы эта проблема стала предметом обсуждения ряда международных организаций, как в рамках ООН, так и других межправительственных всемирных организаций. Наиболее активно этим вопросом занимается постоянно действующее совещание руководителей водохозяйственных органов в рамках Совета Экономической Взаимопомощи. Вопросами загрязнения вод Мирового океана занимается также специальный подкомитет в составе межправительственной морской консультативной организации, а также международная ассоциация по исследованию загрязнения вод.

Европейское агентство по атомной энергии контролирует захоронение радиоактивных отходов в морях и океанах. Координацию деятельности международных организаций по охране вод от загрязнения осуществляет Европейская экономическая комиссия, работающая в рамках ООН. Без преувеличения можно сказать, что только участие государственных и общественных организаций стран социалистического содружества в деятельности международных объединений по охране вод от загрязнения придает работе этих организаций эффективный, действенный характер.

Многие положения, выработанные рядом международных организаций, в которые входят капиталистические страны, носят дискуссионный, часто расплывчатый характер. Это легко объяснимо, учитывая постоянные противоречия между интересами государственных и частных компаний в капиталистических странах. Именно поэтому современные научные и технические достижения в области охраны вод от загрязнения не всегда находят применение на практике, а часто решаются не в масштабе всей страны, а лишь отдельными фирмами в их частных интересах.

Несмотря на большие сложности, существующие в деятельности международных организаций по разрешению этой столь жизненно важной проблемы, в последние годы наметились определенные благоприятные перспективы. Эти перспективы связываются прежде всего с подписанием международных конвенций» по предотвращению загрязнения моря нефтью (согласно которой все морские районы в пределах 50 миль от ближайшего берега являются запретными зонами, где не допускается слив нефти в море), а также по предотвращению загрязнения с судов (предусматривающей недопустимость загрязнения моря не только нефтью, но и всеми другими вредными веществами, которые перевозятся на морских судах, а также отходами, связанными с эксплуатацией судов).

Так, по данным наблюдений, проведенных в последние годы сотрудниками института океанологии АН СССР во иремя рейсов научно-исследовательского судна «Академик Курчатов» в Средиземное и Красное моря, а также в Индийский океан, зафиксировано заметное снижение содержания нефтяных пленок на поверхности этих акваторий.

Помимо этих двух важнейших международных соглашений, подписана «Международная конвенция о гражданской ответственности за ущерб от загрязнения нефтью». Она предоставляет прибрежным странам право в крайних случаях, связанных с неотвратимой угрозой обширного нефтяного загрязнения, даже на уничтожение судов и груза.

Кроме того, подписано еще несколько международных соглашений, в том числе «О предотвращении загрязнения морской среды путем сброса веществ с судов и летательных аппаратов (для района северо-восточной части Атлантики)», а также ряд региональных соглашений между заинтересованными странами, касающихся сотрудничества и объединения усилий по недопущению загрязнений нефтью Северного моря, охране живых ресурсов Балтийского моря и мерах по борьбе с загрязнением Средиземного моря.

СССР уделяет особое внимание работе по усовершенствованию существующей и созданию новой технологии, способствующей незагрязнению окружающей среды и внедрению этой новой технологии в повседневное пользование.

Океан надежд

Академик Л. А. Зенкевич еще в конце 60-х годов указывал, что «человечеству необходимо «перестраиваться» на океан. Это неизбежно, и в этом деле нельзя проявлять близорукость, иначе за нее в дальнейшем придется расплачиваться тяжелой ценой». Такой момент наступил, но «перестройка» эта проходит пока еще в целом начальную стадию и в разных странах происходит по-своему. Чем быстрее истощаются запасы полезных ископаемых и продовольственных ресурсов на суше, тем интенсивнее будет происходить многостороннее освоение богатств Мирового океана. Сумеет ли океан в этих условиях с учетом быстрого роста населения Земли, острой нехватки продовольствия и пресной воды прокормить и обеспечить всем необходимым для нормальной жизни человечество? На этот вопрос можно дать утвердительный ответ, но при непременном условии бережного отношения к Мировому океану. В том, что его многие минеральные и биологические богатства не беспредельны, мы уже убедились. Понятно, как важно постоянно и бдительно охранять воды Мирового океана от загрязнения. Значит, необходим осторожный, продуманный подход к эксплуатации его богатств.

От бездумной интенсивной эксплуатации — к управляемому морскому хозяйству — вот как должны строиться наши дальнейшие взаимоотношения с океаном. Только при таком подходе океан сторицей воздаст нам и нашим потомкам за бережное отношение к его недрам, фауне и флоре. И особую озабоченность вызывают мероприятия, направленные на предотвращение загрязнения вод Мирового океана. Ведь при самом разумном рациональном подходе к морскому хозяйству использование новейших технических средств дает возможность более широко использовать богатства океана. Помимо возрастающей добычи минеральных ресурсов, появится возможность создания управляемых подводных биологических хозяйств, удобного и выгодного пассажирского и грузового подводного транспорта, наконец, строительства подводных городов, заводов и фабрик. Человек все шире будет проникать в глубины морей и океанов.

Ниже рассматривается перспективная картина освоения Мирового океана в ближайшие 20—30 лет, в то время, как некоторые моменты характерны уже и для настоящего времени.

Итак, представим себе подводную добычу нефти. Как же будут выглядеть подводные нефтепромыслы и насколько они вообще необходимы? Известно, что все существующие способы добычи нефти с морского дна так или иначе зависят от погодных условий на море. И плавучие буровые установки и стационарные вынуждены простаивать в штормовую погоду. Мало того, штормы и бури очень часто причиняют большой материальный ущерб морским нефтяным промыслам, а иногда и уносят с собой человеческие жизни. И инженеры пришли к выводу, что значительно выгоднее установить буровые скважины непосредственно на морском дне, где нет ни ветра, ни волн. Американский ученый Леон Денфорт предложил проект подводного нефтепромысла, состоящего из системы подводных жилых и производственных помещений, соединенных широкими трубчатыми галереями. Внутри помещений должна быть создана гелиокислородная атмосфера, давление которой равно давлению окружающей среды. В производственных помещениях, выполненных в виде огромных шарообразных камер, устанавливается буровое оборудование. В центральном звездообразном доме живут 45 подводных нефтяников, которые по горизонтальным трубчатым тоннелям ходят на работу в производственные помещения.

Все снабжение, необходимое для промысла нефти, и новую смену рабочих доставляют с надводной базы в специальных контейнерах. Снаружи обслуживание и наблюдение за нефтепромыслом осуществляют с помощью самоходных подводных аппаратов. Отработавшую смену поднимают на поверхность в герметическом лифте. Насколько реален и экономичен этот проект, покажет недалекое будущее.

Рис. 15. Проект подводного нефтепромысла.

Нефтяные и газовые промыслы на дне океана еще несколько лет назад считались областью фантастики. Но сейчас человек может создать, а частично и имеет глубоководную технику, которая позволит уже в ближайшие годы работать таким подводным промыслам. Ведь уже созданы подводные гипербарические лифты и обитаемые подводные аппараты, которые позволяют водолазам-буровикам монтировать подводные опоры и устранять всякие неисправности в погруженных буровых установках. В ряде случаев с такой работой справляются и телеуправляемые подводные аппараты, оснащенные соответствующими манипуляторами без помощи людей. А обширный опыт зарубежных и советских подводников, с успехом обживающих морские глубины в подводных домах, дает основание считать создание подводных жилых и производственных помещений возможным уже в ближайшие годы.

А вот как известные советские инженеры М. Н. Диомидов и А. Н. Дмитриев (Диомидов М. Н., Дмитриев А. Н. «Покорение глубин»Л., 1974.) представляют себе добычу руд и другого минерального сырья с морского дна в ближайшем будущем. Специальные машпны-автоматы, подобные сухопутным бульдозерам, грейферам, экскаваторам, управляемые дистанционно по команде с надводного судна или с берега, добывают со дна различные виды руд. Руда дробится на куски, удобные для погрузки, и перевозится ныряющим рудовозом. Это судно будет иметь сигарообразный корпус, напоминающий подводную лодку. Горизонтальной плоскостью судно как бы разделяется на две части. Выше этой плоскости в корпусе судна находятся цистерны, обеспечивающие плавучесть, автоматизированная энергетическая установка, судовые устройства и системы автоматизированного управления. Вся нижняя часть судна является трюмом — вместилищем для груза. Трюм занимает всю длину судна и по килевой линии имеет разъем. При помощи мощных гидравлических приводов половины днища могут размыкаться и смыкаться. Смыкаясь, они образуют трюм полуцилиндрической формы. Управление всей работой рудовоза производится по программе, введенной в машину автоматического управления. Запрограммирован весь комплекс команд, подаваемых в строгой последовательности операций всем машинам и устройствам, обеспечивающим подводное движение рудовоза к руднику, его погружение на дно, погрузку руды, всплытие, возвращение в порт и разгрузку. Вся система управления судном является автоматической, самонастраивающейся, способной в случае изменения внешних условий изменить программу и сохранить наиболее выгодный режим работы того или иного устройства. Система навигационных ультразвуковых маяков приведет судно в район глубоководного рудопромышленного предприятия. Здесь судно будет управляться с помощью сигналов, установленных на дне маяков-ответчиков, которые, воздействуя на систему автоматического управления, заставят судно начать погружение. Откроются кингстоны, и вода устремится внутрь цистерны. В то же время включится система ориентации посадки. Как современный самолет, ориентируясь по радиосигналам, осуществляет слепую посадку на бетонную площадку аэродрома, так и судно, «планируя» в глубину, может точно приземлиться в место, наиболее удобное для захвата подготовленного груза. Полная автоматизация управления ныряющим судном уже сегодня представляется вполне реальной. В настоящее время разработаны автоматические системы программного управления дизельным судном. Такое судно-автомат без всякого вмешательства человека может совершать рейсы продолжительностью свыше 30 суток. По сообщениям зарубежной печати, в иностранных флотах ведутся большие работы по автоматизации боевых подводных лодок, для которых проблема «освобождения от экипажа» имеет особое значение. Военно-морской научно-исследовательской лабораторией США разрабатывается проект полностью автономного необитаемого глубоководного аппарата «CMAPT», предназначенного для поиска подводных объектов по заранее заданной программе или с помощью искусственного «интеллекта». Такой аппарат сам автоматически перестраивает программу в зависимости от конкретных условий в районе поиска. По существу, он представляет собой полностью автономный аппарат, снабженный собственным источником энергопитания, работающий по той же системе, что и рудовоз-автомат» Значит, вполне реально появление и такого рудовоза уже в ближайшем будущем.

Рис.16. Сбор железо-марганцевых конкреций.

Кроме подъема и транспортировки грузов с морских глубин, ныряющие судна можно будет использовать и для добычи марганцевых конкреций, лежащих на дне океана. Если тот же ныряющий рудовоз будет иметь добывающую установку, то он сможет сам собирать конкреции с поверхности дна, заполнять ими свой трюм и отвозить их в порт. В этом случае ныряющий рудовоз станет не только подземно-транспортным, но и добывающим судном.

Специальные гидроакустические приборы будут производить поиск наиболее плотных скоплений конкреций и корректировать движение судов. При обнаружении продуктивных залежей конкреций автоматически включится добывающее устройство, расположенное в передней частп днища. Заработают моторы гидрорыхлителей и мощные струи воды с силой ударят по дну. Как раз над скоплениями конкреций будут находиться всасывающие устья, через которые мощные насосы, подобно пылесосам, засосут их вместе с водой и перекачают пульпу в трюм рудовоза.

Попадая в трюм, конкреции будут осаждаться на днище, а легкие частицы ила п песка, взвешенные в воде, через верхние отверстия уйдут за борт. Как только трюм заполнится грузом, автоматически включатся ходовые двигатели, и судно направится в порт.

Ныряющие рудовозы не исключают использования и кораблей, оборудованных несколькими грейдерами или экскаваторными ковшами, способными маневрировать по дну океана. Таким способом возможно извлекать руду с глубины 1500—1700 м. Подобная механическая драга с ковшами, транспортирующими за один подъем 10—30 т, сможет обеспечить суточную производительность 1000— 3000 т руды.

Более эффективными по сравнению с драгами явятся гидродобывающие глубинные машины, одни из которых будут буксироваться подводным кораблем, а другие передвигаться и добывать полезные ископаемые самостоятельно. Двигаясь на гусеничном ходу по морскому дну, машина будет сгребать руду, подавать ее в приемник гидронасоса и по шлангу или трубопроводу руда будет поступать на поверхность моря в приемную баржу.

Наконец, в ближайшем будущем, очевидно, немаловажную роль в добыче некоторых ценных руд будут играть и морские организмы.

Известно, что многие морские животные и водоросли обладают замечательной способностью извлекать и накапливать в своих организмах тот или иной элемент в количествах, превышающих в тысячи раз их концентрацию в морской воде. В ряде стран уже успешно извлекается из раковин устриц магний, который затем широко используется даже в самолетостроении.

Медузы накапливают цинк, олово и свинец, осьминоги — медь, крошечные радиолярии — редкий элемент стронций, асцидии — ванадий.

Японскими учеными несколько лет назад была разработана технология извлечения ванадия из асцидии, что позволило отказаться от импорта этого металла и организовать его промышленную добычу из морской воды.

Хорошо известно, что водоросли богаты йодом. Но есть водоросли — «любители» алюминия, брома и других элементов. Морские животные и водоросли не обошли своим вниманием золото, серебро, цезий, торий и даже радиоактивный уран.

По-видимому, уже недалеко то время, когда будут созданы своеобразные «живые» рудники. В специально выбранных лагунах или участках открытого океана, отгороженных сетями, завесами из воздушных пузырьков или другими средствами, создадут наиболее благоприятные условия для ускоренного роста водорослей или морских животных, аккумулирующих нужный элемент. По мере созревания «живая» руда по специальным трубопроводам поступит в автоматизированные химические комбинаты, которые будут заниматься комплексной переработкой сырья. Наряду с золотом, медью и ураном такой завод-«автомат» «выдаст» белки, жиры, удобрения и другие полезные продукты. Возможность всестороннего, полного использования «живой» руды вселяет надежды на появление уже в недалеком будущем экономически выгодных предприятий.

Исключительно благоприятные возможности имеются и для более полного использования биологических богатств Мирового океана. Уже сейчас многие страны руководствуются основным девизом «от морских промыслов к морскому управляемому хозяйству». Морское управляемое хозяйство должно быть многоплановым. Пройдут годы, и голубой континент станет неисчерпаемым источником пищевого и кормового сырья. Люди будут управлять сложным и высококультурным морским хозяйством, включающим и «животноводство» и разведение растений. Это хозяйство будет интенсивным и рентабельным, построенным на научной основе.

Уже сегодня в Японии, Китае, Индонезии, Филиппинах, Австралии, США, Великобритании, Франции, ФРГ, Норвегии, СССР и в ряде других стран имеются управляемые морехозяйства. Успешная и многогранная деятельность многих из них освещена в главе «Биологические богатства Мирового океана». Ведущие позиции здесь занимает Япония, где темпы развития морехозяйства достаточно высоки (уже в 1968 г. товарная продукция японских морехозяйств давала свыше 10 % всего улова страны). Во всех остальных странах развитие управляемых морехозяйств происходит очень медленно и их доля в общей промысловой продукции пока крайне мизерная. Можно указать много причин, тормозящих развитие управляемых морских хозяйств. Но одной из основных причин все-таки является отсутствие необходимой техники. В последние годы во многих странах интенсивно работают над созданием новой уборочной подводной техники. По-видимому, вскоре появится и такой комбайн для сбора морских водорослей, который описывают в своей книге А. Н. Дмитриев и М. Н. Диомидов. Надводное судно и уборочная машина (подводная косилка) составят морской комбайн. Судно малым ходом пойдет по поверхности моря, а по дну с такой же скоростью будет перемещаться косилка. Судно будет связано с косилкой транспортером или трубопроводом, по которому скошенные водоросли поднимаются на палубу.

Большое значение в обработке подводных водорослевых плантаций сыграет ультразвук. С помощью ультразвуковых вибраторов начнут производить вспашку подводных плантаций. На огромных плантациях морские водоросли будут облучаться ультразвуком, благодаря чему скорость их роста увеличится вдвое. Попутно ультразвук убивает селящихся среди водорослей вредителей. Урожай на подводных плантациях, кроме описанных выше комбайнов, будут убирать и автономные подводные аппараты, управляемые на расстоянии с командного пункта с помощью звуковых импульсов.

Помимо специальных рыбоводческих, водорослевых и планктонных морских ферм,- по-видимому, будут созданы китовые и дельфиньи фермы. Для их размещения легче всего приспособить коралловые атоллы, представляющие собой как бы естественные загоны, довольно широко распространенные в теплых южных морях. При создании таких ферм большое значение будет иметь ультразвук. Все процессы кормления, наблюдения за режимом, охраны выхода и входа в атолл смогут контролировать ультразвуковые устройства дистанционного управления. Кормление китов будет осуществляться из специальных кормушек, в которые вместе с планктоном закладываются водоросли, добываемые неподалеку от фермы специальными подводными косилками или комбайнами. В строго определенные часы по сигналам постухов-дельфинов киты подплывают к кормушкам. К этому времени «снимается» гидроакустический барьер — гидроакустический излучатель большой мощности, который не дает китовому стаду раньше времени подплывать к кормушкам. Такого же рода акустический барьер охраняет вход в выход из атолла. Он не дает возможности китам «улизнуть» в открытый океан и в то же время не служит препятствием для входа и выхода судов из атолла. Гидрофоны, расставленные по всему дну атолла, дают возможность следить за звуковым режимом китов, за их биологической активностью в течение суток, а также узнавать, когда они «отходят ко сну» и нет ли каких-нибудь тревожащих их факторов. Подобным же образом будут устроены и дельфиньи фермы.

В недалеком будущем морское хозяйство будет развиваться в тесной связи и по единому плану с наземным сельским хозяйством; море станет неиссякаемым источником водорослевого корма, рыбной муки для скота и домашней птицы, неограниченного количества удобрений, которые будут использованы для увеличения плодородия наземных полей, огородов и фруктовых садов.

Мировой океан превратится в поистине неистощимую кладовую пищевого сырья, необходимого для обеспечения изобилия продуктов возрастающему населению земного шара.

Одним из направлений дальнейшего освоения Мирового океана является проектирование и создание искусственных островов и плавучих платформ для размещения на них городов, заводов, фабрик, опреснительных установок, нефте- и газохранилищ, установок для разведения аквакультуры, морских энергоустановок, атомных электростанций, а также перевалочных баз для крупнотоннажного транспорта (танкеров, рудовозов и т. п.) и т. д.

Уже сегодня в ряде стран ведутся такие работы. Так, консорциум из промышленных компаний Голландии, Англии, Франции и Швеции разрабатывает проект искусственного острова площадью 3300 га в южной части Северного моря, недалеко от голландского побережья на глубине 25—30 м. Предполагается, что на острове будут размещаться предприятия энергетической, нефтяной, химической, металлургической, судостроительной и авиационной промышленности.

В Токийском заливе возведен искусственный насыпной сейсмоустойчивый остров площадью около 500 га для размещения сталеплавильного завода.

У южного побережья Великобритании сооружен песчаный остров в форме усеченного конуса, каркасом для которого служит специально укрепленная резиновая оболочка. Он будет использоваться в качестве платформы для размещения буровых установок для подводной добычи нефти, электростанции и маяков. В Канаде в море Бофорта построено свыше 10 насыпных островов на глубинах 1,5—5 м, которые используются в качестве платформ для нефтяных буровых установок. США строят глубоководные терминалы для выгрузки или приемки нефти с крупнотоннажных танкеров. Они представляют собой распределительную систему буйкового типа, которая закрепляется с помощью троса на якоре и связана нефтепроводом с сушей.

Американскими учеными разработаны проекты насыпных островов для размещения их в Мексиканском заливе и северо-восточной части Атлантического океана, к северу от мыса Гаттерас. Общая площадь каждого такого острова .8 км2. Он будет огражден высокой дамбой. Основным на этом острове будет нефтеперерабатывающий завод прозводительностью около 68 тыс. т в день и связанные с ним нефтехимические предприятия. Предполагается, что завод будет работать как на импортируемой нефти, так и на добываемой из близлежащих подводных месторождений шельфа. Получаемый в ходе переработки нефти газ используется как сырье при производстве аммиачных удобрений, а часть отходов нефтеперегонки служит топливом для островной паро-турбинной электростанции.

Поставляемые с побережья промышленные отходы также будут использоваться после соответствующей переработки на острове как топливо. Тепловая энергия, получаемая в процессе нефтеперегонки и при работе электростанции, будет использоваться в бумажной и пищевой отраслях. Опреснительный завод начнет поставлять пресную воду и исходное сырье предприятиям, производящим соли, металлы и промышленные газы. Обслуживание комплекса единой системой сбора и переработки отходов позволит обеспечить многократное использование промышленных вод, максимальное извлечение химических веществ и свести практически к нулю сброс жидких отходов. Проектом предусмотрено и строительство судоходного канала глубиной 23 м для подхода к острову крупных танкеров водоизмещением до 250 тыс. т.

Рис.17. Проект американской плавучей атомной станции.

Кроме судов и самолетов, связь с островом намечает ся поддерживать с помощью двухтрубного автотуннеля длиной 13 км, по которому будут осуществляться перевозки готовой продукции и сменного персонала рабочих, количество которых на острове достигнет 1600 человек. Общая проектная стоимость такого острова составляет 750 млн. долларов.

Другой американский проект такого острова включает сооружение сталепрокатного завода, ядерную электростанцию, завод по выплавке алюминия (как известно, производство алюминия требует большого количества электроэнергии) и базу по перегрузке угля.

Не все проекты создания искусственных островов предусматривают размещение на них комплекса различных производств, тесно связанных друг с другом. Имеются и интересные проекты одноцелевого использования таких островов. Чаще всего такие проекты предусматривают создание на них атомных электростанций, гидротермальных электростанций (использующих разность температур поверхностных и глубинных вод), а также плавучих устройств по хранению и сжижению газа и заводов по переработке железомарганцевых конкреций.

Так, по одному из таких проектов, атомная электростанция мощностью 1150 МВт разместится на заякоренной стальной платформе водоизмещением 150 тыс. т, размерами 120 м*20 м. Защитную дамбу вокруг плавучей установки предполагается сделать из закрепленных на дне бетонных кессонов, тесно примыкающих друг к другу, наподобие сотов в улье.

Американские специалисты планируют ввести в строй первые две атомные электростанции морского базирования неподалеку от берегов штата Нью-Джерси в 1984— 1986 гг. По предварительным оценкам, к концу нынешнего века в действие может быть введено около 60 плавучих атомных электростанций.

Выше, в главе, посвященной энергетическим богатствам Мирового океана, уже упоминалось о том, что в настоящее время вблизи Гавайских островов работает первая опытная гидротермальная станция мини-ОТЕК и готова к спуску на воду гидротермальная станция ОТЕК-1 мощностью 1 МВт.

Некоторые специалисты считают, что морские электростанции США могли бы уже в 1985 г. производить 1000 МВт электроэнергии (следует отметить, что электростанция мощностью 100 МВт полностью способна обеспечить электроэнергией современный город со 100-тысячным населением), а еще через пять лет уже 10 000 МВт. Министерство энергетики и Совет по качеству окружающей среды считают, что в 2000 г. система ОТЕК могла бы дать столько же электроэнергии, сколько сейчас дают все гидроэлектростанции США.

Выше указывалось, что и Япония и ряд европейских стран во главе с Францией проводят аналогичные работы по созданию морских гидротермальных станций и все они планируют завершить опытные работы в начале 80-х гг. и к 1984—1985 гг. построить первые промышленные установки.

Следует отметить, что уже сегодня морские электростанции ОТЕК по стоимости 1 кВт-ч электроэнергии могут конкурировать с электростанциями, работающими на угле, и атомными электростанциями. Кроме того, установки ОТЕК почти не влияют на окружающую среду.

Они не загрязняют ни воду, ни атмосферу и не производят никаких отходов, а запасы тепловой энергии океана практически неисчерпаемы и не зависят ни от каких климатических или сезонных колебаний температуры.

К сожалению, этого нельзя сказать об атомных электростанциях. Пока еще в мире кардинально не решена проблема захоронения радиоактивных отходов, опасность загрязнения морской среды остается достаточно высокой. Кроме того, подвергается термальному загрязнению большое количество воды, необходимой для охлаждения реактора. Конечно, опасность радиоактивного заражения людей в случаях неисправности реактора, неудачного захоронения отработанных радиоактивных веществ значительно уменьшается при размещении АЭС на искусственных островах. Причем, чем дальше они расположены от берега, тем безопаснее будет чувствовать себя население прибрежных районов, что связано еще и с тем, что при возможном радиоактивном заражении морских вод течения будут относить их в открытое море, где вероятность их обезвреживания значительно больше, а не прибивать к берегу.

Рис. 18. Проект плавучего города над глубоководным заливом.

В настоящее время рассматриваются три варианта использования получаемой в океане электроэнергии.

Во-первых, использование ее для снабжения ближай ших прибрежных городов. Для этого достаточно соединить электростанцию с берегом подводным силовым кабелем.

Во-вторых, электричество можно производить непосредственно на месте, как указывает французский специалист Франсуаз Арруа-Монин, для промышленности, требующей большого количества энергии, например производства алюминия из бокситов, извлечения магния, обессоливания морской воды, добычи из моря марганца, производства аммиака для получения удобрений.

В-третьих, можно на месте производить водород и транспортировать его на берег с последующим сжиганием его в топливных элементах для получения электричества. Ассоциация европейских стран Евросеан предлагает объединить вместе с производством электроэнергии обессоливание морской воды и создание рыбных ферм Последнее предложение обосновывается тем фактом, что вместе с подъемом глубинной холодной воды, значительно более богатой минеральными солями, к поверхности поднимаются и содержащиеся в них элементы. Эти нитраты, фосфаты и силикаты способствуют развитию фитопланктона и зоопланктона — основной кормовой базы для рыб.

Американские ученые предлагают использовать в качестве источников холодной воды айсберги. В этом случае можно использовать холод для работы электростанции и получить пресную воду для нужд тех стран, где ощущается ее нехватка. Некоторые исследователи предлагают установить электростанцию непосредственно на айсберге, а полученную энергию использовать для передвижения этой огромной массы льда в тот район земного шара, где ощущается недостаток пресной воды.

Выше уже указывалось, что одним из самых перспективных направлений использования потенциальной энергии морей и океанов является производство водорода из морской воды. Топливно-энергетический потенциал водорода известен давно, но только в последние годы в связи с энергетическим кризисом на него стали рассчитывать как на основной заменитель нефти и газа в ближайшем будущем.

Проектируются установки по производству водорода из морской воды, работающие на использовании солнечной энергии. Сотрудники Иокогамского университета создали блок термоэлементов площадью 9—10 м2, который обеспечивает добычу 10 тыс. м2 водорода в год. Прямые солнечные лучи концентрируются при помощи линз на концах термоэлементов, а противоположные концы охлаждаются морской водой. Вследствие разницы температур возникает электрический ток, разлагающий воду на водород и кислород.

Другим весьма перспективным методом получения водорода из морской воды является метод фотолиза, открытый совсем недавно. При использовании фотолиза свет разлагает воду на кислород и водород при помощи клеточных мембран растений, содержащих хлорофилл, и ферментов, добавляемых в качестве катализаторов. Сделан первый шаг на пути создания «биологической» системы, способной преобразовывать солнечную энергию в топливо — водород. В настоящее время работают первые опытные системы такого типа, вырабатывающие водород по десять и более часов подряд. Ценность фотолиза заключается в том, что в противовес электролизу на него не надо тратить электричество. Исходные материалы для этого процесса (свет и вода) имеются практически всегда и в неограниченных количествах. Процесс происходит при нормальных окружающих температурах и не сопровождается образованием промежуточных токсичных соединений. Для функционирования фотолитических систем достаточен свет любой интенсивности, который влияет лишь на темпы производства водорода. Основные затруднения в реализации этого метода в промышленных масштабах заключаются в поисках стойкого фермента-катализатора этого процесса, практически невидоизменяемого под действием кислорода. Сейчас обнаружен подобный фермент гидрогенеза и ведутся дальнейшие исследования по реализации этого метода. Конечной целью ведущихся исследований является осуществление процесса искусственного фотосинтеза. Необходимо «лишь» создание стойких и эффективных фотосинтезаторов. Японские ученые пытаются разработать процесс искусственного фотосинтеза, который мог бы «питаться» отходами, например отстоем сточных вод, вернее, бактериями, которые выделяются в их среде. Эти опыты являются весьма многообещающими.

Ведутся также опытные работы по производству водорода из воды с помощью сине-зеленых и некоторых других видов водорослей, которые способны «расщеплять» воду и генерировать кислород.

Как подсчитали специалисты, коэффициент полезного действия фотолитической системы не будет превышать 13%. Но даже при КПД, равном 10%, для удовлетворения мировых энергетических потребностей достаточно было бы создать в океане коллектор площадью, равной площади Франции. Пока это, конечно, лишь смелые проекты, которые открывают перспективы будущего освоения богатств Мирового океана. Выше речь шла в основном об использовании насыпных островов и плавучих сооружений для размещения на них промышленных предприятий и различных электростанций. А для целого ряда высокоразвитых стран с относительно небольшой площадью и высокой плотностью населения, например для Японии, не меньшее значение имеет и проблема размещения населения в проектируемых плавучих подводных и надводных городах. Не случайно коллективом японских архитекторов разработан проект плавающего города в виде гигантской круглой железобетонной платформы диаметром до 800 м, выступающей из воды всего на несколько метров. Плита поддерживается на поверхности моря плавучими жилыми зданиями, находящимися под водой, и огромными шаровыми понтонами. Дома цилиндрической формы уходят в глубину моря на 300 м. Из окон домов открываются картины подводного мира. На острове прокладываются дороги, устраиваются скверы, спортивные площадки, магазины, кинотеатры, посадочные площадки для вертолетов.

Именно Япония проводила в 1975 г. на острове Окинава международную выставку «Мировой океан». Выставка прошла под девизом: «Океан—каким ему быть». Ее основной целью был показ роли океана в жизни человека, возможности и пути рационального использования его природных богатств. Центральный японский павильон выставки «Акваполис» был построен на плавучем острове диаметром 120 м, перекрытом сферической крышей высотой 40 м. Двухсотметровые стеклянные галереи связали этот искусственный остров с берегом. Подводные помещения с иллюминаторами позволяли посетителям наблюдать за жизнью морских обитателей.

Интересный проект города в море разработала английская фирма «Пилкингтон». Город предлагается строить в 28 км от восточного побережья Англии внутри лагуны у газового месторождения Хеветт. Глубина моря здесь достигает 10,7 м. От штормовых волн город будет защищен молом из цилиндрических пластмассовых мешков, наполненных пресной водой и плавающих на поверхности моря полупогруженными. Кроме того, город должен быть окружен защитной стеной высотой 55 м, в которой предполагается разместить жилые и производственные помещения, а также электростанцию, работающую на природном газе. В искусственно обогреваемой лагуне устроены бетонные острова, а в них — легкие строения из стеклопластика. Внутри города будут ходить электрические автобусы, работающие на батареях, а связь с берегом будут осуществлять суда на воздушной подушке и вертолеты. Одно из основных занятий 30 000 жителей города — добыча полезных ископаемых в море.

Для освоения океана потребуются не только плавучие, но и подводные города. Зарубежная печать в последние годы часто сообщает о проектах таких городов. Так, французский архитектор Жак Ружери, директор центра морской архитектуры, считает, что «человек сперва должен привыкнуть к жизни под водой, чтобы начать там работать. Поиски нефти, залежей полиметаллических руд, новых источников питания, защита окружающей среды — вот те проблемы, которые нельзя решить без хорошего знания моря». Он уже спроектировал и в 1977 г. торжественно открыл «Галатею». Имя морской богини носит настоящий дом, погруженный под воду на глубину 60 м. Он хорошо оборудован и имеет небольшую кухню, душ, туалет. В нем можно прожить месяц под водой, не отказывая себе ни в чем необходимом. В 1978 г. он же спроектировал аквабуль-сферу из плексигласа, где ныряльщик может укрыться и отдохнуть, не поднимаясь на поверхность. Уже заказано шесть таких аквабулей для изучения морских глубин.

А в бухте Аяччо на Корсике создается колония для подводного отдыха. На глубине от 1 до 3 м под водой сооружаются дома в виде палаток, большой подводный сад с воздушными фонтанами. Там будут выращивать водоросли, разводить рыб, лангустов, устриц и других моллюсков. Даже в домашних животных не будет недостатка. Каждый ребенок сможет иметь, скажем, собственного ручного осьминога.

Наконец, в печати появилось сообщение о том, что французская компания морских изысканий опустила обитаемый кессон на рекордную глубину 610 м. А в Великобритании приступают к сооружению деревни на глубине 60 м, которой смогут пользоваться нефтяники при проведении изысканий. Все это события сегодняшних дней. А в отдаленной перспективе можно подумать и о заселении более значительных глубин. Такой город спроектирован американской фирмой «Дженерал электрик». Он должен быть установлен на дне океана между Африкой и Южной Америкой на глубине 3480 м. Выбранное для глубоководного города место представляет собой комплекс холмов, на которых легко закрепить жилище океанавтов. Глубоководные дома будут составлены из множества батисфер диаметром около 4 м. Этот город предназначен для океанографических исследований.

Строительство подводных лабораторий и само появление многочисленных проектов плавучих и глубоководных городов свидетельствует о том, что и создание океанских городов по силам человеку XX века.

Наконец, строительство подводных городов ставит на повестку дня, на первый взгляд, фантастическую идею создания человека-амфибии. Эту идею выдвинул известный французский исследователь морских глубин Жак Ив Кусто еще в 1962 г. на Международном океанографическом конгрессе, проходившем в Лондоне. Он сообщил о возможности создания .«подводного человека», способного находиться под водой на глубине до 2000 м неограниченное время. Для этого необходимо снабдить человека аппаратом, вводящим кислород в кровь и удаляющим из нее углекислый газ. «Чтобы человек мог выдерживать давление на больших глубинах, следовало бы удалить у него легкие. В его кровеносную систему включили бы патрон, который химически питает кислородом его кровь и удаляет из нее углекислоту. Пловец уже не подвергался бы опасности декомпрессии. Мы над этим работаем». Таким образом, этот патрон выполнял бы роль своеобразных жабер, обеспечивая получение кислорода непосредственно из воды. Такого рода высказывания перекликаются с идеями, заложенными писателем-фантастом А. Р. Беляевым в «Человеке-амфибии», но, в отличие от научной фантастики, постановка их реальна в связи с проведением конкретных научных исследований.

В лабораториях ряда стран, в том числе и в Советском Союзе, ставились интересные опыты по поступлению в легкие кислорода непосредственно из воды. Такие опыты в СССР проделывались на собаках и белых мышах. Они дали обнадеживающие результаты, так же как и ряд аналогичных опытов, проделанных в зарубежных странах. Все эти эксперименты позволили крупному специалисту по физиологии дыхания, профессору И. Килстра провести в США подобный опыт на добровольно вызвавшемся американском водолазе Френсисе Фалейчике. Однако из-за возможных непредвиденных осложнений опыт сначала проводился только с правой частью легкого. В дыхательные пути был введен двойной шланг, концы которого находились в бронхах. Через этот шланг водолаз вдыхал обогащенную кислородом соленую воду. Левая часть легкого работала как обычно, вдыхая атмосферный воздух. Ни при испытании, ни после него никаких опасных для жизни осложнений не было. По словам Франсиса Фалейчика, он не испытывал особого затруднения при дыхании водой. Однако победа была неполной. Хотя дыхательная жидкость хорошо питала легкое кислородом справиться с другой жизненно важной задачей — удалять из крови двуокись углерода — она пока как следует не смогла. Впрочем, И. Килстра уверен, что в скором времени ему удастся преодолеть и этот барьер.

Вряд ли, однако, можно считать бесспорным необходимость полного перехода организма к постоянному обитанию в гидросфере. Ведь, как справедливо отмечает советский врач — космонавт Б. Б. Егоров, что «хотя у человека есть все шансы стать Ихтиандром без помощи технических средств и на глубине 500—700 м, легкие человека, по-видимому, смогут усваивать кислород прямо из воды, но пока эта дорога без возврата. Путь в глубины океана нам открыт и в то же время закрыт».

Более разумным представляется вариант разработки методов и средств, позволяющих человеку необходимое время находиться под водой с последующим возвращением в обычную воздушную среду. Именно поэтому во многих странах мира, в том числе и в Советском Союзе, ученые работают над созданием аппарата «искусственные жабры», который мог бы усваивать кислород из морской воды и пропускать обратно углекислый газ без каких-либо хирургических вмешательств. Первым такой аппарат создал американский инженер Вальдемар Эйрес. Он сделал акваланг, в котором вместо баллонов с сжатым воздухом находится уложенная в пакет длинная капиллярная трубка из «чудесной» пленки. Эта пленка пропускает кислород из воды и углекислый газ — в воду В 1978 г. было опубликовано в зарубежной печати следующее сообщение: «Успешные испытания аппарата для извлечения кислорода из воды провели японские ученые. В течение 5 часов человек, находившийся в герметической плавучей камере, дышал воздухом, поступающим через встроенные в камеру «искусственные жабры», принцип действия которых основан на абсорбции кислорода с помощью батареек из пластинок слоистого силикона»

Первый отечественный аппарат «искусственные жабры» был разработан и испытан в Москве в 1972 г. группой любителей-подводников, членов клуба «Дельфин». Эта группа разрабатывает надувные подводные дома, основанные на принципе «искусственных жабер». Испытания домов из специальной пленки прошли успешно. Не исключена возможность, что в будущих морских поселениях такие дома, названные изобретателями «Селена», найдут самое широкое применение. А аппараты «искусственные жабры» дадут возможность плавать будущим акванавтам под водой столько времени, сколько они захотят.

Однако Жак Ив Кусто полагает, что человек на дне моря будет жить постоянно и лишь изредка подниматься на сушу. Технические предпосылки к этому уже имеются. Он предполагает, что «в океане появятся города, больницы, театры... Возникнет новая раса людей «гомо-аква-тикус» — человек подводный. К 2000 г. под водой родится человек». Жизнь покажет, какое из этих двух направлений окажется более приемлемым.

Литература

Аксенов А. А., Чернов А. А. Человек и океан. М., Детская литература, 1979.

Боровиков П. А. Лаборатория на морском дне. Л., Гидрометеоиздат, 1977.

Боровиков П. А., Бровко П. В. Человек живет под водой. Л., Судостроение, 1974.

Бунич П. Г. Экономика Мирового океана. М., Наука, 1977.

Величко Е. А., Контарь Е. А., Тареева О. К. За рудой в глубины океана. М., Недра, 1980.

Величко Е. А., Кузнецов Ю. А., ЛевинЛ.Э. и др. Геология и полезные ископаемые Мирового океана. М., Недра, 1978.

Диомидов М. Н., Дмитриев А. Н. Покорение глубин. Л., Судостроение, 1974

Казьмин В. Д. Морские сокровища. М., Пищевая промышленность, 1972.

Калинко М. К., Рябухин Г. Е. Нефтяные и газовые месторождения морей и океанов. М., Знание, 1979.

Кузнецов В. В., Москвин А. Г. Мировой океан и его использование. М., Просвещение, 1978.

Кутырин И. М. Охрана воздуха и поверхностных вод от загрязнения. М., Наука, 1980.

Логачев С. И. Транспортные суда будущего. Л., Судостроение, 1976.

Макливи Р. Суда на подводных крыльях и воздушной подушке. Л., Судостроение, 1981.

Нельсон-Смит А. Нефть и экология моря. М., Прогресс, 1977.

Осокин С. Д. Мировой океан. М., Просвещение, 1972.

Писарев В. Д. США и Мировой океан. М., Наука, 1977.

Проблемы исследования и освоения Мирового океана. Л., Судостроение, 1979.

Риффо К. Будущее — океан. Л., Гидрометеоиздат, 1978.

Слевич С. Б. Шельф. Освоение использование. Л., Гидрометеоиздат, 1977.

Томилин А. Г. В мире китов и дельфинов. М., Знание, 1980.

Чернов А. Гомо-акватикус. М., Молодая гвардия, 1970.

Океан надежд

В этой книге сделана попытка осветить роль Мирового океана в жизни современного и будущего поколений людей. Рассматриваются вопросы освоения минеральных, энергетических, биологических богатств Мирового океана, получения пресной воды из морской. Освещается покорение морских глубин человеком и роль Мирового океана, как важнейшей транспортной артерии, а также проблема борьбы с загрязнением вод Мирового океана. В заключение рассматривается комплексное морское хозяйство будущего.

Введение

Кладовые владений Нептуна

Энергетические богатства мирового океана

Пресная вода из владений нептуна

Биологические богатства мирового океана

Покорение морских глубин

Голубые дороги

Мировой океан под угрозой

Океан надежд

Литература

Источник:

Улицкий Ю.А. 'Океан надежд' - Москва: Просвещение, 1983 - с.193

Оглавление

Введение

Кладовые владений Нептуна

Энергетические богатства мирового океана

Пресная вода из владений нептуна

Биологические богатства мирового океана

Покорение морских глубин

Голубые дороги

Мировой океан под угрозой

Радиоактивное загрязнение вод Мирового океана.

Борьба с загрязнением вод Мирового океана

Океан надежд

Литература

Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg

Наш сайт является помещением библиотеки. На основании Федерального закона Российской федерации "Об авторском и смежных правах" (в ред. Федеральных законов от 19.07.1995 N 110-ФЗ, от 20.07.2004 N 72-ФЗ) копирование, сохранение на жестком диске или иной способ сохранения произведений размещенных на данной библиотеке категорически запрешен. Все материалы представлены исключительно в ознакомительных целях.

Copyright © читать книги бесплатно