МОРСКОЕ ДНО

ГРУНТОВАЯ ТРУБКА

Ы уже говорили о том, какую важную роль играет изучение грунта, покры­вающего морское дно. Учёные стремятся проникнуть в толщу дна как можно глубже.

В 1905 году шведский океанограф Экман усовершенствовал трубчатый лот — удлинил трубу и снабдил её специальным приспособлением, облегчающим извлече­ние пробы грунта. Для устойчивости к трубке прикреплялся стержень с крыль­ями, похожими на оперение авиационных бомб. В таком виде прибор дожил до на­ших дней и употребляется на небольших судах, когда нельзя использовать более совершенные приборы.

Схема устройства трубки Экмана дана на рис. 13; А—это неподвижные грузы, число которых можно менять в зависи­мости от глубины дна и плотности ила; Б — груз, скользящий по трубе. При до­стижении прибором дна освобождается цепь, удерживающая этот груз, и он па­дает, толкая «храпцы» В, которые закры­вают снизу отверстие трубы, препятствуя выпадению столбика ила; Г — клапан для свободного прохода воды во время паде­ния трубки.

В 1925—1927 годах немецкая экспеди­ция на корабле «Метеор» получила такой трубкой большое количество проб грунта в Атлантическом океане. Подобная трубка улучшенной конструкции и большей длины применялась советскими учёными (1924—1930 гг.) в Баренцовом, Бе­лом и Карском морях. Были получены столбики грунта рекордной для того времени высоты — почти в 1,5 метра. Ещё более высоких результатов добились сотрудники
гидрографического судна «1-е Мая» во время работ на Чёрном море в 1928—1929 годах. Гидрографы ещё удли­нили трубку и утяжелили её. Когда такая трубка со свинцовым грузом в 400 кило­граммов падала на дно, то на палубе ко­рабля стоял грохот от бешено вращаю­щейся лебёдки, весь корпус судна содро­гался. С силой врезалась трубка в грунт на глубине в две тысячи метров, а то и больше; в этот момент трос резко осла­бевал.

С помощью такой трубки гидрографу В. Снежинскому удалось получить стол­бики грунта почти 5 метров высотой.

Подобную же трубку применяли наши учёные на Баренцовом море в 1932—1935 годах, но там она дала худ­шие результаты, так как под тонким слоем современных мягких илов оказались очень плотные ледниковые глины. Попав в та­кие глины, трубка нередко гнулась, и длина столбиков лишь немного превы­сила 2 метра.

В 1934 году американский учёный Пигго изобрёл новый трубчатый лот, ко­торый был назван «пушкой». Эта «пушка» действительно стреляла. Она состояла из двух отдельных частей: из стального кор­пуса, куда закладывался заряд пороха и капсюль, и из трубки, являвшейся свое­образным снарядом (рис. 14). Когда такой лот касается дна, происходит выстрел, и трубка с колоссальной силой врезается в грунт. Затем корпус «пушки» и трубка вытаскиваются, как обычно, с помощью лебёдки.

На рис. 14 А—это собственно Рис. 14. Грун-

«пушка», в которую верхним концом товая тРУбка — ^ * «пушка» Инсти-

Вставлена труба; мотки стального троса ту^а океанологии

Соединяют пушку с трубой после вы - Академии наук.

Стрела; Б — стабилизатор.

Пигго исследовал дно Атлантического океана и получил столбики грунта высотой до 3 метров. Это

Был рекорд для больших глубин. Он дал много для науки.

Затем в 1944 году в Швеции были созданы Петерсо­ном и Кулленбергом поршневая и вакуумная трубки. Первая сравнительно проста. В ней трос крепится не за трубку, а за поршень, который вдвинут в неё до самого конца. Пока такая «закупорен­ная» трубка падает, вода сквозь неё не проходит. Достигнув дна, трубка врезается в грунт, а пор­шень остаётся на поверхности.

Этим устраняется одна из главных причин, препятствующих углубле­нию трубки в грунт,— сопротивле­ние воды.

Такая трубка дала хорошие ре­зультаты, но ещё лучше оказалась трубка вакуумная (гидростатиче­ская).

Советские конструкторы Н. Сы­соев и Е. Кудинов применили для неё ствол от тяжёлого орудия (рис. 15). Одним своим концом ствол через специальный кран со­единялся со стальной трубой, со­ставленной из нескольких 10-мет­ровых отрезков, другой конец пушки был закрыт наглухо. Пе­ред спуском этого устройства в воду кран закрывается так,

Чтобы между трубой и стволом не было никакого сооб­щения.

Схема вакуумной трубки показана на рис. 16. На нём А — стальной баллон около 2 метров длины; Б — труба нержавеющей стали из нескольких отрезков, общей дли­ной до 40 метров; В — корпус крана и Г—рычаг, пово­рачивающий кран в результате давления трубы, которая уперлась в дно.

Как действует такая трубка? Вспомним, почему летает ракета. В ней сгорает взрывчатое вещество. Образую­щиеся газы давят с равной силой на все внутренние стенки ракеты, кроме той, в которой имеется отверстие. Здесь газы не встречают сопротивления, поэтому их
давление на эту сторону значительно меньше, чем на другие. Разница в давлениях носит название реактивной силы. Она и заставляет ракету лететь [10]).

А теперь вернёмся к вакуумной трубке. Внутри ци­линдра давление равно атмосферному, поскольку он со всех сторон закрыт, во внешней же среде на больших глу­бинах, куда опускается прибор, оно чрезвычайно велико. На глубине 5000 метров давление воды составляет около 500 атмосфер, то-есть около 500 килограммов на каждый квадратный сантиметр. С колоссальной силой вода давит на цилиндр сверху, снизу и с боков, причём со всех сторон давление одинаково. Если мы теперь, открыв кран, создадим сообщение между полостью цилиндра и внеш­ней средой, то вода хлынет через кран внутрь и давление с этой стороны резко упадёт. В результате возникнет реактивная сила, направленная в сторону крана. Как раз это и происходит, когда вакуумная трубка дости­гает грунта.

Когда труба входит в ил, цилиндр начинает давить на неё своим весом и автоматически поворачивает кран, соединяющий трубу с баллоном. Расчётами установлено, что возникающий при этом удар достигает 60 тонн! Прак­тика показывает, что 40-метровая трубка, если она не попала на камень и отвесно опустилась на дно, входит в толщу ила больше чем на 30 метров. Рекордный столб грунта достиг 34 метров высоты!

С помощью вакуумной трубки были получены очень интересные результаты: оказывается, Чёрное море со­всем недавно было пресным! Иловая вода, выжатая из нижней части тридцатиметрового столба грунта, имеет совсем ничтожную солёность — всего 3 грамма соли на литр.

Геологи уже давно предполагали, что Чёрное море одно время резко опреснялось, но когда это было? Те­перь мы видим перед собой эту законсервированную на дне опреснённую воду и можем измерить её солёность. Подсчитав годичные слои в извлечённых пробах, учёные установили, что «возраст» этой воды — всего 5000 лет. Таким образом, Чёрное море было почти пресным, когда

В Египте строились пирамиды! Вот какие существенные геологические изменения произошли на глазах человека.

У вакуумной трубки есть и недостатки. Она может работать только на больших глубинах, не менее 1000 мет­ров, где давление воды достаточно велико. А как же по­лучить пробу грунта на материковой платформе, как пробить песчаные слои и углубиться в древние морские или наземные отложения? Здесь иногда применимы обыч­ные трубки.

Однако лучшие результаты даёт взрывная трубка — пушка конструкции А. Симонова. При испытании на суше «снаряд» этой пушки (стальная труба диаметром в 5 сантиметров) вошёл в слой битого кирпича на 80 сан­тиметров. Когда же её испытывали на море, она наделала много хлопот. Вот что рассказывают очевидцы.

...Тяжёлая махина со взведённым бойком, вся обве­шанная тросами, раскачивается за бортом. Вот уже вы­дернут предохранитель, и пушка медленно опускается на дно. Раздаётся оглушительный гул, корпус корабля со­дрогается, трос взлетает вверх и соскакивает с блока. Затем следует мощный рывок, и трос лопается. Оборвав­шуюся пушку так и не удалось найти. Что же случилось?

Повидимому, вследствие отдачи пушка подскочила вверх, а потом упала. Трос не мог смягчить удар, так как соскочил с блока.

Пришлось повторять испытания со вторым экземпляр ром пушки. На этот раз трос всё время натягивался спе­циальным грузом, чтобы не допустить его ослабления в момент выстрела.

...Снова глухой взрыв, но на этот раз трос даже не дрогнул. После того как труба была вытащена, оказа­лось, что столб грунта в ней равен всего двум с половиной метрам. Но что это был за столб! Вверху песок, ниже мощный слой ракушки со щебнем, потом снова песок и в самом низу бурая глина материкового происхождения. Значит, на этой глубине недавно была суша. Вот какой важный научный вывод сразу же дали испытания взрыв­ного метода.

Описать в нашей книжке всю аппаратуру, с которой работает морской геолог, невозможно, да и не нужно. Каждый год создаются всё новые приборы. А новая тех­ника рождает новые методы исследования, благодаря которым всё более полными и достоверными становятся и картина строения морского дна и те выводы, которые делают на этом основании геологи.

Познакомимся теперь с результатами новейших иссле­дований морского дна, с самым интересным, что удалось обнаружить там геологам.