В районе к югу от Явы мы работали около двух недель, занимаясь детальным изучением Яванской впадины.
В отличие от Тихого океана, где имеется целая система глубоководных впадин, расположенных главным образом по западной окраине океана, вдоль линий разломов земной коры, в Индийском океане в сущности лишь одна глубоководная впадина — Яванская, или Зондская, по глубине значительно уступающая тихоокеанским. Яванская впадина в виде узкого желоба тянется на тысячи миль к югу от острова Ява более или менее параллельно берегу, на расстоянии 200–300 миль от него, и затем отклоняется к северо-западу, вдоль юго-западного побережья Суматры.
Глубина Яванской впадины около 7000, достигая в самых глубоких местах 7500 метров. Ложе океана в районе впадины имеет глубину около 4000–5000 метров, так что дно желоба углублено на 2000–3000 метров. Ширина желоба, как и всех других глубоководных впадин, очень невелика, всего несколько миль.
Своими работами в Тихом океане «Витязь» внес огромный вклад в дело изучения глубоководных впадин, пожалуй больший, чем какое-либо другое экспедиционное судно. Экспедиции «Витязя» подробнейшим образом исследовали Курило-Камчатскую впадину и целый ряд других впадин Тихого океана — Марианскую, Алеутскую, Тонга, Кермадек и др. В Марианской впадине «Витязь» обнаружил глубину в 11 035 метров, которая была наибольшей известной глубиной Мирового океана до 23 января 1960 года, когда Жак Пикар (сын известного профессора А. Пикара, стратонавта и создателя глубоководного корабля — батискафа) опустился в Марианской впадине на батискафе на глубину 11 529 метров.
До нас Яванскую впадину изучали шведская экспедиция на судне «Альбатрос» и особенно датская экспедиция на «Галатее».
В районе Яванской впадины «Витязь» сделал пять поперечных разрезов, спускаясь на юг до 16° южной широты и подымаясь на север до берегов Явы. Работали все отряды — геологи, гидрологи, биологи, химики.
Гидрологи занимались изучением глубинных течений. В нескольких пунктах, выбор которых был предметом оживленных дебатов на Совете экспедиции, корабль становился на длинную, двух- и даже трехсуточную якорную буйковую станцию. Буй, собранный из дисков очень легкого синтетического материала пенопласта, снабженный длинным шестом с уголковым отражателем[10] и штоком, противовесом для остойчивости, устанавливался на якорь. К якорному тросу — буйрепу — подвешивались самописцы течений, на соответствующих горизонтах — 1000, 700, 400 метров и ближе к поверхности. Скорость и направление течений в глубинных горизонтах изучались при помощи печатающего самописца течений — БПВ конструкции Ю. К. Алексеева, в более поверхностных горизонтах — самописцем течений «Океан».
На вершине шеста закреплялась электрическая сигнальная лампа, облегчающая нахождение буя в темное время. На шесте, кроме того, были укреплены рация и батарея питания. Рация иногда выходила из строя, но радар оказывал незаменимую помощь, когда приходилось разыскивать буй. Пока буй стоял на якоре, судно вело свои работы, дрейфовало, и корабль относило иногда на несколько миль от буя. Дрейф корабля учитывался, и время от времени судно возвращалось к бую.
Постановка и выбирание длинного буя, укрепление тяжелых приборов — вся эта операция требовала участия всего отряда гидрологов и координированной работы вахтенного штурмана на мостике, людей на палубе, машиниста у лебедки. Первые постановки буя проходили несколько неорганизованно, но скоро вся техника отработалась и «операция буй» проходила удивительно четко, быстро и слаженно. Ведущей фигурой во всем предприятии был наш боцман, который ловко заарканивал проплывающий мимо корабля шест буя, подтягивал его к борту, в мгновение ока зацеплял петлю за гак, и вот уже лебедка выбирает из воды длинное многометровое сооружение буя.
Исправная многочасовая работа самописцев течений была делом чести механика отряда мортехники Володи Коновалова, и надо сказать, что за весь рейс ему ни разу не пришлось краснеть за работу измерителей течений. А длинных буйковых станций было свыше двадцати.
Но самым трудным делом была, по-видимому, расшифровка показаний измерителей течений. Глубинные течения выкидывали всякие неожиданности — шли то на юг, то на север, на запад и на восток, меняли направление и скорость. Необходимо было собрать много данных, чтобы разобраться в сложной и еще совершенно неизученной картине течений на разных горизонтах. Отсюда понятно, почему Георгий Николаевич Иванов-Францкевич, начальник отряда гидрологии, настаивал на все новых и новых суточных станциях, не очень желая считаться с тем, что время экспедиции лимитировано. Его точка зрения подчас встречала оппозицию со стороны начальников других отрядов, опасавшихся, что увлечение работами в одном районе может привести к тому, что другой район океана останется неизученным. Споры на Совете экспедиции бывали очень жаркими, и нелегко было начальнику экспедиции находить правильное решение, удовлетворявшее, в пределах возможного, все справедливые требования начальников отдельных отрядов.
Измерение течений на «Витязе» производилось и во время хода судна электромагнитным измерителем течений — ЭМИТ. Работа с ЭМИТом требовала периодических отклонений от направления движения корабля под прямым углом к курсу судна.
Другим вопросом, которому уделялось большое внимание во время работ на Яванской впадине, были сейсмоакустические наблюдения, которыми прощупывается толщина океанических донных осадков. Методом прямых наблюдений, т. е. анализом получаемых различными геологическими трубками монолитов грунта, удается проникнуть только на 10–20, максимум на 30 метров под поверхность грунта. Сейсмоакустический метод позволяет оценить мощность рыхлых донных осадков на глубину в несколько тысяч метров. Метод основан на изучении распространения в верхних слоях земной коры упругих волн. Упругие волны вызываются взрывом на поверхности моря. Распространяясь во все стороны, волны проникают на значительную глубину в толщу дна. Здесь они претерпевают преломление и отражение.
В этом плавании на «Витязе» использовался метод отраженных волн. Отраженные от поверхности дна и от поверхностей, разделяющих донные отложения различной плотности, волны улавливаются гидрофонами, расположенными в виде прямой, длинной линии — «косы» — на поверхности моря. Длина «косы» достигала 600 метров. Определяя время прихода отраженных волн в нескольких точках поверхности моря, можно с известным приближением вычислить глубину и протяженность среды, в которой с измененной скоростью распространялись упругие волны. Скорость прохожения упругих волн в разных средах (или породах) не одинакова. В воде скорость зависит от температуры и солености, грунтах и горных породах от различных физических свойств, причем в рыхлых осадках скорость звука выше, чем в воде.
Сейсмические исследования в океанах начались лишь в последние годы, и по Индийскому океану имеется еще очень мало данных. Поэтому исследования, проводившиеся Валерием Михайловичем Ковылиным, вызывают большой интерес. Расшифровка записанных в районе Яванской впадины отраженных волн позволяет заключить, что здесь имеется несколько слоев рыхлых осадков, по крайней мере шесть. Толщина их в разных местах не одинакова. В районе к югу от Явы, на ложе океана, она равна 1000 метрам, в самом же желобе Яванской впадины толщина слоя рыхлых осадков достигает 2000 метров.
Конечно, немало интересных наблюдений было сделано за время наших длинных станций в районе Яванской впадины и по биологии моря. Зоологи неоднократно спускали трал Сигсби, стараясь попасть на наибольшие глубины впадины. Изучением фауны глубоководных впадин занимались наши зоологи Н. Г. Виноградова и Г. М. Беляев, специалисты по придонной фауне — бентосу.
В интереснейшей проблеме жизни на максимальных глубинах океана имеется много аспектов. Один из них — это вопрос о возрасте глубоководной фауны. Мнения здесь расходятся. Одни ученые считают, что глубоководная фауна хранит в наибольшем количестве древние и примитивные формы, другие — в основном зарубежные ученые — считают, что она не более древняя, чем фауна поверхностных вод океана.