Аляска и Арктика

I. Мир без лета

Вот уже по меньшей мере несколько миллионов лет, может быть с одной или двумя короткими передышками, мир океана в высоких широтах находится во власти льда. 7 миллионов лет назад, в плиоцене, замерзшие моря и ледники, по-видимому, господствовали на дальнем севере. Предшествующий этому периоду промежуток в 30 миллионов лет представляет собой пробел в наших знаниях, просто потому, что до сих пор еще не взяты образцы отложений на морском дне Арктики, соответствующие этому времени. Но геологи, работавшие на уникальном исследовательском судне, дрейфующем ледяном острове Т-3, недавно получили удивительные сведения о ранней истории Северного Ледовитого океана. В длинных колонках, взятых с глубокого морского дна, были в изобилии обнаружены остатки тепловодного фитопланктона. Их крохотные неизменившиеся-скелеты, изученные под микроскопом, показали, что некогда климат Ледовитого океана был мягким и что в нем кишела жизнь.

Эта ранняя эпоха естественной истории Арктики продолжалась много миллионов лет. Началась она в конце мелового периода и захватила значительную часть эоцена. Но где-то между эоценом и ранним плиоценом, как раа в течение таинственных 30 миллионов лет, зима одержала верх. За исключением того долгого теплого межледникового периода, который, по мнению палеоклиматологов, начался 2 700 000, а кончился 2 400 000 лет тому назад, Северный Ледовитый океан был круглый год закован льдом, что в экологическом отношении ограничивало его развитие.

Это не значит, однако, что ледовые условия не изменялись. Лед находится в постоянном движении, беспрерывно перемещаясь и крутясь на манер огромных облачных масс во время надвигающейся бури. В биологическом отношении здесь есть жизнь, и взаимосвязь, и движение, но для того, чтобы выжить в темноте под многометровой толщей воды, требуется почти сверхъестественная настойчивость, а если защитой служит лишь несколько сантиметров подкожного жира, то необходима еще и удивительная выносливость. Число видов обитающих здесь организмов весьма ограничено, и пищевые цепи в этих холодных водах коротки.

Зимой под морским льдом микроскопические золотисто-зеленые клетки ждут возвращения света. Под 30-сантиметровым слоем льда живут несколько видов диатомовых. Некоторые растут, прикрепившись к его нижней поверхности. Ранней весной подо льдом начинает светлеть, и в конце концов включается механизм клеточного деления. Биологическая продуктивность за какие-нибудь несколько недель резко возрастает. В умеренных широтах для достижения этого уровня понадобились бы месяцы. В разгар такого скрытого цветения бесчисленное количество амфипод, маленьких, похожих на креветок рачков с уплощенным телом, поднимается с темного дна, чтобы покормиться на плодородных пастбищах. Как раз в это время карибу* шагают через покрытую свежей зеленью июньскую тундру.

^*( Карибу - так в Америке называют диких северных оленей, совершающих сезонные 500-600-километровые кочевки по тундре.- Прим. ред. )

На Арктическом шельфе крупные водоросли встречаются редко. Они не могут жить на выскобленных льдом мелководных участках, а на глубине более 10 метров они тоже не растут. Глубоко в мире, лишенном лета, удивительные морские растения поселяются на пологих склонах и россыпях булыжника и даже мелкой гальки. Все эти поверхности несут на себе плотную живую оболочку. Здесь встречается несколько видов растений, но биология этого уникального леса почти не известна, так как биологи начали заглядывать в этот мир только начиная с прошлого десятилетия.

Здесь доминируют водоросли, разрастающиеся в виде сплошной корки. По каменным подводным склонам они опускаются вниз, на глубину 80 - 90 метров, в холодный и безмолвный мрак. Ученые еще не вели на этих глубинах прямых визуальных наблюдений, но они думают, что эти растения обладают удивительными специальными приспособлениями для жизни в условиях очень скудного света и вечного холода (около -2°С).Живя на краю враждебного внутреннего космоса, эти маленькие, похожие на подушку создания словно вплотную подошли к тому, чтобы стать объектом экзобиологии*.

^*( Наука, изучающая внеземные формы жизни.- Прим. перев.)

В больших реках Аляски - Каннинг, Сагаваниркток, Купарук и Кол-вилл,- текущих с хребта Брукса к морю, взрослые арктические гольцы (Salvelinus alpinus) и их развивающиеся икринки в продолжение восьми темных месяцев находятся в заточении подо льдом в глубоких омутах, которые откроются только весной. Сами икринки защищены даже от самых сильных холодов, так как они располагаются в толще слоя крупной гальки в руслах рек, а их существование поддерживают медленные подземные течения. Встречаемый только в Арктике, голец представляет собой крупную обтекаемой формы рыбу, связанную тесным родством с форелью и лососем. С наступлением оттепели и вскрытием льда оставшиеся в живых взрослые и наиболее крупные экземпляры молоди возвращаются в море, покормиться и набрать жиру, и остаются там до конца следующего лета, когда они снова направляются в реки, чтобы отметать икру и перезимовать. Тоже весной, где-то в конце мая, во вскрывающихся реках появляются мальки. Многих из них разбушевавшаяся стихия вымывает из густо населенных галечных нерестилищ и разносит на много километров вдоль рек. В среднем в продолжение четырех лет они остаются пресноводными существами, до тех пор пока зов не побудит их устремиться на приполярное пастбище Арктического континентального шельфа.

Южнее области распространения гольца, в системе более теплых рек и морей обитают лососи. Их жизненный цикл напоминает развитие гольцов. Среди лососевых рыб, обитающих в Северной Америке, есть несколько эндемичных видов. Они распространены от Берингова моря до Северной Калифорнии, хотя в своих путешествиях по океану иногда добираются и до прибрежных вод Японии. Атлантический лосось из рек Восточной Канады устремляется к богатым пастбищам у берегов Западной Гренландии.

Самыми заметными обитателями черно-белой пустыни являются морские птицы и млекопитающие. Но даже эти создания, которые благодаря своей верхней одежде не страдают от холода, должны приспосабливаться к устанавливаемым льдом законам.

Паковые льды Арктики покрывают площадь размером около 10 миллионов квадратных километров. В полярных морях средняя толщина льда равна 3 - 4 метрам. Постоянные или многолетние льды иногда далеко заходят в область континентального шельфа, и зимой они соединяются с сезонным прибрежным льдом. Сильные ветры и течения ускоряют замерзание разводий и вызывают торошение вновь образующегося льда. В таких местах ледяные глыбы вздыбливаются над поверхностью и выталкиваются вниз под воду, образуя спрессованные ледяные хребты. Скрытые под водой части такого хребта могут достигать глубины 45 метров. Они стирают мелководные участки морского дна вследствие того, что паковые льды почти непрерывно перемещаются.

Движение паковых льдов причудливо и сложно. Ледовый остров Т-3, с его небольшим сторожевым и научным отрядом, начал свое путешествие в 1952 году около Северного полюса. Он продрейфовал тысячи километров, дважды обогнув море Бофорта по большой окружности. В 1970 году он вышел из этого кольца и направился через Канадскую Арктику по направлению к Гренландии. Открытые проходы, или разводья, в том числе очень крупные, площадью до 500 квадратных километров, известные под названием «полыньи», тоже движутся под покрытым облаками небом, прочерченным на манер пакового льда полосами. Лед никогда не бывает сплошным. По последним оценкам, от 2 до 10 % моря Бофорта даже зимой остается открытым благодаря перемещающимся разводьям.

Поздней весной образовавшийся осенью прибрежный лед начинает взламываться и уходит в сторону моря вместе с многолетними льдами. Начиная с конца июня и до сентября холодная, унылая отмель в районе Прюдхо-Бей и дельты реки Маккензи свободна ото льда. Однако в течение всего этого периода, точнее с конца июля до начала октября, ветры нередко пригоняют сюда большие плавучие льдины. Но на глубине лета нет, это только иллюзия, порождаемая солнцем. Полярное лето, озаренное незаходящим солнцем, проникающим через лед и в течение какого-то времени пронизывающим мрачные воды, не приносит ощутимого тепла.

Южнее границ «настоящей» Арктики, в заливе Аляска и на шельфе Северо-Восточной Канады, лед не так вездесущ, но даже и здесь он иной раз оказывает заметное влияние на жизнь континентального шельфа и (потенциально) на человека.

Дрейфующие айсберги, подводная часть которых намного больше надводной, бороздят пески континентального шельфа. На подводных снимках, полученных северо-восточнее пролива Белл-Айл, остров Ньюфаундленд, отчетливо видны оставленные айсбергами на шельфе борозды до 30 метров в ширину, свыше 6 метров в глубину и длиной 1 - 2, а некоторые 3 километра. На Аляске это явление, видимо, характерно только для более мелких участков фиордов, так как здесь айсберги редко встречаются на наружной части шельфа, но далеко на юге, на шельфе Тихоокеанского побережья, куда в прошлом достигали ледники, такие углубления, видимо, должны быть в порядке вещей.

Скребущий и истирающий дно шельфа айсберг напоминает огромный современный рыболовный трал. И тот, и другой разрушают донные отложения и биоценозы прикрепленных организмов, но ущерб, наносимый айсбергом, не столь обширен. Краб может убежать от него. Кроме того, плавучий лед не выискивает непременно самые продуктивные места.

Айсберги откалываются от ледников, когда те достигают моря. Такие места часто расположены у верховьев глубоких фиордов, особенно на южном побережье Аляски. А в темных глубинах вдоль погружающейся ледяной скалы начинает действовать еще один экологический механизм, обусловленный законами существования льда. Медленное, но происходящее на широком фронте таяние айсберга на большой, в несколько сот метров, глубине приводит к тому, что более легкая пресная вода постоянно поднимается наверх. Она захватывает с собой нижние слои морской воды, вызывая явление апвеллинга. Придонные воды в изобилии выносят наверх переработанные на большой глубине питательные вещества, необходимые для водорослей, обитающих в поверхностных слоях.

Наконец, лед и климат ответственны за существование в бореальных и арктических* районах крайне интенсивных сезонных стоков воды с суши в море. На протяжении долгих месяцев вдоль замерзшего побережья условия жизни остаются неизменными. Затем вдруг в воды континентального шельфа начинают поступать массы пресной воды, ила и органических веществ. Организмы, оказавшиеся на пути этого потопа, должны быть готовы к тому, чтобы либо суметь приспособиться к новым условиям и извлечь из них максимальную пользу, либо умереть.

^*( Арктическая, или циркумполярная, и бореальная, или умеренная,- названия двух из восьми зоогеографических областей, выделяемых обычно в Мировом океане. Каждая область характеризуется своим, только ей присущим составом фауны, что позволяет проводить довольно строгое фаунистическое районирование как океана, так и суши.- Прим. ред.)

Экологов давно уже интересует вопрос о связи между разнообразием форм жизни и географической широтой того или иного района. По мере продвижения от тропиков к полюсам наблюдается довольно закономерное уменьшение количества видов животных и растений и на суше, и в море. Хотя вследствие перекрывания биогеографических зон и существования мигрирующих видов это утверждение не может считаться абсолютно точным, контраст между влажным тропическим лесом и тундрой или коралловым рифом и арктическим заливом является наглядным доказательством его справедливости в целом.

Наблюдения, проведенные на обширных пространствах, указывают, что разнообразие и изобилие видов зависят главным образом от стабильности физических условий. Простое заключение, что в теплых водах разнообразие больше, чем в холодных, таким образом, не является, в строгом смысле слова, правильным. Значительно усовершенствованная техника для взятия проб в отдаленных районах и прямое наблюдение посредством подводных аппаратов показали, что холодное, темное, но совершенно не меняющееся глубоководное дно моря может соперничать по разнообразию населяющих его животных с тропиками.

Поэтому представляется, что разнообразие видов наблюдается не обязательно там, где этому благоприятствуют физические факторы, а скорее в тех местах, для которых характерны долговременные гармония и равновесие природной среды. Для описания таких экосистем, где одна форма жизни находится в зависимости от другой и между ними существуют сложные, запутанные отношения, ученые пользуются выражением „биологическая аккомодация". Пищевые цепи разрастаются и в высшей степени усложняются. Ресурсы становятся разнообразными. Естественные биоценозы приобретают большую стабильность. Если численность одного вида неожиданно уменьшится, скажем из-за болезни, у хищников остается пять других видов, годных в пищу.

И наоборот, если условия существования будут подвергаться постоянным изменениям, разнообразие форм жизни уменьшится. Жизнь в условиях резких и сильных колебаний температуры, солености, освещенности и доступности пищи предъявляет крайне большие требования к энергетическим резервам организмов, к их защитным механизмам и выносливости. Может быть, в основе всего здесь лежит умение "предугадывать" события. Существа, населяющие северные мелководные моря, должны суметь выжить в условиях многих непредвиденных обстоятельств. А физическое разрушение определяется не только климатом и льдами.

Летом жизнью морских биоценозов в прибрежной зоне от залива Аляска на юг управляет удивительный и совершенно не предсказуемый фактор. Огромные бревна носятся в волнах, давя своей тяжестью мидиевые банки и водоросли. Считается, что для северо-западной части Тихого океана это явление представляет собой главный механизм, обеспечивающий очистку дна, которая играет.обновляющую роль, подобно урагану или удару молнии в лесу.

Самец морского льва

Даже землетрясения, которые на Аляскинском шельфе чаще всего происходят в районе пролива Принс-Уильямс, до острова Кадьяк, нарушают сложные экологические системы моря. Сильное землетрясение, случившееся на Аляске в страстную пятницу 1964 года, приподняло на 2 - 3 метра дно отмели, где жили моллюски, разбросав их по побережью. Вызванные землетрясением мощные волны - цунами - смели в море сотни тонн почвы, камня, деревья, разбитые сейнеры, здания и много других предметов. Какое воздействие оказывают землетрясения на потаенные ходы и галереи, пронизывающие верхний слой дна континентального шельфа в открытом море, неизвестно.

Северо-восточная часть залива Аляска; залив Принс-Уильям и его окрестности

Побережье и континентальный шельф Северной Америки и Северо-Западной Канады (вверху) и побережье и континентальный шельф Южной Аляски (внизу)

Адаптацию живых организмов к существованию в суровых, иногда непредсказуемых условиях на земной поверхности называют физической аккомодацией. В местах, где трудно жить, биоценозы гораздо менее устойчивы, чем в тропиках. Пищевые пирамиды построены неплотно. Любой вид может надеяться на относительно небольшое количество источников пищи, иногда только один или два, а гибель одного вида может иметь серьезные последствия, так как он увлечет за собой стоящих над ним членов пирамиды, рассыпав ее, как карточный домик.

Мир без лета известен меньше, чем любая другая морская среда. Первое подробное описание биологии и развития представителя морских беспозвоночных (небольшого двустворчатого моллюска), пойманного в проливе Принс-Уильямс, у южного побережья Аляски, было опубликовано только в 1973 году. О жизни большей части сублиторальных морских животных этой зоны, не говоря уже об Арктике, мы все еще знаем очень мало.