DO HLUBIN TAJEMNÝ SVĚT POD VODOU S KAPITÁNEM ZÁHADOU Radek Chajda
Obsah Úvodem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Objevy pod hladinou . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Největší hloubky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Výzkumní a pracovní roboti . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Mohou žít pod vodou i lidé? . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Jak se ovládá ponorka? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Ponorky vyplouvají . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Otázka pohonu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Šlapací ponorka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Století páry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Natankujte vzduch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Ponorka „na baterky“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Vládci oceánů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Torpéda útočí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Vlčí smečky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Praponorka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Splněný sen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Která voda je slaná? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Lochnesská příšera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Žabí muži . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Výzkumné ponorky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Kdo žije v hlubinách? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Záhady bermudského trojúhelníku . . . . . . . . . . . . . . 78 Domácí hlubiny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Tajemná propast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 Podivný život bez kyslíku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Úvodem Milí suchozemci, dovolte, abych se představil . Jsem kapitán Záhada a se svou ponorkou jsem prozkoumal všechna moře a oceány . Odhalil jsem přitom mnohá tajemství, o něž bych se s vámi rád podělil, a přiblížil vám tak krásy podvodního světa . Na svých cestách si dělám podrobné poznámky, podle kterých jsem sestavil tuto knihu . Při výzkumech mi kromě mé posádky pomáhá také jedna malá chobotnička – to byste nevěřili, jak je chytrá . Pod vodou se opravdu vyzná! Ale je to šibal, v průběhu čtení vám bude dávat záludné otázky . Věřím však, že si s nimi hravě poradíte . Možná si ani neuvědomujete, že více než tři čtvrtiny povrchu naší planety tvoří voda, a to zejména voda slaná, ta v mořích a oceánech . Má podmořská říše je opravdu rozlehlá! Zatímco byla většina pevninského povrchu už dávno podrobně prozkoumána a během posledních 200 let zmizela všechna neprobádaná „bílá místa“ na mapách, v mořských hlubinách poslední velká tajemství naší planety stále čekají na objevení . A nejen v hlubinách moří, i sladkovodní část vodstva si stále uchovává svá tajemství, proto občas neodolám a podniknu výpravu i tam . Čím to je, že velká část světa pod hladinou stále nebyla prozkoumána? Je to hlavně kvůli tomu, že podvodní svět je obtížně dostupný . Zatímco i nesnadno přístupné suchozemské oblasti je dnes možné alespoň letecky snímkovat a zachytit obrazem ze satelitů, výzkum vodních hlubin je zahalen tmou . A to doslova, protože světlo pronikne vodní masou jen na malou vzdálenost . Přesto se výzkumníkům, mezi něž se rovněž počítám, podařilo v posledních desetiletích poodhalit pomyslnou roušku tajemství a získat mnoho nových informací o tomto pozoruhodném světě . Pojďte se mnou nahlédnout do fascinujících temných hlubin a seznamte se přitom s důmyslnými prostředky, které byly využity při jejich objevování . Představte si, že budete hosty v mé ponorce a společně navštívíme ta nejzajímavější místa pod hladinou . Láká vás taková cesta? Tak si rychle nastupte . Za chvíli zavíráme poklop a vyplouváme! Váš kapitán Záhada
9
Objevy pod hladinou JAK VIDĚT POD VODOU Nejprve si musíme něco vysvětlit. Víte, jaké jsou překážky při výzkumu podvodního světa? Kromě nedostatku světla je to obrovský tlak panující v hlubinách. Mírný tlak jste už možná někdy pocítili při potápění v bazénu nebo v moři. To však ještě nic nebylo ve srovnání s tím, jaký tlak působí ve velkých hloubkách. Na každých sto metrů hloubky narůstá tlak desetinásobně, takže například v hloubce pěti kilometrů, v níž se nachází velká část oceánského dna, na vás bude působit 500x větší tlak než u hladiny. V hloubce deseti metrů můžete cítit nepříjemný tlak v uších, na dně oceánu byste ale vůbec nebyli schopni přežít. Jako by tam na vás ležel celý vlak i s lokomotivou! Na to není lidské tělo stavěné, proto musela přijít na pomoc technika. Dlouho se nevědělo, jak vlastně dno ve velkých hloubkách vypadá . Sestrojit ponorku, která zvládne tak obrovský tlak, není dodnes snadné a nás, kteří takovou ponorku vyrobit umíme, je jen málo . Jak se dá tedy prozkoumat nedostupné oceánské dno? Nemyslete si, že si prostě jen posvítíte baterkou! Ve vodě se světlo moc daleko nedostane, proto jsou hlubiny tak temné . Zatímco světelné paprsky silnou vrstvou vody neproniknou, zvukové vlny to dokážou . A toho využívá zařízení zvané sonar, což je jakýsi podvodní radar, který vysílá zvukové signály . Ty se po odrazu od překážky vrací zpět . A podle toho, jak dlouho to zvukovým signálům trvá, můžeme určit hloubku i zobrazit podmořské objekty . Měří vlastně dobu ozvěny od překážky v různých směrech a z toho sestaví obraz . Podrobný průzkum oceánského dna byl poprvé proveden až v 50 . letech 20 . století . A vědci se nestačili divit . Podobně jako na pevninách najdeme i v oceánech hory, podmořské hřbety a údolí . Napříč oceány se táhne 40 000 kilometrů dlouhý systém středooceánských hřbetů, příkopů a také poruchových pásem . Velkou část dna sice tvoří hlubokomořské roviny, byly však objeveny i podmořské sopky a v okolí horkých minerálních pramenů byly zjištěny celé kolonie zvláštních organismů . V 60 . letech se do dna moří a oceánů zakously vrtné soupravy, které geologům podaly informace o složení usazenin, které na dně najdeme . Proto dnes máme k dispozici podrobné mapy oceánského dna, což je velký vědecký úspěch! CHOBOTNIČKA SE PTÁ Máte představu, jakým způsobem se měří hloubka? Je to jednoduché, každá ponorka je vybavena hloubkoměrem, což je v podstatě tlakoměr měřící tlak vody . Na jeho stupnici však nejsou uvedeny hodnoty tlaku, ale přímo hloubka, protože tlak se mění společně s ní . 10
CHOBOTNIČKA SE PTÁ Víte, kteří mořští živočichové patří mezi kytovce?
ZVÍŘECÍ SONAR Se sonarem přišel v roce 1915 fyzik Paul Langevin, ovšem v přírodě se tento princip objevuje už od nepaměti . Pan Langevin prostě jen přírodu napodobil . U kytovců (delfínů, vorvaňů, velryb a dalších), žijících v hloubkách až 2 000 metrů s nedostatkem světla, se vyvinula schopnost echolokace neboli orientace pomocí zvukových signálů . Mají k tomu vyvinuté speciální ústrojí v horní části hlavy . Před zdrojem signálu se v hlavě nachází tukový vak, kterým zvuk prochází, a díky tvaru dutiny se soustřeďuje do úzkého svazku . Zvukové vlny odražené od překážky nebo třeba od hejna ryb se vrací zpět . K jejich zachycení zase slouží dutina vyplněná olejovitou hmotou, kterou mají kytovci ve spodní čelisti . Odtud se zvukové vlny přenášejí na sluchový orgán . Zmenšenou verzí sonaru je i ultrazvukový přístroj, který používají lékaři, aby mohli vidět orgány v těle . Nebo si díky němu prohlíží miminko u maminky v břiše . I naším tělem se zvukové vlny dobře šíří díky vysokému obsahu vody, vždyť miminko v břiše přímo plave!
11
Největší hloubky JAK VYPADÁ DNO OCEÁNU? Nyní se pojedeme porozhlédnout po dně oceánu. Je možné, že vám bude podmořská krajina připomínat útvary, které znáte z pevniny. Stejně jako se krajina na suché zemi působením mnoha vlivů, jako jsou voda, vítr a změny teploty, postupně mění, ani hlubiny nejsou statické. Většina změn probíhá sice pomalu, zato však vytrvale. Kromě pohybů zemských desek a vulkanické činnosti se i zde uplatňuje eroze – narušování povrchu a přesuny materiálu . Působením gravitace vznikají tzv . turbiditní proudy tvořené převážně částicemi písku a jílu . Tyto proudy snášejí materiál z podmořských svahů dolů, proto se takovým místům raději vyhneme a budeme je pozorovat z bezpečné vzdálenosti . Díky těmto proudům tvoří velkou část dna oceánů roviny v hloubkách 5 až 6 kilometrů . Jak zjistili geologové, tyto roviny jsou tvořeny až několik kilometrů silnou vrstvou usazenin střídavě navrstveného jílu a písku, jež se zde usazovaly po tisíce a miliony let . Jemné jílovité částice se usazovaly v klidnějších obdobích, zato těžší částice písku se ukládaly díky turbiditním proudům . Ty se dostaly do pohybu při zemětřesení nebo při uvolnění usazenin na oceánských svazích .
CHOBOTNIČKA SE PTÁ Tušíte, kde leží nejhlubší místo oceánu?
12
Jen na několika místech světa klesá dno pod 6 kilometrů . Jde o hlubokomořské příkopy vznikající tam, kde se jedna litosférická deska podsouvá pod druhou . Do některých z nich se také podíváme, takže se máte nač těšit! Následujících deset oceánských příkopů dosahuje největších hloubek (prvních devět se nachází v Tichém oceánu, desátý je v Atlantiku): příkop
hloubka
Mariánský příkop
10 924 m
Tonžský příkop
10 830 m
Filipínský příkop
10 595 m
Boninský příkop
10 542 m
Kurilský příkop
10 047 m
Kermadecký příkop
9 156 m
příkop Vulkánových ostrovů
9 140 m
Bougainvilleský příkop
9 850 m
Japský příkop
9 648 m
Portorický příkop
9 428 m
NAŠE DNO Komu vlastně patří mořské dno? Pobřežní pásma patří příslušným státům, které s pásmy sousedí. Ale většina té obrovské plochy nepatří nikomu, takže se zde můžeme projíždět zcela volně a svobodně. Je to stanoveno mezinárodní dohodou, podobně jako v případě území Antarktidy. Státy si však mohou zajistit právo na využití nerostných surovin ze dna, mít svůj zábor, stejně jako si kdysi vytyčovali zlatokopové na americkém Západě svá území. V 70 . letech hospodářské sdružení socialistických zemí zvané RVHP (Rada vzájemné hospodářské pomoci), jehož jsme tenkrát byli také součástí, takový zábor 13
získalo . A tak práva na něj zdědila i naše nynější Česká republika . Nejde přitom o žádný malý kousek, ale o oblast o rozloze 75 000 km2 (což je přibližně rozloha našeho státu!) ležící v Tichém oceánu . Zde se v hloubce 5 kilometrů nachází miliony tun manganu, niklu, mědi, kobaltu a dalších cenných prvků ve formě konkrecí, tvrdých shluků . Těžba ovšem není snadná, pokaždé se proto musí zjistit, zda se těžba vyplatí . Jakmile budou pevninské zdroje těchto kovů vyčerpány, jejich cena stoupne, a pak se zřejmě začnou těžit i v oceánu .
CHOBOTNIČKA SE PTÁ K čemu jsou tyto kovy potřebné? Tyto kovy se používají jako důležité příměsi při výrobě železa a oceli, bez nichž by nezískaly potřebné vlastnosti, například vysokou pevnost a odolnost proti korozi . Jen se podívejte na plášť mé ponorky! Je pevný jako skála a žádná rez si na něj nepřijde .
Mimochodem, víte, že se na mořském dně nachází i značné množství zlata? Například v okolí Aljašky se nacházejí místa, která jsou přímo poseta zlatými šupinkami. Není však tak snadné je získat. Když máte licenci k těžbě, sacím bagrem se dají usazeniny s obsahem zlatých částeček ze dna nasávat. Pak se zlato promýváním vodou a usazováním vyrýžuje. Tím se získají drobečky čistého zlata. A když máte takových zlatých drobečků hodně, roztavíte je, tekutinu slijete a vše necháte zase pěkně ztuhnout. A máte zlatou cihličku. Přijdete na to, jak platíme provoz naší ponorky? Přesně tak, zlatem! Takže jedna záhada kapitána Záhady je vysvětlena.
14