Работать и жить посреди шельфового ледника Фильхнера-Ронне в пяти часах лета от ближайшей антарктической станции очень нелегко. Хотя в Антарктиде было южное лето, геологу Джеймсу Смиту из Британской антарктической службы почти три месяца пришлось жить на морозе, спать в палатке и питаться пищевыми концентратами. Да и заниматься наукой тоже было очень хлопотно. Чтобы изучить историю шельфа, Смиту нужны были осадочные отложения с морского дна, которое скрывалось под километровой толщей льда.
Чтобы добраться до породы, Смиту с коллегами пришлось расплавить 20 тонн снега и получить 20 000 литров горячей воды, которую они закачивали в трубу, вставленную в скважину. Им понадобилось 20 часов, чтобы сантиметр за сантиметром растопить лед и добраться до шельфа.
После этого они опустили вниз прибор для сбора осадочных пород, а также камеру. Но подняв на поверхность емкость для сбора, ученые обнаружили, что в ней ничего нет. Они предприняли еще одну попытку. Снова ничего. Третий раз, и опять пусто. В Антарктиде все дается очень непросто. На каждый спуск-подъем прибора уходил час.
Сидя вечером в палатке, Смит смотрел кадры съемки и вдруг обнаружил бросающуюся в глаза проблему. Прибор прошел вниз сквозь тысячу метров сине-зеленого льда, который внезапно закончился, сменившись темной морской водой. Камера прошла вниз еще 500 метров, и в этот момент наконец стало видно морское дно. В основном это была осадочная порода светлых цветов, за которой охотился Смит, но он увидел там еще и нечто темное. Оказалось, что это кусок горной породы, о который ударилась камера, упав объективом вниз в осадочные отложения. Камера быстро выровнялась и показала камень. На нем ученые увидели нечто такое, что они совсем не искали, и чего абсолютно не ожидали. Это что-то было невероятным: жизнью.
«Черт возьми! — говорит Смит. — Посреди довольно ровного морского дна торчит одна большая глыба. Нет, дно не было усеяно камнями. Нам просто повезло, что мы пробурили не там, где надо».
Не там, где надо собирать ил с морского дна. Но это было как раз то самое место, одно из миллиона, где ученые нашли жизнь в такой окружающей среде, которая ей отнюдь не благоприятствует. Смит не биолог, но в составе экспедиции был биолог Хью Гриффитс (Huw Griffiths). Когда Гриффитс посмотрел видео по возвращении в Британию, он заметил на камне нечто вроде пленки. Это было похоже на слой бактерий, который называют микробной циновкой. С камня свисала чужеродная губка и другие стебельчатые животные. А более крепкие цилиндрические губки теснились на его поверхности. На камне также было множество тонких нитей. Возможно, это была часть микробной циновки, а может быть, довольно любопытное животное под названием гидроид.
Случайно обнаруженный Смитом камень находится в 250 километрах от солнечного света, то есть от ближайшего края ледника, где кончается лед и начинается открытый океан. Оттуда еще несколько сотен километров до ближайшего источника пищи, то есть, до того места, где достаточно солнечного света для существования экосистемы. Не ближе находятся и известные течения, которые могли бы обеспечить этих существ пищей.
Жизнь стремится победить смерть, мы это знаем, но этой жизни просто не должно было там быть. «Камень был не самый красивый — если не знаешь, где он находится», — говорит Гриффитс, ставший ведущим автором нового исследования, материалы которого были опубликованы в научном журнале Frontiers in Marine Science. Но вы теперь знаете, а это значит, что ваша челюсть на данный момент отвисла почти до пола.
Мы можем с уверенностью сказать, что эти животные живут в кромешной темноте, что очень неплохо, ибо точно в таких же условиях существуют многие глубоководные создания. Но животные, которые живут неподвижно на морском дне, прицепившись к чему-нибудь, нуждаются в постоянных источниках пищи, которая выпадает в виде «морского снега». Все живые существа, плавающие над ними в толще воды, рано или поздно умирают и опускаются на океанское дно. Их трупы тонут и разлагаются, другие животные питаются ими, отрывая кусочки тканей, и крошечные остатки накапливаются даже на самой большой глубине. (Между прочим, когда умирает и тонет кит, этот процесс получает эпическое название — «падение кита».)
Такое случается почти везде по периметру Антарктиды, где воды невероятно богаты. Крошечные организмы под названием планктон питаются останками рыбы, а планктоном питаются крупные морские млекопитающие типа тюленей. В результате всей этой жизнедеятельности образуется детрит (кашицеобразный продукт распада тканей), который через определенное время становится вышеупомянутым морским снегом.
Но антарктические создания с этого конкретного камня живут далеко от кишащих живыми существами вод. Над ними километровый слой прочного льда. И они не могут покинуть свой камень, чтобы отправиться на поиски пищи. «Хуже всего жить приклеенным к одному месту, где мало еды и где она появляется нерегулярно, — говорит Гриффитс. — Как, черт возьми, они могли найти пропитание?»
Исследователи полагают, что морской снег во время выпадения сносит в сторону, и он дрейфует на глубине, перемещаясь не вертикально, а горизонтально. Изучив карты течений возле места проведения буровых работ, ученые сделали вывод, что ближайшие продуктивные районы находятся в 600 и полутора тысячах километрах. Это далеко, но не исключено, что органические вещества в достаточном количестве переносятся этими течениями на сотни километров и питают прилепившихся к камням представителей глубоководного животного мира. Это огромное расстояние с учетом того, что в самой глубокой части океана впадине Челленджера, что возле Гуама, формирующийся на поверхности морской снег должен погрузиться на глубину 11 километров, чтобы достичь океанского дня. Чтобы животные с антарктического камня получили еду, она должна проплыть расстояние в 133 раза больше, и при этом плыть ей надо вбок, а не вниз.
Исходя из того, что ученые знают об антарктических течениях, такую гипотезу нельзя назвать неправдоподобной, говорит Рич Муи (Rich Mooi), работающий куратором зоологии и геологии беспозвоночных в Академии наук Калифорнии. Он изучает морскую жизнь Антарктики, но в новом исследовании не участвовал. Когда морская вода в этих широтах остывает, ее плотность повышается. «Она опускается на морское дно, выталкивая находящуюся там воду вверх и в сторону от материка, — говорит Муи. — На самом деле, эти течения дают начало многим, почти всем существующим на планете системам».
Но когда вода уходит, что-то должно прийти ей на смену. «Должны быть некие входящие потоки, замещающие эту воду, — продолжает Муи. — И эти входящие потоки переносят с собой органические вещества на сотни километров». Та форма жизни, что прилепилась к нашей каменной глыбе, получает таким способом питание. Течениями также приносит новых животных, которые увеличивают популяцию на камне.
Но поскольку исследователи не сумели собрать образцы, они пока не могут сказать, чем именно питаются эти губки и прочие организмы. Некоторые губки выцеживают органический детрит из воды. Другие же, будучи плотоядными, питаются крошечными организмами. «Это станет заголовком года, — говорит морской биолог из Смитсонианского института Кристофер Мах (Christopher Mah), не участвовавший в антарктическом исследовании. — „Губки-убийцы, живущие в холодных и мрачных глубинах Антарктики, где жизнь невозможна"».
Но Гриффитс с коллегами пока не может сказать, живут ли вокруг камня подвижные животные типа рыб и ракообразных. Камера ничего подобного не зафиксировала, и поэтому неясно, являются ли эти прикрепленные к камню животные кормом для кого-нибудь. «Они все питаются из одного и того же источника?— спрашивает Гриффитс. — Или часть из них получает питательные вещества друг из друга? А может, плавающие вокруг них подвижные животные каким-то образом становятся для них кормом? На все эти вопросы сможет ответить только новая экспедиция».
Похоже, что осадочные породы вокруг каменной глыбы не очень тяжелые. Это значит, что животным не грозит погружение в ил. «Это что-то вроде золотой середины, — говорит Гриффитс об удачном расположении камня. — Туда поступает достаточное количество пищи, там нет желающих съесть этих существ хищников (насколько нам известно), и эти существа не погружаются в осадочные породы». (В окружающем камень осадке ученые заметили волнообразные неровности, которые обычно создают течения. Это подтверждает теорию о том, что питательные вещества заносятся сюда издалека.)
В равной степени неясно, как вообще неподвижные животные попали в эти места. «Может, это какое-то местное явление, они типа перескакивали с одного местного камня на другой?— спрашивает Гриффитс. — А может, их родители жили на камнях в сотнях километрах от этих мест, там, где заканчивается шельфовый ледник и начинается типичная морская экосистема. Они выпускали свою сперму и яйцеклетки, и их переносило течением».
Поскольку у Гриффитса и его коллег нет образцов, они также не могут назвать возраст этих животных. Известно, что антарктические губки живут тысячи лет, и поэтому вполне возможно, что это поистине древняя экосистема. Наверное, жизнь возникла на камне очень давно, но течения освежали его на протяжении тысячи лет, добавляя туда новые формы жизни.
Ученые также не могут сказать, является ли этот камень отклонением от нормы, или такие экосистемы широко распространены подо льдом. Может, геологам просто не повезло, когда они уронили камеру на эту глыбу. Может, такие животные сообщества регулярно встречаются на морском дне подо льдами Антарктиды. Места для таких экосистем предостаточно, потому что общая площадь плавучих шельфовых ледников составляет почти полтора миллиона квадратных километров. Но во время предыдущих буровых работ на ледниках ученые изучили площадь под ними, не превышающую по размерам теннисный корт. Так что вполне возможно, что таких экосистем там превеликое множество — просто мы их пока не нашли.
А времени остается мало. Да, камень скрывается под толщей льда в километр, но этот лед на нашей теплеющей планете быстро тает. «Не исключено, что в будущем часть этих огромных шельфовых ледников обрушится в море, — говорит Гриффитс, — и мы потеряем уникальную экосистему».