ikoktejl

Ponor do Mariánského příkopu

Ponor do Mariánského příkopu

Padesáté výročí ponoru na dno Mariánského příkopu

 

   Připravil RNDr. Zdeněk Kukal

 Zatím co na vrcholek Mt. Everestu se vyšplhalo na tisíce lidí, na dno nejhlubšího místa oceánu se ponořili pouze dva. Bylo to 23. ledna 1960, tedy před 50 lety, když se člen slavné rodiny Piccardů, Jacques, s námořním kapitánem Donem Walshem v batyskafu Trieste ponořil na dno Marianského příkopu do téměř jedenáctikilometrové hloubky. Jaká byla historie tohoto ponoru, jaký jeho průběh, jaké výsledky, jak tuto událost hodnotíme dnes? Co znamenal pro rozvoj vědy a techniky? Proč se o to za posledních 50 let dodnes nepokusil nikdo další?

  

   Pokusy o hloubkové rekordy, od batysféry k batyskafu

Dlouho před slavným ponorem, v roce 1875, se nad Marianským příkopem v západním Pacifiku zastavilo slavné britské plavidlo Challenger a mechanickým lotem naměřilo tehdy rekordní hloubku 8184 m. Jeden takový údaj znamenal hodiny času, zanést body do mapy a vytvořit batymetrickou mapu části mořského dna pak týdny a měsíce. Kvůli takovým prodlevám jsme v roce 1895 měli k dispozici pouze 550 měření z devítikilometrových oceánských hloubek. Revolucí byl v roce 1920 objev a zavedení sonaru čili echolotu, odvozující hloubku od doby, která uplyne od vyslání a přijetí akustického signálu po jeho odrazu ode dna. Takový pokrok umožnil sestrojit hloubkové profily a jejich propojením mapu reliéfu dna oceánu. Mezitím se odebíralo stále více vzorků mořských sedimentů, chyběl však vizuální kontakt s hlubokomořským dnem. K důležitému kroku došlo v roce 1934, kdy se americký ichtyolog William Beebe s inženýrem Otisem Bartonem nechali jižně od Bermud spustit do hloubky 932 m v kouli, zvané batysféra. Barton pak ve vylepšené batysféře, kterou pojmenoval bentoskop, dosáhl hloubky 1372 m. V obou případech byly kabiny připoutány k mateřské lodi lanem, spouštěny a vytahovány jeřábem, což značně omezovalo možnosti pozorování a v rozvlněném moři to bylo dost riskantní.

Mnohým bylo jasné, že ponory se musejí provádět v  nepřipoutaném tělese. Nápad, jak by mělo vypadat a jak by mělo dosednout na dno i těch největších hloubek, měl švýcarský profesor fyziky Auguste Piccard. Podle jeho vlastních slov byl v roce 1937 na audienci u belgického krále Leopolda III. Spolu vzpomínali na králova otce Alberta I., který Piccarda vyznamenával v roce 1932 po výstupu do stratosféry a byl zvědav na jeho další plány. Auguste odpověděl: „Veličenstvo, mám v hlavě plány na konstrukci výzkumného podmořského plavidla, které by mohlo dosáhnout čtyřkilometrových a větších hloubek.“

Jakmile se Piccard vrátil do laboratoře, oznámil svým asistentům: „Právě jsem slíbil králi, že udělám batyskaf, tak do toho!“

  

   Od batyskafu FNRS k Trieste

Pojmenování batyskafu je odvozeno od řeckého bathys (hloubka) a scaphos (loď). Při jeho konstrukci byl Auguste Piccard inspirován svým stratosférickým balonem, který měl plout ve vodě podobně jako balon ve vzduchu. Podstatou byl velký plovák, naplněný něčím lehčím, než je voda. Posloužil mu obyčejný benzin s objemovou hustotou kolem 0,690 g/cm3. Ponor a výstup vyrovnával balast v podobě kovových broků, rychlost vertikálního pohybu se dala dolaďovat i vypouštěním vody z nádrží. Horizontálně se batyskaf pomocí dvou šroubů mohl pohybovat jen velmi omezeně. Druhou hlavní součástí byla kabina, vybavená sonarem a přístroji na měření tlaku, rychlosti pohybu a teploty vody. Průzor byl malý, protože celá kabina musela vzdorovat tlaku větším než 1100 MPa.

První batyskaf sestrojil Auguste Piccard již za asistence svého syna Jacquesa, v laboratoři vysokých tlaků v Bruselu na konci čtyřicátých let minulého století. Podle organizace Národní fond pro výzkum (Fond National de la Recherche Scientifique), financující práce, nazval své plavidlo FNRS, tak se ostatně jmenoval již jeho stratosférický balon. Práce, které podporovali i Francouzi, pokračovaly v dílnách Marine Engineering Company v Antverpách. První dokončené plavidlo se úspěšně ponořilo u pobřeží afrického Dakaru do hloubky 1380 m. Tehdy ponor ocenila i legenda mořských výzkumů J.-Y. Cousteau s nadšeným výkřikem: „Batyskaf je vynález století!“ Práce pokračovaly dále v Toulonu i v Ženevě. FNRS pak překonala další rekord, když dosáhla hloubky 4050 m. Dalšímu vývoji pomohla náhoda. A. Piccard byl v roce 1951 pozván do Terstu, tehdy svobodného území pod patronací OSN, kde měl přednášet o možnostech ekonomiky a vědy v tomto regionu. Byl však tak nadšen atmosférou a přáteli z Ústavu válečné historie, že se rozhodl přenést tam práce na batyskafu, který nazval Trieste, což je italsky Terst. Za morálního i finančního přispění Francouzů postavili nový batyskaf v podniku Cantieri Riuniti dell´Adriatico (Spojené adriatické dílny) v Monfalcone blízko Terstu. Batyskaf Trieste byl spuštěn na vodu 1. srpna 1953 a nastala doba experimentů, pokusných ponorů, napřed do několikametrových hloubek, pak několikasetmetrových, pak až do hloubky 3200 m, vše u italského pobřeží, u Capri, Ischie, Ponzy, Castellammare a Stabií. Zkoušela se odolnost proti tlaku, pozoroval se mořský život, sledovalo se šíření akustických vln vodou, kontrolovala se spolehlivost přístrojů. V roce 1957 se činnost Trieste svými ponory u Capri a měřením magnetismu zařadilo do světových akcí Mezinárodního geofyzikálního roku.

V roce 1958 převezli Trieste do San Diega v Kalifornii, kde byla i pod dohledem známého mořského geologa R. S. Dietze předělána kabina pro posádku. Nejhlubší z několika ponorů u pobřeží Kalifornie byl do hloubky 1280 m. Všechno bylo připraveno k legendárnímu ponoru v prohlubni Challenger v Marianskému příkopu.

  

   Konečně Den D

Mapování mořského dna pomocí sonaru určilo největší oceánskou hloubku přibližně 11 km v malé prohlubni 300 km na SZ od pacifického ostrova Guam, nazvaného na počest legendárního britského plavidla Challenger Deep, což překládáme jako prohlubeň Challenger. Je součástí Marianského příkopu, nejhlubšího podmořského příkopu na světě. Tato lokalita byla cílem zamýšleného rekordního ponoru Trieste, a proto převezli batyskaf na Guam. Zde proběhly poslední přípravné ponory, z nichž nejhlubší byl již rekordní, a to jižně od Guamu do hloubky 5530 m. Generální zkouškou byl ponor 8. 1. 1960 do příkopu Nero, výběžku Marianského příkopu, do hloubky 7025 m.

Konečně nastal den D a Trieste převezla mateřská loď Wandank za doprovodu válečného plavidla Lewis nad prohlubeň Challenger přesně na 11°18,5´ s.z.š. a 142°15,5´ v.z.d. Začátek rekordního ponoru byl plánován na sedmou hodinu ranní, malé technické obtíže jej však zpozdily na osmou hodinu. V 8.10 h vstoupili Piccard a Walsh do kabiny, v 8.23 h nastal oficiální začátek sestupu. Celý průběh je podrobně vylíčen v publikovaném deníku J. Piccarda. Vybíráme z něj to nejzajímavější:

Je 9.00 h., začínáme pomalu, rychlost ponoru je 10 cm/s. V hloubce 30 m cítíme teplotní rozhraní vod, tzv. termoklinu. Zvyšujeme rychlost na 1 m/s. Z průhledu vidíme suspenzi, podobající se sněhovým vločkám, jsou to schránky odumřelého planktonu. Zpomalujeme na 60 cm/s.

Je 9.20 h, hloubka 735 m. Zde jsme měli obavu z proudů, které byly zaznamenány staršími oceánografickými plavidly. Nic jsme nepocítili. Vidíme fosforeskující plankton, k přesnídávce máme čokoládu Nestlé. O minutu později přerušeno telefonní spojení s mateřskou lodí, za chvíli obnoveno. Připadáme si jako ve výtahu. V 10.23 h, přesně po dvou hodinách, je malá oslava, jsme 4050 m pod hladinou, překonáváme rekord, dosažený starým FNRS 3.

V hloubce 6 km dosahujeme  průměrné hloubky Pacifiku, teprve teď se vlastně začínáme nořit do Marianského příkopu.  V 11.24 h slyšíme každé slovo rozhovoru mezi doprovodnými plavidly. V 11.30 h mírně sestup brzdíme, jsme v devítikilometrové hloubce. V 11.44 jsme v 8880 m, překonáváme výšku Mt. Everestu. Je pravé poledne, hloubka je 9300 m a zpomalujeme pád na 30 cm/s. Kontrolujeme přístroje, kyslíku máme ještě na 24 hodin, telefonní spojení z Wandangu přerušeno, jsme moc hluboko! Je 12.26 h, hloubka 9900, najednou jsme pod hranicí 10 km a stále sestupujeme. Pozor! Objevuje se milimetrová prasklina v okénku, jsme ale klidní, kabina by měla teoreticky snést dvojnásobný tlak. Brzdíme, v 12.51 h najednou za okénkem oblak kalu, nic nevidíme, vypouštíme trochu balastu, batyskaf se mírně zakymácel, dosedáme na dno. Hloubka 11 km (pozn. později opraveno na 10 916 m). Trochu se vyjasnilo, je tu pomalý proud, dno je mírně nerovné, vidíme hlubinnou rybu. Teplota vody je 2,4 °C. Nemůžeme se dlouho zdržet, trochu nás tlačí čas, na dně jsme 23 minut, zbavujeme se zátěže a rychle stoupáme. Výstup je rychlejší, napřed 50, pak 70, nakonec i 150 cm/s a v 16.56 h jsme na hladině.

  

   Dny, měsíce a roky potom

Rekordní ponor se dá přirovnat k prvnímu výstupu na Mt. Everest. Ověřil výpočty Augusta Piccarda a jeho asistentů, technické možnosti ponorných plavidel, problémy spojení s mateřskými loděmi, spolehlivost přístrojů. Bylo to první přímé pozorování hlubinných vod a hlubokomořského dna. Nevýhody však byly též zřejmé: nepatrné možnosti batyskafu při horizontálním pohybu, omezené možnosti pozorování z malého průzoru, neschopnost odebírat vzorky ze dna. Nicméně vše, co bylo publikováno, od francouzského vydání knížky Jacquese Piccarda (Profondeur 11 000 mètres – Hloubka 11 000 m) v roce 1961 až po překlady, patří dnes ke klasické oceánografické literatuře.

Batyskaf Trieste se pak ještě několikrát nořil až do šestikilometrových hloubek v okolí Guamu. Na dno Marianského příkopu se však ponorné plavidlo s posádkou již nevydalo. Teprve po 35 letech, v roce 1995, se na dno Marianského příkopu několikrát ponořilo japonské plavidlo kategorie ROV (Remotedly operating vehicle) Kaiko 7000, bez posádky, dálkově ovládané. Registrovalo hloubku 10 911 m. Vědecké poznatky byly velmi cenné, ve zprávě se popisoval charakter mořského dna s vulkanickým pískem a jílem, nález na dně, jímž byla mořská okurka (sumýš), na povrch byly vyneseny vzorky usazenin. Ve vzorcích bylo nalezeno na milion bakterií v gramu kalu. Byly změřeny pomalé proudy při dnu o rychlosti několika cm za sekundu. Japonci tak poskytli další důkaz vyspělé techniky. Kaiko 7000 na moře vyslalo Japonské centrum námořní vědy a technologie (JAMSTEC – Japan Marine Science and Technology Center).

Naše historie končí expedicí amerického ponorného plavidla Nereus, též bez posádky, které po několika pokusech dosáhlo 1. 3. 2009 v Marian­ském příkopu hloubky 10 971 m. Nereus byl spuštěn z mateřské lodi  RV Kilo Moana, operující hlavně mezi Pearl Harbourem a Guamem. Místo dosedu dno mohlo být o stovky metrů vzdáleno od toho, kam se ponořil Trieste a Kaiko 7000. Geologické a biologické výzkumy vzorků ještě nejsou skončeny, víme však, že na dně byla nalezena pevná magmatická hornina gabro, která tvoří nejspodnější část oceánské kůry, hned nad zemským pláštěm. Je to důkaz intenzivních tektonických pochodů v podmořských příkopech.

  

   Spor o největší hloubky

I když měříme oceánské hloubky technicky dokonalým vícepaprskovým sonarem, přece jen je nedokážeme stanovit úplně přesně. Námořníci i oceánografové byli od roku 1920 svědky dětských nemocí i vývoje sonarů. Napřed kolísalo napětí, pak se měření omezovalo jen na jediný profil, nakonec však vysílání svazku paprsků umožnilo doslova skenovat mořské dno a profilovat jej v pásech o stometrové šířce. Známe i sonary, vysílající paprsky do stran, umožňující konstrukci třírozměrného obrazu reliéfu dna. Přes tyto úspěchy nedokážeme větší hloubky změřit přesně na metr. Proto nás také matou různé údaje v atlasech a encyklopediích. Proč je někde největší hloubka 11 041 m (např. ruské námořní a zeměpisné atlasy), jinde 11 022 m (americké a odvozené mapy), 11 034 m (atlas National Geographic), dnes spíše 10 970 m (podle hloubky prohlubně Challenger), hloubky 10 911 či 10 971 m (Kaiko a Nereus). Ani ten nejmodernější sonar není totiž úplně přesný. Uvádí se, že chyba v měření odpovídá 0,2 % z hloubky. Při hloubce 100 m se tedy počítá jen s chybou 20 cm, v hloubce 10 km je to však již 20 m! U podmořských příkopů je situace ještě komplikována tím, že se impulzy odrážejí nejen ode dna, ale i od jeho strmých stěn.

  

   Stále aktivní ­podmořské příkopy

Podmořské čili hlubokomořské příkopy, anglicky submarine trenches, jsou kromě středooceánských hřbetů nejvýraznějšími tvary oceánského dna. A to i přesto, že jejich plocha je pouze desetinou procenta plochy světového oceánu (podle statistiky je plocha dna v hloubkách 8 až 9 km jen 0,03 %, mezi 9 a 10 km jen 0,01 %, nad 10 km jen několika tisícinami procenta dna světového oceánu).

Pohled na mapy oceánského dna prozradí, že v západní části Tichého oceánu je příkopů nejvíce, a že se táhnou ze severu od Aleut, podél ostrovů až na jih k Austrálii. Právě to sepští s ostrovními oblouky je zajímavé, jsou totiž s nimi spjaty původem. Příkopy jsou tam, kde se oceánská kůra podsunuje pod pevninskou rychlostí 5 až 20 cm za rok. Při tomto pohybu se strhává oceánské dno do těch největších hloubek. Oceánská kůra se vstřebává, taví a magma pak vystupuje na povrch jako láva, z níž jsou pak téměř celé japonské ostrovy, Filipíny, Kurily, Aleuty i jiná souostroví. Podmořské příkopy bývají až dvacetkrát delší než širší, jsou asymetrické, neboť ostrovní svah je strmější (5 až 20 stupňů) než oceánský (kolem 5 stupňů). Např. Marianský příkop je 2542 m dlouhý a jen 68 km široký. V Pacifiku jsou po Marianském příkopu nejhlubší Tonžský příkop (10 882 m), Kurilský s 10 542 m, Filipínský s 10 540 m a Kermadecký (10 047 m). Příkop o podivném názvu HMRG Trench (zkratka Hawaii Marine Research Group), hluboký 10 732 m a objevený v roce 1997, by se dostal na 3. místo, podle některých jej však můžeme považovat za pokračování Marianského příkopu.

Ostatní oceány za Pacifikem zaostávají. V Atlantiku je nejhlubší Portorický příkop s 8605 m, v Indickém oceánu příkop Diamantina s 8047 m. Středozemní moře má též svůj Helénský příkop s 5151 m, v seznamu okrajových moří jej však překoná Karibské moře s Kajmanským příkopem s hloubkou 7686 m.

Hlubokomořské příkopy jsou geologicky neustále v pohybu, pod nimi jsou častá ohniska zemětřesení, z jejich svahů se řítí sesuvy a turbiditní proudy, na jejich dně se objevují výrony horkých vod a dokonce i metanu.

  

   Jak jsme oslavili ­výročí?

Sestrojení batyskafu Trieste a jeho rekordní ponor považujeme za jeden z technických vrcholů své doby a za nesmazatelný zápis do dějin oceánografie. Hlavní organizátor ponoru Jacques Piccard se výročí nedožil, zemřel v roce 2008. Nezastíráme však, že se později snahy výzkumníků orientovaly spíše na vývoj ponorek s posádkou a dálkově řízených podmořských plavidel. Všechny mají daleko větší možnosti pohybu, ovládání a přístrojového vybavení. To je hlavním požadavkem při mapování mořského dna, odběru vzorků sedimentů a podmořského života i pozorování směru a rychlosti hlubinných proudů se všemi vlastnostmi mořských vod. Všechny tyto přednosti měla nejslavnější ponorka Alvin, která již v sedmdesátých letech 20. století měla za sebou tisíce ponorů k středooceánským hřbetům, černým kuřákům i vraku Titanicu. Dnes je takových ponorek v provozu několik, některé jsou schopné pracovat i v pětikilometrové hloubce. Víme však, že nikdo z jejich posádek nezapomene na rekordní, téměř jedenáctikilometrový ponor batyskafu Trieste do Marianského příkopu.     

You have no rights to post comments

 

 

Publikování nebo další šíření obsahu webu je bez písemného souhlasu redakce zakázáno. Společnost Czech Press Group, a.s. zaručuje všem čtenářům serveru ochranu jejich osobních údajů. Nesbíráme žádné osobní údaje, které nám čtenáři sami dobrovolně neposkytnou.

 

Publikované materiály na www.czech-press.cz (pokud není uvedeno jinak) jsou vlastní texty iKOKTEJL a texty redakcí a spolupracovníků magazínů KOKTEJL, OCEÁN, EVEREST, PSÍ SPORTY, KOČIČÍ PLANETA, V SEDLE, Koktejl SPECIAL a Koktejl EXTRA.

Czech Press Group