Retk maailmamere sügavaimasse punkti

 (36)
Retk maailmamere sügavaimasse punkti
Batüskaaf TriesteWikipedia

Sel kuul möödub 50 aastat ühest mereuuringute ajaloo olulisemast sündmusest – 23. jaanuaril 1960 sukeldusid šveitslane Jacques Piccard ja ameeriklane Don Walsh USA mereväe batüskaafiga Trieste esimeste ja seni ainsate inimestena Vaikse ookeani lääneosas asuvas Mariaani süvikus maailmamere sügavaimasse punkti.

Maailma esimese batüskaafi projekteerimisega alustas šveitslane Auguste Piccard juba 1930ndate keskel. Nime “batüskaaf” sai Piccard, liites kreekakeelsed sõnad bathos ehk sügavus ja scaphos ehk laev. Enne seda huvitus šveitslane kõrguste vallutamisest: 1932. aastal tegi ta esimese mehitatud lennu stratosfääri 16 kilomeetri kõrgusele ning oli ühtlasi esimene inimene, kes oma silmaga tunnistas maakera kumerust. Mõne aasta jooksul viis ta maailmarekordi 23 kilomeetri kõrgusele, pärast seda pühendus mees meresügavustele, kirjutab Tarkade Klubi.

1937. aastaks oli Piccard esimese batüskaafi projekteerimisega lõpetanud ning alanud olid konstrueerimistööd. Kuid vahele tuli Teine maailmasõda ning 1945. aastal jätkatud tööga jõuti lõpuni alles 1948. aastal. Batüskaaf FNRS-2 tegi mitmeid sukeldumisi, nihutades 15 aastat kehtinud sügavusrekordit, mis oli tehtud veel eelmise põlvkonna süvauuringute aluse batüsfääriga. 1950. aastal müüdi batüskaaf vähese finantseerimise tõttu prantslastele, kes disainisid aluse ümber ja nimetasid selle FNRS-3-ks.

Seotud lood:

1950ndate alguses sai Piccard koos oma poja Jacques’iga mitmete toetajate kaasabil valmis uue batüskaafi, mis Itaalias asuva konstrueerimiskoha järgi sai nimeks Trieste. 1953. augustis toimus Capri saare lähistel Trieste esmakordne veeskamine ning samal aastal sukeldusid isa ja poeg uue batüskaafiga Türreeni meres Ponza saare kandis maailmarekordiliselt 3150 meetri sügavusele.

1954. aastal sukeldusid aga prantslased FNRS-3-ga veidi enam kui 4000 meetri sügavusele, lüües sellega Piccardide rekordi, kuid Šveitsi teadlaste perekond ei olnud veel oma viimast sõna öelnud. Järgneva viie aasta jooksul tegi Trieste uurimistööd Vahemeres, misjärel 1958. aastal müüdi batüskaaf 250 000 dollari eest Ameerika Ühendriikide mereväele.

Noorem Piccard jätkas ameeriklaste juures konsultandina. Ameeriklased ehitasid Trieste põhjalikult ümber, et alus oleks võimeline külastama ookeanide sügavamaid soppe, ning järgneva paari aasta jooksul testiti ja kasutati batüskaafi Vaikse ookeani uurimisel.

1959. aasta 5. oktoobril lahkus Trieste San Diego sadamast kaubalaev Santa Maria pardal ekspeditsioonile Mariaani süviku piirkonda. Juba 17. detsembril tegi Trieste seal esimese sukeldumise, püstitades uue sügavusrekordi, 5668 meetrit. Järgnesid rekordilised sukeldumised 9. ja 11. jaanuaril 1960, kui sukelduti vastavalt 7200 ja 8230 meetri sügavusele.

Maailma sügavaimasse punkti laskumisega alustati 1960. aasta 23. jaanuari hommikul. Ilm oli lämbe ja palav ning lained 1,5-2 meetri kõrgused. Kell 8.20 täitis Trieste ballasttangid veega ning alustas aeglaselt sukeldumist. Esimeste meetrite jooksul rappus alus kõvasti lainete meelevallas, kuid 30 meetrini jõudes kadus tuule tekitatud pinnalainete mõju.

Ligikaudu 100 meetri sügavusel, külmas ja võrreldes pinnakihiga tunduvalt tihedamas veekihis Trieste peatus. Laskumise jätkamiseks vabastasid mehed veest kergemat ballastvedelikku, et aluse ujuvust vähendada. Kuna termokliin (temperatuuri hüppekiht) oli seekord eriti järsk, siis tuli ballastvedelikku vabastada korduvalt.

Emalaevaga oldi laskumise ajal pidevas ühenduses, see oli võimalik tänu sonar-hüdrofonsüsteemile. 4500 meetri sügavusel ühendus katkes, tõenäoliselt oli selle põhjuseks emalaeva triivimine — helilained lihtsalt ei jõudnud enam sihtpunkti. Ülejäänud maailmaga oldi ühenduses vaid morsega, mille signaal levis kaugemale kui tavakõne.

Ligikaudu 8200 meetri sügavusel vabastati osa raudballastist, et vähendada laskumiskiirust, kuid mõne aja pärast, umbes 9000 meetri sügavusel, läbis alust terav raksatus, raputades kogu laeva. Kontrollinud kiiruga, et midagi kriitilist ei ole juhtunud, jätkati teekonda põhja suunas. Kümne kilomeetri sügavusel vähendati veel kahel korral raudballasti, misjärel laskumiskiirus langes vastavalt kiiruseni 0,3 ja 0,15 m/s. Pärast neli tundi ja 48 minutit kestnud laskumist jõudis Trieste lõpuks ookeani põhja. See tõi endaga kaasa valget-hallikat värvi sette paiskumise veesambasse, nii et esimese 10-15 minuti jooksul ei näinud Piccard ja Walsh illuminaatorist midagi.

Tarkade Klubi jaanuarinumbris:
• Milline kosmoselaev sõidab tähtedeni?
• Alvo Aabloo - tehislihaste arendaja
• Miks on kliima soojenemises paus?
• Päikese tervistav vägi
• Retk maailmamere sügavusse
• Kuidas sünnib olümpiajää

Batüskaafi pardal registreeriti sügavuseks 11 521 meetrit, kuid hiljem tulemust parandati — 10 916 meetrit. Süviku põhja jõudmise ajaks oli taastunud ka side, Walshi hääl kõlas emalaeval vaikselt, aga selgelt. Vahemaa emalaeva ja Trieste vahel oli umbes 11 km, mistõttu jõudsid sõnumid kohale ligikaudu seitsmesekundilise viivitusega. Kuna temperatuur batüskaafis oli vaid 7 °C ja mehed olid missioonil viibinud juba ligi viis tundi, siis turgutati endid šokolaadiga, et energiat säilitada.

Ookeani põhjas viibides nägid Piccard ja Walsh mitmeid elusolendeid, näiteks punaseid krevetilaadseid organisme ja lestasarnast kala. Viimase väite on aga teadlased hiljem ümber lükanud — sellise rõhu juures ei ole lestaliste esinemine võimalik. Süviku põhjas viibides avastasid mehed, et välimine akrüülklaasist illuminaator oli mõranenud, ilmselt oli just see põhjustanud 9000 meetri sügavusel raputuse. Kuigi batüskaafi sisemine kest oli endiselt terve ja meeste elu ohus ei olnud, otsustati viivitamatult pinnale tõusta.

Kokku veetsid Piccard ja Walsh ookeanipõhjas umbes 20 minutit. Merepinnale tõus võttis aega 3 tundi ja 27 minutit. Huvitavaks faktiks on, et batüskaafi välisküljele oli sukeldumise ajaks kinnitatud rariteetne Rolexi käekell deep sea special, tõestamaks, et kell jääb veekindlaks ja peab survele vastu ka maailma kõige sügavamas punktis. Kell läbis testi edukalt, pidades vastu enam kui 1150 atm suurusele hüdrostaatilisele rõhule, see on rohkem kui 1100 kg koormust cm2 kohta.

Ekspeditsiooniga tõestati hapniku ja elu olemasolu süvikutes. Ühtlasi sai tugeva vastuargumendi radioaktiivsete jäätmete süvikutesse ladustamise idee, mis oli tollal päevakorral.

Pärast õnnestunud ekspeditsiooni lendasid mehed kangelastena Washingtoni, et võtta president Eisenhowerilt vastu ordenid. Aasta hiljem avaldas Piccard koos Robert Deitziga rekordsukeldumisest raamatu “Seven Miles Down” (“Seitse miili allapoole”).

See ei jäänud aga Trieste viimaseks sukeldumiseks. 1963. aastal alust modifitseeriti ning kasutati kadunud Ühendriikide mereväe allveelaeva USS-Tresher (SSN-593) otsinguil. Allveelaev leiti 350 km kaugusel Cape Codi poolsaare rannikust 2,56 kilomeetri sügavuselt.

Trieste ekspluateerimine oli äärmiselt kulukas, batüskaafiga ei saanud võtta ei vee- ega setteproove, samuti ei olnud võimalik koguda foto- või videomaterjali. Ilmselt nendel põhjustel läks rekordbatüskaaf allveelaeva leidmise järel pensionile ning seda eksponeeritakse USA mereväe ajaloo muuseumis Washingtonis.

Juba 1964. aastal võttis USA merevägi kasutusse edasiarendatud batüskaafi Trieste II, mis erinevates konfiguratsioonides teenis ameeriklasi kuni 1980. aastani. Hiljem võtsid ameeriklased, venelased, prantslased ja jaapanlased kasutusse kompaktsemaid ja parema manööverdusvõimega süvaallveelaevu ja roboteid, nagu Alvin, Turtle, Sea Cliff, Nemo, Aluminaut, Priz, Mir ja Nautile. Sellest hoolimata ei ole pärast Triestet Challengeri sügavikku külastanud ükski mehitatud alus.

Esimene mehitamata alus, jaapanlaste allveerobot Kraiko sukeldus maailma sügavaimasse punkti alles 1995. aasta märtsis. Kaugjuhitav seade tuvastas mitmeid usse ja krevette süviku põhjas, maksimumsügavuseks saadi 10 911 meetrit. 1996. ja 1998. aastal kogusid jaapanlased Kraikoga süvikust mikro- ja makroorganisme ning võtsid mitmeid setteproove. 2003. aastal taifuuni Chan-Hom ajal kaotati mehitamata seade Jaapani vetes Shikoku saare lähistel.

2009. aasta mais jõudis Challengeri sügavikku läbi aegade teine mehitamata alus, ameeriklaste Nereus. Emalaevalt juhitud allveerobot viibis merepõhjas 10 tundi, saates otsepildi ookeanipõhjas toimuvast emalaevale. Nereuse emalaev Kilo Moana kaardistas piirkonna meresügavusi kajaloodiga ning maksimumsügavuseks saadi 10 971 m. Kuna andmed on väga värsked, siis ei ole ekspeditsiooni tulemusi veel ametlikult avaldatud (publitseeritud).

Don Walsh ja Jacques Piccard jäid pärast rekordsukeldumist praktiliselt elu lõpuni merenduse ja merega seotuks. 1968. aastal kaitses Walsh Texase ülikoolis doktorikraadi. Mereväes, allveelaevadel, töötas ta kuni 1975. aastani, sh ka Korea ja Vietnami sõja ajal. Mereväest lahkudes asus ta Lõuna-California ülikooli dekaaniks ja professoriks, kust lahkus omakorda 1981. aastal.

Viimastel aastakümnetel on Walsh pühendunud ekspeditsioonidele Arktikas ja Antarktikas. Veel suhteliselt kõrges eas sukeldus Walsh Titanicu vrakile ning on praegugi seotud tavainimestele mõeldud ekspeditsioonide korraldamisega Titanicule, Bismarckile ja teistele huvitavatele objektidele ookeani põhjas.

Mere- ja järvesügavustes seiklemisega jätkas ka Piccard. 1964. aastal valmis tema turistiallveelaev (mesoskaaf), mis võttis pardale 40 reisijat. Aastatel 1964-1965 tegi mesoskaaf Genfi järves ligi 1100 sukeldumist, kokku pakuti meelelahutust umbes 33 000 inimesele. Oma nime sai mesoskaaf Jacquesi isa, rekordbatüskaaf Trieste looja Auguste’i järgi, kes suri 1962. aastal.

Aastatel 1966-1968 ehitas Piccard koos ühe ameerika lennukeid tootva kompaniiga uue mesoskaafi — Ben Franklin (kutsutakse ka Grumman/Piccard PX-15). Alus oli projekteeritud eesmärgiga kanda pardal kuut meeskonnaliiget pikema aja jooksul (kuni kuus nädalat).

Projektist oli huvitatud ka NASA, nähes seda ühe võimalusena testida inimesi pikaks kosmoselennuks, kus samuti oli vaja kitsastes oludes pikemat aega koos viibida. 1969. aastal tegi Piccard koos viie kaaslasega eksperimendi, kui triivis kuu aega järjest mesoskaafiga Golfi hoovuses 180-600 meetri sügavusel. Õnnestunud missiooni käigus triiviti algpunktist ligi 2700 km kaugusele.

Seitsmekümnendatel jätkas Piccard sukeldumismasinate väljatöötamist, ühtlasi hakkas ta tegelema ka merereostuse ja ülekalastamise probleemidega. Kokku töötas ta välja üle 40 erineva disainiga allveesõiduki, oma viimase sukeldumise tegi Piccard 2002. aastal. Jacques Piccard suri 2008. aasta 1. novembril 86-aastasena.

Piccardide traditsioone viib tänapäeval edasi Jacques’i poeg Bertrand, kes on keskendunud õhupalliga lendamisele nagu tema vanaisa Auguste’ki. 1999. aastal tegi Bertrand Piccard koos kaaslasega esimese vahemaandumisteta õhupallilennu ümber maakera.

  

Kus on sügavaim koht ja kui sügav see on?

Maailmamere teadaolevalt sügavaim punkt asub Mariaani süviku lõuna-edelanurgas, ligikaudu 290 km kaugusel lähimast maismaapunktist, Fais’ saarest. Mariaani süvik asub kohas, kus Vaikse ookeani laam sukeldub väikese Mariaani laama alla. See protsess ongi maailma sügavaima piirkonna tekkimise põhjuseks. Merepõhja katab piirkonnas orgaaniline vedel muda, mis on moodustunud sinna sadenenud organismide jäänukitest.

Esmakordselt mõõdeti sealses piirkonnas meresügavust kuulsa Challengeri (1872-1876) ekspeditsiooni käigus 23. märtsil 1875, tulemuseks saadi 8184 m. 1912. aastal šoti-kanada okeanograafi John Murray poolt avaldatud raamatus “Depth of the Ocean” (“Ookeani sügavus”) märgiti maailmamere suurimaks sügavuseks juba 9636 meetrit.

1951. aastal mõõdeti süvikut taaskord uurimislaevaga Challenger (Challenger II), sellest alates on sügavaimat punkti nimetatud Challengeri sügavikuks. Kasutades kajaloodimist, saadi tookord maksimumsügavuseks 10 900 meetrit. 1950ndatel uurisid Mariaani süvikut ka Nõukogude Liidu teadlased, teiste seas osales ekspeditsioonidel ka eestlane Ivar Murdmaa.

1957. aastal registreeriti venelaste uurimislaevalt Vityaz suurimaks sügavuseks 11 034 meetrit. Hilisematel aastatel ei ole siiski nii suure sügavuse olemasolu ühegi mõõtmise põhjal kinnitust leidnud.


Batüskaaf Trieste

Trieste pikkus oli 15 meetrit, laius 3,5 meetrit ja süvis 5,6 meetrit ning kogumass (ilma ballastita) 51 tonni. Enamiku sellest massiivsest sõidukist moodustasid ujukid, mis olid täidetud kerge lennukikütusega ning ballastveega. Lisaballastiks oli üheksa tonni rauda, mida hoiti aluse küljes elektromagnetilise jõu abil.

Batüskaafi alumises osas asus 2,2meetrise läbimõõduga 12,7 cm seinapaksusega terasest korpusega sfäärikujuline meeskonnaruum, kuhu pääses läbi vertikaalse šahti ja kuhu mahtus töötama kaks meeskonnaliiget. Hingamiseks vajalikku hapnikku hoiti surveballoonides, süsinikdioksiid eemaldati naatronlubja abil.

Batüskaafist oli võimalik teha ka visuaalseid vaatlusi tänu akrüülklaasist koonusekujulisele illuminaatorile ja kvartsvalgustitele. Mõningast manööverdamisvõimalust horisontaalsuunas võimaldasid batüskaafi ülaosas asunud propellerid. Energiat sai alus akudelt. Erinevalt eelmise põlvkonna süvaveesõidukitest, batüsfääridest, sukeldus batüskaaf iseseisvalt ega olnud kohmaka trossiga emalaevaga ühenduses.

Tavapärane sukeldumine algas ballasttankide veega täitmisega, misjärel hakkas alus sukelduma. Teatud veetihedusega sügavusele jõudes oli vaja aluse massi suurendada, et laskumine jätkuks. Selleks lasti välja osa (veest kergemat) kergkütust, asemele tulnud merevesi suurendas batüskaafi kogumassi nii, et see muutus ümbritsevast veest raskemaks ja sukeldumine võis jätkuda.

Kui sukeldumiskiirus oli liiga suur, siis eemaldati osa raudballastist, et langemist aeglustada. Põhjast üles tõusmiseks vabastati kogu raudballast. Kui mingil põhjusel oleks aluse elektriga varustamine katkenud, siis oleks vabanenud ka raudballast (magnetid ei oleks enam toiminud) ning batüskaaf oleks automaatselt pinnale kerkinud.