Предыдущая главаСодержаниеСледущая глава

МИР ВОДЫ

 

Есть нечто таинственное в море, чье неслышное, грозное дыхание словно бы выдает существование некоего живого гиганта, обитающего в его глубинах.

Герман Мелвилл

Если бы древние, давшие имя нашей планете, знали, что 71 процент ее поверхности покрыт водой, они назвали бы ее Океаном, а не Землей. Насколько нам известно, ни на одной другой планете солнечной системы океана не существует. На каждый квадратный километр суши у нас приходится два с половиной квадратных километра водной поверхности. Материки представляют собой как бы острова, возвышающиеся над Мировым океаном, расчленяя его на отдельные участки, которые мы произвольно называем океанами, морями, заливами, бухтами и т. д. Глубина Мирового океана составляет в среднем около 3,5 километра, а в отдельных местах достигает 11 километров. Будь поверхность суши ровной, а не покрытой складками, образующими возвышенности и впадины, вся она была бы залита слоем воды высотой почти в 2,5 километра.

В океане в триста раз больше жизненного пространства, чем на суше и в пресных водах. На материках жизнь ограничена поверхностью суши и зоной мелководья глубиной всего в несколько метров. (Полеты птиц и насекомых в воздухе принимать во внимание не следует, поскольку это лишь временные путешествия.)

Меж тем две трети океана глубже 3000 метров, и все это огромное пространство — от сверкающей в лучах солнца поверхности до холодных и мрачных глубин — обитаемо.

Океан начинается не там, где оканчивается суша. Все материки имеют свое продолжение в виде отлогих платформ, называемых материковыми отмелями. Эти относительно плоские террасы бывают шириной от нескольких миль до 1500 километров. Средняя же их ширина около 70 километров. Наружный край отмели чаще всего оканчивается обрывом, называемым материковым склоном, который опускается до глубины 3000 метров и более. Обрыв этот начинается на глубине 200—300 метров.

Пять шестых всех обитателей океана живет в верхних, освещенных солнцем слоях. Однако распределены эти обитатели неравномерно. Так же, как и на суше, в океане есть пустыни и джунгли. Прибрежные участки моря — это своего рода джунгли. Они плотно населены вследствие стока «пищи» с суши и перемешивания всей толщи воды благодаря воздействию ветров, течений, приливов и отливов. С экономической точки зрения это наиболее важные районы, поскольку они служат обиталищем большей части животных, добываемых человеком в море.

Жизнь в водной среде имеет ряд преимуществ. Лучший растворитель, морская вода содержит в себе все вещества, необходимые для благоденствия, роста и воспроизводства своих обитателей.

Живые существа примерно на 80 процентов состоят из воды. У позвоночных она составляет 60—70 процентов веса тела, а у беспозвоночных — таких, как медузы, — до 96 процентов. Основная часть крови и прочих циркулирующих жидкостей — вода — составляет у человека 95 процентов плазмы крови. Она образует как бы внутреннее море, омывающее и отчасти наполняющее каждую клетку. Подобно внешнему морю, она снабжает организм растворенными в ней питательными веществами и кислородом и вымывает из него ядовитые отходы. Кровь греет, охлаждает, смазывает и питает организм.

Состоящие в основном из воды, морские обитатели обладают почти тем же весом, что и окружающая их среда. Иными словами, вода придает им плавучесть и противодействует силе земного притяжения, воздействующей на них. (Специалисты по космической медицине на несколько дней помещают испытуемых в цистерны с водой, воссоздавая состояние невесомости, в каком оказываются космонавты.)

Воздух такими свойствами не обладает. Прежде чем выйти на сушу, сухопутным животным пришлось обзавестись прочными скелетами, крепкими конечностями и мышцами, которые были бы в состоянии выдержать тяжесть их тел. Чем крупнее сухопутное животное, тем больше сил оно должно тратить на поддержание собственного веса. Это ограничивает его размеры. Морские же животные могут достигать гораздо большей величины. Самый крупный обитатель океана, синий кит, весит в 30 раз больше среднего слона, крупнейшего сухопутного животного. Киты, выбросившиеся на берег, зачастую гибнут от удушья, потому что огромный вес их тела, лишенного опоры, сдавливает им легкие.

Морские животные тратят меньше энергии, чем обитатели суши, на преодоление силы тяжести, зато больше используют ее для перемещения, так как обитают в более плотной среде. Морская вода примерно в тысячу раз плотнее воздуха, поэтому сопротивление ее больше. Сравнительно незначительная плотность воздуха позволяет животным даже малообтекаемой формы передвигаться со значительной скоростью.

Гепард может бежать со скоростью до 130 километров в час; отдельные виды уток летают со скоростью до 120 километров в час. Что же касается морских животных, то наиболее быстрые из них — тунцы и некоторые разновидности китов — могут развивать скорость лишь 35 миль в час и немногим более, да и то в течение кратких промежутков времени. Но, поскольку все обитатели моря передвигаются в среде с одинаковой плотностью, то меньшая, чем на суше, скорость ни для кого не является помехой. [Стр. 24. Это не совсем точно. Вода оказывает гораздо большее сопротивление, чем воздух, но зато почти полностью освобождает от затрат энергии на преодоление силы тяжести, что особенно важно для крупных животных. В общем среди легковесов бегающие, а особенно летающие наземные животные значительно быстрее плавающих водных, тогда как у тяжеловесов соотношение обратное. Меч-рыба весом в несколько центнеров на рывках, судя по скорости разматывания лески, дает 130 километров в час. Подробнее см. статью «Скорость движения рыб», «Природа», № 3, 1960.]

Вода поглощает и сохраняет больше тепла, чем воздух, камень, почва или любое вещество, кроме аммиака. Если все солнечное тепло, достигающее поверхности Земли, направить на Антарктику, то слой льда в несколько тысяч метров, покрывающий континент, растает за два с половиной года. Между тем это же количество тепла повысило бы температуру Мирового океана лишь на 1,1° С. Более того, Мировой океан может отдавать атмосфере огромное количество тепла, причем собственная его температура остается почти неизменной. Благодаря этому явлению морскому климату не свойственны значительные и резкие колебания, присущие континентальному климату. Так, в Антарктиде температура воздуха опускается до 88° ниже нуля, а в Североафриканских пустынях достигает 58°. В открытом же море, где влияние суши не ощущается, максимальная температура редко превышает 30°, а минимальная — 2,8° тепла [Благодаря наличию в ней солей морская вода замерзает при температуре ниже 0°.]. Сезонные температурные колебания слоев воды, прилегающих к поверхности, никогда не превышают 5—6°, а суточные колебания их температуры не бывают больше 0,5°. На глубине 300 метров сезонных изменений температуры не существует вообще, а еще глубже вода одинаково холодна и имеет среднюю температуру чуть ниже 1,7°.

Поскольку на огромных водных пространствах в течение длительных промежутков времени преобладают одинаковые умеренные условия, морским обитателям, в отличие от сухопутных животных, не нужно приспосабливаться к частым и резким изменениям в окружающей среде. Поэтому они находятся в удивительной гармонии со средой и чрезвычайно чувствительны к ее колебаниям. Все обитатели моря, кроме млекопитающих,— холоднокровные существа [Животные с теплой кровью — птицы и млекопитающие — выработали свою собственную «отопительную систему», благодаря которой температура их тела остается неизменной, несмотря на изменения температуры внешней среды.], поэтому их тела принимают ту же температуру, что и температура водной среды. Даже малейшие колебания температуры могут вызвать перемены в химическом составе этих животных, а значительные и внезапные изменения чреваты для них самыми тяжелыми последствиями.

 

На внешний вид этого одноклеточного микроскопического организма (Ceratium) оказывает влияние температура. В теплых районах и в теплое время года его выросты увеличиваются, облегчая парение в воде с меньшей плотностью. В холодных же, более плотных, водах он обходится короткими выростами.

 

Благодаря такой восприимчивости границы между водными массами, имеющими разные температуры, могут оказаться столь же непреодолимой преградой, как горная цепь или пустыня — на суше. Такие температурные «барьеры» существуют в Мировом океане повсюду, особенно в местах, где сталкиваются различные течения и массы воды: они-то и препятствуют перемещению животных из одних районов в другие.

Один такой барьер опоясывает земной шар между 50 и 55° южной широты. Здесь холодная, опресненная вода, текущая к северу, сталкивается с массами более теплой и соленой воды, двигающимися к югу. Это так называемая антарктическая конвергенция. Районы, находящиеся по обеим сторонам этой конвергенции, имеют совершенно различные подводные «климаты», а животные и растения, населяющие их, различаются в такой же степени, как флора и фауна леса и тундры.

Подобные барьеры задерживают не всех обитателей моря. Многие виды китов, рыб и, возможно, кальмаров перемещаются на значительные расстояния. Однако другие существа, в особенности животные, собирающиеся стать родителями, а также их потомство, в высшей степени восприимчивы к изменениям температуры. Вот почему период нереста приурочен к определенному сезону, обычно к весне, когда море изобилует пищей. Биологи полагают, что именно сезонные изменения температуры стимулируют половую активность морских обитателей.

Профессиональные рыбаки и рыболовы-любители, для того чтобы определить, где следует ожидать клева, измеряют температуру воды. Например, одна из рыб, которая называется голубой, направляется в сторону берега, когда столбик ртути опускается до 15°; когда же температура поднимается выше 21°, эта рыба снова уходит в море. Полосатый окунь подходит к берегам при температуре около 6°, а макрель предпочитает температуру от 11 до 8°.

Температура воды влияет также на метаболизм. Темп жизни холоднокровных организмов при повышении температуры на 5,5° ускоряется примерно в два раза. И наоборот, низкие температуры замедляют химические реакции, и организму для своего существования требуется меньше пищи и энергии. Метаболизм такого рода может даже продлить жизнь организма, временно отключая его жизненные функции, что позволяет ему уцелеть и тогда, когда условия жизни трудны и пищи недостаточно.

Ускоренное протекание метаболизма в теплых морях приводит к тому, что животные растут скорее, размножаются раньше и чаще. Пока у обитателей полярных районов появится на свет одно поколение, в тропиках рождается несколько поколений. Такая быстрая их смена обеспечивает больше возможностей для мутаций и обусловливает большее разнообразие видов. По этой причине население тропических вод невероятно разнообразно по видовому составу, однако каждый из видов представлен сравнительно небольшим количеством особей. В полярных же районах обитает относительно немного видов, зато представители каждого из них весьма многочисленны. [Стр. 26. См. послесловие редактора.] Животные, обитающие в холодных водах, обычно достигают больших размеров, нежели их сородичи, живущие в теплых водах. Полярные виды крупнее тропических. Даже в глубоких, холодных слоях тропических вод водятся более крупные виды животных, чем в поверхностных слоях. Рыбы двух видов, обитающие на глубине 1500 метров, в два раза длиннее своих сородичей, живущих на глубине 450 метров. Этот факт, возможно, объясняется тем, что для достижения половой зрелости обитателям холодных вод требуется больший срок.

Выходит, температура воды оказывает значительное влияние на жизнь морских растений и животных. Она влияет на цикл их размножения, жизни и роста, на их размеры. Она влияет также на перемещение масс воды, на ее вязкость, количество газа, растворенного в море, на форму и толщину раковин и прочих внешних покрытий обитателей моря.


СОЛЕНАЯ КУПЕЛЬ

Температура действует на живые организмы вкупе с течениями, светом, давлением, наличием пищи и особенно важным фактором — содержанием растворенных в воде веществ. Океан представляет собой сложный раствор различных веществ, постоянно смешиваемых в нем, словно в гигантской пробирке; здесь все время происходят миллиарды химических реакций. Основной составной частью этого раствора является хлорид натрия, то есть обыкновенная поваренная соль. Кроме натрия и хлора, в морской воде в значительных количествах содержатся магний, сера, кальций, калий, бром, углерод и стронций. Эти девять элементов составляют 99,5 процента солей, растворенных в океане, и, вступая между собой в реакцию, образуют такие соединения, как хлористый магний, сульфаты магния и калия и карбонат кальция (известь). Животные, поглощая ее, получают материал для скелета или раковин.

В воде растворены многие другие вещества, но они находятся в ней в меньших количествах. (Очевидно, со временем в морской воде будут найдены все элементы, встречающиеся в природе.) Кремний, находящийся в океане, используется растениями и животными для образования раковин и внешних покровов. Растения усваивают фосфор, железо и марганец, которые входят в состав их тканей. В морской воде растворены представляющие особый интерес для человека элементы: 15 миллиардов тонн меди, 2 миллиарда тонн урана, 500 миллионов тонн серебра и 10 миллионов тонн золота. Однако эти богатства настолько разбросаны — вспомним, что в океане содержится 1 370 323 000 кубических километров (330 миллионов кубических миль) воды [Одной кубической мили было бы достаточно для того, чтобы наполнить озеро длиной 26 миль, шириной 10 миль и глубиной 20 футов.], что океан можно сравнить с крайне бедной рудой. Растения и животные умеют находить и концентрировать минералы, имеющиеся в воде в ничтожных количествах. Человек тратит огромные средства на то, чтобы выяснить, как они это делают, но пока научился добывать из океана с выгодой для себя лишь соль, магний и бром.

Большинство солей были вымыты из осадочных пород и почвы и унесены в море реками. Ежегодно реки выносят в Мировой океан около 400 миллионов тонн различных веществ в виде растворов и суспензий, в том числе экскременты и продукты гниения организмов. Дождевые воды «смывают» с неба газы и твердые частицы. Ветры сдувают в море пыль и грязь; подводные вулканы извергают различные химические вещества; кое-что приносят метеориты из космоса. Ежесуточно в море падает около 15 миллионов метеоритов величиной с точку в конце этого предложения и меньше того. Если бы извлечь из океана все находящиеся в нем соли и распределить их по суше равномерным слоем, то толщина этого слоя составила бы 150 метров.

Количество соли в море, то есть его соленость, определяется разницей между объемом испаряющейся воды и количеством осадков. Благодаря выпадению осадков в виде дождя и снега и таянию льдов полярные моря наиболее опреснены. Воды с самой значительной соленостью расположены в субтропиках у широты 30° по обеим сторонам экватора — в областях интенсивного испарения и немногочисленных осадков. Если не учитывать влияния стока с суши, соленость изменяется в пределах от 3,4 до 3,7 процента, что соответствует 34—37 частям соли на 1000 частей воды, или промилле. Соленость Мирового океана в среднем 35 промилле.

В 1884 году английский химик Ч. Р. Диттмар сделал чрезвычайно важное открытие. Тщательно проанализировав пробы океанской воды, взятой в разных частях мира, он установил, что, хотя общее содержание солей в воде, взятой в различных местах, различно, характер солей и их относительное содержание повсюду удивительно постоянны. Морская вода может быть соленой, как рассол, или почти пресной, но и в том, и в другом случаях хлористый натрий всегда составит 78 процентов всех солей, хлористый магний — 11, карбонат кальция — 0,3 процента и т. д. Это и понятно, поскольку все океаны и моря взаимосвязаны между собой и вода бесконечно перемещается с места на место. Вода, которая плещет у ваших ног на пляже восточного побережья Штатов, возможно, омоет ласты пингвина, обитателя Антарктики, сотни лет спустя, а тысячи лет назад она обдавала брызгами какого-нибудь рыбака-полинезийца.

Кроме минеральных (неорганических) солей, в Мировом океане содержится значительное количество органических веществ — в виде растворов и во взвешенном состоянии. Подсчитано, что количество этих частиц неживой материи по меньшей мере в 50 раз больше материи, из которой состоят живые существа. По словам одного биолога, в одном лишь Антарктическом океане органических веществ в 20 000 раз больше, чем весит годовой урожай пшеницы, собранной во всех странах мира.

Прежде полагали, что лишь бактерии могут «поедать» растворенные в воде невидимые вещества. Эти микроскопические искорки жизни живут в океане повсюду, они существуют снаружи и внутри других живых организмов. В щепотке плодородного донного ила их иной раз сотни тысяч. Бактерии служат своего рода септической цистерной: они разлагают погибшие организмы. (Иногда они «принимаются» за растение или животное прежде, чем оно умрет.) Когда неживые органические «отходы» опускаются на дно, бактерии расщепляют их на более простые соединения и неорганические минералы. Бактерии, таким образом, получают питание, а запасы первичной пищи в «кладовых» океана пополняются. Они идут в ход, когда неорганические вещества, влекомые течениями, попадают в освещенную часть моря. Крохотные одноклеточные растения усваивают минералы вместе с двуокисью углерода и водой, превращая их в живую ткань. Эти растения пожираются мельчайшими животными, которые в свою очередь служат пищей для более крупных животных.

Долгое время ученые считали, что крохотные морские растения являются единственной пищей множества мелких животных, неспособных быстро передвигаться. Однако в отдельные сезоны, а также на больших глубинах, куда не проникает свет, такой растительной пищи для питания обитающих там животных бывает недостаточно.

В 1964 году ученые Э. Р. Бейлор и У. Сатклифф провели в Океанографическом институте в Вудс Холе следующий опыт. Они пропускали пузырьки воздуха сквозь искусственно созданную морскую воду. Это был опыт, аналогичный опыту, проделанному в Йельском университете доктором Уонгерски. Они достигли того же результата: растворенные в воде органические вещества прилипли к пузырькам воздуха. Бейлор, Сатклифф, а с ними и доктор Гордон Райли выдвинули предположение, что эти органические пузырьки, лопаясь, становятся «кусками» пищи. Они-то, по их мнению, и служат кормом для самых крохотных морских животных.

Благодаря этому открытию были выявлены обширные, ранее не известные запасы пищи в море; удалось найти недостающее звено в жизненной цепи. Частицы, представляющие собой остатки разлагающихся организмов, малы и сохраняют какие-то признаки своей прежней жизни; прилипнув к пузырькам, они становятся крупнее и выглядят как бесформенные сгустки. После того как пузырьки лопаются, к образовавшимся комкам, опускающимся на дно, прилипают новые частицы. Для крохотных организмов, борющихся за свое существование в темных глубинах, комки эти — манна небесная. Ее количество уменьшается до глубины 450 метров, потом остается постоянным. Зимние штормы взбаламутят воду, а весной органические остатки животных и растений образуют изобилие «пузырьковой» пищи.

Штормы и ветры увеличивают также содержание растворенных в воде газов. Обычно нам не приходит в голову, что океан наполнен газом, однако это так, иначе животные не могли бы дышать, а растения — фотосинтезировать. Большая часть газа проникает через поверхность моря благодаря постоянному взаимодействию воды и воздуха. Атмосфера впитывает влагу, а вода поглощает и растворяет газы. Сильные ветры, крупные волны, разбивающиеся о берег, ускоряют оба эти процесса. Море как бы дышит своей поверхностью. Когда по ней один за другим идут пенящиеся, сталкивающиеся друг с другом валы, море дышит глубже, чем тогда, когда оно покрыто рябью или пологими волнами.


СОЛЬ И КРОВЬ

Если сравнить океанскую воду с кровью животного, мы обнаружим поразительное сходство между ними. В медузах, омарах, акулах, некоторых видах рыб, в лягушках, собаках и людях жидкости содержат те же соли и почти в той же пропорции, что и морская вода. А некоторые морские беспозвоночные, как, например, морская звезда, могут временно заменять свою «кровь» океанской водой.

Иными словами, наша кровь и жизненные соки других животных не что иное, как некое подобие морской воды. Поскольку все живые существа, так сказать, вышли из моря и находятся в отдаленном родстве меж собой, в этом обстоятельстве нет ничего удивительного. В период возникновения жизни соленость морской воды составляла около одного процента, и эта вода вошла в состав первых живых организмов и стала участвовать в их обмене веществ. Несмотря на миллиарды лет эволюции, происходившей в самых различных направлениях, соленость и пропорция солей остались почти без всякого изменения. Это наводит на мысль, что жизнь возможна лишь при определенных условиях, которые мало изменились с тех пор, как она возникла. Состав телесных соков остался прежним потому, очевидно, что прежними остались условия, при которых жизнь возможна. Эволюция различных животных сопровождалась эволюцией механизмов, служащих сохранению внутри животных этих условий.

Жизнь требует сохранения равновесия между этим внутренним морем и окружающей средой. Если какое-нибудь морское животное, например, осьминог, по воле течения попадет в пресную воду, через несколько минут оно погибнет. Разность в солености между водой и жидкостью, находящейся в животном, создает неодинаковое давление, и вода приливает в клетки с такой силой, что они лопаются. Имейте это в виду, когда услышите побасенку об осьминоге, который поднялся вверх по реке Колумбии и успел выползти на луг, прежде чем его заколол вилами фермер.

Между двумя участками с разной соленостью вода перемещается до тех пор, пока соленость обоих участков не станет одинаковой и разность давления не исчезнет. Вода и соли могут проникать сквозь наружную оболочку благодаря тому, что оболочка и мембраны клеток избирательно проницаемы. Это значит, что они пропускают воду и отдельные виды солей, но препятствуют проникновению других солей, которые состоят из более крупных «пачек» или молекул.

Как ни странно, но рыбы в море постоянно подвержены опасности «усыхания». Их телесные соки имеют меньшую соленость, чем окружающая их океанская вода, поэтому влага стремится покинуть тело рыбы, чтобы соленость тела и морской воды уравнялись. Этому они могут противодействовать посредством поглощения большего количества воды. Но тогда им приходится отсеивать излишек соли, приходящей с водой. Это осуществляют специальные клетки жабер, которые выделяют лишнюю соль, сохраняя состав внутренних соков постоянным.

Рыбам же, обитающим в пресных водах, постоянно грозит опасность «утонуть». В их крови содержится больше солей, чем в окружающей среде, и вода стремится проникнуть внутрь их организма. Чтобы этому воспрепятствовать, их почки выбрасывают лишнюю воду, а клетки жабер вместо того, чтобы выделять соль, поглощают ее. Почки также задерживают соль при выделении влаги. Поскольку для удаления воды, выделения или усвоения веществ требуется значительная энергия, рыбы постоянно должны производить какую-то работу, чтобы не «усохнуть» или не «утонуть».

Беспозвоночные обычно регулируют состав своих телесных соков, приспосабливаясь к ограниченному диапазону солености воды в открытом океане. Некоторые из них в состоянии приспосабливаться к изменениям среды, если эти перемены не слишком резки.

Если у берегов Калифорнии соленость воды, в которой обитают двустворчатые моллюски, постепенно уменьшится вдвое, то моллюски выживут. Но при резком изменении солености они могут погибнуть. Довольно резкое опреснение воды, вызываемое обильными осадками, убивает молодых устриц, а взрослым самкам мешает производить потомство.

Способность обитателей моря сохранять постоянную соленость внутри себя, несмотря на изменения внешней среды, у разных животных неодинакова. Некоторые, например, лосось, сельдь и угорь, чувствуют себя как дома и в пресноводных реках, и в соленых водах океана. Другим — живущим в глубоководных слоях или открытом море, где соленость остается неизменной на значительных пространствах, — вредны уже небольшие изменения в содержании солей. Таким образом, кроме температурных барьеров, имеются барьеры солености. Для каждого вида существует свой предел максимальной и минимальной солености и температуры.


БЕСПОКОЙНЫЕ ВОДЫ

Температура и соленость не только оказывают влияние на характер и распространение живых организмов, но также играют важную роль в перемещении масс воды. Эти две переменные величины, а также (правда, в меньшей степени) давление определяют плотность, или удельный вес, воды. Значительное содержание соли делает воду плотнее, а значит, и тяжелее. Чем теплее вода, тем она больше расширяется и тем легче, то есть менее плотной, она становится. Вода всегда перемещается из районов с большей плотностью в районы с меньшей плотностью. И это продолжается до тех пор, пока плотности их не уравняются.

Ученые полагают, что Мировой океан разделен на две части — верхнюю и нижнюю. Нижняя состоит из слоев холодной воды, которые расположены один над другим по степени уменьшения их плотности. Верхняя половина, подогреваемая солнцем, обладает значительно меньшей плотностью. Поскольку эта часть подвержена воздействию ветров и волнообразованию, тут нет четкого обособления слоев.

В значительной части океана существуют зоны резкого увеличения плотности воды, которые служат границей, отделяющей верхние участки от нижних. Эти зоны известны под названием термоклина [Стр. 33. Слой скачка температуры.], увеличение в них плотности происходит благодаря резкому уменьшению температуры. Наличие или отсутствие термоклина зависит от широты и времени года. Особенно заметно это явление в тропиках и субтропиках в летнее время. Обычно над более холодными, а значит, и более тяжелыми массами находится слой теплой, перемешанной воды толщиной 15—20 метров. Вторичные термоклины могут образоваться где-то между 450 и 900 метрами. Термоклины могут препятствовать перемещению масс воды в вертикальном направлении, перемешиванию верхних и нижних слоев и даже миграции животных.

Глубинные слои образуются массами холодной, тяжелой воды, опускающимися вниз на севере Северной Атлантики и Ледовитого океана. Эти массы распространяются вширь, а затем перемещаются в бассейны Индийского и Тихого океанов. В верхней части океанов благодаря действию ветров и разнице в плотности воды возникает система вертикальных течений. Наличие материков, а также вращение Земли разбивают это поверхностное циркуляционное движение на шесть ячеек, или круговоротов. Как видно из диаграммы, такие круговороты находятся в Северной и Южной Атлантике, в северной и южной частях Тихого океана и Индийском океане. Шестой круговорот образуется массами воды, гонимыми сильными западными ветрами в восточном направлении вокруг Антарктиды. Когда течения уносят воду прочь от суши или два течения расходятся в разные стороны, на место ушедших масс снизу поднимаются новые массы воды. Подъем глубинных вод происходит и при ветрах, дующих с суши, которые угоняют воду от побережья. И наоборот, когда ветры нагоняют воду к берегу или же при столкновении двух течений по краям таких участков образуется излишек воды, который опускается вниз.

 

Циркуляция поверхностных вод Мирового океана. Белыми стрелками обозначены холодные течения, черными — теплые.

 

Наибольшее обилие жизни наблюдается в тех районах Мирового океана, где массы холодной воды, поднимаясь кверху, несут с собой минеральные соли, которые обеспечивают высокую «урожайность» морских растений. Богатая растительная пища поедается многочисленными «вегетарианцами», которые, в свою очередь, служат пищей для плотоядных. Благодаря богатым питательными веществами массам воды, поднимающимся с глубины 2000—3000 метров, открытый океан вокруг Антарктиды является одним из наиболее плодородных районов Мирового океана. Области подъема глубинных вод в экваториальных водах в два—пять раз богаче жизнью, чем центральные районы океана к северу и к югу от экватора. Вертикальное перемещение водных масс происходит также у западного побережья Африки, Южной Америки и (в меньшей степени) Калифорнии. Воды у юго-западных берегов Африки — это, пожалуй, наиболее изобильный район Мирового океана, однако ввиду незначительной протяженности значение его не столь велико, как Антарктического океана [Стр. 35. Название «Антарктический океан» ныне малоупотребительно; южные части трех главных океанов — Тихого, Атлантического и Индийского — чаще называют Южным океаном.].

У западного побережья Южной Америки пассаты как бы оттесняют в сторону открытого моря холодные, идущие на север воды Перуанского течения. Масса воды, богатой питательными веществами, устремляется в образовавшуюся ложбину, что создает благоприятные условия для развития живых организмов даже в 300 километрах с лишним от побережья Перу. Огромные стада мелких, похожих на сардин анчоусов обеспечивают пищей других рыб, морских львов, птиц и даже пингвинов. Когда масса этой рыбы плещется, выпрыгивает из воды, над нею темной тучей висят миллионы бакланов, олуш, пеликанов, крачек и чаек, которые то и дело бросаются на добычу. Пять-шесть миллионов птиц ежесуточно съедают около тысячи тонн анчоусов. Такое изобилие корма выдвинуло Перу в ряды крупнейших рыболовных стран; что же до экскрементов мириадов морских птиц, то есть гуано, то оно является сырьем для развития перуанской промышленности, изготовляющей отличные удобрения.

Вертикальное перемещение нижних масс воды перестает быть постоянным явлением при наличии переменных ветров, а с уменьшением силы ветра или изменением его направления это явление может и вовсе исчезнуть. Когда у перуанского побережья ветры ослабевают, из экваториальных вод к югу устремляется теплое течение, называемое Эль-Ниньо, что в переводе означает «божественный младенец», потому что появление его у берегов Перу совпадает с праздником Рождества. Однако никакой радости оно с собой не приносит. Это течение как бы обволакивает прибрежные воды застойным покровом, преграждающим доступ питательным веществам, от которых зависит существование растений и животных. Рыбы гибнут миллионами. Они усеивают побережье, в воздухе стоит зловонный запах разложения. Вода отравляется ядовитым сероводородом, который издает запах тухлых яиц и покрывает металлические предметы черным налетом. Моряки, посмотрев через борт, видят, что aguaje — маляр из Кальяо неплохо поработал своей кистью, окрашивая судно чернью. В такие периоды рыболовная промышленность и промышленность по производству удобрений терпят огромные убытки. В довершение всего пояс тропических ливней часто смещается, и тогда на землю, где, бывает, по году не выпадет ни капли влаги, обрушиваются потоки воды. Плодородный слой почвы уносится прочь, урожай гибнет, глинобитные хижины рушатся.

Из всего сказанного видно, что в стоячей воде не может быть изобилия и разнообразия жизни. Для того чтобы растения и животные могли существовать, море должно находиться в движении. Бурные воды несут пищу и кислород, необходимые морским водорослям, балянусам, устрицам и прочим животным, которые всю свою жизнь или большую ее часть проводят в прикрепленном состоянии. Большие и малые массы воды, расходясь во все стороны, рассеивают газы и ядовитые отходы. Течения, идущие к полюсам, приносят в высокие широты тепло, обеспечивая баланс теплового бюджета Земли и раздвигая границы распространения теплолюбивых видов животных. Другие течения несут к экватору массы холодной воды, благодаря чему увеличиваются пределы распространения холодолюбивых животных.

Течения переносят икринки и личинки животных, а также организмы, которые плавают медленно, или, как, например, растения вовсе не умеют передвигаться. Многие существа, которые впоследствии двигаются, ползают или живут, будучи прикрепленными к морскому дну, вырастают из личинок, едва умеющих плавать, или дрейфующих по воле течений икринок. В ранний период жизни эти животные могут быть перенесены в места с благоприятными для их существования условиями и оказаться в районах, прежде необитаемых. Это свойство течений противодействует ограничительным факторам — температуре и солености, — поэтому все районы океана, где только возможна жизнь, оказываются заселенными.

Но растения и животные могут очутиться и в районах, где неблагоприятные температурные условия, соленость, отсутствие пищи или характер дна приводят их к гибели. Такой ценой им приходится расплачиваться за предоставленную природой возможность к самому широкому распространению.

Стойкие организмы, способные выжить в неблагоприятных условиях, подчас претерпевают значительные изменения. В процессе борьбы за существование в результате случайных мутаций некоторые из таких видов лучше приспосабливаются к суровым условиям. Со временем форма и функции более приспособленных организмов могут настолько видоизмениться, что возникают совершенно новые разновидности животных. От этих разновидностей происходят новые виды, ничуть не похожие на своих предков и даже неспособные к жизни в районах, откуда те появились. Постоянно подвергая те ли иные виды животных воздействию усиливающихся факторов отбора, течения оказывают значительное, хотя и косвенное, влияние на процесс эволюции.

Принято считать, что главными центрами возникновения различных видов животных являются теплые, устойчивые массы воды в тропиках, с характерным для них разнообразием форм жизни. Отсюда организмы распространяются к полюсам и в глубинные слои. Благодаря естественному отбору в приграничных районах возникают новые виды. Все более суровые условия, в которых оказываются животные, перемещаясь к полюсам, приводят к тому, что выживает все меньшее их число. Подсчитано, что на каждые пять видов, обитающих в теплых водах, приходится один вид обитателей холодных вод. [Стр. 37. См. послесловие.]

Следовательно, постоянное изменение среды играет решающую роль в истории и судьбе всех обитателей моря. Это изменение является составным элементом системы глобальной циркуляции, которая столь же совершенна и гармонична, как система кровообращения у животных. Благодаря ей тщательно перемешиваются и разносятся в различные части океана мириады растворимых веществ. Эти вещества образуют как бы жидкий питательный раствор, в котором обитатели моря добывают себе пропитание. Раствор этот постоянно омывает поверхность их тела и внутренние полости, снабжая всем, что необходимо для жизни. Растения и животные не только живут в море, они — неотъемлемая его часть, а море — часть их самих.




Предыдущая главаСодержаниеСледущая глава