растворенного кислорода: около 8 мл/л в высоких широтах и около 4 мл/л в теплых, поверхностных водах низких широт. Эти различия определяются в основном величиной растворимости кислорода в зависимости от температуры воды. На некоторых глубинах при большом потреблении кислорода в низких широтах может создаваться недостаток его для животных.
Другая существенная гидрохимическая особенность океана определяет по существу его биологическую, а следовательно и рыбопромысловую, продуктивность. Известно, что на суше плодородие почвы зависит в основном от содержания в ней трех элементов: фосфора, калия и азота (в связанном состоянии). Калия в воде достаточно. Поэтому плодородие вод обусловлено в основном содержанием соединений фосфора и азота, необходимых для образования живой массы — растений и животных. Этих веществ во многих районах океана очень мало, что задерживает развитие в них жизни. К жизненно важным элементам в океане добавляется еще и кремний.
Органические остатки под действием силы тяжести погружаются на ту или иную глубину. Постепенно они минерализуются. В результате на всех широтах на глубине нескольких сот метров накапливаются органогенные элементы. Но дальнейшая их судьба в разных районах различна. В высоких широтах, где ежегодно осенью-зимой происходит сильное конвективное перемешивание, питательные соли выносятся в поверхностные слои. В низких широтах, где конвективное перемешивание незначительно, соли часто накапливаются на глубинах 500—1000 м, а в верхних слоях содержание их ничтожно. Таким образом, поверхностные слои тропических вод характеризуются обилием солнечных лучей и кислорода, но почти полным отсутствием солей фосфора и азота, большие глубины (сотни метров) — обилием питательных солей, но отсутствием солнечных лучей и часто очень малым количеством кислорода. Поэтому в тропиках, в районах, где глубинные воды с высоким содержанием солей фосфора и азота поднимаются на самую поверхность или в приповерхностные, освещенные солнцем слои, создаются исключительно благоприятные условия для развития жизни.
Районы апвеллинга в низких широтах отличаются большой биологической продуктивностью. Здесь находится плодородная «молодая», только что поднявшаяся вода. В ней еще не успел развиться фитопланктон. Все новые и новые порции поднимающейся воды постепенно оттесняют ранее поднявшуюся воду на периферию зоны апвеллинга. В ней начинается развитие фитопланктона, интенсивная фотосинтетическая деятельность, а количество питательных солей в связи с этим уменьшается. Вода из «молодой» превращается в «зрелую». Затем на основе скоплений фитопланктона развивается зоопланктон, при этом фитопланктон постепенно выедается организмами зоопланктона. Одновременно продолжается дальнейшее движение этой поднявшейся воды дальше от очага подъема и ее постепенный прогрев солнцем. Когда вода потеряла большую часть питательных солей, а основная часть фитопланктона съедена зоопланктоном, который уже явно преобладает в общей биомассе, она называется «старой». Таким образом, во многих районах апвеллинга можно наблюдать такую смену вод в пространстве: «молодая» вода в самом очаге подъема, дальше к периферии или вниз по течению — «зрелая» вода, зеленая от обилия фитопланктона, еще дальше — «старая», уже прогревшаяся вода с преобладанием зоопланктона. По мере того как рыба выедает планктон, вода становится более прозрачной, голубой. Прогреваясь, она трансформируется в обычную для этих широт воду — малоплодородную, теплую, прозрачную.
Схема 1
Взаимодействие элементов природы в океане
Освещенность вод и их прозрачность сильно влияют на биологические явления, особенно на интенсивность фотосинтеза. С другой стороны, количество планктона определяет прозрачность (и цвет) воды, а следовательно и освещенность подповерхностных слоев.
Конфигурация береговой линии и рельеф дна воздействуют на поверхностные и глубинные течения, вертикальные движения вод, условия существования живых организмов, их количество, динамику береговой зоны, осадконакопление. Последнее же изменяет рельеф дна и очертания береговой линии. Во многих районах береговые процессы в значительной мере зависят от биологических явлений в океане. Некоторые из этих прямых и обратных связей можно изобразить в виде упрощенной схемы.
Основные различия в физических и химических свойствах океана наблюдаются в меридиональном направлении: в высоких широтах — низкая температура, ледовые явления, формирование и зарождение потоков холодных вод, большое количество кислорода в воде; в умеренных широтах — повышение температуры воды, увеличение ее годовой амплитуды, движение на восток, исчезновение льдов, в низких широтах — высокая температура поверхностных вод, плохое вертикальное перемешивание, малое плодородие вод, преобладающий поток вод на запад. Кроме того, имеются различия в пределах одних и тех же широт: выделяются области формирования глубинных вод, области апвеллинга, полосы теплых и холодных течений.
Советские океанологи Л. А. Зенкевич и В. Г. Богоров создали учение о биологической структуре океана. Основные положения этого учения состоят в следующем. При движении в меридиональном направлении изменяется качественный состав фауны и флоры и количество организмов. В биологической структуре существует широтная симметрия. Плоскостью симметрии служит экваториальная плоскость. В теплых водах организмы быстро растут и рано начинают размножаться, в холодных живут долго, растут медленно и размножаются поздно. В теплых водах низких широт наблюдается большое видовое разнообразие организмов. В высоких широтах число видов значительно меньше. Биомасса планктона и других организмов максимальна в районе 50–60° широты обоих полушарий, минимальна в полярных, субтропических и тропических широтах, несколько повышена близ экватора.
Л. А. Зенкевич выделяет пять биогеографических областей, вытянутых в широтном направлении: арктическую, северную умеренную, тропическую, южную умеренную и антарктическую.
ПРИРОДНЫЕ ПОЯСА ОКЕАНА
С физико-географической точки зрения наибольший интерес представляют различия в природе океана в горизонтальном направлении. Наибольшие различия в планетарном масштабе наблюдаются в меридиональном направлении, они связаны с широтной зональностью.
Как показали исследования, в океане в меридиональном направлении сменяется ряд природных поясов. Известно, что на суше в том же направлении чередуются широтные пояса и их более мелкие подразделения — физико-географические зоны. Так, в Евразии и Африке с севера на юг чередуются: субарктический, умеренный, субтропический, тропический и экваториальный пояса. В их пределах находятся тундры, лесотундры, хвойные и широколиственные леса, лесостепи, степи и т. д. На океане особенно отчетливо различаются пояса в поверхностных и подповерхностных слоях воды до глубины нескольких сот метров. Глубже зональность океана выражена не столь ясно, так как промежуточные, глубинные и придонные слои обычно заполнены холодными субполярными, северными полярными и антарктическими водными массами, которые
