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 (Слой скачка температуры. - Ред.), 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 (Название "Антарктический океан" ныне малоупотребительно; южные части трех главных океанов - Тихого, Атлантического и Индийского - чаще называют Южным океаном. - Ред.).

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 (См. послесловие. - Ред.).

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.