Мировой океан

При огромной площади поверхности Мирового океана (361 млн км²) объём его вод (1370 млн км³) составляет «всего лишь» ¹/₈₀₀ объёма планеты. Средняя глубина Мирового океана — около 4 тыс. м, что составляет только 0,06 радиуса земного шара. Следовательно, на долю океана приходится лишь ничтожная часть массы нашей планеты. Так что «Земля» — название очень правильное.

Однако, составляя незначительную часть Земли, океан является важной частью географической оболочки. Поэтому для географии Мировой океан — важнейший объект исследования. Отсюда следует и то важное место, которое занимает океанология в системе наук о Земле. Она является наукой, охватывающей не только всю сумму знаний о Мировом океане, но и о его взаимосвязях с материковой частью Земли и атмосферой.

Мировой океан — открытая динамическая система, которая обменивается веществом и энергией с сопредельными средами. Этот обмен происходит в форме глобальных круговоротов, в которых участвуют тепло, влага, соли, газы и другие вещества, составляющие тело океанов и материков. Процессам обмена в этой системе свойственно саморегулирование, направленное на поддержание природного равновесия. Оно соблюдалось на протяжении всей истории Земли, т.е. много сотен миллионов лет.

Появился даже термин «океаносфера». Океаносфера — это глобальная оболочка, в которой протекают взаимосвязанные природные процессы. Они имеют определённые планетарные закономерности и региональные особенности, обусловленные спецификой океанической среды.

Океан и географическая оболочка. Вода — вещество, обладающее очень большой теплоёмкостью. Говоря простым языком, это означает, что она может накапливать тепло. Солнечные лучи пронизывают атмосферу и нагревают воду океана. При этом вода медленно нагревается, но остывает ещё медленнее. Эта так называемая тепловая инерция и позволяет сохранять полученное тепло. Только верхний десятиметровый слой океанских вод содержит тепла больше, чем вся атмосфера. А в глубинах океана тепла в сотни раз больше, чем в этом верхнем слое. Кто-то может вспомнить, что с глубиной температура воды в Мировом океане быстро падает и на глубине нескольких километров составляет всего 2—3 °С.

Порассуждаем. Во-первых, температура придонных слоёв воды хоть и низкая, но плюсовая. А вообще средняя температура вод Мирового океана, с учётом разницы температур на разных глубинах, составляет 12 °С. Эта температура почти неизменна. Причём она если и меняется, то в сторону повышения, благодаря всё той же температурной инерции. А теперь вспомним, в каком диапазоне меняется температура поверхности суши. Летом, конечно, поверхность суши и нижние слои атмосферы разогреваются сильнее, чем до 12 °С. Но, во-первых, заметим, что они далеко не везде разогреваются сильнее — даже летом на планете остаются огромные пространства, где морозы сохраняются. А во-вторых, даже там, где летом температура поднимается особенно высоко, она хотя и оказывается выше средней температуры вод океана, но не так уж и намного — на 20—30 °С. Подведём промежуточный итог: летом суша и приземные слои атмосферы несколько теплее, чем средняя температура океанических вод. А теперь посмотрим, что происходит зимой. В океане всё те же 12 °С, а на суше и в  нижних слоях атмосферы? Кроме тропических и экваториальных широт, зимние температуры существенно ниже температуры вод Мирового океана. Ну-ка подсчитаем, насколько ниже среднезимние температуры в Антарктиде. Для справки напомним, что они составляют –50—(–40) °С. Сделаем ещё один промежуточный вывод: зимой океан остаётся значительно теплее, чем суша и нижние слои атмосферы. Суммируем два промежуточных вывода и получаем окончательный: в целом океанические толщи воды теплее, чем поверхность суши и приземные слои воздуха, т.е. Мировой океан аккумулирует (накапливает) солнечное тепло. В результате он оказывается ещё и регулятором температуры географической оболочки планеты. В самом деле, летом он не даёт ей слишком сильно нагреться, а зимой — слишком сильно остыть. Таким образом, климат нашей планеты становится более мягким, перепады температур в атмосфере не такие резкие, какими могли бы быть.

Подобное же регулирующее воздействие оказывает океан на влагооборот Земли. В самом деле, ведь океан — поставщик влаги, а значит, и осадков, выпадающих на поверхность Земли. Облака, возникающие над океаном, ослабляют приток солнечной радиации, а следовательно, и испарение с его поверхности. Рост дефицита влаги в атмосфере усиливает испарение с океана; воздушные массы насыщаются влагой, переносятся на сушу и приносят осадки. Таким образом, океан питает влагой сушу.

А вот и ещё одно проявление воздействия океана на географическую оболочку. Вода обладает очень большой растворяющей способностью, поэтому морская вода и является раствором многих химических веществ. При колоссальной площади Мирового океана это позволяет ему поглощать и выделять огромное количество газов, регулируя динамическое равновесие между газовым составом атмосферы и океана. Особый интерес представляет непрерывный обмен кислородом между ними. Верхние слои океана получают кислород не только из приводного слоя атмосферы, но и от фитопланктона в результате фотосинтеза.
Прогрев поверхности океана, волнение на поверхности воды приводят к поступлению кислорода в нижние слои воздуха. Поэтому говорят, что на морском побережье «легко дышится», а океан вместе с лесами вполне можно называть «лёгкими» нашей планеты.

Подобные примеры регулирующего действия океана можно было бы продолжить, но все они будут говорить об одном — наличие океана выравнивает неоднородности, гасит резкие возмущения, возникающие в процессе обмена веществом и энергией между геосферами Земли.

Механизм взаимодействия в системе «атмосфера — океан — литосфера» очень сложен и изучен пока далеко не полно. Это серьёзная комплексная проблема современной географии.

Океан и жизнь. Мировой океан — это не только вода. В этой воде обитают разнообразные, многочисленные и порой весьма своеобразные организмы. При этом структура органического мира в океане является зеркальным отражением такой структуры на суше. Если не использовать экологических терминов, ситуация на суше может быть описана так: растений больше, чем животных, а травоядных животных больше, чем хищников. В океане всё в точности наоборот: растений относительно немного, они представлены немногочисленными водорослями и более многочисленным фитопланктоном. Среди животных абсолютно преобладают хищники. Чем же они питаются? Друг другом. Более крупные питаются более мелкими. Крупных хищников, к которым относятся киты и большие акулы (китовая, гигантская, большая белая), относительно немного. Мелких — рыб самых разных размеров — гораздо больше. Ну и, конечно, зоопланктон, хищный и растительноядный.

Между организмами и средой их обитания существует неразрывная взаимосвязь. Проявляется она в приспособленности организмов к свойствам среды. Из многих её свойств для организмов наиболее важны содержание тепла в воде, солёность и, конечно, насыщенность кислородом. Комплекс этих свойств определяет состав и количество водных животных и растений. Поэтому-то большинство обитателей океана сосредоточено
в прибрежной зоне. Это объясняется тем, что прибрежные мелководья прогреты солнцем, насыщены кислородом, сюда же поступают питательные вещества, приносимые реками с материков.

Всё сказанное о жизни в океане касалось поверхностных слоёв воды — верхних 300 м. Глубже жизнь существует, но не так много организмов приспособилось к жизни в условиях огромного давления, низкой температуры воды и полного отсутствия света. Тем не менее в центральных частях океана, даже у дна, на глубине несколько километров, животных больше, чем в лежащих выше толщах воды. Причина проста — на дне можно не тратить энергию на плавание. Можно лежать на дне и ждать, когда что-нибудь съедобное опустится на дно с поверхности. Кроме того, можно рассчитывать поймать кого-нибудь из других ожидающих, ведь все обитатели морских глубин — хищники.

Очень своеобразными оазисами на дне океана являются зоны так называемых «чёрных курильщиков» (рис. 112). Здесь, в зонах активных вулканических процессов, жизнь просто кишит. Но что это за жизнь? В чём её необычность? А вот в чём.

Вообще вся жизнь на планете связана с Солнцем — оно даёт всем организмам жизненную энергию. Под действием солнечного света в зелёных растениях идёт процесс фотосинтеза, в результате возникает новое органическое вещество, которое используется в пищу травоядными, т.е. является для них источником энергии. Потом появляются хищники, ну и т.д. Вспомните уроки биологии. Мы же не будем сейчас рассказывать про связь земной жизни с Солнцем. Потому что нас ждёт другая жизнь, которая с Солнцем не связана.

Животные, обитающие в зонах «чёрных курильщиков», используют не солнечное тепло, а тепло, выделяющееся из недр Земли. Они питаются не органическими веществами, возникающими под действием солнечных лучей в процессе фотосинтеза, а продуктами химических реакций, проходящими при поступлении в морскую воду вулканических газов. Эти животные не только никогда не видели Солнца, оно им просто не нужно. Если оно погаснет, жизнь на Земле ещё довольно долгое время сможет сохраниться в зонах «чёрных курильщиков». Кто же они — эти обитатели совершенно тёмных, но тёплых и насыщенных химическими веществами вод? Кишечнополостные животные, ракообразные, моллюски, черви — и все они необычных форм и размеров. Собственно, эта жизнь ещё очень мало изучена, ведь «чёрные курильщики» были открыты сравнительно недавно.