Уильям Кроми - Обитатели бездны

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.

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. ).