Евгений Винников - На суше и на море. 1976. Выпуск 16

Если отвлечься от конкретных в каждом случае причин, вызывающих концентрирование жизни вблизи любых поверхностей раздела, и попытаться охватить все эти частные случаи, то такой причиной будет, по-видимому, разнообразие условий на границах раздела. Это касается не только океана, но и суши и биосферы в целом. Разнообразие условий обеспечивает не только достаточный выбор необходимых для жизни элементов, но и факторы, защищающие жизнь, такие, как озонный экран в биосфере.

Еще в 1959 г. шведский океанолог П. Веландер утверждал: «Практически все физические, химические и биологические процессы, протекающие в море, объясняются главным образом тем фактом, что море обладает свободной поверхностью, находящейся во взаимодействии с атмосферой». Для того времени это была смелая мысль. Но сейчас уже совершенно ясно, что нельзя придавать исключительное значение только одной поверхности раздела: океан — атмосфера.

Обратимся к другой поверхности раздела: океан — суша. Попытаемся выяснить, нет ли прямой связи между величиной этой поверхности раздела и концентрацией организмов, например того же зоопланктона. О том, что такая связь должна существовать, свидетельствует карта. Но теперь проследим связь распределения концентрации биомассы зоопланктона с так называемой полярной антисимметрией суши и океана. Последняя выражается в том, что в северном полушарии гораздо больше материковой суши, чем в южном (схема 3). Попутно отметим, что с древних времен люди упорно искали огромный южный материк, который должен был в их представлении существовать в противовес материковым массам северного полушария. Принимали за него различные острова, Австралию, пока не обнаружили этот противовес — «Противоарктику», или по-гречески Антарктиду. Любопытно, что площадь этой выпуклости на юге (13,9 млн. км 2) почти равна площади симметричной ей вогнутости — впадине Северного Ледовитого океана (13,1 млн. км 2).

Чтобы ответить на поставленный нами вопрос, сопоставим концентрацию биомассы с величиной отношения поверхности суши к поверхности океана в северном и южном полушариях. В первом это отношение равно 0,69, а во втором — 0,23, то есть ровно в 3 раза меньше (схема 3). Средняя концентрация биомассы зоопланктона в активном слое морской воды в северном полушарии приблизительно в 2 раза выше, чем в южном. Если же сопоставить распределение этих величин по широтам (схема 4), мы обнаружим удивительное совпадение основных максимумов концентрации биомассы и отношения поверхности суши к поверхности океана. Максимум концентрации биомассы в приэкваториальной области хотя и совпадает с максимумом Поглощенной солнечной радиации, но (как это было показано выше на примере Тихого океана) связан с контактом поверхностных вод с поднимающимися из глубин водами.

Такая закономерность прослеживается и на суше, если, наоборот, рассматривать отношение площадей воды и суши в каждом широтном поясе. Точнее было бы учитывать отношение протяженности береговых границ к площади океана или суши. Из истории географии известно, что границе раздела вода — берег издавна придавалось большое, иногда даже чрезмерное, значение. И это имело, конечно, веские основания.

Если сравнивать Атлантический океан с Тихим, то у первого отношение длины береговой линии к площади поверхности гораздо больше, чем у второго. Концентрации зоопланктона в первом достигают 500 мг/м 3против 200 мг/м 3(максимально) во втором. И циркуляция вод интенсивнее в Атлантическом океане.

Существование связи между концентрированием жизни в океане и наличием поверхностей раздела значительно упрощает возможность описания общей картины, и к этому могут быть привлечены электронно-вычислительные машины. На схеме 5 показана картина, построенная ЭВМ.

Вода изображается в виде горизонтальных и косых черточек, земная «твердь» — сплошными косыми, а атмосфера — вертикальными линиями. Области, занятые совокупной штриховкой, соответствуют взаимодействию разных факторов на границах раздела. Сгущения обозначают области, прилегающие к границам раздела. На полученной картинке отчетливо виден поверхностный активный слой океана, а наибольшие сгущения наблюдаются в районе шельфа — в прибрежном мелководье. Действительно, шельф — основной район морского промысла, здесь добывается более 80 % рыбы. Но нельзя назвать безжизненными и глубоководные районы океана, особенно на границах его раздела с дном. Там же, где близ этих границ проникают и другие воды, вполне можно ожидать вспышки жизни.

Рисуя подобные картины, ЭВМ обозначает особенно интересную область в глубинах — тройную границу раздела воды с дном и глубинным веществом Земли, поток которого изливается при извержении подводных вулканов. Граница океана с дном изучена мало, она мало доступна непосредственному наблюдению (в отличие от границ его с атмосферой и берегами), но, без сомнения, должна играть не меньшую роль.

Крупный советский гидровулканолог профессор К. К. Зеленое обращает внимание на то, что при особо мощных извержениях наземных вулканов выброс вещества превышает годовой вынос его всеми реками мира. Такое распыленное вещество, поднятое на десятки километров в атмосферу, распространяясь, опоясывает весь земной шар, влияя даже на климат. А ведь подводные вулканы должны быть мощнее наземных (здесь земная кора тоньше), и их гораздо больше: только на дне Тихого океана насчитали около 10 000 вулканических «сооружении» высотой более 1 км. Эти соображения нельзя не принять во внимание.

В последнее время с пристальным вниманием изучается другая невидимая поверхность раздела воды — со взвешенными в ней веществами. Она повсеместна в океане, ее площадь больше, чем остальных поверхностей раздела, вместе взятых: ведь при измельчении тела площадь его поверхности резко возрастает. Люди давно подметили и то, что для повышения химической активности вещества необходимо его измельчение (в виде порошков, эмульсий и т. д.) и использование в аморфном состоянии. В фотографии, например, степень измельченности частиц галогенидов серебра в эмульсии определяет светочувствительность материала. Активная поверхность мелких частиц приносит и много бед. Например, сажа, угольная пыль, даже мучная и сахарная пыль часто самовозгораются.

Активность частиц при измельчении возрастает по нескольким причинам. Одна из них — увеличение радиуса кривизны частиц, что отражается на свойствах вещества. Другая причина — изменение структуры поверхности твердых тел, амортизация ее, а аморфное состояние более активно.