Записи с меткой «океан»

Планктон – имеет разум?

Толщу морской воды населяет удивительное сообщество миниатюрных существ, объединяющее представителей самых разных систематических групп. Называются эти крошечные существа планктоном. А происходит их название от греческого слова planktos – «парящий, блуждающий». Мелкие рачки, моллюски, полихеты, медузы, гребневики, личинки рыб и безпозвоночных словно бы парят в океанских водах.

Чтобы двигаться и парить, планктонные организмы используют разветвлённые антенны или плоские конечности, похожие на вёсла. У планктонных личинок для этих целей имеются реснички и жгутики, у личинок рыб – крохотные плавнички. Медузы движутся за счёт пульсации колокола, а гребневики, похожие на медуз желеобразным телом, используют для перемещения гребные пластинки.

Интересными приспособлениями для парения обзавелись также некоторые моллюски – морские ангелы и морские черти. Они движутся, взмахивая «крыльями», похожими на разделившуюся на две части «ногу» улитки. За такой способ передвижения планктонных моллюсков называют крылоногими.

Пищевые предпочтения планктонных животных тоже отличаются широким разнообразием. Среди них можно найти как чистых вегетарианцев, питающихся исключительно микроскопическими водорослями, так и свирепых хищников. Последних можно определить по внешнему виду, например, у веслоногого рачка имеется особое устройство хватательных конечностей.

Большинство представителей планктона прозрачны или полупрозрачны. Однако свет, преломляясь и расщепляясь в их телах на множество миниатюрных радуг или отражаясь от движущихся ресничек, щетинок либо гребных пластинок, создаёт феерическое зрелище. Часть этих крошечных созданий обладает способностью светиться в темноте.

Долгое время считалось, что планктон пассивно дрейфует по всем океанам. Советский гидробиолог К.В. Беклемишев обнаружил в распределении океанического зоопланктона определённую структуру и разгадал закономерности ее формирования. Он выяснил, что многие виды зоопланктона «привязаны» к крупномасштабным океаническим круговым течениям. Океанические виды зоопланктона обитают в пределах круговорота, отдельные его представители предпочитают держаться у берегов, а часть – освоила области между круговоротами течений.

Самым изученным из планктона является веслоногий рачок калянус. Это существо, размером и формой напоминающее рисовое зерно, составляет основу зоопланктона Северной Атлантики, и поэтому его роль в жизни океана огромна.

С одной стороны, калянус – основной потребитель фитопланктона, с другой – излюбленная пища многих животных и рыб: таких как сельдь, мойва, скумбрия. Все личинки рыб питаются молодью калянуса. Таким образом, от размеров ареала и количества этого рачка зависят, в частности, выживаемость личинок, численность поколений промысловых рыб, а значит, и успех рыбного промысла.

Учёные выяснили, что он совершает вертикальные перемещения, иногда на сотни метров: ночью поднимается к поверхности океана, а днём опускается вниз. Зачем он это делает? В учебниках гидробиологии говорится, что калянус поднимается на откорм, а опускается – спасаясь от хищников.
Однако, на глубине обитает много хищников, они встречаются даже среди самого зоопланктона. Кроме того, как объяснить сезонные и возрастные изменения протяжённости миграций?

Группа исследователей, возглавляемая Брэдом Геммеллом, обнаружила, что отдельные виды каляноидов выпрыгивали из океана, чтобы спастись от хищников. Выпрыгивание дельфинов из воды – обычное дело. Однако для микроскопического планктона это загадка. Ведь ему приходится преодолевать огромное сопротивление, чтобы оказаться над поверхностью. По меньшей мере, один вид способен посредством прыжка достичь высоты, которая в 60 раз больше его тела. Это можно сравнить с прыжком горбатого кита на высоту, которая в два раза превышает высоту Эмпайр-стейт-билдинг.

Океанические течения – сложная система. Например, на поверхности предмет плывёт в одном направлении, погрузившись на определённую глубину, он может начать движение в обратную сторону. Возможно, именно в этом и заключается смысл вертикальных перемещений калянуса и тысяч других планктонных животных. Меняя в течение суток глубину своего обитания, они таким образом остаются на одном месте. А сменив амплитуду вертикальных миграций, могут переместиться в другой район, без расхода собственной энергии на преодоление течений и используя их как своего рода общественный транспорт.

В 1937 году британский исследователь Н.А. Макинтош описал крупномасштабное переселение зоопланктона в водах Антарктики. Согласно исследованиям учёного, многие виды, в том числе и рачки рода калянус, летом скапливаются в верхних слоях и дрейфуют на север. С наступлением зимы они опускаются на глубину 500–750 метров и, оказавшись в тёплых водах, движутся на юг, к берегам Антарктиды. Таким способом зоопланктон в течение года дважды преодолевают расстояние в сотни километров.

Чтобы выяснить, как в сложных условиях Северной Атлантики перемещается скопления зимующего калянуса гидробиологи Великобритании составили карту их распределения в Норвежском море. И выяснилось, что из года в год рачок зимует в одних и тех же районах у самого дна, на больших глубинах. Опускаясь на зимовку, он использует сезонный прибрежный даунвеллинг – «сползание» прибрежных вод на глубину по материковому склону.

С приходом же весны вдоль берегов формируется обратный процесс – апвеллинг, то есть процесс, когда прогретая и опреснённая за счёт материкового стока вода, становясь более лёгкой, относится от берега и поднимается вверх. И калянус очень эффективно, словно лифтом, пользуется этим сезонным течением для перемещения к поверхности.

Оказавшись в верхних слоях воды, рачок приступает к нересту. Для этих целей у него, скорее всего, есть излюбленные районы, и маркёром таких «родильных домов» может служить рыба. Мойва, сельдь, скумбрия, треска, пикша и другие виды рыб тоже нерестятся у берегов Норвегии, причём каждый вид – в строго определенном месте. Очевидно, выбор места в значительной мере связан с обилием пищи для личинок. А начинают они все питаться в основном личинками калянуса.

По наблюдениям учёных Полярного научно-исследовательского института в Мурманске, в Норвежском море скопления калянуса привязаны к районам расхождения течений. В этом месте происходит подъём к поверхности глубинных вод, обогащённых веществами, питательными для фитопланктона, который, в свою очередь, служит пищей калянусу.

Однако, по физическим законам пассивные частицы, к коим до сих пор причисляют и калянусов, в таких местах должны разноситься течениями, а они скапливаются. Вероятно, и здесь рачок выработал механизм, позволяющий ему войти в кормную зону и удержаться в ней.

С учётом этих сведений, калянус выглядит искусным пловцом, эффективно использующим могучую энергию воды для перемещения в районы нереста, откорма, зимовки, возможно, обладающим коллективным разумом.
Кроме того, многие виды планктона способны светиться. Миллионы звёзд мы видим на небе, а в толще воды тоже можно увидеть похожее сияние. Свет планктона – биохимическая реакция, которая происходит так: вещество люциферин расщепляется благодаря особому ферменту – люциферазе. И потом выделяется один квант зелёного света.

Если жуки-светлячки используют свет для поиска друг друга в темноте, то у планктонных существ такая химическая реакция – защита от маленького планктонного хищника. Все это называется – морская биолюминесценция.

Использованы материалы статей «Маленький, но загадочный рачок», «Едва заметные существа» и «Маленький планктон».

P.S. Изучение накопившейся информации, вместо кажущегося хаоса в распределении и перемещении планктонных животных, доказывает наличие стройной системы. При этом возникают новые вопросы, например, кто и как сумел организовать их жизнедеятельность, как им передаются сигналы и как они их воспринимают?

Атоллы – загадка океана

«Коральные острова, воздвигнутые малыми черепокожими животными, представляют нам огромнейшие на земном шаре здания, ум человеческий изумляющие», — писал знаменитый русский мореплаватель Ф. Ф. Беллинсгаузен.

Известно, что острова делятся на вулканические, грязевулканические, сложенные коренными породами, а также образованные деятельностью вод – волн или прибоя. Но есть в морях и острова, созданные колониальными организмами – полипами, выделяющими в процессе жизнедеятельности известковое вещество. Называются они коралловыми.

Деятельность кораллов, воздвигших десятки больших и сотни мелких островов Океании, построивших Большой Барьерный риф размерами 2000 километров в длину, 2000 метров в высоту и до 150 километров в ширину, вызывает восхищение и изумление. А вслед за ними возникает вопрос: каким же образом удалось кораллам построить острова и рифы и в особенности кольцеобразные атоллы в океане?

Для жизни кораллов и для образования островов требуется целый комплекс особых условий, благоприятствующий их развитию. Например, средняя температура воды должна быть выше 20 градусов. Поэтому полипы могут развиваться только местами в тёплых тропических морях. Там, где побережья омываются холодными течениями (как, например, у берегов Перу), они отсутствуют.

Кроме того, чтобы укорениться и развиваться, большинству полипов требуется твёрдое дно и сравнительно чистая вода. Поэтому в тех местах, где в море впадают реки, несущие с собой мутные воды, полипы отсутствуют.

Полипы могут образовывать разные типы островов. Например, можно выделить коралловые рифы, окаймляющие какой-нибудь остров или материк. Это береговые и барьерные рифы. В данном случае образованный кораллами вал едва вздымается над водой, да и то далеко не везде. А поскольку кораллы вообще могут жить только под водой, то большей частью такой риф представляет собою отмель.
Кроме привязанных к суше, есть еще и самостоятельные острова, известные под именем атоллов. Они имеют более или менее округлый либо овальный вид, но иногда встречаются атоллы и треугольной или четырёхугольной формы.

Жизнь полипов, как и других организмов, ограничена определёнными рамками. Так, живые кораллы могут существовать лишь на глубине до 90 метров. Но на таких глубинах их встречают довольно редко, в большинстве своём они находятся выше 40-метровой отметки. А их верхний предел обусловлен границей отлива.

Со временем, в результате целого ряда процессов, коралловая отмель повышается. Море набегает на берег, ломает куски полипняка, измельчает их в песок и набрасывает на мель, засыпая пустоты. Постепенно на поверхности рифа поселяются другие организмы: например, моллюски и ракообразные. Накапливаясь, их панцири и скелеты, в свою очередь, служат строительным материалом для дальнейшего роста рифа.

Кроме того, тёплая вода растворяет известняк, ветер и волны выбрасывают на мель вещества, принесённые с берега. В результате риф в целом уплотняется и порой слегка даже возвышается над поверхностью моря, отделяясь от берега узким каналом.

В отличие от берегового рифа, барьерный отстоит от берега гораздо дальше. От суши его обычно отделяет лагуна, местами также заполненная рифами и наносами. Очень большое количество барьерных рифов находится в Тихом океане. Практически все большие острова и масса мелких островков окаймлены там коралловыми образованиями.

Третью группу коралловых построек представляют атоллы. Собственно, все кольцо атоллов представляет собою мель, а острова возвышаются из воды только местами. В поперечном разрезе атолл представляет собою сначала крутой склон, потом – плоскую мель с возвышающимися на ней островами и, наконец, углубление лагуны. Размеры атоллов достигают 3500 квадратных километров.

Учёные считают, что их появление и развитие происходит следующим образом. Облюбовав в море пригодный для жизни участок – мель, едва покрытую водой, кораллы начинают постепенно её осваивать и разрастаться. образуя со временем атолл, так как морские течения безпрепятственно приносят сюда запасы пищи. Овальную форму он получает потому, что кораллы поселяются преимущественно по краям мели овальной формы. Мель же может появиться или в результате поднятия морского дна, или вследствие извержения подводного вулкана и уплотнения пепла на его едва возвышающемся над поверхностью океана конусе.

Если первоначально кораллы обычно поселяются равномерно по всей поверхности мели, то через какое-то время краевые кораллы оказываются в более выгодном положении, нежели их собратья. Связано это с тем, что им больше доставляется морской пищи, и они растут быстрее, чем кораллы, находящиеся в середине. Проходят годы, и в центральной части атолла постепенно вырисовывается лагуна, хотя и довольно мелкая.

Гораздо труднее объяснить происхождение атоллов посреди глубокого моря. Учёные заметили, что часто коралловые острова поднимаются очень круто. Иногда их склон достигает 30 градусов крутизны. Сначала считали, что только коралловые острова могут иметь столь крутые склоны, однако теперь достоверно установлено, что такой резкий уклон могут иметь вулканические и континентальные острова.

Другой факт, изрядно затрудняющий объяснение происхождения атоллов, заключается в том, что мёртвые полипы встречаются подчас даже на глубинах более200 метров, тогда как известно, что на такой глубине отсутствует возможность для жизни кораллов.

Ч. Дарвином полагал, что всякий полипняк начинает свою жизнь в виде берегового рифа. Со временем он переходит в барьерный риф, а затем превращается в атолл. И это превращение связано с опусканием дна моря в данной местности.

Кораллы начинают постепенно создавать постройки вокруг какого-нибудь острова, чаще всего вулканического происхождения. Появляется береговой риф. По мере медленного погружения острова в морскую глубину нижние части полипняка погибают, становясь при этом своеобразным фундаментом для новых кораллов, которые, размножаясь, и надстраивают риф. Вместе с этим расстояние между внешним краем рифа и коренным берегом увеличивается, что приводит к образованию уже барьерного рифа. В конце концов от острова остаётся лишь малая часть, поднимающаяся посреди лагуны.

Погружение происходит и дальше, что в итоге приводит к образованию атолла. Остров окончательно скрывается под водой, а на его месте появляется лагуна. Естественно, что при таком образовании атолла его наружные склоны будут отличаться соответствующей крутизной.

Сначала данную теорию признали почти все учёные. Но затем в её адрес был высказан ряд критических замечаний. Так, многие специалисты приводили в качестве основного аргумента тот факт, что часто в одной и той же группе островов можно наблюдать сразу все переходные стадии рифов. К примеру, в группе Каролинских островов наряду с береговыми рифами встречаются барьерные и атоллы, из лагун которых выглядывают ещё и маленькие островки, а также типичные атоллы.

Однако существование различных форм рифов поблизости друг от друга легко объяснимо, если предположить, что в данном месте произошли разные вертикальные движения морского дна. Что, в свою очередь, привело к появлению в море различных по глубине мест, а благодаря этому в одном районе могли образоваться и различные формы полипняков.

Атолл может возникнуть и самостоятельно, как в мелководной, так и в глубокой области моря. Например, если на дне моря происходит вулканическое извержение, то кораллы могут создать атолл вокруг кратера возникшего подводного вулкана. Однако чаще всего подводная возвышенность лежит очень глубоко, на глубине сотен метров. Там могут существовать многие другие организмы: ракообразные, моллюски и водоросли, имеющие известковый скелет. И как раз скелеты-то этих организмов и способны увеличить высоту подводного рифа до такого уровня, что на нём в конце концов смогут поселиться и кораллы.
Что же касается образования лагуны, то ее углублению содействуют морские приливы. Ведь атолл имеет разрывы, через которые внутрь проникает приливное течение, очищающее лагуну от наносов.

Из книги Анатолия Бернацкого «Сто великих тайн океана».

P.S. Вспомним грибы, которые селятся на погибших деревьях. Возможно, что полипы – это своеобразные грибы, которые селятся на остатках деревьев кремниевого мира.

Полипы могут развиваться только в тёплых тропических морях. Там, где побережья омываются холодными течениями (как, например, у берегов Перу), они отсутствуют.

Возможно, полипы поселились на спиленных кремниевых деревьях, вершины которых находились в воде. Уровень океана повышался, полипы уходя на глубину – погибали. Уровень океана достигал следующих вершин и там поселялись полипы. Так происходит до настоящего времени.

Остались загадки. От куда берётся пресная вода для растительности островов? Как на островах появились пальмы?
Продолжение следует.

Химическая загадка морской воды

Вода – это простейшее химическое соединение водорода с кислородом. Вода океанов –это универсальный однородный ионизированный раствор, в состав которого входят 75 химических элементов. Это твёрдые минеральные вещества (соли), газы, а также взвеси органического и неорганического происхождения.

Вода обладает множеством различных физических и химических свойств. Большой интерес представляет химический состав (солёность) морской и речной воды. Концентрация растворенных в воде веществ характеризуется солёностью, которая измеряется в промилле (одна десятая процента ‰), т. е. в граммах вещества на 1 кг воды.

Морская вода содержит хлориды – 88,7 ‰, сульфаты – 10,8 ‰, карбонаты – 0,3 ‰, соединения азота, фосфора, кремния, органические и прочие вещества – 0,2‰.

Речная вода содержит хлориды – 5‰, сульфаты – 10‰, карбонаты – 60‰, соединения азота, фосфора, кремния, органические и прочие вещества – 25‰.

Возникает вопрос, как образовалась такая разница в составе?

Солёность пресной воды в среднем равна 0,146 ‰, а морской – 35 ‰. Растворенные в морской воде соли придают ей горько-солёный вкус.
Хлористый натрий (поваренная соль) придаёт ей солёность. Соли магния придают ей горький вкус.

Из обыденной жизни мы хорошо знаем, что представляет собой солёная вода. Равно как и то, что солёный вкус ей придаёт столовая, или поваренная соль.
В океане воду делает солёной поваренная соль (хлористый натрий), которого в океаническом рассоле содержится 38 миллиардов тонн. Кроме того, в морской воде имеются другие соли, на долю которых приходится ещё 10 миллиардов тонн.

Химический состав открытой океанической воды существенно отличается, от других видов природных вод, двумя признаками:
1 – прежде всего, устойчивым обратным, по сравнению с континентом, соотношением между главными ионами. Это постоянство океанической воды нарушается лишь во внутренних морях, заливах, лагунах и при значительном опреснении под влиянием внешних факторов, например, притоков крупных рек. Соотношение между основными компонентами, образующими солевой состав морской воды во всех океанах, остаётся практически постоянным, в то время как общая солевая концентрация имеет значительные колебания.

Ещё вопрос, как образовался такой состав морской и пресной воды и какими механизмами поддерживается его соотношение?

2 – в отличие от других видов природных вод, в океанической воде присутствуют в заметных количествах ионы брома, фтора, бора и стронция.

Солёность поверхностных вод в океанах колеблется от 32 до 37,9 промилле.
Например, в богатых холодными течениями Беринговом и Охотском морях она составляет 30–32 промилле, а в Японском море, получающем тёплое течение из океана, – 34–35 промилле. В Средиземном море солёность воды равна 37 промилле, а в восточной его части достигает даже 39. В Красном море – тоже 39 промилле, а в северной его части – 41. В Персидском заливе солёность воды составляет 38 промилле. Таким образом, все эти три моря имеют повышенную солёность, поскольку приходно-расходный баланс пресной воды в каждом из них резко отрицателен. Другими словами, у этих морей мало впадающих рек и атмосферных осадков, зато из них испаряется существенное количество влаги.

Малую солёность имеет Чёрное море – всего 18 промилле. Вероятно, это связано с тем, что котловина этого моря сравнительно мала и в него впадают большие реки, которые весьма ощутимо его опресняют.
Интересно то, что солёность Чёрного моря почти в 2 раза меньше солёности Средиземного, хотя между ними безпрерывно происходит водообмен. Более опреснённые воды Чёрного моря поверхностным течением проникают в Средиземное море, а солёные и тяжёлые воды последнего глубинным течением вливаются в Чёрное.

Трудно объяснимо распределение солёности в океанах. Наибольшую солёность имеет Атлантический океан (37,9 промилле). В Тихом океане она меньше: 35,9—36,9 промилле. А ведь, казалось бы, все должно быть наоборот. Во-первых, бассейн Атлантического океана более чем в два раза обширнее тихоокеанского, а во-вторых, в Атлантический океан и в его заливы впадают четыре самые многоводные реки земного шара: Амазонка, Конго, Ла-Плата и Миссисипи. В Тихий же океан впадают лишь малые береговые реки Колумбия и Колорадо в Америке и чуть более значительные реки Амур, Хуанхе и Янцзыцзян в Азии.

Этому вроде бы парадоксальному факту русский метеоролог и географ А.И. Воейков дал объяснение, суть которого сводится к следующему: пары с Тихого океана распространяются только вблизи от него, конденсируясь, выпадают в виде осадков и в большей своей массе в виде рек возвращаются обратно в океан. Осадки же с Атлантического океана заносятся далеко вглубь суши; особенно в Азии, где распространяются вплоть до Станового хребта. А обратно в океан возвращается со стоком всего около 25 % осадков. Кроме того, к границам Атлантического бассейна примыкает много таких безсточных областей, как Сахара, бассейн Волги и Средняя Азия, где большие реки (Сырдарья, Амударья) несут воды в безсточный бассейн Аральского моря. По-видимому, большая часть воды из этих безсточных областей остаётся на материке, что и повышает солёность Атлантического океана по сравнению с другими океанами.

И так вопросы: каково происхождение этой солёности, обладающей столь удивительным постоянством своего состава? Как давно установилась эта пропорция? Учёные предлагают разные гипотезы.

Согласно одной из них, когда раскалённая Земля стала остывать, ее окутали густые пары воды, в которых в растворенном виде находились и различные соли. Когда же земной шар остыл, охлаждённые пары превратились в воду и проливными дождями хлынули на его поверхность, заполнив огромные ниши, ставшие впоследствии океанами. В них вода сразу приобрела почти такую же солёность, которая присуща ей и в настоящее время.

Другая гипотеза предлагает версию о постепенном осолонении океанов путём выщелачивания водой твёрдых пород земной коры и выделения из магния газообразного хлора. А поскольку хлор очень активно реагирует с натрием и магнием, то это, собственно, и позволяет ему в соединениях с данными металлами занимать главенствующее положение среди солей, растворенных в морской воде.

Сторонники же третьей гипотезы считают, что, скорее всего, солёность морской воды обязана своим происхождением обоим вышеперечисленным процессам. При этом они добавляют к ним еще один, важный фактор, расход солей на мощные отложения на суше в периоды больших морских регрессий, когда высыхали обширные мелководные моря.

Однако, вопрос, какими механизмами поддерживается соотношение состава морской и пресной – остался открытым.

Состав морской воды остаётся постоянным сотни миллионов лет. По мнению же академика A.П. Виноградова, состав морской воды остаётся постоянным все последние 2,5 миллиарда лет. Поэтому о составе и концентрации солей в океане можно говорить, как о «мировой константе» нашей планеты.

Вероятно, на первых этапах формирования океана его воды по солевому составу мало отличались от речных. Различия наметились и стали усиливаться после преобразования горных пород в результате их выветривания, а также развития биосферы. Современный солевой состав океана, как показывают ископаемые остатки, сложился примерно в протерозое.

P.S. Возможно, вся вода была пресная, а солёность появилась в результате сбросов отходов производства предыдущей цивилизацией. Имеется версия, что учёные ошибаются с формулой воды. Об этом в следующих статьях.

Слоёный океан

Большинство людей представляет воду океана более или мене однородной, в которой плавает планктон, а температура которой понижается с глубиной.

Ещё 50 лет назад в курсе океанографии можно было прочесть о распределении температуры в океане по вертикали следующее. Первоначально от поверхности вглубь идёт верхний перемешанный слой. В этом слое температура воды практически остаётся постоянной. Толщина перемешанного слоя обычно составляет 60 – 100 м. Ветер, волны, турбулентность, течение всё время перемешивают воду в поверхностном слое, благодаря чему её температура и становится примерно одинаковой. При дальнейшем погружении температура воды, начиная с глубины 135 метров –равномерно понижается.

В 1965 году совместной советско-американской экспедицией проводились испытания нового американского прибора, предназначенного для измерения температуры и солёности воды. Работы велись в Тихом океане, между островами Минданао (Филиппины) и Тимор. Во время испытаний исследователи обнаружили в показаниях прибора странную запись.
Прибор, вопреки общепринятой теории, зарегистрировал повышение температуры на 0,5 °C. Причём слой воды с такой температурой имел толщину всего около 10 метров, ниже этого слоя температура воды резко, скачком уменьшается.

То есть, температура здесь меняется скачкообразно, благодаря чему этот второй слой так и называется – слой «скачка». Обычно составляет 10 –20 метров, и температура воды в нем снижается всего на несколько градусов.

Изменение температуры в слое скачка обычно составляет десятые доли градуса на метр. Этот слой – удивительное явление, которому отсутствует аналог в атмосфере. Он играет большую роль в физике и биологии моря, а также в человеческой деятельности, связанной с морем. Благодаря большому градиенту плотности в слое скачка собираются различные частицы взвеси, планктонные организмы и мальки рыб. Подводная лодка в нём может лежать, как на грунте. Поэтому иногда его называют слоем «жидкого грунта».

Слой скачка представляет собой своеобразный экран: через него плохо проходят сигналы эхолотов и гидролокаторов. Он постоянно перемещается вверх или вниз, иногда с довольно большой скоростью. Ниже слоя скачка располагается слой главного термоклина. В этом третьем слое температура воды продолжает уменьшаться, но медленнее, чем в слое скачка, градиент температуры здесь составляет сотые доли градуса на метр.

В течение двух дней исследователи несколько раз повторяли свои измерения. Результаты были схожи. Записи свидетельствовали о наличии в океане тонких прослоек воды протяжённостью от 2 до 20 км, температура и солёность которых резко отличались от соседних. Толщина слоев от 2 до 40 м. Океан в этом районе напоминал слоёный пирог. Если вы представите себе ломтик бекона (свиное сало с мясными прослойками), то картинка, похожая на бекон, была обнаружена в океане.

В 1969 году английский учёный Вудс нашёл такую структуру в Средиземном море около острова Мальта. Он использовал для замеров двухметровую рейку, на которую укрепил десяток полупроводниковых датчиков температуры. Затем Вудс сконструировал автономный падающий зонд, который помог чётко зафиксировать слоистую структуру полей температуры и солёности воды.

А в 1971 году советские учёные на исследовательском судне «Дмитрий Менделеев» обнаружили в Тиморском море слоистую структуру. Затем во время плавания судна по Индийскому океану они находили такие элементы во многих его районах. Таким образом, применение новых приборов для измерения ранее многократно замеренных физических параметров привело к новым сенсационным открытиям. Их использование дало возможность уловить совсем маленькие изменения параметров водных масс при перемещении зонда по вертикали в пределах десятков сантиметров и фиксировать их изменения во времени за доли секунд.

Оказалось, что везде в океане вся водная масса от поверхности до больших глубин разделена на тонкие однородные слои. Разница в температуре между соседними горизонтальными слоями составляла несколько десятых градуса. Сами слои имеют толщину от десятков сантиметров до десятков метров. Самое поразительное было то, что при переходе из слоя в слой температура воды, ее солёность и плотность менялись резко, скачкообразно, а сами слои устойчиво существуют иногда по многу суток. А в горизонтальном направлении такие слои с однородными параметрами простираются на расстояние до десятка километров.

Первые сообщения об открытии такой структуры океана большинством учёных-океанологов были восприняты скептически. Многие посчитали результаты экспедиций погрешностями измерений и расчётов или сбоями в работе самих приборов. Можно понять их сомнения, ведь во все времена вода являлась символом подвижности, изменчивости, текучести. Тем более в океане, где поверхностные и подводные течения постоянно перемешивают водные массы.

Но почему же тогда сохраняется столь устойчивая слоистость? Однозначный ответ на этот вопрос пока – отсутствует. Ясно одно – это открыто что-то очень важное, играющее существенную роль в динамике океана. По мнению доктора географических наук А. А. Аксенова, причины этого явления пока остаются загадкой.

Кроме того, на основе моделей и наблюдений последнего времени произведена переоценка влияния, которое Атлантический слой может оказывать на лёд. По словам Игоря Полякова, увеличенный поток тепла из глубин океана может быть ответственным за уменьшение толщины льда, наблюдаемое в последнее время, в большей степени, чем потепление атмосферы.

Северный Ледовитый океан, также, как и весь Мировой океан в целом, очень похож на слоёный пирог. В Арктике эта аналогия выражена особенно хорошо. Сверху находится холодный слой воды, который взаимодействует с атмосферой и подвергается воздействию при образовании льда, конвекции и так далее. Слой этот довольно лёгкий, поскольку распресняется реками, осадками и таяньем льда летом. Поэтому он находится наверху. Солёность и температура в этом слое примерно однородны по глубине, так что вода может свободно вертикально перемещаться в нём.

Дальше идёт слой (галоклин), в котором солёность резко увеличивается с глубиной. Через него проходит мало тепла. Под галоклином начинаются «чудеса» – слой тёплой воды, называемой Атлантическим слоем. Эта вода, приходящая из Атлантического океана через пролив Фрама и жёлоб Святой Анны, солёнее и теплее той, что находится на поверхности Северного Ледовитого океана. Поскольку при низких температурах изменения плотности воды в основном определяются величиной солёности, Атлантическая вода, как более плотная, опускается на глубину.

У самого же дна находится довольно толстый слой холодной солёной воды. Так получается, что Атлантический слой образует в Северном Ледовитом океане что-то вроде тёплой начинки, температурой максимум +2-3° С. Для Арктики, где у поверхности температура воды близка к температуре замерзания, которая у солёной воды минусовая, это довольно тепло.

Измерения, сделанные в океанографических экспедициях, в частности в рамках Международного проекта NABOS, зафиксировали в начале 2000-х увеличение температуры Атлантического слоя на 1°. Атлантический слой поднялся ближе к поверхности, и стал оказывать большее влияние на таяние льда.

Учёные объясняют устойчивую слоистость так: «По какой-то загадочной причине в толще воды возникают многочисленные довольно чёткие границы, разделяющие слои с различной плотностью. На границе двух слоев различной плотности очень легко возникают внутренние волны, которые перемешивают воду. При разрушении внутренних волн возникают новые однородные слои и границы слоев, которые образуются на иных глубинах. Этот процесс повторяется многократно, меняются глубина залегания и толщина слоев с резкими границами, но общий характер водной толщи остаётся постоянным».

Использованы материалы публикации в Journal of Physical Oceanography.

P.S. Учёные признают, что очень мало знают про океан.

«Горбатый» океан

В кастрюлю с водой опустите ложку и начните перемешивать воду. В центре вращения уровень воды понизится и образуется воронка, сужающаяся к дну кастрюли. Такое явление наблюдается во многих местах океанов, морей и больших озёр.

Исследования показали, что океаны и моря имеют различные уровни воды, словно они «забыли» про известные нам ещё со школьной скамьи законы сообщающихся сосудов. И данному выводу существует множество примеров и подтверждений.

Учёные выяснили, что средние уровни воды в Атлантическом и Тихом океанах приблизительно выравниваются только в феврале месяце. В другое время года водное зеркало Тихого океана чуть выше, чем у Атлантического. Более того, даже в одном и том же океане уровень воды в прибрежной зоне может быть выше, чем в его центральной части. Например, вблизи острова Пуэрто-Рико уровень воды на 25 метров ниже уровня окружающих вод.

Наблюдения за океанской гладью с космических кораблей показали, что поверхность Мирового океана напоминает гигантские холмы и впадины.
Однажды было замечено в районе Тиморского моря поднятие водной поверхности на высоту до 63 метров, причём длина данной «выпуклости» составляла приблизительно 100 километров, а ширина – почти 2 километра.

В центре Бермудского треугольника имеется впадина ниже окаймляющих её вод глубиной 64 метра. Уровень воды у побережья Калифорнии в Тихом океане ниже окружающих вод на 56 метров, а участок Индийского океана южнее острова Шри-Ланка – ниже на 112 метров. Предположительно, что из-за столь значительной кривизны водного зеркала в этом районе, часто возникают мощные вертикальные вихри.

В северной части Атлантики и к востоку от Австралии, в районе экватора, океаническая поверхность, напротив, поднимается от 35 до 78 метров выше среднего уровня Мирового океана. А обширнейший регион в его северо-западной части возвышается на 150 метров. Другими словами, «зеркало» Мирового океана имеет определённые «дефекты».

Характерной особенностью для океанов и морей является также их своеобразная «скособоченность». Например, уровень Тихого океана у северо-восточного побережья Австралии на 2 метра выше, чем у юго-восточного. Установлено также, что поверхность западной части Чёрного моря представляет собой вогнутую плоскость.
Однако учёные заявляют, что это нормальное явление, так и должно быть. Они объясняют подобные аномалии поверхности Мирового океана кривизной океанического дна и разной силой тяжести в различных местах планеты. Ведь сила тяжести, как утверждают учёные, напрямую связана с формой Земли и составом слагающих её горных пород.

Учёные считают, что под воздействием высоких температур (порядка 2000–2500 ° С) и огромного давления, превышающего атмосферное в 150–350 тысяч раз, вещество земных недр на глубинах от 400 до 700 километров становится более плотным (попробуйте проверить). Именно эти уплотнения внутри определённых точек земного шара и создают избыточную массу, а значит, и большую силу тяжести. Последняя, в свою очередь, как бы стягивает над собой дополнительную воду, формируя тем самым на поверхности Мирового океана «горбы», или «выпуклости». Обратный же процесс приводит, соответственно, к образованию «впадин».

На различие в уровнях морей и океанов оказывают влияние и многие другие факторы: приливо-отливные явления, течения, осадки, береговой сток и таяние льдов, различия в плотности воды, испарение с поверхности океана, ветры и т. д. К примеру, в Финском заливе самый высокий уровень воды наблюдается в августе, когда активнее выражены западные ветры. А в Чёрном море – в июне, когда сток талых вод уже завершился, но до максимума их испарения ещё далеко. В Баренцевом и Белом морях максимальные уровни наблюдается осенью – именно в эту пору северные ветры нагоняют сюда огромные объёмы воды.

Установлено также, что в умеренных широтах земного шара уровень океана у западных берегов выше, чем у восточных. И причиной тому служит нагон воды в эти районы западными ветрами. Таким образом, кривизна поверхностей морей и океанов и их степень наклона – явления глобального характера, в основе которых лежит множество самых разных причин.
Краткое изложение статьи Анатолия Бернацкого «Сто великих тайн океана».

P.S. А может быть виной этому подводные вихри?
Простенькие вопросы. Почему реки текут в океан? Почему вода из океана, после стихийных бедствий, всегда возвращается обратно в него? Почему вода водохранилищ может в случае стихийных бедствий потечь через край плотины? Почему отсутствуют случаи её возвращения обратно в водохранилище, как в случае с океаном?

Леса в океане

В небе, над поверхностью Земли, завис НЛО. В нём находятся два человекоподобных существа и ведут беседу. Одного зовут Иоська Христов, другого – Деви Моисеев. Ниже запись их диалога.

Создатель хочет нас завалить на экзамене!
Почему ты так думаешь?

Андрею с Фомой дал простое задание про кокосы, а нам сложное!
Но он же сказал, что мы умнее.

Умнее? Он сравнил нас с мартышками, которые бегают внизу по планете, уткнувшись в смартфоны.
Да. Он сказал, что мы умнее тех мартышек, что называют себя хомо сапиенс.

Это, что – похвала?!
Хватит ныть, вспомни, как мы сдавали предыдущий экзамен.

Ты о жуке-бомбардире?
Да! Мы тогда здорово придумали. Жука размером 3 см научили стрелять во врага ядовитой жидкостью, температура которой достигает 100 °C. Камеры с реактивами и главный резервуар покрыли особой тканью. Энтомологи, военные и спецслужбы уже 50 лет пытаются разгадать состав этой ткани.

Создатель поставил нам по инжинирингу пять, а по теории эволюции – тройку. Сказал, что сапиенсы сразу поймут, чьих рук это изделие.
Ха-ха-ха – поймут. Они считают, что всё, что мы выполняем в школе на экзаменах – это эволюция.

Ладно, хватит причитать, давай будем решать задачу. Какие у нас условия?
Очень простенькие! Сделай то, Бог знает, что!

Раз Бог знает, то у нас есть шанс. Давай конкретно – по существу.
Нужно создать биологические системы, существующие на границе суши и моря. Он назвал их – мангры.

Это задание для 1-го класса начальной школы.
Создатель также подумал, поэтому усложнил задачу! Мангры, образованы деревьями и кустарниками, разрастающимися на периодически затопляемых участках морских побережий и устьев рек.
Да, это будет посложнее.

Там ещё дополнительные условия. Мангровая растительность почти половину своей жизни проводит под водой. Условия окружающей среды часто меняются на прямо противоположные.
Это всё?

Если бы. Во время отлива грунт в районе их произрастания подсыхает, и содержание солей в нем возрастает во много раз.
Понятно, что дело тёмное. Будем решать задачи поочерёдно. Сначала с пресной водой. Сделаем, чтобы корни давали опреснённую воду за счёт ультрафильтрации. Жидкость, поступающая в сосуды мангровых растений, будет содержать всего около 0,03 % соли.

Но соль будет накапливается в тканях, и особенно сильно – в старых листьях. Тогда добавим возможность вывода излишков соли наружу через отверстия в листьях. А когда накопится много соли в листьях, то от старых избавятся.
Значит. растение должно понимать, где старые, а где молодые листья.

Ещё требование. Мангры должны выдержать напор волн во время приливов и отливов и крепко стоять на увлажнённой земле.
Это можно сделать, создав им укрепляющие ходульные корни и поднимающиеся из грунта вверх дыхательные корни-пневматофоры. Плоды снабдим воздухоносной тканью, чтобы они могли длительное время плавать в воде.

Создатель дал дополнительное условие. Мангры должны принимать на себя шквалы ветра и удары волн.
Добавим им способность образовывать придаточные опорные корни на нижней части ствола и нижних ветвях. Достигнув почвы, они будут ветвиться, придавая деревьям дополнительную устойчивость во время штормов. Кроме того, пусть образуют досковидные корни, для большей устойчивости.

Нужно организовать газообмен в экстремальных условиях.
Снабдим кору стволов, ветвей и придаточных корней особыми отверстиями – чечевичками, связанными с межклетниками внутренних тканей. Через них, как и через устьица, во время отлива будет осуществляться газообмен.

Нужно организовать посев семян.
Сделаем живорождение семян, то есть прорастание семени в плоде, ещё висящем на материнском растении. Зародыш начнёт развиваться сразу после оплодотворения. Через 11–13 недель он пробьёт стенку плода, продолжая расти. Такие висячие проростки будут достигать 1 метра в длину и 2 сантиметров в толщину.

Создатель требует, чтобы вырастало до 90% семян.
Проростки будут держаться на дереве около 9 месяцев, а затем падать вертикально вниз. Нижний конец проростка нужно сделать острым, как у копья, а выше острия добавить утолщение, придающее ему дополнительную тяжесть. Тогда, он всегда будет падать острым концом вниз.

Ещё нужно, чтобы проросток, едва вонзившись в землю, начинал расти. Через пару часов у него должны быть боковые корни. Тогда за время одного отлива он успеет прочно закрепиться в почве.

Если случится, что проросток попадает на более плотный грунт, то предусмотрим, чтобы он мог укорениться лёжа, постепенно поднимаясь над почвой.

Возможно, какую-то часть проростков унесёт водой в море. Предусмотрим, чтобы они могли совершать морские путешествия длительностью до года и при этом сохранять жизнеспособность. Эта особенность позволит им захватывать обширные пространства на тропических морских побережьях.

Нужно предусмотреть, чтобы проросток попадая в воду, плыл в горизонтальном положении. Потом принимал вертикальное положение, тонул и выпускал корень. Если место подходящее, то окончательно укоренялся. Если место плохое, то проросток всплывёт и направится дальше. Так он может проделывать много раз, пока найдёт, где будет жить.

Для страховки, сделаем этим деревьям приспособление в виде коленчатых корней. Эти корни растение будет держать на малой глубине под землёй. А когда нужно подышать, будет высовывать их на поверхность.

Вроде всё предусмотрели, пора запускать процесс.
Возможно, мы слишком совершенное растение сделали? Вдруг сапиенсы догадаются, чьих рук дело?
Эти с айфонами, жука-бомбардира «схавали», будут говорить, что это тоже эволюция.

Из Википедии: «Мангры, или мангровые леса – вечнозелёные лиственные леса, произрастающие в приливно-отливной полосе морских побережий».

Ниже краткое изложение статьи stena_ee_blog_mangrovyj-les-krutejshij-biom-planety.

Нормальные деревья растут на земле и уходят корнями вниз. Мангры в какой-то момент всё перепутали, растут в воде, а корни ещё и запускают вверх, чтобы глотнуть воздуха. У нормальных деревьев экосистема строится вокруг, потому что много всяких опавших листьев и почвы рядом. Мангры – это космические корабли для почти всего биома. Например, вся фауна старается жить в них. Мангры делают острова плодородными.

В море имеются безплодные острова. Дальше на остров начинают течь дожди. Почему-то дождю интереснее попасть именно на остров, нежели просто в океан (возможно, Боженька так захотел). Параллельно намывается песок, поэтому вокруг каменных глыб много мелководья.

Потом на остров внезапно натыкаются кокосы-путешественники. Они регулярно скатываются в воду и плавают, чтобы найти новое место жительства. Кокосы ударяются о берег и начинают прорастать в любом плотном субстрате. Делают они это быстро, и даже могут прорасти прямо в кучу своих соплеменников, которые оказались менее удачливыми. В итоге на острове образуется первая пальма с кокосом.

Вообще-то, кокосу надо иметь папу и маму, как и всем нормальным растениям. Но когда пальма на острове только одна, приходится размножаться с тем, что есть. Поэтому в результате сочетания «женских» и «мужских» соцветий получается клон изначальной пальмы (Андрей с Фомой придумали).

Кокосы обеспечивают почву и укрепляют её, фиксируют. Но этого мало, потому что остров всё равно открыт всем ветрам. В этот момент к делу подключаются мангры. Как правило, когда остров уже усажен клонированными пальмами, к берегу прибивается кусочек мангры. Сразу с древесными червями и прочими особенностями биома (Иоська Христов и Деви Моисеев – передают привет).

Для мангр очень важно иметь подсолённую воду. Они довольно быстро размножаются. Вскоре образуется роща, которая закрывает остров с двух-трёх сторон. Мангры закрепляют почву и формируют остров до конца. Они защищают от волн. Любая сильная волна заходит в мангровый лес и начинает путаться. В результате определённых действий червей и движения потоков пресной воды, мангры естественным образом так рассаживаются, что волны начинают разбиваться на мелкие, а потом интерферировать друг с другом и взаимогаситься.

НЛО под водой

В печати приводится ряд случаев, когда движущиеся объекты загадочного происхождения наблюдались только под водой. Известный подводный исследователь Жан Пикар дважды наблюдал со своего батискафа такие подводные объекты. Первый раз 15 ноября 1959 года в районе острова Гуам, о чём была сделана запись в бортовом журнале батискафа: «10.57. глубина 700 саженей. Замечен круглый предмет дискообразной формы с многочисленными светящимися точками».

Второй раз в 1968 году в районе Багамских островов был замечен эллипсообразный объект длиной более 30 м, который двигался на большой скорости на значительной глубине.

В январе 1965 года в одном из заливов Новой Зеландии с самолёта ДС-З был обнаружен металлический объект длиной 30 м и диаметром 15 м, находящийся на глубине более 10 м. Объект отличался от подводной лодки. Командование ВМС сообщило, что возможность нахождения подводных лодок в этом заливе из-за мелководья и труднодоступности – исключается.

В 1972 году в Средиземном море океанограф — ныряльщик Гаррис, обследовавший развалины Тира, увидел под водой огромный шарообразный объект с какими-то трубами и ящиками на его поверхности. Окна объекта излучали свет.

В книге Ч. Дерлитца «Бесследно» приводится случай, происшедший в 1973 году с судном, находившимся между Бимини и Майями. Капитан этого судна Дельмонико наблюдал двигавшийся под водой на глубине 4 м сигарообразный объект длиной около 50 м, на котором отсутствовали плавники, выступы, и люки. Объект направился прямо к судну, но при подходе круто повернул налево и скрылся. При его движении отсутствовали водовороты и пенистая струя.

В журнале «Морской сборник» №7 за 1973 год сообщалось, что многие мореплаватели наблюдали двигавшиеся под водой большие светящиеся круги, которые обгоняли корабли или удалялись от них со скоростями, намного превышающими скорости самих кораблей.

Исследователи морских глубин в Севастополе рассказывали А. Кузовкину как они, находясь в глубоководном батискафе наблюдали загадочный объект в форме колеса диаметром с десятиэтажный дом, стоявший вертикально в толще воды. Из батискафа было видно, как это «колесо» приняло горизонтальное положение и начало вращаться, а затем стало удаляться (Эхо планеты.1990. 33-34).
Большой интерес представляют также случаи движения под водой загадочных объектов с огромными скоростями и их быстрые манёвры на глубине. В феврале 1960 года в Карибском море гидролокаторами американских ВМС был обнаружен подводный объект, двигавшийся со скоростью, значительно большой, чем могут развивать подводные лодки.
В 1961 году подобный объект мешал манёврам австралийских и новозеландских ВМС, проходившим по близости от Сиднея.

В 1963 году в районе Атлантической впадины около Пуэрто-Рико гидроакустики кораблей американской поисково-ударной группы во главе с авианосцем «Уосп» обнаружили странный подводный объект, двигавшийся со скоростью 150 узлов (280 км/ч). Этот объект сопровождал поисково-ударную группу в течение 4 суток, совершая быстрые вертикальные зигзагообразные манёвры с поверхности воды на глубину 6000 м.

В 1964 году во время военно-морских манёвров южнее Флориды приборами многих кораблей был обнаружен странный подводный объект, двигавшийся на глубине 90 м со скоростью 200 узлов (370 км/ч).

Вероятность, что эти объекты могли быть подводными лодками – близка к нулю, так как максимальная скорость лодок в подводном положении составляет 45 узлов (70 км/ч), а максимальная глубина погружения – 500 м. Время же погружения современного батискафа на глубину 6000 м составляет около 3 часов. У китов максимальная скорость движения (в течение короткого промежутка времени) составляет 55 км/ч (у касаток), а максимальная глубина погружения – 1200 м (у кашалотов).

Характерно также, что при движении загадочных подводных объектов за ними отсутствовали полосы бурлящей или пенящейся воды, что свидетельствует о специфическом характере их движения (так же, как и у НЛО в атмосфере). При сопоставлении характеристик загадочных летающих и подводных объектов обращает на себя внимание, что скорость НЛО в 20-30 раз превышает скорость современных самолётов, тогда как скорость загадочных подводных объектов только в 4 раза выше, чем у современных подводных лодок. Это еще раз подтверждает, что и те, и другие объекты являются материальными телами, скорость которых зависит от плотности среды, в которой они перемещаются.

Известны также случаи одновременного появления загадочных подводных объектов в различных районах мирового океана. Например, в сентябре 1960 года таинственные подводные объекты были обнаружены у Атлантического, Тихоокеанского побережий США, вблизи Филлипин и в Арктике, а в октябре-ноябре – у Гавайских островов и Огненной Земли.
Военно-морские силы ряда стран осуществляли поиск и преследование загадочных объектов, двигавшихся под водой, и даже применяли против них оружие. Но эти объекты успешно уклонялись от поисковых акций и, вероятно, оставались без повреждений. Например, в мае 1960 года корабли американского флота безуспешно пытались вынудить к всплытию загадочный объект около полуострова Флорида. При этом представитель ВМС заявил, что «он определённо отличался от подводной лодки».

В конце 1960 года загадочный объект, движущийся под водой, был обнаружен гидролокаторами в 50 милях от Сан- Франциско. На его поиск были посланы 11 эсминцев и самолеты ВМС, но объект пропал.

В начале 1960 года два загадочных подводных объекта были обнаружены в заливе Нуэво у побережья Аргентины. Корабли аргентинских ВМС тогда закрыли все выходы из залива и бомбили этот район глубинными бомбами, после чего объекты исчезли, как будто растворились. Вскоре там было обнаружено уже 6 подводных объектов, и началась погоня за ними. Однако и они вскоре исчезли.

Эти действия аргентинских ВМС продолжались тогда почти две недели. Вначале в западной прессе появились сообщения, что это, возможно, советские подводные лодки. Но потом американцы официально заявили, что мало вероятно, что это подводные лодки Советского Союза.

В ноябре 1972 г. корабли норвежского ВМФ много раз подвергали бомбардировке глубинными бомбами загадочные подводные объекты, появившиеся в норвежских фиордах, причём все электронное оборудование, радары и эхолоты кораблей во время бомбардировок по каким-то причинам выходило из строя. После исчезновения объектов норвежские власти заявили, мало вероятно, что это были подводные лодки.

Довольно странные сообщения о наблюдении каких-то загадочных объектов поступали из Швеции. Одно время шведы считали, что это советские подводные лодки, однако доказательства этому – отсутствовали/

В «Известиях» за 14 февраля 1989 года описывалось, что такие объекты обнаруживались в шхерах, запертых противолодочными сетями, причём гидрофон, опущенный с вертолёта в воду, установил контакт с каким-то подводным объектом, но попытка захватить его – провалилась.

Следующий пример показывает, что загадочные подводные объекты способны уходить от преследующих их самолётов в воздух и скрываться на большой скорости, то есть реагировать на попытки их уничтожить так же, как и НЛО.
В сентябре 1965 года американский авианосец «Банкер Хилл», действовавший в составе поисково-ударной группы южнее Азорских островов, обнаружил загадочный объект, двигавшийся под водой со скоростью около 300 км/ч. С авианосца были подняты палубные штурмовики «Трекер» с приказом уничтожить его. Но при их приближении объект вылетел из океана и на огромной скорости ушёл от них.

По материалам priroda_inc_ru_ufo.

Чёрные курильщики – загадка природы

В науке долгое время считалось, что живые организмы могут существовать только от энергии Солнца. Ещё в пятидесятых годах двадцатого века считалось, что на океанских глубинах жизнь – отсутствует. На дне Марианской впадины, на глубине свыше десяти тысяч метров, участники погружения увидели живую рыбу. После этого океанографические экспедиции многих стран начали прочёсывать глубоководными сетями океанскую бездну и открывать новые виды животных, семейства, отряды и даже классы!

В 70-х годах было совершено открытие, которое перевернуло многие представления учёных. Возле Галапагосских островов на глубине от двух до четырёх тысяч метров были обнаружены разломы. Предполагается, что в этом месте проходит граница двух тектонических плит. В этом месте из глубин земли поднимаются потоки высокоминерализованной горячей воды под давлением до 250 атмосфер. Причём температура этой воды гораздо выше температуры её кипения при атмосферном давлении и достигает 350 градусов Цельсия.

Из-за чёрных клубов, похожих на дым, выходящих из донных разломов, эти источники назвали «чёрными курильщиками». Поднимающиеся потоки воды содержат большое количество сероводорода, который реагирует с растворенными солями металлов и образует сульфиды чёрного цвета. Они образуют в местах выхода горячей воды трубки и конусы высотой более 40 метров. Их поверхность плотно покрыта разнообразными уникальными живыми существами, которые процветают в таких экстремальных условиях.

В этих источниках, глубоко на дне океанов, морская вода взаимодействует с минералами твёрдой литосферы планеты. В результате этой реакции образуется горячая, щелочная (с высоким уровнем pH) среда, содержащая водород. В ходе этого процесса между водородом и углекислым газом происходят химические реакции, формирующие чрезвычайно сложные органические соединения. Многие из обнаруженных древнейших окаменевших останков, произошли именно в таких подводных источниках.

На глубине четыре тысячи метров отсутствуют солнечные лучи, и богатая жизнь. Чем больше глубины, тем беднее донная жизнь. На поверхностях черных курильщиков были найдены хемоавтотрофные бактерии, которые расщепляют соединения серы, извергаемые из недр планеты. Бактерии покрывают сплошным слоем поверхность дна и живут в агрессивных условиях. Они стали пищей для многих других видов животных. Всего было описано около 500 видов животных, обитающих в экстремальных условиях «чёрных курильщиков».

Представьте воду, температура которой достигает 300° С, наполненную сероводородом, тяжёлыми металлами и различными ядовитыми веществами, в которой процветает богатая жизнь.

Склоны черных курильщиков почти до самых вершин покрыты толстым слоем бактерий (сплетения миллиардов бактериальных клеток образуют так называемые маты), способных выживать при температуре до 120°С. В отдалении от устья курильщиков, там, где температура ниже 30°С, на уступах курильщиков были видны сплетения белых трубок гигантских (до 2,5 м) червей с ярко-алыми щупальцами, а в расселинах сидели крупные (30-40 см) двустворчатые моллюски. В зарослях трубок ползали крабы, рядом плавали рыбы, попадались осьминоги – словом, жизнь кипела.

Важным открытием стали вестиментиферы, которые относятся к классу причудливых животных – погонофор. Это – крупные организмы, длина которых варьирует от 5-7 см до 2,5 м. Тело вестиментифер заключено в трубку, которая открыта только с одного конца. Её материал состоит из белка и хитина. Он выделяется специальными кожными железами.

Обычно трубки вестиментифер образуют сплетения, состоящие из многих сотен или даже тысяч особей, в которых находят приют множество других представителей фауны гидротермальных оазисов. Из переднего конца трубки торчит ярко-красный щупальцевый отдел, который при малейшей опасности стремительно втягивается внутрь. Щупальца расположены в несколько десятков ярусов и поддерживаются двумя опорными лопастями, несущими на переднем конце хитиновые крышечки, которыми вестиментиферы могут плотно затыкать вход в трубку.

У них имеются сердце, почки и мозг, от которого отходят нервы к щупальцам и гигантские аксоны, которые служат для быстрого проведения нервного импульса от мозга к продольной мускулатуре, за счёт сокращения которой животное втягивается в трубку.

Вестиментиферы имеют половые железы, но у них отсутствует рот и кишечник. Зато крупные клетки трофосомы содержат множество вакуолей с бактериями. Они окисляют сероводород до серы и полученную при этом энергию используют для фиксации углекислоты и синтеза органических веществ.

Требующийся бактериям сероводород и кислород транспортируются кровеносной системой вестиментифер. Бактерии, защищённые внутри организма хозяина от вредных воздействий, получают от него сероводород и кислород. За счёт переваривания части бактерий хозяин получает органические вещества, которые служат единственным источником питания вестиментифер. Сожительство этих хемосинтезирующих бактерий и вестиментифер является взаимовыгодным симбиозом.

За миллионы лет, существо «случайно» научилось производить вещества, нужные для строительства трубки, строить её открытой с одной стороны, с правильной стороны приделало хитиновую крышечку и организовало взаимовыгодный симбиоз с бактериями. Чтобы выжить, вестиментиферы должны были сделать это ещё до рождения.

Кроме того, там же были найдены двустворчатые моллюски родов Calyptogena и Bathymodiolus, которые также вступили в симбиоз с бактериями и перестали зависеть от поисков пищи.

Одни из самых интересных созданий глубоководного мирка гидротерм – это помпейные черви (аналогия с извержением вулкана Помпеи). Они живут в зоне горячей воды, достигающей 50°С, и на них постоянно падает пепел из частиц серы.

Черви вместе с вестиментиферами образуют настоящие «сады», дающие пищу и приют многим организмам. Там живут усоногие рачки (считались вымершими), крабы, десятиногие раки, осьминоги и рыбы из семейства бельдюговых. На вершине экологической пирамиды курильщиков находятся хищники – глубоководные осьминоги и хищные рыбы термарцесы (адские церберы).

За красоту и богатство, мир чёрных курильщиков назвали: «Райский сад», «Розовый сад» и так далее. Но возникает вопрос: каким образом поддерживается жизнь в этих райских садах, где отсутствует солнечный свет и которые полны ядовитых с нашей точки зрения веществ? Они смертельны для наземных организмов и тех, что живут в океане в поверхностном слое.

Учёные выяснили, что основой жизни в курильщиках являются бактерии. Они живут за счёт того, что поглощают из воды сероводород и перерабатывают его химическим путём. Эти химические реакции идут с выделением энергии, как при горении топлива выделяется тепло. Дальше с помощью этой энергии бактерии синтезируют из углекислого газа и воды питательные органические вещества, подобно тому, как это делают растения в наземных сообществах.

Синтез питательных органических веществ бактериями за счёт энергии химических реакций получил название хемосинтез. Эти питательные вещества в первую очередь поддерживают жизнь самих бактерий. Затем бактериями питаются другие, более крупные и высокоорганизованные члены сообщества. Открытие экосистем «чёрных курильщиков» стало самым значимым событием в биологии. Такие экосистемы были обнаружены в разных частях Мирового Океана и даже на дне озера Байкал.

Краткое изложение статьи «Экстремальный мир экосистем Чёрных курильщиков» блогера cont.ws_dmitri1967.

P.S. Возможно, после прочтения этой статьи, следующие строчки покажутся вам реальными.

21 июня 2016 года произошла мировая сенсация. Группа учёных во главе с В. Карабановым, заявила об открытии биологической трансмутации урана и тория. Трансмутация – превращение одних химических элементов в другие.

При помощи этой технологии можно:
1. Получить любые изотопы.
2. Превращать ядерные отходы от атомных электростанций в безвредные вещества.
3. Повысить эффективность атомных электростанций в десять раз.
4. Создать портативные источники энергии (размером с батарейку от фонарика), равным по мощности промышленным турбинам.

Имеются и другие перспективы биологической трансмутации.
Трансмутацию можно провести в биореакторе (пробирке), наполненной урановой или ториевой рудой, а также культурой бактерий рода Thiobacillus на специальной питательной среде. Кроме того, в среду вносятся специальные добавки.

Возможности новой технологии впечатляют – вместо граммов можно синтезировать тонны самых дефицитных и дорогих изотопов, включая молибден-99. Вот вам и алхимия.

P. P.S. Хотя, кто позволит внедрить в жизнь это открытие. Человек перестанет зависеть от нефтяных корпораций. А оно им нужно?

Звуковые каналы океана

Кто-то думает, что если уши отсутствуют, то существо – глухое. У птиц, лягушек, рыб, дельфинов, медуз отсутствуют наружные уши, а они прекрасно слышат. Сова, например, ночью охотится на мышей только на слух. Возможно, для жителей моря, звуки дают гораздо больше информации, чем для наземных обитателей.

Ухо человека плохо приспособлено к подводным звукам. К тому же многие звуки, которые используют подводные существа, находятся вне восприятия человека. Например, ультразвуки и инфразвуки. В области ультразвука общаются рыбы и дельфины.

Инфразвуки обычно издают крупные животные, например, киты. Кроме того, инфразвуки возникают во время шторма или землетрясения. Именно поэтому подводные и околоводные жители могут заранее подготовиться к сильному волнению на море. Скорость распространения звука в воде в пять раз больше, чем в воздухе. Рыбы могут услышать ураган, который бушует на расстоянии тысячи километров!

Например, киты могли свободно переговариваться инфразвуками, находясь на разных концах океана. Это, как мы сейчас говорим по мобильному телефону. Однако сейчас китам мешают шумы от океанских судов, гидролокаторы, наша мобильная связь и другое.

Как правило, дальность распространения звука под водой в море равна (в зависимости от мощности источника звука) десяткам или сотням километров. Но бывают случаи, когда звук распространяется гораздо дальше.

Американские учёные однажды проделали такой опыт: взорвали в Атлантике маленький заряд, а эхо взрыва было зафиксировано на Бермудских островах, удалённых от места эксперимента на 4500 километров. Для сравнения: в воздухе взрыв той же силы слышен на расстоянии всего в 4 километра, а в лесу – в пределах 200 метров.

В другом опыте взрыв был произведён у Бермудских островов, а сигнал услышан у берегов Австралии, то есть на расстоянии в 20 тысяч километров!

Явление сверхдальнего распространения звука в подводном звуковом канале специалисты использовали для создания спасательной системы «Софар». С кораблей и самолётов, терпящих бедствие, сбрасывались небольшие заряды весом от 0,5 до 2,5 килограмма, которые взрывались на глубине залегания оси звукового канала. Береговые посты, зафиксировав место взрыва, оперативно выясняли место катастрофы.

Подводный канал представляет собой слой воды в океане, в котором наблюдается сверхдальнее распространение звука, обусловленное его рефракцией.

Из Википедии: «В атмосфере рефракция обусловливается пространственными изменениями температуры воздуха, скорости и направления ветра. С высотой температура обычно понижается до -65 градусов на высоте 10 -15 км, соответственно и скорость звука уменьшается, поэтому лучи от источника звука, находящегося вблизи земной поверхности, загибаются кверху и звук, начиная с какого-то расстояния, перестаёт быть слышимым. Затем температура растёт, и на высоте 50 — 60 км повышается до +2 ˚С, потом снова падает и так далее. Если же температура воздуха с высотой увеличивается (температурная инверсия, которая часто возникает ночью), то лучи загибаются книзу и звук распространяется на большие расстояния».

Вопрос первый – это, что за температурные качели? Вопрос второй, если звуковые лучи с повышением температуры загибаются книзу и звук распространяется на большие расстояния, то после высоты 10 -15 км слышимость звука улучшится?

Из Википедии: «При распространении звука против ветра лучи загибаются кверху, а при распространении по ветру — к земной поверхности, что существенно улучшает слышимость звука. Рефракция звука в верхних слоях атмосферы может привести к образованию зон молчания и зон аномальной слышимости.

В океане рефракция звука обуславливается разнородностью свойств воды, главным образом по вертикали, вследствие изменения гидростатического давления с глубиной, изменения солёности и изменения температуры, возникающего вследствие разного прогрева массы воды солнечными лучами.
Рефракция в океане обусловливает образование зон тени, сверхдальнее распространение звука, фокусировку звука и ряд других особенностей распространения звука.

Имеется ещё одно определение. Акустика моря, учение о распространении акустических волн в океане. Первоначально полагали, что при сжатии вода следует закону Бойля—Мариотта, выведенному применительно к изотермическому изменению объема газа. Однако при таких условиях в воде возникали бы упругие звуковые волны, которые распространялись бы со скоростью меньшей, чем действительно наблюдаемая.

В действительности она составляет около 1500 м/сек. Отсюда следует, что благодаря большой частоте колебаний у тепла, выделяющегося при сжатии воды, отсутствует возможность его отвода в окружающую среду и сжатие происходит по адиабатическому закону (по закону Пуассона).

Распределение температуры и солености в океане таково, что до глубины около 1200 м, как правило, происходит уменьшение скорости звука. На больших глубинах скорость звука постепенно увеличивается, пройдя через минимум на глубине 1200 м.

Если вам было трудно понять по первым двум определениям, то имеется третье. С глубиной скорость звука уменьшается, но лишь до тех пор, пока понижается температура воды. Достигнув определенного уровня, скорость начинает возрастать из-за повышения гидростатического давления. Верхние и нижние границы звукового канала имеют глубину с равными скоростями звука. За ось канала принимается глубина с наименьшей скоростью распространения звука.

Сверхдальнее прохождение звука в канале объясняется тем, что звуковые лучи, почти полностью отражаясь от верхней и нижней границ звукового канала, остаются в его пределах, концентрируются и распространяются вдоль оси звукового канала.

Ну, а если и теперь сложно понять, то академик Л.М. Бреховский вам поможет: «Чтобы лучше понять это, вспомните, как ведёт себя уставший путник. Он предпочитает держаться теневой, более прохладной стороны, нести на своих плечах как можно меньше груза и двигаться с минимальной скоростью. Ведь только при этих условиях он сможет пройти максимальное расстояние. Звуковой луч в морской воде подобен этому путнику. Выйдя из источника, он уходит вверх от оси звукового канала. Но чем выше, тем теплее, и луч заворачивает вниз, в «холодок». И перестаёт углубляться, когда начнёт «ощущать» тяжесть повышающегося гидростатического давления».

Туманное объяснение. Я могу ошибаться, но, по-моему, у учёных отсутствует понятие об этом феномене, или они что-то скрывают.

Загадки океана – мёртвые зоны

Кислород – это жизнь. Практически всем существам на нашей планете для жизнедеятельности требуется кислород. Учёные выяснили, что во многих точках Мирового океана возникают «мёртвые» зоны. Это участки океана, где количество растворённого в воде кислорода является слишком малым для существования в ней представителей флоры и фауны. Отсутствие этого жизненно важного компонента приводит к вымиранию многих видов живых существ.

Аквалангисты, работающие на глубинах, стали замечать подобные зоны во второй половине 20-го века. Морское дно, усеянное телами тысяч животных – моллюсков, крабов и рыб – производило угнетающее впечатление.

Исследования показывают, что с 1970-х из-за появления мёртвых зон мировой океан потерял около 2% всего кислорода. Это привело к исчезновению крупных морских животных в поражённых регионах, что сказывается на биоразнообразии и рыболовстве. На данный момент наибольшее количество мёртвых зон находится в Балтийском море и Мексиканском заливе, но их много и в других точках земного шара.

Считается, что в идеале морская вода содержит в себе четыре-шесть миллиграммов кислорода на литр объёма. Больше всего кислорода содержится у поверхности. Вода в морях и океанах постоянно перемешивается под воздействием ветра и других факторов, поэтому концентрация кислорода одинакова примерно до глубины в 200 метров. А вот ниже этой глубины начинается сумеречная зона, где концентрация кислорода начинает снижаться. Учёные обнаружили в глубинах морей и океанов аэробные бактерии. Вероятно, в сумеречной зоне имеются и более крупные животные, однако из-за сложности наблюдения в этих зонах, достоверных сведений мало.

В мировом океане много мест, где отсутствуют условия для полноценной жизни. С каждым годом их количество увеличивается. Они получили соответствующее название «мёртвые» зоны, области с дефицитом кислорода (oxygen-deficient zones, ODZ).

В последние годы стремительно растёт, как количество самих «мёртвых» зон, так и занимаемая ими площадь. К примеру, если в 1965 году их насчитывалось всего 49, то в 2008 году – уже 405 (общей площадью более 250 тысяч квадратных километров). Причём, это явление в Мировом океане, за которым наблюдают исследователи, демонстрирует активную динамику роста.

В образовании многих «мёртвых» зон виноваты удобрения, безконтрольно использующиеся человеком. Вместе с дождевой воды они попадают в реки, которые выносят эти вещества в моря и океаны. Оказавшись в воде, азотные удобрения вызывают бурный рост водорослей, что способствует взрывному росту микроорганизмов, питающихся этими водорослями. А чем больше микроорганизмов – тем меньше в воде кислорода.

Увеличение в океанской воде концентрации фосфора и азота, являющихся основными биогенными элементами, приводит к активному размножению одноклеточных водорослей. Следствием этого и становится увеличение количества донных бактерий, способствующих разложению водорослей.

В свою очередь, чрезмерное количество бактерий, использующих для утилизации водорослей растворенный в воде кислород, приводит к тому, что его содержание в водах прибрежной зоны резко снижается. И, как следствие, типичные представители этих мест либо погибают, либо мигрируют, поскольку в бедной кислородом среде у них отсутствует возможность выжить.

Крупнейшей «мёртвой» зоной Мирового океана является Балтийское море. В нём площадь таких зон достигает 40 тысяч квадратных километров. В Мексиканском заливе – почти 20 тысяч квадратных километров. Зоны с низким содержанием кислорода обнаружены также в Персидском заливе, у берегов Калифорнии, в Тайване, Испании и некоторых фьордах Норвегии.

В рамках новой научной работы, результаты которой были опубликованы в научном журнале Global Biogeochemical Cycles, исследователи Массачусетского технологического института создали наиболее точную мест с экстремально низким количеством кислорода. Для выполнения этой задачи они использовали данные, собранные на протяжении последних четырёх десятилетий. В работе были использованы более 15 миллионов измерений. Кроме этого, в ходе изучения особенностей воды, они проводили измерения показаний на протяжении всего погружения. Для этого использовались бутыли Нансена, которые наполнялись водой при погружении, а затем анализировались свойства воды.

В поиске зон с наименьшей концентрацией кислорода был задействован искусственный интеллект. В результате исследования учёные нашли две крупные «мёртвые» зоны в тропическом регионе Тихого океана. Одна находится к югу от экватора и её объём равен 600 миллионам кубических километров. Вторая располагается севернее экватора и тянется на сотни километров от Центральной Америки и обладает втрое большим объёмом. В центре этих зон концентрация кислорода сводится к минимуму, а вот по краям были замечены потоки богатой кислородом воды. С чем связано это явление, учёные сказать затрудняются, мало вероятно, что их образование связано с деятельностью человека.

С декабря 2015 года по январь 2016 года, экспедиция института морской микробиологии имени Макса Планка, совершила 7000-километровое путешествие через так называемый Южно-Тихоокеанический круговорот. В пути они отобрали пробы микробов на глубине от 20 до 5000 метров.
Этот регион считается странным, загадочным.

В этом районе находится «океанический полюс недоступности» или «точка Немо». Учёные утверждают, что там находится кладбище космических спутников. Южно-Тихоокеанский круговорот считается «пустыней» с точки зрения морской биологии. Ряд факторов сильно затрудняют жизнедеятельность: большие глубины, большое расстояние до суши, мощные потоки течения и высокий уровень ультрафиолетового облучения.

Один из исследователей, микроэколог Бернхард Фукс рассказал: «К нашему удивлению, мы обнаружили примерно на треть меньше клеток в поверхностных водах южной части Тихого океана по сравнению с океаническими круговоротами в Атлантике. Вероятно, это было самое низкое количество клеток, когда-либо измеренное в поверхностных водах океана на всей Земле».

Исследования подтвердили, что в океане мёртвые зоны являются частью жизни. В отсутствии органики есть и хорошая сторона: эти далёкие, почти безжизненные воды, являются самой чистой средой во всём Мировом океане.
Возможно, это наш запас чистой воды?

Использованы материалы статьи hi-news_ru/research-development/sozdana-karta-mertvyx-zon-tixogo-okeana-gde-pochti-net-kislorodal.

Посетители
Архивы