Геология океана: загадки, гипотезы, открытия

Наиболее интенсивные и устойчивые апвеллинги возникают в областях пассатной циркуляции. Пассаты, постоянно дующие в западном направлении ветры, отгоняют от побережья теплую поверхностную воду. На ее место из глубин поднимается холодная, богатая биогенами вода. Пассаты дуют из пустынь на границе тропической и субтропической зон. Они во многом определяют структуру поверхностных течений. Возбуждаемые ими экваториальные течения выносят огромные массы разогретой воды из восточной периферии океана в западную. Отсюда теплые тропические течения движутся вдоль континентальных окраин на юг или на север. Грандиозный перенос теплых вод в средние и высокие широты компенсируется с другой стороны океана перетоком холодных вод из антарктических (или арктических) районов по направлению к тропикам. Эти течения, названные холодными пограничными, двигаясь вдоль восточных континентальных окраин в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах, играют особую роль. Насыщенные кислородом, холодные воды особенно благоприятны для развития в зонах апвеллинга крупных популяций организмов. К мощным холодным пограничным течениям относятся Перуанское и Калифорнийское в Тихом океане, Канарское и Бенгельское в Атлантике, Восточно-Австралийское в Индийском океане. Вместе с холодными водами Перуанского и Бенгельского течений почти к самым тропикам из Антарктики поднимаются киты, пингвины, морские слоны и другие животные, а также птицы из высоких широт. Здесь они охотятся за многочисленными стаями рыб, ресурсы которых в апвеллинговых зонах по-истине неисчерпаемы.

Автору этих строк довелось участвовать в исследованиях, проводившихся в 1972 г. на судне «Профессор Месяцев» у побережья Перу совместно с перуанскими специалистами. Ночью вода здесь фосфоресцирует от несметного множества крошечных живых существ — диатомей. То тут, то там ее прочерчивают сотни зеленых полосок. Это проносятся стайки перуанского анчоуса — мелкой рыбешки, брюшные полости которой набиты светящимся фитопланктоном.

Диатомеи, строящие свои панцири из кремнезема, особенно бурно размножаются в холодной воде. Мелкие рачки и рыбешки не способны поглотить огромные количества этих существ. Отмирая, они опускаются на дно, где разлагаются, образуя черный осадок типа каши. Этот осадок содержит также целые или полуразрушенные створки панцирей диатомей, зерна кварца с «пустынным загаром» и агрегаты глинистых частиц. Значения pH в таком осадке обычно составляют 9—10, a Eh (окислительно-восстановительный потенциал) нередко опускается до —200 мВ. Это максимальные значения, определяемые в современных осадках. Они свидетельствуют о существовании на дне агрессивной щелочной среды, обусловленной отсутствием кислорода и сероводородным заражением не только самого осадка, но и придонного слоя воды. Созданию такой обстановки на шельфе и на прилегающих участках склона способствуют, видимо, катастрофические заморы, время от времени случающиеся в зонах подъема глубинных вод. В районе перуанского апвеллинга они связаны с отходом холодного течения от подводной окраины континента или с поворотом на юг теплого экваториального течения Эль-Ниньо. Вторжение разогретых до 30° вод, почти лишенных кислорода, приводит сначала к гибели диатомового фитопланктона, а затем и всего сообщества рыб, птиц и морских организмов, составляющих единую трофическую цепочку.

Подобные процессы носят циклический характер: они происходят в среднем раз в 10—12 лет. Катастрофические заморы отмечались у побережья Юго-Западной Африки, т. е. в зоне действия Бенгельского течения, у Западного побережья полуострова Индостан, где апвеллинг является сезонным и связан с муссонами.

Скопление на дне огромного количества неразложившихся органических остатков создает неблагоприятные условия для развития бентоса, представленного здесь лишь немногими группами микроорганизмов, например сульфатредуцирующими бактериями. Концентрации органического вещества в переводе на С_орг достигают в осадках апвеллинговых зон 10—16% сухого веса. Это вещество присутствует в форме сложных полигетероконденсатов, содержащих фрагменты белковой, углеводной и нуклеиновой природы. Много и липидных компонентов.