На суше и на море - 1976

Поверхностная пленка морской воды отличается не только особыми физическими и химическими свойствами, но и населяющими ее живыми организмами, совокупность которых имеет даже специальное название — «нейстон» (от греческого «неин» — плавать). Еще в 1939 г. профессор Б. А. Скопинцев, первым начав изучать химический состав пены, обнаружил, что на Каспии в 1 см³ пены содержится в 30 раз больше бактерий, чем в таком же. объеме морской воды. Но в ту пору этим данным не придали значения. Считалось, что поверхностная морская пленка безжизненна. Основания для такого мнения: одноклеточные водоросли и питающийся ими зоопланктон предпочитают более глубокие слои, чтобы не подвергаться воздействию прямых солнечных лучей. Кроме бактерий в поверхностном слое обитают другие микроорганизмы и в огромном количестве икра и личинки рыб, моллюсков, рачков. Они закрепляются на поверхностной пленке кто с помощью пузырька воздуха, а кто благодаря капелькам жира. Пионер морской нейстонологии Ю. П. Зайцев называет поверхностный пятисантиметровый слой «важнейшим питомником и инкубатором морей и океанов», отданным в распоряжение молоди. Черев эту поверхностную пленку идет интенсивный и важный для всей биосферы обмен между океаном и атмосферой, солями и газами — происходит «дыхание» океана. Ежегодно в цикле океан — атмосфера — суша участвует более полумиллиарда тонн солей. Отсюда ясна роль океана в общем круговороте веществ на поверхности Земли, в формировании облачности, выпадении атмосферных осадков и т. д. Часть солей выносится в атмосферу в виде аэрозолей при образовании брызг морской воды под действием ветра и при лопании пузырьков на поверхности океана. Это так называемое механическое испарение. Другая часть солей переходит в атмосферу в виде донов или молекул. Это так называемое физическое испарение. Ученые обнаружили, что при переходе солей из океана в атмосферу изменяется соотношение их концентраций. Это явление назвали метаморфизацией состава. Для его объяснения предлагали самые различные теории. Одни усматривали причину в различиях энергии гидратации ионов, другие полагали, что все дело в различии атомных весов, ионных радиусов, адсорбционных свойств. Однако явление не удавалось объяснить даже качественно. Но недавно молодые советские ученые В. Д. Корж и В. С. Савенко показали, что метаморфизацию состава можно объяснить самыми простыми причинами. Отношение количеств двух веществ на единице поверхности (м²) равно их отношению в единице объема (м³), взятому в степень ²/₃. А поскольку вещества испаряются с поверхности, а не из объема всего тела, то и отношения их концентраций в атмосфере те же, что и на поверхности, то есть равны их отношениям в объеме в степени ²/₃. Это можно проверить с помощью схемы 1, подсчитав число шариков А и Б в кубах и на их гранях и вычислив объемные и поверхностные отношения чисел этих шариков. Что эта теория верна, подтверждает график на схеме 2.

Но вернемся к факторам, определяющим распределение жизни на суше и по глубинам океана. Выше мы говорили, что такими факторами служит солнечная радиация и вода. Так ли это?

Выше помещена карта распределения в активной поверхностной стометровой зоне Тихого океана зоопланктона — одного из наиболее массовых представителей морского животного мира. При первом же взгляде на карту бросается в глаза, что не только по вертикали, но и по горизонтали, то есть по площади океана, жизнь распределена очень неравномерно. Хотя на экваторе биомасса увеличивается до 100 мг/м³, делать на основании этого вывод о решающем влиянии солнечной радиации было бы неправильно: вблизи Антарктиды, в холодных и гораздо менее освещенных водах, биомассы не меньше, а на севере, где сближаются Азиатский и Американский материки, в подобных же водах количество биомассы доходит до 200 мг/м³ и выше. Бросается в глаза также, что самая густая штриховка на карте, соответствующая биомассам 200 мг/м³ и более, окаймляет Тихий океан и находится на его границах с материками или островами и архипелагами. Такие территории занимают весьма незначительную долю океанического пространства, основная часть которого по мере удаления от берегов, как это видно на карте, все беднее и беднее жизнью, то есть тут в сущности та же картина, что и при распределении жизни по глубине, — максимальное ее развитие на границе океана и в прилегающих к ней слоях. Но причины неравномерного распределения жизни в океане по горизонтали иные, чем по вертикали. Сравнительно недавно основную причину насыщенности жизнью прибрежной зоны видели в речном стоке, выносящем органическое вещество, необходимые для жизни микроэлементы (кобальт, железо, медь, молибден и др.), витамины и так называемые биогенные элементы — соединения фосфора, азота, кремния.

_{Схема 3. Полярная антисимметрия суши и океана. Отношение поверхности суши к поверхности океана в северном полушарии в три раза выше, чем в южном.}