ГЛАВА 5. СОСТАВ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 3 страница
Вода в твердом состоянии представляет собой кристаллизующийся минерал — лед, наличие которого в литосфере, гидросфере и атмосфере придает им новые качества и позволяет выделить особые сферы (зоны): криолитосферу — зону мерзлых горных пород, криогидросферу — зону морских льдов, хионосферу — зону отрицательных температур в атмосфере. Следовательно, криосфера занимает особое место среди и внутри геосфер и может рассматриваться самостоятельно, но фактически это определенное состояние частных геосфер.
Распространение криосферы (рис. 5.14) тесно связано с природными условиями различных районов — суровой Арктики и Антарктики, высокими горами и равнинами полярных областей, где резко континентальный климат становится причиной превращения подземных вод в лед вечной мерзлоты. Для криосферы характерна глобальная дисимметрия, когда в районах с холодным морским климатом или влажным континентальным образуются льды наземные (ледники), а в районах холодного сухого континентального климата — льды подземные.
Ледяной покров.Современное оледенение включает: оледенение поверхности суши и верхних горизонтов земной коры и ледяной покров гидросферы — плавучие (пресноводные и морские) льды. Лед следует рассматривать как природный материал, который в течение сезонов года непрерывно меняет свои свойства. Даже в одном и том же географическом районе, на одном и том же месте лед осенью и весной настолько различен по своим физико-механическим свойствам, что представляет собой разные физические тела. В природе встречается только одна обычная фаза замерзшей воды — лед I. Кроме нее существуют пять других устойчивых и одна неустойчивая разновидности льда (по другим источникам, на Земле существует 14 различных типов льда). Однако они появляются лишь при огромном давлении и могут быть получены только в лабораторных условиях.
Рис. 5.14. Криосфера земного шара (Мир географии, 1984): 1 — область многолетнемерзлых горных пород и ледяных покровов; 2 — области систематического сезонного промерзания почвы; 3 — области кратковременного и несистематического промерзания почвы; 4 — области, лишенные промерзания почвы
Льды суши встречаются в форме временных (сезонных) образований, появляющихся в холодное время года, и в виде многолетнего ледяного покрова, включающего наземные, плавучие и сползающие с берега шельфовые ледники, а также подземные льды в районах вечной мерзлоты. Общая площадь многолетних и сезонных снегов составляет 115 млн км2, или 22 % земной поверхности. При современных климатических условиях квазипостоянный ледяной покров суши состоит преимущественно из ледников.
Ледники покрывают примерно 10% всей площади суши, причем 11% ледникового льда находится в Гренландии, 85,6% в Антарктиде и только 3,4% в горных и субполярных районах. Однако эти относительно небольшие площади ледяной суши в горах играют огромную роль в жизни планеты и людей. В период максимального распространения ледников — плейстоценовую эпоху оледенения они занимали 32% суши. Точно подсчитать общий объем льдов суши невозможно, так как данных о толщине антарктического ледникового щита еще недостаточно, тем более что антарктические исследования постоянно дают гляциологам новый материал. Один из таких «сюрпризов» связан с открытием на южном континенте вблизи станции «Восток» подледного озера на глубине около 3730 м. Здесь же расположена наиболее глубокая скважина, к 1998 г. достигшая 3623 м. Анализ керна льда показал его сложное строение, различный характер загрязнения и накопление в течение почти полумиллиона лет (рис. 5.15). Разбуривание ледникового покрова Гренландии показало в целом сходную картину строения льдов и изменения их основных характеристик.
По оценке Р. Флинта, объем современных ледников составляет 24×106 км3. Если распределить этот объем равномерно по поверхности суши, она окажется под ледяным покровом толщиной 182 м. Подсчитано, что таяние этих льдов поднимет уровень Мирового океана на 50—60 м и приведет к затоплению примерно 20 млн км2 суши. Общий объем льдов на Земле в 32 раза превышает массу всех поверхностных вод суши. Мощность льда в ледниковых щитах, по данным дистанционного зондирования, иногда достигает 3400 м и более (Гренландия, Антарктида).
Практически все горы мира охвачены современным оледенением. Распространение ледников подчиняется широтной географической зональности и высотной поясности, поэтому в зависимости от географической широты ледники находятся на разной абсолютной высоте. Все ледники испытывают движение, и их размеры изменчивы во времени. Перемещаясь под действием силы тяжести, ледники и вмерзшие в них породы производят огромную разрушительную работу — экзарацию (выпахивание) поверхности горных пород, транспортируют продукты разрушения горных пород и отлагают перенесенный материал — морены.
Рис. 5.15. Данные ледяного керна из скважины на станции «Восток» и глубоководных отложений за четыре климатических цикла (по В.М.Котлякову, 2000): 1 — вариации δ18О (стандартное отклонение) по данным колонок глубоководных отложений; б — содержание дейтерия (δD) в ледяном керне; в — содержание СО2 во льду; г — содержание пылеватых частиц в ледяном керне; д — электропроводность льда, выраженная в относительных единицах как бегущее среднее за 3 м. Цифрами обозначены морские стадии
Вечная мерзлота — это часть земной коры, которая характеризуется средней нулевой или отрицательной температурой. Площади, занятые вечной мерзлотой, составляют 21 млн км2, или 14% суши. Из них только 4,7% находится в Южном полушарии, а 95,7 % расположены в Северном, главным образом, на северо-востоке Евразии, в Канаде, на островах Арктики и в Гренландии. Объем подземных льдов оценивается в 0,2 млн км3. Максимальной мощности (1500 м) слой вечной мерзлоты достигает в верховьях р. Мархи (приток Вилюя).
Мерзлые грунты, как и ледники, отражают не только современные климатические условия, но и обстановку прошлых эпох. Обладая большой инерцией, они сохраняются некоторое время даже при потеплении климата.
Плавучие льды. Образование плавучего льда довольно драматическое событие в жизни природы, поскольку замедляется обмен между океаном и атмосферой, происходящий обычно через поверхность двух сред — жидкой и газообразной.
Плавучий лед образуется при охлаждении воды ниже точки замерзания, которая различна для пресной и морской воды. С понижением температуры плотность воды увеличивается, и, опускаясь, холодная вода вытесняет более теплую к поверхности. Такой процесс называется конвекцией. Если охлаждение продолжается, то мощность смешанного слоя будет увеличиваться. Когда поверхностный слой воды охладится до точки замерзания и перестанет опускаться, начнется льдообразование. Другим условием образования льда является наличие ядер кристаллизации, вокруг которых идет интенсивное нарастание льда. По мере роста ледяные кристаллы смерзаются друг с другом и образуют пластичный слой льда.
По своим физическим и механическим свойствам морской лед отличается от пресноводного, что обусловлено соленостью морской воды. Соленость льда колеблется от 0 до 15‰, составляя в среднем 3—8‰. По шкале твердости минералов твердость пресного льда при 0°С близка к твердости каменной соли, при -30°С равна твердости плавикового шпата и его не берет даже стальная пила.
Плавучие льды классифицируют по: происхождению (морские, речные, или выносимые в море, и материковые, или глетчерные), типу (ледяные иглы, сало, снежура, шуга, нилас и др.), возрасту (начальные стадии образования, молодые и многолетние, или паковые — опресненные льды возрастом более двух лет, мощность которых около 2—2,5 м).
Особое место в этом подразделении занимают айсберги, которые формируются на суше. Хотя лед представляет собой твердое тело, он все же медленно течет и от сползающего ледника на линии берега периодически откалываются огромные блоки. Поскольку плотность льда составляет около 90% плотности морской воды, айсберги остаются на плаву. Приблизительно 3/4 объема айсберга находится под водой. После своего образования айсберги увлекается океаническими течениями, выносятся в более низкие широты и постепенно тают. Наибольшее впечатление производят антарктические айсберги, которые по сравнению со своими северными собратьями обладают огромными размерами. Число айсбергов обоях полушарий меняется по годам.
Распределение льдов в Мировом океане следует закону географической зональности, поэтому основными ледовыми районами являются полярные и приполярные области северного и южного полушарий.
В Северном Ледовитом океане льды сохраняются в течение всего года и находятся в постоянном движении. Средняя граница льдов в Северной Атлантике проходит несколько южнее 72° с.ш., но ее истинное положение зависит от месяца года и гидрометеорологических условий. Наибольшего развития ледяной покров в Северном полушарии достигает в марте, когда общая площадь, занятая льдами, составляет около 16,4 млн км2. К концу лета она сокращается вдвое. В летний сезон южные акватории арктических морей частично освобождаются ото льда и становятся судоходными. Арктические льды выносятся в Атлантический океан через пролив между Гренландией и Шпицбергеном, а также проливы Канадского архипелага. Помимо плавучих льдов в районе Гренландии, северного побережья Канады и Ньюфаундленда часто встречаются айсберги. Большая их часть зарождается на побережье Гренландии, севернее 68°30' с.ш., где всего лишь сто ледников продуцируют около 15 000 айсбергов ежегодно. Отдельные арктические айсберги достигают 35° с.ш.
Ледяное кольцо вокруг Антарктиды имеет ширину от 280 до 1100 миль (1 морская миля равна 1852 м). Средняя граница распространения льдов в Южном полушарии проходит около 59° ю.ш., однако ее истинное положение также зависит от гидрометеорологических условий и сектора Южного океана: индийского, тихоокеанского, атлантического. Антарктида — страна льда. Колоссальные ледники сползают к урезу воды, формируя своеобразные ледяные берега Южного океана. Занимаемая антарктическими айсбергами площадь составляет в среднем за год около 62,5 млн км2. Основная масса морских льдов формируется в морях Уэддела, Беллинсгаузена и Росса, откуда под действием течений и ветров они переносятся к северу.
Гибель суперлайнера «Титаник» в ночь с 14 на 15 апреля 1912 г. продемонстрировала, какую угрозу навигации могут представлять айсберги. Наблюдения за ледовой обстановкой и обнаружением айсбергов осуществляют Международный ледовый патруль и национальные службы ряда стран. Ареалы распространения льдов постоянно отслеживаются и картируются.
Роль ледяного покрова.Вода в твердом состоянии также играет важную роль в реализации влаго- и теплообмена земной поверхности. Во-первых, ледяной и снежный покровы участвуют в энергетическом бюджете Мирового океана. Вода — хороший поглотитель солнечной энергии, а лед, в особенности пресный, и снег — очень хорошие отражатели. Если чистая вода поглощает около 80 % поступающей радиации, то морской лед может отражать до 80 % и более. Вследствие этого суша и океаны получают меньше солнечной радиации, так как значительная часть ее отражается ледяной поверхностью. Во-вторых, образование морского льда в значительной мере уменьшает взаимодействие океана с атмосферой, задерживая распространение конвекции в глубь океана. В-третьих, прямые и рассеянные лучи Солнца легко проходят через ледяной покров и, достигая верхнего слоя воды, почти целиком поглощаются. Обратной отдачи подледной водой тепла в атмосферу не происходит, так как лед задерживает длинноволновое излучение и создает, подобно стеклу, парниковый эффект. Перенос тепла должен осуществляться уже через лед — весьма плохой проводник тепла. Благодаря этому лед не только предохраняет лежащие под ним слои воды от охлаждения, но и способствует их нагреванию. В-четвертых, в покрытых льдом полярных областях процессы переноса тепла и скрытой теплоты парообразования, важнейшие в тепловом балансе океана, фактически останавливаются. В итоге разность температур атмосферы между тропиками и полярными областями резко увеличивается. Это приводит к более энергичной циркуляции в глобальной системе ветров, что, в свою очередь, обусловливает более мощный атмосферный теплоперенос к полюсам.
Биосфера
Биосфера — это особый объем географической оболочки, своеобразная надсфера, объединяющая практически все геосферы, где существует или существовала жизнь. В широком смысле к биосфере относят не только наружную область Земли, в которой существует жизнь, но и все сферы, в разной мере измененные жизнью. Такой смысл вкладывал в это понятие В. И. Вернадский, относивший к биосфере и верхнюю часть земной коры, включая гранитный слой. Чаще биосферой в широком смысле называют область активной современной жизни организмов, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Иногда этот слой называют биостром (термин, используемый Ф.Н. Мильковым). В узком смысле, под биосферой понимают совокупность живых организмов, населяющих земную поверхность. Это совпадает с понятием «биота» (П.Дювиньо и М.Танг).
Первые представления о биосфере как «области жизни» и наружной оболочке Земли восходят к Ж. Ламарку. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э.Зюсс в 1875 г., понимавший ее как тонкую пленку жизни на земной поверхности. Создание целостного учения о биосфере принадлежит В. И. Вернадскому, в представлении которого биосфера не просто зона распространения жизни, а одна из геологических оболочек Земли.
Биосфера — самая крупная (глобальная) экосистема Земли, область взаимодействия живого и косного вещества на планете. Признавая существование географической оболочки как системы геосфер, биосфера как область современной и былой жизни является дополнительной объединяющей их характеристикой.
Распространение биосферы.Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы Земли (рис. 5.16), населенные и в значительной степени преобразованные живыми организмами.
Рис. 5.16. Строение биосферы (по Н. Ф. Реймерсу, с изменениями)
Достижения современной науки подводят к мысли о том, что всю историю Земли должна была сопровождать жизнь в ее различных проявлениях, начало которой следует искать в исходном космическом материале. Но «кирпичики» жизни могли превратиться в организмы земного облика только в определенных условиях, появившихся в какое-то время на нашей планете. Возможно, что жизнь была реализована и в других частях Вселенной, но где и в каких формах, неизвестно.
Поскольку основным фактором распространения жизни является солнечная энергия и жидкая вода, то все живые организмы распределены главным образом в верхних слоях литосферы и гидросферы, а также во всей тропосфере. Чем лучше та или иная земная оболочка пропускает солнечные лучи, тем на большую глубину она заселена живыми организмами. Однако биосфера не кончается там, куда доходит свет. Поток энергии распространяется еще дальше: из освещенных слоев в глубину моря непрестанно попадают мертвые и живые организмы, продукты их жизнедеятельности. Что-то похожее отмечается в литосфере, а в атмосфере частички живого вещества поднимаются на большие высоты.
Жидкая вода является, вероятно, более важным лимитирующим фактором в расселении организмов, чем свет. Так, самые жаркие участки пустыни формально находятся вне биосферы. Однако. фактически они могут считаться парабиосферными (околобиосферными), так как живые организмы там все же есть. Например, в пустынях Намиб и Калахари под слоем сухого песка встречаются насекомые, существующие за счет приносимых ветром сухих пылевидных остатков растений, питаясь которыми, насекомые получают метаболическую воду.
Пространственная локализация жизни обычно связывается с; особенностями функционирования живых организмов. «Пределы биосферы обусловлены прежде всего полем существования жизни», — писал В. И. Вернадский в 1926 г. Это поле особенно активной жизни асимметрично по планете и ограничено мощностью биосферы, которая в океанической области Земли составляет чуть более 17 км, а на суше уменьшается до 12 км.
В литобиосфере живые организмы проникают на ничтожную глубину. Основная их масса сосредоточена в верхнем слое почвы мощностью в несколько десятков сантиметров, и редко кто проникает на несколько метров или десятков метров вглубь (корни растений, дождевые черви). Проникновение зеленых растений в глубь литосферы невозможно из-за отсутствия света. Механические свойства горных пород, слагающих литосферу, также препятствуют распространению в них жизни. Наконец, с продвижением в недра Земли возрастает температура. Однако глубокое бурение показало наличие живых микроорганизмов на глубинах более 3 км, в том числе ниже дна океанов.
С поверхности литосферы живые организмы проникают в нижние слои атмосферы — аэробиосферу на высоту от нескольких сантиметров до нескольких метров. Растения возносят свои кроны иногда на несколько десятков метров. На несколько сотен метров в атмосферу проникают насекомые, летучие мыши и птицы. Восходящие потоки воздуха могут поднимать на несколько километров покоящиеся стадии (споры, пыльцу, цисты, семена) животных и растений. Однако организмы, проводящие всю свою жизнь в воздухе, т.е. связанные с ним как с основной средой обитания, не известны (за исключением, возможно, микроорганизмов). Протяженность биосферы ввысь ограничена в основном недостатком жидкой воды и низким парциальным давлением углекислого газа. В горах хлорофиллсодержащие растения живут и даже цветут (лютик бахромчатый) на высоте 6400 м (Гималаи). На еще больших высотах встречаются мхи и лишайники, а также некоторые животные (например, пауки, клещи). Они питаются ногохвостками, а те, в свою очередь, довольствуются зернами пыльцы, спорами растений и микроорганизмами, заносимыми туда ветром. Высокогорную область биосферы называют эоловой зоной. Еще выше живые организмы попадают лишь случайно.
Гидробиосфера в отличие от атмосферы и литосферы заполнена жизнью по всей толще.
Значительная асимметрия характерна для метабиосферы, охватывающей осадочные породы. Но и здесь граница на материках не опускается глубже отметок самых больших глубин океана, т.е. 11 км (температура достигает 200°С). Следовательно, ее максимальная мощность достигает 30 км. Теоретически пределы биосферы намного шире, поскольку в гидротермах дна океана на глубинах около 3000 м обнаружены организмы при температуре 250°С. При давлении 300 атм вода здесь не кипит (пределы жизни ограничены точками превращения воды в пар и сворачивания белков). Перегретая жидкая вода обнаружена в литосфере до глубин 10,5 км. Глубже 25 км, по оценкам исследователей, должна существовать критическая температура 460°С, когда при любом давлении вода превращается в пар и жизнь принципиально невозможна.
Таким образом, укоренившееся мнение о том, что жизнь существует в сравнительно узком интервале физических и химических условий и сосредоточена преимущественно в приповерхностном слое Земли мощностью от нескольких десятков до первых сотен метров, требует кардинального пересмотра. Установлено, что живые организмы обитают практически в любой среде, в том числе в атомных реакторах и на дне глубочайших океанических понижений в бескислородных условиях и среди химических соединений типа сероводорода, углеводородов и др. В рассеянной форме жизнь проникает в глубь Земли: по трещинам земной коры, искусственным выработкам и шахтам животные, растения и бактерии могут опускаться на глубину до 2,5—3 км и более. Нефть, залегающая глубоко от поверхности, также имеет своеобразную бактериальную флору. Установлено, что жизнь существует, даже если света ничтожно мало, давление составляет сотни атмосфер, а температура — сотни градусов Цельсия. Микроорганизмы сохраняются в космическом пространстве на стенках автоматических аппаратов.
В 1985 г. в Атлантическом океане были обнаружены красные водоросли на глубине 270 м, где освещенность не превышает сотой или даже тысячной доли процента (до этого считалось, что фотосинтез не может происходить при освещенности менее 1%, и жизнь фотосинтезирующих организмов глубже 180—200 м невозможна). Тогда же на дне Тихого океана был найден сверхгорячий источник с температурой воды 400—430°С, в котором среди горячих рассолов («металлизированной воды») обитали бактерии, крупные раковины-моллюски, некоторые виды червей. Ранее бактерии были обнаружены на глубинах более 2500 м в «черных курильщиках» — термальных источниках на дне Тихого и Атлантического океанов, где температура была 300°С. Живое существо было найдено также в толще антарктических льдов, где в условиях холода и отсутствия кислорода невозможен фотосинтез. Заслуживает внимания и заявление исследователей о том, что местами в океанических глубинах обстановка для жизни более благоприятная, чем в приповерхностных слоях. Так, анализы проб воды с глубины около 1500 м показали наличие в 1 см3 воды от 200 до 400 тыс. бактерий, что значительно превышало их количество на поверхности океана.
Жизнеспособность некоторых видов организмов невероятна. Энтомологи Бристольского университета в Англии высушили личинки современных комаров при температуре 100°С, погрузили их в жидкий гелий с температурой космического пространства (-269°С), облучили и вернули в привычную обстановку. После всего этого личинки продолжили свой биологический цикл, воспроизведя «здоровых» комаров.
Подобные факты свидетельствуют о том, что жизнь могла существовать на протяжении всей истории Земли. Из чего же она возникла? Предположения и опыты по синтезу органических coединений из минеральных веществ и элементов в свое время окры лили ученых. Но за истекшие с тех пор почти полвека ни одно искусственно полученное органическое вещество, включая белки, аминокислоты и другие полициклические соединения, не обладало жизнеспособностью. Известно, что главной чертой живых организмов является способность к самовоспроизводству, а главной особенностью строения вещества — его несимметричность и связанная с ней оптическая активность (хиральность). Эти свойства существовали, вероятно, изначально (они обнаружены в остатках живого вещества, возраст которых 4 млрд лет) и были заложены при формировании планеты. Это лишь одно из возможных предположений, сходное с гипотезой о внеземном источнике жизненного начала. Интерес представляет гипотеза А.Л.Яншина (1986) о возможном механизме появления жизнетворных веществ, имеющих «асимметричное» строение. Наличие магнитного поля, обусловленного, вероятно, разноскоростными движениями ядерного и мантийного вещества Земли, могло в определенный момент положить начало его сильной асимметричности, которая привела к перестройке атомарной структуры веществ. Это объясняет явление хиральности, которое может осуществляться и сейчас.
Организация биосферы.В современных классификациях органический мир Земли на высшем таксономическом уровне делится на два надцарства: прокариоты (безъядерные) и эукариоты (ядерные). Первые включают два царства: архебактерии и бактерии (в том числе цианобактерии, или синезеленые водоросли), вторые — три царства: животные, грибы и растения. Это деление основано на закономерностях эволюционного развития и клеточного строения организмов.
Живые организмы можно также классифицировать, исходя из функций, выполняемых ими в обмене веществом и энергией. Различают автотрофные и гетеротрофные организмы. К автотрофным относятся зеленые растения и некоторые прокариоты (пурпурные фотосинтезирующие бактерии, синезеленые водоросли и хемобактерии). Они создают органическое вещество из неорганического, используя в качестве источника энергии чаще всего солнечную радиацию — фотосинтез. Некоторые бактерии создают органическое вещество за счет энергии химических реакций — хемосинтез. Гетеротрофные организмы (животные, грибы, большинство бактерий) питаются готовым органическим веществом, при этом грибы и бактерии используют органические остатки и продукты жизнедеятельности других организмов.
Все организмы обладают подвижностью: семена, споры, насекомые переносятся ветрами на большие расстояния, миграции птиц оцениваются в тысячи километров, миграции черепах, угрей, лососевых рыб — в тысячи морских миль.
По приблизительным подсчетам А.Г.Воронова (1987), на суше обитает от 350 до 500 тыс. видов растений, в том числе 60 тыс. низших и 250 тыс. покрытосеменных. Животных насчитывается 1,5—1,7 млн видов, из них насекомых — около 1 млн. Количество грибов превышает 100 тыс. По сравнению с сушей видовое разнообразие фауны и флоры в океане беднее. В его водах обитает около 10 тыс. видов растений и более 160 тыс. видов животных, в том числе 16 тыс. видов рыб, 80 тыс. видов моллюсков, более 20 тыс. видов ракообразных.
На суше важные функции выполняют растения: в ходе фотосинтеза они продуцируют органическое вещество и свободный кислород атмосферы. Животные, грибы и бактерии на суше имеют гораздо меньшую массу, однако их роль в функционировании биоценозов также значительна. Каждый из видов выполняет специфическую функцию, которую не в состоянии выполнять другие. Активнейшим стимулятором биохимических процессов являются микроорганизмы, без которых невозможна полная минерализация органического вещества. Например, они совершают доступную только им фиксацию свободного азота атмосферы, обогащая этим почву.
Основная жизнь в океане сосредоточена в приповерхностном; слое глубиной до 200 м, который обычно называют верхним деятельным слоем. Такое распределение связано, главным образом, с распространением света и количеством пищи в толще вод. Среди растительных организмов преобладают водоросли, представленные как микроскопическими формами (фитопланктон), так и крупными экземплярами, длиной до нескольких десятков метров. Животные распространены во всех слоях океана. Среди них преобладают простейшие, моллюски, ракообразные, рыбы. Ниже глубины проникновения света растений нет, следовательно, не создается первичная органическая продукция и животные питаются остатками, поступающими сверху.
Океан предоставляет большие преимущества для своих обитателей — гидробионтов. Во-первых, морские организмы живут в более постоянных условиях, благодаря чему им не требуются особые покровы и приспособления, которые необходимы обитателям суши для защиты от резких изменений окружающих условий. Во-вторых, жизнь в океане возможна в толще воды, вплоть до самых больших глубин. Многие морские организмы весь жизненный цикл проводят, не соприкасаясь с дном. На суше лишь немногие существа способны летать и парить в воздухе, но и они для питания и размножения вынуждены опускаться на землю. В-третьих, воды океана, особенно прибрежные, характеризуются высоким плодородием, огромными запасами взвешенных и растворенных питательных веществ. Многие донные организмы (особенно беспозвоночные животные и водоросли) ведут «сидячий» образ жизни, поглощая все необходимое прямо из морской воды. В-четвертых, плотность морской воды обеспечивает физическую поддержку обитающим в ней организмам, благодаря чему многие гидробионты не нуждаются в скелетных тканях и имеют мягкую консистенцию. Вынутые из воды, они становятся вялыми и бесформенными (например, медуза). Морская вода нейтрализует действие силы тяжести, благодаря чему в ней сохраняют плавучесть организмы с большой массой тела: гигантские кальмары достигают 30 м в длину, вес синего кита — до 150 т. На суше такие крупные организмы не могут существовать, они будут просто раздавлены весом собственного тела. По условиям существования в океане различают две среды обитания: пелагиалъ — толща воды и бенталь — дно. Пелагиаль в горизонтальном направлении делят на неритическую (прибрежную) и океаническую области. По вертикали пелагическую зону подразделяют на эпипелагиаль (до глубины 200 м), мезопелагиалъ (переходная область до глубины 750— 1000 м), абиссаль (глубоководная область до глубины 6000 м) и ультраабиссаль (с глубинами свыше 6000 м).
По образу жизни среди обитателей океана выделяют три группы: 1) планктон — пассивно перемещающиеся скопления одноклеточных водорослей (фитопланктон) и некоторых видов животных (зоопланктон), которые связывают цепи питания поверхностных и глубинных слоев; 2) нектон — активно передвигающиеся животные (рыбы, головоногие моллюски); 3) бентос (фито- и зообентос) — обитатели моря, живущие на дне.
Внутренняя организация биотического сообщества.На любом участке земной поверхности всегда обитает комплекс видов, находящийся с природой в определенных взаимоотношениях. Каждый организм испытывает воздействие экологических факторов — абиотических (факторов среды) и биотических (внутривидовых). Какими бы разными не были экологические факторы, результаты их действия сравнимы, поскольку они всегда выражаются в изменении жизнедеятельности организмов. Эту зависимость часто изображают в виде графика толерантности (терпимости) организмов к диапазону изменчивости абиотических условий (рис. 5.17).
Отклик биотического сообщества определяется не только разнообразием видов, но и другими показателями, которые отражают связи между видами, входящими в состав биотического сообщества. Функционирование сообщества и его стабильность зависят также от популяционных связей, распределения организмов в пространстве и характера взаимодействия с внешней средой. Все это составляет внутреннюю организацию сообщества. Важная особенность живых организмов заключается в том, что они могут адаптироваться к разнообразным и меняющимся условиям, обеспечивая тем самым эволюцию и биоразнообразие.