Жизнь моря

Смену цветов видит каждый моряк, когда он покидает прибрежные желтозеленые воды и переходит к синим водам открытого моря. Замечательный русский художник Айвазовский талантливо запечатлел на своих картинах эту игру красок.

Но вернемся к лучам света, проникшим в воду. Угасание света различных частей спектра идет так быстро, что можно говорить об «исчезновении» отдельных частей солнечного спектра. Длинные лучи теряют энергию начального светового потока скорее, чем короткие. Так, если принять проникшие в воду лучи за 1 тысячу единиц, то красные и оранжевые лучи на глубине в 10 метров составляют 2–3 единицы, зеленые и голубые — 166, синие — 437, а фиолетовые — 800 единиц. На глубине в 100 метров измерить энергию красных лучей уже затруднительно; оранжевый дает только следы (0,0001), зеленый и голубой — 0,03, синий — 5,5, а фиолетовый — 10 единиц. На глубине 200 метров наступают трудности в определении энергии оранжевых лучей, а на глубине 500 метров такая же судьба постигает зеленые лучи. На глубине в 1 тысячу метров «угасают» синие лучи, а на глубине 1500 метров — и лучи фиолетовой части спектра. Это подтверждается опытом. В Средиземном море на глубину в 1700 метров была опущена в особом приборе фотографическая пластинка. Несмотря на трехчасовую экспозицию, пластинка не потемнела.

Человеческий глаз обладает наилучшей восприимчивостью к желтой, зеленой, голубой частям солнечного спектра, то-есть к лучам, имеющим относительно хорошее проникновение в воду. При опускании в гидростате человек может различать предметы на глубине до 300 метров, последние следы света для него исчезают не глубже 580 метров.

На глубине в 17 метров красные животные кажутся человеку черными в связи с ничтожным количеством здесь красных лучей. На глубине 50 метров вода имеет зеленую окраску, переходящую на 60 метрах в зеленовато-синюю. На 180 метрах вода синего цвета, а на глубинах в 500 метров кажется человеку черно-голубой или темно-сероголубой.

Глаз рыб особенно восприимчив к синей и даже фиолетовой части спектра. Рыбы близоруки, зато вблизи они могут различать предметы при ничтожных следах света. Так, опыты с рыбой лепомис показали, что она видит при освещении, которое человеческий глаз уже не воспринимает. При таких ничтожных «крохах» света эти рыбки видят двухмиллиметровых рачков на расстоянии в сантиметр, а предметы диаметром в два сантиметра на расстоянии в 10 сантиметров. Можно предположить, что глубоководные рыбы с телескопическими глазами довольствуются еще меньшими проблесками света и видят на большем расстоянии.

С проникновением в воду лучей разного цвета связана и окраска многих морских животных. Известно, что окраска живых существ является в большинстве случаев маскировкой, помогающей организму скрываться от врага. Многие животные выработали замечательную способность быстро менять свою окраску в зависимости от того, на каком фоне они живут. Маленькая креветка (рачок), живя среди веточек зеленых растений, становится и сама зеленой; попав на красную водоросль, она скоро становится красной. Общеизвестна быстрая смена не только окраски, но и рисунка у камбал, в зависимости от цвета и структуры дна.

У большинства животных окраска постоянная, причем она является дополнительной по отношению к лучам света, проникающим на глубину их обитания. Животные выглядят при этом серыми. Окрашенные в зеленый цвет обитатели поверхностных вод при освещении большим количеством красных лучей становятся серыми. Жители более глубоких слоев окрашенные в красный цвет, становятся серыми при освещении зелеными лучами, господствующими на этой глубине.

С ничтожным количеством света на больших глубинах связаны синие, фиолетовые и черные тона глубоководных животных. У обитателей десятикилометровых глубин, где нет света, окраска почти отсутствует, и они выглядят белыми.

Свет играет особо существенную роль в жизни моря. Распространение растений в глубину зависит от проникновения света в воду. Водные растения нуждаются в солнечном свете, особенно от красной до зеленой части солнечного спектра, а эти лучи не доходят до значительной глубины. Вот почему так мало водорослей встречается на глубинах более 100 метров.

Прикрепленные ко дну водоросли имеют окраску от зеленой, у обитателей прибрежных вод, и до красной — на больших глубинах. В отличие от животных эта окраска хотя и является дополнительной, но играет не защитную роль, а способствует максимальному использованию энергии соответствующих лучей спектра.

У животных нет такой зависимости от света, как у растений. Поэтому они могут населять всю толщу вод океана.

Изменение света в течение суток вызывает суточные вертикальные перемещения живых существ. Миллиарды мелких рачков, червей, мелких рыб и других животных уходят днем от света в глубину моря, а вечером подымаются к поверхности. За ними, в поисках пищи, совершают вертикальные миграции сельди, сардины и другие рыбы.

Таким образом, с распределением света связаны важнейшие жизненные явления океана.

* * *

Большое значение для географического распределения живых существ имеет температура воды. Она очень сильно меняется в зависимости от географического положения и глубины.

В Тропической области температура поверхностных слоев воды обычно выше 20 градусов С, на глубине в 200 метров — менее 15 градусов, на глубине 1 тысячи метров — около 4–6 градусов, глубже — около 2–3 градусов. В Умеренной области температура океанических вод на поверхности — около 10 градусов, на глубине 1 тысячи метров — около 7 градусов. В полярных морях температура воды на различных глубинах часто бывает ниже нуля.

Обычно поверхностные воды — самые теплые, затем идет очень слабое понижение температуры до некоторой глубины, где наступает резкое изменение температуры воды. Здесь она становится значительно холоднее. Этот слой носит название «слой температурного скачка». Он обычно лежит на различных глубинах — от 15 до 100 метров. Замечательная особенность этого слоя-скачка заключается в том, что в связи с резким изменением температуры меняется и плотность воды. При одинаковой солености с понижением температуры увеличивается удельный вес воды, а следовательно, растет и плотность. Иногда возрастание плотности столь велико, что слой температурного скачка образует как бы «водяное дно», которое моряки-подводники называют «жидкий грунт».

Суточные изменения температуры воды очень малы, к тому же они наблюдаются преимущественно в прибрежных районах или в небольших заливах и бухтах.

Более значительны сезонные изменения в температуре воды. Особенно они сказываются в поверхностных слоях воды до 500 метров. Глубже температура воды почти не меняется. В зависимости от места сезонные изменения весьма различны; всего больше они в Умеренной области. Например, у берегов Англии сезонные изменения в температуре верхних слоев воды выражаются почти в 10 градусов, а в Черном море — до 15 градусов. В Экваториальной области сезонные отличия температуры не превышают 2 градуса, а в полярных морях они еще меньше.

Как ни сильно греет солнце в тропиках, но температура воды в океане не бывает выше 30 градусов. Объясняется это большой теплоемкостью воды, охлаждением воды при испарении за счет скрытой теплоты испарения и непрерывным перемешиванием вод океана.

Благодаря сильному испарению с поверхности океана в Тропической области воды становятся более солеными, а следовательно, и более плотными. Более тяжелые воды опускаются вниз, вытесняя из глубоких слоев кверху более легкие, при этом воды перемешиваются. К северу и к югу от тропиков увеличение плотности воды происходит при охлаждении. Благодаря этому зимняя холодная вода начинает опускаться вниз, вызывая тем самым глубокое перемешивание вод. Летом поверхностные воды прогреваются, но еще до осени в глубинных слоях некоторых морей сохраняется зимняя охлажденная вода. Только осенью и зимой произойдет выравнивание температуры воды различных слоев.