Жизнь моря

Вертикальное перемешивание снабжает глубинные слои кислородом и теплом, а поверхностные слои питательными веществами, столь необходимыми для развития водорослей.

Воды океана находятся всегда в движении. Взамен идущим по поверхности от экватора к полюсам теплым водам в глубине от полюсов к экватору движутся холодные воды с температурой около 2 градусов. В Экваториальной области они поднимаются кверху. Здесь только поверхностные воды — до 50–100 метров толщиною — самые теплые по сравнению с водами в других районах. Глубже 200 метров вода на экваторе холоднее, чем на соответствующей глубине в Умеренной области. Только на глубинах в 2–4 километра и ниже температура везде почти одинакова — около 2 градусов. Это воды, пришедшие из полярных районов, особенно из Антарктики.

Естественно, самые холодные воды — воды Северного Ледовитого океана и воды, омывающие Антарктиду. Соленая морская вода замерзает не при 0 градусов, а при более низких температурах. Чем выше соленость воды, тем более низкая температура необходима для превращения ее в лед.

Воды с соленостью в 35 ‰ замерзают при температуре минус 1,9 градуса. Воды с весьма низкими температурами составляют основную массу вод полярных морей, кроме тех районов, куда проникают более теплые воды Атлантического или Тихого океанов.

С распространением вод, имеющих различную температуру, тесно связано географическое распределение обитателей Мирового океана. Это позволило ученым районировать Мировой океан на пять биогеографических областей: Арктическую и Антарктическую области, для которых характерны низкие температуры воды и пловучие льды не только зимою, но и летом; Северную и Южную умеренные области, для которых особенно характерны значительные сезонные изменения в температуре вод зимою и летом и наличие во многих морях Умеренной области льдов зимою; Тропическую — с постоянно высокой температурой поверхностных слоев воды, где сезонные различия не превышают 2 градусов.

Изменение температуры воды влияет на жизнь всех морских организмов. У многих видов сроки размножения приурочены к определенным температурным условиям. Часто наблюдается массовая гибель икры и личинок, если в период размножения неблагоприятно изменилась температура вод. С прогревом и похолоданием вод связаны сроки подхода рыбы к берегу и обратной их откочевки в море.

В связи с изменением температуры воды в течение года происходит такая же смена сезонных явлений в жизни моря, как и в жизни суши. Наблюдается не только смена форм, но и резкие изменения в количестве организмов.

Исследования температуры воды океанов и морей имеют также огромное значение для изучения и понимания климата в различных частях суши. При этом приходится считаться с некоторыми замечательными температурными особенностями воды.

Вода обладает значительно большей теплоемкостью, чем воздух; чтобы нагреть на один градус равные объемы воды и воздуха, надо затратить при нагревании воды в 3 тысячи раз больше тепла, чем при нагревании воздуха. Зато при охлаждении вода выделит такое количество тепла, которым можно нагреть на один градус 3 тысячи равных объемов воздуха.

Теплоемкость воды так велика, что при образовании льда из одного объема воды выделяется тепло, которым можно нагреть на один градус 250 тысяч равных объемов воздуха. Благодаря всему этому, а также малой теплопроводности воды и льда, полярные моря не промерзают до дна, несмотря на долгую и холодную зиму.

Средняя температура поверхностных вод Мирового океана 17,4 градуса, тогда как средняя температура приземного слоя воздуха всего 14,4 градуса. Таким образом, океан является «печкой», в которой запасено много тепла.

Все лето идет нагревание воды. Океан поглощает громадное количество тепла. В это время море холоднее суши и ветер с моря несет прохладу. Тогда на побережье не так жарко, как в глубине континента. Зимою нагревшиеся за лето массы воды отдают часть тепла воздуху. Ветер уносит это тепло и испарившуюся воду далеко вглубь суши, смягчая и увлажняя климат приморских стран зимою.

С поверхности океанов и морей испаряется более 300 тысяч кубических километров воды в год. Из этого количества 10 процентов в виде осадков выпадают на землю, возмещая полностью испарение влаги над сушей, которое составляет 31 тысячу кубических километров. Испарившаяся в тропиках и перенесенная ветром на север и на юг вода охлаждается; при этом выделяется масса тепла.

Влажные теплые ветры с океана вместе с течениями создают условия, при которых лежащий далеко на севере Мурманск является незамерзающим портом, а лишенная этих условий Одесса нуждается в ледоколах для проводки судов зимою. На одинаковой широте находятся Красноярск и Рига. Но первый лежит далеко от моря, и климат его совсем не похож на климат Риги. В Риге зима очень мягкая и недолгая, летом идут частые дожди, а в Красноярске — холодная зима и жаркое, сухое лето. Климат Риги — морской, а Красноярска — континентальный. Таких примеров можно привести очень много.

«Шуба» океана

В зависимости от температуры меняется плотность воды.

Известно, что наибольшая плотность чистой воды наблюдается при 4 градусах, а температура замерзания 0 градусов. Если вода соленая, то она замерзает при более низкой температуре. Температуры наибольшей плотности и замерзания все время расходятся. Оказывается, только при солености в 24,7 ‰ температура замерзания и наибольшей плотности является одинаковой и равна минус 1,33 градуса.

При замерзании морской воды в лед превращается лишь чистая вода. Соли не образуют со льдом единой кристаллической массы. Часто они вымораживаются на поверхности льдины, где появляются тогда кристаллы затейливого узора — «ледяные цветы». При морозе в 25–30 градусов ледяные кристаллы смерзаются настолько плотно, что лед приобретает крепость, равную прочности кирпичной кладки. Многолетний лед становится совсем пресным. Этим пользуются мореплаватели, чтобы запастись питьевой водой.

При замерзании воды объем образовавшегося льда увеличивается почти на 9 процентов по сравнению с объемом воды, из которой он образовался. Таким образом, получается, что плотность льда меньше плотности воды и лед плавает. Плавающие льдины выступают над поверхностью моря только на ¹/₈–¹/₁₀ часть своей массы. Остальная часть ледового поля находится под водой.

Лед обладает малой теплопроводностью и, плавая на поверхности моря, препятствует дальнейшему промерзанию водной толщи.

В местах, где реки впадают в море и поверхностные воды сильно опресняются, вода замерзает раньше и льдины получаются более массивными. Вообще же этот лед редко бывает более 2 метров толщины. Особенно массивным, естественно, является полярный пак — так называют многолетний лед, образовавшийся в Северном Ледовитом океане. Пак достигает толщины в 3–6 метров.