Соленая купель

Температура действует на живые организмы вкупе с течениями, светом, давлением, наличием пищи и особенно важным фактором - содержанием растворенных в воде веществ. Океан представляет собой сложный раствор различных веществ, постоянно смешиваемых в нем, словно в гигантской пробирке; здесь все время происходят миллиарды химических реакций. Основной составной частью этого раствора является хлорид натрия, то есть обыкновенная поваренная соль. Кроме натрия и хлора, в морской воде в значительных количествах содержатся магний, сера, кальций, калий, бром, углерод и стронций. Эти девять элементов составляют 99,5 процента солей, растворенных в океане, и, вступая между собой в реакцию, образуют такие соединения, как хлористый магний, сульфаты магния и калия и карбонат кальция (известь). Животные, поглощая ее, получают материал для скелета или раковин.

В воде растворены многие другие вещества, но они находятся в ней в меньших количествах (Очевидно, со временем в морской воде будут найдены все элементы, встречающиеся в природе). Кремний, находящийся в океане, используется растениями и животными для образования раковин и внешних покровов. Растения усваивают фосфор, железо и марганец, которые входят в состав их тканей. В морской воде растворены представляющие особый интерес для человека элементы: 15 миллиардов тонн меди, 2 миллиарда тонн урана, 500 миллионов тонн серебра и 10 миллионов тонн золота. Однако эти богатства настолько разбросаны - вспомним, что в океане содержится 1370323000 кубических километров (330 миллионов кубических миль) воды (Одной кубической мили было бы достаточно для того, чтобы наполнить озеро длиной 26 миль, шириной 10 миль и глубиной 20 футов), что океан можно сравнить с крайне бедной рудой. Растения и животные умеют находить и концентрировать минералы, имеющиеся в воде в ничтожных количествах. Человек тратит огромные средства на то, чтобы выяснить, как они это делают, но пока научился добывать из океана с выгодой для себя лишь соль, магний и бром.

Большинство солей были вымыты из осадочных пород и почвы и унесены в море реками. Ежегодно реки выносят в Мировой океан около 400 миллионов тонн различных веществ в виде растворов и суспензий, в том числе экскременты и продукты гниения организмов. Дождевые воды "смывают" с неба газы и твердые частицы. Ветры сдувают в море пыль и грязь; подводные вулканы извергают различные химические вещества; кое-что приносят метеориты из космоса. Ежесуточно в море падает около 15 миллионов метеоритов величиной с точку в конце этого предложения и меньше того. Если бы извлечь из океана все находящиеся в нем соли и распределить их по суше равномерным слоем, то толщина этого слоя составила бы 150 метров.

Количество соли в море, то есть его соленость, определяется разницей между объемом испаряющейся воды и количеством осадков. Благодаря выпадению осадков в виде дождя и снега и таянию льдов полярные моря наиболее опреснены. Воды с самой значительной соленостью расположены в субтропиках у широты 30° по обеим сторонам экватора - в областях интенсивного испарения и немногочисленных осадков. Если не учитывать влияния стока с суши, соленость изменяется в пределах от 3,4 до 3,7 процента, что соответствует 34-37 частям соли на 1000 частей воды, или промилле. Соленость Мирового океана в среднем 35 промилле.

В 1884 году английский химик Ч. Р. Диттмар сделал чрезвычайно важное открытие. Тщательно проанализировав пробы океанской воды, взятой в разных частях мира, он установил, что, хотя общее содержание солей в воде, взятой в различных местах, различно, характер солей и их относительное содержание повсюду удивительно постоянны. Морская вода может быть соленой, как рассол, или почти пресной, но и в том, и в другом случаях хлористый натрий всегда составит 78 процентов всех солей, хлористый магний- 11, карбонат кальция - 0,3 процента и т. д. Это и понятно, поскольку все океаны и моря взаимосвязаны между собой и вода бесконечно перемещается с места на место. Вода, которая плещет у ваших ног на пляже восточного побережья Штатов, возможно, омоет ласты пингвина, обитателя Антарктики, сотни лет спустя, а тысячи лет назад она обдавала брызгами какого-нибудь рыбака-полинезийца.

Кроме минеральных (неорганических) солей, в Мировом океане содержится значительное количество органических веществ - в виде растворов и во взвешенном состоянии. Подсчитано, что количество этих частиц неживой материи по меньшей мере в 50 раз больше материи, из которой состоят живые существа. По словам одного биолога, в одном лишь Антарктическом океане органических веществ в 20000 раз больше, чем весит годовой урожай пшеницы, собранной во всех странах мира.

Прежде полагали, что лишь бактерии могут "поедать" растворенные в воде невидимые вещества. Эти микроскопические искорки жизни живут в океане повсюду, они существуют снаружи и внутри других живых организмов. В щепотке плодородного донного ила их иной раз сотни тысяч. Бактерии служат своего рода септической цистерной: они разлагают погибшие организмы. (Иногда они "принимаются" за растение или животное прежде, чем оно умрет.) Когда неживые органические "отходы" опускаются на дно, бактерии расщепляют их на более простые соединения и неорганические минералы. Бактерии, таким образом, получают питание, а запасы первичной пищи в "кладовых" океана пополняются. Они идут в ход, когда неорганические вещества, влекомые течениями, попадают в освещенную часть моря. Крохотные одноклеточные растения усваивают минералы вместе с двуокисью углерода и водой, превращая их в живую ткань. Эти растения пожираются мельчайшими животными, которые в свою очередь служат пищей для более крупных животных.

Долгое время ученые считали, что крохотные морские растения являются единственной пищей множества мелких животных, неспособных быстро передвигаться. Однако в отдельные сезоны, а также на больших глубинах, куда не проникает свет, такой растительной пищи для питания обитающих там животных бывает недостаточно.

В 1964 году ученые Э. Р. Бейлор и У. Сатклифф провели в Океанографическом институте в Вудс Холе следующий опыт. Они пропускали пузырьки воздуха сквозь искусственно созданную морскую воду. Это был опыт, аналогичный опыту, проделанному в Йельском университете доктором Уонгерски. Они достигли того же результата: растворенные в воде органические вещества прилипли к пузырькам воздуха. Бейлор, Сатклифф, а с ними и доктор Гордон Райли выдвинули предположение, что эти органические пузырьки, лопаясь, становятся "кусками" пищи. Они-то, по их мнению, и служат кормом для самых крохотных морских животных.

Благодаря этому открытию были выявлены обширные, ранее не известные запасы пищи в море; удалось найти недостающее звено в жизненной цепи. Частицы, представляющие собой остатки разлагающихся организмов, малы и сохраняют какие-то признаки своей прежней жизни; прилипнув к пузырькам, они становятся крупнее и выглядят как бесформенные сгустки. После того как пузырьки лопаются, к образовавшимся комкам, опускающимся на дно, прилипают новые частицы. Для крохотных организмов, борющихся за свое существование в темных глубинах, комки эти - манна небесная. Ее количество уменьшается до глубины 450 метров, потом остается постоянным. Зимние штормы взбаламутят воду, а весной органические остатки животных и растений образуют изобилие "пузырьковой" пищи.

Штормы и ветры увеличивают также содержание растворенных в воде газов. Обычно нам не приходит в голову, что океан наполнен газом, однако это так, иначе животные не могли бы дышать, а растения - фотосинтезировать. Большая часть газа проникает через поверхность моря благодаря постоянному взаимодействию воды и воздуха. Атмосфера впитывает влагу, а вода поглощает и растворяет газы. Сильные ветры, крупные волны, разбивающиеся о берег, ускоряют оба эти процесса. Море как бы дышит своей поверхностью. Когда по ней один за другим идут пенящиеся, сталкивающиеся друг с другом валы, море дышит глубже, чем тогда, когда оно покрыто рябью или пологими волнами.