Рыбы открытого океана
Шрифт:
Особого упоминания заслуживает такая категория поднятия дна, как подводные «микроконтиненты», отличающиеся значительными площадями малых (порядка шельфовых) глубин. Они особенно характерны для Индийского океана (плато Мадагаскара, Сейшельская банка, банка Сая-де-Малья); в Тихом океане к этой категории относится Новозеландское плато. По геологическому строению они существенно отличаются от других возвышенностей континентальным типом коры (с «гранитным» слоем независимо от наличия или отсутствия больших массивов суши). Объяснение существованию микроконтинентов следует искать в истории соответствующих районов Мирового океана.
Вопросы происхождения и развития океана находят объяснение с позиций глобальной тектоники литосферных плит. Раздвигание (спрединг)
Толща воды может быть условно разделена на отдельные объемы (водные массы), различающиеся по температуре, солености, плотности и многим другим физическим и химическим характеристикам. Границы между водными массами выражены с разной степенью четкости и иногда почти незаметны. В пределах водных масс и между ними постоянно происходят перемещения воды различного направления и скорости — от хаотических турбулентных движений до направленных постоянных течений. Турбулентное перемешивание толщи вод стремится размыть все гидрологические градиенты и выровнять все характеристики.
Постоянные течения переносят значительные объемы воды и в своей совокупности образуют крупномасштабные круговороты, охватывающие огромные акватории.
Характеристики водных масс формируются в системах циркуляции вод, и в каждом крупномасштабном круговороте в верхнем слое переносится вполне определенная водная масса, обладающая значительной временной стабильностью и пространственной однородностью. Так, в Тихом океане Субарктическому круговороту соответствует субарктическая водная масса, Северному субтропическому круговороту — северная центральная водная масса, тропическим круговоротам — экваториальная водная масса и т. д. Такие водные массы, перемещающиеся в пределах замкнутой циркуляции и сохраняющие сравнительную однородность на больших пространствах, носят название первичных. В то же время на границах между двумя соприкасающимися круговоротами происходит смешение контактирующих водных масс и в результате образуется новая — вторичная водная масса. Этим путем формируется, например, водная масса Северо-Тихоокеанского течения. Для вторичных водных масс характерно постоянное обновление в зоне смешения и постепенная трансформация по ходу зонального течения, приводящая в конце концов к существенному изменению их характеристик. Таким образом, вторичные водные массы существуют на границах основных круговоротов и не связаны с замкнутыми циркуляциями.
В Атлантическом и Тихом океанах имеется по шесть крупномасштабных круговоротов, а в Индийском, северная часть которого подвержена существенным сезонным изменениям в связи со сменой муссонов,— четыре круговорота зимой северного полушария и три — летом. При этом в циклонических тропических и субполярных круговоротах (в них вода перемещается против часовой стрелки в северном полушарии и по стрелке — в южном) образуются зоны расхождения (дивергенции) вод, в которых развиваются восходящие токи воды, а в антициклонических субтропических круговоротах (направление вращения в них обратное по сравнению с циклоническими) поверхностные воды сходятся в центральных областях и погружаются там на глубину. Эти круговороты образуют гомологические пары, симметрично расположенные по отношению к экватору. Правда, эта симметрия (как и у большинства природных объектов) не обладает совершенством и полнотой, т. е. не идеальна и не касается всех признаков. Границы между круговоротами в открытом океане идут примерно в широтном направлении. Близ берегов зональное течение, общее для двух соседних круговоротов, раздваивается и между обеими крупномасштабными циркуляциями и берегом остаются треугольники не захватываемой ими воды — так называемые нейтральные области. В них существуют локальные круговороты меньшего масштаба.
В пределах каждого крупномасштабного круговорота набор водных масс по вертикали специфичен, а это означает, что в каждом круговороте имеется своя структура вод. Принято различать поверхностную, подповерхностную, промежуточную, глубинную и придонную водные массы, которые разделены слоями воды с повышенными градиентами свойств (в пределах каждой массы свойства не меняются или меняются очень постепенно). Выделяют два главных типа гидрологических структур — тропические, расположенные в тропиках и субтропиках, и субполярные, расположенные в умеренных широтах.
Для тропических структур характерны следующие водные массы и слои раздела между ними. Сверху находится поверхностный однородный (изотермический) слой, который характеризуется высокой температурой (20— 30°), мало меняющейся по глубине. Толщина этого слоя в среднем равна 50 — 100 м (в центральных частях субтропических круговоротов до 200 — 250 м). Под изотермическим слоем температура воды сравнительно резко падает, и ее градиент до глубины 400 — 500 м имеет порядок 0,1 град/м. Одновременно резко возрастает плотность воды. Под слоем повышенного градиента температура продолжает понижаться, хотя и более медленно. До глубины около 1000 — 1500 м (в зависимости от структуры) это понижение происходит, однако, быстрее, чем на еще больших глубинах. Этот слой называют «главным термоклином», и его нижняя граница выражена не очень четко. Глубже него вода отличается низкой температурой (около 2°), мало меняющейся с глубиной. Это так называемые «глубинные однородные воды».
Резкое расслоение толщи воды по температуре, а следовательно, и по плотности чрезвычайно характерно для тропиков. Плотность воды зависит, однако, и от солености, а в большей части тропической зоны выражен промежуточный слой повышенной солености на глубине нескольких сот метров, т. е. в верхней части главного термоклина. В результате главный термоклин распадается на два слоя: слой максимума солености до глубин 200 — 400 м и слой между ним и границей глубинных однородных вод, обозначаемый обычно как промежуточный минимум солености.
В субполярных водах весь столб воды сравнительно однороден по температуре. Главного термоклина там практически нет, и набор водных масс существенно отличается от характерного для тропической зоны. Поверхностный изотермический слой может нагреваться летом выше 10° (при толщине около 50 м) и охлаждаться зимой до 0 — 5° (иногда и до отрицательных значений температуры). Под этим слоем летом может существовать промежуточный холодный слой, в котором температура удерживается на уровне ее минимального зимнего значения; он может достигать глубины около 300 м. Промежуточный теплый слой с температурой на 1 — 2° выше, чем в предыдущем, располагается примерно до глубины 2000 м. Глубинные однородные воды мало отличаются по своим характеристикам от глубинных вод в тропических структурах.
Рассматривая вертикальную термическую структуру Мирового океана, нередко придают особое значение противопоставлению теплого поверхностного и холодного глубинного объемов водной толщи, называемых соответственно «термосферой» и «психросферой». Автор этих терминов — датский океанолог и ихтиолог А. Бруун принимал за границу таких слоев изотермическую поверхность 10°. Таким образом, в высоких широтах термосфера, естественно, отсутствует, в умеренных широтах она имеет сезонный характер, а в тропической зоне постоянна, но варьирует по толщине от 100 м в восточных районах океанов, характеризующихся подъемом глубинных вод, до 700 м в западных.