ВЕТВЯЩАЯСЯ БИОСФЕРА (albercul) wrote,
ВЕТВЯЩАЯСЯ БИОСФЕРА
albercul

48. Соль биосферы Земли

Лимитирующий фактор жизни

Начало: (43), (44), (45), (46), (47)

соль

6. Блеск и нищета океанического плодородия

Мировой океан огромен: он покрывает более двух третей поверхности Земли, его глубина достигает 11000 м. Однако, несмотря на благоприятные, в принципе, условия для существования жизни, океан в целом (во всей его массе) нельзя назвать идеальным питательным раствором для первичных продуцентов органического вещества. Солёность океана, которая составляет в среднем 3,5%, обусловлена главным образом хлористым натрием и в меньшей степени - сернокислым магнием. Незначительная примесь и следы других элемен­тов, в том числе биофильных, составляют в сумме не более 0,5%. Несмотря на постоянный приток с континентов минерального вещества (по расчетам разных специалистов, ежегодно приносится от 2,5 до 3,2 млрд. т со­лей), океаническая вода не может быть достаточно, как это требуется для жизни, насыщена ими (слишком велика акватория, слишком   велик её объём). К тому же не все привнесённые вещества остаются в растворе. Частично они захватываются морскими организмами (которые с течением времени отмирают), сорбируются взвешенными глинистыми частицами, концентрируются в фекальных комках - пеллетах и, в конце концов, уходят в донные осадки. Наконец, такие природные процессы, как перемешивание морской воды (приливами и отливами, течениями и водоворотами, восходящими и нисходящими потоками и т.д.) и диффузия ионов, приводят к рассеянию химических элементов в необозримой океанской пелагиали.

Кроме того, значительная часть солей с брызгами волн захватывается ветром и вовлекается в обратную миграцию через атмосферу. Особенно это касается анионов (Cl, Br, S, I и др.), которые составляют основную массу веществ, переносимых с океана на сушу, где они активно участвуют в различных геохимических процессах на ее поверхности и вновь с речным стоком возвращаются в океан. Тем самым осуществляется непрерывный циклический обмен минеральными веществами между сушей и океаном, в котором ведущая роль их первичного генератора (по крайней мере, относительно катионов) принадлежит суше. В результате поступление веществ в современный океан, в общем, становится уравнове­шенным процессами их удаления в осадки дна и в атмосферу.

сбз6-экологическая зональность океана

Как это ни парадоксально, океан относительно существующих в нём живых организмов, постоянно испытывает минеральный голод. Несмотря на безграничное изобилие воды, которая является необходимым и первейшим условием жизни, по биологической продуктивности (в среднем на единицу площади пелагиали) открытый океан сопоставим с безводной континентальной пустыней.
Океаническая жизнь сосредоточена главным образом в неритовой зоне, которая простирается от берега моря до кон­ца материковой отмели, что обычно соответст­вует глубине до 200 м. Главная экологическая особенность этой зоны состоит в том, что она характеризуется повышенным содержанием элементов минерального питания первичных продуцентов за счет берегового стока. Неритовый фитопланктон как фундаментальная основа существования всех других форм жизни в целом значительно богаче по видовому составу и в несколько раз продуктивнее более отдаленных от берега океанических экосистем. На долю промыслового лова рыбы в шельфовых водах приходится 92%.

сбз6-первичная продукция


сбз6-продуктивность океана

Можно смело утверждать: не только сейчас, но и во все прошлые геологические времена жизнь в океане была сосредоточена главным образом у морских побережий. Об этом со всей определённостью свидетельствуют сохранившиеся на континентах биогенные барьерные рифы. В качестве примера можно привести известковые холмы и гряды, тянущиеся длинной (на 250 км), но узкой (5-6 км) полосой вдоль Восточных Карпат (от г. Броды до г. Каменец-Подольский) в районе Днестра. Это остатки когда-то существовавшего барьерного рифа, построенного в основном красными водо­рослями литотамниями (Lithothamnion)   в   прибрежной полосе миоценового моря.

сбз6-большой барьерный риф


сбз6-большой барьерный риф1

                     Большой барьерный риф у берегов Австралии

Есть и куда более древние свидетельства - так называемые строматолиты. На
дне прибрежных мелководных участков докембрийских морей существовали сине-зеленые во­доросли. Они извлекали из воды растворенные соли кальция и откладывали в слизистых чех­лах своих нитей зернышки кальцита. Так образовались строматолиты (плотные слоистые овальные тела с разнообразной внутренней структурой, имеющие поперечник в несколько метров и высоту 1 - 2 метра), которые являются, кстати, почти единственными неоспоримыми следами жизни, дошедшими до нас со времен докембрия. Именно по на­ходкам строматолитов специалисты реконструируют очертания береговых линий давно    исчезнувших   морей и океанов.

сбз6-строматолиты


сбз6-строматолит в разрезе

                Строматолит в разрезе

Та же закономерность относительно распределения фитопланктона наблюдается и в крупных континентальных водоёмах.
Биологическая продуктивность в центральной части водоёма очень низка, а у берегов, особенно в мел­ководных заливах и против устьев рек, она резко возрастает. Наконец следует отметить, что фитопланктон практически полностью отсутствует в приледниковых водах. Эти чистые, прозрачные для света воды содержат в себе много кислорода и углекислого газа, но нет в них элементов минерального питании (а, стало быть, нет и жизни).

Итак, основные минеральные ресурсы, которыми располагает океаническая жизнь, представлены водным раствором, сконцентрированным в узкой прибрежной полосе. Они происходят главным образом от постоянного притока минеральных солей, освобождающихся в результате выветривания континентальных горных пород.

Но есть в океане ещё и другие поля и банки плодородия, имеющее осадочное происхождение. Под действием гравитации мёртвое органическое вещество, образующееся в результате жизнедеятельности всевозможных морских организмов в неритовой зоне, постоянно осаждается на дно наряду с твердыми минеральными продуктами выветривания, поступающими со стороны континентов. В результате континентальный шельф с течением времени покрывается слоем весьма плодородного ила. Однако донное плодородие становится недоступным для автотрофной жизни на недосягаемых для солнечного света глубинах и потому в значительной мере выводится из биологического круговорота и с течением времени «уходит в геологию». Не случайно в преде­лах континентального шельфа нередки месторождения различных полезных ископаемых (нефти, газа и др.).

О том, насколько велика   питательная ценность морских илистых отложений, можно судить по тем случаям, когда перешедшие в донный осадок биогенные элементы вновь возвращаются с токами воды в верхние, доступные для света слои воды. Известно явление, названное апвеллингом, суть которого состоит в подъёме глубинных вод, вызванного благоприятным сочетанием морских течений, а также ветровым сгоном поверхностных вод от крутого материкового склона. Апвеллинг мобилизует донное плодородие, перемещая и возвращая минеральные вещества в верхние слои воды и делая их доступными для фитопланктона со всеми вытекающими отсюда позитивными последствиями для всей морской экосистемы.

сбз6-апвеллинг схема1

Очень интенсивен апвеллинг у перуанского побережья. На базе высокой продуктивности фито­планктона здесь чрезвычайно высока продуктивность зоопланктона, а за счет этого растёт соответственно численность рыб, главным образом анчоусов (Engraulis). Будучи небольшой страной, Перу в 1960-х годах по уловам рыбы вышла на первое место в мире. Периодическое ослабление действия пассатных ветров (обычно в конце декабря – начале января) и прекращение подъёма холодных вод к поверхности в прибрежной части океана вызывает катастрофическое явление Эль-Ниньо.


сбз6-эль-ниньо

В отдельные годы Эль-Ниньо усиливается настолько, что проникает далеко на юг, оттесняет от побережья холодные воды перуанского течения. К тому же тонкий поверхностный слой тёплых вод прекращает поступление кислорода в более глубокие слои, что губительно действует на планктон и рыб богатейшего перуанского продуктивного района. В годы развития Эль-Ниньо рыба или гибнет, или покидает прибрежные воды, что вызывает высокую смертность питающихся рыбой морских птиц и уменьшает количество гуано, имеющего большую ценность как сельскохозяйственное удобрение.

Tags: апвеллинг, барьерные рифы, неритовая зона, пелагиаль, распределение океанического плодородия, строматолиты, шельф, эль-ниньо
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 75 comments