bugorwiki.info
на главную

Глубокое море

Самый нижний слой в океане, ниже термоклина и над морским дном, на глубине 1000 футов (1800 м) или более
Для фильма IMAX, см. Deep Sea 3D.
Глубоководные зоны

Глубокое море или глубокий слой - это самый низкий слой в океане, существующий ниже термоклина и над морским дном, на глубине 1000 морских саженей (1800 м) или более. В эту часть океана проникает мало или совсем нет света, и большинство организмов, которые там живут, зависят от существования падающего органического вещества, образующегося в фотической зоне. По этой причине ученые когда-то предполагали, что жизнь в глубоком океане будет редкой, но практически каждый зонд показал, что, наоборот, жизнь в глубоком океане изобильна.

Со времен Плиния до конца девятнадцатого века ... люди верили, что в глубине нет жизни. С 1872 по 1876 год на корабле Челленджер потребовалась историческая экспедиция, чтобы доказать, что Плиний ошибался; его глубоководные драги и тралы поднимали живые существа со всех глубин, которые могли быть достигнуты. Тем не менее, даже в двадцатом веке ученые продолжали воображать, что жизнь на большой глубине была несущественной или как-то несущественной. Они думали, что вечная тьма, почти немыслимое давление и экстремальные холода, которые существуют ниже тысячи метров, были настолько запретными, что почти погасили жизнь. На самом деле верно обратное ... (ниже 200 метров) находится самое большое место обитания на земле.

В 1960 году Триест Батискафа спустился на дно Марианской впадины около Гуама, на 10 911 м (35 797 футов; 6,780 миль), самой глубокой известной точке в любом океане. Если бы там была затоплена гора Эверест (8 848 метров), ее пик был бы более чем в миле от поверхности. Триест был на пенсии, и какое-то время японский автомобиль с дистанционным управлением Kaikō был единственным судном, способным достичь этой глубины. Он был потерян в море в 2003 году. В мае и июне 2009 года гибридный ROV (HROV) Nereus вернулся на Challenger Deep для серии из трех погружений на глубину, превышающую 10 900 метров.

Предполагается, что о Луне известно больше, чем о самых глубоких частях океана. Мало что было известно о масштабах жизни на глубоком дне океана до открытия процветающих колоний креветок и других организмов вокруг гидротермальных жерл в конце 1970-х годов. До открытия подводных отверстий считалось, что почти вся жизнь на Земле получает свою энергию (так или иначе) от Солнца. Новые открытия выявили группы существ, которые получали питательные вещества и энергию непосредственно из термальных источников и химических реакций, связанных с изменениями в месторождениях полезных ископаемых. Эти организмы процветают в абсолютно неосвещенных и анаэробных условиях в соленой воде, которая может достигать 300 ° F (150 ° C), питаясь от сероводорода, который очень токсичен для почти всей земной жизни. Революционное открытие того, что жизнь может существовать в этих экстремальных условиях, изменило мнение о вероятности существования жизни где-либо еще во вселенной. В настоящее время ученые предполагают, что Европа, одна из спутников Юпитера, может быть способна поддерживать жизнь под ее ледяной поверхностью, где есть свидетельства глобального океана жидкой воды.

Экологические характеристики

Свет

Естественный свет не проникает в глубокий океан, за исключением верхних частей мезопелагического. Поскольку фотосинтез невозможен, растения не могут жить в этой зоне. Поскольку растения являются основными производителями почти всех земных экосистем, жизнь в этом районе океана должна зависеть от источников энергии из других источников. За исключением областей, близких к гидротермальным жерлам, эта энергия поступает из органического материала, дрейфующего вниз из фотической зоны. Тонущий органический материал состоит из частиц водорослей, детрита и других видов биологических отходов, которые в совокупности называют морским снегом.

давление

Поскольку давление в океане увеличивается примерно на 1 атмосферу на каждые 10 метров глубины, величина давления, испытываемого многими морскими организмами, чрезвычайно велика. До последних лет научному сообществу не хватало подробной информации о влиянии давления на большинство глубоководных организмов, потому что обнаруженные образцы попали на поверхность мертвыми или умирающими и не были обнаружены под давлением, при котором они жили. С появлением ловушек, в которых имеется специальная камера для поддержания давления, неповрежденные крупные животные-метазои были извлечены из глубокого моря в хорошем состоянии.

соленость

Соленость удивительно постоянна во всем глубоком море, около 35 частей на тысячу. Существуют незначительные различия в солености, но они не являются экологически значимыми, за исключением Средиземного и Красного морей.

температура

Две области наибольшего и наиболее быстрого изменения температуры в океанах - это переходная зона между поверхностными водами и глубокими водами, термоклин и переход между глубоководным дном и потоками горячей воды в гидротермальных жерлах. Толщина термоклина варьируется от нескольких сотен метров до почти тысячи метров. Ниже термоклина водная масса глубокого океана холодная и гораздо более однородная. Термоклины наиболее сильны в тропиках, где температура эпипелагической зоны обычно выше 20 ° C. От основания эпипелагии температура падает от нескольких сотен метров до 5 или 6 ° C на 1000 метров. Он продолжает снижаться до дна, но скорость намного медленнее. Ниже 3000-4000 м вода изотермическая от 0 до 3 ° C. Холодная вода происходит от погружения тяжелой поверхностной воды в полярных регионах.

На любой заданной глубине температура практически не меняется в течение длительных периодов времени. Здесь нет сезонных изменений температуры и нет никаких ежегодных изменений. Ни одна другая среда обитания на Земле не имеет такой постоянной температуры.

Гидротермальные вентили имеют прямой контраст с постоянной температурой. В этих системах температура воды, выходящей из дымоходов «черного курильщика», может достигать 400 ° C (она не кипит из-за высокого гидростатического давления), в то время как в течение нескольких метров она может снизиться до 2 - 4 ° С.

Биология

Основная статья: Глубоководное сообщество

Области под эпипелагией разделены на дальнейшие зоны, начиная с мезопелагического, который охватывает от 200 до 1000 метров ниже уровня моря, где так мало света проникает, что первичное производство становится невозможным. Ниже этой зоны начинается глубокое море, состоящее из афотического батипелагического , абиссопелагического и гадопелагического . Пища состоит из падающего органического вещества, известного как «морской снег», и туш, полученных из продуктивной зоны выше, и является недостаточным как с точки зрения пространственного, так и временного распределения.

Вместо того, чтобы полагаться на газ для их плавучести, многие глубоководные виды имеют желеобразную плоть, состоящую в основном из гликозаминогликанов, что обеспечивает им очень низкую плотность. Среди глубоководных кальмаров также часто объединяют желатиновую ткань с флотационной камерой, заполненной целомической жидкостью, состоящей из продукта метаболических отходов хлорида аммония, который легче, чем окружающая вода.

Средние рыбы имеют особые приспособления, чтобы справиться с этими условиями - они маленькие, обычно не более 25 сантиметров (10 дюймов); у них медленный метаболизм и неспециализированные диеты, они предпочитают сидеть и ждать еду, а не тратить энергию на ее поиск. У них удлиненные тела со слабыми, водянистыми мышцами и скелетными структурами. Они часто имеют раздвижные, шарнирные челюсти с загнутыми зубами. Из-за редкого распределения и недостатка света найти партнера для разведения сложно, и многие организмы являются гермафродитными.

Из-за недостатка света у рыб часто бывают большие, чем обычно, трубчатые глаза, в которых есть только палочки. Их восходящее поле зрения позволяет им искать силуэт возможной добычи. Однако у хищных рыб есть приспособления, позволяющие справиться с хищничеством. Эти приспособления в основном касаются уменьшения силуэтов, формы камуфляжа. Двумя основными методами, с помощью которых это достигается, является уменьшение площади их тени при боковом сжатии тела и противодействие освещению посредством биолюминесценции. Это достигается за счет производства света от вентральных фотофоров, которые имеют тенденцию производить такую ​​интенсивность света, чтобы придать нижней части рыбы сходство с фоновым светом. Для более чувствительного зрения при слабом освещении у некоторых рыб есть ретрорефлектор за сетчаткой. У рыб-фонариков есть плюс фотофоры, комбинацию которых они используют для обнаружения глаз у других рыб (см. Tapetum lucidum ).

Организмы в глубоком море почти полностью зависят от тонущего живого и мертвого органического вещества, которое падает примерно на 100 метров в день. Кроме того, только около 1-3% продукции с поверхности достигает морского дна в основном в виде морского снега. Также случаются более крупные падения продуктов питания, такие как китовые туши, и исследования показали, что они могут происходить чаще, чем считается в настоящее время. Есть много падальщиков, которые питаются в основном или полностью при больших падениях пищи, и расстояние между тушами китов оценивается всего в 8 километров. Кроме того, существует ряд питателей для фильтров, которые питаются органическими частицами с помощью щупалец, таких как Freyella elegans .

Морские бактериофаги играют важную роль в круговороте питательных веществ в глубоководных отложениях. Они чрезвычайно распространены (между 5x1012 и 1x1013 фагами на квадратный метр) в осадках по всему миру.

хемосинтез

Существует целый ряд видов, которые в первую очередь не используют растворенные органические вещества в пище, и их можно найти в гидротермальных жерлах. Одним из примеров является симбиотическая связь между трубным червем Riftia и хемосинтетическими бактериями. Именно этот хемосинтез поддерживает сложные сообщества, которые можно найти вокруг гидротермальных жерл. Эти сложные сообщества являются одной из немногих экосистем на планете, которые не полагаются на солнечный свет в качестве источника энергии.

Исследование

Основная статья: Глубоководная разведка
Play media
Описание работы и использования автономного спускаемого аппарата (Р.В. Кахароа) в глубоководных исследованиях; увиденная рыба - абиссальный гренадер ( Coryphaenoides armatus ).

Глубокое море является одним из наименее изученных районов на Земле. Давление даже в мезопелагике становится слишком большим для традиционных методов разведки, требующих альтернативных подходов для исследований в глубоководных районах. Камерные станции с приманкой, небольшие пилотируемые подводные аппараты и ROV (дистанционно управляемые транспортные средства) - три метода, используемые для исследования глубин океана. Из-за сложности и стоимости изучения этой зоны, текущие знания ограничены. Давление увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые 10 метров, что означает, что в некоторых районах глубокого моря давление может достигать более 1000 атмосфер. Это не только делает трудным достижение больших глубин без механических средств, но также создает значительные трудности при попытке изучить любые организмы, которые могут жить в этих областях, поскольку химический состав их клеток будет адаптирован к таким огромным нагрузкам.


просмотров: 38