Жизнь в океане: общая характеристика. Мировой океан

Глава IV. Первые проявления жизни на Земле; Жизнь имеет земное или внеземное

8.2.3. Возможные космические катастрофы, которые способны уничтожить жизнь на Земле Вначале упомянем о событиях, которые могут коснуться именно Земли.Установлено, что постоянно происходит замедление вращения Земли вокруг своей оси (см. Раздел 2.2). Через пока трудно

ГДЕ И КОГДА НАЧАЛА РАЗВИВАТЬСЯ ЖИЗНЬ НА ЗЕМЛЕ? На вопрос «где» ответить не так трудно. Стоит только вспомнить, что живые существа на 90 процентов состоят из воды. Поэтому ответ напрашивается сам собой: жизнь начала развиваться в воде или в очень влажной среде. Значит, жизнь

Короткая жизнь для человека, но длинная жизнь для человечества Бактерии и люди многим отличаются. Если одно поколение бактерий живет двадцать минут, то между одним поколением человека и следующим проходит много лет. Если человек зарождается за счет слияния яйцеклетки и

Океан живет В жаркой пустыне Сахаре и горячих ключах на Камчатке, на полярных льдах и в условиях вечной мерзлоты, высоко в облаках и в глубине океанов - всюду находятся живые существа.Если мы сопоставим объем заселения живыми существами суши и моря, то увидим, что море

Планету, на которой мы живем, с большим правом можно назвать «планета-океан», чем «планета-земля». Ведь площадь Мирового океана более чем в 2 раза превышает площадь всей суши. Если все континенты покрыть водой Мирового океана, то образовался бы слой толщиной в 9 км ! В океанах находится 1370 млн. км 3 воды! Очень много воды на Земле, и это сказывается на всей ее природе. Мировой океан - регулятор климата Земли. Он накапливает тепло летом и отдает его зимой. Вода поверхностного слоя Мирового океана, нагреваясь в тропической области, перемещается в северные широты и к югу, к Антарктиде, а в глубинах холодная вода движется из высоких широт к экватору. Если бы не было такого обмена водными массами между тропиками и высокими широтами, то тропическая жара и полярный холод были бы настолько сильными, что жизнь большинства обитающих в этих широтах живых существ сделалась бы невозможной.

С морскими течениями связаны особенности климата прибрежных стран. Течения охлаждают или отепляют климат. Так, в Норвегии на 60° с. ш. среднегодовая температура воздуха такая же, как и в Нью-Йорке, который лежит на 20°, т. е. на 2160 км южнее. Объясняется это влиянием теплого Северо-Атлантического течения, которое проходит у берегов Норвегии. Ветвь этого течения отепляет и Баренцево море, и наш северный порт Мурманск, который поэтому обычно не замерзает. От этого течения зависит температура воздуха на всем севере Европы. Благодаря Северо-Атлантическому течению среднегодовая температура воздуха в Англии на 15°, а в Норвегии на 20-25° выше температуры для соответствующих широт на другом берегу океана.

На этих же широтах, на восточном побережье Канады, где проходит холодное Восточно-Гренландское течение, выносится много льда Северного Ледовитого океана. На севере Тихого океана у берегов Советского Союза проходит холодное течение, которое оказывает охлаждающее влияние на климат прибрежных районов. На этих же широтах в тихоокеанской части Канады значительно теплее.

Море - арена трудовой деятельности для миллионов человек. Чтобы снарядить в плавание одного моряка или рыбака, 20 человек трудятся на суше и в портах: на судостроительных заводах, сетевязальных и канатных фабриках и других предприятиях. Больше 100 млн. человек, жителей побережий, так или иначе связаны с морем. С древнейших времен океаны и моря - это дорога, связывающая разные страны. И в наши дни морской транспорт играет огромную роль в хозяйственной и культурной жизни народов. Более 65% мирового транспортного грузооборота приходится на морской флот. Морской транспорт на 40% дешевле железнодорожного. Громадные танкеры водоизмещением 55-210 тыс. т. заменяют 50-200 железнодорожных составов по 50 вагонов каждый.

С развитием техники увеличивается скорость морского флота. Так, например, суда на подводных крыльях развивают скорость в 100 км в час.

Во времена СССР около 65% всех грузов и более 14 млн. пассажиров в год перевозит морской флот. Ленинград, Мурманск, Одесса, Владивосток и многие другие города быстро развивались как порты, соединяющие нашу страну со всем миром. Развитие портовых городов в других странах также связано с международными пере возками грузов и пассажиров. В Нью-Йорке, например, причальная линия для кораблей превышает в длину 900 км.

Океаническая вода - неиссякаемое хранилище разнообразного химического минерального сырья. В ней растворены все химические элементы периодической системы Менделеева, даже золото и радиоактивные элементы. Вода - прекрасный растворитель. В среднем в 1 Т морской воды растворено 35 кГ различных солей, но добывают их пока сравнительно немного. Это дело будущего.

Много поваренной соли добывают из морской воды в Индии, Италии, Франции, Испании, Соединенных Штатах. Ее выпаривают в особых искусственных испарительных бассейнах, в которые на время прекращают доступ морской воды. Уже сейчас четверть мировой добычи соли производится из морской воды. Запасы каменной соли на суше велики, но в конце концов они все-таки будут исчерпаны. Неиссякаемым источником поваренной соли навсегда останется Мировой океан. Можно смело сказать, что опасность остаться без соли человечеству не угрожает.

В ряде стран морская вода становится основным источником добычи магния. В США из морской воды вырабатывают магния более 250 тыс. Т в год, что составляет свыше 50% потребности в этом металле. В Англии 4 / 5 потребности в магнии покрывается за счет переработки морской воды. Развита добыча магния из моря также в Италии, Франции, Тунисе и других странах. Бром практически не удается извлекать из минералов, поэтому единственным источником его получения служит морская вода. Хотя в 1 Т морской воды брома содержится всего 65 Г , но это в 40 раз больше, чем среднее содержание его в земной коре. Запасы брома в Мировом океане достигают 90 тыс. млрд. Т.

Мировая добыча брома из морской воды пока составляет 100 тыс. Т , и она увеличивается по мере спроса. Первый завод для получения брома из морской воды был построен в нашей стране еще в 1916 Г; в Крыму. С тех пор добыча брома значительно увеличилась. Морской бром получают в США, Канаде, Бразилии, Франции, Японии, Индии и других странах.

Бром используется для лечебных целей, он входит в состав многих красителей, фотопрепаратов, добавляют его в топливо для двигателей внутреннего сгорания. Из морской воды извлекают также калий, который используется в основном как удобрение. Добыча его развита в Англии, Японии и других странах.

Технология получения полезных веществ из вод океана пока еще. плохо разработана. Извлекать из морской воды полезные ископаемые очень трудно, и часто приходится затрачивать гораздо больше средств, чем для добычи их на суше. Но ведь это только «пока» и «еще». Способы добычи быстро совершенствуются. Если разработку океанских вод вести комплексно, т. е. одновременно извлекать из них несколько полезных веществ, это очень удешевит производство. Человек сможет тогда использовать громадные запасы веществ, которые растворены в водах Мирового океана. Вода, которая освободится от растворенных в ней химических элементов, пойдет для орошения полей и для снабжения городов. По расчетам Всесоюзного института галургии (Солевого института) при комплексной переработке морской воды на каждые 10 тыс. Т пищевой соли получается 1700 Т сырого гипса, 370 Т калийного удобрения, около 2000 Т магнезии, 26 Т брома и другие вещества.

Некоторые элементы, содержащиеся в морской воде, сначала были открыты в организме живых существ и только потом в морской воде. Так, в Англии элемент ниобий обнаружили в организме асцидий, а затем уже в ничтожных количествах в воде Плимутского залива, со дна которого были эти асцидий взяты. Морские животные обладают способностью поглощать и концентрировать в теле различные редкие вещества. Моллюски, например, поглощают много меди, асцидий - ванадия, радиолярии - стронция, медузы - цинк, олово, свинец, водоросли и губки - йод. Водоросли ламинарии концентрируют много алюминия, некоторые бактерии - серу, железо и другие вещества.

Со временем, может быть, удастся найти «биологические способы» извлечения редких веществ из морской воды. Мелководные лагуны будут искусственно заселяться организмами, поглощающими никель, кобальт, церий, цезий, уран, торий, ванадий, молибден, радий, а затем из их тела «концентрат» одного из этих веществ будет извлекаться химическими методами в промышленном масштабе. Йод уже давно получают из морских водорослей, растущих на мелководьях вблизи берега.

Экспедиции советских ученых на «Витязе» обнаружили в различных районах океана тысячи квадратных миль дна, усеянных железо-марганцевыми конкрециями. Это твердые желваки размером от горошины до булыжника в два кулака. Помимо марганца и железа, составляющих основную массу конкреций, в них содержится медь, никель, кобальт и много редких элементов. Процесс накопления различных веществ в конкрециях точно неизвестен, но поражает масштаб этого явления. Так, например, запасы кобальта на континентах оцениваются в миллионы тонн, а в конкрециях на дне океана их в тысячи раз больше.

Кроме океанов, конкреций особенно много в Карском море. Имеются они также в Балтийском и Баренцевом морях. Общие запасы железо-марганцевых конкреций колоссальны: 200 млрд. Т. В Тихом океане - 100 млрд. Т, а остальные в Атлантическом и Индийском. В США составлен план добычи железо-марганцевых конкреций в размере 5 тыс. Т в сутки. Специально оборудованные корабли будут их тралить со дна на глубинах в 4-5 км. Затем руда будет доставляться в ближайшие порты, где построят заводы для переработки этого ценного сырья.

Морские недра содержат много ценнейших веществ, например нефть. В нашей стране все большее пространство прибрежных вод Каспийского моря покрывается эстакадами и площадками, с которых бурят и добывают нефть из недр морского дна. Некоторые вышки расположены на много километров от берега. Широко развиты морские нефтяные промыслы на береговых отмелях в Карибском море и в Мексиканском заливе. Особенную известность получили морские нефтяные промыслы вблизи берегов Венесуэлы.

Само море помогает использовать некоторые сокровища Земли, рассеянные в его недрах в небольших количествах. Волны, набегая на берег, разрушают его, перетирают обломочный материал. Скатываясь, они увлекают за собой гальку, песок, ил. При этом более тяжелый материал оседает вблизи берега. В обломочном материале встречаются такие ценнейшие и редкие элементы, как ванадий, титан, как радиоактивные и др.

За многие тысячелетия морские волны совершают такую работу по сортировке различных частиц, которую не может человек выполнить даже с помощью совершенных промывных сит. На пляжах и в прибрежных наносах концентрируются массы этих ценных веществ.

В некоторых местах, например на юге Индии, концентрация радиоактивных веществ в прибрежных песках так велика, что они служат сырьем для атомной промышленности.

Океан содержит огромные запасы рыбы, съедобных моллюсков, ракообразных и водорослей. Общий мировой улов составляет в год 45 млн. Т (по данным ООН). Из них в пресных водах добывают только 10%, остальное - в морях и океанах. Первое место в промысле

занимают рыбы - 85%, затем киты - 6%, моллюски и ракообразные - 8% и водоросли - 1%. Больше всего рыбы добывается в северном полушарии. В южном полушарии богатейшие рыбные районы находятся вблизи берегов Африки, Южной Америки, Индонезии, Австралии.

Атлантический и Тихий океаны дают 88% мирового промысла, южная часть Северного Ледовитого океана (Баренцево, Норвежское, Гренландское моря) - 7%, Индийский океан - 5%. В морском рыболовстве главное значение имеют сельдевые (сельди, сардины, анчоусы). Их добывают более 14 млн. Т в год. Второе место занимают тресковые - более 5 млн. Т, далее скумбриевые и тунцы - более 2 млн. Т, затем камбаловые - более 1 млн. Т. Добыча лососевых достигает 500 тыс. Т.

Особенно много добывают дальневосточных лососей, кеты, горбуши, чавычи, красной. Это излюбленная пища в Китае, Японии, Индии и других странах. Несмотря на совершенство современной рыболовной техники - мощные суда, разнообразные сети, акустические приборы, при помощи которых обнаруживают рыбу, рыболовство все же можно назвать охотой - человек ищет по морям и океанам рыб или китов, настигает добычу и ловит ее. Среди морских обитателей есть немало «смышленых», легко поддающихся дрессировке, например дельфины, которые могли бы «пасти» косяки рыб не хуже овчарок на овечьих пастбищах. Тогда рыболовы будут руководить движением рыбных стай. Возможно, будут созданы электрические устройства, ограничивающие разброд рыбьих стай. При помощи акустических приборов люди станут созывать рыб или китов. Да и рыбное население изменится в разных районах. Уже сейчас советские ученые накопили опыт по акклиматизации рыб. Но это только начало большой работы по улучшению и увеличению богатств промысловых животных океанов и морей. Надо «бесполезных» животных (морские звезды, морские ежи и другие прожорливые существа) использовать как корм птицам и для удобрения полей.

Океан таит в себе громадные запасы энергии. Как известно, под действием сил притяжения, идущих от Солнца и Луны, на Земле возникают морские приливы и отливы.

Вода дважды или один раз в сутки подходит к берегу, затопляя часто обширные пространства. Уровень воды в отдельных местах поднимается на несколько метров. Такое регулярное движение воды таит в себе огромные запасы энергии. Сейчас эта энергия океана понемногу начинает использоваться. Во Франции уже построена приливная гидроэлектростанция. Проектируются они в СССР и в других странах. Большой недостаток таких электростанций - неравномерность в работе: они работают на полную мощность не круглосуточно. Но их можно включить в энергетическую систему. В СССР разрабатывается несколько проектов приливных электростанций: в Лумбовской губе, на Мурмане, в устьях pp. Мезени и Кулоя и в восточной части Мезенского залива, а затем и в Пенжинском заливе Охотского моря, где приливы достигают 13 м высоты. Океан тесно связан с окружающими континентами и с простирающимся над ним космосом, особенно с Солнцем и Луной.

С поверхности Мирового океана испаряется ежегодно 448 тыс. км 3 воды. Из них 107 тыс. км 3 выпадает над сушей. Так океан увлажняет земли, находящиеся далеко от его берегов. Напоенная им, зеленеет земля, созревают хлеба на полях, овощи в огородах, фрукты в садах. И как бы далеко от берега моря ни находилось место, где мы живем, всюду мы получаем дары океана. Они лежат на полках магазинов в виде пакетов соли, бочек рыбы, аккуратных банок консервов и многих других продуктов. Вы идете по улице и любуетесь облицовкой домов: белыми известковыми плитами. «Родина» известняка - морская пучина. Высоко в небе летит самолет. В сплав металла, из которого он построен, входит магний, добытый из морской воды. Всюду есть частицы великого Мирового океана.

Очень многими его богатствами уже пользуется человек, но они не составляют и тысячной доли того, что можно извлечь из его глубин. Настанет время, когда человек, вооруженный совершенной техникой, овладеет всеми богатствами подводного мира.

В аптеке продаются морская капуста и конфеты-драже, в состав которых входят морские водоросли. В продуктовом магазине можно купить консервы из овощей с морской капустой. Морская капуста - один из 70 видов морских водорослей, которые пригодны для употребления в пищу. В том или ином количестве водоросли содержат те же питательные вещества, витамины и минеральные соли, которые мы находим в овощах. Жители побережья Ирландского моря употребляют в качестве приправы к пище бурую водоросль порфиру. Морские водоросли составляют обычную часть пищевого рациона китайцев и японцев, живущих близ морского берега.

В Японии не довольствуются «дикорастущими» водорослями и создают подводные плантации. На них выращивают и собирают урожаи водорослей. С одного гектара можно собрать водорослей в 3-4 раза больше, чем сена с хорошего луга. Большая часть съедобных водорослей растет в холодных водах. В некоторых странах успешно производится акклиматизация холоднолюбивых водорослей в теплых водах. Морские водоросли подмешивают в корм скота и употребляют в качестве удобрения. Продукты переработки водорослей широко применяются в пищевой промышленности, например при изготовлении мороженого, кремов и конфет; в текстильной промышленности - для закрепления окраски тканей. Можно назвать более десятка веществ, получаемых из водорослей и широко используемых в разных отраслях промышленности. Не так давно для сбора «подводного урожая» сконструированы и успешно применяются специальные самоходные косилки, передвигающиеся по дну, к сожалению из-за своих размахов они наносят большой урон экологии морей и океанов.

Существует справедливое утверждение, что люди неправильно нарекли нашу планету, присвоив ей название Земля, в то время как её следовало бы назвать Океаном, ибо более 70 процентов её площади занято водой. Во всей солнечной системе только Земля распола-гает достаточным объёмом воды и термически-ми условиями, которые, сочетаясь, обеспечивают существование обширного Мирового океана.

Водная среда — гидросфера — занимает значительную часть биосферы — области жизни, состоящей из суши, воздуха и воды. Основную часть гидросферы составляет океан. Вода и растворенные в ней вещества находятся в морях, реках, озёрах и ледниках, а также спрятаны на разных глубинах под землёй.

Дайвер исследует континентальный разлом в Сильфра, Исландия, 2010 год.
Фотоснимок завоевал высшую награду в категории «Дайвинг» в четвёртом международном конкурсе подводной фотографии в Индонезии.

Роль Мирового океана в жизни Земли трудно переоценить. Океан — колыбель и источник жизни на нашей планете. Более половины кислорода, необходимого для дыхания, рож-дается в процессе фотосинтеза в верхнем слое океанских вод. Если бы вдруг оборвалось взаимодействие океана и солнца, прекратилась бы всякая жизнь на Земле.

Океан — аккумулятор тепла, создатель и регулятор климата. Роль его в сохранении постоянства климата огромна. Именно взаимодействием Мирового океана и атмосферы определяется погода на нашей планете.

Океан — удобная и дешевая дорога, которая связывает между собой континенты и ост-рова, промышленные центры, сельскохозяйственные районы, источники сырья. Десятки ты-сяч судов осуществляют морские перевозки пассажиров и всевозможных грузов, транспортируя ежегодно сотни миллионов тонн грузов.

Океан является неисчерпаемой сокровищницей химических веществ. Только в морской воде растворены практически все элементы Периодической системы Менделеева. В ней имеется буквально всё — от поваренной соли до урана и золота. Неисчислимые богатства таит дно Мирового океана. Из коренных месторождений морского дна извлекают уголь, железную руду, олово, серу. В пляжевой и прибрежной зонах уже сейчас разрабатываются россыпные месторождения олова, платины, редкоземельных элементов. Серьёзное внимание уделяется освоению глубоководных рудных залежей. На шельфе и материковом склоне Мирового океана расположены большие месторождения фосфоритов. Громадные дон-ные равнины океана покрыты железомарганцевыми конкрециями, в разработке которых уже делаются первые шаги. Полным ходом идет добыча строительных материалов — песка, гравия, ракушечника.

Самым ценным минеральным сырьём, добываемым в настоящее время из скважин на дне морей, несомненно, являются нефть и газ. К настоящему времени мировая добыча нефти в море составила 30 процентов.

И наконец, океан — неисчерпаемый источник восполнимой энергии. Это и содержащиеся в воде запасы тяжелого водорода — дейтерия — термоядерного топлива будущего, и энергия морских волн, течений, приливов, разности температур глубинных и поверхност-ных вод...

Океан с незапамятных времён служил источником пищи для человека, который добывал в нем рыбу, ракообразных, моллюсков, морских животных и растения. На протяжении многовековой истории человечества методы и орудия прибрежного лова почти не изменились. В океаническом же рыболовстве, осуществляющем промысел рыбы вдали от берегов, произошли огромные изменения. Особенно в последние десятилетия. Настоящую революцию в развитии рыболовства в океане произвело изобретение парового двигателя и двигателя внутреннего сгорания, применение для изготовления орудий лова синтетических материалов и оснащение промысловых судов рыбопоисковой аппаратурой. Современные тралы, кошельковые неводы, ярусы являются довольно сложными инженерными сооружениями, обеспечивающими возможность вылова большого количества рыбы — до нескольких десятков тонн за одно траление!

Долгое время существовало мнение о неисчерпаемости рыбных ресурсов океана. Этому в значительной мере способствовал быстрый рост мирового вылова рыбы — особенно в последние годы. Если за столетие, с 1850 по 1950 год, вылов морской рыбы и других продуктов океана возрос в 10 раз, увеличиваясь в среднем на 25 процентов за десятилетие, то с 1950 по 1960 год он удвоился! Последующее удвоение мирового улова произошло с 1960 по 1970 год. Мировая добыча рыбы к этому времени приблизилась к 100 миллионам тонн.

Уже с 1970 года темпы мирового вылова рыбы и морепродуктов стали замедляться, несмотря на постоянно растущую интенсивность промысла. В некоторых традиционных районах промысла добыча рыбы стала падать, изменился видовой состав уловов, уменьшились средние размеры рыб, а некоторые промысловые виды оказались под угрозой уничтожения.

Таким образом, человечество воочию убедилось в ограниченности рыбных ресурсов морей и океанов.

Большинство учёных, занимающихся определением годовой рыбной продукции океана, сходится на том, что она составляет 100 — 200 миллионов тонн. Величина годового вылова рыбы, достигнутая к настоящему времени (около 100 миллионов тонн), близка к той величине, которую можно изымать из океана, не нарушая естественного процесса воспроизводства.

Одна из острейших проблем на Земле — проблема обеспечения населения нашей пла-неты достаточным количеством белковой пищи, часть которой человек берет в океане, вылавливая морских животных. Эта проблема приобретает ещё большее значение, если учесть естественный прирост населения нашей планеты. Так, по прогнозам ученых, числен-ность населения Земли к началу третьего тысячелетия приблизится к 6 миллиардам человек. Известно, что физиологическая потребность человека в рыбе составляет в среднем 20 килограммов в год.

Как же обеспечить естественное воспроизводство биологических ресурсов в морях и океанах?

Некоторые перспективы для увеличения вылова рыбы заложены в пресных водах, однако они пока дают лишь десятую часть мирового улова. Возможности расширения рыболовства в морях и океанах гораздо богаче.

Большое значение в настоящее время придаётся разработке научных методов ведения промысла, учитывающих особенности биологии промысловых видов рыбы, характера их распределения, возрастного состава, численности и других показателей. Не последнее слово принадлежит также совершенствованию орудий лова, технологии обработки рыбы.

Особое значение приобретает при этом освоение новых районов и объектов промысла. Прежде всего это относится к промыслу обитателей верхнего слоя океана — эпипелагиали, таким, как макрелещука, летучие рыбы, мелкие тунцы, кальмары. Перспективен промысел мелкоразмерных рыб — светящихся анчоусов, гоностомовых, обитающих в промежуточном слое океанских вод — мезопелагиали. Значительные успехи достигнуты в освоении глубоководных поднятий Мирового океана с относительно большими глубинами лова — 800—1000 метров, где обнаружены мощные скопления макрурусов, солнечников, гладко-головых и других видов рыб.

Решающее значение в увеличении объёма вылова биологических ресурсов Мирового океана будет принадлежать объектам более низкого трофического уровня, чем рыбы, например антарктическому крилю, промысел которого сейчас осуществляется многими странами.

До сих пор, говоря о возможностях увеличения вылова рыбы и морепродуктов, мы подразумевали лишь рациональное использование естественных пищевых ресурсов Мирового океана, показывая некоторые пути совершенствования того традиционного «собирательства или охоты», которым до недавних пор был, по сути дела, рыболовный промысел. Ученые многих стран работают над тем, как от «собирательства и охоты» перейти к морскому хозяйствованию.

По свидетельству некоторых учёных, переход рыбной промышленности от добычи рыбы к разведению морских растений и животных может вызвать изменения в человеческой цивилизации, по важности не уступающие возникновению сельского хозяйства, когда человек перешел от «собирательства и охоты» к возделыванию почвы. Такая реорганизация рыбного хозяйства явится, по сути дела, «голубой революцией». Наступление такой революции не за горами. Уже сейчас проведены успешные эксперименты по искусственному разведению рыб. Ведутся работы по повышению биологической продуктивности морских вод путем подъема глубинных, богатых питательными веществами слоёв к поверхности. Создание искусственных рифов, выведение новых, более продуктивных видов растений и животных, достижения генетики и этологии, науки, изучающей поведение животных,— таковы пути беспрерывного и контролируемого человеком роста даров океана.

Будущее человечества тесно связано с использованием ресурсов Мирового океана. Растущие потребности в минеральном сырье, энергетических и пищевых ресурсах заставляют человека чаще и чаще обращать своё внимание к океану. Проблемы освоения Мирового океана сложны, тесным образом связаны между собой и должны решаться комплексно, объединенными усилиями различных специалистов всех стран. Океан принадлежит всем, и все мы в ответе за его судьбу!