Кислотность (pH)

Водородный показатель (pH) – это величина, характеризующая кислотность воды. Он определяется как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода (-lg H⁺) в воде при 22°С, выраженный в молях на литр. В морских водах pH преимущественно изменяется в незначительных пределах – 6-7.

Давление - еще один важный фактор гидросферы, воздействующий на организмы. Поскольку вода во много раз тяжелее воздуха, давление с глубиной растет очень быстро. Давление изменяется в значительных пределах в связи со значительными глубинами Мирового океана. Давление на дне глубоководных океанических желобов достигает тысячи атмосфер.

При погружении на каждые 10 м давление увеличивается на одну атмосферу. Если давление на суше и у поверхности воды равно одной атмосфере, то уже на глубине 10 м оно удваивается.

Большинство морских организмов имеет внутри только жидкую среду. Поскольку жидкость практически несжимаема, эти организмы могут адаптироваться к высокому давлению. Главная проблема состоит в том, что многие биохимические реакции при высоком давлении протекают иначе, чем в обычных условиях. Как животные решают эту проблему, остается во многих случаях загадкой.

Некоторые организмы имеют заполненные газом полости (например рыбы – плавательный пузырь). При увеличении давления эти структуры сильно сжимаются и не могут выполнять свою функцию. Касатки ныряя испытывают давление 2,5 т на кв. см тела.

Но значительно большая проблема для организмов, как имеющих газовые полости, так и не имеющих их, – это резкие изменения давления, возникающие в результате вертикальных перемещений.

Дело в том, что растворимость газов за­висит от давления. При высоком давлении в жидких тканях может раствориться очень большой объем газов, как, например, в бутылке шампанского. Если организм мигрирует вверх достаточно быстро, давление резко изменяется и растворимость газов падает. При резком изменении давления избыток газа не успевает диффундировать в окружающую среду, и газ выделяется в виде пузырьков. Жидкость, как в открытой бутылке шампанского, "вскипает", и свободные пузырьки газа, появившиеся в жизненно важных органах, становятся причиной гибели организма. Это явление давно известно в водолазном деле и называется кессонной болезнью. Она возникает, если водолаз достаточно долго пробыл на большой глубине, накопил в крови избыток газов (азота), а потом резко поднялся к повер­хности. Многие морские организмы сталкиваются с этой проблемой и успешно ее решают! Существуют виды, которые каждые сутки ночью поднимаются к поверхности, на глубину 100 – 200 м, а днем опускаются на глубину 1-2 км. По всей видимости, разгадка состоит в том, что большинство этих организмов имеет небольшие размеры (не более сантиметра длиной), и газы успевают во время их миграций диффундировать в окружающую среду. Чем меньше размеры тела организмов, тем лучше они переносят подъем на поверхность.

3. Круговорот воды на Земле

3.1 Понятие круговорота

Одним из важнейших процессов в географической оболочке является круговорот воды (влагооборот), который, взаимодействуя с атмосферой, литосферой и биосферой, связывает в единое целое все части гидросферы. Движущими силами его являются приток к поверхности Земли солнечной радиации и сила тяжести. Под воздействием тепловых процессов происходит испарение, конденсация водяных паров, таяние, замерзание и другие фазо­вые переходы воды. Под влиянием силы тяжести происходит выпадение атмосферных осадков, движение поверхностных и подземных вод и т. д.

Началом круговорота воды является испарение с поверхности океанов, морей, континентов, островов. Ежегодно с поверхности земного шара испаряется 577 тыс. км³ воды. Большая часть (505 тыс. км³) приходится на Мировой океан и только 72 тыс. км³ – на сушу. Водяные пары, поступившие в атмосферу, перемещаются вместе с воздушными массами, конденсируются и выпадают: в виде атмосферных осадков. Объем их, согласно общему закону сохранения материи, равен объему испарившейся воды. Такой круговорот воды в целом для земного шара (большой круговорот) представляет собой замкнутую систему, в которой испарение с поверхности земного шара тождественно равно атмосферным осадкам, выпадающим на него. М. И. Львович в круговороте воды выделяет три основных звена: океаническое, атмосферное и материковое. Литогенное, почвенное, речное, озерное, ледниковое, биологическое " и хозяйственное перемещения воды относятся к материковому звену. Ни одно из перечисленных звеньев, кроме большого круговорота, не представляет собой замкнутой системы.

Большая часть воды, испарившейся с поверхности Мирового океана, конденсируется в атмосфере в виде осадков и вновь поступает на его поверхность, завершая тем самым малый (океанический) круговорот: океан -атмосфера-океан. Меньшая часть испарившейся с поверхности Мирового океана влаги перемещается воздушными, потоками на сушу и частично выпадает на нее в виде осадков. Часть атмосферных осадков испаряется с суши, попадает в общий воздушный поток, движущийся в глубь материка, и вновь выпадает в виде осадков, тем самым завер­шая малый внутриматериковый круговорот: суша-атмосфера- суша. Такие малые внутриматериковые круговороты могут повторяться несколько раз.