3. Кислород в водной толще

Главными источниками поступления кислорода в поверхностные воды являются процессы абсорбции его из атмосферы и продуцирование в результате фотосинтетической деятельности водных организмов. Абсорбция кислорода из атмосферы происходит на поверхности водоема. Скорость этого процесса повышается понижением температуры, степени насыщения воды кислородом и повышением атмосферного давления. Продуцирование кислорода в процессе фотосинтеза протекает в поверхностном слое водоема, толщина которого зависит от прозрачности воды и колеблется от нескольких десятков сантиметров до нескольких десятков метров. Кислород может также поступать в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно им пересыщены.

Аэрация — обогащение глубинных слоев воды кислородом — происходит в результате перемешивания, в том числе ветрового, водных

масс, вертикальной температурной циркуляции и т. д.

Кислородный режим оказывает глубокое влияние на жизнь водоема. Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающее нормальное развитие рыб, составляет около 5 мг О2/л. Понижение его до 2 мг/л вызывает массовую гибель рыб. Неблагоприятно сказывается на их состоянии и пересыщение воды кислородом. ПДК растворенного кислорода для водных объектов рыбохозяйственного назначения составляет в зимний период 4 мг/дм3, в летний – 6 мг/дм3.

Причиной подобного распределения кислорода на глубинах являются два обстоятельства. Первое заключается в богатом развитии жизни, животной и растительной, в верхних слоях океана. Животные поглощают из воды кислород, необходимый для окисления их тканей, и выделяют углекислоту, остающуюся в воде. Водоросли же поглощают углекислоту и разлагают ее на углерод, идущий на созидание их клеточек, и на кислород, поглощаемый водой. Для существования растений необходим свет, поэтому водоросли встречаются только в верхних слоях океана, где они особенно многочисленны около поверхности. Таким образом, приповерхностные слои океанов получают еще кислород и от водорослей, поэтому он тут, как выше было указано, почти насыщает воды океанов. На больших глубинах, куда свет проникает мало, а начиная с глубин 800–1000 м и совсем отсутствует, водорослей нет, кислород поглощается еще богатой животной жизнью, и потому его на глубинах 300–500 м всего меньше.

Другой причиной, поддерживающей подобное распределение кислорода на глубинах, является существование вертикальной циркуляции вод в океанах. В умеренных широтах охладившиеся соленые воды становятся плотнее и, и кроме того, вследствие постоянного испарения увеличивается соленость поверхностной воды; эти две причины, делая ее тяжелее нижележащих слоев, заставляют опускаться вниз, унося с собой большое количество кислорода на глубины океана. После продолжительного и медленного движения к экватору эти воды около последнего поднимаются, и, конечно, они бедны кислородом после продолжительного нахождения на значительных глубинах, где их кислород постепенно израсходовался.

3. Причины течений в северном и южном полушарии

Океан находится в непрерывном движении. Характер океанической циркуляции определяют многие факторы: ветры над морской поверхностью, вращение Земли, различия в плотности морской воды, очертания материков и профиль морского дна.

Ветры, воздействуя на поверхность моря, дают начало морским течениям, направление которых определяется преобладающими ветрами. Направление господствующих ветров является основной причиной передвижения огромных масс океанской воды. Если поток воздуха долго сохраняет одно направление, то у поверхности океана возникает значительное трение, и поверхностные слои океана начинают перемещаться в направлении ветров. В свою очередь ветры возникают вследствие сложной взаимосвязи между атмосферой и океаном и корректируются вращением Земли.

Солнечные лучи нагревают воду, и океан становится огромным аккумулятором теплоты, причем наибольшее количество теплоты поглощается тропическими водами, где солнечные лучи падают почти вертикально. Экваториальный воздух, воспринимая теплоту сильно нагретых масс воды, тоже нагревается до высоких температур и поднимается кверху, а затем, охлаждаясь в верхних слоях атмосферы, растекается к полюсам. Таким образом, у экватора образуется область пониженного давления, а у полюсов — зона высокого давления. Из областей высокого давления массы воздуха устремляются к экватору, но под действием вращения Земли начинают отклоняться к востоку, так образуются самые важные ветры — северо-восточный и юго-восточный пассаты, которые дуют в течение всего года.

Под действием пассатов образуются пассатные течения, направленные с востока на запад: Северное экваториальное течение и Южное экваториальное течение, которые наиболее четко выражены в Атлантическом и Тихом океанах. Эти течения давно известны мореплавателям, которые, пересекая океан с востока на запад, уходили к югу, ближе к экватору. Между широтами, где дуют пассаты, лежит практически безветренная область, которую называют экваториальной штилевой зоной. Во времена парусного флота эта зона приобрела недобрую славу: корабли простаивали неделями, заканчивались запасы пресной воды, нередко вспыхивали мятежи. На просторах Тихого океана движение огромных масс воды с востока на запад рождает встречное экваториальное противотечение, направленное с запада на восток

В тропической зоне Мирового океана, где наблюдаются устойчивые зоны пассатов северо-восточного (в северном полушарии) и юго-восточного (в южном полушарии) направлений, возникают устойчивые и мощные пассатные течения (северное и южное), направленные на запад. Встречая на своём пути восточные берега материков, течения создают нагон воды (повышение уровня) и поворачивают вправо в северном полушарии и влево - в южном. На широтах около 400 на массы воды воздействуют преобладающие западные ветры, обусловленные той же причиной, что и пассаты - антициклональной циркуляцией, вызванной тропическими максимумами давления. В силу этого, течения поворачивают на восток и северо-восток, а затем, встречая на своём пути западные берега материков, поворачивают на юг в северном полушарии и на север - в южном, образуя замкнутые кольца циркуляции между экватором и широтой 40-450. В северном полушарии циркуляция направлена по часовой стрелке, в южном - против часовой стрелки. Одновременно часть восточного течения в северном полушарии поворачивает на север, образуя ветвь циркуляции умеренных широт.