1. Водний баланс планети Земля.

Загальна кількість води, що насичує планету оцінюється приблизно в 32·10 8 км³, з яких 16·10 8 км³ знаходиться в гідросфері, майже стільки розпорошено в літосфері у вигляді пароподібної та волосової води, 14·10 6 км³ представлено водяною парою в атмосфері і 29·10 6 км³ сковано в льодовиках Землі.

Під впливом енергії Сонця здійснюється безперервний коловорот води. Щорічно з поверхні Світового океану випаровується в атмосферу 407 тис. км³ води, з суходолу – 65 тис. км³ (відповідно 86 і 14%). Така ж кількість води щорічно випадає на Землю у вигляді опадів, але на океан їх випадає відносно менше, ніж на сушу (відповідно 102 і 370 тис. км³, або 22 і 78%). Цей дефіцит поповнюється за рахунок річкового стоку з суходолу, який сягає 37 тис. км³ за рік.

На сьогодні є загальноприйнятною думка про те, що життя на Землі виникло в гідросфері. На сьогодні з 33 класів рослин в гідросфері зустрічаються представники 18, а з 63 класів тварин – 60. На противагу тваринам рослини відносно багатше представлені на суходолі переважно вищими формами (покритонасінними та голонасінними – мають міцні стебла і розгалужену крону). На долю дрібних водоростей припадає понад 99% фітомаси. Дрібні водорості у порівнянні з макрофітами більш активні фотосинтетики, тому гідросфера - область більш активного фотосинтезу, ніж суходіл. Фітомаса суходолу майже у 100 разів перевищує зоомасу; у воді біомаса тварин у 18-20 разів більша, ніж рослин, а це - основа трофічних пірамід.

Водна оболонка Землі представлена Світовим океаном, континентальними водоймами та підземними водами. Із загальної площі водного дзеркала Землі (362 млн. км2) на долю Світового океану і континентальних водойм припадає відповідно 361 059 тис. і 391 тис. км². Кількість води у Світовому океані 1 370 323 тис. км³ (95,5%), в підземних водах – 60 000 тис. км³, в озерах – 750 тис. км³, в ріках – 1,2 тис. км³ (разом – 0,5%).

2. Світовий океан та його населення

1. Загальна характеристика та екологічні зони. Світовий океан утворений власне океаном та його периферичними частинами, які більш-менш вдаються в суходіл, - морями. Серед останных розрізняють наріжні моря, які широко спілкуються з океаном (Баренцеве, Саргасове, Охотське тощо) та внутрішні, майже з усіх боків оточені суходолом (Чорне, Азовське, Середземне тощо). Максимальна глибина Світового океану – 11 024 м (Маріанська западина).

В периферичній частині води Світового океану вкривають материкове плато, для якого характерне дуже плавне пониження суходолу до глибини 200-500 м. За материковим плато, відокремлений від нього континентальним гребенем, лежить материковий, або континентальний схил, що досить стрімко спускається вниз і на глибині 3-4 тис. м переходить в ложе океану (рис. 8).

В області материкового плато (материкової мілини або континентального шельфу) бенталь океану розділяють на три зони. Вище рівня приливів лежить супралітораль – частина берега, що зволожується заплесками і бризками води (supra - вище, litus - берег). Нижче супраліторалі, межуючи з нею, розміщується літораль – прибережжя, яке періодично заливається водою під час приливів. Ще глибше знаходиться сублітораль, яка тягнеться до нижньої межі поширення донних фотосинтезуючих рослин. Якщо глибина материкової мілини перевищує 200 м, то ще виділяють псевдоабісальну зону, що лежить від нижньої межі субліторалі до континентального гребеня.

Материковий схил займає батіаль, океанічне ложе – абісаль, яка на глибинах 6-7 км переходить в ультраабісаль, або гадаль (bathus - глибокий, abyssos - безодня).

Водну товщу прийнято розділяти на окремі зони як по вертикалі (шари, що лежать один над одним), так і по горизонталі (водні пласти, що розміщуються над різними областями океанічного ложа). Верхній шар води до глибини 200 м (нижня межа субліторалі) отримав назву епіпелагіалі; глибше розміщений шар (до нижньої межі батіалі) – батіпелагіалі. Далі йдуть абіссопелагіаль, що пролягає від нижньої межі батіалі до глибин 6-7 км та ультраабіссопелагіаль.

В горизонтальному напрямі Світовий океан ділиться на прибережну, або нерітичну, зону (nerites - прибережний), що лежить над материковою мілиною, та океанську, яка знаходиться над зонами батіалі та абіссалі.

2.2. Умови життя в Світовому океані. Серед численних факторів абіотичного середовища найбільш важливими для населення Світового океану є: характер грунту, рух води, температура, освітленість, солі і гази, розчинені у воді.

Г р у н т и. Дно океану має складний рельєф і вкрите більш-менш товстим шаром осадів, які досягають у Середземному морі 3 км, а в Тихому океані – 8 км.

Грунти океанів поділяють на терригенні (матеріали, які приносяться з суходолу) та пелагічні (в основному - рештки мешканців пелагіалі). Терригенні, або материкові, відкладення займають біля ¼ всієї поверхні дна океанів. Найбільше значення серед них мають прибережні відкладення, а також глауконітові намулення, пов’язані з плавучими льодами. Пелагічні, або океанічні, осади вкривають більш ніж ¾ океанічного дна. Серед них на глибинах до 5 км особливо поширений глобігериновий мул (формується зі скелетів форамініфер Globigerina іноді з домішками стулок діатомових та решток джгутикових Coccolithophoridae). Мабуть з ним пов’язане походження червоної глини, яка залягає на глибинах понад 5 км.

Помітну роль в утворенні океанських грунтів мають діатомові водорості (діатомовий мул) та радіолярії (радіолярієвий мул). В південній Атлантиці зустрічається птероподовий мул, що складається з решток мушлей молюсків, у першу чергу – крилоногих.

На глибинах до 5400 м велике значення в осадах має вуглекислий кальцій, глибше – (через розчинність вапна) – кремнезем. Кількість органіки в донних грунтах коливається в межах 0,6-2,9 – Азовське море 0,73-4,54 – Чорне море (у % від сухої речовини).

Р у х в о д и. Океанська вода складається з окремих водних мас, що різняться температурою, солоністю, щільністю тощо. Між водними масами відбувається постійний обмін внаслідок безперервного руху води, що проявляється у формі течій, хвилювань, припливів та відпливів.

Основні горизонтальні течії Світового океану – це північна і південна пассатні течії, що йдуть зі сходу на захід паралельно екватору, та міжпассатна течія, що рухається між ними у зворотному напрямі. Кожна пассатна течія ділиться на заході на 2 гілки: одна переходить у міжпассатну течію, друга відхиляється у високі широти, даючи початок теплим течіям. Крім поверхневих горизонтальних течій у Світовому океані є і глибинні, що формуються в полярних областях та, опускаючись до дна, рухаються у напрямі низьких широт.

Двічі на добу спостерігаються припливи та відпливи, величиною від кількох сантиметрів до 18,5 м (канадська затока Фанді). Найбільші (сизігійні) припливи спостерігаються, коли Сонце, Земля та Місяць знаходяться на одній лінії (в дні нового та повного місяця), найменші (квадратурні) – коли кут між Сонцем, Землею та Місяцем дорівнює 90º.

Вертикальні та горизонтальні переміщення води (нагонні течії) можуть бути спричинені сильними вітрами, циклонами та антициклонами. В морях розрізняють райони конвергенцій (сходження) водних мас, де поверхневі води занурюються у глибину, та райони дивергенцій (розходження), де глибинні води виходять на поверхню.

Т е м п е р а т у р а. На глибинах температура океанської води постійна – від -1,7º до -2ºС. Охолоджуючись в полярних зонах до -2ºС, найбільш щільна вода (з солоністю 35-36‰) занурюється на дно і розтікається у різні боки. Температура поверхневих вод залежить від їх географічного положення, сезону, характеру течій тощо.

Верхній шар океанської води з різко вираженими коливаннями температури називається епіталасса, глибший, де постійно стала температура – гіпоталасса. Між ними (на глибині 10-15 м) лежить шар температурного стрибка, або термоклин, - метаталасса.

У Світовому океані розрізняють 5 температурних зон: тропічну (між 40º пн.ш. та 40º пд.ш., найнижча температура взимку – 15ºС), на північ від неї – бореальну (60º пн.ш.), а на південь – нотальну (55º пд.ш.)та дві приполярні – арктичну та антарктичну.

С в і т л о. Прозорість води (визначається кількістю завислих організмів та продуктів їх розкладу) знижується з глибиною і вже на глибині 100-200 м освітленість є недостатньою для існування рослин. Тому найпрозоріші води там, де вони бідні на живі організми, а синій колір вод – це колір морських пустель. В Саргасовому морі прозорість води сягає 66,5 м, в Середземному – 60, а в Азовському – 2,75 м, а влітку, під час масового розвитку водоростей, - всього біля 10 см. Останні пормені світла щезають у відкритому океані на глибині 1-1,6 тис. м.

С о л о н і с т ь. В океанській воді показник солоності вкрай стійкий і коливається в межах 34-35‰. Лише на поверхні вона може коливаьтися в межах 2-3‰ (випаровування, дощі). Співвідношення солей в океанській воді стабільне і тому, перемноживши вміст у ній хлору, виражений у ‰ («хлорне число»), на «хлорний коефіцієнт», що дорівнює 1,807, можна досить точно визначити солоність. У внутрішніх морях солоність може помітно варіювати за рахунок надходження прісних стоків.

Б і о г е н и. Концентрація поживних солей у поверхневому шарі океанської води дуже мінлива і відноситься до числа визначальних факторів у житті рослин. Азот представлений переважно нітратами (0,2-0,4 мг/л, нітритами (0,003-0,03 мг/л, та аміачним азотом (0,03 мг/л, біля берега іноді до 0,2 мг/л і більше). Фосфатів у океанській воді майже в 10 разів менше, ніж нітратів (біля поверрхні – 0,02 мг/л). На глибинах вміст солей азоту і фосфору в десятки або тисячі разів більший, ніж біля поверхні. Тому в місцях підняття глибинних вод кількість біогенів різко зростає і океан там буяє життям. У місцях, де такого перемішування води немає формуються справжні океанські пустелі. (Зокрема, холістатичні зони – відкриті зони морів та океанів, оточені кільцевими течіями).

К и с е н ь. Поверхневі води океану інтенсивно аеруються за рахунок контакту з атмосферою та фотосинтезу. В придонних шарах води ряду внутрішніх морів має місце дефіцит або повна відсутність кисню (Чорне море). У Світовому океані за рахунок опускання в приполярних зонах добре аерованих вод на дно і розтікання їх у бік низьких широт вміст кисню на глибинах зазвичай високий – 50-60% насичення і більше.