2. Екологічна зональність Світового океану та морів

Світовий океан є складною структурно-функціональною системою із специфічною геологічною і геоморфологічною будовою, геохімічними, фізико-хімічними і біологічними процесами, які протікають у товщі води і донних відкладеннях. Він відрізняється від континентальних водойм особливим характером обміну речовин і потоку енергії. Це стосується як океаносфери (водних мас океану), так і її взаємодії з атмосферою і дном.

У структурі Світового океану і морів розрізняють три основні частини: прибережне мілководдя (материкову відмілину), перехідну зону від прибережної відмілини до великих глибин океану (материковий схил) та основну глибоководну частину (океанічне ложе).

Океани і моря по вертикалі і горизонталі розділяються на окремі зони. Прилегла до морського дна зона називається бенталь, а товща води — пелагіаль. Найбільше екологічне і господарське значення має прибережна зона або літораль. До літоралі належить прибережна частина мілководдя, яка поширюється в глибину моря до переходу в материковий схил приблизно на глибині 150—200 м. Саме тому двохсотметрову ізобату вважають межею материкової відмілини. ЇЇ ширина в середньому досягає 70 км, а її площа по всій акваторії, з урахуванням морів, становить близько 7,6 % площі Світового океану.

Літоральну зону розділяють на: а) супралітораль — прибережну смугу, яка заливається водою під час високих припливів та хвильового забризкування; б) власне літораль (евлітораль), або припливно-відпливну смугу берега; в) мілководдя, або сублітораль, що є нижньою межею літоралі і входить у глибину моря. Вона окреслюється поширенням фотосинтезуючих донних рослин.

Товща води, що вкриває материкову відмілину, називається епіпелагіаль. Материковий схил (батіаль), який інколи нази­вають підводним цоколем континентів, бере свій початок у тій частині дна, яка круто змінює кут нахилу і різко заглиблюється в океан (море) до переходу в ложе, або абісаль. Такий злам відбувається на глибинах близько 3 км. Абісаль на глибині 6—7 км переходить в ультраабісаль (рис. 2).

Окрему екологічну зону становлять донні відкладення морів і океанів, що формуються протягом тисячоліть або цілих геологічних періодів як внаслідок відмирання процесів, що протікають у земній корі, так і внаслідок відмирання великих мас водяних організмів, які осідають на дно у вигляді „дощу трупів”. У різні геологічні періоди формувалися різні типи донних відкладень, серед них найважливіші – глобігериновий, птероподовий, діатомовий мули та червона глина, різновиністю якої є радіолярієвий мул. Усі ці відкладення суцільнім укривають дно морів і океанів. Глобігериновий мул містить до 64 % кальцієвмісних організмів, які на 53 % складаються з вапняних черепашок корененіжок Globigerina. Він займає більше половини площі дна Антлантичного та Індійського океанів. Птероподовий мул відрізняється наявністю черепашок крилоногих та кіленогих молюсків, що містять 79% кальцію. Діатомовий мул у більшій своїй частині складається з кремнієвмісних панцирів діатомових водоростей (41%), а кальцієвмісні організми становлять лише 22%. Такий мул широкою смугою лежить уздовж усіх берегів Антарктиди та в північній частині Тихого океану. В червоній глині органічних решток небагато, але в радіолярієвому мулі кремнієвмісні скелети радіолярій становлять не менше 80 % У Чорному морі донні відкладення шельфової зони формуються, головним чином, з двостулкових молюсків мідіїй (Mytilus galloprovincialis) та модіоли (Modiola phaseolina).

Пелагіаль (Pelagos — відкрите море) — це товща води морів чи океанів, яка є середовищем для водяних організмів, не пов'язаних з донним життям. Її межа простягається від літоралі до самих найглибших точок Світового океану.

У свою чергу пелагіаль поділяється на три зони. Це епіпелагіаль (глибини 0—200 м), батіпелагіаль, або товща води над материковим схилом, та абісопелагіаль — товща води над океанічним ложем.

Епіпелагіаль — найпродуктивніша зона морських екосистем. В її верхній частині найбільш інтенсивно протікають біологічні процеси (фотосинтез автотрофних організмів (фітопланктону) і утворюється первинна органічна продукція, яка використовується тваринними організмами, що живуть у батіпелагіалі, абісопелагіалі і бенталі та існують за рахунок органічної речовини, яка надходить з епіпелагіалі — безпосередньо або через трофічні ланцюги. Проте на глибині 2,5—3 км, біля підземних термальних вод, органічні речовини можуть утворюватись в результаті хемосинтезу хемоавтотрофних бактерій.

На поверхні морів формується тонка плівка (від 0,1 до 1 см), в якій зосереджена більшість біогенних елементів. У цій поверхневій плівці концентруються аліфатичні спирти, білки, жирні кислоти, полісахариди та інші органічні речовини. У ній активно розвиваються різні форми життя. Поверхневий (1 см) шар води поглинає до 20 % падаючої сонячної радіації. У шарі .завтовшки 5 см — 40 %, а в наступних 10 см — 50 % сумарної радіації. Це й визначає найбільш високу біологічну продуктивність поверхневого шару морської води. Поверхневий шар завтовшки 5 см розглядається як мікроекосистема Світового океану. Він виділений Ю. П. Зайцевим [63] у нейсталь, а організми, що живуть у цій зоні, називають нейстоном.

Поділ Світового океану на зони має принципове значення для екологічної оцінки процесів, які відбуваються у ньому. Як вказував В. І. Вернадський, Світовий океан з діючими в ньому складними процесами рівноваги не ізольований у земній корі. Його речовина перебуває у найтіснішому обміні з атмосферою і сушею, і цей обмін має надзвичайне значення не тільки для хімії моря, але й для хімії всієї земної кори.

З екологічної точки зору Світовий океан є надзвичайно складною екосистемою, яка визначається тісним взаємовпливом фізичних, хімічних і біологічних процесів. Вічний рух водних мас, що зумовлює їх перемішування та система течій є визначальними чинниками у функціонуванні океану як єдиної велетенської екосистеми. Якщо врахувати, що він займає 70,8 % земної поверхні і в ньому зосереджено 96,4 % усієї земної води, яка постійно знаходиться у динамічному русі, то стане зрозумілим вплив океану на атмосферні явища і біосферу в цілому.

Великомасштабні циркуляційні процеси в екосистемі океану формують своєрідний хімічний, гідрологічний і гідробіологічний режими його окремих зон. Для кожної з них характерні певні умови, до яких пристосовуються морські організми. Циркуляція водних мас визначає розподіл завислих і розчинених речовин абіотичного і біотичного походження як по акваторії, так і по глибині морів і океанів.

Під водною масою розуміють не всю воду моря чи океану, а лише певний відносно невеликий її об'єм, що формується у конкретному районі Світового океану. Водні маси характеризуються особливостями їх формування в конкретних фізико-географічних умовах, для певного простору і часу. Водні маси не поширюються на всю акваторію і не змішуються повністю з сусідніми водами. На перший погляд, це здається неможливим в умовах океану. Коли ж врахувати, що в океані існують зони з досить неоднорідною щільністю води, які формуються внаслідок температурної і сольової різниці, і що це різко обмежує турбулентний обмін через такі абіотичні кордони, то стане зрозумілою можливість існування серед просторів океану окремих водних мас. Їх формування пов'язане з кліматичними та фізико-географічними умовами певних морських районів.

У межах великої водної маси можуть формуватись водні маси не лише первинного, але й другого, третього та наступних порядків. Вони займають менші площі і їх властивості не так різко відрізняються між собою. Зазвичай, первинні водні маси приурочені до певних кліматичних районів океану, а вторинні утворюються на стику двох сусідніх первинних або в районах проникнення в океан водних мас із прилеглих морів. Циркуляційні води, які при цьому формуються, швидше оновлюються, їх властивості не такі сталі, як первинних водних мас.

Загальна циркуляція водних мас у Світовому океані здійснюється внаслідок вітрової напруги на поверхні води, нерівномірного розподілу атмосферного тиску та температурного режиму окремих його зон. Ці фактори, а також віддаленість від берегів та морських глибин створюють найбільш сприятливі умови для розвитку життя (біологічної продуктивності) в шельфовій зоні морів і океанів. І не дивно, що між окремими державами часто виникають суперечності щодо приналежності цих зон. Згідно з Женевською Конвенцією 1958 р., прийнятою першою конференцією 00Н з морського права, шельф визначено як поверхню і надра морського дна підводних районів, які прилягають до берега, але знаходяться поза зоною територіальних вод, до глибин 200 м, або за цією ж відстанню до того місця, до якого глибина таких вод дає змогу вести розробку природних ресурсів цих районів. Аналогічне визначення може бути застосоване до островів, незалежно від того, якій державі вони належать.

На шельфі океанів і морів добувають мільйони тон нафти, мільярди кубометрів природного газу та інших корисних копалин. Правовий статус морських прибережних територій регулюється Конвенцією Організації Об'єднаних націй з морського права (1982 р.). Виділяють такі зони континентального шельфу: внутрішні води (морські лимани, заливи, лагуни), територіальні води країни, що охоплюють прибережну смугу шириною 12 морських миль, прилеглу зону, яка відміряється від прибережної лінії територіальних вод у глиб океану (моря) на 24 морські милі, та економічну зону шириною до 200 морських миль в сторону відкритого моря (одна морська миля відповідає 1,85 км) (рис. 3). У межах цих зон закріплюється правовий статус прибережних держав.

Територіальні води знаходяться під повним суверенітетол прибережної держави, прилегла зона контролюється нею; метою запобігання порушень митних, імміграційних, санітар них, екологічних законів і правил, які діють на території країни і її територіальних водах.

Двохсотмильна економічна зона не входить до складу територіальних вод прибережної країни і не підпорядкована верховенству її законів. Їй надано особливий міжнародно-правовий статус, згідно з яким її права і юрисдикція (як і інших країн) регулюються відповідними положеннями Конвенції 00Н з морського права. В межах цієї зони можуть проводитись геологічні пошукові роботи на морському дні та в його надрах, розробка природних ресурсів, видобуток електроенергії шляхом використання морських течій, вітру тощо. На цій території можуть створюватись штучні острови, споруди і установки, проводитись наукові дослідження, в тому числі спрямовані на захист і збереження морського середовища. У зв'язку з господарським використанням континентального шельфу існує постійна загроза різкого погіршення екологічної ситуації в таких зонах.

Південні кордони України омивають води Чорного і Азовського морів, які разом із Середземним морем утворюють послідовний ланцюг водойм, об'єднаних протоками. На склад і властивості води, рослинний і тваринний світ цих морів істотно впливає прісноводний стік річок, які в них впадають. Значною мірою це визначає їх біологічну продуктивність — найвищу в Азовському морі, дещо меншу у Чорному і найменшу в Середземному.