Этот неизвестный океан. Как работают приливы, рождаются шторма и живут невидимые создания в морских глубинах - Александр Осадчиев

воды – изменение ее плотности в зависимости от температуры и солености. Когда замерзает пресная вода в реке или озере, вода на поверхности остывает до температуры в 0 °C и, оставаясь на поверхности, замерзает, превращается в лед. В результате этого пресноводные водоемы замерзают достаточно быстро. Океан же замерзает медленно, потому что у морской воды при охлаждении плотность существенно увеличивается. Морская вода на поверхности моря охлаждается до температуры 4 °C, при которой достигается максимальная плотность. Вода становится более тяжелой и опускается вниз. На ее место поднимается вода еще не охлажденная и поэтому более легкая. Далее вода на поверхности опять охлаждается до 4 °C, опускается вниз, а на ее место опять поднимается еще не охлажденная вода, и все повторяется. Из-за этого океан замерзает гораздо дольше, чем пресноводные водоемы. Чтобы лед образовался на поверхности океана, необходимо охладить не верхние 10–20 сантиметров воды, как в случае пресноводных водоемов, а десятки и даже сотни метров. Из-за этого в некоторых полярных районах океана лед вообще не образуется, хотя температура воздуха там может быть достаточно низкой: за несколько месяцев холодного периода слой в сотни метров морской воды просто не успевает охладиться до температуры замерзания.

У морской воды есть очень характерные органолептические свойства – то, как наши органы чувств, то есть глаза, нос и рот, воспринимают цвет, запах и вкус морской воды. Сама по себе морская вода прозрачна, но в ней всегда плавает что-то еще: кусочки земли или ила, планктон, растворенное органическое вещество. Все это ухудшает прозрачность воды и придает ей какой-то оттенок. Морская вода может быть коричневой около устьев рек или зеленой в случае активного цветения фитопланктона. Прозрачность моря измеряется с помощью диска Секки, это просто металлический диск диаметром около 30 сантиметров, покрашенный белой или черной и белой краской. Его постепенно опускают в воду и фиксируют глубину, на которой он становится полностью не виден. Минимальные значения этой глубины могут быть 10–20 сантиметров, если вода очень мутная. Максимальные глубины, на которых можно различить диск Секки, – 50–70 метров, это возможно в самых чистых и прозрачных океанических акваториях. Рекорд в 80 метров был поставлен в море Уэдделла у берегов Антарктиды.

В большинстве случаев, когда сторонних примесей в морской воде немного, цвет у нее синий, ведь он медленнее всего поглощается в морской воде. Красный свет исчезает уже на глубине в несколько метров, желтый – на глубине 20–30 метров. Глаза глубоководных животных не различают красный цвет, поэтому можно проводить съемку подводной фауны, подсвечивая пространство перед камерой красным светом. Люди потом на видеозаписи увидят то, что было подсвечено красным, а среди снимаемых животных никто этот свет даже не заметит. Глубоководные рыбы часто и окрашены в этот незаметный красный цвет. По каким-то причинам рыбам гораздо проще вырабатывать красный пигмент для кожи, чем черный, и красный так же эффективно скрывает, как и черный.

У морской воды есть и свой ярко выраженный запах, тот самый аромат моря. Главный источник этого запаха – диметилсульфид, который вырабатывают бактерии при разложении мертвого фитопланктона. Свой вклад в морской запах вносят и водоросли и вырабатываемые ими соединения брома и йода. Сильный запах моря – верный признак повышенной биологической продуктивности!

Вкус у морской воды тоже очень характерный, горько-соленый. Соленость воде придает хлорид натрия, то есть обычная поваренная соль, которая составляет около 80% солевого состава морской воды. Горечь – это вклад хлорида магния, на который приходится еще 10%. Сульфаты магния и калия (еще 7%) придают менее явный металлический вкус. Из-за своего солевого состава морская вода вредна для человеческого организма, и пить ее нельзя. Употребление слишком соленой воды запускает процесс извлечения жидкости из клеток и межклеточного пространства, что приводит к постепенному обезвоживанию. Кроме того, сульфат магния обладает слабительным эффектом, и утоление жажды морской водой приводит к диарее и усиливает обезвоживание. Рыбы прекрасно пьют морскую воду, а человеку для утоления жажды не стоит пить ничего соленее минеральной воды. Это большая проблема для людей, оказавшихся без средств к существованию посреди океана, например, в результате кораблекрушения.

В середине 20 века француз Ален Бомбар задался целью опровергнуть биологические законы. Он отправился в плаванье через Атлантический океан в одиночку на маленькой резиновой лодке. Питаться он собирался планктоном (который он ловил носком) и сырой рыбой, а пить – сок, выжатый из рыб (каждые 4 из 5 дней), и морскую воду (в оставшийся пятый день цикла). Бомбару действительно удалось пересечь Атлантику от Канарских островов до Барбадоса за 65 дней и не умереть, хотя к концу путешествия он был уже очень близок к этому состоянию. По итогам своего путешествия он написал книгу «За бортом по своей воле», которая стала гимном безграничным человеческим возможностям и получила в те годы огромную популярность. Многие моряки, правда, подвергали большим и обоснованным сомнениям описанное в книге, в том числе то, что Бомбар действительно полностью обошелся без запасов еды и воды.

2. Морская геология

Подвижное дно океана

Что представляет собой Мировой океан? Это непрерывная водная оболочка земного шара, которая занимает впадины на нашей планете. Воды Мирового океана – это тонкая прослойка между твердой литосферой и газовой атмосферой. А откуда вообще взялась эта водная оболочка, откуда взялась вода на нашей планете? И как на ней появились впадины, которые занимает Мировой океан? Ответы на эти базовые вопросы не так и просты, и человечество нашло их лишь сравнительно недавно.

Вопрос о времени образования океанов до сих пор вызывает много споров среди ученых. Вода на Земле появилась в далекое даже по геологическим меркам время. Этот процесс происходил 3–4,5 миллиарда лет назад, когда планета только формировалась. Наиболее ранние представители живых форм (бактерии, археи и сине-зеленые водоросли), известные в настоящее время, жили 3,8 миллиарда лет назад. С этого времени считается доказанным существование скоплений водных растворов на Земле. Про сам процесс происхождения воды на Земле мы знаем достаточно мало, но по ряду косвенных признаков удалось создать две основные теории. Первая связывает происхождение воды с кометами и метеоритами: они падали на Землю и приносили с собой – в своем составе – воду. Вторая теория не предполагает вмешательства извне: когда-то Земля представляла собой жидкий расплавленный шар, и со временем более тяжелые вещества погрузились в центр шара и образовали железное ядро Земли, а более легкие, наоборот, были вытеснены наверх, создав мантию и земную кору. В