Какие существуют глубоководные зоны мирового океана: Какие существуют глубоководные зоны Мирового океана
Какие существуют глубоководные зоны Мирового океана
Какие силы учавствуют в формировании поверхности Татарстана? Как они влияют на образование малых форм рельефа республики?
это срочно пожааааааалуйста
это срочно подааааааалуйста
ㅤㅤㅤ ㅤㅤㅤ ㅤㅤㅤ ㅤㅤㅤ ㅤㅤㅤ ㅤㅤㅤ
ㅤㅤㅤ ㅤㅤㅤ ㅤㅤㅤ ㅤㅤㅤ ㅤㅤㅤ ㅤㅤㅤ
помогите с географией.
А 1. Нижняя граница биосферы:
1. — 5 км 2. 12 км 3. 18 км 4. 25 км
А 2. Организмы «парящие» в верхних слоях воды в океане:
1. нектон 2. планктон 3. бе
… нтос
А 3. Чему равно соотношение растений и животных в океане: (в процентном отношении)
1. 92: 8 2. 94 : 6 3. 71: 29 4. 75 : 25
А 4. Какие организмы обитают в грунте в океане:
1. планктон 2. кораллы 3. ракообразные 4. камбала
А 5. Сколько видов животных и растений составляют живое вещество планеты?
1. 4 млн. 2. 3 млн. 3. 2,5 млн. 4. 7 млн.
А 6. Как называется степь в Северной Америке?
1. прерия 2. пампа 3. саванна
А 7. Где расположена тундра?
1. на экваторе 2.
Опишите путешествие, совершенное рекой Харьковщины (если Вы не путешествовали, выполните такое путешествие картой) по следующему плану: истоки, длина
… реки, характер течения, особенности питания и режима.
Составьте речную систему, обозначив притоки -левые и правые, населенные пункты, растительность и животный мир
Сравните природу стран Северной и Южной Европы. (план прилагается) План: 1. Географическое положение материка. Кратко об истории исследования. 2. Ре … льеф и полезные ископаемые 3. Климат и внутренние воды 4. Природные зоны, изменение природы под воздействием человека.
Срочно!❤️Выберете верное утверждениеРоссия находится на первом месте в мире по площади пашниПроизводительность труда в России соответствует показателя … м ведущих мировых державСахарную свеклу в России выращивают в Центрально-Чернозёмном районеРоссия занимает первое место в мире по площади лесов на душу населения
ГЛУБОКОВОДНЫЕ ЗОНЫ. Экология
ГЛУБОКОВОДНЫЕ ЗОНЫ
Глубоководные (абиссальные) зоны — области океана глубиной более 2000 м — занимают более половины поверхности земли. Следовательно, это наиболее распространенная среда обитания, но она же остается и наименее изученной.
Только в последнее время, благодаря появлению глубоководных аппаратов, мы начинаем познавать этот удивительный мир.
Для глубинных зон характерны постоянные условия: холод, темнота, огромное давление (более 1000 атмосфер), из-за постоянной циркуляции воды в глубоководных морских течениях там нет недостатка кислорода. Эти зоны существуют в течение очень долгого времени, там нет барьеров для распространения организмов.
В полной темноте нелегко найти пищу или партнера, поэтому обитатели морских глубин приспособились узнавать друг друга с помощью химических сигналов; некоторые глубоководные рыбы обладают биолюминесцентными органами, в которых содержатся светящиеся бактерии-симбионты. Глубоководные рыбы — удильщики пошли дальше: когда самец (более мелкий) находит самку, он прикрепляется к ней и у них становится общим даже кровообращение. Другое последствие темноты — отсутствие фотосинтетических организмов, следовательно, сообщества получают питательные вещества и энергию из умерших организмов, попадающих на морское дно.
Это могут быть как гигантские киты, так и микроскопический планктон. Мелкие частицы часто образуют хлопья «морского снега», смешиваясь со слизью, питательными веществами, бактериями и простейшими. По пути на дно большая часть органического материала съедается или из него выделяется много азота, поэтому к тому времени, когда остатки заканчивают свой путь, они становятся не очень питательными. Это одна из причин, по которым концентрация биомассы на морском дне очень мала.
Важным объектом будущих исследований глубоководных зон должна стать роль бактерий в пищевой цепи.
См. также статью «Океаны».
– У нас же был сделан большой задел в разведке и добыче твердых полезных ископаемых (ТПИ) в годы застоя. – Совершенно верно, просто тогда были другие люди. Существовало подразделение в нашем министерстве, целый департамент по морским работам, который занимался этим вопросом. К сожалению, когда наступили тяжелые времена, его посчитали не приоритетным и решили денег не выделять. Провал девяностых годов очевиден – мы потеряли, что было накоплено, прежде всего, добычную технику, и, вообще, лишились технического направления. Если вы останавливаетесь, тем более на десять лет, то вернуться уже будет не к чему. – В восьмидесятые годы прошлого века начали создавать научно-исследовательские суда (НИС) специально под задачи разведки глубоководных полезных ископаемых, в Николаеве было построено несколько судов по проекту 12883М, часть из них была давно продана, судьба некоторых сейчас под вопросом… – Да, было построено несколько судов, одно из них – «Южморгеологию», названное так в честь организации, которой оно принадлежало, сейчас куда-то продают, насколько я знаю.
– К Был спроектирован добычной комплекс для работы на дне и даже создан его макет. – Насколько известно, в проекте участвовали ВНИПИ «Океанмаш», – Совершенно верно. И «Малахит« участвовал, и много кто еще. – С одной стороны, замминистра природных ресурсов заявляет, что развитию добычи морских полезных ископаемых мешает «низкий уровень технико-технологического обеспечения работ разведочной стадии и почти полное отсутствие обеспечения добычных работ». С другой, ОСК то запускает «Витязь-М» в Марианскую впадину, то рассказывает о планах развития компетенций для добычи биоресурсов в глубинах Мирового океана, то проектирует подводные атомные газовозы, которые будут бороздить арктические моря. – Это беда разобщенности наших ведомств. За геологоразведку отвечает Министерство природных ресурсов, и, соответственно, наш заместитель министра. Разведочные работы находятся на неплохой стадии, с 2000 года финансирование ведется, но за создание техники Министерство природных ресурсов не отвечает, это прерогатива Министерства промышленности и торговли. Оно стало подключаться к проблеме только последние полтора-два года, а подключение иного министерства – дело чрезвычайно длительное. «Витязь» – это все не про морскую добычу, не про глубоководные твердые полезные ископаемые, это про исследование океана, совсем другая проблема. В последний год началось шевеление, даже разработана дорожная карта до 2030 года, которая предусматривает создание добычных комплексов, но она до сих пор согласовывается двумя ведомствами – Минприроды и Минпромторгом. Были предложены разные варианты в десять раз отличающиеся по стоимости, сейчас ведется поиск компромисса, затем согласованные предложения направят в правительство, которое и примет окончательный вердикт. Судовая составляющая также очень важна. Совершенно очевидно, что суда, которые были построены в восьмидесятые годы, и на которых мы до сих пор работаем, уже морально устарели. Их необходимо менять. В дорожной карте прописано строительство двух судов для разведки и большого судна для опытной добычи. Это самые крупные расходы с финансовой точки зрения, но без этого движения вперед не будет. О КОРКАХ И КОНКРЕЦИЯХ – Между ископаемыми, которые добывают на суше и в глубинах Мирового океана, много различий?  Второе отличие (с экономической точки зрения положительное) заключается в том, что ресурсы каждого из этих трех типов гигантские. Это позволяет строить различные проекты их освоения и обеспечения человечества теми металлами, которые в этих полезных ископаемых сконцентрированы.
– Три типа полезных ископаемых не означает, что там находятся три элемента таблицы Менделеева… – Разумеется, нет. Конкреция – это, как минимум, носитель пяти-шести главных металлов: меди, кобальта, никеля, марганца, железа и молибдена, плюс еще с десяток элементов. То же самое с корками, только в корках чрезвычайно высоко содержание кобальта, вдвое выше, чем в конкрециях, и редкоземельные элементы, которых мало в других полезных ископаемых. – Слышали историю о мешке конкреций, добавленном в плавку Ижорского завода? Сталевары были сильно поражены ростом качественных показателей металла… – Не очень верится, что она имела место именно в этом контексте, но то, что без марганца стали не сваришь – это очевидно. Марганец – ключевой компонент и корок, и конкреций. Поэтому доля истины в этой легенде есть. И то, что на Ижорском заводе конкреции в своё время плавили – тоже правда. «НАУТИЛУС» И МЕЖДУНАРОДНЫЙ ОРГАН ПО МОРСКОМУ ДНУ – В направлении промышленной добычи ТПИ, наверное, дальше всех продвинулась компания Nautilus Minerals. – Nautilus Minerals знаем хорошо, давно с ними сотрудничаем. Они выбрали не совсем правильную стратегию – одновременно занимались проектами и по конкрециям в тихоокеанской зоне Кларион – Клиппертон, и по сульфидами в экономической зоне многочисленных островных государств в Тихом океане, то есть распыляли ресурсы. И им просто-напросто финансирования не хватило. Они сами считают, что добычные комплексы, которые создали, получились дороже, чем предполагалось. Но банкротство не означает прекращение работ, это известный способ ухода от ряда обременительных обязательств и оптимизации бизнеса. Сейчас они продали компании DeepGreen Metals свой конкреционный бизнес и сосредоточились на «Сольваре». – Насколько известно, одним из акционеров Nautilus Minerals был «Металлинвест»… – Да, «Металлинвест« и компания из Омана остались главными акционерами, никуда не ушли. – В России возможно частно-государственное партнерство при добыче ТПИ? – Возможно, и как раз на добычной стадии, потому что для геологоразведки частные компании не нужны, это все будет обеспечивать государство. Вот когда начнется добыча, то тут возникает вопрос, на который ответа пока нет. Чья это зона ответственности? Есть точка зрения, что это зона ответственности будущей добычной компании, которая должна прийти, государство наделит ее полномочиями, и эта компания будет проводить добычные работы. Есть другая точка зрения, что этим должно заниматься государство, как это делается, в частности, в некоторых азиатских государствах. Они идут по второй модели. Скорее всего, для выполнения добычных работ нам потребуется частный контрактор, которого пока нет. – Правила должны были появится в июле… – Ну да, был такой план. – И этого не произошло. Повлиял коронавирус, или есть еще какие-то факторы? – Разумеется, коронавирус, это совершенно очевидно. Работа над проектом правил продолжается, но темпы снижены. Это очень сложный документ, содержит много блоков. В частности, не проработана еще экономическая модель – расчет роялти, сколько будет забирать Международный орган по морскому дну, какой будет национальный налог, в каком размере. – Вы сказали об убежденности чиновников, что некоторое время еще удастся продержаться на полезных ископаемых, добываемых на суше. Но, недавно встречал, информацию о дефиците меди на рынке, что приводит к росту цен. Насколько запасы на суше близки к исчерпанию? – По разным металлам ситуация отличается, существуют и различные подходы к оценке запасов. В целом, речь идет не о сотнях, а о десятках лет. Скорее всего, даже о первых десятках. Другое дело, что суша тоже еще не вся освоена, не вся изучена и разведана. – Мы обсуждаем полезные ископаемые в Мировом океане, их часто называют глубоководными, а какова ситуация в прибрежной зоне… – Глубоководные – это говорит об особых условиях формирования. На мелководье формируются другие типы полезных ископаемых, и они уже успешно добываются. Например, 90% всех алмазов получают сегодня из россыпей на шельфе около Африки. Так что глубоководные полезные ископаемые и мелководные, это два разных класса. У них и статус разный, все мелководные полезные ископаемые находятся в экономических зонах государств, и, соответственно, режим их эксплуатации один, а большая часть глубоководных полезных ископаемых находится вне национальной юрисдикции в Международном районе морского дна. – Правил добычи которых пока нет… – Существуют только правила на разведку. – Заключая со странами контракты, Международный орган по морскому дну требует некую отчетность и регулярность работ. Россия справляется с этими условиями? – Да, контрактными обязательствами предусматривается ежегодная отчетность, вы должны отчитываться за проведение геологоразведочных и экологических работ, обязаны сообщать, какую технику создали или планируете создать, МОМД должен знать, как вы планируете добывать и перерабатывать ТПИ, и последнее, вы должны следовать своим обязательствам по расходам на проект. Насколько Россия это исполняет? Если отсчитывать с конца, то последние пять лет финансовые обязательства мы недовыполняем примерно на треть, и это выливается в недофинансирование контрактов и, как следствие, в недовыполнение остальных обязательств и работ.
– О каких суммах идет речь? – Каждый контракт – это, порядка, пяти миллионов долларов в год. – Отзыв контрактов не грозит? – Международный орган очень лоялен, он рассматривает все обстоятельства, и если контрактор говорит, что вот сейчас, в эти годы мы недовыполняем, зато в будущем компенсируем это выполнения, то, обычно, идут навстречу, каких-либо санкций пока не было. Но есть инструмент предупреждений. Генеральный секретарь Органа предупреждает, и вот такие предупреждения, не в наш, к счастью, адрес, некоторым контракторам поступали. Если положение не изменится, то и мы получим такое предупреждение. – У России есть три контракта, речь идет о разведке всех трех видах ТПИ? – Да, есть три полезных ископаемых и три контракта. Некоторые страны только по одному виду полезных ископаемых имеют несколько контрактов… – Китай? – Да, у них по конкрециям есть три контракта в разных местах. РЕСУРСЫ И ЗАПАСЫ – Какова прогнозная оценка тех запасов ТПИ, разведку которых мы сейчас ведем? – В геологии есть два понятия – ресурсы и запасы. Ресурсы оцениваются на предварительной стадии работ, они обычно больше, а запасы – это более уверенные, более надежные цифры, они обычно меньше. В основном, по всем глубоководным полезным ископаемым мы пока находимся на стадии ресурсов, к оценке запасов мы еще не перешли. Ресурсы всех морских полезных ископаемых в наших разведочных районах – это сотни миллионов тонн руды. Этого достаточно для того, чтобы начинать добычные проекты и проводить их в течение 30 лет. Предполагается, что добычной контракт будет длиться 30 лет с правом продления. Во всяком случае, на этот срок работ нам будет достаточно тех ресурсов, которые мы на сегодняшний день разведали. – Верно ли, что наибольший интерес сегодня вызывает добыча полиметаллических сульфидов, или все-таки конкреции? – Неверно. Каждое полезное ископаемое имеет плюсы и минусы, сложности или простоту. Конкреции наиболее простой для эксплуатации вид полезного ископаемого, потому что они лежат на поверхности дна, их можно собирать комбайном и поднимать наверх. Корки нужно отрывать от поверхности подводных гор. Сульфиды – это сульфидные руды, массивные образования, которые нужно сначала разрушить, а потом поднять. Так что с технологической точки зрения конкреции наиболее привлекательны, и их ресурсы максимальны. Еще один плюс у конкреций и корок – это постоянство состава, поэтому оценивать и прогнозировать их ресурсы и запасы относительно легко. Сульфиды располагаются на небольших участках, по сравнению с конкрециями (и это плюс), но зато состав их резко меняется, потому что они имеют зональное строение, не буду вдаваться в детали, но их качество изменчиво и нестабильно. – Сегодня много внимания уделяется экологии. Добыча каких типов полезных ископаемых наиболее проблематична с этой стороны? – Не существует добычных проектов ни на суше, ни на море, которые бы не наносили ущерба окружающей среде. В любом случае, какое-то воздействие будет существовать. Вопрос только в том, насколько оно будет велико. У каждого полезного ископаемого – свои экологические проблемы. В случае с конкрециями, это взмученное облако осадков, которое поднимается в водную толщу и нарушает обычную среду обитания животных. В сульфидных рудах, чтобы не затрагивать среду обитания уникальных биологических сообществ, в качестве первоочередных объектов рассматриваются неактивные зоны, где гидротермальная активность прекратилась. Задача контактора состоит в том, чтобы минимизировать ущерб, который будет наноситься. – Кто готовится начать добычу – Япония и Китай, которые имеют подходящие месторождения в экономической зоне и индустриально сильны? – Они далеко продвинулись в этом вопросе, но о готовности начать работы говорить рано. – Каким оборудованием для разведки и добычи глубоководных полезных ископаемых располагаем мы? – Большая часть технических комплексов, которые необходимы для поисково-оценочных работ, у нас есть. Это различные буксируемые аппараты, фототелевизионная техника, геофизическое оборудование, сонары, средства пробоотбора. Одна из острых проблем, которая не решена до сих пор – проблема бурения. Вы не оцените запасы сульфидных руд, если их не пробурите, потому что в отличие от корок и конкреций сульфидные руды трехмерные, с поверхности вы их изучите, а потом нужно будет узнать, какой они толщины, мощности. Поэтому, чтобы оценить эти ресурсы, нужно бурить, а глубоководной буровой техники у нас, к сожалению, нет. ВРЕМЯ НЕ ЖДЕТ? – Кто сегодня в России занимается вопросами, связанными с разведкой и добычей ТПИ? – Согласно указу президента и решениям правительства, вопросы исполнения контрактов в части геологоразведки курирует Министерство природных ресурсов. Внутри Минприроды есть Федеральное агентство по недропользованию – Роснедра, через него идет государственное финансирование. Исполняют работы организации АО «Росгеология» – АО «Южморгеология», расположенное в Геленджике, и Полярная морская геологоразведочная экспедиция, которая находится у нас в Ломоносове. Институт, где я работаю, ВНИИОкеангеология осуществляет научно-методическое и организационное курирование этих проблем. Подчеркну, речь идет о геологоразведочных работах. – Когда мы должны начинать добычу? – Каждый геологоразведочный контракт имеет свою длительность в 15 лет. У каждого полезного ископаемого своя контрактная история. По сульфидам мы заключили контракт в 2012 году, по коркам в 2015 году, и, соответственно, они должны завершится в 2027 и 2030 году. Первый контракт – по конкрециям был подписан в 2001 году, он закончился в 2016, но в соответствии с правилами Конвенции ООН по морскому праву, имеется возможность продления контракта, этим правом мы воспользовались и продлили контракт на пять лет, а сейчас подготовлена заявка на продление на следующие пять лет. – То есть по конкрециям у нас останется пять лет? – Если заявку утвердят в феврале, я думаю, что утвердят, то будет еще пять лет. |
В., Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Это называется оптимизацией процесса и происходит от недостатка бюджетных средств. АО «Росгеология», собственностью которой являются эти суда, считает, что их количество нужно уменьшить, поскольку средств выделяется мало, а содержание судов стоит больших денег. Было четыре, пусть будет два, они вполне себе будут справляться с теми же задачами, зато сэкономим деньги и будем их более рационально использовать. Считаю это совершенно неправильным решением, но, тем не менее, оно сегодня принимается.
То есть то, о чем сейчас говорят все контракторы, то, что сегодня создается многими странами, у нас было сделано еще в восьмидесятые годы, уже проходили первые испытания. Добычное судно тоже строилось в Николаеве, уже было на стапеле, не помню на сколько процентов было построено, может быть и наполовину.
Нельзя ли направить этот технический потенциал на решение прикладных задач?
На сегодняшний день решения нет, и создание глубоководной добычной техники в России находится практически на нулевой стадии.
Редкие земли – это главный двигатель прогресса. Все современные гаджеты, солнечные батареи, аккумуляторы для электромобилей – для всех них нужны редкоземельные элементы; кобальт, никель также необходимы для аккумуляторов. Ну, и, наконец, сульфидные руды – это медь, прежде всего, и золото. Очень много золота, цинка, свинца и тоже целая галерея редких элементов. Так, что это такая кладовая на океанском дне.
В 2000-х годах она договорилась с правительством Папуа – Новой Гвинеи и планировала в их экономической зоне на глубине 1600 метров разрабатывать месторождение «Сольвара 1″, но сроки неоднократно переносились, и вот в конце прошлого года компания стала банкротом. Почему это произошло?
Различные переговоры ведутся, сейчас об этом, может быть, рановато говорить, но интерес у компаний есть. Правда, для принятия решения им требуется оценка ресурсов, чтобы понять, насколько проект будет выгоден. Но, поскольку есть еще очень много параметров, которые не ясны – сколько нужно будет перечислить Международному органу по морскому дну (МОМД), сколько будет стоить добычная техника и т.п. – поэтому технико-экономическое обоснование добычи довольно-таки сложно рассчитать. Нет еще и международных правил добычи ископаемых в Мировом океане.
.. Ископаемые, залегающие в Международном районе морского дна, – это же «общее наследие человечества», и часть прибыли от их добычи должна быть распределена между всеми странами, подписавшими Конвенцию по морскому праву, этот расчет еще не сделан. Пока экономическая модель не будет создана, правила не примут. Есть еще требования к экологии, разрабатываются стандарты, рекомендации, пока и эта работа не закончена. Поэтому международные правила добычи появятся не раньше 2021 года. А, по моей оценке, не раньше 2022 года.
Но при этом крупные месторождения уже не открываются, это тоже нужно учесть. Вопрос не в том, что все, завтра наступит конец. Но, этот конец виден в перспективе, пусть и не в краткосрочной. Поэтому, без дополнительных альтернативных источников минерального сырья никуда не деться, экономика не будет функционировать, общество не будет развиваться, альтернативы нет, нужно искать дополнительные источники. И на первое место будут выходить именно океанские минеральные ресурсы. Океан у нас занимает 2/3 планеты. Естественно, если на трети, занимаемой сушей, что-то есть, то и на остальной части что-то должно быть (и имеется).
Существуют и другие россыпи – и золотые, и оловянные, и редкометальные, все это есть и разрабатывается. На шельфе добываются строительные материалы, без которых не будет существовать строительная промышленность. Чуть глубже находят газовые гидраты, фосфориты. В российской экономической зоне глубоководных ТПИ почти нет, но, к примеру, на Дальнем Востоке район Курильской островной дуги весьма перспективен на открытие сульфидных руд. Там ситуация очень схожа с Папуа-Новая Гвинея, руды абсолютно такого же генезиса, признаки этих самых руд мы открывали в районе Курил в свое время, но сегодня разведочные работы там не ведутся.
МОМД их разработал, и в соответствии с ними мы и работаем.
A.
Это не запрещено правилами и Конвенцией. Если контракторы из одной страны, выполняющие разведку, не связаны между собой, то ограничений, по большому счету, нет.
Япония, которая провела испытание двух добычных комплексов на корки и сульфиды в своей экономической зоне, она готовила свои пилотные проекты в течение 15 лет и говорит, что примерно такое же время потребуется, чтобы создать реальные промышленные комплексы. Китай тоже разрабатывает, но тоже все еще далеко от реализации, поэтому трудно что-то прогнозировать.
Вот эти станки, которые начинали изготовлять, они не закончены, и все по той же причине отсутствия финансирования. Пока оцениваем с поверхности и по методу аналогий рассчитываем ресурсы. Это для разведки. Ну, а про добычную технику я уже говорил – у нас ее нет.
К добычным работам в рамках международных контрактов мы уже должны подступать, но основная наша задача, которую мы способны исполня ть это, к сожалению, пока только геологоразведка плюс экология.«Марианский желоб — это место, где ставят рекорды» – Наука – Коммерсантъ
Заместитель директора Института океанологии РАН, руководитель Лаборатории донной фауны океана, участник многих экспедиций с большим опытом работы на глубоководных обитаемых аппаратах «Мир», «Пайсис», «Алвин» и работы с телеуправляемыми подводными аппаратами биоокеанолог Андрей Викторович Гебрук — о погружении в Марианскую впадину российского автономного подводного аппарата «Витязь Д».
Беседовала Ася Петухова
— Что можно сказать о российском рекордном погружении?
— Честно сказать, у меня противоречивые эмоции. С одной стороны, замечательно, что у России есть такая техника. С другой стороны, эта техника военная, а не гражданская, и мне очень печально, что эти возможности не распространяются на гражданскую науку, на исследования океана, которые у нас сейчас находятся в сильно отсталом состоянии по сравнению с тем, что было в нашей стране, и по сравнению с тем, что сейчас происходит в мире. Сразу скажу, что Марианская впадина — самое глубокое место в Мировом океане, и именно поэтому она представляет интерес, но не с точки зрения нашей науки. Система океанических желобов так устроена, что чем ближе желоб к экватору и чем дальше от континента, тем он беднее, и дело тут не в глубине.
— Беднее чем?
— Жизнью беднее. Глубоководных желобов не так много в океане, у нас есть информация о жизни во всех них, мы за ними следим достаточно давно, чтобы уже сложилась некая глобальная картина.
Это направление всегда было одним из приоритетных в нашем институте, и мы были лидерами в этой области океанологии. Так вот, дело не в рекордной глубине, скажем, Курило-Камчатский желоб, который не так много уступает по глубине Марианскому, намного богаче жизнью. Важно, в какой продуктивной зоне Мирового океана находится желоб, и важно, насколько он далеко удален от континента: чем дальше он от континента, тем меньше в него поступает питательных веществ и меньше условий для существования животных.
— Поступает с осадками, которых больше вблизи берегов континентов?
— Поступает в результате формирования первичной продукции. В океане первичная продукция создается, в основном, на поверхности, и чем район богаче первичной продукцией, тем благоприятнее условия жизни в этом районе на дне. Это общее правило для любой точки Мирового океана, есть при этом под поверхностью глубоководный желоб или нет его — неважно. Марианский желоб бедный, он расположен в низкопродуктивной зоне Мирового океана и далеко от континента, в нем по определению не может быть богатства жизни.
В том же Курило-Камчатском желобе на очень близких глубинах около 10 км жизнь богаче на порядок. Там было бы интереснее с точки зрения фундаментальной науки проводить исследования с помощью подводных аппаратов.
— Тогда почему «Витязь Д» погружали не там, а в Марианской впадине?
— Марианский желоб — это место для установления рекордов, туда для этого все и стремятся, потому что там они на виду. В 1960 году там состоялось историческое погружение на батискафе Пикара и Уолша, потом в 2012 году Кэмерон повторил это достижение в одноместном обитаемом аппарате, который специально для него был создан и с тех пор больше не использовался. В 2018–2019 годах американский обитаемый аппарат Limiting Factor производства фирмы Triton совершил погружения в самые глубокие точки всех пяти океанов, при этом буквально сейчас он готовится повторно погрузиться в Марианскую впадину исключительно для нового рекорда — «аппарат с людьми дважды побывал в самой глубокой точке Мирового океана».
Но, возможно, не всем известно, что в Марианском желобе неоднокрантно работали с использованием необитаемой техники. Это были не автономные, а телеуправляемые аппараты, то есть на кабеле.
В мире есть три основных типа подводных аппаратов: обитаемые, телеуправляемые и автономные. Автономный — это торпедообразный робот с заложенной в него программой, он по этой программе выполняет свою задачу. Телеуправляемый работает в режиме ручного управления, в комнате управления на судне с экранами мониторов, джойстиками сидят пилот, инженеры, наблюдатели, каждый за своим блоком, и ведут научную программу исследования. Обитаемая подводная техника — это дорого, при этом она менее эффективная с точки зрения сбора информации и не такая безопасная, как телеуправляемая. Хотя эмоции и ощущения, когда ты находишься в сфере на дне, на глубине нескольких километров, незабываемы!
— Но океанологи работают с обитаемыми аппаратами и очень этим гордятся.
— Да, наш институт всегда гордился и по-прежнему гордится тем, что у нас были два высочайшего класса обитаемых подводных аппарата «Мир-1» и «Мир-2» с рабочей глубиной 6 тыс.
м. Сейчас они уже давно не в строю, да и в мире развитие этого направления практически остановилось. Такие научные глубоководные аппараты в рабочем состоянии с глубиной погружения от 4,5 до 7,5 км можно пересчитать по пальцам одной руки. У французов — Nautile, у японцев — Shinkai, у американцев — Alvin и Limiting Factor (последний класса «full ocean depth», то есть способный работать на максимальных глубинах), у китайцев — Jiaolong (сейчас они строят научный обитаемый аппарат класса «full ocean depth», чтобы иметь возможность отправить людей как раз на дно Марианской впадины).
Напомню, что я говорю про гражданскую технику научного класса. Чем располагают военные, никто, по понятным причинам, вам точно не скажет. Но телеуправляемых глубоководных аппаратов на кабеле гораздо больше, на сегодня это основной технический способ работы на больших глубинах, в том числе в Марианском желобе. В последние десятилетия с такой техники там работали японцы, правда, свой аппарат Kaiko они потеряли и сейчас делают ему замену.
Но самый интересный аппарат Nereus был у американцев: он гибридного типа, в нем два модуля — телеуправляемый и автономный, один над другим. К верхнему сигналы с судна идут по тонюсенькому, примерно 1,5 мм в сечении, оптоволоконному кабелю. Катушку такого кабеля длиной 11 км можно взять под мышку и ходить с ней из одной комнаты в другую. Стальной кабель длиной 11 км будет весить не знаю сколько тонн, сооружение на палубе с его бобиной будет огромным. Когда модули аппарата соединены, он работает как телеуправляемый. Но если нижний модуль отсоединить, то он становится самостоятельным автономным аппаратом. Nereus использовался нашими коллегами из крупнейшего американского океанологического института в Вудс-Холе, он и в Марианской впадине работал неоднократно. К сожалению, в 2014 году он был утерян при исследовании глубоководного желоба Кермадек из Тихоокеанского огненного кольца.
— А что можно сказать про автономные аппараты по сравнению с телеуправляемыми?
— По сравнению с телеуправляемой техникой автономные аппараты имеют целый ряд ограничений, в частности, нельзя остановиться там, где вдруг понадобилось это сделать, чтобы взять манипуляторами пробу животных, грунта.
Они удобны для масштабных площадных картирований. Аппарат идет по заданному маршруту на определенной высоте над грунтом и ведет непрерывные наблюдения. В зависимости от того, какие зонды на нем имеются, он может вести локацию, видеосъемку, фотографирование, мерить температуру, соленость, рH, концентрацию метана и т. д. Но для исследования глубоководной жизни это техника достаточно ограниченных возможностей и не такая привлекательная, как телеуправляемые аппараты на кабеле. Аппарат на кабеле можно остановить в любой точке, у любого объекта, который мы увидели, сфотографировать его, взять пробы, провести какие-то измерения, поставить эксперимент, установить ловушку, поднять ловушку, словом, выполнить целый спектр работ, который невозможен для автономных аппаратов.
— А зачем вообще так досконально изучать океанское дно на километровых глубинах?
— Чтобы понимать, что такое дно океана, я приведу несколько цифр. Как известно, Мировой океан занимает 75% поверхности планеты Земля.
Его средняя глубина примерно 4,5 км, а в целом глубины от 4 до 5 км занимают 52% поверхности планеты, подчеркиваю, не океана, а всей планеты. Толщей воды в 4–5 км покрыто больше половины нашей Земли! В плане фундаментальной науки знание того, как устроена жизнь больше, чем на половине планеты, безусловно, имеет принципиальное значение. Это, кстати, одна из причин, почему в технических характеристиках исследовательской подводной техники часто фигурирует рубеж 6 тыс. м. Для таких аппаратов, обитаемых или телеуправляемых, доступны 99% площади дна Мирового океана. Остающийся 1% — глубоководные желоба. Это уже экзотика, доступная немногим даже из ведущих стран мира.
— Разве ученым все уже известно о жизни на глубинах под десять километров?
— Нет-нет, жизнь в желобах плохо изучена и сегодня. Поэтому к желобам остается фундаментальный научный интерес. Но бывает ещё интерес и желание поставить технический рекорд. Больше нигде не найти такую глубину, поэтому в желоба подчас идут за рекордами, а не за серьезными исследованиями.
Серьезные исследования тоже, конечно, есть, но их число очень ограниченно, они фактически штучные во всей мировой науке. Основные наши знания о жизни в желобах получены отечественной наукой в эпоху Советского Союза, в 1960–80-х годах, когда был накоплен внушительный массив данных по всем основным системам глубоководных желобов в Мировом океане, включая Марианский желоб. Кстати, первые в мире пробы животных в Марианском желобе были получены в рейсе знаменитого советского научного судна «Витязь» в 1955 году (22 рейс).
— И какая там картина жизни?
— Если говорить в общем, то жизнь в желобах, в том числе на гигантских глубинах за 10 км, достаточно разнообразна, хотя, конечно, беднее, чем на ложе океана на глубинах 4–5 тыс. м. Колоссальное давление на таких глубинах накладывает определенные ограничения на биохимические реакции, которые идут в клетках организмов, и нужны соответствующие адаптации, чтобы противостоять такому давлению. Именно по этой причине, и это доказано соответствующими исследованиями, костистые рыбы живут до глубины 8400 м, это самые современные данные.
Это рубеж, ниже которого достаточно сложно устроенные организмы не могут противостоять давлению на уровне биохимических реакций в клетках. А, скажем, для хрящевых рыб, глубоководных акул и скатов рубеж глубины выживания еще выше, примерно 4 тыс. м, тоже в силу особенностей их строения. Все, кто обитает глубже 8 км, это исключительно беспозвоночные животные. Ну и одноклеточные, конечно, например, фораминиферы, а также бактерии и грибы.
— Беспозвоночные там какие-то особенные, каких нет на более малых глубинах?
— В желобах обитают глубоководные виды животных, которые встречаются и на ложе океана. Они относятся к таким крупным таксонам, как кишечнополостные, черви, моллюски, членистоногие, иглокожие. Разумеется, есть и уникальные для желобов (эндемичные) виды и роды. Доля эндемичных видов в некоторых желобах, обычно тропических, может быть очень высокой. Про бактерий не говорю, это отдельная история, бактерии живут везде, даже под Марианской впадиной, в толще земной коры, для этой жизни даже есть свой термин — подповерхностная биосфера.
Так что на максимальных глубинах жизнь есть, но не такая богатая и не такая разнообразная, как на океанском ложе, и в этом плане
желоба сильно различаются между собой. Марианский желоб один из самых бедных, но не из-за глубины, а по причине низкой первичной продукции в поверхностных водах. Курило-Камчатский желоб, например, в плане насыщенности жизни гораздо интереснее, а он ведь тоже глубже 10 км.
— А с точки зрения геологии — и теоретической, и практической — глубоководные желоба представляют интерес, например, для добычи редких полезных ископаемых?
— Большинство желобов в Мировом океане — это так называемые районы субдукции, «погружения» по-русски, где одна литосферная плита уходит под другую. И Марианский желоб, и Курило-Камчатский, и все так называемое Тихоокеанское огненное кольцо, в состав которого они входят, образовано именно так. Полезных ископаемых в промышленных масштабах в желобах просто нет, во всяком случае, этот вопрос сейчас не стоит. Зато колоссальное внимание самыми разными странами, в том числе Россией, уделяется железомарганцевым конкрециям, которые, по сути, даже не залегают, а просто лежат на поверхности океанического ложа как раз на глубинах 4–5 тыс.
м. Это огромный потенциальный ресурс будущего, интерес к нему огромный. Про другие типы минеральных ресурсов на подводных горах и в районах гидротерм на срединно-океанических хребтах говорить не буду, это тоже из другой области.
Есть ещё одна тема, немного пока экзотическая — это интерес для фармакологии и медицины к адаптациям у животных, которые живут на таких глубинах. Они не изучены, или, правильнее сказать, мы про них мало что знаем, и не исключено, что какие-то необычные, в том числе биохимические особенности этих животных могут представлять интерес для поиска принципиально новых лекарств. Еще больший интерес для биотехнологической промышленности представляют бактерии, которые живут на больших и в том числе на максимальных глубинах в желобах.
— Одно дело видеть фотографию или видеосъемку морского дна, другое — видеть его собственными глазами. На что похоже дно океана на километровых глубинах?
— На глубинах 4–5 км оно может показаться я безжизненным. Если, конечно, не брать дно океана в районах гидротермальных источников или на подводных горах, где совершенно другие ландшафты и где могут быть потрясающие пейзажи на дне с невероятным скоплением животных и очень красивыми коралловыми или губочными, из морских губок, садами.
А стандартная, скажем так, картина океанского ложа на больших глубинах будет выглядеть так. Пустынный слой осадков, мягкого грунта, как мы его называем, со своего рода барханами — следами ряби подводных течений. Система течений есть на любой глубине океана, в том числе и в желобах. Скорость движения придонной морской воды может быть от сантиметров до десятков сантиметров в секунду, течение 10–20 см в секунду у дна на глубине 4–5 км — совершенно нормальное явление. Кроме следов ряби на дне будут видны следы биотурбации, то есть жизнедеятельности животных: всевозможные канавки, борозды, холмики, ямочки, дырочки и т. д. При этом вероятность сразу увидеть крупное животное небольшая. Но если двигаться над дном, то на протяжении ста метров вы с большой вероятностью увидите кого-нибудь невооруженным глазом, какой-нибудь достаточно крупный, чтобы его заметить, организм. Опять же это будете зависеть от того, в каком месте океана вы находитесь, есть районы очень бедные жизнью, есть районы очень богатые.
— Печальное зрелище.
— То, что вы не видите жизнь, не значит, что ее там нет. Где в океане сосредоточено видовое богатство, максимальное биоразнообразие, о котором сейчас много говорят? Во-первых — это коралловые рифы, что ожидаемо и чем никого не удивишь. Но вторая область гигантского видового разнообразия, и тут могу вас удивить, как раз на глубинах океанического ложа в 4–5 тыс. м. Только там животные размером, как правило, меньше 1 мм, и поэтому глазом мы ничего не увидим, но если мы возьмем надлежащим образом пробу грунта и в лаборатории под бинокулярным микроскопом ее исследуем, то найдем на площади 1 кв. м дна даже не десятки, а сотни видов животных. Российский военный беспилотник достиг дна Марианской впадины. Когда ждать погружения там российского научного батискафа?
На фоне достижений нашей военной науки, которые, безусловно, радуют и которыми мы можем гордиться, в океанологической науке дела обстоят, к сожалению, очень печально. В техническом плане в области исследований океана наша страна крайне отстала.
Начнем с того, что у нас нет ни одного современного научно-исследовательского судна. У нас довольно приличный флот, если считать суда по количеству и по тоннажу. Но их строили в советские времена в таких странах, как Польша, ГДР, Финляндия, которые никогда не были лидерами в области морских исследований, там строили замечательные пассажирские лайнеры. Любой наш научный белый пароход — флагман очень сильно уступает современным научными судам, созданным специально для науки. Негоже такой стране, как наша, не иметь возможности работать в Мировом океане, в том числе на больших глубинах, на современном уровне. Я не говорю на передовом, просто на современном техническом уровне.
— Так ведь денег нет!
— Наш бывший директор Роберт Искандрович Нигматулин любил приводить такой пример. «Дайте мне одного футболиста,— говорил он с высоких трибун,— и я вам подниму российский научный флот». Он имел в виду $10 млн, то есть цену даже не самого выдающегося футболиста, бывают ценой и по сто миллионов, и понятно, что это была горькая шутка.
Когда-то мы были лидерами, а сейчас отстаем катастрофически. Мы нередко работаем на чужих судах с нашими замечательными коллегами из других стран просто потому, что у нас нет своих возможностей и своих ресурсов, и все это очень грустно. Погружение нашего военного аппарата, самого современного по своим техническим характеристикам,— хороший повод об этом вспомнить.
Академик Андрей Адрианов о прорыве в глубины океана
»Чаепития в Академии» — постоянная рубрика Pravda. Ru. Писатель Владимир Губарев беседует с выдающимися учеными. Сегодняшний гость проекта «Чаепития в Академии» — российский зоолог, вице-президент РАН, директор Национального научного центра морской биологии Дальневосточного отделения РАН, заместитель председателя Дальневосточного отделения РАН, академик РАН Андрей Адрианов.
Российский зоолог, вице-президент РАН,
директор Национального научного центра морской биологии
Дальневосточного отделения РАН, заместитель председателя
Дальневосточного отделения РАН, академик РАН Андрей Адрианов.
«И потемнело синее море…»
А ученый, увлекаясь, продолжал свой рассказ о том, как плотоядные кораллы, подняв все свои паруса, летят по дну, захватывая новые пространства, и день ото дня их становится все больше и больше.
Мы, затаив дыхание, следим за тем разгулом стихий в мире, где еще минуту назад казалось, что нет никакой жизни.
И вот уже на арене появились причудливые глубоководные медузы и гримпотевтисы, которые таят в себе такие запасы пищи, которой хватит человечеству на многие столетия. Кстати, они могут спасти нас и от таких страшных болезней как раковые, потому что давно уже научились побеждать их, избавившись от них навсегда.
В общем, ученый рассказывает нам о мире, что находится от нас неподалеку, совсем рядом, но он менее изучен, чем тот же космос, куда мы уже научились летать.
— За пределами Земли уже побывало более 550 человек, — говорит он, — а в самом глубоком месте Мирового океана всего трое…
— Менее увлекательно! — я пытаюсь защитить космонавтику.
— Нет, — возражает ученый, — исследовать глубины океана труднее да и опасней…
В Звенигороде проходит Школа молодых ученых, на ней выступают именитые ученые, посвятившие себя изучению Мирового океана. Идет разговор как о фундаментальных исследованиях его, так и о рыболовстве — отрасли, которая бурно развивается, академик РАН Андрей Владимирович Адрианов, директор Института биологии моря им. А. В. Жирмунского Дальневосточного Отделения РАН не мог не приехать в Звенигород. Ему обязательно нужно было поделиться своими новыми идеями с молодыми учеными. Ведь как ни им предстоит исследовать то, о чем говорил ученый.
Перед началом заседания и лекцией Адрианова мне удалось побеседовать с ним за чашкой чая.
Я спросил Андрея Владимировича:
— Как вы попали на Дальний Восток?
—
Московский университет. Специальность: зоология беспозвоночных.
Аспирантура. Защита диссертации. Время было советское, а потому, если
диплом «красный», то предлагают выбрать работу и место ее самому.
Специальность «морская», а потому можно уехать на юг, север, восток и
запад. В советское время студенты-биологи много ездили, а потому я
принимал участие во многих экспедициях. Бывал и на Камчатке, и во
Владивостоке, где ездил на биологическую станцию Института биологии
моря. До этого был и на Баренцевом море. То есть к концу учебы сложились
представления, где интереснее всего. Понятно, что для морского биолога
выбор Тихого океана очевиден. Здесь масштабы грандиозные, и возможностей
для исследований много, так как океан изучен мало. И Институт биологии
моря, созданный Алексеем Викторовичем Журмунским, прекрасный. В то время
он активно работал. Это были 80-е годы. Я несколько раз был на
Камчатке, а там был филиал Института — так что я был в курсе
исследований. Так что я не колебался сильно — выбрал Владивосток.
— В те времена город был глубоко провинциальным, запущенным…
—
Все зависит от того, с чем сравнивать. Он был «закрытым городом», а
потому было больше порядка, чем в других местах.
А, впрочем, когда едешь
куда-то молодым, то меньше всего обращаешь внимания на внешнюю сторону.
Когда создается семья, то важна инфраструктура, бытовые условия и так
далее. Если же молод, то главное — работа. А тут есть исследовательские
суда, акваланги и беспозвоночные животные, которыми ты занимаешься.
— Почему именно они?
— Их много. Это черви, мелкие и крупные. Животные, живущие на поверхности и в глубине. Биологическое разнообразие очень большое. В общем, существа очень разные, неизученные, а потому интересные. И все они очень важны — ведь это начальное звено всех пищевых цепочек.
Фрагменты
лекции
» Около двух миллионов живых организмов на нашей планете. Но
существует определенный перекос в представлении об этом животном мире:
мол, более полутора миллиона приходится на те, что живут на суше, и лишь
триста тысяч на морские виды. Отражают ли эти цифры реальное
соотношение видового разнообразия? Нет, конечно. Не будем говорить
сейчас о новых видах.
Пессимисты говорят, что их более 10 миллионов,
оптимисты утверждают, что более 100. Не будем спорить: ясно одно, что
подавляющее число новых видов связано с океаном — они находятся именно
там. Большинство исследователей в конце ХХ века считали, что первенство
по видам принадлежит суше, мол, здесь больше видов, чем в океане, раз в
десять. Это глубочайшее заблуждение развеяно исследованиями, которые
проведены в последнее время».
— С чем можно сравнить океан по биологическому разнообразию — с джунглями, тропиками, тайгой?
—
Ни с чем! И вот почему. У подавляющего числа людей сложилось
представление, что биологическое разнообразие на суше больше, чем в
океане. На первый взгляд кажется именно так: перед вами тропические леса
с колоссальным биологическим разнообразием — разве может кто-то с ними
сравниться?! А в море только там, где коралловые рифы, мир богат, в
остальных же местах — пустыня… Особенно на глубине, где темно и холодно.
Ландшафтного разнообразия нет, значит, нет и биологического.
Такое
представление отражает степень изученности океана. Пожалуй, ни одну
среду на нашей планете мы не знаем столь плохо, как океан. В космосе
побыло уже свыше 550 человек, на глубине более чем 10 километров в
океане — трое. Собирается еще двое — Конюхов и Чилингаров, но аппарат
еще строится. На глубине свыше семи километров еще трое — они на
новейшем китайском батискафе опустились на глубину 7015 метров. Вот и
все. Остальные опуститься ниже не смогли. На наших «Мирах» тоже рвались
ко дну, но предельных глубин достичь не удалось. Так что гидронавтов
можно пересчитать по пальцам.
— Из космоса красивые пейзажи открываются, а в глубинах океана темно и пустынно…
—
Нельзя говорить, что там ничего нет. Оказалось, что там фантастическое
биологическое разнообразие! Когда мы перешли на другой уровень
технических работ — у нас появилась подводные роботы, которые стали
нашими глазами, ушами, руками — то наши представления о глубинах океана
полностью перевернулись.
На многокилометровых глубинах не только
удивительное ландшафтное разнообразие, но и биологическое тоже. Мы
оттуда ежегодно получаем сотни и сотни видов животных, которые мы не в
состоянии даже описать. Во-первых, это длительный процесс, а, во-вторых,
очень большое количество биологических видов. Все организмы, убежден,
никогда не опишем!
— Они никогда не поднимаются на поверхность?
— Нет, они живут в морских глубинах. Их много, они разнообразны. А поскольку океанские глубины самое большое жизненное пространство на планете, то и познавать их сложно.
— С какой величины начинаются эти «глубины»?
—
Традиционно исследования называются «глубоководными», если это 500
метров. Давайте поговорим немножко об объемах. Океан покрывает 71
процент поверхности нашей планеты. У 95 процентов Мирового океана
глубина более одного километра. Две трети океана — глубины более трех
километров. 3665 метров — его средняя глубина. Если представить нашу
планету в виде голого шарика и вылить на него Мировой океан, то он будет
покрыт слоем воды в два с лишним километра.
Если мы сравним жизненное
пространство океана и суши, то разница получается огромная — на два
порядка. Это сотни раз!
— И мы практически об этом мире ничего не знаем?!
— Почему же? О жизни на суше нам очень многое хорошо известно. Изучены и поверхностные воды Мирового океана тоже неплохо. Особенно те зоны, где мы ловим рыбу. Районы вблизи берегов, где мы купаемся и плаваем с аквалангом, тоже исследованы. Освоены и рифы. Однако все, что глубже, познаем «эпизодически», отрывочно. Если посчитать глубоководные площади, с которых брались образцы, и сложить их вместе, то это будет всего лишь два футбольных поля. А площадь Мирового океана 361 миллионов километров! Так что мы очень мало знаем о нем.
— Нам казалось, что дно океана одинаково везде?
— Глубокое заблуждение! Как мы получали знания о нем? С парохода бросали на километровую глубину донный трап и тащили его там. А когда он выходил на поверхность, то все в нем было сдавлено, перемешано. Животные давили друг друга, из-за грандиозного давления у них переворачивались внутренности, они взрывались. И по этой «каше» реально понять, как располагаются эти существа на морском дне, много их или мало, невозможно. Мы чуть-чуть царапнули по дну… Будто в темной комнате мы поставили слона, он стоит задом к двери, в которую вы вошли. Вы протянули руку, пощупали его за кончик хвоста и вышли наружу. И тут же скажите, что слон чем-то похож на змею… Именно такое представление сложится у вас после такого эксперимента… В таком же положении были ученые, изучающие океан, до появление робототехнических средств.
— Это стало революцией в вашей области?
— Конечно. Мы увидели все, что происходит в глубинах океана. Да, организмов там меньше, чем на коралловых рифах или в тропических лесах, но учитываю бесконечную протяженность океанских просторов, то получается, что основная масса биологического материала сосредоточена в Мировом океане. Даже рыбаки в этом убедились. Раньше они представляли, что рыба в основном держится у поверхности, мол, здесь ее гораздо больше, чем на глубине. Однако просканировав толщи океана, оценив те существа, что живут на глубине, они поняли, что основные рыбные богатства находятся именно там.
— Но еще нам хватает той рыбы, которую легче ловить?
— Да, пока нам те богатства не нужны. У нас нет флота, нет возможностей добывать рыбу с глубин, мы еще можем ловить и ловить по старинке. Однако мы должны оставить будущим поколения представление об этих ресурсах и предложить методы, как их можно получать. Здесь два аспекта. Первое: мы должны оставить информацию о том, сколько и чего именно там есть, и второе — более важное — на суше мы все разделили, шельф тоже, а что теперь будем делить? В космосе пока ничего нет, а потому будем делить океанские глубины…
— Кто их больше возьмет, не так ли?
— Конечно. И этот дележ уже начался!
— Как именно?
— Очень просто. Если вы технологически развитая страна и у вас есть технические средства, то вы определяете в Мировом океане места, где находятся уникальные донные системы — коралловые рифы и сады. И говорите, что здесь не должны добываться биологические и минеральные ресурсы. Но у вас нет технических средств контроля, а у меня есть, значит, я должен контролировать эти участки. Естественно, с этим все соглашаются…
— Так будет происходить захват самых «лакомых» районов Мирового океана?
— Американцы уже столбят глубоководные участки вне зон национальной юрисдикции под лозунгом создания таких охраняемых глубоководных территорий. Кто контролирует такие районы, тот и определяет доступ к ним. Почему глубоководные аппараты строит Китай и Южная Корея? Они есть у американцев, есть и у японцев. В этих странах боятся опоздать к разделу богатств океана, они хотят понимать, что им предстоит в недалеком будущем делать там.
— «Океанские огороды и поля» — звучит неплохо!
— Так будет… У нас в этой гонке за будущее еще с советского времени было преимущество — мы были лидером глубоководных исследований. Был хороший исследователь ский флот, научные школы, превосходные специалисты. И этим надо дорожить. Если мы опоздаем в нынешней гонке, то у последующих поколений не будет доступа к этим биологическим ресурсам.
Фрагменты
лекции:
«Исследование океанских глубин требует специальных робототехнических средств. В последнее время нам удалось приобрести линейку таких аппаратов, которые могут работать до глубин в шесть километров. У нас на Дальнем Востоке разрабатываются автономные аппараты, которые будут действовать и глубже. В общем, мы получили «глаза», «уши» и, самое главное, «руки», которые позволяют нам проникнуть осмысленно в глубоководное пространство. И там мы уже можем вести полноценные биологические исследования».
— Мы все понимаем, что наши конкуренты делают в океане?
— Очень многое делается в глубинах океана нами и американцами для нужд обороны, а потому нам с вами известно далеко не все. Если в ближнем космосе, атмосфере и на поверхности практически все можно контролировать, то в океане можно спрятать все, что угодно, и появляться тогда, когда это необходимо. Но если говорить о гражданских исследованиях, то тут секретов нет. Уже есть машины и установки, которые до глубины в шесть километров работают и добывают полезные ископаемые. Это полиметаллические руды, сульфиды, кобальт, золото и так далее. То есть пошло освоение минеральных ресурсов океана. Чудовищные машины ползают по дну, перерывают его, не замарачиваясь о том, уникальная это экосистема или нет. Глубоководные кораллы растут очень медленно, для их восстановления требуется много времени, но ради сиюминутной выгоды они уничтожаются. Нет мониторинга таких районов.
— Вы призываете к тому, чтобы инженеры шли после биологов?
— Да, именно так!
Фрагменты
лекции:
«С 2010 года мы провели ряд экспедиций по глубоководным точкам в Японском и Охотском морях, а также в районе так называемого «Курило-Камчатского желоба». Работаем вместе с коллегами из ряда немецких университетов. Используются поочередно как наше судно, так и немецкое. Кстати, в Германии построено новейшее современное судно с символическим названием — «Солнце». Оно прекрасно оборудовано как раз для глубоководных исследований. Только в одном Японском море в экспедиции мы собрали 620 видов морских организмов, из которых треть оказались новыми для науки. А в районе «желоба» на глубине порядка 5 — 6 километров было собрано уже более 1080 видов, из которых половина оказались новыми для науки! То есть любая подобная экспедиции открывает нам сотни и сотни новых видов».
— Вы инициатор проекта Академии наук по «глубокому океану»?
— Это крупный проект, который объединяет специалистов разных отраслей науки и промышленности. Чтобы идти в глубины океана надо создавать технические средства, необходимы новые материалы, широкие биологические исследования и так далее. Это и физика, и химия, и медицина. Кстати, в некоторых странах организуются глубоководные экспедиции только с одной целью: насобирать организмы, которые обладают уникальными медицинскими свойствами.
— Какими именно?
— Шестьдесят процентов лекарственных средств, как известно, имеют природное происхождение. Глубоководные организмы, как правило, живут очень долго. У них нет такого ограничителя продолжительности жизни, как у наземных существ. В частности, у них нет онкологических заболеваний. Природа не предусмотрела такой механизм уничтожения жизни, там он просто не нужен. Оказалось, что у глубоководных организмов очень много соединений, которые проявляют антиопухолевую активность. В глубинах океана также очень большое микробное разнообразие. Как известно, микробы друг с другом активно воюют. Отсюда и появляются антибиотики. Это оружие микробов, которое мы используем. На суше эту «колоду микробов» мы уже несколько раз перетасовали, получая антибиотики, а в океане она нетронутая. 80 процентов антибиотиков, полученных на суше, уже не работает, а в океане микробное разнообразие очень большое — там непрерывно рождаются новые образцы.
— Жизнь нам бурлит?
— Там полно антибиотиков! Надо среди них покопаться, и мы получим дополнительное время, чтобы их использовать. Так что, если делать какие-то крупные проекты, рассчитанные на будущее, то надо обратиться к глубинам Мирового океана. Это не только привлечение к работе практически всех отраслей науки, техники, промышленности, но и международное сотрудничество и научная дипломатия, о которой нынче так много говорят. В исследовании Мирового океана без объединения усилий ученых практически всех стран не обойтись.
— Наука сначала шла вверх, в космос, а теперь она должна пойти «по лестнице вниз»?
— На самом деле «вверх», так как это новый уровень познания Природы.
И несколько слов в заключение о русалках
В томе 25 журнала «Биология моря» опубликован «Круглый стол по проблеме происхождения русалок». Он прошел на Дальнем Востоке. В нем приняли участие профессора, доктора и кандидаты наук, зоологи, палеонтологи и даже один писатель-фантаст. Естественно, речь шла о русалках. Фрагменты этого «Круглого стола» я и предлагаю вниманию.
Один из ученых заявил:
«Изучение русалок, как и других химер, относится к области науки,
занимающей место между мифологией и зоологией. Наша российская фауна
никогда не была богата химерами, а теперь и вовсе оскудела. Давно не
напоминает о себе русский кентавр Полкан (точнее — Полуконь), а крылатый
Змей Горыныч был убит Добрыней Никитичем еще в Х веке. Правда, после
Крещения Руси к нам проникли из Византии черти и ангелы, но история этих
химер представляет особую тему. Таким образом, речь может идти только о
русалках (человеко-рыбах), которые некогда были широко распространены в
европейских водоемах, но из-за ухудшения экологической обстановки стали
почти такой же редкостью, как снежный человек».
Его коллега — историк уточнил:
«Наша русалка особенно интересна тем, что охотно выходит из воды и даже
взбирается на деревья. Надо сказать, что в первые годы советской власти
наши русалки, как и другие мифологические персонажи, подвергались
гонениям и унижениям (хотя официально считалось, что они вообще не
существуют), что нашло отражение и в фольклоре:
» У Лукоморья дуб срубили,
Златую цепь в торгсин снесли,
Русалкой пьяной напоили,
Кота на мясо изрубили,
А леший сослан в Соловки…»
Однако это произведение народной поэзии грешит некоторым преувеличением — русалка и ученый кот благополучно дожили до глубокой старости (большие сомнения вызывает только сохранность златой цепи). Кроме того, надо полагать, что русалки, лешие и даже ученые коты встречались не только у Лукоморья, но и в других местах нашей обширной Родины, и многим из них удалось избежать губительных контактов с воинствующими безбожниками».
Происхождение русалок по-прежнему вызывает споры. Один из участников «Круглого стола» не преминул заметить это:
» Не следует путать русалок с наядами, так как наяды были не химерами, а водяными нимфами, т. е. вечно юными прекрасными девами, и не имеют рыбьего хвоста. Еще более грубой ошибкой было бы отождествление рыбохвостых русалок с сиренами, так как последние не человеко-рыбы, а человеко-птицы; в славянской мифологии им соответствуют сирены».
Впрочем, большинство исследователей «суживает» существо проблемы. И один из прибалтийских профессоров сказал об этом на «Круглом столе». Естественно, он не мог не упомянуть о классической работе по русалкам, которая была сделана уже довольно давно:
«Мы привыкли представлять себе русалок как человеко-рыб, но этим термином обозначают также и существ иного облика. Э. Ветемаа в небольшой, но очень содержательной монографии «Вся правда о русалках» подробно описывает 13 видов эстонских русалок, которые морфологически ничем не отличаются от обыкновенных женщин. Он подчеркивает, что русалки с рыбьим хвостом упоминаются только в фольклоре германский, скандинавских и славянских народов. Очевидно, эстонских русалок можно считать наядами».
Очень важное замечание! Зачем нам обращаться к опыту Запада, если и своего вполне достаточно. Примеров того, что исследования русалок в России всегда велись эффективно, множество:
«Н.М. Карамзин в «Истории государства Российского» называет русалок нимфами дубрав, которые «бегают с распущенными волосами», из чего следует, что они имеют ноги и что они ближе к дриадам, чем к наядам. Быть может, именно такую дриаду имел в виду А. С. Пушкин в своей знаменитой поэме…»
И еще одно свидетельство ученого:
» … я собирал материалы для своей диссертации в районе Владивостока (на о-ве Путятина) и познакомился там с одним старым рыбаком. Он рассказал мне, что однажды в его улове оказалась маленькая русалочка (совсем девочка) с зеленоватыми, как водоросли, волосами, которая сидела в раковине морской улитки наподобие рака-отшельника и испуганно верещала — должно быть, ругалась. Рыбак вытряхнул ее из раковины и увидел, что хвост у нее почти без чешуи и загнут крючком. При первой же возможности русалочка снова забралась в раковину, и рыбак выбросил ее в море (ведь она все-таки наполовину человек!). Позднее он рассказал об этом зоологам, но те подняли его на смех и даже намекнули на злоупотреблении спиртными напитками…»
Ученые, конечно, вправе доверять только себе, но когда столь авторитетные и правдивые (зачем рыбаку врать?!) свидетельства отвергаются, это не может не беспокоить. Может быть, как раз из-за отсутствия столь уникального материала и возникают дискуссии в научной среде.
К сожалению, экспериментальных данных о русалках явно маловато, а потому и появляются столь экзотические теории их происхождения. Каждая встреча с русалкой — это счастье, радость, наконец, просто отключение от наших серых и однообразных буден. Ведь русалки не случайно появляются в нашей жизни — они делают ее необычной, а значит интересной.
Ну а наука без юмора столь же холодна и бессмысленна, как коллекционирование сгорающих в небе метеоритов…
И, конечно же, я не мог не спросить академика Адрианова:
— А не скрываются ли русалки на тех глубинах в океане, о которых вы рассказывали?
— Не исключено, — ученый улыбнулся, — а потому это становится лишним стимулом изучения их…
Интересно, что он имел в виду: глубины океана или поиски русалок?
Технологические платформы
В соответствии с Протоколом № 2 от 01.04.2011 года заседания Правительственной комиссии по высоким технологиям и инновациям под председательством Председателя Правительства Российской Федерации В.В.Путина утвержден перечень технологических платформ, представленный Министерством экономического развития России.
Согласно данному протоколу АО «ОСК», ОАО «Концерн «Моринформсистема «Агат» и ОАО «Концерн «Морское подводное оружие — Гидроприбор» являются инициаторами и координаторами технологической платформы «Освоение океана».
Общие положения
Технологическая платформа «Освоение океана» является инструментом формирования научно-технической и инновационной политики, формой реализации частно-государственного партнерства в целях поддержания инновационного развития и технологической модернизации российской экономики в области решения задач освоения Мирового океана.
Технологическая платформа «Освоение океана» объединяет на основе принципов добровольного и равноправного участия организации и предприятия любой организационно-правовой формы и формы собственности, в том числе государственные учреждения, профессиональные объединения, ассоциации негосударственных организаций, научных организации и высшие учебные заведения, разделяющие цели и задачи технологической платформы и участвующие в их достижении.
Цели и задачи технологической платформы
Организация технологической платформы «Освоение океана» заключается в создании совокупности «прорывных» технологий, которые сформируют инфраструктуру, обеспечивающую эффективную и комфортную деятельность человека в Мировом океане. Организационными задачами технологической платформы являются:
- координация научных, кадровых и финансовых ресурсов для концентрации на прорывных направлениях инновационного развития;
- привлечение организаций крупного бизнеса к участию в научных разработках и коммерциализации их результатов в области подводных технологий;
- технологическая модернизация отечественной подводной робототехники;
- внедрение новых технологий в области разведки и добычи минеральных ресурсов Мирового океана;
- создание системы комплексной защиты территорий, населения и критически важных объектов прибрежной зоны от угроз чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
- обеспечение подготовки и переподготовки специалистов в системе высшего и среднего специального образования для работы в области освоения океана.
Органы управления технологической платформы
Протоколом совещания № 1 от 27.04.2011г. координационного Совета технологической платформы «Освоение океана» создана управляющая структура платформы в составе:
- Координационный совет;
- Секретариат;
- Экспертный Совет:
- Бюро экспертного совета.
Направления технологической платформы
Направления технологической платформы «Освоение океана»:
- Технологии морских роботизированных систем;
- Технологии освоение природных ресурсов Мирового океана;
- Информационные технологии и системы для освоения Мирового океана;
- Технологии создания морской техники (перспективное судостроение).
АО «ОСК» координирует направление «Технологии создания морской техники (перспективное судостроение)». Задача направления заключается в создании «прорывных» технологий таких областей, как:
- создание глубоководных обитаемых аппаратов и систем;
- создание и обеспечение функционирования технологии проектирования глубоководных технических средств на основе инновационных решений;
- новые системы морской транспортировки углеводородного сырья;
- разработка новых методов и технологий морских геофизических исследований, включая создание специализированных судов;
- использование нанотехнологий при создании перспективных судов и морской техники.
Исследования Мирового океана как шаг на пути к устойчивому развитию человечества
Ведущие российские эксперты по морским инновациям рассказали, как прорывные технологии помогут раскрыть секреты Мирового океана и какие возможности благодаря их внедрению откроются для науки, бизнеса и промышленности.
Пираты, тропические острова и манящая лазурь волн — кого из нас не очаровывала морская романтика, не увлекали истории о приключениях, затерянных сокровищах и подвигах бесстрашных капитанов? Стихия, которая кажется нам настолько близкой и знакомой, до сих пор хранит огромное количество тайн и загадок.
Если всерьез задуматься над вопросом о том, что мы на самом деле знаем о Мировом океане, то окажется, что на 95 процентов водный мир все еще остается неисследованным. Мы обладаем гораздо более точными данными о поверхности Луны, Марса и Меркурия, чем о водной оболочке нашей собственной планеты. Острая нехватка различных структурных карт Мирового океана создает серьезный барьер для развития науки и бизнеса, мешает созданию эффективных мер по улучшению экологии и поддержке водной экосистемы.
«Первичная задача сейчас — до 2030-го года наполнить базу данных о дне Мирового океана, собрать новую и актуализировать устаревшую информацию. В первую очередь, это необходимо для того, чтобы наиболее эффективно подходить к прогнозированию хозяйственной деятельности, понимать, что в целом творится на планете», — считает генеральный директор российской научно-исследовательской компании «Морские Инновации» Антон Плешков.
Какие богатства скрывает океан
Конечно, нельзя сказать, что мы совсем ничего не знаем про Мировой океан и его обитателей: технологии спутниковых съемок обеспечивают пространственное разрешение около 2-5 км, то есть дают примерное представление о рельефе дна, течениях, температурах и общем уровне воды. «Однако такой метод не позволяет сканировать дно с высоким разрешением, только мелководье — первые десятки метров. Все остальное — дорисовка», — объяснил Плешков.
Во многом возросший интерес стран и корпораций к разработкам технологий картирования, позволяющим более детально исследовать океан, обусловлено коммерческими факторами. Мировой океан — это не только среда обитания многих биологических видов и транспортный хаб, но и место скопления огромного объема различных ресурсов, в том числе «топлива будущего» — газогидратов. Их запасы вдвое превышают общемировые запасы всех традиционных видов топлива — угля, нефти и природного газа. Несмотря на то, что на данный момент их добыча нерентабельна, при дальнейшем развитии технологий они вполне способны стать более выгодной заменой: так, из одного кубометра гидрата можно получить около 160 кубометров метана.
Мировой океан богат и рудными минеральными ресурсами, в том числе редкоземельными металлами. По сравнению с сушей, в нем содержится в шесть раз больше никеля, в десятки раз — кобальта, в два раза — марганца. Запасы меди составляют 80% прогнозных ресурсов на суше. Важная особенность глубоководных руд — это высокое процентное содержание металлов, равное или в разы превосходящее показатели наземных месторождений.
Россия — один из пионеров по разведке глубоководных ресурсов, и владеет лицензиями Международного органа по морскому дну на добычу сразу трех их видов — железомарганцевых конкреций (ЖМК), глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС) и кобальтоносных железомарганцевых корок (КМК). «Обязательства по этим контрактам включают в себя целый цикл работ от геологоразведки до выхода на промышленную добычу. Это очень перспективный рынок, так как в таких конкрециях содержится аномальная концентрация всей таблицы Менделеева. Сейчас на редкоземельные металлы очень высокий спрос, и даже с учетом высокой себестоимости технологий добычи на первых этапах, это будет намного рентабельнее, чем добывать на суше», — отметил советник Министра природных ресурсов и экологии Российской Федерации Евгений Петров.
Однако более серьезно рассматривать возможности по коммерческому освоению этих богатых ресурсов нецелесообразно до тех пор, пока не появится понимание того, как устроено дно Мирового океана и функционирует его экосистема в целом. Сбор точной информации и создание глобальной системы мониторинга актуальных данных — первый шаг на пути к этому.
«Один из самых перспективных векторов развития — создание цифровых двойников водных массивов. Используя такие модели, можно отслеживать изменения рельефа, прогнозировать экологическую ситуацию и связанные с ней риски для рыболовства или транспорта, оценивать объем течений, их температуру, как они взаимодействуют друг с другом и так далее», — рассказал Антон Плешков.
По мнению эксперта, помимо глобальных моделей, можно также создавать двойников более мелких объектов — например, систем река-море. На практике такие решения улучшат понимание логистических процессов, хозяйственного оборота рыбаков и организаций, занимающихся добычей полезных ископаемых, позволят предотвратить техногенные катастрофы. К примеру, обладая данными о температуре в течениях, можно определить оптимальное место для размещения акваферм, зная ветровую нагрузку — где лучше поставить энергетические установки и так далее.
«Без информации о топографических основах мы не можем корректно создать даже первичные модели взаимодействия со средой», — предупредил эксперт.
Масштабные решения для планетарных проблем
Неудивительно, что энергетические, минеральные и биологические ресурсы Мирового океана были признаны определяющим фактором в достижении целей в области устойчивого развития человечества, сформулированных ООН в 2015 году. Ликвидация нищеты и голода, повышение качества здравоохранения и общего благополучия, получение чистой энергии, поддержка экономического роста, ответственное потребление, борьба с изменениями климата и сохранение морских экосистем — решение этих амбициозных задач тесно связано с исследованием океана.
«Здесь ситуация как с фундаментальной наукой: не все ей занимаются, кто-то несет расходов больше, кто-то меньше, но в конечном итоге пользу получает все человечество», — отметил Плешков. Однако нельзя сказать, что такие исследования не принесут и конкретной, осязаемой выгоды государству и бизнесу: внедрение систем сбора комплексных данных даст возможность оптимизировать практически все виды деятельности — лучше учитывать течения, составляя маршруты движения судов, актуализировать навигационные и геологические карты, сокращать затраты на топливо и многое другое.
«В рамках одного из наших проектов мы проводили работы в Черном море, недалеко от Геленджика, делали съемку полигона. В один из проходов мы обнаружили не задокументированное затонувшее судно, — поделился опытом Плешков. — В условиях все большего охвата хозяйственной деятельностью Мирового океана, таких случаев будет все больше. Для того, чтобы понимать, где произошел инцидент, как ликвидировать его последствия, уменьшить ущерб, как добывать ресурсы — для всего этого нужно понимание среды, в которой мы находимся».
Искусственный интеллект теперь и в море
Наука не стоит на месте, и современные технологии начинают постепенно открывать новые возможности по более высокоточному измерению и отслеживанию динамики водной экосистемы. Если в 1950-1960 годах точность измерений глубины моря определялась метрами, к 1980-1990 годам удалось добиться полуметровых систем разрешения. Сейчас стандартное разрешение измеряется в дециметрах, но есть и решения, которые позволяют получать сантиметровую точность.
Самым важным направлением работы на данный момент стало создание аналитических систем на базе искусственного интеллекта и роботизированных аппаратов, способных заниматься сбором и передачей данных в автономном режиме.
«Чтобы решить масштабную задачу, поставленную ООН — исследовать весь океан к 2030 году — традиционных, основанных на человеческой работе и анализе технологий, совершенно недостаточно. Здесь нужны интеллектуальные системы, способные быстро собирать и анализировать информацию», — пояснил руководитель рабочей группы Маринет НТИ Виктор Олерский.
Такие масштабные задачи, сформулированные международным сообществом, могут быть решены с помощью технологий, уже успешно применяемых в других отраслях, полагает директор по развитию и индустриальным партнерам ИТ-кластера Фонда «Сколково» Сергей Дутов. Для этого в июле Фонд «Сколково» запустил международную программу инновационных проектов «Глобальный Вызов — Искусственный интеллект для Целей устойчивого развития». Программа призвана простимулировать спрос на решения российских стартапов в области искусственного интеллекта.
«Масштабные задачи, сформулированные международным сообществом, могут быть решены с помощью технологий, уже успешно применяемых в других отраслях. Именно поэтому мы запустили проект «Глобальный Вызов» для поиска решений в области искусственного интеллекта и применения их в различных областях, в том числе для анализа данных и автономных систем в море. До 27 августа совместно с «Морскими Инновациями» мы принимаем заявки в номинации «Сохранение морских экосистем». Последующие направления конкурсного отбора будут постепенно включены в программу» ─ отметил Дутов.
Большие данные и искусственный интеллект — базовые технологии для двух ключевых на данный момент тенденций в морском транспорте: е-Навигации и автономного судовождения. По оценкам Виктора Олерского, их применение должно существенно изменить модель работы отрасли, повысить ее безопасность, предсказуемость и одновременно снизить затраты, связанные с задержками в формальных процедурах, человеческими ошибками, непосредственно сократить затраты на эксплуатацию судов.
Флагманским в области масштабных исследований океана стал проект Nippon Foundation и программы международного сотрудничества «Генеральная батиметрическая карта океанов» (GEBCO) под эгидой ООН Seabed-2030, целью которого стало составление полной базы данных о Мировом океане — в том числе при помощи беспилотных плавательных аппаратов. На сегодняшний день удалось получить измерения пятой части морского дна — существенное увеличение по сравнению с пятью процентами, доступными до старта проекта. О планах по созданию автоматизированной подводной базы, оснащенной ИИ и роботами для изучения морского дна, в 2018 году объявил и Китай.
Перспективным российским проектом в этой области стал МПАК-3D — мобильный комплекс картирования морского дна на шельфе, разработанный в рамках «дорожной карты» Маринет НТИ. В решение интегрировано сразу несколько базовых технологий трехмерной морской геофизической разведки: параметрическая гидроакустика, электроразведка и сейсморазведка, технологии онлайн-обработки больших данных и построения моделей дна, рассказал директор ОЦ Маринет Александр Пинский.
«Каждый из этих элементов представляет из себя передовую технологию, а вместе они дают качественно новый уровень, превосходящий не только российские, но и зарубежные аналоги. В будущем мы также планируем интеграцию МПАК-3D с отечественными технологиями высокоточного позиционирования, измерениями скорости подводных течений и других параметров водной толщи», — поделился Пинский.
Основные барьеры на пути морских инноваций
Получается, что новые технологические решения по исследованию Мирового океана доступны и могут эффективно справляться с поставленными задачами. Тогда чем же обуславливаются низкая степень их внедрения и слабый интерес со стороны крупного бизнеса? По мнению Антона Плешкова, среди основных барьеров стоит выделить особенности прав собственности на информацию, то есть, кто будет ею владеть и распоряжаться, а также стоимость ее получения. На практике самой сложной задачей станет, скорей, не разделение данных между военными и гражданскими нуждами и не определение их законного владельца, а создание единого центра для постановки задач и хранения информации, добавил советник Министра природных ресурсов и экологии Российской Федерации Евгений Петров.
«Данные, конечно, должны принадлежать государству, потому что именно оно несет большую часть затрат. Военным для своих целей необходим очень узкий сегмент — батиметрия и гидроакустика. Основной же объем информации регулярно передается в Академию наук, где они находятся в открытом доступе безо всяких ограничений. Проблема в том, что у нас нет коллективного центра, куда бы вся эта информация стекалась, где можно было бы анализировать Big Data», — подчеркнул представитель Минприроды.
Пока же все данные от исследовательских экспедиций хранятся разрозненно и локализованы в тех учреждениях, которые их организовывали, посетовал Евгений Петров: «С точки зрения постановки задач, в нашей стране не хватает единого органа, ответственного за всю экспедиционную деятельность. Поэтому многие экспедиции дублируются, редко добавляются новые методы, способные увеличивать их ценность. В целом, на данный момент деятельность Минприроды, Минпромторга и Минобранауки в этом направлении между собой очень слабо скоординирована».
Помимо бюрократических препятствий, существуют и проблемы производственного характера, свойственные не только судостроению, но и многим другим высокотехнологическим отраслям — космической, авиастроению и так далее. Речь идет о высоком пороге входа на рынок и долгом пути от разработки до эксплуатации.
Большинство современных морских картографических инструментов — гидроакустические. Однако, по словам Плешкова, область гражданской гидроакустики развита слабо, и компаний, которые занимаются разработкой подобных решений не для военных целей, в России очень мало. «Это объясняется консервативностью данного сегмента рынка и очень высокими барьерами входа на него. Помимо серьезных требований к квалификации персонала, остро стоит и проблема кооперации между разработчиками и судостроительными компаниями», — сказал эксперт.
Чтобы решение начало эффективно работать, оно должно быть установлено на судно, а для этого — заранее спроектировано. Процесс от проектировки до закладки, испытания и вывода в эксплуатацию занимает очень много времени. «По самым оптимистичным оценкам, решение будет поставлено на первое серийное судно, произведенное крупной верфью, лет через десять. К этому времени оно уже проходит некий цикл жизни и, чаще всего, устаревает. — пояснил Плешков. — Если учесть, что минимальный срок службы судна — 20-30 лет, и оно должно выработать свой ресурс, прежде, чем его модернизируют, то становится очевидно, почему быстро двигаться в этом направлении просто невозможно».
Данные на вес золота
Еще одной пока не решенной задачей отрасли остается рентабельность. Можно сколько угодно говорить о глобальных целях устойчивого развития, общечеловеческом благополучии и других радужных перспективах, но факт остается фактом: основная доля затрат на внедрение и эксплуатацию таких картографических решений ложится на владельцев судов и предпринимателей. Если принять во внимание еще и низкий уровень освещения темы морских инноваций, то осторожное отношение бизнеса к передовым технологиям исследования океана начинает выглядеть вполне обоснованно.
«Чтобы максимально увеличить достоверность данных о дне, необходимо внедрение новых решений на практически всех действующих судах, которые находятся в океане и речных системах, не говоря о строящихся. Они должны делать точные измерения, быть достаточно дешевыми для массового производства и установки, эффективны с точки зрения эксплуатации — как говорят, foolproof», — сказал Плешков.
То есть должны быть соблюдены три фундаментальных условия: экономическая эффективность решения, желание либо обязанность судовладельца или собственника судна на установку подобных систем и, наконец, законодательное определение операторов данных и других норм использования оборудования.
Есть и хорошие новости: например, в части хранения больших массивов данных на борту судов сейчас нет никаких ограничений, «так как это самые большие машины в истории человечества», рассказал Виктор Олерский: «На них можно размещать дата-центры значительных размеров, что уже сейчас делают мировые ИТ-гиганты. Ограничением, скорей, выступает передача данных с судов на берег по беспроводным каналам. Пока спутниковая связь остается дорогой и не самой надежной. Однако на протяжении последних десяти лет мы видим стабильное улучшение морской связи, ее удешевление — например, проект спутниковых коммуникаций OneWeb».
Ключевыми технологическими вызовами, считает Олерский, можно назвать онлайн сбор и обработку данных, удешевление носителей исследовательского оборудования, в том числе автономных необитаемых аппаратов, а также повышение точности анализа и моделирования.
Морские инновации: для кого и зачем
Подводя итоги, стоит отметить, что какими бы далекими не казались задачи, которые ставят перед собой исследователи Мирового океана, они напрямую касаются каждого: будь то прорывы в фармацевтике, улучшение экологической обстановки, удешевление топлива или доступ к новым видам товаров и услуг. Использование ресурсов морского дна на основе подобных исследований уже сегодня имеют важное коммерческое значение: около трети всей нефти в мире добывается именно на морском шельфе, подчеркнул Александр Пинский.
Пока Россия не сильно отстает от зарубежных коллег, а в чем-то — например, в области разработки гидроакустических технологий — даже опережает. Однако расслабляться не стоит. Все больше стран подключается к гонке за богатыми ресурсами Мирового океана, начинают заниматься разработкой и добычей минералов в глубоководных районах морского дна за пределами национальных юрисдикций. Так, уже полностью «поделен» самый продуктивный из известных по железомарганцевым конкрециям район Мирового океана — Кларион-Клиппертон в Тихом океане.
«Добыча минералов становится все более актуальным явлением по мере истощения запасов на суше и развития морских технологий, снижающих себестоимость добычи в океане. Безусловно, для этого есть целый ряд еще не решенных никем технологических задач: от подводных добычных комплексов до транспортировки таких ресурсов и обеспечения экологической безопасности добычи. В мире и в России сейчас ведутся первые работы в этом направлении, которое по своим масштабам могут сформировать новую отрасль мировой экономики», — заключил Пинский.
слоев океана — глубоководные существа в море и небе
Ученые разделили океан на пять основных слоев. Эти слои, известные как «зоны», простираются от поверхности до самых крайних глубин, куда свет больше не может проникать. В этих глубоких зонах обитают одни из самых причудливых и очаровательных морских обитателей. По мере того, как мы погружаемся в эти в основном неизведанные места, температура падает, а давление растет с поразительной скоростью. На следующей диаграмме перечислены все эти зоны в порядке глубины.
Схема пяти слоев океана. © Море и Небо
Эпипелагическая зона — Поверхностный слой океана известен как эпипелагическая зона и простирается от поверхности до 200 метров (656 футов). Она также известна как зона солнечного света, потому что именно здесь существует большая часть видимого света. Со светом приходит тепло. Это тепло отвечает за широкий диапазон температур, возникающих в этой зоне.
Мезопелагическая зона — Ниже эпипелагической зоны находится мезопелагическая зона, простирающаяся от 200 метров (656 футов) до 1000 метров (3281 фут). Мезопелагическую зону иногда называют сумеречной зоной или средневодной зоной. На эту глубину проникает очень слабый свет. Именно в этой зоне мы начинаем видеть мерцающие огни биолюминесцентных существ. Здесь водится большое разнообразие диковинных и причудливых рыб.
Батипелагическая зона — Следующий слой называется батипелагической зоной.Иногда ее называют полуночной зоной или темной зоной. Эта зона простирается от 1000 метров (3281 футов) до 4000 метров (13 124 футов). Здесь единственный видимый свет — это свет, производимый самими существами. Давление воды на этой глубине огромно, достигая 5850 фунтов на квадратный дюйм. Несмотря на давление, здесь можно встретить удивительно большое количество существ. Кашалоты могут нырять до этого уровня в поисках пищи. Большинство животных, обитающих на этих глубинах, имеют черный или красный цвет из-за отсутствия света.
Абиссопелагическая зона — Следующий слой называется абиссопелагической зоной, также известной как абиссальная зона или просто бездна. Он простирается от 4000 метров (13 124 футов) до 6000 метров (19 686 футов). Название происходит от греческого слова, означающего «без дна». Температура воды близка к нулю, а света нет совсем. На этих сокрушительных глубинах можно найти очень мало существ. Большинство из них — беспозвоночные, такие как звездочки-корзинки и крошечные кальмары. Три четверти дна океана находится в этой зоне.Самая глубокая из когда-либо обнаруженных рыб была найдена в желобе Пуэрто-Рико на глубине 27 460 футов (8 372 метра).
Хадалпелагическая зона — За абиссопелагической зоной находится запретная хадалпелагическая зона. Этот слой простирается от 6000 метров (19 686 футов) до дна самых глубоких частей океана. Эти районы в основном находятся в глубоких желобах и каньонах. Самая глубокая точка океана находится в Марианской впадине у побережья Японии на высоте 35 797 футов (10911 метров).Температура воды чуть выше нуля, а давление — невероятные восемь тонн на квадратный дюйм. Это примерно 48 самолетов Boeing 747. Несмотря на давление и температуру, здесь все еще можно найти жизнь. На этих глубинах могут процветать беспозвоночные, такие как морские звезды и трубчатые черви.
% PDF-1.5 % 1013 0 объект > эндобдж xref 1013 85 0000000016 00000 н. 0000003297 00000 н. 0000003467 00000 н. 0000003946 00000 н. 0000004426 00000 н. 0000005037 00000 н. 0000005076 00000 н. 0000005257 00000 н. 0000005372 00000 п. 0000005485 00000 н. 0000006082 00000 н. 0000006354 00000 п. 0000006910 00000 н. 0000007355 00000 н. 0000008961 00000 н. 0000009106 00000 п. 0000009596 00000 н. 0000009625 00000 н. 0000010101 00000 п. 0000010476 00000 п. 0000010934 00000 п. 0000013584 00000 п. 0000016199 00000 п. 0000016348 00000 п. 0000016447 00000 п. 0000016527 00000 п. 0000016676 00000 п. 0000016775 00000 п. 0000016851 00000 п. 0000017032 00000 п. 0000017103 00000 п. 0000017184 00000 п. 0000038201 00000 п. 0000052795 00000 п. 0000053082 00000 п. 0000056614 00000 п. 0000056997 00000 п. 0000057235 00000 п. 0000057292 00000 п. 0000057351 00000 п. 0000057433 00000 п. 0000057741 00000 п. 0000057792 00000 п. 0000059789 00000 п. 0000068279 00000 п. 0000068818 00000 п. 0000069106 00000 п. 0000069156 00000 п. 0000069457 00000 п. 0000069507 00000 п. 0000069682 00000 п. 0000069732 00000 п. 0000070233 00000 п. 0000070284 00000 п. 0000070522 00000 п. 0000070579 00000 п. 0000070638 00000 п. 0000070720 00000 п. 0000070947 00000 п. 0000071046 00000 п. 0000071195 00000 п. 0000071422 00000 п. 0000071521 00000 п. 0000071676 00000 п. 0000071872 00000 п. 0000071971 00000 п. 0000072126 00000 п. 0000072887 00000 п. 0000075361 00000 п. 0000075400 00000 п. 0000076105 00000 п. 0000076811 00000 п. 0000077516 00000 п. 0000078222 00000 п. 0000078927 00000 н. 0000079632 00000 п. 0000080338 00000 п. 0000080775 00000 п. 0000081563 00000 п. 0000097782 00000 п. 0000097811 00000 п. 0000097914 00000 п. 0000098279 00000 н. 0000003096 00000 н. 0000001996 00000 н. трейлер ] / Назад 423999 / XRefStm 3096 >> startxref 0 %% EOF 1097 0 объект > поток h ެ] lUϹvgnmwKlJ @ C] ZMÐH] hAѲ_m ݖ PRZh) — Fx0 $> $ 1 млрд
NWS JetStream — Слои океана
Этот поверхностный слой также называется зоной солнечного света и простирается от поверхности до 200 метров (660 футов).Именно в этой зоне существует большая часть видимого света. Со светом приходит нагревание от солнца. Этот нагрев ответственен за широкое изменение температуры, которое происходит в этой зоне, как по широте, так и в любое время года.
Температура поверхности моря колеблется от 97 ° F (36 ° C) в Персидском заливе до 28 ° F (-2 ° C) у Северного полюса.
Взаимодействие с ветром сохраняет этот слой перемешанным и, таким образом, позволяет солнечному нагреву распределяться по вертикали.В основе этого слоя смешения находится начало термоклина.
Термоклин — это область, где температура воды быстро снижается с увеличением глубины и переходный слой между смешанным слоем на поверхности и более глубокой водой.
Типичный профиль температуры морской воды с увеличением глубины.Глубина и сила термоклина меняется от сезона к сезону и от года к году. Он наиболее силен в тропиках и уменьшается до полного отсутствия в сезон полярной зимы.
Ниже эпипелагиали находится мезопелагическая зона, простирающаяся от 200 метров (660 футов) до 1000 метров (3300 футов). Мезопелагическую зону иногда называют сумеречной зоной или срединной зоной, поскольку солнечный свет на этой глубине очень слаб. Температура изменяется в этой зоне сильнее всего, так как именно в этой зоне находится термоклин.
Из-за недостатка света именно в этой зоне у жизни начинает проявляться биолюминесценция.Глаза у рыб крупнее и обычно направлены вверх, они чаще всего видят силуэты других животных (в поисках пищи) на фоне тусклого света.
Глубины от 1 000 до 4 000 метров (3 300 — 13 100 футов) составляют батипелагическую зону. Из-за постоянной темноты эту зону также называют полуночной зоной . Единственный свет на этой глубине (и ниже) исходит от биолюминесценции самих животных.
Температура в батипелагиали, в отличие от мезопелагиали, постоянна. Температура никогда не колеблется далеко от холодных 39 ° F (4 ° C). Давление в батипелагической зоне чрезвычайно велико и на глубине 13 100 футов (4000 метров) достигает более 5850 фунтов на квадратный дюйм! Тем не менее, кашалоты могут нырять до этого уровня в поисках пищи.
Абиссопелагическая зона (или абиссальная зона) простирается от 13 100 футов (4000 метров) до 19 700 футов (6000 метров).Это черный как смоль нижний слой океана.
Название (бездна) происходит от греческого слова, означающего «без дна», потому что они считали океан бездонным. В этой зоне лежит три четверти площади глубоководного дна океана.
Температура воды постоянно близка к нулю, и только несколько существ можно встретить на этих глубинах.
Самая глубокая зона океана, хадальпелагическая зона, простирается от 19 700 футов (6000 метров) до самого дна на высоте 36 070 футов (10 994 метра) в Марианской впадине у побережья Японии.
Температура постоянная, чуть выше точки замерзания. Вес всей воды над головой в Марианской впадине превышает 8 тонн на квадратный дюйм.
Жизнь существует даже в самом низу. В 2005 году крошечные одноклеточные организмы, называемые фораминиферами, разновидностью планктона, были обнаружены в желобе Челленджер-Дип к юго-западу от Гуама в Тихом океане. Самая глубокая рыба, которую когда-либо находили, Abyssobrotula galatheae , находилась в желобе Пуэрто-Рико на высоте 8 372 метра (27 460 футов).
Глубоководный биом — Неукротимая наука
Определение глубины моря
Как определяется глубоководье? Многие устанавливают для этой зоны точный предел глубины: от 1000 саженей (1828 м). Однако условия на точных глубинах варьируются от места к месту, поэтому глубоководный эколог Тони Кослоу определяет это как область, ниже которой может функционировать фотосинтез. В общем, это означает, что все, что ниже 600 футов (200 м), считается глубоким морем. В этом коротком биоме мы обсуждаем морские глубины во время подъема на высоту 2000 футов на самодельной подводной лодке.Мы надеемся, что он будет информативным и полезным, поскольку вы узнаете об этой уникальной среде обитания.
Зоны глубокого моря
Океан — это огромный водоем, простирающийся от тропических вод до холодных полярных регионов, от мелководных морей до глубоких океанских желобов. Океаны покрывают около 71 процента поверхности Земли, и около 90 процентов этой поверхности считается глубоководной (ниже 600 футов). Эта обширная пелагическая область делится на зоны глубокого моря. Каждая зона имеет характерный быт и условия.Ниже приводится краткое описание каждого из них.
Мезопелагическая зона : Мезопелагическая зона, также называемая «Сумеречной зоной», все еще получает свет, но его недостаточно для поддержания фотосинтеза. У организмов есть приспособления, чтобы видеть и не показываться. Глаза животных в этой зоне часто довольно большие, чтобы собирать любой доступный свет. Здесь преобладает биолюминесценция, помогающая существам скрывать свои силуэты от животных под ними. Большинство источников указывают диапазон глубины этой зоны от 200 метров до 700 или 1000 метров, но точная глубина зависит от прозрачности воды, определяющей, где фотосинтез больше не может происходить.
Батипелагическая зона : Мезопелагическая зона становится батипелагической зоной, когда свет больше не проникает в воду. Это глубина, которая в большинстве систем открытого океана составляет около 1000 метров, но может быть намного меньше вдоль береговых линий. Например, в Гондурасе (где Карл Стэнли управляет своей подводной лодкой) глубина ближе к 550 метрам из-за близости к суше. Эта зона также отличается очень низкими температурами (5 или 6 градусов по Цельсию) и очень низкой биомассой организма, и эта тенденция будет продолжаться до тех пор, пока не достигнет дна океана.
Граница между мезопелагической зоной и батипелагической зоной содержит слой глубокого рассеяния — слой рыб, кальмаров, ракообразных и т. Д., Которые мигрируют каждый день из глубин океана на мелководье в ночное время. Ученые заметили огромный рассеянный сигнал гидролокатора, который был глубоким днем и перешел на более мелкую воду с наступлением ночи. Поначалу это вызывало недоумение. Вместо одного гигантского существа, которое двигалось вверх и вниз по водной толще, оказалось, что это бесчисленные маленькие существа, которые ежедневно мигрировали от глубоководной защиты к питанию на мелководье в ночное время.
Абиссопелагическая зона : Эта зона также называется Абиссальной зоной или Бездной — от греческого слова, означающего «бездонное море». Это относится к водам, расположенным непосредственно над континентальным возвышением (примерно на 3000 метров) до примерно 6000 метров. Точную линию между Батипелагической зоной и Абиссопелагической зоной сложно определить, но ее часто определяют как область, где температура воды достигает 4 градусов по Цельсию. Он также отличается темнотой и однородными условиями окружающей среды.
Средняя глубина океана 4000 м (около 2.5 миль), что делает Абиссальную Зону крупнейшей средой обитания на Земле. Он покрывает более 300 000 000 квадратных километров (115 000 000 миль) — около 83% общей площади океана и 60% поверхности Земли.
Условия Абиссальной зоны практически постоянны. Всегда темно и холодно (в среднем 2 градуса Цельсия на высоте 4000 метров). Он спокоен и не подвержен влиянию солнечного света и волнения на море, далеко вверху. Вода очень спокойная, и кислород в воде зависит исключительно от количества растворенного кислорода, которое он имел, когда покинул полярные регионы, из которых происходит вся вода из глубин.Для восполнения запасов кислорода не происходит фотосинтеза, но существа здесь потребляют больше, чем предусмотрено. Концентрация питательных солей (азота, фосфора и кремнезема) одинакова и выше, чем в водах выше, потому что Абиссальная и Хадальская зоны — это области, где мертвые биологические материалы оседают на дно.
Состав морского дна меняется с глубиной. В районах, где морское дно меньше 4000 метров, дно в основном состоит из известковых раковин зоопланктона фораминифер и фитопланктона, таких как кокколитофориды.Если морское дно глубже 4000 метров, раковины имеют тенденцию растворяться, и осадки в основном состоят из коричневых глин, кремнистых остатков радиолярий зоопланктона и фитопланктона, например диатомовых водорослей.
Несмотря на то, что вода у морского дна лишена кислорода, здесь наблюдается всплеск биомассы. Это потому, что сбор осадка дает источник пищи. На этой глубине представлены все основные типы морских беспозвоночных и множество рыб, хотя видов мало, а количество каждого из них невелико.Все, что живет здесь со стеблем, должно расти над этим бедным кислородом слоем, а все, у кого есть ноги, обычно имеет длинные ноги, чтобы ходить по нему. Рыба на таких глубинах часто имеет огромные зияющие нижние челюсти, чтобы просеивать песок и ловить пищу.
Некоторые существа, такие как удильщик, используют комбинацию огромного рта и биолюминесценции для ловли добычи, хотя хищников и падальщиков здесь гораздо меньше, чем у животных, питающихся грязью морского дна и взвешенными веществами.
Животные здесь должны выдерживать давление до 11 000 фунтов на квадратный дюйм.Они, как правило, бывают серыми или черными (для маскировки) и без обтекания (для экономии энергии). Многие из них слепы и, как считается, размножаются очень медленно. Некоторые примеры глубоководной жизни здесь — рыба-тренога, удильщик и гигантский кальмар.
Хадалпелагическая зона : Хадалпелагическая зона или Хадалпелагическая зона — это глубинный слой моря ниже 6000 метров. Встречается почти исключительно в глубоких океанских желобах. Здесь давление огромно, что делает его наименее изученным местом для человечества.На Луне побывало больше людей, чем в Марианской впадине — самой глубокой части океана на высоте примерно 11 021 метр (36 160 футов). (См. Часто задаваемые вопросы NODC)
Пример глубоководного организма: тупоносая шестижаберная акула
Вызовы жизни и адаптации к глубоководным условиям
Intense Pressure : Чем глубже вы погружаетесь, тем сильнее давление. На поверхности существует давление в одну атмосферу; на каждые десять метров, которые вы уходите под воду, давление увеличивается на одну атмосферу.Когда мы были на подводной лодке Карла на высоте 2000 футов, давление в 66 раз превышало давление на поверхности; давление на переводник составляет 905 фунтов / квадратный дюйм. Люди были бы раздавлены на такой глубине (представьте, что вы чувствуете, если бы поставили ведро с водой себе на голову. Затем представьте, как на вас давят тысячи ведер с водой). Один из способов адаптации некоторых животных к этому давлению заключается в том, что у них нет воздушного пространства.
Холодный : Глубокое море имеет чрезвычайно низкие температуры.Фактически, начало Абиссальной зоны удобно определить как область, где вода опускается до 4 градусов по Цельсию. На средней глубине океана от 4000 м средняя температура составляет 2 градуса по Цельсию. Бррр! Рыбы в этой холодной среде очень медленно двигаются и размножаются.
Тьма : Ниже эпипелагической зоны солнечного света недостаточно для фотосинтеза, а ниже мезопелагической зоны солнечный свет не проникает. Животные в этих областях с низким или полным отсутствием света имеют много приспособлений.У некоторых очень большие глаза, чтобы ловить небольшое количество света. Другие излучают свой собственный свет с биолюминесценцией, маскируя свой силуэт, привлекая пищу или привлекая помощника. Считается, что 90 процентов всех глубоководных животных обладают биолюминесценцией. Многие животные при очень слабом освещении имеют прозрачный, красный или черный цвет. В глубоком море красный и черный выглядят одинаково, скрывая животное в темноте.
Низкая биомасса : Большая биомасса находится на поверхности, где обычно наблюдаются разнообразные океанические существа.Спускаясь через толщу воды, биомасса уменьшается до очень небольшого количества. Небольшая биомасса остается относительно постоянной, пока не достигает дна океана, где количество организмов снова увеличивается. Это происходит потому, что глубоководная трофическая сеть подпитывается умирающими растениями и животными, которые тонут в толще воды. По мере того, как мертвый биологический материал тонет, он становится пищей для бактерий и животных, но это лишь временный источник пищи, который быстро приходит и уходит. Последние остатки падающего биологического материала оседают на морском дне, питая глубины.Это скопление мертвых организмов в значительной степени является причиной всплеска биомассы здесь.
Постоянные условия : Хотя постоянство может показаться несложным, это уникальная характеристика морских глубин, которая сформировала эволюцию многих глубоководных животных. Нет суточных или сезонных изменений; день — ночь, а лето — зима в глубоком море. Ледяная вода очень глубокого моря (около 3000 футов) берет начало на полюсах и медленно движется к морскому дну. Условия (включая температуру, соленость и количество кислорода) воды на полюсах — это условия, которые она поддерживает в глубоком море.Животные на этих глубинах, как правило, передвигаются очень медленно, имеют громоздкие и беспорядочные тела и нуждаются в небольшом количестве кислорода. Фактически, морское дно на первые несколько дюймов полностью лишено кислорода. Абиссальная зона удерживает несколько кубических сантиметров кислорода на литр, потому что животным здесь требуется гораздо меньше кислорода, чем доступно.
Биолюминесценция
Биолюминесценция — это получение света в результате химической реакции. Это не следует путать с фосфоресценцией или флуоресценцией.По оценкам ученых, в морских глубинах около 90% организмов обладают способностью производить биолюминесценцию.
Организмы, которые биолюминесцируют в глубоком море, включают морской топорик, удильщик, рыбу-фонарик, сосновую шишку, грызуна, много гремучих грызунов, множество морских загонов, некоторых голожаберников, колоссальных кальмаров и искрящихся кальмаров Enope.
Глубоководный заповедник
Мы подумали, что очень важно завершить наше обсуждение морских глубин, напомнив вам, что морские глубины все еще подвержены некоторым разрушениям.Фактически, сейчас глубоководные траулеры создают огромные проблемы по всему миру. Они очищают дно океана и поднимают все кораллы и донную фауну. Чтобы лучше понять охрану морских глубин, посмотрите это короткое видео, которое мы сделали.
Ссылки на другую полезную информацию о морских глубинах и отличные книги
Зоны океана — WorldAtlas
Океан покрывает более 70% всей поверхности Земли и содержит примерно 97% всей воды.Имея площадь около 361,9 миллиона квадратных километров, это массивный сплошной массив соленой воды, настолько большой, что, по оценкам океанографов, менее 20% исследовано. Хотя существует один глобальный океан, он обычно делится на пять основных бассейнов: Тихий, Атлантический, Индийский, Южный и Арктический.
При средней глубине 3700 метров эксперты также разделили Мировой океан на различные зоны в зависимости от глубины от поверхности для облегчения океанографических исследований.Океан делится на зоны в зависимости от того, насколько далеко достигает свет:
5 зон океана. Изображение предоставлено: VectorMine / Shutterstock.comЗона солнечного света океана
Эта зона солнечного света, названная так в честь своего положения на уровне поверхности, также называемая поверхностной зоной или эпипелагической зоной, простирается вниз на 200 метров или примерно 5% средней глубины океана.В полдень он практически полностью освещен солнцем, поэтому называется зоной солнечного света. Он также считается самым теплым слоем. Обилие естественного света также генерирует тепло, которое проникает в более глубокие воды из-за движения ветра. В зависимости от местоположения температура в эпипелагической зоне может достигать 97 градусов по Фаренгейту или упасть до 28 градусов. Достаточно солнечного света, проникающего через этот слой, чтобы водоросли использовали фотосинтез, который, в свою очередь, создает примерно 50% кислорода в нашей атмосфере.В приповерхностной зоне осуществляется большая часть коммерческого рыболовства, и здесь обитают многие виды животных, в том числе киты, дельфины и акулы, многие из которых часто выходят за пределы поверхности океана.
Сумеречная зона океана
Сумеречная зона или мезопелагическая зона начинается на высоте 200 метров и простирается вниз до 1000 метров, составляя примерно 20% от общей глубины океана.Обычно это очень тусклый регион, но в полдень он получает немного солнечного света, которого достаточно для фотосинтеза. Сумеречная зона на самом деле играет большую роль в регулировании нашей планеты; океан поглощает примерно 25% углекислого газа, выделяемого человеком, и выталкивает его в глубокие глубины океана, не позволяя ему повторно выбрасываться в атмосферу. В отличие от поверхностной зоны, этот второй слой остался относительно нетронутым коммерческим рыболовством, несмотря на то, что он изобилует водной фауной.В мезопелагической зоне эксперты впервые заметили существование биолюминесцентных существ. Температурные перепады здесь самые экстремальные. Частично это связано с термоклином, переходной областью, где более теплая вода быстро уменьшается.
Глубокий океан
Глубокий океан — третий и последний слой — простирается от точки 1000 метров до дна океана, независимо от его глубины.Как минимум, он составляет 75% глубины океана. Это холодный регион, в который совершенно не попадает естественный свет. Организмы, обитающие в этой зоне, биолюминесцентны; то есть они производят и излучают свой собственный свет. Примеры этих существ включают определенные виды планктона, медузы, кальмаров и кошмарную рыбу-дракон. Живя в полной темноте, они обладают светочувствительными глазами, которые позволяют им ощущать присутствие друг друга. Глубокий океан делится на 3 зоны: полуночная зона, бездна и траншеи
. Формы жизни, обитающие в океане, и их приспособления меняются с глубиной.Изображение предоставлено: VectorMine / Shutterstock.comПолуночная зона океана
Полуночная зона, также известная как батипелагическая зона, составляет первую треть глубинного океана в трехслойной модели. Он простирается вниз от 1000 до 4000 метров — это примерно средняя глубина мирового океана.Температура меняется редко, оставаясь на довольно постоянном уровне 39 градусов по Фаренгейту. Как упоминалось ранее, единственный свет в этих регионах исходит не от солнца, а от биолюминесцентных животных, которые используют свои способности для охоты или поиска партнера. Некоторые целыми днями живут в полной темноте. Однако есть несколько морских существ, которые подплывают так далеко, чтобы поесть, например, кашалоты. Фактически, батипелагиали, в пятнадцать раз превышающие размеры эпипелагиали, обычно считаются крупнейшей экосистемой в мире.
Бездна
Бездна (абиссопелагическая зона) — средний слой глубокого океана. Его название происходит от греческого слова , бездна, , что означает «без дна». В соответствии со своим названием, было время, когда древние считали океан бездонной пустотой. Он простирается от 4000 до 6000 метров, что для некоторых регионов мира отмечает морское дно.Температура воды никогда не поднимается выше нуля. В абиссопелагической зоне наблюдается поразительная нехватка жизни; лишь немногие избранные существа могут выдержать огромное давление, например беспозвоночные.
Окопы
Желоба (хадалпелагическая зона) — самая глубокая часть океана.Он простирается за абиссопелагическую зону в тех частях мира, где это физически возможно; обычно это глубокие морские желоба и каньоны. Примером такого чуда является Марианская впадина в Тихом океане, которая отмечает самое глубокое место на Земле на высоте 11034 метра, глубина настолько глубокая, что Эверест полностью погрузился бы под воду, если бы ее поместили на дно. Давление настолько велико, что примерно соответствует весу 48 самолетов Boeing 747. Тем не менее, в этой зоне есть жизнь. abyssobrotula galatheae — вид угря — был обнаружен на высоте 8 372 метра в желобе Пуэрто-Рико в 1970 году.
Обеспечение лучшего понимания
Океан — это обширное водное пространство, которое покрывает большую часть поверхности Земли, чем сушу. Тем не менее, опытным океанографам удалось разделить его на несколько слоев.Хотя существует пересечение между концепциями трех и пяти уровней, особенно в пределах первых двух уровней, в этой статье были рассмотрены уникальные характеристики каждой зоны. Океан остается одним из самых загадочных мест на нашей крошечной голубой планете, но подобные поломки помогают лучше понять его впечатляющее чудо.
Океанических зон и какие существа в них обитают
В предыдущем блоге мы говорили о глубинах океана http: // wp.мне / p5MgcM-InC. Поскольку глубина океана составляет в среднем 3 мили, вас может не удивить, что водная толща неоднородна. Фактически, участки водной толщи в океане различаются по давлению, свету, температуре, кислороду и минеральным веществам. Именно из-за этих элементов в определенных частях океана обитают только определенные морские животные. В этом блоге мы исследуем слои океана и то, какие виды морской жизни обитают в этих слоях.
Водная толща океана состоит из 5 зон.Зона солнечного света, зона сумерек, зона полуночи, бездна и окопы.
Зона солнечного света
Эта зона простирается от поверхности примерно до 700 футов. Именно здесь находится большая часть видимого света, а вместе со светом приходит тепло. Здесь наблюдается широкий диапазон температур. Большинство морских животных живут в этой зоне и питаются фотопланктоном (основой пищевой цепи океана) и более мелкой рыбой. Фотопланктон отвечает за почти половину кислорода Земли, выделяемого в атмосферу.
Сумеречная зона
Эта зона простирается от 700 футов до примерно 3280 футов. Свет, который достигает этой зоны, довольно тусклый. Более крупные рыбы, такие как киты и гигантские кальмары, ныряют на эти глубины, чтобы поесть. Именно в этом регионе мы начинаем видеть биолюминесцентных рыб и всевозможных причудливых рыб.
Полуночная зона
Эта зона простирается от 3280 футов до 13 125 футов. В этой зоне единственный видимый свет излучается самими рыбами.Давление воды на этой глубине огромно — 5850 фунтов на квадратный дюйм. Несмотря на сильное давление, здесь можно встретить большое количество существ. Кашалоты могут нырять на этот уровень, чтобы поесть, а животные, обитающие в этой зоне, из-за недостатка света имеют черный или красный цвет.
Абиссальная зона
Следующая зона простирается от 13 125 футов до 19 690 футов. Температура воды здесь близка к нулю, 32 градуса по Фаренгейту, и совсем нет света.На этих сокрушительных глубинах можно найти очень мало существ. Эти существа — беспозвоночные, такие как морские звезды и крошечные кальмары. Семьдесят пять процентов дна океана находится в этой зоне.
Траншеи
Эта зона простирается от 19 690 до самых глубоких частей океана, которые простираются примерно до 35 797 футов. Температура около нуля, а давление — удивительные восемь тонн на квадратный дюйм. Это примерно вес 48 самолетов Boeing 747.Несмотря на температуру и давление, здесь все еще можно найти жизнь. Фактически, самая глубокая часть океана, где была обнаружена жизнь, составляла 27 460 футов
.В будущих блогах мы продолжим узнавать больше о наших океанах, которые составляют две трети нашей Земли.
(любезно предоставлены фотографиями: Seasky.org)
Глубокое море | Смитсоновский океан
Панировочные сухари
- Дом
- Экосистемы
- Глубокое море
- Глубокое море
Даниэль Холл
Отзыв Карен Осборн, Смитсоновский институт
Содержание
Под поверхностью океана находится загадочный мир, на который приходится более 95 процентов жизненного пространства Земли — он может скрывать 20 памятников Вашингтону, поставленных друг на друга.Но глубокое море остается в значительной степени неизведанным. Когда вы погружаетесь в это огромное жизненное пространство, вы замечаете, что свет начинает быстро угасать. На высоте 650 футов (200 м) весь свет уходит в глаза, и температура резко упала. Погрузитесь глубже, и вес воды выше продолжает накапливаться до огромной сокрушительной силы. Любой свет, который все еще фильтруется, стал полностью черным, оставив только животных и бактерии, которые производят свет, обнаруженный здесь. На высоте 13000 футов (4000 метров) температура колеблется чуть ниже температуры вашего холодильника.На этой глубине мы достигли средней глубины глубоководного дна, места, которое может стать немного мутным. Чем дальше мы ныряем от поверхности, тем меньше доступно новой еды, что значительно усложняет борьбу за выживание. Несмотря на эти суровые условия, есть жизнь — поразительное разнообразие существ, которые поразят ваш разум. Конечно, вы не можете нырнуть в океан в одиночку, но у ученых есть множество сложных технологий для изучения этого обширного рубежа.
В Smithsonian Ocean есть планы уроков, мероприятия и ресурсы, которые помогут вам познакомить ваших учеников с чудесами наших океанов.
Зоны открытого океана
Океанографы делят большую часть средней воды океана на пять широких зон.Самая большая глубина океана примерно на 2 000 метров глубже, чем высота Эвереста — 36 070 футов (10 994 м)! В каждой зоне есть различное сочетание видов, адаптированных к определенному уровню освещенности, давлению, температуре и сообществу. Около трех четвертей площади, покрытой океаном, глубоко, постоянно темно и холодно. Это глубокое море.
Океанографы делят большую часть средней воды океана на пять широких зон. (NOAA)Большинство знакомо с поверхностным слоем, который простирается вниз на 650 футов (200 м) и получает больше всего солнечного света, позволяя фотосинтезирующим организмам, таким как фитопланктон, преобразовывать солнечный свет в энергию.Это дом стай дельфинов, косяков рыб и стай акул. Ученые называют этот высокопродуктивный район эпипелагиалией.
Но большая часть космоса в океане — темный мир. Погрузитесь ниже эпипелагиали, и вы попадете в мезопелагическую зону. Также известная как сумеречная зона, эта область получает только слабый фильтрованный солнечный свет, что не позволяет фотосинтезирующим организмам выжить. Многие животные приспособились к темноте с большими глазами и противосветлением.
Морской огурец плывет в глубоком море.
(NOAA)Начиная с батипелагической зоны, океан полностью лишен света от солнца, луны и звезд. Животные создают свой собственный биолюминесцентный свет и, если они не потеряли его, имеют очень светочувствительные глаза, чтобы видеть свет, производимый другими животными. Температура воды близка к нулю. Путешествуйте глубже, и вы обнаружите абиссопелагическую зону — бездну. И, наконец, самые глубокие уголки океана находятся на дне обрывистых желобов.Эти места заходят в хадалпелагическую зону, места настолько глубокие, что лишь горстка людей когда-либо побывала там.
Мезопелагические
Область океана между 650 и 3300 футов (200-1000 м) называется мезопелагической. До этих глубин почти не проникает свет, но все же здесь процветает натюрморт. В этой зоне очень много кальмаров, криля, желе и рыбы. Около 90 процентов мировой рыбы (по весу) обитает в мезопелагической зоне — около 10 миллиардов тонн рыбы.Только щетиноротые рыбы могут насчитывать около квадриллиона, что делает их самым многочисленным семейством позвоночных (животных с позвоночником) в мире.
Гребневик, найденный во время исследования середины воды. (NOAA)Батипелагический
Батипелагический слой находится на глубине от 3 300 до 13 100 футов (от 1 000 до 4 000 м) под поверхностью океана. Это область, лишенная света (называемая афотической), и при температуре 39 градусов по Фаренгейту (4 градуса Цельсия) здесь очень холодно. Более того, давление более чем в 110 раз выше, чем на уровне моря.Существа в этой зоне должны жить с минимальным количеством пищи, поэтому у многих из них медленный метаболизм. Многие полагаются на морской снег как на основной источник пищи. Для них также характерны мягкие тела и слизистая кожа. Черная миксина, гадюка, удильщик и спящая акула — обычные рыбы, которые называют эту зону своим домом. В то время как что-то вроде угря-грызуна с его массивной расширяющейся глоткой — редкое и удивительное зрелище, и его почти можно принять за инопланетянина. Кальмар-вампир и осьминог-думбо также отваживаются на эти глубины.
Этого редкого осьминога-думбо (Cirrothauma murrayi) часто называют слепым осьминогом из-за отсутствия хрусталика и сетчатки в его глазах. (NOAA)Абиссопелагический
Абиссопелагическая зона простирается от 13 100 до 19 700 футов (4 000-6 000 м) до морского дна или абиссальной равнины. Животные, которые могут выдерживать давление на этой глубине, которое может в 600 раз превышать давление на уровне моря, являются узкоспециализированными. Рыба-тренога — это странность, которую можно найти в этой зоне.Рыба-тренога, которую часто находят отдыхающей на морском дне, может закачивать жидкость в свои удлиненные плавники, делая их похожими на жесткие ходули (или, как следует из их названия, на треногу), иногда в несколько футов высотой. Рыба-гремучая рыба, осьминоги и морские огурцы также хорошо приспособлены к сильному давлению здесь.
Рыба-тренога может закачивать жидкость в свои удлиненные плавники, делая их похожими на жесткие ходули. (NOAA)Hadalpelagic
Хадалпелагик — самая глубокая часть океана, включающая океанические желоба.Он простирается от 19 700 футов (6000 метров) до самого дна Марианской впадины на высоте 36 070 футов (10 994 метра). О существах, обитающих на таких глубинах, известно очень мало. В 2018 году ученые официально описали улитку (Pseudoliparis swirei) на высоте 27000 футов ниже уровня моря, самую глубокую живую рыбу из когда-либо найденных. У моллюсков нет чешуи, у них большие зубы и нет биолюминесценции, в отличие от того, что многие люди представляют для глубоководной рыбы. Это единственная названная рыба на такой глубине.Второй был замечен на видео, однако его еще предстоит запечатлеть и официально описать. Несмотря на удаленность хадалпелагических островов, человечество все еще находит способ вмешаться — на дне Марианской впадины был обнаружен пластиковый мусор.
Среда обитания на морском дне
Как и открытый океан, морское дно делится на отдельные зоны. Прямо у берега находится континентальный шельф, затопленная часть континента. Этот район отличается мелководьем и в основном находится в пределах освещенной солнцем эпипелагиали.По мере удаления от побережья морское дно начнет спускаться через мезопелагическую и батипелагическую зоны на более глубокие глубины. Это континентальный склон, переход между материковой поверхностью Земли и океаническим дном Земли. По мере того, как склон выравнивается на возвышении материка (примерно 19 700 футов или 6000 м), он уступает место абиссальной равнине, протяженному участку, на который приходится примерно 70 процентов мирового морского дна.
Но дно океана состоит не только из плоской и, казалось бы, пустой абиссальной равнины.Места жизни процветают, когда есть пища, и часто эти отдельные глубоководные сообщества полагаются на альтернативные источники химической энергии, которые не происходят от солнца — они придумали способ обойтись тем, что получают.
Замечательная белая губка с коричневыми морскими перьями, розовыми хрупкими звездами и розовым морским пером в правом нижнем углу.
(NOAA)Абиссальная равнина
Абиссальная равнина — это относительно ровное глубокое морское дно.Это холодное и темное место, которое находится на глубине от 3000 до 6000 метров под поверхностью моря. Здесь также обитают приземистые омары, красные креветки и различные виды морских огурцов. Большую часть времени этим существам не хватает еды. Кусочки разлагающегося вещества и экскременты с высоты в тысячи метров должны стечь на морское дно, и лишь небольшая часть ускользнет из голодных челюстей существ наверху. Менее пяти процентов пищи, производимой на поверхности, попадет в бездонную равнину.В основном это происходит в больших количествах в результате цветения фитопланктона. Когда фитопланктон исчезает, животные, которые быстро росли, чтобы съесть его, умирают и опускаются на морское дно.
Китовый водопад
На большей части дна океана крупные животные редки. Небольшая пища, которая льется сверху в виде морского снега, не является ни единообразной, ни достаточно существенной, чтобы питать большое живое существо (хотя есть миллиарды крошечных).Смерть китов и других крупных животных отличается.
Китовые падения происходят, когда кит умирает в поверхностных водах и опускается на дно океана. Деревья, акулы и крупная рыба также могут падать на морское дно и давать пищу. Внезапное прибытие еды побуждает издалека существ собраться и полакомиться мясной тушей. После того, как мясо было разделено и съедено хищниками, прибывают пожиратели костей, так что даже скелета не остается. Через несколько месяцев и лет после падения кита это место станет домом и источником пищи для миллионов существ.
Остатки кита служат пиром для глубоководных существ.
(Ocean Exploration Trust и NOAA ONMS)В течение первого месяца или около того, когда туша кита находится на морском дне, это прибежище для падальщиков издалека. Многих привлекает запах гниющей плоти. В течение нескольких часов после падения спящие акулы, гремучая рыба и черная миксина стекаются к туше, как мотыльки на пламя. Снежные крабы, хрупкие звезды и приземистые омары снуют себе дорогу, и в следующем месяце эти падальщики будут потреблять от 40 до 60 кг мяса в день (88 — 132 фунтов).Безумие кормления также рассеивает кусочки и кусочки, а также питательные вещества в окружающем морском дне, где анемоны, морские звезды, моллюски, черви и другие ракообразные используют пищу. Некоторые китовые водопады могут поддерживать покров из 45 000 червей на квадратный метр — это самая высокая плотность животных во всем океане.
Вскоре скелет очищен, но падение еще далеко от истощения питательных веществ. Китовая кость примерно на 60 процентов состоит из жира по весу, что в 200 раз превышает количество питательных веществ, обычно содержащихся на морском дне.Специально адаптированные черви и улитки пользуются этим пиршеством, проникая во внутреннюю кость с помощью кислоты и поглощая жиры внутри с помощью бактерий. Черви, называемые червями оседаксов, в качестве личинок перемещаются по океанским течениям, а затем оседают на обнаженной кости. Первые из этих личинок развиваются в самок, один конец которых проникает в кость и образует нечто похожее на корни, прорастающие через кость. Другой конец превращается в пернатый веер, который позволяет им извлекать кислород из воды. Личинки, которые прибывают позже или приземляются на другого червя, становятся самцами, но никогда не вырастают дальше личиночной формы.Вместо этого они живут в теле самок как паразиты — иногда более сотни живут в одной самке-хозяине. Ученые обнаружили около 25 видов червей, поедающих кости, с тех пор, как они были впервые обнаружены в 2002 году, и считается, что существует гораздо больше. Некоторые из них — специальные копатели, которые копают внутри кости в поисках жира, в то время как другие разбирают поверхностные слои.
Черви-зомби ( Osedax roseus ) разъедают кости мертвого кита, упавшего на морское дно. (Йошихиро Фудзивара / JAMSTEC)Эти черви содержат бактерии в своих «корнях», которые используют серу в костях для выработки энергии в процессе, называемом хемосинтезом.Другие типы бактерий растут прямо на костях и питаются серой. На одной туше кита было обнаружено до 190 различных типов этих бактерий, и до 20 процентов из них также обитают вокруг гидротермальных жерл.
Нет двух одинаковых сообществ водопадов китов. Размер кита, глубина морского дна и местоположение — все это влияет на типы животных, которые колонизируют этот район, и определяют, сколько времени потребуется для исчезновения скелета. Наши знания о падениях китов основаны на немногих и далеких встречах с ROV и AUV, поэтому, хотя китовых падений мало, по оценкам ученых, они существуют через каждые 5–16 км в Тихом океане.
Гидротермальные источники
Глубоко под поверхностью океана башни извергают кипящую воду из-под земной коры. Это гидротермальные источники.
Гидротермальные источники существуют в вулканически активных областях. Морская вода пробивается сквозь трещины в земной коре, пока не достигает горячей магмы. Когда вода нагревается, она поглощает металлы, такие как железо, цинк, медь, свинец и кобальт, из окружающих пород. Горячая вода поднимается вверх, вынося эти минералы на поверхность морского дна.Там он встречается с прохладной океанской водой, что вызывает химические реакции и образование твердых отложений. Со временем из отложений образуются башни, формирующие классический образ гидротермального источника. Некоторые из них выбрасывают воду, наполненную черным сульфидом железа, и их метко называют «черными курильщиками», в то время как другие выделяют элементы белого цвета, такие как барий, кальций и кремний, и называются «белыми курильщиками».
Многие микробы используют питательные вещества, извергаемые из гидротермальных источников. Этот особый выход представляет собой белый дымоход, названный в честь цвета дыма, выходящего из башен.(NOAA)На первый взгляд кажется маловероятным, что что-то могло жить в такой среде — изрыгание из трещин в земной коре обжигает воду, нагретую до температуры 752 градусов по Фаренгейту (400 градусов по Цельсию), температуры, достаточно высокой, чтобы плавиться. Свинец. Эти вентиляционные отверстия настолько глубоки, что никогда не видны проблески солнечного света. Несмотря на эти препятствия, в этих средах обитания процветают моллюски, мидии, креветки и гигантские черви. Их существование происходит благодаря бактериям.
Жизнь животных у гидротермального источника зависит от энергии, производимой симбиотическими бактериями. Бактерии живут либо внутри тел, либо на поверхности своих хозяев. Но в отличие от большинства форм жизни на Земле, которые используют солнечный свет в качестве источника энергии, эти бактерии производят энергию в результате химической реакции, в которой используются минералы из вентиляционных отверстий.
Эти трубчатые черви рифтии полагаются на микробы, которые производят энергию, используя сероводород, извергающийся из гидротермальных источников. (NOAA)Ученые впервые узнали об этих симбиотических отношениях при изучении трубчатого червя Riftia.Впервые обнаружив гидротермальные сообщества в 1977 году, ученые были озадачены разнообразием и изобилием жизни. Кроваво-красные перья червя фильтруют воду и поглощают кислород и сероводород из вентиляционных отверстий. Сероводород обычно ядовит, но у червя Riftia есть особая адаптация, которая изолирует его от остального тела. В их крови содержится гемоглобин, который прочно связывается как с кислородом, так и с сероводородом. Дальнейшее исследование этих уникальных мест обитания показало, что многие другие существа, живущие у вентиляционных отверстий, также полагаются на симбиотические бактерии.Краб-йети машет руками в воде, чтобы помочь культивировать бактерии на крошечных волосках на руках, которые затем поедает.
Морские озера
Это кажется невозможным — пересечь озеро на дне океана. Но в силу химических и физических свойств воды это, собственно, реальность.
Морские озера — это суперсоленые водоемы, расположенные на дне океана. Чрезвычайная соленость приводит к значительно более плотной воде, чем средняя вода в океане, и, как вода и воздух, они не смешиваются.Разница в соли настолько велика, что, сидя над соленым озером, вы можете визуально видеть поверхность озера — даже волны, когда озеро потревожено.
Эти соленые озера — остатки древних морей, существовавших, когда динозавры бродили по суше. В Мексиканском заливе обнаружено множество соленых озер. Миллионы лет назад, в юрский период, там, где сейчас находится Мексиканский залив, существовало мелкое море. Отрезанное от остального мирового океана, море медленно испарялось, оставляя после себя слой соли глубиной до 5 миль в некоторых местах.К тому времени, когда океан вернулся в этот регион, отложения покрыли соль, изолировав ее от морской воды.
Бассейны с соленой водой устрашающе похожи на подводное озеро. (NOAA)Но когда Скалистые горы начали подниматься и впоследствии разрушаться, дополнительного веса наносов, сброшенных в Мексиканский залив через реку Миссисипи, было достаточно, чтобы сломать печать. Соль естественно легче почвы, и, когда она была сдавлена почвой наверху, она начала подниматься. У поверхности земли он начал смешиваться с морской водой, которая могла просачиваться в отложения.Однако эта смесь все еще была во много раз соленее, чем океанская вода. В результате получается рассольное озеро.
Соленые озера смертельно опасны для морских обитателей. Содержание соли настолько велико, что существа, которые «падают», часто умирают. Их туша, маринованная и консервированная, служит предупреждением о ядовитом ландшафте внизу. Но для многих существ риск того стоит. Соленое озеро также является районом с высоким содержанием метана, и некоторые бактерии могут использовать метан в химической реакции для производства энергии. Такие животные, как мидии и крабы, питаются особыми бактериями у края озера, и часто вдоль берега живут целые сообщества.
Наряду с Мексиканским заливом, соленые озера были обнаружены в Красном море и у побережья Антарктиды.
Холодные выходы
Холодный выход — это место на дне океана, где жидкости и газы, захваченные глубоко под землей, просачиваются до морского дна. Холодный выход получил свое название не потому, что вытекающая жидкость и газ холоднее окружающей морской воды, а потому, что они холоднее, чем температура кипения аналогичного гидротермального источника.
Мидии и креветки в хемосинтетическом сообществе холодного просачивания. Мексиканский залив.
(NOAA)Холодные просачивания образуются в трещинах в земной коре. Трещины выпускают захороненный нефтяной газ и жидкость из глубоких подземных слоев, где они образовывались в течение миллионов лет. Эти жидкости и газы состоят из молекул водорода и углерода, таких как метан. Именно от этих химикатов существа с холодным просачиванием получают свою энергию. Микробы, находящиеся рядом с источниками холода, получают энергию в результате химических реакций, а затем передают энергию симбиотическим партнерам, таким как трубчатые черви, моллюски или мидии.Это привлекает в проливы более крупных хищников, таких как осьминоги и крабы.
Каньоны и подводные горы
Как и на суше, глубокие каньоны могут простираться на сотни миль по морскому дну. Эти каньоны служат местом обитания морских обитателей. Стены, уступы и дно каньонов создают разнообразные среды обитания, многие из которых крутые и размыты течениями, богатыми крошечными частицами пищи, что позволяет множеству морских существ жить там. Скалистые выступы — идеальное место для прикрепления глубоководных кораллов, а илистое дно — мягкое пристанище для зарывающихся в них червей и моллюсков.Рыба тоже находит убежище в стенах каньона, а также хорошее место, чтобы поесть.
Разноцветные кораллы и хрупкие звезды на подводной горе Мэннинг у побережья Новой Англии. (Группа исследования гор в море / NOAA / IFE)Каньоны — горячие точки жизни, потому что они хорошо питаются. Каньон действует как воронка в океане, собирая разлагающуюся материю, берущую свое начало с суши в глубины океана. География каньона также создает потоки движущейся воды, которые задерживают накопленное питание в толще воды, часто доходя даже до более мелких, освещенных солнцем глубин, где растут фотосинтезирующие водоросли.Криль и ракообразные, называемые амфиподами, процветают за счет фитопланктона, и именно массы этого зоопланктона привлекают в каньоны тунцов, рыб-меч и акул.
Подводная гора — это подводная гора, которая может подниматься на тысячи футов над морским дном. Подобно каньонам, подводные горы также влияют на течение воды, часто отклоняя глубокие течения. Их часто можно найти на краях тектонических плит, где магма может подниматься через поверхностную кору. Когда плотные океанические течения, богатые питательными веществами, ударяются о подводную гору, они отклоняются вверх к поверхности, позволяя морской жизни процветать на недавно поставленной пище.Крабы, кораллы, анемоны, морские звезды и многие другие существа делают стены подводных гор своим домом. Около 80 промысловых видов обитают на подводных горах, и многие из них встречаются только вблизи этой среды обитания.
Глубоководные рифы
Это может быть последнее место, где вы ожидаете найти кораллы — до 6000 м (20 000 футов) ниже поверхности океана, где вода ледяная и совершенно темная. Тем не менее, хотите верьте, хотите нет, здесь процветают пышные коралловые сады. Фактически, существует столько же известных видов глубоководных кораллов (также известных как холодноводные кораллы), сколько и мелководных.
Подобно мелководным кораллам, глубоководные кораллы могут существовать в виде отдельных коралловых полипов, в виде колоний различной формы, содержащих множество полипов одного и того же человека, и в виде рифов с множеством колоний, состоящих из одного или нескольких видов. Они также служат средой обитания для глубоководных существ, таких как морские звезды и акулы. Однако, в отличие от мелководных кораллов, глубоководные кораллы не нуждаются в солнечном свете. Они получают энергию и питательные вещества, необходимые для выживания, улавливая крошечные организмы в своих полипах от проходящего тока.
Кораллы водятся в глубоком море.
(NOAA)В поисках еды
Биолюминесценция
В глубоком темном мире все, что светится, выделяется. Но на самом деле получение света на глубине — это скорее норма, чем исключение. Некоторые существа излучают собственный свет, чтобы поймать еду или найти себе пару в процессе, называемом биолюминесценцией.
Ярко-синий гребневик использует биолюминесценцию для свечения.
(NOAA)Животные могут использовать свой свет, чтобы заманить добычу ко рту или даже осветить территорию поблизости, чтобы они могли лучше видеть свою следующую еду.Иногда заманиваемая добыча может быть мелким планктоном, вроде тех, кого привлекает биолюминесценция вокруг клюва осьминога Stauroteuthis. Но свет может обмануть и более крупных животных. Китов и кальмаров привлекает светящаяся нижняя сторона акулы-формочки, которая хватает животных, когда они приближаются. Глубоководный удильщик заманивает добычу прямо ко рту свисающим биолюминесцентным усиком, освещенным светящимися бактериями.
В дополнение к кормлению, существа в глубине души используют свет в ярких дисплеях, предназначенных для привлечения партнеров.Или животные используют мощную вспышку биолюминесценции, чтобы отпугнуть надвигающегося хищника. Яркий сигнал может напугать и отвлечь хищника, а также сбить с толку местонахождение цели. Свет может привлечь даже более крупного хищника, который съест нападающего. Если животному нужно сливаться с окружающим миром, можно использовать биолюминесценцию, чтобы помочь ему в камуфляже с помощью противосветления, отображения света, который помогает им слиться с фоном.
Неизвестное глубоководное существо светится с помощью биолюминесценции.
(NOAA)Вертикальные миграции
В глубоководных районах пищи мало, но это также отличное место, чтобы спрятаться в темноте от голодных хищников. Некоторые существа адаптировали образ жизни, который использует преимущества как обильных поверхностных вод, так и безопасности глубин. Это называется простой вертикальной миграцией.
С заходом солнца рыба и зоопланктон совершают массовые миграции из глубин к поверхности океана. Несмотря на свой небольшой размер (некоторые не больше комара), эти существа могут преодолевать сотни метров всего за несколько часов.Под лунным светом они питаются фитопланктоном, который рос днем. Затем, когда выходит солнце и появляется достаточно света, чтобы хищники снова их видели, зоопланктон возвращается в глубокую тьму. Часто это повторяется каждый день. Вертикальные миграции Diel, вероятно, являются крупнейшей ежедневной миграцией на планете.
Веслоногие рачки — один из многих зоопланктонов, которые ежедневно перемещаются из морских глубин на поверхность. (НАСА)И хотя для многих существ участие в миграции является способом избежать хищников, другие пользуются надежным перемещением потенциальной добычи.Один крошечный планктон, фораминфера, поджидает на пути миграции и ловит проходящих рачков, мигрирующих ракообразных, паутиной из выступающих шипов. Слой этого планктона создает плотное минное поле, через которое крошечные ракообразные могут проплывать на своем пути каждый день. В гонке вооружений эволюции стоит быть на шаг впереди.
Вертикальные миграции Diel — не единственный тип перемещения между мелководьем и глубиной. Привязанные к жизни на поверхности, поскольку им необходим кислород, пригодный для дыхания, многие крупные животные совершат впечатляющие погружения в глубокое море в поисках своей любимой еды.Особенно хорошими ныряльщиками являются кашалоты, южные морские слоны, кожистые морские черепахи, императорские пингвины и клювые киты. Клювый кит Кювье, как известно, ныряет на глубину 9816 футов (2992 м) и может оставаться под водой до 3 часов 42 минуты, что делает его самым глубоким ныряющим млекопитающим в мире.
Морской снег
На большей части океанских глубин еда льется сверху в виде морского снега. Термин «морской снег» используется для обозначения всевозможных вещей в океане, которые начинаются с верхнего или среднего слоя воды и медленно дрейфуют к морскому дну.В основном это отходы, такие как мертвые и разлагающиеся животные, фекалии, ил и другие органические предметы, смытые в море с суши.
Глубоководный кальмар, известный как хлыстовый кальмар, окруженный морским снегом.
(NOAA)
По мере того, как этот материал опускается все глубже и глубже, частицы могут увеличиваться в размере, поскольку более мелкие хлопья слипаются. Из-за большего размера они быстрее проходят через толщу воды, но даже в этом случае путь ко дну может занять от нескольких недель до лет.Ученые узнали больше о перемещении морского снега, используя ловушки для отложений на дне океана. Данные из этих ловушек показали, что 815 миллионов тонн углерода ежегодно достигает дна океана. Эти слои океанской ила являются важными поглотителями углерода: они поглощают разлагающиеся частицы углерода, кладут их на морское дно и, наконец, закапывают.
Но не все частицы заходят так далеко. Их часто едят рыбы или морские млекопитающие во время их медленного падения, просто для того, чтобы их переварили и выбросили в другое место в океане, чтобы цикл снова начался.После завершения путешествия эта разлагающаяся солянка может стать желанным источником пищи для животных, обитающих в глубокой воде и на морском дне, у которых нет надежной пищи в темноте. У некоторых животных, таких как кальмар-вампир и его особые питательные нити, есть специальные приспособления, которые помогают им лучше ловить и есть падающие частицы. Снег также важен для мелких растущих животных, таких как личинки угря, которые в течение нескольких месяцев во время своего развития полагаются на снег. Морские снежные комья также кишат микробами — крошечными организмами, от водорослей до бактерий, — которые образуют сообщества вокруг тонущих частиц.
Инструменты и технологии
Технологии исследования глубин
Нет места на Земле более далекого и чуждого, чем глубокий океан. Но теперь мы можем исследовать все больше и больше частей этого отдаленного царства — благодаря новому поколению невероятных подводных аппаратов .
Исследовательский подводный аппарат «Элвин» использует яркие огни, чтобы осветить темное морское дно. (Пэт Хики / Океанографический институт Вудс-Холла)Некоторые транспортные средства, известные как транспортные средства, занимаемые людьми (HOV), доставляют ученых в глубины моря, чтобы воочию увидеть, что там происходит.Другие виды беспилотных аппаратов позволяют ученым видеть и изучать те места, куда им нельзя попасть. Например, ученые могут управлять дистанционно управляемыми транспортными средствами (ROV) с кораблей на поверхности. Кабель связывает корабли с ROV, ограничивая их мобильность. Автономные подводные аппараты (АНПА) не имеют кабеля, но их необходимо предварительно запрограммировать. Новое поколение гибридных транспортных средств (HROV) сочетает в себе лучшие характеристики ROV и AUV: они могут иметь наземного оператора или опускать кабель и двигаться в одиночку.
В Смитсоновском институте
Проект наблюдения за глубокими рифами
Проект Deep Reef Observation Project (DROP) — это исследовательская программа Смитсоновского института, запущенная для изучения морской жизни и отслеживания изменений на глубоководных рифах в южной части Карибского бассейна.Ученые обращаются к подводным лодкам, чтобы исследовать глубины, слишком большие для подводного плавания. Curasub — это подводная лодка с пилотом на 5 человек, способная опускаться на глубину до 1000 футов. Современная подводная лодка оснащена гидравлическими сборными рукавами, которые позволяют собирать морскую живность и размещать устройства долгосрочного мониторинга на глубоком рифе.
Биологические коллекции в Курасубе у Кюрасао привели к открытию множества новых и редких видов рыб, морских моллюсков, иглокожих и ракообразных.В этом проекте используется таксономический опыт более десятка ученых Смитсоновского института, а также современные молекулярные инструменты, цифровая фотография и видеография для полного документирования видов и генетического разнообразия глубоководных рифов.
Глубоководные кораллы
Как вы изучаете глубоководные коралловые рифы? С подводной лодки. Куратор музея Андреа Кваттрини на протяжении своей карьеры использовала подводные лодки и дистанционно управляемые аппараты для документирования коралловых рифов и видов, которые называют эти подводные «леса» своим домом.Хотя коралловые рифы на мелководье хорошо изучены и любимы людьми, об их глубоководных сородичах известно очень мало. Мы действительно знаем, что многие коммерчески важные виды, такие как креветки, крабы, групперы, морской окунь и окуней, полагаются на глубоководные коралловые рифы в качестве убежища, но это основано только на ограниченном количестве исследований и погружений. Ученые, в том числе Кваттрини, продолжают открывать дополнительные виды, которые называют глубоководные коралловые рифы своим домом, показывая, что еще многое предстоит узнать о морских глубинах.
Жизнь в глубоком море
Что нужно, чтобы жить в глубоком море? Куратор Карен Осборн хочет знать, как и почему животные адаптируются, чтобы выжить в холодной, темной и жесткой среде. Многие животные, обитающие в этой самой большой среде обитания на Земле, очень причудливы и разительно отличаются от своих ближайших родственников. Например, некоторые прилагают огромные усилия, чтобы видеть, создавая огромные луковичные глаза, которые могут улавливать даже малейший проблеск света, в то время как другие полностью теряют любую форму зрения и вместо этого полагаются на усиленное обоняние и прикосновение.