Глубоководная зона Мирового океана¶

Глубоководная зона (англ. the deep sea) — совокупность слоёв водной толщи Мирового океана, расположенных ниже границы шельфа и характеризующихся отсутствием солнечного света, высоким давлением и низкими температурами. В океанологии глубоководьем принято считать пространство от глубины 200 метров и до максимальных отметок океанического дна (около 11 000 метров). Эта область занимает более 60 % поверхности Земли и является крупнейшей средой обитания на планете, однако остаётся наименее изученной её частью.

¶Физические условия

Основным фактором, определяющим специфику глубоководья, является отсутствие фотосинтетически активной радиации. Уже на глубине 200 метров освещённость падает до долей процента от поверхностной, а ниже 1000 метров наступает полная темнота (афотическая зона). Это исключает существование растений и делает невозможным фотосинтез, что коренным образом меняет структуру пищевых цепей.

Давление воды возрастает примерно на 1 атмосферу на каждые 10 метров глубины. На дне океана, в среднем на глубине 3800 метров, давление достигает 380–400 атмосфер, а в Марианской впадине — более 1100 атмосфер. Температура воды в глубоководной толще стабильна и колеблется от +1 до +4 °C, за исключением районов гидротермальных источников, где она может достигать +400 °C (вода остаётся жидкой благодаря высокому давлению).

Солёность в глубоководье близка к средней океанической (около 35 ‰), а содержание растворённого кислорода, как правило, достаточно для дыхания большинства организмов, за исключением так называемых мёртвых зон и застойных котловин, таких как Чёрное море ниже 200 метров.

¶Вертикальная стратификация

Глубоководная зона подразделяется на несколько батиметрических слоёв, каждый из которых характеризуется уникальными условиями и фауной:

• Мезопелагиаль (200–1000 м) — «сумеречная зона». Свет проникает, но недостаточен для фотосинтеза. Здесь обитают рыбы с фотофорами, кальмары и креветки, совершающие вертикальные миграции.
• Батий (1000–4000 м) — зона полной темноты. Давление превышает 100 атмосфер. Типичные обитатели — удильщики, голотурии, стеклянные губки.
• Абиссаль (4000–6000 м) — абиссальные равнины, покрывающие около 50 % дна океана. Фауна разрежена, представлена в основном беспозвоночными: полихетами, равноногими раками, офиурами.
• Хадаль (6000–11 000 м) — глубоководные желоба и впадины. Наибольшее давление и наименьшая изученность. Известны находки амфипод, голотурий и даже рыб семейства липаровых на глубинах до 8300 метров.

¶Биологические адаптации

Жизнь в глубоководье выработала комплекс морфологических и физиологических приспособлений. Биолюминесценция — способность излучать свет — используется более чем 75 % глубоководных организмов для привлечения добычи, отпугивания хищников и коммуникации. Свет производят как сами животные, так и симбиотические бактерии.

Отсутствие света привело к редукции органов зрения у донных видов, тогда как пелагические хищники, напротив, часто обладают крупными трубчатыми глазами, улавливающими малейшие блики биолюминесценции. Многие рыбы (удильщикообразные) имеют огромные рты с длинными зубами и растяжимые желудки, что позволяет заглатывать добычу крупнее себя — следствие низкой плотности населения и редких встреч с пищей.

Высокое давление компенсируется отсутствием газовых полостей (плавательный пузырь у глубоководных рыб либо отсутствует, либо заполнен жиром) и наличием в клетках особых веществ — осмолитов (триметиламиноксид), предотвращающих разрушение белков. Медленный метаболизм и значительная продолжительность жизни (до 200–300 лет у некоторых видов губок и моллюсков) также характерны для глубоководных сообществ.

¶Гидротермальные экосистемы

В 1977 году у Галапагосских островов были открыты гидротермальные источники — «чёрные курильщики», выбрасывающие минерализованную воду с температурой до 400 °C. Вокруг них сформировались уникальные экосистемы, не зависящие от солнечного света. Их основу составляют хемосинтезирующие бактерии, окисляющие сероводород и метан. Эти бактерии вступают в симбиоз с гигантскими трубчатыми червями (рифтиями), двустворчатыми моллюсками и креветками.

Биомасса в таких оазисах в тысячи раз превышает фоновую для абиссали. К настоящему времени открыто более 300 полей гидротермальной активности, каждое из которых обладает эндемичной фауной. Аналогичные хемосинтетические сообщества обнаружены в районах холодных метановых просачиваний (сипов) на континентальных склонах.

¶История исследований

Первые научные сведения о глубоководной фауне получены в XIX веке в ходе экспедиций на британском корвете «Челленджер» (1872–1876), когда были проведены систематические траления с глубин до 5500 метров и описано более 4000 новых видов. В 1934 году Уильям Биби и Отис Бартон на батисфере достигли глубины 923 метра.

В 1960 году Жак Пикар и Дон Уолш на батискафе «Триест» совершили первое погружение на дно Марианской впадины (10 916 метров). В 2012 году режиссёр Джеймс Кэмерон на аппарате «Дипси Челленджер» повторил погружение, а в 2019–2020 годах исследования впадины провели аппараты DSV Limiting Factor. Современные автономные и дистанционно управляемые аппараты (ROV, AUV) позволяют проводить картографирование дна и видеосъёмку без участия человека.

¶Хозяйственное значение и угрозы

Глубоководная зона традиционно использовалась для прокладки трансокеанских кабелей связи и захоронения отходов. С конца XX века растёт интерес к добыче полезных ископаемых: полиметаллических конкреций, кобальтоносных корок и сульфидных руд гидротермальных полей. Основные разведанные запасы сосредоточены в зоне Кларион-Клиппертон в Тихом океане.

Промышленное глубоководное рыболовство ведётся в ограниченных масштабах и ориентировано на виды, устойчивые к перелову (гренадиры, морские окуни, патагонский клыкач). Медленный рост и позднее созревание глубоководных рыб делают их популяции крайне уязвимыми.

Среди антропогенных угроз выделяются загрязнение микропластиком (частицы обнаружены в желудках организмов даже в Марианской впадине), закисление океана вследствие роста концентрации CO₂, а также потенциальное разрушение придонных сообществ при добыче полезных ископаемых. В 2023 году Международный орган по морскому дну (ISA) продолжал разработку правил коммерческой добычи, однако введение моратория на неё поддерживается рядом государств и экологических организаций.

¶См. также

• Абиссальная равнина
• Марианская впадина
• Батискаф
• Хемосинтез

¶Источники

• Виноградова Н. Г. Глубоководная фауна океана // Биология океана. Т. 1. — М.: Наука, 1977.
• Гершанович Д. Е., Елизаров А. А., Савичев А. И. Биологическая продуктивность океана. — М.: Агропромиздат, 1990.
• Кэрролл С. Глубина: погружение в бездну. — М.: Эксмо, 2020.
• Jamieson A. The Hadal Zone: Life in the Deepest Oceans. — Cambridge University Press, 2015.
• Ramirez-Llodra E. et al. Deep, diverse and definitely different: unique attributes of the world’s largest ecosystem // Biogeosciences. — 2010. — Vol. 7.