Глубоководный океан: жизнь под километрами воды¶
Глубоководный океан — это часть Мирового океана, расположенная ниже глубины 200 метров, где на фоне многокилометрового столба воды над дном обитают организмы, приспособившиеся к экстремальному давлению, отсутствию света и низким температурам. Средняя глубина океана составляет около 3700 метров, а максимальная — 10 994 метра в Марианской впадине (жёлоб Челленджер). Вода давит на дно с силой, в сотни раз превышающей атмосферное давление: на глубине 1000 метров оно равно примерно 100 атмосферам, а на дне Марианской впадины — более 1000 атмосфер.
¶Физические условия
¶Свет и температура
Солнечный свет проникает в толщу воды лишь на ограниченную глубину. В верхних 200 метрах — эпипелагической зоне — ещё достаточно света для фотосинтеза. Ниже, в мезопелагической зоне (200–1000 метров), света остаётся столь мало, что зрение большинства животных здесь приспособлено к улавливанию единичных фотонов. Ниже 1000 метров наступает полная темнота — донная (абиссальная) зона, где единственный источник света — биолюминесценция самих обитателей.
Температура воды с глубиной падает: в поверхностном слое она может достигать 25–30 °C в тропиках, на глубине 1000 метров опускается примерно до 4 °C, а у дна в большинстве бассейнов держится в пределах 1–2 °C. Исключение — глубоководные гидротермальные источники, где из трещин выходит перегретая вода, насыщенная минералами, с температурой до 400 °C.
¶Давление
Давление столба воды растёт примерно на 1 атмосферу каждые 10 метров глубины. Организмы глубоководья решают проблему сжатия за счёт отсутствия газовых полостей в теле: у большинства глубоководных рыб нет плавательного пузыря, а ткани пропитаны водой и содержат триметиламиноксид — вещество, стабилизирующее белки под высоким давлением.
¶Зоны глубоководья
| Зона | Глубина, м | Характерные особенности |
|---|---|---|
| Эпипелагическая | 0–200 | Фотосинтез, наибольшее видовое разнообразие |
| Мезопелагическая | 200–1000 | Сумеречная зона, суточные миграции организмов |
| Батипелагическая | 1000–4000 | Полная темнота, низкие температуры |
| Абиссопелагическая | 4000–6000 | Дно равнинных абиссальных областей |
| Ультраабиссальная | >6000 | Жёлобы и глубоководные впадины |
¶Обитатели
Глубоководная фауна насчитывает тысячи видов, из которых значительная часть до сих пор не описана. Среди наиболее известных групп:
- Головоногие моллюски — кальмары-гиганты (Architeuthis), достигающие длины свыше 10 метров, и вуалевые кальмары с крупными глазами.
- Рыбы — удильщики (Ceratioidei) с биолюминесцентными «приманками», рыбы-ножи, глубоководные акулы (катраны, портезии).
- Ракообразные — гигантские амфиподы (Alicella gigantea), достигающие 30 см длины, глубоководные креветки.
- Многоножки — гигантские черви-погонофоры, живущие в трубках и лишённые рта и кишечника; их питание обеспечивают симбиотические бактерии.
Биолюминесценция — производство собственного света с помощью люциферина и фермента люциферазы — распространена у большинства глубоководных организмов. Свет используется для привлечения добычи, общения с сородичами и маскировки (подсветка нижней стороны тела разрушает силуэт на фоне слабого света сверху).
¶Питание и экосистемы
Основной источник энергии для глубоководья — «морской снег»: органические частицы, оседающие из поверхностных вод. Лишь около 1–5 % первичной продукции фитопланктона доходит до глубины 1000 метров, а до самого дна — доли процента. Поэтому глубоководные экосистемы крайне бедны по сравнению с прибрежными.
Но существуют и автономные экосистемы, не зависящие от солнечного света. У гидротермальных источников и холодных сеп (мест выхода метана из осадков) процветают хемосинтетические бактерии, окисляющие сероводород и метан. На них основана пищевая цепь, включающая гигантских трубчатых червей (Riftia pachyptila), моллюсков и ракообразных. Подобные сообщества были открыты в 1977 году у Галапагосского разлома исследователями с батискафа «Алвин».
¶Исследования
Исследование глубоководья началось в XIX веке экспедицией «Челленджера» (1872–1876), впервые промерившей глубины и собравшей образцы глубоководной фауны. В XX веке появились батискафы: «Триесте» в 1960 году с Жаком Пикаром и Доном Уолшем впервые достиг дна Марианской впадины. В 2012 году режиссёр Джеймс Кэмерон на одиночном батискафе «Дипси Челленджер» повторил погружение. В России глубоководные исследования проводятся с помощью аппаратов «Мир-1» и «Мир-2», способных погружаться на глубину до 6000 метров; они использовались, в частности, для изучения затонувшего лайнера «Титаник» и арктического дна.
Источники: «Большая советская энциклопедия», журнал «Природа», материалы Всероссийского научно-исследовательского института океанологии им. Н. Н. Беклемишева, публикации NOAA Ocean Exploration.