Почему в холодных морях больше жизни, чем в тёплых? Дело не только в кислороде⁠⁠

Пришло время разобраться почему самая высокая биомасса организмов наблюдается в холодных, а не в тёплых морях. 🤔

Сразу же скажу, что дело тут не в температуре воды. Температура (и не только) влияет на биоразнообразие, которое в тёплых морях выше, но не на биомассу. Приспособиться к жизни в холодных водах удалось меньшему количеству животных, зато научившись сопротивляться низким температурам, они смогли освоить очень “тучные” зоны.

🦈 Где будет больше всего животных?

Там, где больше всего растений, т.е. пищи, с которой стартует большинство пищевых цепочек.

🌱А где будет больше всего растений?

Там, где есть солнце и биогенные, минеральные вещества, необходимые для роста и размножения главных продуцентов нашей планеты.

Урожай фитопланктона, который можно собрать в морях поражает. В мировом океане производится около 550 миллиардов тонн зелёной массы в год. С одного гектара в океане собирается в три раза больше продукции, чем с гектара луга. 😱

Bedal, Распределение хлорофилла (показателя биомассы фитопланктона) по акватории Атлантического океана. Усредненная картина для года. Окрашенные в синий цвет центральные части океана наиболее бедны фитопланктоном. Более высокая концентрация показана зеленым цветом, еще более высокая — желтым, а самая высокая — оранжевым. Прибрежные районы всегда богаче биогенными элементами и, соответственно, фитопланктоном. По данным NASA. Часть карты с сайта www.nasa.gov

Потребность в еде. 🐙

Для того чтобы буйным цветом плодился фитопланктон, состоящий в основном из микроскопических диатомовых водорослей, необходимы солнце и вода, насыщенная минеральными веществами (биогенами) . А большая часть минеральных веществ находится, ожидаемо, на дне, так как именно туда падает вся отмершая органика.

На помощь фитопланктону приходят “Апвеллинги”, т.е. движение воды к поверхности океана. Именно апвеллинги занимаются тем, что поднимают со дна массы биогенных элементов: много фосфора, азота, кальция и др.

Перечень важнейших биогенов, без которых жизнь сложна)

На Земле есть несколько основных зон, где всегда идут апвеллинги.

🌊 Это несколько крупных прибрежных апвеллингов, появляющихся из-за силы Кориолиса. Упрощённо - это сила из-за которой ветровые течения в северном полушарии закручиваются вправо, а в южном полушарии - влево. Эти ветра направляют водные массы таким образом, что у некоторых берегов вода начинает подниматься со дна.

Именно благодаря прибрежным апвеллингам у берегов Перу процветает рыбная ловля. Там в колоссальных объёмах ловят анчоус, питающийся плодящимся фитопланктоном.

🌊 Это апвеллинги вдоль линии экватора, которые появляются из-за того, что от линии экватора к югу и северу дуют ветра, как бы сдувая верхнии водные слои, что приводит к так называемому экмановскому транспорту и подъёму более глубоких слоёв воды с биогеннами к поверхности.

🌊Наиболее сильные апвеллинги наблюдается в холодном Южном океане, у берегов Антарктиды. Огромные массы воды, идущие с разных сторон Земли, встречаются у берегов самого южного континента, сталкиваются и поднимаются к поверхности, унося огромные массы биогеннов.

Часть биогеннов падает обратно на дно, но то, что успело всплыть, даёт пищу для развития огромных биомасс организмов.

🌊 Также существуют апвеллинги, возникающие из-за движения тропического циклона. Завихрение циклона разводит воду и как бы вытягивает нижние более холодные слои вод к поверхности.

Схемы движения воды в мировом океане

Мы обсудили откуда растения берут так необходимые им для бурного роста биогены. 🌿

Теперь вспомним о животных, которым для жизни не так принципиально солнце, как для растений. Животным будет важна еда и кислород, концентрация которого постепенно снижается, чем глубже погружается животное. 🐋🐋🐋

Кислород в океане 🌊

Много кислорода растворено в верхних слоях воды, но чем глубже, тем меньше кислорода будет проникать в воду.

Получается, чем глубже мы опускаемся, тем меньше должно наблюдаться аэробной (дышащей кислородом) жизни, но на помощь глубинным аэробам приходят “Даунвеллинги”, а именно, движение воды с поверхности в глубину.

🌀Причина большинства даунвеллингов также в силе Кориолиса. Она организует прибрежные апвеллинги и даунвеллинги, приводя к экмановскому переносу воды.

☃️ Также большие даунвеллинги наблюдаются в полярных зонах.

Там из-за холода образуются толстые корки льда, при этом в лёд уходит вода, а соль остаётся, концентрируясь в океане. Получается, на полюсах вода наиболее солёная и следовательно плотная. Чем плотнее вода, тем она тяжелее.

Эта тяжёлая холодная вода с поверхности океана погружается на дно, забирая с собой много кислорода. За счёт погружения воды у полюсов, даже на глубинах в несколько километров животным есть чем дышать.

🐙 Вот жизнь в Марианской впадине и других глубоких местах мирового океана возможна именно благодаря богатым кислородом водам, пришедшим с холодных полюсов.

🤔 Что же получается в сухом остатке?

Аппвеллинги являются причиной буйного роста фитопланктона и появления еды, а даунвеллинги причиной кислородного снабжения вод. Где много фитопланктона, там много и зоопланктона, а также более крупных животных. Биомасса огромная, а вот биоразнообразие низкое. Таков парадокс холодных и тёплых вод нашей Земли)

В прошлом посте рассказывала о позвоночном животном, чья биомасса по некоторым оценкам является самой высокой в мире. Где бы вы думали кормится это животное? Да) Именно в Южном океане, самом урожайном участке планеты.

Тюлень-крабоед

Буду рада ваши комментариям и подпискам))

Во многом эта мини-статья создавалась на основе трудов океанолога с мировым именем Е.М.Емельянова, в частности книги "Океан. Известный и загадочный" под его авторством, книги И.А. Жиркова "Жизнь на дне. Био-экология и био-география бентоса"
Статья про апвелинги в Южном океане: https://physicstoday.scitation.org/doi/10.1063/PT.3.2654

Сайт с информацией по океанам: https://web.archive.org/web/20170213224759/https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/geos/oo.html