курс лекций
.pdf
Глава 6. Мировой океан как среда обитания жизни 103
ÐÈÑ. 22. Косатка
задние служат основными органами движения, а передние выполняют роль рулей. Кожа ластоногих толстая, со значительным слоем подкожного жира. К ним относятся ушастые тюлени, настоящие тюлени è моржи (ðèñ. 23).
Ушастые тюлени имеют заметные ушные раковины и при движении по суше используют обе пары ластов. К ним относятся
сивучи, морские котики è морские львы. Наиболее крупными ластоногими являются моржи, обитающие в морях Северного Ледовитого океана и в Беринговом море. Они достигают 4 м длины и веса более 1,5 т. Для моржа характерны клыки верхней челюсти, которыми он вылавливает из грунта моллюсков, защищается от врагов и пользуется при вылезании на лед или сушу.
К семейству настоящих тюленей относятся животные, имеющие несгибающиеся задние ласты. Наружные ушные раковины у них отсутствуют. К настоящим тюленям относятся морской заяц (лахтак), гренландский тюлень, кольчатая нерпа, òþ- лень-монах, морской леопард и самый крупный тюлень — южный морской слон. Его тело имеет длину свыше 5 м, а вес около 2,5 т. У морского слона кожный мешок на голове. При возбуждении он расширяется, достигая 80 см, и напоминает слона.
Морские рептилии. К морским рептилиям (пресмыкающимся) относятся морские черепахи, морские игуаны, морские змеи
и некоторые виды крокодилов.
ÐÈÑ. 23. Ластоногие.
1–3 – ìîðæ: 1 – самец, 2 – самка, 3 – детеныш; 4 – сивуч; 5, 6 – северный морской лев: 1 – самец, 2 – самка; 7–9 – северный морской котик: 7 – самец, 8 – самка, 9 – детеныш; 10 – морской заяц; 11 – обыкновенный тюлень; 12 – кольчатая нерпа; 13, 14 – гренландский тюлень: 13 – самец, 14 – белек; 15 – полосатый тюлень; 16 – серый тюлень; 17 – средиземноморский тю- лень-монах; 18 – морской леопард; 19, 20 – хохлач: 19 – самец, 20 – самка;
21–23 – южный морской слон: 21 – самец, 22 – самка, 23 – детеныш
Глава 6. Мировой океан как среда обитания жизни 105
Морские черепахи имеют обтекаемый панцирь, покрытый роговыми щитками, и невтягивающиеся конечности, превращенные в ласты. Черепахи все время живут в море, выходя на сушу лишь для кладки яиц. Обитают черепахи в экваториальных и тропических водах, иногда заплывая и в умеренные широты. Наиболее крупной из морских черепах является кожистая черепаха,
весом до 600 кг, панцирь которой достигает 2 м в длину. Она обитает в открытом океане, но стад не образует. Быстро плавает, питается рыбами и ракообразными.
Âприбрежных водах и в водных зарослях обитают зеленые че- репахи, длиной до 1 м и весом от 100 до 200 кг. На Галапагосских островах обитают гигантские слоновые черепахи и морские игуаны свыше 1 м длины. Морские змеи населяют все тропические моря Тихого и Индийского океанов. В прибрежных водах Южной Америки, Северной Австралии встречаются крокодилы, которые могут жить в соленой воде и совершать далекие плавания в открытое море.
Âокеане обитают до 250 видов морских птиц. Отличными пловцами являются пингвины, обитающие в Южном полушарии, которые плавают под водой при помощи крыльев, а на суше передвигаются довольно неуклюже. Питаются пингвины рыбой. Между периодами гнездования они удаляются от берега на 1000, а иногда на 2000 км.
Прекрасно плавают и хорошо ныряют гагары (Северный Ледовитый океан), которые могут пребывать под водой свыше двух минут. Ряд других птиц можно встретить далеко от суши, куда они залетают только на время гнездования (это альбатросы è буревестники — отряд трубконосых) (рис. 24). Все остальное время они проводят в океане. Сидят на поверхности океана, пьют морскую воду, питаются рыбой. Альбатросы обитают в умеренных широтах Южного полушария, совершая дале-
106 Глава 6. Мировой океан как среда обитания жизни
кие перелеты до 10 000 км. На острове Крозе (Южный океан) находятся колонии самых больших гнездовий альбатросов в пределах Мирового океана (рис. 25).
Другим обширным отрядом морских птиц являются веслоногие, куда входят пеликаны, бакланы, фаэтоны, фрегаты. Гнездясь на небольших островах, они создают многометровую толщу гуано, птичьего помета. У берегов Перу толщина слоя гуано достигает нескольких десятков метров. Хорошо летают, но плохо плавают и редко садятся на воду фаэтоны и
фрегаты. Типичными прибрежными птицами являются чайки, распространенные во всех частях Мирового океана. В образовании птичьих базаров Северного полушария большую роль играют кайры, чистики, люрики, тупики.
ГЛАВА 7
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД МИРОВОГО ОКЕАНА
7.1. ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ И ИХ РАСПРОСТРАНЕНИЕ
Ïо данным космических снимков и результатов исследований, проводимых экспедициями Ж. И. Кусто, установлено, что свыше 7 млн км2 Мирового океана покрыто
тонкой пленкой нефти, что составляет более 2 % всей его территории. Вот почему защита Мирового океана от загрязнения по праву считается одной из наиболее острых проблем современности. Основные причины загрязнения вод Мирового океана следующие:
1. Промышленные и бытовые отходы. К ним относятся: слив в океан загрязненной воды после промывки емкостей танкеров; выведение в моря и реки промышленной и городской канализации; сброс в океан твердых хозяйственных отходов; поступление с суши различных веществ, используемых в лесном и сельском хозяйстве; утечка всевозможных веществ в процессе судовых операций; аварийные выбросы с судов или подводных трубопроводов; отходы при разработке полезных ископаемых на морском дне; перенос загрязняющих веществ через атмосферу и т. д. Вместе с промышленными водами в океан попадают металлы и кислоты, ядохимикаты и удобрения, отходы химических заводов, промышленный мусор и др. США ежегодно сбрасывают в океан около 50 млн таких отбросов, не считая канализационных и сточных вод, несущих с собой неподдающиеся учету количества бытовых отходов и ядохимикатов. Тонкинский залив, или Бакбо (Южно-Китайское море), вдоль побережья которого расположено около 300 крупнейших химических, машиностроительных и металлургических предприятий, — самый загрязненный в мире. Северное море постоянно засорено отходами промышленности.
108 Глава 7. Загрязнение вод Мирового океана
Предприятия Германии сбрасывают в море ежегодно до 700—800 тыс. т, а предприятия Бельгии до 400 тыс. т. В районы Римского взморья Тибр выносит отбросы и нечистоты многомиллионного города и его окрестностей. Тирренское море удерживает пальму первенства по степени загрязненности, за ним следуют бухты Генуи и Неаполя, побережье Барселоны. В целом Средиземное море по загрязненности следует за Северным. Площадь Средиземного моря составляет 1 % территории Мирового океана,
àзагрязненных стоков получает около 40 %.
2.Загрязнение нефтью. Наиболее распространенным загрязняющим веществом в Мировом океане является нефть. Основными источниками нефтяного загрязнения океана являются выбросы нефти судами с отработанными в моторах водами, промывка емкостей нефтяных танкеров, при заправке в открытом море, а также в результате аварий крупных танкеров. Все эти источники ежегодно поставляют в Мировой океан 6—7 млн т нефти и нефтепродуктов, которые в морской воде подвергаются действию различных физических, химических и биологических процессов.
Физические процессы включают: испарение и химический перенос нефти в атмосферу с брызгами, растворение и образование эмульсий, возникновение нефтяных комочков.
Химические и биологические процессы характеризуются скоростью окисления нефти, микробиологическим разложением, потреблением нефти морскими организмами с последующим переходом по пищевой цепи. Эти процессы зависят в значительной степени от состава нефти и температуры океанических вод (тропические или полярные широты). Особое внимание ученых и мировой общественности к этой проблеме было привлечено в конце ХХ века, после серий катастрофических аварий танкеров и других судов. За последние 30 лет было зарегистрировано более 2000 аварий судов с нефтью. После катастрофы “Торри-Каньон” 118 000 т нефти покрыли пленкой многие сотни километров поверхности моря, а течения и ветры отнесли эту пленку к берегам Европы. Через 11 лет после аварии “Тори-Каньон” возле берегов Англии разбился американский танкер “Амоко-Кадис”, вылив в воду Ла-Манша у берегов Франции 230 000 т нефти. Нефтяное пятно покрыло огромное пространство. Уже через несколько суток нефть подошла к берегам Франции и Великобритании. Опустели пляжи, закрылись отели, и 18 000 персонала курортов Франции и Англии в течение нескольких суток остались безработными. В конце ХХ века у берегов Антарктического полуострова потерпело катастрофу аргентинское
Глава 7. Загрязнение вод Мирового океана 109
судно “Байя Параисо”. Десятки тысяч тонн дизельного топлива вылилось в антарктические воды. Недавняя катастрофа нефтяного танкера у берегов Испании загрязнила воды Средиземного моря и т. д. В результате загрязнения нефтью и нефтепродуктами, а также продуктами радиоактивного распада, поверхности Яванского моря и моря Банда стали самыми загрязненными в мире. В прибрежных водах исчезла морская растительность и погибли многие виды морских организмов. По сей день нефтяная пленка не рассасывается. В заливе Гуанабара (Атлантическое побережье Бразилии) исчезла сардина, так как нефтяная пленка погубила планктонные организмы, которые являются основной пищей сардин. В результате нефтяного загрязнения в северных морях гибнут сотни тысяч птиц, в основном кайры, тупики и молодые альбатросы. Нефтяное загрязнение опасно тем:
1)÷òî ограничивает взаимосвязь океана и атмосферы;
2)снижает испарение воды;
3)уменьшает насыщение воды кислородом;
4)увеличивает отражение солнечной энергии в мировое пространство;
5)снижает проникновение солнечного света в глубины морей, в результате чего замедляется фотосинтез планктона, который является пастбищем для его обитателей. А уменьшение фитопланктона в свою очередь ведет к сокращению поглощения океаном углекислого газа. Под пленкой нефти в Саргассовом море гибнет икра летучих рыб, которую они прикрепляют к саргассам. Сокращение запасов летучих рыб в свою очередь ведет к уменьшению численности других звеньев пищевой цепочки (кальмаров, тунцов).
3. Радиационное загрязнение.
1)Загрязнение Мирового океана радиоактивными веществами неизмеримо возросло после того, как на островах Тихого океана Рождества, Ãóàì, Бикини, Муруроа проводились испытания ядерного оружия. Опасность усугубляется большой стойкостью радиоактивных веществ, способных сохраняться в течение длительного времени.
2)Ядерному загрязнению способствует развитие атомного производства. С развитием атомной промышленности возникла проблема захоронения радиоактивных отходов. В Англии, Голландии и некоторых других странах жидкие отходы средней и низкой радиоактивности сбрасывают в море; в США контейнеры с атомными отходами опускают в систему рек Теннеси, закапывают в землю или в контейнерах опускают в глубоководные части Тихого и Ат-
110 Глава 7. Загрязнение вод Мирового океана
лантического океанов. Накопление радиоактивных веществ в море или повреждение контейнеров неизбежно ведет к опасности заражения водной среды.
3) Усиленное использование на континентах ядохимикатов и удобрений. Ядохимикаты и удобрения попадают в морскую среду двумя путями:
а) со стоком воды из сельскохозяйственных полей; б) из атмосферы.
Мировое производство минеральных удобрений за последние 50 лет возросло до 50 млн т в год. Ученые из агентства по защите окружающей среды (США) сообщили, что произошло радиоактивное заражение морского дна в районе около 120 миль к востоку от границы между штатами Мэриленд и Делавэр и в 35 милях к западу от Сан-Франциско, где в течение 30 лет производились захоронения отработанных атомных и ядерных материалов. Загрязненное плутонием и цезием лабораторное оборудование, одежда, перчатки и даже трупы подопытных животных заливались битумом или цементом в стальных баках и опускались на морское дно. Теперь некоторые из этих баков разрушились, другие сильно проржавели. Радиоактивное загрязнение в этом районе от 3 до 7 раз выше ожидаемого, а на дне Тихого океана на траверзе Сан-Франциско, куда было опущено 47 500 баков, загрязнение от 2 до 25 раз выше ожидаемого. Ученых беспокоит тот факт, что в этих районах существуют сильные подводные течения, которые, естественно, разнесут радиоактивные вещества по значи- тельной акватории океана. В районе Бермудских островов на глубине 4000 м в конце ХХ века США захоронили сотни контейнеров с радиоактивными веществами. Управление по изучению океана и атмосферы США к концу ХХ века завершило исследования о влиянии крупнейшего мегаполиса с населением в 20 млн человек на морскую природную среду вдоль Атлантического побережья, между островами Лонг-Айленд и Нью-Йоркской бухтой. Установлено, что промышленные и бытовые отходы достигают примерно 15 млн м3. В результате нарушается экологическое равновесие. Обнаружены на ракушечных отмелях повышенные концентрации клеточных бактерий, чаще стали наблюдаться случаи заболеваний плавников у рыб, деформация панцирей у крабов.
Начиная с конца ХХ века у южного побережья Ирландии в водах Атлантического океана затапливаются ядерные отходы. Исследователями установлена ненадежность контейнеров, которые
Глава 7. Загрязнение вод Мирового океана 111
рассчитаны на десятилетний срок службы. Ядерная свалка у берегов Ирландии грозит серьезным радиоактивным загрязнением обширных участков морского дна, так как примерно около 7000 т ядерных отходов, собранных в Англии, Бельгии, Голландии, Швейцарии, сбрасывается в этом районе Атлантики с борта специального судна “Топаз”.
В наши дни в водах Мирового океана на атомном топливе (реакторах) работают 195 судов и 300 атомных подводных лодок.
7.2. МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ
Наиболее эффективными методами борьбы с нефтяным загрязнением является механическая уборка нефти с загрязненных пляжей, с поверхности моря. В России, во Франции имеются специально оборудованные суда, которые могут собирать с поверхности до семи тонн нефти в час. В США ведутся эксперименты с системой резиновых камер, позволяющих принять большое количество нефти с аварийного танкера. Специалисты Канады достигли больших успехов в выкачивании большого количества нефти из затонувших танкеров. Ведется бомбардировка остатков потерпевших судов для поджигания нефти или ее затопления с помощью песка или гидрофильных веществ. Все это позволяет предотвратить загрязнение берегов. Нефтяные слики окружают заграждениями, однако погодные условия могут воспрепятствовать таким действиям. Наиболее распространенным способом борьбы с нефтяными разливами в Северном море является применение порошкообразного углекислого кальция. В целом ряде случаев для ликвидации аварийного разлива используются такие естественные материалы, как солома, сосновая кора, морская растительность, древесные опилки, òîðô, каучуковая крошка, вспученная слюда, вулканическое стекло. Применяется измельченная полиуретановая пена. В условиях штормового моря применяются парафины или обработанные парафиновые остатки, распыленные при температуре 70 С. Основная роль самоочищения морской среды от нефти принадлежит бактериям, которых насчитывается около 1500 видов. Для очищения сточ- ных вод применяются адсорбирующие вещества, такие, как измельченный шлак, кирпичная мука и зола.
Трудно бороться пока с радиоактивными загрязнениями. Особое значение придается общей конструктивной прочности ядерных судов, прочности конструкции внутри и вокруг реакторного отсека. Реакторная установка должна быть сконструирована так,
112 Глава 7. Загрязнение вод Мирового океана
чтобы предотвращала неконтролируемую цепную реакцию при всех эксплуатационных и аварийных условиях.
Влияние загрязнения на жизнь в Мировом океане. В последнее десятилетие загрязненность вод Мирового океана уже приняла глобальный характер. Все загрязненные вещества накапливаются в донных отложениях и даже в малых количествах (0,5—1 мг/литр) способны вызывать гибель морских организмов. Ряд крупных рек выносят в океан огромное количество ртути, свинца. За последнее десятилетие содержание свинца в верхнем стометровом слое Атлантики увеличилось в 5—10 раз. Сброс всевозможных отходов способствует уменьшению содержания кислорода и образованию сероводорода (Балтийское море, Северное море). В моллюсках и рыбах, вылавливаемых в этих морях, обнаружена ртуть, а в жире гренландских китов — ядохимикаты.
С каждым годом возрастает сброс в воды Мирового океана и радиоактивных отходов, источниками которых является атомная промышленность. К радиоактивному загрязнению очень чувствительны позвоночные.
Наиболее грозным фактором влияния на жизнь в Мировом океане является нефтяное загрязнение. Общее количество нефти и нефтепродуктов, выбрасываемых в океан, составляет до десятков млн т в год. Особенно велико загрязнение внутренних морей (Северного, Ирландского, Тирренского, некоторых районов Атлантиче- ского и Тихого океанов). Огромные массы нефти попадают в море при авариях танкеров. Попадая в море, нефтепродукты не смешиваются с водой, а образуют на ее поверхности пленку, переносимую течениями на большие расстояния. Эта пленка препятствует обогащению воды кислородом и нарушает фотосинтез. Под влиянием перемешивания и осаждения происходит проникновение нефтепродуктов в глубинные слои и донные отложения. Даже сравнительно небольшое загрязнение воды нефтью нарушает углеводный обмен у рыб, моллюсков и ракообразных. От нефти погибают колонии коралловых полипов, но особенно пагубно нефтяное загрязнение действует на икру рыб. Морские млекопитающие и птицы также страдают от загрязнения. По подсчетам орнитологов, ежегодно в Мировом океане от загрязнения гибнет около 300 тыс. птиц. Различные виды загрязнения океана приводят к нарушению биологического равновесия. Так, например, отмирание диатомовых и зеленых водорослей вызывает “загнивание воды”.