На глубине

Кратко рассмотрим, как меняются физические условия в воде морей и океанов в зависимости от глубины. Начнем с давления. В неподвижной жидкости оно растет пропорционально глубине. Понятно, почему: вода несжимаема, и вес столба жидкости растет прямо пропорционально его высоте h. То есть

p = Qgh

где Q — плотность воды (ее масса в 1 см³ или 1 м³);

g — ускорение свободного падения.

Кроме того, поскольку вода находится в покое (в ней отсутствуют течения), то точно такое же давление будет во всех направлениях на данной глубине.

В соответствии с этой формулой столб воды высотой 10 м создает давление 1 кг/см². По любопытному совпадению такова же величина атмосферного давления воздуха: 1 кг/см² равен 1 атмосфере. Это давление действует в том числе и на поверхность жидкости, добавляясь к ее давлению. Следовательно, при погружении человека под воду на глубину 10 м на него кроме воды (1 атмосфера) будет давить и воздух (тоже 1 атмосфера). Значит, полное давление под водой на глубине 10 м будет равно 2 атмосферам. А на глубине 20 м — 3 атмосферам и т. д.

Однако на очень больших глубинах начинает сказываться сжимаемость воды: вследствие сжатия ее плотность в нижних слоях больше, чем на поверхности, и поэтому давление растет с глубиной несколько быстрее, чем по линейному закону Qgh. Добавка давления, обусловленная сжатием воды, нарастает пропорционально квадрату глубины h. На наибольшей глубине океана, равной 11 км, эта добавка составляет почти 3% от полного давления в этом месте.

Несмотря на огромное давление, существующее на таких глубинах, и здесь обитают некоторые животные: различные иглокожие, ракообразные, моллюски, черви, а также глубоководные рыбы. Организмы этих животных приспособлены к существованию в условиях большого давления воды, и точно такое же давление создается внутри их тел.

С глубиной изменяется и температура воды в океане. Сначала понижение ее очень значительно, а затем оно замедляется. На глубинах более 3—4 км температура обычно колеблется от +2 до 0°С.

Из других физических свойств воды для обитающих в морях и океанах живых существ особенно важны малая теплопроводность и очень высокая теплоемкость. Благодаря им температурный режим не меняется так резко, как на суше. Это важно как для холоднокровные так и для теплокровных животных. Водным организмам не нужно приспосабливаться к резким переменам температуры окружающей среды.

Медленно нагреваясь, вода океанов так же неспешно отдает тепло в атмосферу. Поэтому самой теплой вода океанов и морей бывает тогда, когда летний жаркий период на суше уже заканчивается. Вода океанов хранит громадные запасы тепла. Отдавая его воздуху, она существенно влияет на климат окружающих территорий. Средняя температура поверхностного слоя воды Мирового океана равна +17,4°С, а приземного слоя воздуха на поверхности всего земного шара только +14>4°С.

Хищная глубоководная рыба черный удильщик решила для себя проблему освещения

В морской глубине царит мрак, потому что солнечный свет, постепенно угасая, полностью исчезает на глубине 180 м. Это объясняется, прежде всего, тем, что часть солнечных лучей отражается от поверхности воды. Чем ниже солнце над горизонтом, тем больший процент лучей отражается от морской поверхности. Поэтому в арктических морях свет проникает на меньшую глубину, чем в экваториальных водах.

В воду, как уже отмечалось, различные част солнечного спектра проникают на разную глубину. Красные и оранжевые лучи быстро поглощаются первыми метрами воды, зеленые исчезают на глубине 500 м, и только синие проникают до 1500 м. Водорослям особенно нужны красный и оранжевый лучи и в меньшей мере зеленые. Поэтому растения в море встречаются в основном на глубине до 100 м, реже до 200 м. Животные не особо нуждаются в свете и населяют воды океана до максимальных глубин. Их обитатели либо слепые, либо, наоборот, имеют очень развитые органы зрения. Некоторые из глубоководных животных излучают собственный свет.