розподіл світла
Дуже велике значення, крім солоності, температури і течій, в розподілі життя в океані грає світло і його проникнення вглиб океану. Без світла рослинні організми не можуть розвиватися; чим глибше в воду проникає світло, тим глибше проникають і рослини. Прозорість води надзвичайно різна, - вона більше далеко від берегів і зменшується у внутрішніх морях. Чим більше у воді живих організмів, тим менш вода прозора. Дуже прозорі води морів, особливо красивого густого синього кольору, - це води, мізерні життям. Найпрозоріші моря - Саргасове і Середземне.
Способи вимірювання прозорості води мають свою історію. Довгий час прозорість визначали, опускаючи на глибину білий диск і відзначаючи той момент, коли він перестає бути видимим з борта корабля. Таким способом прозорість води визначається ще й тепер.
Сонячне світло і світло небесного зводу, що досягає поверхні моря, частково відбивається, а в певній частині проникає в товщу води і висвітлює її на більшу чи меншу глибину. Освітленість поверхневих шарів моря залежить від багатьох причин: від географічної широти місця, від сезону року, від хмарності, від висоти сонця над горизонтом, від кількості та стану вологи в атмосфері. Чим нижче сонце над горизонтом, тим менше проникає світла під поверхню моря. Що ж стосується проникнення світла в товщу води, то це обумовлюється кількістю зважених у воді частинок (Сестон), як живих (біосестон), так і неживих (абіосестон). Неживі тіла в свою чергу можна розділити на мінеральні та детрит, або залишки організмів. Кількість світла, що проникає в товщу води, і глибина, на яку він проникає, визначають розвиток в воді рослинних організмів.
Найбільша прозорість води, при визначенні її за допомогою білого диска, була констатована в Саргасовому морі і дорівнювала 66,5 м. У Середземному морі відзначена прозорість до 60 м, в Тихому океані до 59 м, в Індійському океані до 50 м. В Баренцовому морі прозорість не перевищує 45 м, в Північному морі 23 м, в Балтійському 13 м, в Білому 8-9 м. в Азовському морі прозорість не перевищує 2,75 м, а в літній час, коли в воді Азовського моря розвивається величезна кількість одноклітинних водоростей , прозорість може становити всього 10-12 см, т. е. білий диск на цій г Лубіна зникає з очей спостерігача (рис. 48).
Малюнок 48. Зіставлення прозорості води Азовського і Саргассова морів.
Хоча в відкритих морях світло і проникає на дуже велику глибину, проте вже в товщі першого метра він втрачає половину своєї сили, причому червоні промені поглинаються швидше за все, а блакитні і зелені проникають всього глибше. У дестіллірованной воді на глибину в 100 м можуть доходити тільки зелені, блакитні і фіолетові промені. Навіть людське око здатне вловлювати світло на дуже великій глибині. Американець Біб, що опустився в винайденої їм батисфері на глибину 900 м в районі Бермудських островів (Саргасове море), в верхніх 50 м спостерігав зелене забарвлення води, на 60 м - зеленувато-синю або синьо-зелену, на 180 м - ясний синій колір, на 300 м - слабкий червонувато-синій і ще на глибині 580 м вловлював останні сліди світла. Найбільш необхідні для фотосинтезу червоні і жовті промені загасають раніше всього.
Таблиця 9. Проникнення променів світла всередину моря в північній частині Тихого океану
Частини спектру і довжина хвилі
За допомогою різних приладів (фотографічні пластинки, останнім часом різні фотоелектричні прилади) світло вдається констатувати на значно більших глибинах. Однак для розвитку рослинних організмів цього світла вже недостатньо. Процес фотосинтезу вимагає досить великої кількості світла і переважно червоної частини спектра, тому вже на глибині 150-200 м навіть у найпрозоріших морях рослинні організми зникають (рис. 49).
Малюнок 49. Проникнення світла вглиб моря.
Жити рослини можуть і на набагато більшій глибині, але процес фотосинтезу настільки слабшає, що вони вже не можуть створити необхідні для їх харчування речовини. Стан, при якому процес фотосинтезу якраз забезпечує існування самого рослинного організму, називають точкою компенсації. Цей стан відповідає зазвичай дуже незначній глибині (табл. 10).
Таблиця 10. Глибини морів для точок компенсацій
Положення точки компенсації в м
Західне узбережжя Канади
Рослинні організми, що знаходяться глибше, існують вже, мабуть, в умовах світлового голодування. Вони виявляються тут в результаті постійного і неминучого опускання вниз планктонних організмів, позбавлених способів активного пересування.
Нижня межа поширення донної флори в Балтійському морі всього 20 м, біля берегів Ісландії 50 м, в Середземному морі 130-160 м. Що ж стосується найбільшого скупчення рослин, то воно розташовується в більш високих горизонтах, але не в самих поверхневих.
Найбільше скупчення фітопланктону у узбереж північно-західної Європи має місце на глибині 10-30 м, біля берегів Каліфорнії і в Середземному морі на глибині 25-55 м. Глибше фітопланктон існує в більш розрідженому стані. Зазвичай спостерігається слабкий розвиток планктону в поверхневих 10 м може бути наслідком несприятливого впливу прямих сонячних променів, іноді сильного прогріву, іноді значного опріснення і властивих поверхневого шару сильних хвилювань і, само собою зрозуміло, постійно триваючого процесу опускання під впливом тяжкості.
У поширенні рослин в море, в порівнянні із сушею, є кілька характерних особливостей. Рослини в море дають картину набагато більш рівномірного горизонтального розподілу, ніж на суші. Це знаходиться в повній згоді з рівномірністю розподілу в воді світла і розчинених поживних солей, відсутністю в воді фактора недостатній вологості, часто гальмуючого розвиток рослинності на суші, набагато меншою амплітудою коливань температури, відсутністю, наприклад, таких явищ, як вічна мерзлота і низька негативна температура . Але морські рослини розподілені більш рівномірно і в порівнянні з морськими тваринами, оскільки потрібні рослинам поживні ресурси - CO2 (+ світло) і мінеральні речовини - також розподілені рівномірніше, ніж поживні речовини для тварин. Нарешті, рослини слабкіше реагують в своєму поширенні на температурний фактор, ніж тварини.
З нерівномірністю проникнення променів різної довжини хвилі в товщу води пов'язане явище вертикальної зональності в переважної забарвленні тварин і рослин. Тварини дуже часто бувають пофарбовані в додатковий колір до тієї частини спектра, яка проникає на дану глибину, в результаті чого набувають захисну забарвлення, здаються сірими, непомітними. У верхніх горизонтах тварини здебільшого вирізняються в буро-зеленуваті кольору, а глибше в червоні. На великих глибинах, позбавлених світла, тварини бувають здебільшого або пофарбовані в чорний колір або зовсім позбавлені забарвлення (депігментованих). Водорості також дають зміну забарвлення з глибиною - із зеленою на буру, а далі червону, в силу чого в самих верхніх горизонтах переважають зелені водорості, їх змінюють бурі і найглибше йдуть червоні водорості. У рослин забарвлення набуває не захисну роль, як у тварин, а приспособительную до найкращому використанню відповідних променів спектру з метою фотосинтезу.