Леса моря. Жизнь и смерть на континентальном шельфе

Куллини Джон

Бесспорно, величайшими океанскими путешественниками были полинезийцы, пришедшие из Азии. В период европейского средневековья эти «викинги восходящего солнца» распространились по всей Океании наперекор ветрам и течениям. За несколько сот лет полинезийцы заселили большую часть островов в центральном и западном районах Тихого океана, многие из которых это крошечные точки суши затерянные в океане.

К тому времени, когда этих вод достигли европейцы, ветры и течения, с которыми нужно считаться, вероятно, уже хорошо были известны исследователям. Сэр Фрэнсис Дрейк и капитан Джеймс Кук, должно быть, прекрасно знали Калифорнийское течение, но в старинных картах таких путешествий, полных восторженных описаний островов и континентов, часто опускались подробности, относящиеся к этим круговым морским дорогам, соединяющим дальние

страны. Возможно, что великие капитаны защищали свои профессиональные интересы и репутацию, а может быть, просто как истинные мореплаватели они помалкивали о таких делах, которые не касались „сухопутных моряков".

Великие морские течения являются главным механизмом, регулирующим температуру на Земле. Большое количество солнечного тепла, получаемого экваториальными районами, уносится к полюсам океанскими течениями, которые к тому же направляют туда и огромные массы воздуха. Течения — творцы климата, им обязаны своим существованием и обильно поливаемые дождями леса в высоких широтах, и безводные прибрежные пустыни. К Тихоокеанскому побережью Америки Калифорнийское течение приходит, уже отдав изрядную долю тепла на дальнем севере. Этот поток холодной воды оказывает унифицирующее влияние на большую часть западного побережья Северной Америки и одновременно создает морскую экологию, совершенно не похожую на ту, которая характерна для Атлантического шельфа. Здесь заметно стерты биогеографические различия между отдельными районами, которые так резко очерчены на восточном побережье. Другие особенности, различающие эти два побережья, являются следствием комбинированного влияния течений и топографии. Тихоокеанская прибрежная зона, ширина которой иногда достигает нескольких сот километров, характеризуется относительно высокой продуктивностью, так как Калифорнийское течение несет огромный и постоянный поток органических веществ из плодородных северных районов Тихого океана. На Атлантическом побережье главный вклад в плодородие прибрежных участков вносят реки, а Гольфстрим по сравнению с Калифорнийским течением стерилен. У Тихоокеанского побережья происходят апвеллинги — подъемы глубинных вод, доставляющие к поверхности питательные вещества. На восточном побережье этого практически не бывает.

Неся холодную воду на юг, Калифорнийское течение одновременно осушает воздух. Оно принимает в себя влагу, приносимую морскими ветрами, дующими в направлении Южной Калифорнии и Калифорнийского полуострова. Именно сухой, мягкий климат ответствен за явление второго порядка: огромную концентрацию населения в районе между Санта-Барбара и Сан-Диего.

Таким образом, ясно, что во многих отношениях взаимодействие относительно круто уходящей в море окраины континента с Калифорнийским течением определяет уникальность этого района. Геологические особенности и закономерности перемещения огромных масс воды — лишь внешнее проявление его своеобразия. Биологические процессы, протекающие у Тихоокеанского побережья, также неповторимы и больше нигде не встречаются у берегов Северной Америки.

III. Плавучие леса

Основу первичных пищевых цепей океана составляет фитопланктон, микроскопические одноклеточные организмы, являющиеся в то же время настоящими растениями. Фитопланктон называют травой моря, но на это растительное сообщество можно также смотреть как на лес, микроскопический в одном отношении и огромный в другом. Большинство участков этого леса незаметно связаны между собой, но в поверхностных слоях моря он распространяется как сплошная зеленая волна. Находится ли он под ярким синим небом или несущимися слоистыми облаками, в мягкой дымке морского тумана или в бурных штормовых волнах, — этот плавучий лес-невидимка во многих отношениях сходен с некогда нетронутым пышным ковром вечнозеленых деревьев, покрывавшим северо-западные прибрежные холмы и простиравшимся далеко в глубь и в верх материка до границ распространения растительности.

Образное сравнение фитопланктона с лесом представляется мне неплохим методом, для того чтобы подойти к рассмотрению сильно отличающихся между собой по масштабам явлений, управляющих основными аспектами жизни в Калифорнийском течении и вдоль него. Весной и летом вдоль побережья дуют сильные северо-западные ветры. Эти воздушные потоки, формирующиеся в зоне высокого атмосферного давления над северными районами

Тихого океана, дуют параллельно Калифорнийскому течению. Поверхностные слои воды у побережья, увлекаемые ветром и течением и непрерывно вынуждаемые поворачивать по часовой стрелке под действием силы Кориолиса, устойчиво движутся на запад. По мере того как эти поверхностные массы воды отгоняются от берега, они заменяются поднимающейся из глубины холодной водой. Достигнув поверхности, вода, в свою очередь, медленно отходит в море. Подобное перемещение воды продолжается до тех пор, пока дует ветер. Непреоборимые физические законы превращают это явление в характерную особенность всего региона.

Апвеллинги, или подъемы воды из глубоких слоев, у побережья северной части Тихого океана наиболее интенсивно и постоянно протекают с конца весны до конца лета (с мая до сентября). Самая большая зона апвел-лингов охватывает район от Пуэнт-Рейес, севернее залива Сан-Франциско, до побережья центральной части штата Орегон. Это явление, однако, характерно не только для вод, прилегающих к берегам Соединенных Штатов, оно наблюдается во многих местах Мирового океана, главным образом вдоль западных побережий континентов. Пожалуй, наибольшего размаха апвеллинги достигают у побережья Перу. Весьма масштабны они и у побережий Британской Колумбии, Калифорнийского полуострова и Панамы.

Отдельные случаи апвеллингов, так же как и крупные океанские поверхностные течения, можно обнаружить при помощи термочувствительного оборудования на борту космических спутников. Однако они дают только поверхностную картину. Возможно, в будущем какой-нибудь оптический прибор, основанный на принципе сканирования, графически изобразит «анатомию» этого процесса, которую с таким трудом, штрих к штриху, воссоздавали океанографы, теоретики и экспериментаторы, манипулируя аппаратурой, спускаемой с борта корабля в глубины морей.

Поверхностные воды, отойдя от побережья, в конце концов снова опускаются. Однако это может произойти в десятках километров от зоны апвеллинга. Ученые считают, что спустя некоторое время развивается непрерывное циклическое движение воды, возникает конвекционная ячейка. Говоря грубо приблизительно, она представляет собой широкую полосу воды, медленно вращающуюся на одном месте вдоль побережья. В ветреную погоду передний край такой полосы смещается вдоль побережья к югу, описывая при этом спираль. Раз установившись, прибрежная конвекционная ячейка медленно перемещает воду до тех пор, пока ее движущая сила, северный ветер, не перестанет дуть на несколько дней. От двух до четырех недель требуется для того, чтобы в пределах одной типичной ячейки вода, органические вещества и планктон в том или ином виде вернулись в исходную точку.

Глубинные воды, поднимающиеся на освещенную солнцем поверхность, несут с собой массу питательных веществ для растений. По сравнению с поверхностными слоями вода из глубин насыщена питательными веществами, возникающими в результате разложения бактериями органических остатков, погружающихся в лишенные солнца глубины. Таким образом, апвеллинг выносит на свет нечто вроде компоста, имеющего очень сложный состав, но зато богатого и способного стимулировать рост водорослей.

В наш век спутников сравнительно нетрудно представить себе, как апвеллинг формируется в водах южного Орегона. Мы даже можем нарисовать в уме картину того, как все большее количество питательных веществ — нитраты, фосфаты, силикаты и другие — насыщает эту широкую полосу моря, пока этот своеобразный водоворот медленно направляется на юг.

Зону апвеллинга легко вообразить себе в виде громадного первого блюда на пышном банкете, в котором участвуют обитатели моря. Но, чтобы понять то, о чем пойдет речь ниже, необходимо перестроить свое воображение на явления совершенно иных, микроскопических масштабов.

Со времени изобретения микроскопа в XVII веке люди стремились при помощи своего интеллекта, воображения и интуиции проникнуть в природу фитопланктонных клеток. Им удалось собрать множество фактов, породивших множество теорий, и все же еще многие грани и нюансы этого микроскопического мира остаются загадочными. Возможно, что еще больше фактов остается за пределами возможностей микроскопа; возможно, что они недоступны даже для самого сложного и чувствительного аналитического инструмента, установленного в тщательно стерилизованной, снабженной кондиционером наземной лаборатории.