Мир океана. Рассказы о морской стихии и освоении ее человеком
Как утверждают ученые, жизнь на нашей планете зародилась в глубинах океана, а из него распространилась на сушу. Доктор биологических наук Д. Наумов рассказывает о разных точках зрения на происхождение океана, о его освоении и использовании биологических сырьевых ресурсов. Книга иллюстрирована рисунками и фотографиями. Издание рассчитано на самые широкие круги читателей.
Часть I — Соленая купель 2
Глава 1. Бурная история океана 2
Глава 2. География океана 6
Глава 3. Геология океана 9
Глава 4. Вода океана 11
Глава 5. Вечное движение 16
Глава 6. Земля, море, воздух 25
Часть 2 — Человек и океан 32
Глава 1. Мореплаватели от доисторических времен до наших дней 32
Глава 2. Вокруг только вода 42
Глава 3. Дары океана 53
Глава 4. Наука об океане 62
Донат Владимирович Наумов
Мир океана
Д. Наумов родился в 1921 году в Ленинграде. Здесь он учился в школе, был принят в комсомол, стал студентом ЛГУ. Осенью 1941 года вступил в ряды народного ополчения и воевал на Пулковских высотах, под Шлиссельбургом, на Ораниенбаумском пятачке. После ранения вернулся в университет.
Летом 1946 года, будучи студентом второго курса, участвовал в экспедиции на Белое море, где и решил стать морским гидробиологом. В том же году начал работать в зоологическом музее внештатным экскурсоводом. Тогда и определился другой круг его интересов — популяризация науки и педагогическая деятельность.
Д. Наумов изучал низших беспозвоночных животных наших морей, написал две монографии, в 40 лет стал доктором биологических наук.
Он много путешествовал. Принял участие в рейсах научно-исследовательских судов «Витязь», «Дмитрий Менделеев» и «Академик Курчатов».
В его научном багаже свыше 100 печатных трудов и ряд научно-популярных изданий. Некоторые из этих книг переведены и изданы в США, ФРГ и Болгарии.
От автора
Среди девяти больших планет солнечной системы, трех десятков их спутников и сотен астероидов Земля представляет собой единственное исключение: она обладает жидкой оболочкой — гидросферой. Около трех процентов всей влаги планеты приходится на долю озер, рек, внутригрунтовых водоемов и атмосферы, остальная вода заполняет гигантскую чашу, которую мы называем Мировым океаном. Материкам и островам принадлежит менее одной трети поверхности земного шара, а две трети залито соленой океанской водой.
Именно океан придает Земле — третьей от Солнца планете — неповторимое своеобразие; без него она мало чем отличалась бы от второй (Венеры) и четвертой (Марса) планет или от собственного спутника (Луны). Воздействие океана сказывается даже в центральных частях материков на расстоянии тысяч километров от побережья. Обладая огромной теплоемкостью, океан способствует выравниванию температурных условий планеты. Испарения с его поверхности, выпадая в виде осадков, возвращаются реками обратно. Вода, как известно, точит камень. Благодаря ее извечному круговороту постепенно менялся облик суши.
Мировой океан — огромная природная химическая лаборатория. Разнообразные вещества, растворенные в морской воде, постоянно взаимодействуют между собой. Около трех миллиардов лет назад на этой основе зародилась жизнь.
В океанской воде в виде неорганических соединений растворено множество химических элементов, которые можно извлекать для промышленного использования. Уже в настоящее время океан дает 90 процентов мировой продукции брома и 60 процентов магния. Кроме того, из морской воды добывают в значительных количествах натрий и хлор. Есть все основания предполагать, что в течение двух ближайших десятилетий станет экономически целесообразно получать из моря тяжелый водород (дейтерий), золото, марганец, свинец и даже железо. Запасы всего этого в океане практически неограниченны. Так, использование находящегося в воде дейтерия (при коэффициенте полезного действия 10 процентов) позволит удовлетворять постоянно растущие потребности человечества в энергии на протяжении трехсот миллионов лет!
Верхний стометровый слой океанской воды содержит мириады мельчайших фотосинтезирующих одноклеточных водорослей. Благодаря их деятельности выделяется кислород и поглощается растворенный в морской воде углекислый газ. Между водой и атмосферой происходит постоянный обмен газами, тем самым океан играет важнейшую роль в балансе кислорода и обеспечении жизни на всей планете.
Морские растения и животные издавна использовались человеком в пищу; в настоящее время в связи со значительным ростом населения Земли океанский промысел достиг своего предела. Теперь начинается эпоха культивирования в морях растений и животных, подобно тому как это уже в течение тысячелетий делается на суше.
Океан представляет собой колоссальный аккумулятор энергии, которая пока еще почти не используется. Рано или поздно нефть, газ, каменный уголь и радиоактивные руды иссякнут. Тогда океан станет главнейшим источником энергии для промышленных и бытовых нужд.
С незапамятных времен люди бороздят океан; и в настоящее время он служит главным средством транспортных связей между континентами. В 1970 году общая грузоподъемность торгового морского флота превысила 375 миллионов тонн. Огромные лайнеры предоставляют пассажирам все удобства для ближних и дальних морских путешествий.
При всей щедрости океана по отношению к людям его существование имеет и теневую сторону. В периоды войн, которыми так богата история человечества, океан неизменно служил театром военных действий. На его просторах разыгрывалось немало величайших трагедий, ибо каждая воюющая сторона стремилась к военному превосходству на море не менее, чем на суше и в воздухе.
За последние десятилетия ученые-океанологи сделали немало кардинальных открытий, в корне меняющих не только многие прежние представления об океане, но и выходящих за его пределы. Так, благодаря успехам морской геологии была раскрыта одна из тайн строения глубоких недр нашей планеты. Оказалось, что материковая кора значительно отличается от той, которая находится под дном океана. Это открытие послужило отправным пунктом для дальнейших исследований строения и эволюции Земли. Смелые догадки ученых прошлого века, высказывавшихся в пользу подвижности материков, получили новое веское подтверждение. Стал понятен и сам механизм, приводящий в движение континенты, которые перемещаются под воздействием восходящих и нисходящих потоков полужидкой мантии, окружающей тяжелое земное ядро. Так человеку удалось заглянуть в глубь Земли, воссоздать ее облик в разные периоды геологической истории.
Огромных успехов добились также географы, гидрологи, метеорологи, ученые, работающие в области физики, химии и биологии океана. Теперь не только разгаданы причины страшного бедствия — неожиданного нашествия гигантских волн цунами, но появилась возможность предупреждать население прибрежных районов о грозящей опасности. Специальные службы наблюдения и оповещения следят за погодой на всем огромном океанском просторе. Каждый циклон регистрируется при его зарождении, а точный прогноз силы и направления его движения позволяет капитанам судов избегнуть встречи с опасностью.
Совершенно неожиданным для всего ученого мира стало открытие советскими океанологами вихревого характера движения водных масс в области океанских течений. По периферии такого вихря водные струи крутятся с достаточной скоростью. Одновременно, хотя и значительно медленнее, поступательно перемещается его центр. Иногда вихревые кольца отрываются от основного течения и самостоятельно существуют по два-три года, пока их энергия не иссякнет.
Благодаря детальному изучению океанского дна на карте мира появились новые названия. Открыты подводные горы, долины, желоба, целые горные системы. Рельеф дна океана оказался весьма сложным и совсем непохожим на рельеф поверхности суши. Измерена и предельная глубина Мирового океана, там, на одиннадцатикилометровой глубине, даже побывал человек.
Наконец, важнейшие открытия сделаны в области морской биологии. Вопреки веками державшемуся мнению о невозможности жизни на океанских глубинах океан оказался заселенным от поверхности до дна глубочайших впадин. Несколько лет назад среди вечного мрака и холода океанской бездны были обнаружены целые оазисы, густо заселенные дотоле неизвестными видами животных. Жизнь там поддерживается за счет энергии горячих источников, подогреваемых теплом внутренних слоев Земли.
Источник
Доната наумова мир океана
Д. Наумов родился в 1921 году в Ленинграде. Здесь он учился в школе, был принят в комсомол, стал студентом ЛГУ. Осенью 1941 года вступил в ряды народного ополчения и воевал на Пулковских высотах, под Шлиссельбургом, на Ораниенбаумском пятачке. После ранения вернулся в университет.
Летом 1946 года, будучи студентом второго курса, участвовал в экспедиции на Белое море, где и решил стать морским гидробиологом. В том же году начал работать в зоологическом музее внештатным экскурсоводом. Тогда и определился другой круг его интересов — популяризация науки и педагогическая деятельность.
Д. Наумов изучал низших беспозвоночных животных наших морей, написал две монографии, в 40 лет стал доктором биологических наук.
Он много путешествовал. Принял участие в рейсах научно-исследовательских судов «Витязь», «Дмитрий Менделеев» и «Академик Курчатов».
В его научном багаже свыше 100 печатных трудов и ряд научно-популярных изданий. Некоторые из этих книг переведены и изданы в США, ФРГ и Болгарии.
Океан насыщен жизнью. Живые существа имеются в каждой капле морской воды от Северного полюса до берегов Антарктиды и от поверхности моря до дна самых глубоких желобов.
Многие морские организмы настолько малы, что не видны простым глазом — бактерии, простейшие одноклеточные животные и водоросли. Об их существовании мало кто догадывается. Другие обитатели моря, напротив, широко известны — морские рыбы, моллюски с красивыми раковинами, шустрые крабы, жгучие медузы. В океане живут и настоящие гиганты — самые крупные существа, населяющие нашу планету, — киты.
Наша книга посвящена жизни в океане. Здесь пойдет речь о всех тех, кто родился и вырос в соленой морской воде или же проводит в ней значительную часть своей жизни.
Очень трудно представить себе, что океан когда-то был безжизненным. Большинство ученых считает, что примерно 3,5 миллиарда лет назад на Земле установились условия для возникновения жизни. Вокруг была лишь неживая природа: вода, камень, песок — нигде ни зеленого листка, ни одного, даже самого примитивного, животного. Атмосфера над планетой — без кислорода. И в то же время по суше текли реки, по небу плыли облака, шли дожди, гремели грозы.
Сейчас чрезвычайно трудно во всех деталях представить себе процесс возникновения жизни. Совершенно очевидно, что чем моложе была наша планета, тем более примитивные организмы ее населяли. Об этом неоспоримо свидетельствуют ископаемые останки живых существ: их раковины, скелеты, отпечатки мягких частей тела. Специалисты-палеонтологи научились определять время, отделяющее нас от того периода, когда вымершие организмы еще были живы. Самые поздние останки находят ближе к поверхности грунта, самые древние — в его глубине.
Но обнаружение следов былой жизни возможно лишь до известного предела, глубже которого нет никаких органических остатков. Соответствует ли эта граница моменту возникновения жизни? Вряд ли. Дело в том, что самые первые живые существа были крайне примитивны и имели микроскопически малые размеры. От них в древних слоях Земли не сохранилось никаких следов. Известно большое количество современных организмов: бактерий, некоторых одноклеточных простейших животных и растений, лишенных скелета. Вполне вероятно, что подобные им существа населяли нашу планету на заре жизни. Им, в свою очередь, предшествовали еще более примитивные, близкие по организации к современным вирусам. Неизвестно, как долго длился этот период в истории нашей планеты, период, когда ее населяли только ультрамикроскопические обитатели, находящиеся на грани между живыми и неживыми.
В сложной научной проблеме возникновения жизни объяснение путей преодоления этой грани — очень важный раздел. Его решает не палеонтология, а биохимия. Благодаря успехам этой науки стало возможным из неорганического сырья создавать, или, как говорят сами биохимики, синтезировать, белок, то есть самое сложное вещество, из которого построены организмы.
Теперь уже известно, при каких условиях неживое может стать живым. Но вся проблема происхождения жизни этим не решается, так как первые организмы не могли возникнуть непосредственно из воды, камней и ила, их появлению предшествовал не менее длительный период добиологической эволюции.
Существует несколько предположений о том, как неорганические соединения, постепенно усложняясь, превращались в органические и наконец достигли того предела, когда вещество стало существом. Но все специалисты сходятся в одном: жизнь зародилась в океане. Это не традиционное и не скороспелое мнение, оно основано на точных экспериментах и на самых передовых направлениях теории.
Первым его высказал в 1893 году немецкий естествоиспытатель Г. Бунге, обративший внимание на удивительное сходство между кровью и морской водой по составу растворенных в них солей. Позднее теория океанического происхождения минерального состава крови была детально разработана английским физиологом Мак-Келлюмом, который для доказательства этого предположения проделал многочисленные анализы крови различных беспозвоночных и позвоночных животных.
Более того, не только кровь, но вся внутренняя среда нашего организма носит следы морского происхождения жизни. Предельно четко и убедительно об этом сказал известный советский ученый член-корреспондент Академии медицинских наук А. Гинецинский: «Жизнь несомненно возникла в воде. Столь же несомненно, что первые живые существа появились не в пресной воде, а в растворе солей натрия, калия, кальция и магния. Иначе нельзя объяснить тот факт, что клетки всех животных, от самых простых до самых сложных, какова бы ни были среда их обитания, содержат в себе эти ионы и погибают, когда они отсутствуют. В настоящее время никто не сомневается в том, что жизнь возникла в воде океана».
Если биохимики способны в условиях опыта синтезировать сложные органические соединения, то нет ничего удивительного в том, что при соответствующих условиях подобные вещества могли возникнуть и в природе. Предпосылок для этого было вполне достаточно.
В воде океана находились в растворенном состоянии неорганические соли, которые могли свободно взаимодействовать между собой. Энергия для химических реакций поступала от грозовых разрядов, а также в результате воздействия коротких ультрафиолетовых лучей. В настоящее время эти лучи не достигают поверхности Земли, их задерживает слой озона (изомера кислорода), но до появления жизни земная атмосфера была бескислородной.
Вначале из воды и минеральных солей образовались простые органические соединения. В современном океане такие вещества немедленно поглощаются или разлагаются живыми организмами, но древний океан был еще лишен жизни, и существованию органических соединений ничто не угрожало. Они даже не подвергались опасности окисления, так как свободный кислород не был растворен в морской воде той отдаленной эпохи.
В процессе усложнения органических соединений наступил момент, когда их дальнейшая судьба стала подчиняться закону естественного отбора. В этот период в океанской воде содержались вещества столь сложные, что по многим свойствам они не отличались от тех, которые входят в состав тела живых существ. Из огромного набора органических соединений преимущество стали получать такие, молекулы которых обладали свойством удваиваться за счет извлечения подходящего материала из окружающей среды.
От этих сложных молекул до простейших организмов остался один шаг. Теория происхождения жизни, не умозрительная предположительная гипотеза, а именно научно обоснованная теория, каждое звено которой подкреплено фактическими данными космогонии, астрономии, исторической геологии, минералогии, энергетики, физики, химии, в том числе биологической химии, и многих других наук, разработана лишь в последние десятилетия. Наибольший вклад в эту теорию внес советский ученый академик А. Опарин, к трудам которого и следует обращаться всем, кто интересуется проблемой возникновения жизни. Здесь же наиболее важно окончательно убедиться в том, что колыбелью жизни на нашей планете был океан.
Источник