Абиссальная зона
| Водные слои |
|---|
| Стратификация |
| См. также |
Абиссальная зона или абиссопелагическая зона — это слой пелагиали океана . Слово бездна происходит от греческого слова ἄβυσσος ( ábussos ), что означает «бездонный». [1] На глубинах 4 000–6 000 м (13 000–20 000 футов) [2] эта зона остается в вечной темноте. [3] [4] Он покрывает 83% общей площади океана и 60% поверхности Земли. [5] В абиссальной зоне температура составляет около 2–3 ° C (36–37 ° F) на большей части ее массы. [3] воды Давление может достигать 76 МПа (750 атм; 11 000 фунтов на квадратный дюйм).
Из-за отсутствия света нет растений, производящих кислород , который в основном поступает из льда, который давно растаял в полярных регионах . Вода на морском дне этой зоны в значительной степени лишена кислорода, что приводит к смертельной ловушке для организмов, неспособных быстро вернуться в обогащенную кислородом воду наверху или выжить в среде с низким содержанием кислорода. Этот регион также содержит гораздо более высокую концентрацию питательных солей, таких как азот , фосфор и кремнезем , из-за большого количества мертвого органического материала , который стекает из надземных зон океана и разлагается. [3]
Область ниже абиссальной зоны представляет собой малонаселенную зону хадала . [1] Зона выше является батиальной зоной . [1]
Траншеи
[ редактировать ]
Глубокие желоба или трещины, погружающиеся на тысячи метров ниже дна океана (например, срединно-океанические желоба, такие как Марианская впадина в Тихом океане ), почти не исследованы. [6] Ранее только батискаф «Триест» , с дистанционным управлением подводная лодка «Кайко» и « Нерей» . на эти глубины смогли спуститься [7] [8] Однако по состоянию на 25 марта 2012 г. одна машина, Deepsea Challenger, смогла проникнуть на глубину 10 898,4 метра (35 756 футов).
Экосистема
[ редактировать ]Относительная редкость первичных продуцентов означает, что большинство организмов, живущих в абиссальной зоне, зависят от морского снега , который выпадает из океанических слоев выше. Биомасса абиссальной зоны фактически увеличивается вблизи морского дна, поскольку большая часть разлагающегося материала и веществ-деструкторов остается на морском дне. [9]
Состав абиссальной равнины зависит от глубины морского дна. Морское дно выше 4000 м обычно состоит из известковых раковин фораминифер, зоопланктона и фитопланктона . На глубине более 4000 метров ракушки растворяются, оставляя после себя морское дно из коричневой глины и кремнезема от мертвого зоопланктона и фитопланктона. [3] Хемосинтезирующие бактерии поддерживают большие и разнообразные сообщества вблизи гидротермальных источников , выполняя в этих экосистемах ту же роль, что и растения в освещенных солнцем регионах выше. [10]
Биологические адаптации
[ редактировать ]Организмам, живущим на этой глубине, пришлось эволюционировать, чтобы преодолеть проблемы, создаваемые абиссальной зоной. Рыбам и беспозвоночным пришлось эволюционировать, чтобы противостоять холоду и сильному давлению, возникающим на этом уровне. Им также пришлось не только найти способы охотиться и выжить в постоянной темноте, но и процветать в экосистеме, в которой меньше кислорода и биомассы, источников энергии или добычи, чем в верхних зонах. Чтобы выжить в регионе с таким небольшим количеством ресурсов и низкими температурами, у многих рыб и других организмов метаболизм гораздо медленнее, и им требуется гораздо меньше кислорода, чем обитателям верхних зон. Многие животные также двигаются очень медленно, чтобы сохранить энергию. Скорость их воспроизводства также очень медленная, чтобы уменьшить конкуренцию и сохранить энергию. Здешние животные обычно имеют гибкие желудки и рты, поэтому при обнаружении дефицита добычи они могут съесть как можно больше. [10]
Другими проблемами, с которыми сталкивается жизнь в абиссальной зоне, являются давление и темнота, вызванные глубиной зоны. Многие организмы, живущие в этой зоне, в ходе эволюции научились минимизировать внутренние воздушные пространства, например плавательные пузыри . Эта адаптация помогает защитить их от экстремального давления, которое может достигать около 75 МПа (11 000 фунтов на квадратный дюйм). Отсутствие света также породило множество различных адаптаций, таких как большие глаза или способность производить собственный свет ( биолюминесценция ). Большие глаза позволили бы обнаруживать и использовать любой доступный свет, каким бы маленьким он ни был. [3] Обычно животные в абиссальной зоне являются биолюминесцентными, излучая синий свет, поскольку длина волны синего света ослабляется на больших расстояниях, чем волны других длин волн. [12] Благодаря такому недостатку света не нужны сложные конструкции и яркие цвета. Большинство видов рыб стали прозрачными, красными или черными, поэтому они лучше сливаются с темнотой и не тратят энергию на разработку и поддержание ярких или сложных дизайнов. [3]
Животные
[ редактировать ]Абиссальная зона состоит из множества различных типов организмов, включая микроорганизмы, ракообразных, моллюсков (двустворчатые моллюски, улитки и головоногие моллюски), различные классы рыб и, возможно, некоторых животных, которые еще не открыты. Большинство видов рыб в этой зоне относятся к демерсальным или бентопелагическим рыбам. Демерсальные рыбы — это термин, обозначающий рыб, среда обитания которых находится на морском дне или вблизи него (обычно менее пяти метров от него). Большинство видов рыб подпадают под эту классификацию, поскольку морское дно содержит большую часть питательных веществ абиссальной зоны; следовательно, самая сложная пищевая сеть или самая большая биомасса будет находиться в этом регионе зоны.
Организмы абиссальной зоны полагаются на естественные процессы более высоких слоев океана. Когда животные с более высоких уровней океана умирают, их трупы иногда сносятся в абиссальную зону, где ими могут питаться обитающие на глубине организмы. Когда туша кита падает в абиссальную зону, это называется падением кита . Труп кита может создавать сложные экосистемы для организмов на глубине. [7]
Бентосные организмы абиссальной зоны должны были бы иметь морфологические особенности, которые могли бы либо удерживать их от обедненной кислородом воды над морским дном, либо позволять им извлекать кислород из воды выше, а также обеспечивать животным доступ к морскому дну и морскому дну. питательные вещества, находящиеся там. [13] Есть также животные, которые проводят время в верхней части абиссальной зоны, некоторые из которых даже иногда проводят время в зоне непосредственно над ней, батиальной зоне. Хотя существует ряд различных видов рыб, представляющих множество различных групп и классов, таких как Actinopterygii (рыбы с лучевыми плавниками), не существует известных представителей класса Chondrichthyes (такие животные, как акулы, скаты и химеры), которые составляют абиссальную зону. их основная или постоянная среда обитания. Неизвестно, связано ли это с ограниченностью ресурсов, наличием энергии или другими физиологическими ограничениями. Большинство видов Chondrichthyes проникают только на глубину батиальной зоны. [14]
- Рыба-тренога ( Bathypterois grallator ): их среда обитания находится на дне океана, обычно на глубине около 4720 м ниже уровня моря. Из брюшных и хвостового плавников отходят длинные костные лучи. Они смотрят на течение, стоя на своих длинных лучах. Как только они чувствуют поблизости еду, они используют свои большие грудные плавники, чтобы подбросить ничего не подозревающую добычу ко рту. У каждого представителя этого вида есть как мужские, так и женские репродуктивные органы, поэтому, если партнер не может быть найден, они могут самооплодотвориться.
- Осьминог Дамбо : Этот осьминог обычно живет на глубине от 1000 до 7000 метров, глубже, чем любой другой известный осьминог. Они используют плавники на макушке, похожие на хлопающие уши, чтобы парить над морским дном в поисках пищи. Они используют свои руки, чтобы менять направление или ползать по морскому дну. Чтобы бороться с сильным давлением абиссальной зоны, этот вид осьминогов в ходе эволюции лишился чернильного мешка. Они также используют свои нитевидные структурированные присоски, чтобы обнаруживать хищников, пищу и другие аспекты окружающей среды.
- Огонь (род Bassozetus ): не существует известных рыб, обитающих на глубинах больше, чем обыкновенный угорь. Глубина обитания обыкновенного угря может достигать 8370 метров ниже уровня моря. этого животного Брюшные плавники представляют собой специализированные раздвоенные органы, похожие на усики, которые действуют как органы чувств. Во время спаривания кусковые угри издают звуки. У самцов обыкновенного угря две пары звуковых мышц, а у самок - три. [8]
- Глубинный гренадер : Известно, что этот житель абиссальной зоны обитает на глубине от 800 до 4000 метров. У него очень большие глаза, но маленький рот. Считается, что это семелродящий вид, то есть он размножается только один раз, а затем умирает. Это рассматривается как способ сохранения энергии организма и увеличения шансов на рождение здоровых и сильных детей. Эта репродуктивная стратегия может быть очень полезной в условиях низкой энергии, таких как абиссальная зона.
- Pseudoliparis swirei : Марианская улитка или Марианская улитка хадал — вид улиток, обитающий на хадальных глубинах Марианской впадины в западной части Тихого океана. Он известен в диапазоне глубин 6 198–8 076 м (20 335–26 496 футов), включая поимку на глубине 7 966 м (26 135 футов), что, возможно, является рекордом для рыбы, пойманной на морском дне.
Экологические проблемы
[ редактировать ]Изменение климата оказало негативное воздействие на абиссальную зону. Из-за глубины зоны повышение глобальной температуры не влияет на нее так быстро и радикально, как на остальной мир, но зона все еще страдает от закисления океана . В этой зоне также присутствуют загрязняющие вещества, такие как пластик. Пластик особенно вреден для абиссальной зоны из-за того, что эти организмы приспособились есть или пытаются съесть все, что движется или выглядит как детрит, в результате чего организмы потребляют пластик вместо питательных веществ. Как закисление океана, так и загрязнение уменьшают и без того небольшую биомассу, которая находится в абиссальной зоне.
Другая проблема, вызванная человеком, – это чрезмерный вылов рыбы . Несмотря на то, что ни один промысел не может вылавливать организмы где-либо вблизи абиссальной зоны, они все равно могут причинить вред в более глубоких водах. Абиссальная зона зависит от мертвых организмов из верхних зон, опускающихся на морское дно, поскольку в экосистеме отсутствуют продуценты из-за недостатка солнечного света. По мере удаления рыбы и других животных из океана частота и количество мертвого материала, попадающего в абиссальную зону, уменьшается.
Глубоководные горнодобывающие операции могут создать проблему для абиссальной зоны в будущем. Переговоры и планирование развития этой отрасли уже ведутся. Глубоководная добыча полезных ископаемых может иметь катастрофические последствия для этой чрезвычайно хрупкой экосистемы, поскольку добыча глубоководных полезных ископаемых таит в себе множество экологических опасностей. Добыча полезных ископаемых может увеличить количество загрязнения не только в абиссальной зоне, но и в океане в целом, а также физически разрушить среду обитания и морское дно. [4]
Шлейфы отложений, образующиеся в результате горнодобывающей деятельности, могут широко распространяться, воздействуя на фильтраторы и удушая морскую жизнь. Потенциальный выброс токсичных химикатов и тяжелых металлов из горнодобывающего оборудования и нарушенных материалов морского дна может привести к химическому загрязнению, а шум от машин может нарушить поведение и общение морских животных. [15] Физические нарушения морского дна могут разрушить геологические объекты и связанные с ними экосистемы. Кроме того, изменения качества воды и нарушение процессов связывания углерода, при которых органический углерод хранится в глубоководных водах, могут иметь более широкие экологические последствия, в том числе способствовать изменению климата. [16] Медленные темпы изменений в глубоководной среде, а также длительная продолжительность жизни и репродуктивные циклы глубоководных видов означают, что восстановление после таких нарушений может занять десятилетия или столетия. [17] [18] [19]
См. также
[ редактировать ]
- Абиссальная равнина
- Гидротермальное поле Бибе
- Глубокое море
- Глубоководное сообщество
- Глубоководная рыба
- Марианская впадина
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «Бездна» . Словарь.com . Архивировано из оригинала 18 апреля 2009 года . Проверено 27 апреля 2009 г.
- ^ «Батипелагическая зона» . Слои океана . Национальная метеорологическая служба . Проверено 20 декабря 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Нельсон Р. (октябрь 2013 г.). «Глубоководный биом» . Неприрученная наука. Архивировано из оригинала 31 марта 2009 года . Проверено 27 апреля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б Дразен Дж.К., Саттон Т.Т. (январь 2017 г.). «Обед на глубине: экология питания глубоководных рыб» . Ежегодный обзор морской науки . 9 (1): 337–366. Бибкод : 2017ARMS....9..337D . doi : 10.1146/annurev-marine-010816-060543 . ПМИД 27814034 .
- ^ «Интересные факты о зоне Бездны» . sciencestruck.com. 24 сентября 2014 года . Проверено 25 декабря 2020 г.
- ^ Нельсон Р. (апрель 2007 г.). «Бездна» . Дикий класс. Архивировано из оригинала 25 марта 2009 года . Проверено 27 апреля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б «История батискафа Триест» . Батискафтриест.com . Проверено 27 апреля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б «Пропала самая глубоководная подводная лодка в мире» . США сегодня . Gannett Company Inc., 2 июля 2003 г. Проверено 27 апреля 2009 г.
- ^ Линардич, К; Кейт, окружной прокурор (2020). «М2.4 Абиссопелагические воды океана» . В Ките, округ Колумбия; Феррер-Париж-младший; Николсон, Э.; Кингсфорд, RT (ред.). Типология глобальной экосистемы МСОП 2.0: Описательные профили биомов и функциональных групп экосистем . Гланд, Швейцария: МСОП. doi : 10.2305/IUCN.CH.2020.13.en . ISBN 978-2-8317-2077-7 . S2CID 241360441 .
- ^ Jump up to: а б Бреннан Дж. (9 марта 2018 г.). «Животные абиссальной экосистемы» . Наука . Проверено 1 мая 2019 г.
- ^ Шукман, Дэвид (21 февраля 2013 г.). «Обнаружены самые глубокие подводные жерла» . Новости Би-би-си . Проверено 19 мая 2020 г.
- ^ Вигмор Г. «Уникальные зрительные системы глубоководных рыб» . Физика.орг . Проверено 1 мая 2019 г.
- ^ СП Гартнер-младший (1997). «4 Кормление на глубине». Физиология рыб . 16 : 115–193. дои : 10.1016/S1546-5098(08)60229-0 . ISBN 9780123504401 .
- ^ Приде И.Г., Фрёзе Р., Бейли Д.М., Бергстад О.А., Коллинз М.А., Диб Дж.Э., Энрикес К., Джонс Э.Г., Кинг Н. (июнь 2006 г.). «Отсутствие акул в абиссальных районах мирового океана» . Слушания. Биологические науки . 273 (1592): 1435–41. дои : 10.1098/rspb.2005.3461 . ПМК 1560292 . ПМИД 16777734 .
- ^ Миллер, Кэтрин А.; Томпсон, Кирстен Ф.; Джонстон, Пол; Сантильо, Дэвид (10 января 2018 г.). «Обзор добычи полезных ископаемых на морском дне, включая текущее состояние развития, воздействие на окружающую среду и пробелы в знаниях» . Границы морской науки . 4 . дои : 10.3389/fmars.2017.00418 . hdl : 10871/130175 .
- ^ Голлнер, С. (2017). «Воздействие глубоководной добычи полезных ископаемых на микробные экосистемные услуги» . Лимнология и океанография .
- ^ Дувр, CL; Ардон, Дж.А.; Эскобар, Э.; Гьерде, К. (июнь 2017 г.). «Утрата биоразнообразия в результате глубоководной добычи полезных ископаемых» . Природа Геонауки .
- ^ Довер, CL (2017). «Воздействие глубоководной добычи полезных ископаемых на окружающую среду». Наука . 359 (6377): 34–38.
- ^ Левин, Луизиана (2020). «Глубоководная добыча полезных ископаемых: оценка воздействия на окружающую среду» . Ежегодный обзор морской науки . 12 :19–43.