Фосфаты в водах мирового океана

   Фосфаты представляют собой неорганические растворенные соединения, являющиеся солями фосфорной кислоты (Н3РО4). По оценке В.В. Мокиевской, они составляют около 90% фосфора, содержащегося в океанических водах. На долю органического фосфора приходится 5 - 7%, а на его соединения во взвешенном состоянии - 3 - 5%.

   При подготовке данной главы из всех биогенных веществ Мирового океана оказалось возможным получить представления о закономерностях, свойственных только полю фосфатов.

   Развитие жизни в каждом конкретном месте Мирового океана обусловлено в конечном счете особенностями формирования первичной продукции, которая определяется зависимостью между интенсивностью поглощения фитопланктоном питательных солей и скоростью их поступления в зону фотосинтеза. Практически решающее значение имеет баланс фосфатов и органически связанного азота, поглощаемых одноклеточными водорослями наиболее активно. Количество кислорода в поверхностных водах близко к насыщению, а солнечной энергии повсеместно достаточно, исключая полярные районы, где, кроме того, менее благоприятны и термические условия.

   Восполнение биогенных продуктов, потребляемых водорослями, происходит за счет поступления их с речным стоком, атмосферными осадками, переносом пылеватых частиц ветром с суши, разрушением берегов и выносом веществ из глубин океана в местах подъема вод. Каков удельный вес каждого из этих источников поступления биогенов в Мировой океан, можно судить по данным приведенной ниже таблицы.

Количество биогенных веществ, поступающих в Мировой океан за год (по М. В. Федосову)
 

Источник поступления 

 Количество

 Примечание

 в 109 тонн сухого веса  в % 

 Вынос речным стоком

 Поступление в результате
разрушения берегов и
транспортировки льдами

 Перенос с осадками и ветром

 Минеральные соединения
основных биогенных веществ
(фосфор, азот, углерод)
в океанических водах

0,7 - 0,1

 0,1 - 1,0

 

0,1 - 0,3

 0,3 - 0,5

 

50-60

10-20

 

10

20

 

 Органические вещества

 Органические и
минеральные
формы

 Органические и
минеральные формы

 Химическая основа для
синтезируемых органических
веществ

 Всего

 1,2 - 2,8

 100  

   С суши в Мировой океан, по оценке М.В. Федосова, ежегодно поступает 385∙106 тонн фосфатов. Общее же их количество, аккумулированное в океанических водах, определено в 67∙109 тонн. Весьма близкая к этому цифра - 84∙109 тонн - получена В.В. Мокиевской на основе средневзвешенных концентраций фосфатов, определенных для Атлантического океана в 1,8, Индийского - 2,2, Тихого - 2,5 мкг-атом/л; для Мирового океана в целом она составила 2,33 мкг-атом/л.

   К расходным составляющим баланса биогенных веществ, помимо поглощения их водорослями, относится перенос на сушу с водяными парами.

   Вместе с другими солями, растворенными в океанических водах, фосфаты попадают в атмосферу в результате испарения и разбрызгивания воды во время волнения. К тому, что говорилось по этому поводу в главе, посвященной солености воды, следует указать на специальные исследования, проведенные по фосфатам Е.Р. Бэйлором, В.X. Сатклифом и Д.С. Хиршфельдом. Они установили, что в то время, когда пузырьки воздуха, образующиеся при волнении, поднимаясь к поверхности, лопаются, верхняя их полусфера выбрасывает в воздух фосфаты в виде аэрозолей; нижняя же полусфера, растекаясь по поверхности, образует мономолекулярный слой повышенной концентрации фосфатов. В лабораторных условиях таким путем выделялось до 90% фосфора. Высокие концентрации фосфатов действительно отмечаются после свежего ветра.

   Благодаря интенсивному потреблению биогенных веществ фитопланктоном содержание их в поверхностном, наиболее продуктивном фотосинтетическом слое, толщиной 100 - 200 м, оказывается не всегда достаточным для активного развития жизни. По мере удаления от поверхности океана количество питательных солей быстро нарастает. Сразу же за пределами поверхностной структурной зоны (на глубине 200 - 300 м) оно увеличивается в 2 - 4 раза, а в нижней части промежуточной структурной зоны (ниже 800 - 1000 м) концентрация их достигает максимальных значений, мало изменяясь затем во всей остальной толще вод океана.

   Восполнение биогенных веществ в поверхностном слое за счет выноса их из нижележащих слоев происходит в местах преобладающего подъема вод. Такие условия имеют место в областях расположения макроциркуляционных циклонических систем, а также квазистационарных дивергенций течений. В антициклонических круговоротах и конвергенциях течений возникает дефицит питательных солей, что резко ограничивает возможность развития первичной продукции. Недостаток растительной пищи ведет к ограничению размножения планктона, рыб и других животных.