Содержание фосфатов в водах структурных зон мирового океана

   Представление о поле фосфатов оказалось возможным получить благодаря тому, что удалось составить карты для наиболее характерных глубин. Для этого были использованы карты из работ Б.С. Волостных, В.В. Мокиевской и Атласа международной индоокеанской экспедиции.

   Содержание фосфатов в водах поверхностной структурной зоны. Заметная перестройка поля фосфатов происходит с переходом от поверхностного к нижнему слою этой структурной зоны. Для поверхностного слоя характерна наиболее низкая концентрация. Она близка к нулевым значениям во всей низкоширотной части Мирового океана. Причиной тому является поглощение фосфатов фитопланктоном (в условиях преобладания нисходящих движений вод в областях макроциркуляционных антициклонических систем, занимающих обширную акваторию тропических и субтропических широт океанов). Несколько повышается содержание фосфатов, до 0,3 - 0,5 мкг-атом/л, только в экваториальной зоне и восточнотропических частях циклонических круговоротов, где восходящие потоки особенно интенсивны.

   В умеренных широтах концентрация фосфатов быстро возрастает, достигая 1,5-2,0 мкг-атом/л в полярных областях. Столь значительное увеличение их содержания происходит несмотря на то, что в умеренных областях биологическая продуктивность становится наиболее высокой. Питательные соли здесь восполняются быстрее их потребления фитопланктоном благодаря особо интенсивным восходящим движениям, возбуждаемым высокоширотными циклоническими макроциркуляционными системами.

   В нижнем слое поверхностной структурной зоны главное изменение поля фосфатов происходит за счет резкого увеличения их содержания в экваториальной зоне и областях расположения тропических циклонических круговоротов. В восточно-тропических областях океанов концентрация фосфатов превышает 1,0-1,5 мкг-атом/л, доходя в Тихом океане до 2,0 - 2,5 мкг-атом/л. Вынос отсюда вод в экваториальную зону повышает концентрацию фосфатов до 0,5 - 1,0 мкг-атом/л. Особо необходимо отметить их рост в северной части Индийского океана, достигающий 1,0 - 1,5 мкг-атом/л.

   Столь значительное увеличение концентрации фосфатов в подповерхностном слое объясняется не только усилением роли циклонических систем, в том числе и в Индийском океане (Аравийском море), но и существенным сокращением потребления биогенных веществ фитопланктоном. На глубине 100 м, для которой составлена карта, характеризующая подповерхностный слой, уже заметно уменьшается проникновение солнечных лучей, ограничивающих фотосинтез.

   Концентрация фосфатов в водах промежуточной структурной зоны. Значительные различия циркуляции выше и ниже оси промежуточных вод приводят к резко выраженной перестройке поля фосфатов. В верхней части промежуточной структурной зоны (выше 1000 м) оно формируется под влиянием преобладания зонального обращения вод. Поэтому в субтропических антициклонически макроциркуляционных системах концентрация фосфатов понижена до 1,0 - 1,5 мкг-атом/л. В циклонических круговоротах количество фосфатов повышается примерно до 2,0 мкг-атом/л, а в Тихом океане до 3,0 мкг-атом/л. Исключением является северная Атлантика, где содержание фосфатов почти не увеличивается по сравнению с поверхностными водами; это объясняется тем, что опускание высокосолевых тропических вод, охлаждающихся при выносе в высокие широты, ослабляет эффект, вызываемый североатлантической циклонической системой.

   Поле фосфатов прекрасно отражает то положение, что влияние макроциркуляционных систем прослеживается в основном до оси промежуточных водных масс. На глубине 1000 м еще довольно хорошо проявляются южноантициклонические системы. В области их расположения наблюдается понижение концентрации рассматриваемого биогенного элемента (примерно до 2 мкг-атом/л); это не отмечается только в южной Атлантике, где за счет более сильной меридиональной составляющей переноса вод заметного уменьшения количества фосфатов не происходит.

   В нижней части промежуточной структурной зоны поле фосфатов формируется под влиянием меридионального переноса вод. Это легко устанавливается при сопоставлении карт, построенных для глубины в 1000 и 2000 м.

   О содержании фосфатов в водах глубинной структурной зоны. Имеющиеся материалы позволили получить представление о поле фосфатов по всему Мировому океану на глубине 2000 м. По Атлантическому и Индийскому океанам имеются данные для глубины 3000 и 4000 м. Сопоставление карт, полученных для этих глубин, показывает, что поле фосфатов почти не меняется.

   Анализ всех упомянутых карт подтверждает представление о все усиливающейся роли меридиональной составляющей в переносе глубинных вод. Наиболее низкое содержание фосфатов в Атлантическом океане, несколько нарастающее к Антарктике, связано с перемещением с севера на юг глубинных североатлантических вод, в образовании которых большую роль, играют поверхностные, обедненные биогенами воды.

   Глубинным антарктическим водам свойственна однородная концентрация фосфатов (около 2,0 мкг-атом/л). Об их участии в образовании глубинных водных масс Индийского и Тихого океанов можно судить по постепенному увеличению содержания фосфатов к северу (до 2,5 - 3,0 мкг-атом/л). Максимальные концентрации фосфатов в этих океанах говорят о том, что глубинные водные массы здесь слабо обновляются поверхностными водами.