Экваториальный пояс. Экваториальный пояс существенно отличается от соседних тропических. Он занимает более или менее широкую полосу вдоль термического экватора. В Атлантическом и Тихом океанах термический экватор находится в северном полушарии, в Индийском — в южном. Пояс включает и полосу географического экватора.
У экватора встречаются и затухают пассаты северного и южного полушарий. Когда происходит встреча пассатов, полоса штилей практически исчезает, но чаще пассаты затухают, не доходя друг до друга, тогда между ними остается полоса штилей максимум до 300 миль шириной. В зоне затишья наблюдаются восточные ветры. Изменения ширины зоны штилей, конечно, не влияют на ширину экваториального пояса, которая отражает среднее состояние гидросферы и атмосферы.
Как уже говорилось, к экватору приходят трансформированные воздушные массы. Из-за сильного нагрева штилевой поверхности океана возникают мощные восходящие токи воздуха. Они увлекают влажный воздух, содержащаяся в нем влага конденсируется, образуются мощные облака, выпадают обильные ливни.
То огромное количество тепла, которое океан теряет в тропиках в результате испарения, возвращается близ экватора в процессе конденсации влаги и выпадения осадков. При этом выделяется скрытая теплота. Атмосфера пояса поглощает большое количество паров, она обычно близка к состоянию насыщения. Поэтому даже небольшое понижение температуры вызывает конденсацию огромных количеств влаги и выпадение обильных дождей. Экваториальный пояс собирает почти всю влагу и тепло обширного пояса пассатных широт.
Основное поверхностное течение в этом поясе — экваториальное, или межпассатное, противотечение на восток, компенсационное по отношению к пассатным. Оно очень мощное, длинное и устойчивое в Тихом океане, менее протяженное и устойчивое в Атлантическом. В том же направлении движутся недавно открытые подповерхностные экваториальные потоки высокосоленых вод. В восточных районах океанов преобладает подъем вод. Поверхностный слой воды на протяжении всего года сильно нагрет, до 27–30 °C. Сезонные колебания температуры малы. Из-за подъема вод и слабого ветрового перемешивания толщина поверхностного гомотермичного теплого слоя невелика — 20–40 м в восточных районах каждого океана; в западных, где местами происходит погружение вод, — 40 м и более. Под ним находятся высокосоленые тропические (субтропические) воды, а еще глубже — прохладные промежуточные воды малой солености из высоких широт. Поверхностный слой отделяется от нижележащего часто очень резким слоем скачка температуры, в котором соленость достигает максимальной величины — 360/00 и более. Это результат подтока тропических или субтропических вод с севера и юга. Слой высокой солености особенно отчетлив на западе, а низкой температуры — на востоке.
На границе противоположно направленных экваториального противотечения (на восток) и пассатных течений (на запад) возникают многочисленные и сложные завихрения потоков. Кроме того, здесь происходит общий медленный подъем вод с глубины к поверхности. Подъем в целом преобладает над погружением, и поверхностные слои постоянно обогащаются биогенными веществами. Воды довольно плодородны, первичная продукция в открытом океане достигает 500 гС/м2 в день, количество планктона — 500 мг/м3, рыбопродуктивность — более 10 кг/км2. Рыбы здесь значительно больше, чем в тропиках и субтропиках, но меньше, чем в субполярных водах. Исключительно велико видовое разнообразие животного мира: в морях Индонезии насчитывается 40 тыс, видов животных.
Природа экваториального и тропических поясов имеет много общего. В водах низких широт происходит очень быстрое развитие организмов, в возрасте до двух лет животные достигают половой зрелости. В результате скорость воспроизводства (репродуцирования) очень высока.
Общее количество организмов в низких широтах меньше, чем б высоких. Это связано с меньшим количеством питательных веществ, а следовательно и пищи, в верхнем слое. Только в низких широтах распространены такие сообщества, как коралловые рифы, коралловые острова-атоллы и мангры. В открытом океане обитают разнообразные пелагические рыбы, но количество их, общая биомасса на единицу площади, невелико. В целом здесь преобладают хищные рыбы: макрели, тунцы, меч-рыба, парусник, марлин, крупные карангиды, различные акулы. Они вынуждены активно двигаться, искать добычу, ускользать от более сильных хищников. В результате все они отличные пловцы, с мощным обтекаемым телом. Так географические условия акватории определили основные особенности морфологии различных семейств и даже отрядов рыб.
Совершенно иные условия над дном шельфа. Вдоль континентального склона с больших глубин на шельф поднимаются очень плодородные воды. Обилие пищи сочетается с удобными нерестилищами на грунте и естественными убежищами: ямами, углублениями, мертвыми коралловыми колониями. Здесь иная фауна, преобладают сравнительно малоподвижные рыбы из разных семейств: рифовые окуни (лутианы), спаровые, сциеновые, некоторые карангиды, каменные окуни (эпинефелюсы) и др. У коралловых рифов встречаются синие, красные, желтые, зеленые, пятнистые и полосатые, преимущественно небольшие и даже очень мелкие рыбы: рыба-хирург, спинорог, рыба-белка, рыба-бабочка, рыба-еж, кузовок, рыба-попугай и др. Многие из них имеют высокое тело, сжатое с боков, хорошо приспособленное к тому, чтобы медленно двигаться и скрываться среди зарослей кораллов и губок, в пещерах и трещинах. У экватора развиваются и некоторые ядовитые организмы, опасные для человека (рыбы, морские змеи, физалии).
В экваториальных и тропических широтах берега окаймлены коралловыми рифами. Коралловые колонии извлекают из вод океана и отдают в прибрежную зону огромные количества наносных материалов. В результате там, где согласно законам динамики, должно было бы идти разрушение берега, происходит аккумуляция материала, наращивание суши за счет акватории.
На суше экваториальному поясу океана соответствует зона влажных вечнозеленых лесов в Амазонии, Юго-Восточной Азии, Индонезии. Эти леса развиваются в условиях постоянно высокой температуры и равномерного и обильного увлажнения в течение всего года. Как и в океане, здесь исключительно разнообразны форма и окраска животных. Особенно красивы бабочки и птицы (колибри, райские птицы, попугаи). Там, где регулярно бывают засухи, как, например, во многих районах Экваториальной Африки, лес беден.
Схема атолла
1 — суша; 2 — коралловые рифы; цифры — глубины (в м)
В низких широтах острова западных и средних частей океанов имеют тропический или экваториальный климат, разнообразную и богатую растительность. Таковы острова Вест-Индии, западной окраины Индийского океана, архипелаги Меланезии, Микронезии, отчасти Полинезии. Острова восточных частей океанов — пустынные, сухие, с бедной растительностью (кактусы, агавы), ровным климатом, без штормов и ураганов. На многих островах низких широт различаются ландшафты наветренных и подветренных побережий. В некоторых районах (например, на Гавайских островах) наветренный берег получает больше осадков, нежели подветренный, находящийся в ветровой тени.
Экваториальный и тропические пояса океана, составляющие 33 % поверхности нашей планеты, — главный аккумулятор солнечной энергии на Земле. Здесь поглощается примерно 80 % энергии солнца, поступающей на Землю. Отсюда потоки тепла переносятся в более высокие широты. Наибольшее количество тепла несут океанские течения. Другой путь переноса — ветры с составляющей от экватора к полюсам.
С гидрохимической точки зрения низкие широты — зона органогенного осаждения карбонатов, выведения их из океанских вод и превращения в толщи известняков, мела и других отложений; в биологическом отношении — это область максимальной интенсивности биологических и биохимических процессов, максимального разнообразия форм жизни.
Таковы основные физико-географические различия в природе океана в планетарном масштабе, обусловленные в первую очередь неравномерностью распределения солнечного тепла в меридиональном направлении.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРИРОДНЫХ ПОЯСОВ
В океане наблюдается тесная взаимосвязь природных поясов. Происходит обмен энергией и веществами: в низких широтах нагревание поверхностного слоя, перенос нагретых вод через умеренные широты в высокие с постепенной отдачей тепла в окружающие воды и в атмосферу; в высоких широтах — охлаждение больших масс воды, их погружение и медленное движение на больших глубинах в сторону экватора и дальше за экватор в другое полушарие. Осолонение и погружение вод наблюдается в субтропических и тропических широтах. Этот процесс особенно интенсивен в некоторых бассейнах аридных районов. Здесь формируются очень плотные воды и распространяются в другие пояса. Углекислый кальций поступает из рек в океан во всех поясах, но осаждение его идет почти исключительно в низких широтах.
С сезонными миграциями живых организмов связаны в основном возвратно-поступательные передвижения огромных масс органического вещества из пояса в пояс. Но в общем из низких широт в высокие движутся тощие животные (рыбы, киты), откармливаются в высоких и затем направляются в теплые воды низких широт на нерест, размножение.
Наиболее разнообразны природные условия в океане при движении по меридиану. Но в пределах многих поясов имеются очень существенные различия между их западными и восточными частями даже на одной и той же широте. Особенно велики они близ берегов континентов. Это объясняется субмеридиональными потоками теплых и холодных вод, разнонаправленными движениями воздуха — с континента или на континент. Эти факторы создают вертикальные движения вод — подъем или погружение. Выше уже говорилось о районах устойчивых подъемов вод у восточных окраин океанов в низких широтах. По другую сторону океана обычно преобладает погружение вод.
В умеренных и высоких широтах различия в природных условиях с Востока на запад зависят от свойств вод в течениях и от направления преобладающих ветров. Апвеллинг здесь не имеет большого значения, так как происходит зимняя вертикальная циркуляция и различия в температуре по вертикали не сто