Абиссальная зона или абиссопелагическая зона — это слой пелагической зоны океана. Слово « абисс» происходит от греческого слова ἄβυσσος ( ábussos ), что означает «бездонный». [1] На глубине 4000–6000 м (13000–20000 футов) [2] эта зона остаётся в вечной темноте. [3] [4] Она охватывает 83% от общей площади океана и 60% поверхности Земли. [5] Абиссальная зона имеет температуру около 2–3 °C (36–37 °F) на большей части её массы. [3] Давление воды может достигать 76 МПа (750 атм; 11000 фунтов на квадратный дюйм).
Поскольку нет света, фотосинтез не может происходить, и нет растений, вырабатывающих молекулярный кислород (O 2 ), который вместо этого в основном поступает из льда, который давно растаял в полярных регионах . Вода вдоль морского дна этой зоны в значительной степени лишена молекулярного кислорода, что приводит к смертельной ловушке для организмов, неспособных быстро вернуться в обогащенную кислородом воду выше или выжить в среде с низким содержанием кислорода. Этот регион также содержит гораздо более высокую концентрацию питательных солей, таких как азот , фосфор и кремний , из-за большого количества мертвого органического материала , который дрейфует вниз из океанических зон выше и разлагается. [3]
Область ниже абиссальной зоны — это малонаселенная хейдальная зона . [1] Область выше — это батиальная зона . [1]
Глубокие впадины или трещины, которые погружаются на тысячи метров ниже дна океана (например, срединно-океанические впадины, такие как Марианская впадина в Тихом океане ), почти не исследованы. [6] Ранее только батискаф «Триест» , подводная лодка с дистанционным управлением «Кайко» и «Нереус» были способны опускаться на такие глубины. [7] [8] Однако по состоянию на 25 марта 2012 года один аппарат, Deepsea Challenger , проник на глубину 10 898 метров (35 756 футов).
Относительная редкость первичных производителей означает, что большинство организмов, живущих в абиссальной зоне, зависят от морского снега , который падает с океанических слоев выше. Биомасса абиссальной зоны фактически увеличивается вблизи морского дна, поскольку большая часть разлагающегося материала и редуцентов остается на морском дне. [9]
Состав абиссальной равнины зависит от глубины морского дна. Выше 4000 метров морское дно обычно состоит из известковых раковин фораминифер, зоопланктона и фитопланктона . На глубине более 4000 метров раковины растворяются, оставляя после себя морское дно из коричневой глины и кремнезема из мертвого зоопланктона и фитопланктона. [3] Хемосинтетические бактерии поддерживают большие и разнообразные сообщества вблизи гидротермальных источников , выполняя ту же роль в этих экосистемах, что и растения в освещенных солнцем регионах выше. [10]
Новое понимание сложности абиссальной среды было предоставлено группой исследователей из Шотландского общества морских наук. Они обнаружили, что марганцевые конкреции на глубоководном дне производят свободный кислород из молекул воды. [11]
Марганцевые конкреции действуют как своего рода батарея, поскольку они содержат различные металлы, и они выделяют кислород в окружающую среду. Поскольку ранее считалось, что только растения и водоросли производят темный кислород (кислород, вырабатываемый без света), это можно рассматривать как научный прорыв.
Организмы, которые живут на этой глубине, должны были эволюционировать, чтобы преодолеть трудности, создаваемые абиссальной зоной. Рыбы и беспозвоночные должны были эволюционировать, чтобы выдерживать сильный холод и сильное давление, обнаруженные на этом уровне. Им не только пришлось найти способы охотиться и выживать в постоянной темноте, но и процветать в экосистеме, в которой меньше кислорода и биомассы, источников энергии и добычи, чем в верхних зонах. Чтобы выжить в этих условиях, многие рыбы и другие организмы развили гораздо более медленный метаболизм и требуют гораздо меньше кислорода, чем те, что находятся в верхних зонах. Многие животные также двигаются очень медленно, чтобы экономить энергию. Их темпы размножения также очень медленные, чтобы уменьшить конкуренцию и экономить энергию. Животные здесь, как правило, имеют гибкие желудки и рты, так что при обнаружении дефицитной добычи они могут потреблять ее как можно больше. [10]
Другие проблемы, с которыми сталкивается жизнь в абиссальной зоне, — это давление и темнота, вызванные глубиной зоны. Многие организмы, живущие в этой зоне, эволюционировали, чтобы минимизировать внутренние воздушные пространства, такие как плавательные пузыри . Эта адаптация помогает им защититься от экстремального давления, которое может достигать около 75 МПа (11 000 фунтов на квадратный дюйм). Отсутствие света также породило множество различных адаптаций, таких как наличие больших глаз и способность производить свой собственный свет ( биолюминесценция ). Большие глаза позволили бы обнаруживать и использовать любой доступный свет, независимо от того, насколько он мал. [3] Обычно животные в абиссальной зоне биолюминесцентны, производя синий свет, потому что свет в синем диапазоне длин волн ослабевает на больших расстояниях, чем другие длины волн. [13] Из-за этого недостатка света сложные узоры и яркие цвета не нужны. Большинство видов рыб эволюционировали, чтобы быть прозрачными, красными или черными, чтобы они лучше сливались с темнотой и не тратили энергию на развитие и поддержание ярких или сложных узоров. [3]
Абиссальная зона состоит из множества различных типов организмов, включая микроорганизмы, ракообразных, моллюсков (двустворчатых, улиток и головоногих), различные классы рыб и, возможно, некоторых животных, которые еще не обнаружены. Большинство видов рыб в этой зоне описываются как демерсальные или бентопелагические рыбы. Демерсальные рыбы — это рыбы, места обитания которых находятся на морском дне или вблизи него (обычно менее чем в пяти метрах от него). Большинство видов рыб попадают в эту классификацию, поскольку морское дно содержит большую часть питательных веществ абиссальной зоны; следовательно, самая сложная пищевая сеть или самая большая биомасса будет в этом регионе зоны.
Организмы в абиссальной зоне зависят от естественных процессов более высоких слоев океана. Когда животные из более высоких уровней океана умирают, их туши иногда дрейфуют вниз в абиссальную зону, где организмы в глубине могут питаться ими. Когда туша кита падает вниз в абиссальную зону, это называется падением кита . Туша кита может создавать сложные экосистемы для организмов в глубине. [7]
Бентосные организмы в абиссальной зоне должны были бы развить морфологические черты, которые могли бы либо удерживать их от обедненной кислородом воды над морским дном, либо позволять им извлекать кислород из воды над ним, а также обеспечивать животным доступ к морскому дну и питательным веществам, находящимся там. [14] Есть также животные, которые проводят свое 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 (лучеперые рыбы), нет известных представителей класса Chondrichthyes (животные, такие как акулы, скаты и химеры), которые делают абиссальную зону своей основной или постоянной средой обитания. Неизвестно, связано ли это с ограниченными ресурсами, доступностью энергии или другими физиологическими ограничениями. Большинство видов Chondrichthyes опускаются только до батиальной зоны. [15]
Существа, обитающие в абиссальной зоне, включают:
Изменение климата оказало негативное влияние на абиссальную зону. Из-за глубины зоны повышение глобальной температуры не влияет на нее так быстро или радикально, как на остальной мир, но зона все еще страдает от закисления океана . Загрязнители, такие как пластик, также присутствуют в этой зоне. Пластик особенно вреден для абиссальной зоны, потому что эти организмы эволюционировали, чтобы есть или пытаться есть все, что движется или кажется детритом, 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 людьми, — чрезмерный вылов рыбы . Несмотря на то, что ни один промысел не может ловить 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 экосистема испытывает нехватку производителей из-за недостатка солнечного света. По мере того, как рыбы и другие животные удаляются из океана, частота и количество мертвого материала, достигающего абиссальной зоны, уменьшаются.
Глубоководные горнодобывающие работы могут вызвать проблемы для абиссальной зоны в будущем. Переговоры и планирование для этой отрасли [ необходимо разъяснение ] уже ведутся. Глубоководная добыча может быть катастрофической для этой чрезвычайно хрупкой экосистемы, поскольку существует множество экологических опасностей, связанных с добычей глубоководных полезных ископаемых. Добыча может увеличить объем загрязнения не только в абиссальной зоне, но и в океане в целом, и физически разрушит среду обитания и морское дно. [4]
Шлейфы осадков, образующиеся в результате горнодобывающей деятельности, могут широко распространяться, влияя на фильтраторов и удушая морскую жизнь. Потенциальный выброс токсичных химикатов и тяжелых металлов из горнодобывающего оборудования и нарушенных материалов морского дна может привести к химическому загрязнению, в то время как шум от машин может нарушить поведение и общение морских животных. [16] Физические нарушения морского дна могут разрушить геологические особенности и связанные с ними экосистемы. Кроме того, изменения качества воды и нарушение процессов секвестрации углерода, когда органический углерод хранится в глубоком море, могут иметь более широкие экологические последствия, включая содействие изменению климата. [17] Медленные темпы изменений в глубоководной среде и длительная продолжительность жизни и репродуктивные циклы абиссальных видов означают, что восстановление после таких нарушений может занять десятилетия или столетия. [18] [19] [20]
