Океанические ресурсы

     В 1985 г. американская поисковая команда  обнаружила затонувший в 1912 г. знаменитый «Титаник», в сейфах которого были похоронены ценности на миллиарды долларов, включая 26 тыс. серебряных тарелок и подносов, но поднять их с глубины более 4 км пока не удалось.

     В годы Второй мировой войны из Мурманска  в Англию на крейсере «Эдинбург» было отправлено 465 золотых слитков (5,5 т) в счет оплаты военных поставок союзников. В Баренцевом море крейсер был атакован германской подводной лодкой и поврежден. Было принято решение затопить его, чтобы золото не попало в руки неприятеля. Спустя 40 лет водолазы спустились на глубину 260 м, на которой затонул корабль, и все золотые слитки были извлечены и подняты на поверхность.

2. Энергетические ресурсы  Мирового океана

     В Мировом океане заключены огромные, поистине неисчерпаемые ресурсы механической и тепловой энергии, к тому же постоянно возобновляющейся. Основные виды такой энергии – энергия приливов, волн, океанических (морских) течений и температурного градиента. Однако, как правило, концентрация такой энергии в водных массах очень невелика, что затрудняет ее эффективное производственное использование. Тем не менее в качестве потенциального резерва энергетические ресурсы Мирового океана имеют большое значение.

     Особенно  привлекает внимание энергия приливов (точнее, приливно-отливных движений воды, которые по предложению одного из виднейших российских океанологов Ю. М. Шокальского принято называть одним термином – приливы). Приливные явления известны людям с незапамятных времен и в жизни многих прибрежных стран играли и играют очень большую роль, в какой-то мере определяя весь ритм их жизни.

     Общеизвестно, что приливы и отливы происходят два раза в сутки. В открытом океане амплитуда между полной и малой водой составляет примерно 1 м, но в пределах континентального шельфа, особенно в заливах и эстуариях рек, она бывает значительно большей. Суммарную энергетическую мощность приливов обычно оценивают от 2,5 млрд. до 4 млрд. кВт. Энергия только одного приливно-отливного цикла достигает примерно 8 трлн. кВт • ч, а это лишь немногим меньше общей мировой выработки электроэнергии в течение целого года. Следовательно, энергия морских приливов – неисчерпаемый источник энергии.

     Отличительная черта приливной энергии – ее постоянство. Океан, в отличие от рек, не знает ни многоводных, ни маловодных лет. К тому же он «работает по графику» с точностью до нескольких минут. Благодаря этому количество вырабатываемой на приливных электростанциях (ПЭС) электроэнергии всегда может быть заранее известно – в отличие от обычных ГЭС, на которых количество получаемой энергии зависит от режима реки, связанного не только с климатическими особенностями территории, по которой она протекает, но и с погодными условиями.

     Тем не менее ученые считают, что технически возможно и экономически выгодно использовать лишь очень небольшую часть приливного потенциала Мирового океана (по некоторым оценкам, только 2%). При определении технических возможностей большую роль играют такие факторы, как характер береговой линии, форма и рельеф дна, сила волн и ветра. Опыт показывает, что для эффективной работы ПЭС высота приливной волны должна быть не менее 5 м. Чаще всего такие условия возникают в узких заливах и эстуариях рек. Но подобных мест на земном шаре не так уж много: по разным источникам 25, 30 или 40.

     Считается, что наибольшими запасами приливной энергии обладает Атлантический океан. В его северо-западной части, на границе США и Канады, находится залив Фанди, представляющий собой внутреннюю суженную часть открытого залива Мэн. Этот залив знаменит самыми высокими в мире приливами, достигающими 18 м. Очень высоки приливы и у берегов Канадского Арктического архипелага. Например, у побережья Баффиновой Земли они поднимаются на 15,6 м. В северо-восточной части Атлантики приливы до 10 и даже 13 м наблюдаются в проливе Ла-Манш у берегов Франции в Бристольском заливе и Ирландском море у берегов Великобритании и Ирландии.

     Велики  также запасы приливной энергии  в Тихом океане. В его северо-западной части особенно выделяется Охотское море, где в Пенжинской губе (северо-восточная часть залива Шелихова) высота приливной волны составляет 9 – 13 м. На восточном побережье Тихого океана благоприятные условия для использования приливной энергии имеются у берегов Канады, Чилийского архипелага на юге Чили в узком и длинном Калифорнийском заливе Мексики.

     В пределах Северного Ледовитого океана по запасам приливной энергии выделяются Белей море, в Мезенской губе которого приливы имеют высоту до 10 м, и Баренцево море у берегов Кольского полуострова (приливы до 7 м). В Индийском океане запасы такой энергии значительно меньше. В качестве перспективных для строительства ПЭС здесь обычно называют залив Кач Аравийского моря (Индия) и северо-западное побережье Австралии. Однако и в дельтах Ганга, Брахмапутры, Меконга и Иравади приливы тоже составляют 4 – 6 м.

     К числу энергетических ресурсов Мирового океана относят также кинетическую энергию волн. Энергию ветровых волн суммарно оценивают в 2,7 млрд. кВт в год. Опыты показали, что ее следует использовать не у берега, куда волны приходят ослабленными, а в открыто; море или в прибрежной зоне шельфа. В некоторых шельфовых акваториях волновая энергия достигает значительной концентрации: в США и Японии – около 40 кВт на 1 м волнового фронта, а на западном побережье Великобритании – даже 80 кВт на 1 м.

     Еще один энергетический ресурс Мирового океана – океанические (морские) течения, которые обладают огромным энергетическим потенциалом. Достаточно вспомнить, что расход Гольфстрима даже в районе Флоридского пролива составляет 25 млн. м³/с, что в 20 раз превышает расход всех рек земного шара. А после того как Гольфстрим уже в океане соединяется с Антильским течением, его расход возрастает до 82 млн. м³/с. Уже не раз предпринималисьI попытки подсчитать потенциальную энергию этого потока шириной 75 км и толщиной 700 – 800 м, двигающегося со скоростью 3 м/с.

     Когда говорят об использовании температурного градиента, то имеют в виду источник уже не механической, а тепловой энергии, заключенной в массе океанских вод. Обычно раз-гость температур воды на поверхности океана на глубине 400 м составляет 12 °С. Однако в акваториях тропиков, расположенных между 20⁰ с. ш. и 20° ю. ш., верхние слои воды в океане могут иметь температуру 25 – 28°С, а нижние, на глубине 1000 м, – всего 5 °С. Именно в таких случаях, когда амплитуда температур достигает 20° и более, считается экономически оправданным использование ее для получения электроэнергии на гидротермальных электростанциях.

     Теоретическая возможность такого использования  сильного перепада температур океанских  вод была доказана французскими учеными и инженерами еще в конце XIX в. Однако вплотную к техническому осуществлению этой идеи подошли только в 70-х гг. XX в. По современным представлениям, моретермальная электростанция является плавучей установкой, в теплообменнике которой нагретая Солнцем поверхностная океанская вода подогревает жидкость, испаряющуюся при сравнительно невысокой температуре, например аммиак. Получаемый при этом пар поступает к турбине, которая соединена с генератором, а затем отводится в глубинный холодный слой, где снова превращается в жидкость. Такая система имеет непрерывное действие, не нуждается в горючем и не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду. Издержки на ее эксплуатацию также невысоки. Однако моретермальные электростанции требуют больших инвестиционных затрат и имеют низкий (7 – 10%) коэффициент преобразования энергии.

     В целом же энергетические ресурсы  Мирового океана правильнее было бы отнести к ресурсам будущего.

3. Биологические ресурсы Мирового океана

     Понятие о биологических ресурсах Мирового океана можно трактовать в двух смыслах – более широком и более узком. В первом из них это все разнообразие животных и растений, обитающих в морской и океанической среде, во втором – лишь та их часть, которая имеет или может иметь промысловое значение. Если действительно иметь в виду возможные для использования человеком ресурсы, то вторая трактовка, наверное, более правильна. Однако в литературе чаще встречается оценка суммарных биологических ресурсов Мирового океана.

     Суммарную биомассу Мирового океана разные источники определяют с большими различиями, но чаще всего – в 35 – 40 млрд. т. Это означает, что биомасса Мирового океана значительно меньше биомассы суши. Для нее характерно также другое соотношение фитомассы (растительные организмы) и зоомассы (животные организмы). На суше фитомасса превышает зоомассу примерно в 2000 раз, а в Мировом океане биомасса животных превосходит биомассу растений более чем в 18 раз. Без учета человеческого вмешательства в природные процессы морские экосистемы, как и экосистемы суши, могут поддерживать себя сами.

     Для биологических ресурсов Мирового океана характерны не только очень большие размеры, но и исключительное разнообразие. Воды морей и океанов, по существу, представляют собой густонаселенный мир множества живых организмов: от микроскопических бактерий до самых крупных животных на Земле – китов. На обширных океанских пространствах, от освещенной Солнцем поверхности до темного и холодного царства морских глубин, обитает около 180 тыс. видов животных, в том числе 16 тыс. различных видов рыб, 7,5 тыс. видов ракообразных, около 50 тыс. видов брюхоногих моллюсков. В Мировом океане насчитывается также 10 тыс. видов растений.

     Исходя  из образа жизни и местообитания, все живущие в Мировом океане организмы обычно подразделяют на три класса.

     К первому классу, обладающему наибольшей биомассой и самым большим разнообразием видов, относят планктон (в переводе с греческого – «блуждающий», «парящий»), который, в свою очередь, подразделяют на фитопланктон и зоопланктон. Планктон распространен преимущественно в поверхностных горизонтах океанской толщи (до глубины 100 – 150 м), причем фитопланктон – главным образом мельчайшие одноклеточные водоросли – служит кормом для многих видов зоопланктона, который по объему биомассы (20 – 25 млрд. т) занимает в Мировом океане первое место.

     Ко  второму классу морских организмов относят нектон (в переводе с греческого – «плавающий»). Он включает в себя всех животных, способных самостоятельно передвигаться в водной толще морей и океанов. Это рыбы, киты, дельфины, моржи, тюлени, кальмары, креветки, осьминоги, черепахи и некоторые другие виды. Ориентировочная оценка суммарной биомассы нектона – 1 млрд. т, половина ее приходится на рыб.

     Третий класс объединяет морские организмы, обитающие на дне океана или в донных отложениях, – бентос (в переводе с греческого – «прикрепленный ко дну», «глубинный»). В качестве представителей зообентоса можно назвать различные виды двустворчатых моллюсков (мидии, устрицы и др.), ракообразных (крабы, омары, лангусты), иглокожих (морские ежи) и других донных животных. Фитобентос представлен прежде всего разнообразными водорослями. По размерам биомассы зообентос (10 млрд. т) уступает только зоопланктону.

     Географическое распространение биологических ресурсов Мирового океана (как и биологических ресурсов суши) крайне неравномерно. В его пределах довольно четко выделяются очень высокопродуктивные, высокопродуктивные, среднепродуктивные, малопродуктивные и самые малопродуктивные области. Естественно, что наибольший хозяйственный интерес представляют две первые из них. Именно эти области имел в виду В. И. Вернадский, когда писал о наличии в Мировом океане особых сгущений жизни. Такие сгущения жизни связаны преимущественно с шельфовыми зонами (рис. 3).

     Интересно, что продуктивные области в Мировом океане могут иметь характер широтных поясов, что в значительной мере обусловлено неодинаковым распределением солнечной энергии. Так, обычно выделяют следующие природно-рыбохозяйственные пояса: арктический и антарктический (соответственно менее 1 и 15° площади океанского сектора), умеренные пояса Северного и Южного полушарий (11 и 34%) тропическо-экваториальный пояс (40%). Наибольшее хозяйственное значение из них имеет умеренный пояс Северного полушария.

     Для более полной характеристики географического распространения биологических ресурсов большой интерес представляет распределение их между отдельными океанами Земли.

     Первое  место и по общему объему биомассы и по числу видов занимает Тихий океан. Это объясняется в первую очередь огромными размерами его акватории и большим разнообразием природных условий в ее пределах. Животный мир его по видовому составу в три-четыре раза богаче, чем других океанов. Фактически здесь представлены все виды живых организмов, населяющих Мировой океан.

Рис. 3. Рыбопродуктивность Мирового океана (по П. П. Моисееву): 1 – более 3000 кг/км²; 2 – более 1000; 3 – более 500; 4 – более 200; 5 – более 100; 6 – более 10; 7 – более 7 кг/км² 

     Тихий океан отличается от других также высокой биологической продуктивностью, особенно в умеренных и экваториальном поясах. Но еще более велика биологическая продуктивность в зоне шельфа: именно здесь обитает и нерестится подавляющее большинство тех морских животных, которые служат объектами промысла.

     Очень богаты и разнообразны также биологические ресурсы Атлантического океана. Как и Тихий океан, он выделяется высокой средней биологической продуктивностью. Животные населяют всю толщу его вод. В умеренных и холодных водах обитают крупные морские млекопитающие (киты, ластоногие), сельдевые, тресковые и другие виды рыб, ракообразные. В тропической части океана количество видов измеряется уже не тысячами, а десятками тысяч. Разнообразные организмы обитают и в его глубоководных горизонтах в условиях огромного давления, низких температур и вечной тьмы. Плотность планктона наиболее велика между 45° и 75° обоих полушарий. А в прибрежных районах большое распространение имеют морские водоросли (макрофиты).