В период гидрологического лета (февраль—март) арктические воды в пределах моря Скотия у поверхности нагреваются до 1,5—2,0° С. На глубине 75—175 м сохраняется холодный остаточный слой с отрицательной температурой до —1,4° С. На глубине более 400 м наблюдается повышение температуры до1 градуса С.
Воды Антарктики богаты биогенными солями. В 1965 г., уже после массового цветения, в поверхностном слое моря Скотия содержалось до 50—60 мкг, а на глубине 100—150 м — 70—80 мкг/л фосфора.
Измерения первичной продукции углеродным методом, выполненные В. В. Волковинским (1968), показали существенные различия в интенсивности фотосинтеза в центральных областях моря и вблизи островной дуги. В центральной части бассейна величины первичной продукции составляли 1,1—3,5 мг с/м3 в день, а к западу от Южных Сандвичевых островов наблюдалась максимальная величина первичной продукции — 56 мг с/м3 в день.
С. Г. Орадовокий (1968) вблизи островов, в районах с большими величинами первичной продукции, отмечает повышенные концентрации марганца (до 7,9 мкг/л) и молибдена (до 1,8 мкг/л). Центральные области моря отличались почти полным отсутствием этих микроэлементов в подвижной форме. Это позволяет предполагать, что увеличение первичной продукции у островов связано не только с динамикой вод, но и с обогащением их микроэлементами, способствующими фотосинтезу.
Периодичность освещенности определяет резко выраженный сезонный характер всех биологических явлений в море Скотия, начиная от развития фитопланктона и кончая физиологическим ритмом всего живого в Антарктике. Количество планктона в море Скотия сильно колеблется по отдельным районам, достигая весьма значительных величин в южной и юго-восточной частях моря. Это главным образом районы вдоль свалов островов и подводных возвышенностей в области стыка течений моря Уэдделла и моря Беллинсгаузена, где биомасса фито- и зоопланктона в слое 100—0 м колебалась от 0,5 до 5,0 мл/м3.
Исследованиями, проведенными Комитетом Дискавери было установлено, что район о. Южная Георгия является одним из наиболее продуктивных районов не только Антарктики, но и всего Мирового океана.
И. П. Канаева (1969) отмечает, что распределение районов с высокой биомассой планктона почти повторяет карту распре деления цветения моря диатомовыми водорослями. Основную массу планктона в этих районах составляет фитопланктон. Если сравнить количество фитопланктона в сетных пробах в районах цветения в море Скотия и в Северной Атлантике, то оказывается, что море Скотия по количеству планктона не уступает наиболее богатым районам Северной Атлантики и Норвежского моря. Основная масса зоопланктона в водах Антарктики в период исследований держалась в верхних слоях воды до глубины 50— 100 м. Обнаруженное наибольшее количество зоопланктона при отсутствии цветения на разрезе между о. Южная Георгия и Южными Оркнейскими островами составляло в отдельных про бах 0,7—0,9 мл/м3, достигая в слое 100—0 м на этих станция; 0.3—0,4 мл/м3. На большинстве станций биомасса планктона не превышала 0,1 мл/м3.
Главный потребитель фитопланктона в водах Антарктики— криль (EuphausiasuperbaDana), небольшой рачок длиной до 50—60 мм из семейства эуфаузиевых, широко встречающийся в водах Антарктики, и в частности в атлантическом секторе. Северной границей ареала криля можно условно считая зону антарктической конвергенции. Встречается он и в районах примыкающих к этой зоне с севера. На юг ареал криля простирается до континента. Значительная область его распространения покрыта льдами. В отличие от эуфаузии северного полушария антарктический криль отличается небольшим ростом, созревает в возрасте двух лет и после размножения в основном погибает.
В первой экспедиции, в 1965 г., скопления криля в толще воды и у поверхности были обнаружены только в зоне островной дуги, в зоне интенсивного формирования первичной продукции. Во второй экспедиции, в 1967 г., скопления криля были также найдены в зоне антарктической конвергенции.
Развитие яиц криля происходит на большой глубине в водных массах, движущихся на юг, к материку. По мере развития икринок и личинок они поднимаются на поверхность в наиболее южных участках ареала. Мелкий криль с поверхностными водами моря Уэдделла выносится к северу, в море Скотия. Таким образом, южная область ареала освобождается для «принятия» новых партий молоди, поступающей с севера с глубинными водами.
Поэтому возрастные группы криля держатся обособленно: в каждом из обследованных районов встречается преимущественно одна возрастная группа, в то время как другая составляет незначительную примесь.
В схеме, видимо, можно представить постоянное накопление молоди криля в наиболее южных районах его ареала путем переноса се с относительно теплыми глубинными водами, движущимися к югу, и возвращение подросшей молоди в зону антарктической конвергенции в результате дрейфа с поверхностным течением, направленным с юга на север. Используя противотечения верхней толщи океана, криль заселяет огромную акваторию вод, омывающих Антарктиду. Криль—активный фильтратор, поэтому своеобразная изоляция икринок и личиночных стадий его на большой глубине предохраняет их от выедания многочисленной популяцией подрастающих особей.
Летом вся популяция криля, за исключением молоди, появившейся в этом году, находится в фотическом слое, где активно откармливается фитопланктоном.
Скопления криля хорошо фиксируются эхолотом. Когда же криль поднимается к поверхности и находится выше осцилляторов эхолота, он хорошо заметен с борта судна.
Криль держится у поверхности при довольно разнообразных условиях погоды и состояния моря, но никогда не встречается при ярком солнце. Чаще всего скопления криля у поверхности наблюдаются утром, до 10—11 часов, и во вторую половину дня, перед заходом солнца.
В небольших стаях рачки криля строго ориентированы водном направлении и передвигаются со скоростью до 1,5 мили в час. В связи с этим криль скорее должен быть отнесен к нектону, нежели к планктону.
Визуальные подводные наблюдения, фотографирование, экспериментальные ловы показали, что в 1 м3 воды количество криля может достигать нескольких тысяч экземпляров, что соответствует 5—6 кг, т. е. плотности, значительно большей плотности промысловых скоплений рыб.
Криль содержит около 15% белка и 3—4% жира. Мясо криля, отличающееся нежной консистенцией и приятным ароматом креветок, может быть успешно использовано для изготовления пищевых продуктов.
Большой ошибкой было бы поставить знак равенства между общим запасом криля и сырьевой базой будущего промысла. Неправильно также сырьевую базу будущего промысла отождествлять с величиной запаса криля, использовавшейся китами.
Общепринятое мнение о том, что криль является основной пищей усатых китов в водах Антарктики, правильно. Вместе с тем следует отметить, что киты не были такими большими потребителями криля, как думали ранее.
Промысел китов в водах Антарктики возник в начале нашего столетия. За период с 1905 по 1913 г. основным объектом промысла были горбачи (Megapteranodosa) — наиболее доступные для промысла благодаря небольшой скорости своего передвижения. В течение этого периода горбачи составляли в Атлантическом секторе Атлантики от 70 до 95% от всех добытых китов.
В следующий период, с 1914/15 по 1928/29 г., основным объектом промысла становятся самые крупные синие киты (Balenopterarnusculus), достигающие длины 30—32 м. В штучном выражении синие киты составляли до 60—70%, в весе — не менее 90 %.
К началу 30-х годов запас синих китов был почти полностью исчерпан, и промысел переходит на добычу финвалов (Balenopteraphysalus), которые делаются главным объектом промысла до начала 60-х годов. В последний период объектом добычи стали наиболее мелкие усатые киты — сейвалы (Balenopteraborealis) и кашалоты (Physetercatodon).
Роль рыб в использовании криля, по-видимому, значительно большая, чем предполагалось раньше. Исследования, проведенные на судне «Академик Книпович», значительно расширили эти представления. Изучение питания наиболее распространенных рыб моря Скотия показало, что у некоторых донных, вторично-пелагических и батипелагических рыб криль является важным, а у некоторых рыб и основным объектом питания. Криль обнаружен в желудках у тридцати видов рыб, относящихся к двенадцати семействам: Rajidae, Paralepidae, Myctoiphidae, ScopelarchidJ.Muraenolepidae, Gadidae, Moridae, Macruridae, Notothenidae, Bathydraconidae, Chaenichthyidae, Trichiuridae.
Однако значение криля в питании рыб и частота встречаемости его в пищевом рационе рыб различны и зависят от степени морфолого-функциональной адаптации рыб к потреблению криля. На связь антарктических рыб с крилем указывают Олсен (1954 г.) и Андрияшев (1964 г.). «Частичный переход некоторых донных антарктических рыб к временной жизни в пелагиали О. Нибелин расаматривал как приспособление для использования богатых кормовых возможностей крилевой зоны, значительно превосходящей продуктивность бентоса».
Как отмечают Г. М. Беляев и П. В. Ушаков (1957 г.), общая биомасса - бентоса в водах Антарктики в среднем высокая — 450—500 г/м2, однако она состоит главным образом из некормовых групп бентоса: губок, мшанок, асцидий, составляющих 60—90% массы всех организмов. Вероятно, это одна из причин того, что криль — существенный компонент в питании многих антарктических рыб.
Можно предположить, что фактором, ограничивающим использование антарктическими рыбами в питании криля, является их размер. У небольших батипелагических светящихся анчоусов рода Protomyctophym и Electrona (длиной до 100 мм) в пищевом спектре криль обнаружен у 24—27% рыб. В пищевом рационе более крупных светящихся анчоусов (Gymnoscopelusilichoisi) криль уже играет значительно большую роль. В желудках у G. nichoisi криль обнаружен у 83% исследованных рыб.
Адаптация наиболее массовых в море Скотия нототений антарктической группы рода Notothenia к питанию крилем различна и зависит, как уже отмечалось выше, от морфологического строения рыб, связанного с временной или постоянной жизнью в пелагиали.