Звук в океане распространяется не по прямой линии, он всегда отклоняется в сторону, где скорость меньше. В соответствии с увеличением давления скорость звука растет с глубиной. Совместное влияние температуры и давления обычно приводит к тому, что где-то в промежуточном слое между поверхностью и дном океана скорость звука принимает минимальное значение. Этот слой минимума скорости называют звуковым каналом.
Из-за того, что путь звука всегда искривляется в сторону слоя воды с меньшей скоростью распространения, слой минимума скорости канализирует звук. Звуковой канал в океане обладает свойством непрерывности. Он простирается почти от поверхности океанических вод в полярных широтах до глубины около 2000 м у берегов Португалии, при средней глубине порядка 700 м. Сверхдальнее распространение звука в океане объясняется тем, что и источник звука, и улавливатель находятся возле оси звукового канала. Океанская вода содержит соли, газы, твердые частицы органического и неорганического происхождения.
По массе они составляют всего 3.5%, но от них зависят определенные свойства воды (табл. 2.1, 2.2)
Таблица 2.1
Состав воды Мирового океана
| Компонент | концентрация г/кг | Компонент | концентрация г/кг |
| Хлор | 19.353 | Бикарбонат | 0.142 |
| Натрий | 10.760 | Бром | 0.067 |
| Сульфат | 2.712 | Стронций | 0.008 |
| Магний | 1.294 | Бор | 0.004 |
| Кальций | 0.413 | Фтор | 0.001 |
| Калий | 0.387 |
Таблица 2.2
Химический состав планктона
(в микро граммах элемента на грамм сухого веса планктона)
| Элемент | фито-планктон | зоо-планктон | Элемент | фито-планктон | зоо-планктон |
| Si | 58000 | - | Ti | 30 | --- |
| Na | 11000 | 68000 | Cr | 4 | --- |
| Mg | 14000 | 8500 | Ni | 4 | 6 |
| Ca | 6100 | 15000 | Zn | 54 | 120 |
| Sr | 320 | 440 | Ag | 0.4 | 0.1 |
| Ba | 110 | 25 | Cd | 2 | 2 |
| Al | 200 | 23 | Pb | 8 | 2 |
| Fe | 650 | 96 | Hg | 0.2 | 0.1 |
| Mn | 9 | 4 |
Большинство из металлов в водах океана присутствует в морской воде в крайне малых количествах. Как показывает таблица, живые организмы извлекают металлы из морской воды. Чаще всего концентрация металлов в живых организмах в сравнении с их содержанием в морской воде не превышает концентрации фосфора. Погружающееся с поверхности океана вещество включает множество частиц с большой реакционной поверхностью. Частицы из кичи марганца и железа также обладают обширными активными поверхностями. Некоторые из них осаждаются из верхних слоев океана, а другие образуются при окислении восстановленного железа и марганца, диффундирующих из донных отложений или приносятся горячими водами из области раздвигающихся срединно-океанических хребтов. Такие соединения захватывают металлы. Самое яркое подтверждение этому - железомарганцевые конкреции на дне океанов, в которых содержится до 1% никеля и меди, а также многие другие металлы. Подобное захватывание металлов еще эффективнее происходит в прибрежных водах, где постоянное взмучивание наносов и биологическая переработка толщи отложений обеспечивают непрерывный поток окисляющегося железа и марганца в растворе из донных отложений. После попадания металлов в донные отложения, вероятность их повторного появления в вышерасположенной толще воды очень мала, хотя некоторое перераспределение внутри самих отложений и наблюдается. Рассмотрим табл. 2.3
Таблица 2.3
Экологическая классификация объектов морского
промысла, используемых в пищу
| ОРГАНИЗМ | Преобладающий экологический тип |
| КИТЫ | Хищные млекопитающие |
| РЫБЫ: Анчоусы, сельди, сардины | Пелагические планктофаги |
| Скумбрия, тунцы, треска, минтай, камбала | Пелагические хищники |
| Пикша, морской язык, палтус, хек | Демерсальные хищники |
| Морской окунь, лососи, мойва, килька | Проходные рыбы |
| МОЛЛЮСКИ: мидии, устрицы, морские гребешки | Бентические моллюски |
| Кальмары, осьминоги | Нектобентические моллюски |
| РАКООБРАЗНЫЕ:(Креветки), омары, крабы | Нектобентические ракообразные |
| РАСТЕНИЯ (бурые, красные водоросли) | Бентические фотосинтезирующие организмы |
Помимо непосредственного лова рыбы, доставляющего человечеству пищу, существуют и другие морские промыслы, связанные главным образом с получением побочных продуктов, вырабатываемых морскими организмами, или с использованием их для промышленных и торговых целей. Сюда прежде всего относятся промысел губок и жемчуга, охота на морских млекопитающих (китов и тюленей) и морских пресмыкающихся (черепах). Губки не принадлежат к морским растениям, они являются примитивным типом морских беспозвоночных животных. 200 из известных 20 000 видов губок живут в пресных водах, примерно 7 - 8 видов имеют промысловое значение, они встречаются главным образом в сравнительно теплых водах Средиземного моря и Мексиканского залива.
Добыча жемчуга - еще один способ обогащения за счет обитателей моря, которому научился человек. По своему внешнему виду жемчужины отличаются от съедобных устриц и больше похожи на обыкновенные раковины. Наиболее известен вид Pteriamargaritifera, имеющий около 7,5 см в поперечнике и поставляющий самые ценные жемчужины.
Другой, больший по размерам вид - Pteriamaxima. Эта раковина имеет иногда до 30 см в поперечнике и достигает веса 5,5 кг, но сами жемчужины не так хороши, как у предыдущей, и ценятся в основном за перламутр, которым раковина жемчужницы покрыта изнутри. Промысел жемчуга ведется во многих районах мира. Красивейшие жемчужины добывают в водах, омывающих Таити, Борнео, Калифорнию, Венесуэлу, Новую Гвинею и Мексику. Самые известные промыслы расположены в Персидском заливе. Китобойный промысел - один из древнейших способов эксплуатации морских богатств.
Кроме мяса, главными продуктами, получаемыми от кита, являются жир, амбра (добывается из содержимого кишечника убитого кита; иногда ее можно встретить свободно плавающей в море или выброшенной на берег), костяная мука, китовый ус. Жир кашалота особенно ценится в качестве смазочного материала, а воскообразное вещество, имеющееся в его голове, известное как спермацет, используется в медицине и для изготовления косметических средств. Амбра - чрезвычайно ценное вещество, используется как фиксатор для высококачественных духов. Весьма ценным для человека как своим жиром, так и шкурой, является тюлень. К наиболее важным с промысловой точки зрения видам принадлежат морские котики (северные районы Тихого океана, в особенности острова Прибылова и Командорские острова в Беринговом море). Другое морское млекопитающее, мех которого широко используется человеком, - морской бобр (калан). Хорошо обработанная шкурка калана - один из самых ценных мехов в мире. Известную коммерческую ценность представляет также белый медведь (шкура, мясо, зубы). Единственным морским пресмыкающимся, которое добывает человек, является черепаха. Особенно ценятся два рода: Eretmochelys и зеленая черепаха (Chelonia); эти черепахи обитают в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах. Первая поставляет ценный в коммерческом отношении черепаховый панцирь, вторая - мясо. Планктон используется как богатая белками пища для домашней птицы и домашнего скота. Ряд морских растений, прежде всего водоросли, также имеют практическое значение. Так, отдельные виды водорослей, как, например, ChondruscrispusPorphyralaciniata, употребляют в пищу. Из водорослей также получают йод, бром и поташ. Водоросли дают также альгиновую кислоту, употребляемую при приготовлении бланманже и горчицы. Водоросли используются как хорошее удобрение, содержащее 1% азота и некоторое количество поташа.
Микроскопические размеры растительного планктона компенсируются численностью: под каждым квадратным метром морской поверхности находится от 100 млн. до 10 млрд. клеток фитопланктона. Фитопланктон быстро размножается, и их урожай можно собирать.
Из морских водорослей извлекают разнообразные органические коллоиды. Коллоиды, такие, как агар и альгин, используются в качестве наполнителей при изготовлении мороженого, супов и т.д. Из воды получают соль. Добывают магний. По произведенным подсчетам, каждая кубическая миля морской воды содержит 4 млн. т магния, и значительная часть его может быть получена посредством процесса экстрагирования.
Магний применяется при производстве печатной краски, зубной пасты и ряда лекарств. Морскую воду перерабатывают в пресную для целей ирригации и употребления в пищу.
Диатомовые, которые относятся к отделу хризофит - золотистых водорослей - одноклеточные, заключенные в стекловидный кремниевый панцирь. Отложения диатомовых могут использоваться как фильтрующий материал. В 1866 - 1867 гг. Шведский химик Альфред Нобель создал безопасную взрывчатку - динамит, установив, что для предотвращения самопроизвольных взрывов достаточно пропитать жидким нитроглицерином диатомовую землю. Слои ископаемых моря образуют существенную часть пласта осадочных пород, из которых без особого труда можно черпать содержащиеся в них химические и минеральные вещества. Гипс, поташ, сульфат магния, бура, бром, литий и хлорид калия - все эти вещества сейчас добывают из такого рода морских напластований.