Вестник Кольского научного центра РАН. 2013, №2.

для растений питательных солей, которые поступают снизу. Сверху развитие растительных клеток лимитируется поступлением световой энергии, необходимой для фотосинтеза. Воды с минимальными величинами растворенного кислорода - наиболее яркий показатель оксигенной структуры водной толщи. Вертикальное изменение кислорода может происходить плавно, как это наблюдается в умеренных и полярных широтах открытого океана, и резко, как в низких широтах Тихого и Индийского океанов и морских водах при ограниченной адвекции, например, в Черном море или фьордах Норвегии. Дефицит кислорода отмечается в районах стока крупных рек, он усиливается летней стратификацией при аномально теплых погодных условиях и антропогенным влиянием. Особенно резкий переход от насыщенного кислородом верхнего слоя к абсолютному минимуму кислорода в нижнем слое, состоящем из баренцевоморских вод, наблюдается в реликтовом озере Могильном, в исследовании которого активное участие принимал К.М. Дерюгин, и которое могло бы служить моделью не только превосходящего его размером моря, но и всего Мирового океана, если предположить, что район Могильного не подвержен влиянию «внешней» атмосферы и вся испаряемая через поверхность озера влага пошла на формирование системы циркуляции воздушных масс над озером. Если бы живые организмы не принимали участия в обмене океана и атмосферы кислородом, то его содержание в океане и атмосфере зависело бы только от физических условий газообмена. В системах циркуляции открытого океана эти физические условия определяются адвективным и конвективным переносами частиц воды. Адвективный перенос сопровождается контактом, а конвективный перенос - изоляцией частиц воды и воздуха. Это значит, что охлаждающиеся воды при адвективном движении будут обмениваться кислородом с атмосферой, а при конвективном погружении такого обмена происходить не будет. Те физические и биологические условия, благодаря которым существует кислородная машина океан-атмосфера-биосфера, мы априори называем нормальными, потому что при отклонении от них включаются синергетические механизмы, которые возвращают систему кислородообмена геосфер в исходное положение [5]. Основным регулятором является обмен между жидкостью и газом через поверхность их раздела, когда насыщенная менее предела жидкость поглощает газ, а перенасыщенная - отдает его излишек. Сорбция и десорбция кислорода воздуха водами океана зависит от ряда факторов, главные из которых, температура и соленость, определяют плотность вод и величины поглощения или выделения газов. Количественные оценки растворенного кислорода выражаются в %о по объему растворенного газа в 1 л воды и в % отношения наблюдаемого содержания кислорода в норме. В первом случае оно называется концентрацией растворенного кислорода и обозначается О а во втором случае —степенью насыщения (насыщенностью) и обозначается Разность между наблюдаемым и рассчитанным нормальным содержанием кислорода называется дефицитом кислорода А О или АС,. Насыщенность вод кислородом при условии незначительного изменения солености определяется концентрацией растворенного кислорода и температурой воды. Аналогично термогалинной термоксигенная трансформация зависит от времени взаимодействия вод с атмосферой. Явление гистерезиса насыщения, подобно конвекции при охлаждении поверхности океана, наблюдается в осенне-зимний период годового цикла, когда охлаждаемые воды не успевают абсорбировать кислород воздуха и, в случае конвективного погружения, создают на определенной глубине дефицит растворенного кислорода, который имеет, таким образом, физическую природу. Согласно экспериментальным исследованиям, поглощение газов происходит медленно, и чтобы их концентрация в воде находилась в равновесии с концентрацией в воздухе в соответствии с парциальным давлением, требуется время. Особенно это характерно для полярных районов океана, где недонасыщенность поверхностных вод кислородом в зимний период объясняется малой скоростью газообмена между атмосферой и океаном по сравнению со скоростью охлаждения вод. Нормальное насыщение кислородом оценивается величиной £=100% не только потому, что это предел насыщения вод в данных физических условиях, но и потому, что эта величина характеризует среднее термоксигенное состояние вод поверхностного слоя. Последнее обстоятельство занимает не менее важное место в изучении оксигенной структуры океана, чем существование кислородного минимума. 31