Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Күн сәулесіне ұшыраған теңіз суының ең жоғарғы қабаты.
The uppermost layer of a sea water column that is exposed to sunlight
Күн сәулесі аймағы 200 метрге дейін тереңдікте орналасқан. Фотикалық аймақ, эуфотикалық аймақ, эпипелагикалық аймақ немесе күн сәулесі аймағы – күн сәулесін қабылдайтын және фитопланктонға фотосинтез жүргізуге мүмкіндік беретін су қоймасының ең жоғарғы қабаты. Онда физикалық, химиялық және биологиялық процестердің тізбегі жүзеге асып, жоғарғы су қабатына қоректік заттар жеткізіледі. Фитопланктонның активтілігі (біріншілік өндірісі) нәтижесінде су жануарларының көп бөлігі осы фотикалық аймақта тіршілік етеді. Фотикалық және эуфотикалық аймақтардың қалыңдығы маусым мен ендікке байланысты күн сәулесінің қарқындылығына және судың мөлдірлігіне қарай өзгеріп отырады. Ең төменгі, немесе афотикалық аймақ – бұл фотологиялық аймақтың астында орналасқан, мұхит суларының көп бөлігін қамтитын және мәңгілік қараңғылыққа толы аймақ.
The sunlight zone is 200 meters deep. The photic zone, euphotic zone, epipelagic zone, or sunlight zone is the uppermost layer of a body of water that receives sunlight, allowing phytoplankton to perform photosynthesis. It undergoes a series of physical, chemical, and biological processes that supply nutrients into the upper water column. The photic zone is home to the majority of aquatic life due to the activity (primary production) of the phytoplankton. The thicknesses of the photic and euphotic zones vary with the intensity of sunlight as a function of season and latitude and with the degree of water turbidity. The bottommost, or aphotic, zone is the region of perpetual darkness that lies beneath the photic zone and includes most of the ocean waters.
Фотосинтез фотосфералық аймақта
Фотологиялық аймақта фотосинтездің қарқыны тыныс алу қарқынынан асып түседі. Бұл, фотосинтез үшін энергия көзі ретінде қолданылатын, күн энергиясының мол болуына байланысты. Фитопланктон сияқты біріншілік өндірушілер күн сәулесінің күшті әсерінен өте жылдам өседі, бұл олардың қарқынды өсуіне мүмкіндік береді. Шындығында, мұхиттағы фотосинтездің 95 пайызы фотологиялық аймақта жүзеге асады. Сондықтан, фотологиялық аймақтан тереңге түскенде, мысалы, компенсация нүктесіне жеткенде, жеткіліксіз күн сәулесінің салдарынан фитопланктонның мөлшері азаяды немесе толығымен болмайды. Эуфотикалық аймақтың төменгі жағынан афотикалық аймаққа дейінгі аймақ кейде дисфотикалық аймақ деп аталады.
In the photic zone, the photosynthesis rate exceeds the respiration rate. This is due to the abundant solar energy which is used as an energy source for photosynthesis by primary producers such as phytoplankton. These phytoplankton grow extremely quickly because of sunlight's heavy influence, enabling it to be produced at a fast rate. In fact, ninety five percent of photosynthesis in the ocean occurs in the photic zone. Therefore, if we go deeper, beyond the photic zone, such as into the compensation point, there is little to no phytoplankton, because of insufficient sunlight. The zone which extends from the base of the euphotic zone to the aphotic zone is sometimes called the dysphotic zone.
Фотографиялық аймақтағы тіршілік
Теңіз тіршілігінің 90 пайызы фотологиялық аймақта мекендейді, ол шамамен екі жүз метр тереңдікте жатыр. Бұған фитопланктон (өсімдіктер), оның ішінде динофлагелляттар, диатомдар, цианобактериялар, коколитофорлар және криптомонадтар кіреді. Сондай-ақ, фотосферада тұтынушы болып табылатын зоопланктон да бар. Ет жейтін және шөп жейтін жануарлар кездеседі. Әрі қарай, копеподтар – фотосферада кең таралған ұсақ қабықты жануарлар. Соңында, нектондар (балықтар, кальмарлар және қабылдақтар сияқты өздігінен қозғала алатын жануарлар) фотологиялық аймақтағы ең ірі және көзге түсетін жануарлар, бірақ олардың саны барлық топтардың арасында ең аз. Фитопланктон – су қабатында тіршілік ететін, қозғалу қабілеті шектеулі немесе жоқ микроскоптық өсімдіктер. Олар күн энергиясын тамақ ретінде пайдаланатын негізгі өндірушілер. Фотикалық аймақта детрит жегіштер мен мүрде жегіштер сирек кездеседі. Өлі организмдердің микроорганизмдермен ыдырауы осы жерде басталып, олар афотикалық аймаққа құлағаннан кейін терең теңіз организмдері үшін ең маңызды қоректік зат көзіне айналады. Фотологиялық аймақтың тереңдігі судың мөлдірлігіне байланысты. Егер су өте мөлдір болса, фотологиялық аймақ тым терең болуы мүмкін. Ал егер су лайлы болса, онда оның тереңдігі он бес метрге (елу футқа) дейін ғана жетеді. Фотикалық аймақтағы жануарлар жарық пен қараңғылықтың алмасуын маңызды экологиялық сигнал ретінде пайдаланады, көші-қон осыған тікелей байланысты. Балықтар көшіп бара жатқанда қараңғылық пен таңның басталуын сезеді, фотологиялық аймақ осы құбылысқа ұқсас, уақыт туралы түсінік береді. Бұл жануарлар – сельдь, сардина және басқа да фотикалық аймақта тұратын балықтар болуы мүмкін.
Ninety percent of marine life lives in the photic zone, which is approximately two hundred meters deep. This includes phytoplankton (plants), including dinoflagellates, diatoms, cyanobacteria, coccolithophores, and cryptomonads. It also includes zooplankton, the consumers in the photic zone. There are carnivorous meat eaters and herbivorous plant eaters. Next, copepods are the small crustaceans distributed everywhere in the photic zone. Finally, there are nekton (animals that can propel themselves, like fish, squids, and crabs), which are the largest and the most obvious animals in the photic zone, but their quantity is the smallest among all the groups. Phytoplankton are microscopic plants living suspended in the water column that have little or no means of motility. They are primary producers that use solar energy as a food source. Detritivores and scavengers are rare in the photic zone. Microbial decomposition of dead organisms begins here and continues once the bodies sink to the aphotic zone where they form the most important source of nutrients for deep sea organisms. The depth of the photic zone depends on the transparency of the water. If the water is very clear, the photic zone can become very deep. If it is very murky, it can be only fifty feet (fifteen meters) deep. Animals within the photic zone use the cycle of light and dark as an important environmental signal, migration is directly linked to this fact, fishes use the concept of dusk and dawn when its time to migrate, the photic zone resembles this concept providing a sense of time. These animals can be herrings and sardines and other fishes that consistently live within the photic zone.
Фотологиялық аймақтағы қоректік заттардың сіңіруі
Биологиялық сіңірудің нәтижесінде фотологиялық аймақта қоректік заттардың концентрациясы салыстырмалы түрде төмен болады. Осының салдарынан, су бағанасының тұрақтылығы жоғары болғанда фитопланктон жеткілікті мөлшерде қоректік заттарды ала алмайды. Организмдердің кеңістіктегі таралуын көптеген факторлар бақылай алады. Физикалық факторларға: температура, гидростатикалық қысым, турбулентті араласу, мысалы, нутриклин арқылы бейорганикалық азоттың жоғары қарай турбулентті ағыны жатады. Химиялық факторларға оттегі және іздік элементтер жатады. Биологиялық факторларға жайылым және көші-қон жатады. Көтерілу терең сулардан фотологиялық аймаққа қоректік заттар әкеліп, фитопланктонның өсуін күшейтеді. Қайта араласу және көтерілу ақырында қоректік заттарға толы қалдықтарды фотологиялық аймаққа қайтарады. Экман тасымалы фотологиялық аймаққа қосымша қоректік заттар жеткізеді. Қоректік импульстің жиілігі фитопланктон арасындағы бәсекелестікке әсер етеді. Фотосинтез одан да көп мөлшерде өндіреді. Азық тізбегінің алғашқы буыны болғандықтан, фитопланктонның жағдайы басқа түрлерге тікелей әсер етеді. Фитопланктоннан басқа, осы аймақта көптеген басқа жануарлар да өмір сүріп, осы қоректік заттарды пайдаланады. Мұхит тіршілігінің көп бөлігі су көлемі бойынша ең кішкентай мұхит аймағы – фотологиялық аймақта кездеседі. Фотологиялық аймақ кішкентай болғанымен, онда тұратын тіршілікке зор әсер етеді.
Due to biological uptake, the photic zone has relatively low levels of nutrient concentrations. As a result, phytoplankton doesn't receive enough nutrients when there is high water column stability. The spatial distribution of organisms can be controlled by a number of factors. Physical factors include: temperature, hydrostatic pressure, turbulent mixing such as the upward turbulent flux of inorganic nitrogen across the nutricline. Chemical factors include oxygen and trace elements. Biological factors include grazing and migrations. Upwelling carries nutrients from the deep waters into the photic zone, strengthening phytoplankton growth. The remixing and upwelling eventually bring nutrient rich wastes back into the photic zone. The Ekman transport additionally brings more nutrients to the photic zone. Nutrient pulse frequency affects the phytoplankton competition. Photosynthesis produces more of it. Being the first link in the food chain, what happens to phytoplankton creates a rippling effect for other species. Besides phytoplankton, many other animals also live in this zone and utilize these nutrients. The majority of ocean life occurs in the photic zone, the smallest ocean zone by water volume. The photic zone, although small, has a large impact on those who reside in it.
Фотикалық аймақтың тереңдігі
Тереңдік – бұл сәулеленудің беткі күшінің 1%-ына дейін әлсіретін деңгей. Сәйкесінше, оның қалыңдығы су қабатындағы жарық сіңуіне байланысты. Көрінетін жарық мөлшері бетте әртүрлі болуы мүмкін болғандықтан, бұл фитопланктонның таза өсуі туралы көп мәлімет бермейді. Әдеттегі эвфотикалық тереңдіктер, жоғары тұмандылығы бар эвтрофты көлдерде бірнеше сантиметрден бастап, ашық мұхитта 200 метрге дейін жетеді. Бұл сондай-ақ тұмандылықтың маусымдық өзгерулеріне байланысты өзгереді, олар фитопланктон концентрациясымен күшті байланысты болуы мүмкін, нәтижесінде фототикалық аймақтың тереңдігі бастапқы өндіріс артаған сайын көбінесе төмендейді. Сонымен қатар, тыныс алу қарқыны фотосинтез қарқынынан жоғары. Фитопланктон өндірісінің маңыздылығы оның басқа тағамдық тізбектермен өзара байланыста маңызды рөл атқаруында.
The depth is, by definition, where radiation is degraded down to 1% of its surface strength. Accordingly, its thickness depends on the extent of light attenuation in the water column. As incoming light at the surface can vary widely, this says little about the net growth of phytoplankton. Typical euphotic depths vary from only a few centimetres in highly turbid eutrophic lakes, to around 200 meters in the open ocean. It also varies with seasonal changes in turbidity, which can be strongly driven by phytoplankton concentrations, such that the depth of the photic zone often decreases as primary production increases. Moreover, the respiration rate is actually greater than the photosynthesis rate. The reason why phytoplankton production is so important is because it plays a prominent role when interwoven with other food webs.
Жарық шамалы
Жерге жететін күн энергиясының көп бөлігі 400-700 нм аралығындағы толқын ұзындығы бар көрінетін жарық диапазонында болады. Көрінетін жарықтың әр түсінің өзіндік толқын ұзындығы бар, ал олар бірге ақ жарықты құрайды. Ең қысқа толқын ұзындығы - күлгін және ультракөк түстерінде, ал ең ұзын толқын ұзындығы - қызыл және инфрақызыл түстерінде. Арасында, көру спектрінің түстері танымал "ROYGBIV" - қызыл, қызғылт сары, сары, жасыл, көк, нил және күлгін. Су кіретін жарықты сіңіруде өте тиімді, сондықтан мұхитқа енетін жарық мөлшері тереңдікпен бірге тез төмендейді (әлсірейді). Бір метр тереңдікте мұхит бетінде түсетін күн энергиясының 45% ғана қалады. 10 метр тереңдікте жарықтың 16% -ы ғана сақталады, ал 100 метр тереңдікте бастапқы жарықтың 1% -ы ғана қалады. Жарық 1000 метрден артық енбейді. Проксилердің мысалы - диатомдардың δ13C, δ18O, δ30Si (δ13Cдиатом, δ18Oдиатом және δ30Sidiatom) изотоптарын пайдалану. 2015 жылы Сванн мен Снеллинг осы изотоптық жазбаларды Тынық мұхитының солтүстік-батыс бөлігіндегі фотологиялық аймақтың жағдайындағы тарихи өзгерістерді, соның ішінде қоректік заттармен қамтамасыз етуді және жұмсақ тіндердің биологиялық сорғысының тиімділігін, қазіргі заманнан бастап теңіз изотоптық 5e сатысына дейін, соңғы мұз аралық кезеңмен сәйкес келеді. Теңіздегі изотоптық сатыдағы опал өнімділігінің шыңы аймақтық галоклин қабатталуының бұзылуымен және фотикалық аймаққа қоректік заттардың көбеюімен байланысты. Галоклиннің және қабатталған су бағанының бастапқы дамуы 2,73 млн жыл бұрын Солтүстік жарты шардағы ірі мұздықтардың пайда болуымен байланысты, бұл мұздықтар мен мұздықтар еріген судың және теңіздің беткі температурасының артуы арқылы аймаққа тәтті су ағынын арттырды. Осыған байланысты терең судың жоғары көтерілуінің азаюы жаһандық салқын жағдайлардың орнауына және 2,73 млн жыл бұрын Солтүстік жарты шарда мұздықтардың кеңейуіне ықпал еткен болуы мүмкін. Басқа зерттеулер стратификациялық шекараның соңғы төртінші кезеңде мұздықтардың аяқталуы мен мұз аралықтардың алғашқы кезеңінде бұзылуы мүмкін екенін көрсетті. Фитопланктонның көбеюі зоопланктонның көбеюіне әкеледі, зоопланктон фитопланктонмен қоректеніп, азық-түлік тізбегінің төменгі сатысында болады.
Most of the solar energy reaching the Earth is in the range of visible light, with wavelengths between about 400 700 nm. Each colour of visible light has a unique wavelength, and together they make up white light. The shortest wavelengths are on the violet and ultraviolet end of the spectrum, while the longest wavelengths are at the red and infrared end. In between, the colours of the visible spectrum comprise the familiar “ROYGBIV”; red, orange, yellow, green, blue, indigo, and violet. Water is very effective at absorbing incoming light, so the amount of light penetrating the ocean declines rapidly (is attenuated) with depth. At one metre depth only 45% of the solar energy that falls on the ocean surface remains. At 10 metres depth only 16% of the light is still present, and only 1% of the original light is left at 100 metres. No light penetrates beyond 1000 metres. An example of proxies is the use of diatom isotope records of δ13C, δ18O, δ30Si (δ13Cdiatom, δ18Odiatom, and δ30Sidiatom). In 2015, Swann and Snelling used these isotope records to document historic changes in the photic zone conditions of the north west Pacific Ocean, including nutrient supply and the efficiency of the soft tissue biological pump, from the modern day back to marine isotope stage 5e, which coincides with the last interglacial period. Peaks in opal productivity in the marine isotope stage are associated with the breakdown of the regional halocline stratification and increased nutrient supply to the photic zone. The initial development of the halocline and stratified water column has been attributed to the onset of major Northern Hemisphere glaciation at 2.73 Ma, which increased the flux of freshwater to the region, via increased monsoonal rainfall and/or glacial meltwater, and sea surface temperatures. The decrease of abyssal water upwelling associated with this may have contributed to the establishment of globally cooler conditions and the expansion of glaciers across the Northern Hemisphere from 2.73 Ma. other studies have shown that the stratification boundary may have broken down in the late Quaternary at glacial terminations and during the early part of interglacials. An increase in the amount of phytoplankton also creates an increase in zooplankton, the zooplankton feeds on the phytoplankton as they are at the bottom of the food chain.
Диметилсульфид
Диметилсульфидтің фототикалық аймақтағы жоғалуы микроорганизмдердің сіңіруімен және фотохимиялық ыдыраумен реттеледі. Бірақ диметилсульфид дегеніміз не және ол неге маңызды? Бұл қосылыс (суретке қараңыз) мұхиттың күкірт айналымын және экологиясын реттеуге көмектеседі. Теңіз бактериялары, балдырлар, кораллдар және мұхиттың көптеген басқа да организмдері осы затты бөліп шығарады, осы арқылы гендер отбасыларының әртүрлі тобын құрайды. Дегенмен, бұл қосылыс адамға жұтылғанда, тері арқылы сіңгенде және дем алғанда зиянды болуы мүмкін. Өсімдіктер мен жануарлардағы ақуыздар осы қосылысқа мұқтаж. Экологияның маңызды бөлігі болғандықтан, оның фототикалық аймақта да кездесетінін білу пайдалы.
Dimethylsulfide loss within the photic zone is controlled by microbial uptake and photochemical degradation. But what exactly is dimethylsulfide and why is it important? This compound (see the photo) helps regulate sulfur cycle and ecology within the ocean. Marine bacteria, algae, coral and most other organisms within the ocean release this, constituting a range of gene families. However this compound can be toxic to humans if swallowed, absorbed through the skin and inhaled. Proteins within plants and animals depend on this compound. Making it a significant part of ecology, it's good to know that it lives in the photic zone as well.