Question

Как известно, кислород имеет тенденцию к уменьшению растворимости при увеличении температуры воды. В то же время в теплых поверхностных экваториальных водах Мирового океана, наблюдается стабильно высокая концентрация кислорода. Как вы объясните данное явление?

Answer 1

МИРОВОЙ ОКЕАН

СОДЕРЖАНИЕ КИСЛОРОДА В ВОДАХ СТРУКТУРНЫХ ЗОН МИРОВОГО ОКЕАНА

   Концентрация кислорода в водах поверхностной структурной зоны. Поле кислорода с переходом от верхнего к нижнему слою претерпевает заметные изменения. В верхнем слое толщиной 50 - 100 м содержание растворенного кислорода нарастает от 4,5 - 5,0 мл/л в приэкваториальных широтах до 7,5 - 8,0 мл/л в полярных. В тропических и субтропических водах количество его не выше 5,0 - 6,0 мл/л. В умеренных широтах происходит резкое увеличение концентрации кислорода до 7,0 - 7,5 мл/л. Умеренная зона отличается повышенной биологической продуктивностью, способствующей интенсивному развитию фитопланктона, благодаря чему происходит перенасыщение вод кислородом. К тому же в результате понижения температуры заметно увеличивается растворимость газов. Умеренные широты Мирового океана являются главными поставщиками кислорода в атмосферу.

   В нижнем слое поверхностной структурной зоны, на фоне общего увеличения кислорода с ростом широты, начинает проявляться влияние вертикальной циркуляции вод, возбуждаемой макроциркуляционными системами. Наиболее ярко это видно в области тропических циклонических систем. Благодаря подъему промежуточных вод, обедненных кислородом, количество его становится меньше 2,0 мл/л, падая в восточно-тропических районах Тихого океана до 0,5 - 0,2 мл/л. В целом же насыщенность кислородом нижнего слоя поверхностных вод оказывается весьма высокой. От 50 - 70% в низких широтах она повышается до 80 - 95% в полярных районах.

   Содержание кислорода в водах промежуточной структурной зоны. В верхней части этой зоны, до оси промежуточных вод (примерно 800 - 1000 м от поверхности океана), поле кислорода формируется под влиянием преобладания зональной циркуляции. В тропических циклонических системах прослеживается обеднение вод кислородом; в Атлантике количество его уменьшается до 1,0 - 1,5 мл/л, а в Тихом океане - почти до нулевых значений.

   В низкоширотных антициклонических круговоротах преобладают нисходящие движения, и содержание кислорода увеличивается. В северной части Атлантического океана, благодаря тому, что интенсивное опускание вод происходит и за пределами антициклонической системы, самостоятельного максимума кислорода в умеренных широтах не образуется; концентрация его постепенно повышается с ростом широты. На севере Тихого океана такой максимум выражен хорошо в верхней части промежуточной зоны; на глубине 1000 м он исчезает. В районе Берингова моря количество кислорода падает до 0,3 - 0,5 мл/л (около 5% насыщения). По понижению кислорода легко проследить антарктическую дивергенцию.

   В нижней части промежуточной структурной зоны, с усилением влияния меридиональной составляющей переноса, происходят заметные изменения поля растворенного кислорода. Судя по пониженной его концентрации в восточнотропических районах, еще сказывается влияние подъема вод, возбуждаемого циклоническими макроциркуляционными системами. Поскольку абсолютное содержание кислорода увеличивается по сравнению с вышележащими водами, можно сделать заключение о том, что восходящие движения заметно ослабевают. Легко проследить и южноокеанические антициклонические круговороты по росту концентрации кислорода, обусловленному опусканием вод. К нижней границе промежуточной зоны влияние отдельных макроциркуляционных систем уже не прослеживается. Поле кислорода формируется под воздействием меридиональной составляющей переноса вод.

   Кислород в водах глубинной структурной зоны. Наиболее высокая концентрация кислорода (до 6,0 - 6,5 мл/л) наблюдается в глубинных водах северной Атлантики, что указывает на особо интенсивное их образование и обновление. Постепенное понижение содержания кислорода в южном направлении (до 5,0 - 4,5 мл/л) подтверждает представление о преобладающем перемещении североатлантических вод с севера на юг. Вблизи Антарктиды воды обогащаются кислородом и количество его повышается до 5,0 мл/л. Как здесь, так и в северной Атлантике наиболее высокая концентрация отмечается по той периферии высокоширотных циклонических систем, которая располагается вблизи суши. Это объясняется благоприятными условиями развития нисходящих движений вдоль материкового склона.

   На севере Тихого океана при наличии такой же макроциркуляционной системы опускание вод крайне затрудняется сильной стратификацией вод. Глубинные воды Тихого