Фотическая зона - Photic zone

В фотическая зона, эвфотическая зона, эпипелагическая зона, или же солнечная зона это самый верхний слой водное пространство который получает Солнечный свет, позволяя фитопланктон выполнять фотосинтез. Он подвергается ряду физических, химических и биологических процессов, которые обеспечивают питательные вещества в верхний столб воды. Фотическая зона является домом для большинства водная жизнь из-за своего местоположения.

Фотосинтез в фотической зоне

В фотической зоне скорость фотосинтеза превышает скорость дыхания. Это связано с обильным солнечная энергия который используется в качестве источника энергии для фотосинтеза первичные производители например, фитопланктон. Эти фитопланктон Растут чрезвычайно быстро из-за сильного воздействия солнечного света, что позволяет производить его с большой скоростью. Фактически, девяносто пять процентов фотосинтеза в океане происходит в фотической зоне. Следовательно, если мы пойдем глубже, за пределы фотической зоны, например, в точка компенсации фитопланктон практически отсутствует из-за недостатка солнечного света.^[1] Зона, которая простирается от основания эвфотической зоны примерно до 200 метров, иногда называется дисфотической зоной.^[2]

Жизнь в фотической зоне

Зоны водной толщи, определяемые количеством проникающего света. Мезопелагический иногда называют дисфотическая зона.

Слои пелагиали

Девяносто процентов морская жизнь живет в фотической зоне, глубиной около двухсот метров. Это включает фитопланктон (растения), в том числе динофлагелляты, диатомеи, цианобактерии, кокколитофориды, и криптомонады. Он также включает зоопланктон, потребители в фотической зоне. Есть плотоядный мясоеды и травоядный едоки растений. Следующий, копеподы маленькие ракообразные распространены повсюду в фотической зоне и являются самой большой группой животных на планете. Наконец, есть нектон (животные, которые могут двигаться самостоятельно, такие как рыбы, кальмары и крабы), которые являются самыми крупными и наиболее очевидными животными в фотической зоне, но их количество наименьшее среди всех групп.^[3]

Глубина световой зоны зависит от прозрачности воды. Если вода очень прозрачная, световая зона может стать очень глубокой. Если он очень мутный, он может быть всего лишь пятьдесят футов (пятнадцать метров) в глубину.

Поглощение питательных веществ в фотической зоне

Из-за биологического поглощения в фотической зоне относительно низкие уровни концентрации питательных веществ. В результате фитопланктон не получает достаточного количества питательных веществ при высокой стабильности водного столба.^[4] В пространственное распределение организмов можно контролировать с помощью ряда факторов. К физическим факторам относятся: температура, гидростатическое давление, турбулентное перемешивание, например, восходящее турбулентный поток неорганического азота через линию питания.^[5] К химическим факторам относятся кислород и микроэлементы. Биологические факторы включают выпас и миграции.^[6] Апвеллинг переносит питательные вещества из глубинных вод в фотическую зону, усиливая рост фитопланктона. Перемешивание и апвеллинг в конечном итоге возвращают богатые питательными веществами отходы в фотическую зону. В Экман транспорт дополнительно приносит больше питательных веществ в фотическую зону. Частота импульсов питательных веществ влияет на конкуренцию фитопланктона. Фотосинтез производит его больше. То, что происходит с фитопланктоном, является первым звеном в пищевой цепочке, и это создает волновой эффект для других видов. Помимо фитопланктона, в этой зоне обитают многие другие животные, которые используют эти питательные вещества. Большая часть океанической жизни происходит в фотической зоне, наименьшей зоне океана по объему воды. Фотическая зона хоть и мала, но оказывает большое влияние на тех, кто в ней проживает.

Глубина фотической зоны

Глубина, грубо говоря, там, где излучение снижается до 1% от его поверхностной прочности.^[7] Соответственно его толщина зависит от степени освещенности. затухание в толще воды. Поскольку падающий на поверхность свет может сильно различаться, это мало что говорит о чистом росте фитопланктона. Типичная эвфотическая глубина колеблется от нескольких сантиметров в очень больших мутный эвтрофный озера, до 200 метров под открытым небом океан. Он также изменяется в зависимости от сезонных изменений мутности, которые могут быть сильно обусловлены фитопланктон таких концентраций, что глубина фотической зоны часто уменьшается по мере основное производство увеличивается. Более того, частота дыхания на самом деле больше, чем скорость фотосинтеза. Причина, по которой продукция фитопланктона так важна, заключается в том, что он играет важную роль, когда переплетается с другими пищевые полотна.

Ослабление света

На рост фитопланктона влияет цветовой спектр света,
и в процессе называется фотосинтез поглощать свет
в синем и красном диапазоне через фотосинтетические пигменты

Сравнение глубин, на которых свет разных цветов проникает в открытые океанические воды и в более темные прибрежные воды. Вода поглощает более теплые длинноволновые цвета, такие как красный и оранжевый, и рассеивает более холодные коротковолновые цвета.^[8]

Большая часть солнечной энергии, достигающей Земли, находится в диапазоне видимого света с длинами волн примерно 400-700 нм. Каждый цвет видимого света имеет уникальную длину волны, и вместе они составляют белый свет. Самые короткие длины волн находятся в фиолетовом и ультрафиолетовом концах спектра, а самые длинные волны - в красном и инфракрасном концах. Между ними цвета видимого спектра составляют знакомый «ROYGBIV»; красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый.^[9]

Вода очень эффективно поглощает падающий свет, поэтому количество света, проникающего в океан, быстро уменьшается (ослабляется) с глубиной. На глубине в один метр остается только 45% солнечной энергии, которая попадает на поверхность океана. На глубине 10 метров только 16% света все еще присутствует, и только 1% исходного света остается на 100 метрах. Свет не проникает дальше 1000 метров.^[9]

Помимо общего затухания, океаны поглощают свет различных длин волн с разной скоростью. Длины волн на крайних концах видимого спектра ослабляются быстрее, чем длины волн в середине. Сначала поглощаются более длинные волны; красный поглощается на верхних 10 метрах, оранжевый примерно на 40 метров, а желтый исчезает на расстоянии до 100 метров. Более короткие волны проникают дальше, а синий и зеленый свет достигают самых глубоких глубин.^[9]

Вот почему вещи кажутся синими под водой. То, как цвета воспринимаются глазом, зависит от длины волны света, воспринимаемого глазом. Объект кажется глазам красным, потому что он отражает красный свет и поглощает другие цвета. Таким образом, единственный цвет, доходящий до глаза, - красный. Синий - единственный цвет света, доступный на глубине под водой, поэтому это единственный цвет, который может отражаться обратно в глаз, и все под водой имеет голубой оттенок. Красный объект на глубине не будет казаться нам красным, потому что нет красного света, который мог бы отражаться от объекта. Объекты в воде будут выглядеть как их настоящие цвета вблизи поверхности, где все длины волн света все еще доступны, или если другие длины волн света обеспечиваются искусственно, например, путем освещения объекта подводным светом.^[9]

Вода в открытый океан кажется прозрачным и синим, потому что он содержит гораздо меньше твердые частицы, например, фитопланктон или другие взвешенные частицы, и чем чище вода, тем глубже проникает свет. Синий свет проникает глубоко и рассеивается молекулами воды, в то время как все остальные цвета поглощаются; таким образом вода кажется голубой. С другой стороны, прибрежная вода часто имеет зеленоватый оттенок. Прибрежная вода содержит гораздо больше взвешенных веществ. ил и водоросли и микроскопические организмы чем открытый океан. Многие из этих организмов, например фитопланктон, поглощают свет в синем и красном диапазоне через свои фотосинтетические пигменты, оставляя зеленый цвет в качестве доминирующей длины волны отраженного света. Следовательно, чем выше концентрация фитопланктона в воде, тем она зеленее. Мелкие частицы ила также могут поглощать синий свет, еще больше изменяя цвет воды от синего при высокой концентрации взвешенных частиц.^[9]

Океан можно разделить на глубинные слои в зависимости от количества проникающего света, как описано в пелагическая зона. Верхние 200 метров называют световой или эвфотической зоной. Это область, в которую может проникать достаточно света для поддержания фотосинтеза, и она соответствует эпипелагической зоне. От 200 до 1000 метров лежит дисфотическая зона, или сумеречная зона (соответствующая мезопелагической зоне). На этих глубинах еще есть немного света, но его недостаточно для поддержания фотосинтеза. Ниже 1000 метров находится афотическая (или полуночная) зона, куда не проникает свет. Этот регион включает большую часть объема океана, который существует в полной темноте.^[9]

Смотрите также

• Мезофотический коралловый риф
• Электромагнитное поглощение водой
• Эпипелагическая рыба

Рекомендации

1. Эволюция первичных производителей в море. Фальковски, Пол Г., Нолл, Эндрю Х. Амстердам: Elsevier Academic Press. 2007 г. ISBN  978-0-08-055051-0. OCLC  173661015.
2. Фотическая зона Энциклопедия Britannica Online. 14 августа 2009 г.
3. «Трофические уровни коралловых рифов». Наука. Получено 2019-11-22.
4. «Фотическая зона». Springer Ссылка. SpringerСсылка. Springer-Verlag. 2011 г. Дои:10.1007 / springerreference_4643.
5. Longhurst, Alan R .; Глен Харрисон, W. (июнь 1988 г.). «Вертикальный поток азота из фотической зоны океана за счет диких мигрирующих зоопланктона и нектона». Глубоководные исследования, часть A. Документы об океанографических исследованиях. 35 (6): 881–889. Bibcode:1988DSRA ... 35..881L. Дои:10.1016/0198-0149(88)90065-9. ISSN  0198-0149.
6. Гундерсен, К .; Mountain, C.W .; Тейлор, Дайан; Ohye, R .; Шен, Дж. (Июль 1972 г.). «Некоторые химические и микробиологические наблюдения в Тихом океане у Гавайских островов1». Лимнология и океанография. 17 (4): 524–532. Bibcode:1972LimOc..17..524G. Дои:10.4319 / lo.1972.17.4.0524. ISSN  0024-3590.
7. Ли, Чжунпин; Вайдеманн, Алан; Разжечь, Джон; Арноне, Роберт; Кардер, Кендалл Л .; Дэвис, Кертисс (2007). «Глубина евфотической зоны: ее происхождение и значение для дистанционного зондирования цвета океана». Журнал геофизических исследований: океаны. 112 (C3): C03009. Bibcode:2007JGRC..112.3009L. Дои:10.1029 / 2006JC003802. ISSN  2156-2202.
8. Ocean Explorer NOAA. Обновлено: 26 августа 2010 г.
9. Уэбб, Пол (2019) Введение в океанографию, глава 6.5 Свет, Сообщество Ребуса, Университет Роджера Вильямса, открытый учебник. Материал был скопирован из этого источника, который доступен под Международная лицензия Creative Commons Attribution 4.0.