1001 вопрос об океане и 1001 ответ
Шрифт:
Это нарост, образуемый на поверхности погруженных в воду предметов живыми организмами и минеральными частицами. Обычно это понятие относят лишь к живым организмам, прикрепляющимся к изготовленным человеком предметам.
Один из наиболее распространенных и «прилипчивых» видов — морская уточка. Этот небольшой моллюск прикрепляется к любому находящемуся в воде предмету искусственного происхождения и держится на нем до тех пор, пока его не соскребут. Вызывают обрастание и более крупные моллюски. Мшанки, например, разрастаются веером, образуя структуры, напоминающие растения.
Различные виды известковых червей, гидроидов и асцидий в стадии личинки являются свободноплавающими организмами. Они прикрепляются к корпусам судов в портах и держатся до тех пор, пока не отвалятся при движении судна.
Ученые университета Акрона недавно выяснили, что морская уточка выделяет особое вяжущее вещество, которое иногда называют клеем морской уточки. Попадая в воду, оно затвердевает в течение 10–15 мин. По данным лабораторных испытаний, слой этого клея толщиной около микрона обладает прочностью на сдвиг примерно 500 кг/см2, что вдвое выше прочности на сдвиг лучших эпоксидных клеев. Изучая морских уточек, ученые обнаружили у них ряд парных желез на внутреннем основании раковины, выделяющих две жидкости — молочно-белую и светло-коричневую. Считают, что первая жидкость служит строительным материалом, а вторая — связывающим веществом.
По-видимому, эти железы работают попарно; когда они отмирают, вырастают новые железы.
Обрастающие организмы лучше всего чувствуют себя в теплых водах. Однако и в холодных водах популяции ракушек за очень короткое время могут разрастаться до огромных размеров.
Так что в холодных водах проблема обрастания не всегда менее острая, она просто иная.
За 6–8 месяцев днище судна может покрыться наростом толщиной 5–7 см и весом 100 т, особенно если судно некоторое время находилось в тропических портах.
Они встречаются как в мелководных прибрежных районах, так и у самого дна, даже в наиболее глубоких частях океанов. Однако они не всегда распространены по всей толще воды, от поверхности до дна.
При сильном обрастании судно может потерять в скорости до 2 узлов. Вызванное обрастанием трение может настолько снизить скорость, развиваемую при заданной мощности двигателя, что для сохранения графика движения потребуется увеличить расход топлива на 50%.
Морские организмы нарушают изоляцию электрических кабелей и повреждают тросы. Движущиеся части подводных устройств вследствие обрастания могут выйти из строя. Обрастание — один из главных факторов, затрудняющих разработку океанографических приборов, предназначенных для длительной работы в воде. Так, за счет обрастания уменьшается точность измерителей течений и снижается чувствительность гидрофонов.
К материалам, почти или совершенно не подверженным воздействию биологических агентов, относятся резина, нейлон, тефлон и стекло.
Во времена деревянных судов для их защиты от древоточцев и обрастания применялась медная обшивка, обладающая токсическими свойствами. К 1783 г. все английские корабли имели медную обшивку, а в начале XIX в. примеру Англии последовали Франция и Испания. В настоящее время обшивку из медных листов заменили специальные защитные покрытия и краски, многие из которых содержат в своем составе медь. Чтобы препятствовать обрастанию, токсические вещества должны достаточно интенсивно растворяться, поэтому защитные покрытия такого рода приходится периодически обновлять.
Во время второй мировой войны океанологи Вудс-Холского океанографического института изучали по заказу ВМС США воздействие красок на морские организмы. Надо было найти наиболее эффективные и в то же время достаточно дешевые соединения. Их исследования дали экономию в миллионы долларов за счет сокращения расходов на краски, уменьшения расхода топлива и увеличения промежутков времени между постановками судна в сухой док. Специалисты из ВМС считают, что благодаря улучшению качества красок, препятствующих обрастанию, затраты на топливо снизились на 10%.
Сейчас применяются токсические добавки совместно с рубероидными соединениями. Вместо меди к краскам теперь добавляются органооловянные соединения, обладающие большей токсичностью и большим сроком службы. Используются также синтетические покрытия, содержащие ионы ртути, которая отравляет организмы в миллиметровом слое воды и не дает личинкам прикрепляться к корпусу судна.
В пресных водах такие организмы редки. Если судно достаточно долго находится в пресных водах, то прикрепившиеся к его корпусу организмы гибнут. Вопреки распространенному мнению, они не отваливаются от корпуса, и когда судно выходит в море, оставшийся слой мертвых организмов создает прекрасную почву для нового обрастания.
Профессор Р. Дж. Мензиес из Университета штата Флорида буксировал за судном при переходе через Панамский канал сетку с такими организмами, чтобы узнать, выживут ли они (см. 672). Морские уточки, корабельные черви, крабы и улитки вынесли этот переход.
В мире имеется мало сухих доков для супертанкеров, поэтому они редко осматриваются. Следовательно, супертанкерам опасны даже медленно размножающиеся организмы, которые для судов, подлежащих регулярному осмотру в сухих доках, не являются проблемой. Для защиты супертанкеров используют токсические покрытия, которые убивают или отталкивают большую часть растительных и животных организмов; правда, бурые водоросли Ectocarpus siliculosus могут расти даже при концентрации меди 0,1 мг. на литр.
В океане их не меньше, чем на суше: 1500 различных видов бактерий. Количество бактерий в 1 см3 воды достигает миллиона.
Больше всего их у дна, они выполняют там функцию «санитаров». В свою очередь, бактерии служат пищей для простейших, червей и губок. Бактерии существуют в океане повсюду — от поверхности до дна. Свободноплавающие виды бактерий наиболее распространены в приповерхностной зоне фотосинтеза.