ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВОДИ

Вода, в якій розпочалося життя на Землі, — це важливий екологічний фактор, що визначається її фізичними властивостями, зокрема, прозорістю, щільністю, теплопровідністю і теплоємністю, а також текучістю.

Водне середовище однофазне — в ньому різко переважає рідка фаза. Одночасно природна вода, яка утворює гідросферу, являє собою склад­ну полідисперсну систему, що складається з водних розчинів і зависі частинок неорганічних і органічних речовин, а також із живих органічних тіл, котрі втримуються в системі за рахунок різності співвідношень маси, постійного перемішування і переміщення водних мас або активної протидії силі тяжіння з боку живих організмів.

В поняття гідросфери включають і дно водоймища (тверда фаза), і приводний шар повітря (газоподібна фаза). Велике значення мають площини контактів цих фаз: дно-вода, вода-повітря. Це складні біогори- зонти, насичені живими організмами. Відомо, що основну масу гідро­сфери Землі утворюють води Світового океану (95,5% за об’ємом), які містять величезну кількість органічної речовини, в тому числі незначну частку живих організмів — не більше 3 млрд т, або 0,15%.

Головним джерелом тепла, яке надходить у водні шари, є сонячна енергія. Сонячне проміння, проникаючи крізь водну поверхню, погли­нається і розсіюється водою, розчиненими в ній речовинами і зважени­ми частинками. Поширення радіації у воді підпорядковується загаль­ному закону послаблення радіації:

де Q₀ — інтенсивність променя, який досягнув поверхні води, Q інтенсивність на глибині z, L_i — віддаль від поверхні до глибини, k

коефіцієнт затухання, який відбиває процентне відношення пропущено­го водою світла до початкового ( k = k_w + k_d + k_s), де — k_w — коефіцієнт затухання, який пов’язаний із розсіюванням світла молекулами води і залежить від довжини променів (k_aι= 0,000156 ***), k_d — із розчинени­ми фарбниками, k_s — зі зваженими у воді частинками.

Зрозуміло, що зі зростанням у воді зважених частинок і дрібних організмів планктону зростає коефіцієнт затухання і, відповідно, погіршується прозорість води, а отже, зменшується інтенсивність фото­синтезу водяних рослин.

Сонячне тепло завдяки малій теплопровідності води майже не пе­редається на глибину. Переміщення теплих мас з поверхні на глибину відбувається за рахунок вертикального переміщення (вітрового, конвек­тивного, турбулентного у прісних порівняно мілководних водоймищах), а також за рахунок глибинних течій у морських водах. Прогрівання шарів води як у внутрішніх водоймах, так і в морях має сезонний характер.

Важливими фізичними властивостями води є її висока щільність, яка послаблює земне тяжіння, що дає змогу гідробіонтам мікроскопічних розмірів перебувати у зваженому стані. Крупніші гідробіонти для по­легшення плавання знижують свою щільність, включаючи до складу тіла велику кількість води (медузи), жирових крапель (діатомові водорості), повітря (ламінарії і молюск наутілус), а також утворюючи різні від­ростки.

Водне середовище сформувало планктонні організми з характерною формою тіла, що дає можливість їм легко утримуватись “на плаву” або “ширяти” у водному просторі (медузи, лангусти, молюски). Цьому та­кож сприяє розмір організмів: невеликі тіла зоопланктону мають теж здатність “ширяння” у водній товщі.

Для організмів, зокрема членистоногих, які живуть на поверхні води, має значення поверхневий натяг рідини (для чистої води становить 76 дін/см при 0°С і 73 дін/см при 20^oC). Коли сила поверхневого натя­гу більша маси тварини, остання буде утримуватись завдяки поверхне­вому натягу. У комах, “ковзаючих по поверхні”, тіло несуть передні і задні лапки, а середні кінцівки служать веслами.

До прісних вод, з одного боку, належать стоячі води, або стрічкові фації, з другого — проточні, або лотичні, фації. Рух води приводить до вирівнювання температури у всій її товщі, а також до збагачення кис­нем.

Текучі води в процесі адаптації формували тіло риб, яке, наприк­лад у форелі, в поперечному розрізі є округле, тоді як у риб стоячих вод (ставків, озер) воно плоске (короп, карась, окунь). Своєрідним для тварин швидкотекучих вод є етологічне пристосування — реотропізм: тварини приймають певне положення відносно течії і намагаються по­долати її.

Вода, яка містить речовини у завислому стані, стає каламутною. З екологічної точки зору такий стан води через погане проникнення в її товщу сонячного проміння веде до зниження продуктивності автотроф- ної рослинності. Як правило, в такій воді менше кисню і багато організмів перебувають у пригніченому стані. Причина каламутності — змив до­щовими чи талими водами дрібних частинок ґрунту, особливо гумусу.

3.3.2.