Тихи океан – Най-големият и дълбок: Подводни загадки, морски живот и влияние върху климата

Слушай аудиото

Инфографика

Въведение: Величието на Тихия океан

Тихият океан се издига като най-голямото и най-дълбокото океанско разделение на Земята, представлявайки колосално водно тяло, което оказва дълбоко влияние върху глобалния климат, биоразнообразието и човешката история.1 Той се простира от Северния ледовит океан на север до Южния океан (или Антарктида, в зависимост от дефиницията) на юг и е ограничен от континентите Азия и Австралия на запад и Америка на изток.1 Мащабът на Тихия океан е изумителен: той покрива приблизително 165 250 000 квадратни километра (63 800 000 квадратни мили), което представлява около 46% от водната повърхност на Земята и приблизително 32% от общата повърхност на планетата.1 Тази площ е по-голяма от комбинираната сухоземна маса на всички континенти.2 Освен това, той съдържа повече от половината от откритите водни запаси на Земята.2 Името „Тихи“, означаващо „мирен“, е дадено от Фердинанд Магелан през 1520 г., отразявайки спокойните води, които е срещнал по време на своето околосветско пътешествие.1 Това историческо наименование обаче контрастира рязко с динамичната и често бурна реалност на океана. Магелан, виждайки спокойни води в определен момент от своето пътешествие, е дал име, което отразява неговото ограничено възприятие по това време.1 Съвременното научно разбиране обаче разкрива, че Тихият океан е дом на изключително активни геоложки процеси, включително „Огнения пръстен“ 4, най-активните басейни за тропически циклони в света 1 и динамични климатични явления като Ел Ниньо и Ла Ниня.6 Това несъответствие между историческото възприятие и научната реалност подчертава колко много еволюирало разбирането ни за този огромен природен феномен.

Основни характеристики и дефиниции

Географски обхват, размер и дълбочина

Тихият океан се характеризира с изключителните си размери и дълбочина, които го отличават от всички други океански басейни. Географски, той се простира от Северния ледовит океан на север до Южния океан (или Антарктида, в зависимост от дефиницията) на юг.1 На изток е ограничен от континентите Северна и Южна Америка, а на запад – от Азия и Австралия.1 Неговото простиране обхваща 135° географска ширина, което се равнява на приблизително 15 500 километра (9 600 мили) от Беринговия проток до бреговете на Антарктида.3 Най-голямото му разширение по ширина е около 19 000 километра (12 000 мили) по 5° северна ширина, между бреговете на Колумбия в Южна Америка и Малайския полуостров в Азия.3 Площта на повърхността на Тихия океан е колосалните 165 250 000 квадратни километра (63 800 000 квадратни мили).1 Тази огромна площ го прави по-голям от общата сухоземна маса на всички континенти, взети заедно.2 Средната му дълбочина е приблизително 4 280 метра (14 040 фута).1 Обемът на водата в Тихия океан е около 710 000 000 кубични километра (170 000 000 кубични мили) 1, което е почти двойно повече от водата във второто по големина водно тяло в света – Атлантическия океан.2

Марианската падина и други дълбоководни зони

Тихият океан е дом на най-дълбоката известна точка на Земята. Това е Challenger Deep, разположена в Марианската падина в северозападната част на Тихия океан, която достига дълбочина от 10 928 метра (35 853 фута).1 Въпреки че други източници предоставят леко различни стойности, като 10 911 метра 1 или 11 034 метра 3, нейната позиция като най-дълбоката точка е неоспорима. Освен Challenger Deep, Тихият океан съдържа и други изключително дълбоки зони. Horizon Deep в падината Тонга, с дълбочина от 10 823 метра (35 509 фута), е най-дълбоката точка в Южното полукълбо.1 Sirena Deep, също част от Марианската падина, е третата най-дълбока точка на Земята.1 Тези дълбоководни падини представляват изключително предизвикателни среди за изследване, но същевременно са ключови за разбирането на геоложките процеси и адаптацията на живота при екстремни условия.

Геоложки особености: Огненият пръстен, подводни планини и вулканични острови

Тихият океан е геологически изключително активен, характеризиращ се с редица уникални особености. Най-известната от тях е Тихоокеанският огнен пръстен, който представлява геологически значим регион, обграждащ океана, известен с високата си концентрация на вулкани и сеизмична активност.4 Този пръстен съдържа между 750 и 915 активни или спящи вулкана, което съставлява около две трети от общия брой в света.5 Около 90% от земетресенията в света, включително повечето от най-големите, се случват в този пояс.5 Огненият пръстен не е единична геоложка структура, а е резултат от субдукцията на различни тектонични плочи при конвергентни граници около Тихия океан.5 Взаимодействията при тези граници на плочите са формирали океански падини, вулканични дъги, задъгови басейни и вулканични пояси.5 Например, в Южна Америка, Огненият пръстен е резултат от субдукцията на Антарктическата, Наска и Кокосовата плоча под Южноамериканската плоча.5 Съществува дълбока взаимовръзка между геоложките характеристики на Тихия океан, като Огнения пръстен и Линията на Андезита. Линията на Андезита е важна петроложка граница, която разделя по-дълбоките, мафични магмени скали на Централния тихоокеански басейн от частично потопените континентални зони от фелзични магмени скали по неговите краища.1 Огненият пръстен е изрично разположен „извън андезитната линия, където вулканизмът е от експлозивен тип“.1 Тази пряка връзка обяснява защо Огненият пръстен е толкова сеизмично и вулканично активен – той е зона на субдукция и експлозивен вулканизъм, което го отличава от по-нежните базалтови потоци, които се срещат вътре в андезитната линия.1 Това демонстрира фундаментално геоложко разделение, което влияе върху вида на вулканичната активност и състава на земната кора. В рамките на затворения цикъл на андезитната линия, Тихият океан се характеризира с дълбоки падини, потопени вулканични планини и океански вулканични острови.1 Тук базалтови лави текат нежно от разломи, образувайки големи куполообразни вулканични планини, чиито ерозирали върхове създават островни дъги, вериги и клъстери.1 Тихият океан съдържа и няколко дълги вериги от подводни планини, образувани от вулканизъм на горещи точки, като забележителни примери са веригата подводни планини Хавай-Император и хребета Луисвил.1 Геоложката активност в Тихия океан, особено около хидротермалните комини и подводните планини, създава уникални екстремни среди, които поддържат специализирани и често новооткрити форми на живот. Хидротермалните комини, открити едва през 1977 г., са дом на десетки досега неизвестни видове, включително гигантски червеновърхи тръбни червеи, призрачни риби и странни скариди с очи на гърба.7 Тези същества процъфтяват в екстремни дълбоководни океански екосистеми, намиращи се в близост до подводни вулканични вериги.7 Подводните планини са описани като „острови на биоразнообразието“, привличащи разнообразен морски живот и уникални дълбоководни корали.10 Неотдавнашното откритие на нова подводна планина край Чили, която е дом на повече от 100 потенциално нови за науката видове, включително редки същества като „летящи спагети чудовища“ и „октоподи Каспър“, допълнително подкрепя тази идея.11 Тази връзка между геоложките процеси и уникалното биоразнообразие подчертава как формирането на физически структури от вулканизъм и субдукция създава специфични местообитания за специализирани екосистеми.

Таблица 1: Основни характеристики на Тихия океан Характеристика (Characteristic)Стойност (Value)Източник (Source)Площ (Surface Area)165,250,000 km² (63,800,000 sq mi)1Средна дълбочина (Average Depth)4,280 m (14,040 ft)1Максимална дълбочина (Max. Depth)10,928 m (35,853 ft) (Challenger Deep, Mariana Trench)1Обем на водата (Water Volume)c. 710,000,000 km³ (170,000,000 cu mi)1Процент от водната повърхност на Земята (Percent of Earth’s Water Surface)~46%1Процент от общата повърхност на планетата (Percent of Planet’s Total Surface Area)~32%1

История и развитие на изследванията

Изследването на Тихия океан представлява забележителна еволюция от древни навигационни подвизи до съвременни високотехнологични научни експедиции.

Древни полинезийски мореплаватели и техните навигационни техники

Преди векове, полинезийските мореплаватели са били едни от най-изкусните навигатори в историята, успявайки да достигнат почти всички тихоокеански острови до 1200 г. от н.е..12 Техните дълги пътешествия са обхващали хиляди километри от открития Тихи океан, използвайки канута с аутригери или двукорпусни канута.14 Тези древни мореплаватели са разчитали на сложни техники за ориентиране, които са включвали дълбоко разбиране на природните знаци. Навигацията по звездите е била от съществено значение, като са запаметявали изгрева и залеза на стотици звезди, организирани чрез системи като Хавайския звезден компас.12 Наблюденията на птици, като бели и кафяви рибарки, които летят към морето сутрин, за да ловят риба, и се връщат на сушата през нощта, са били ключови за откриване на земя.14 Те са използвали и познанията си за океанските вълни, знаейки, че островите блокират, отразяват и пречупват вълните, създавайки уникални модели, които показват наличието на суша.12 Моделите на вятъра също са били важен елемент от тяхната навигация.14 Всички тези знания са били предавани по устна традиция, формирайки богатство от колективен опит.14 Съвременни плавателни съдове, като кануто Hōkūleʻa, продължават да демонстрират ефективността на тези традиционни методи.12

Европейски открития и ранни експедиции

Първият европейски контакт с Тихия океан се случва през 1513 г., когато испанският изследовател Васко Нунес де Балбоа пресича Панамския провлак и става първият европеец, видял океана от американския бряг, наричайки го „Южно море“.13 Малко преди това, през 1512-1513 г., португалски експедиции, водени от Антонио де Абреу, Франсиско Серао и Жорже Алвареш, достигат Молукските (Подправъчни) острови и Южен Китай, отбелязвайки първия европейски контакт със западните краища на Тихия океан.13 Въпреки това, най-значимото ранно европейско пътешествие е експедицията на Фердинанд Магелан от 1519 до 1522 г..13 Магелан е първият европеец, който прекосява Тихия океан от изток на запад, наричайки го „Maris Pacifici“ (спокойно море) поради относителното спокойствие на водите, които е срещнал.1 Неговата експедиция, завършена от Хуан Себастиан Елкано след смъртта на Магелан, доказва, че съществува един непрекъснат океан от Америка до Азия.13 По време на това пътешествие, Магелан се опитва да измери дълбочината на Тихия океан с претеглена линия, но не успява да достигне дъното, което показва ограничените възможности на ранните изследователи.15 След Магелан, от 1565 до 1815 г., испанските Манилски галеони установяват редовен търговски път между Мексико и Филипините.13 Този маршрут, открит от Андрес де Урданета през 1565 г. чрез откриването на надеждна система от източни ветрове, позволява обмяната на мексиканско сребро за подправки и порцелан.13 Въпреки че тези кораби са били единствените големи плавателни съдове, които редовно са прекосявали Тихия океан в продължение на векове, тяхната цел е била търговия, а не значително проучване на нови територии на север или юг.13 През 17-ти и 18-ти век, други европейски сили като Холандия, Англия, Франция и Русия се включват в изследванията.13 Холандците, например, изследват части от Австралия и откриват Тасмания и Нова Зеландия под ръководството на Абел Тасман през 1642-43 г..16 През 18-ти век британските и френските експедиции доминират, като Джеймс Кук предприема три значителни пътешествия (1768-1780 г.), които картографират голяма част от тихоокеанския басейн и документират неговите разнообразни култури.13

Научни експедиции: HMS Challenger и модерната океанография

Преходът към систематична научна океанография е белязан от експедицията на HMS Challenger, проведена между 1872 и 1876 г..15 Тази експедиция, считана за първата истинска океанографска мисия, продължава 1000 дни и обхваща над 68 000 морски мили.15 Тя предоставя изобилие от информация, като идентифицира над 4700 нови морски вида, включително дълбоководни организми, и събира обширни данни за температурата, теченията, химията на водата и отлаганията на океанското дъно от 362 станции.15 Научните резултати от това мащабно начинание са публикувани в 50-томен, 29 500-страничен доклад, чието съставяне отнема 23 години.17 Експедицията използва ранни океанографски инструменти като „Baillie sounding machines“, драги и гребла за събиране на проби.15 Историята на изследването на Тихия океан демонстрира ясен напредък от елементарни наблюдения и смели пътешествия до изключително сложни, технологично обусловени научни изследвания, което фундаментално променя нашето разбиране за океана. Докато полинезийската навигация е разчитала на природни знаци и устна традиция 12, а ранните европейски изследвания са започнали с основни опити за измерване на дълбочина и картографиране 1, експедицията на HMS Challenger отбелязва повратна точка към систематична научна океанография.15

Технологичен напредък в дълбоководните изследвания (след 1960 г.)

След 1960 г. се наблюдава експоненциален скок във възможностите за дълбоководни изследвания, благодарение на значителни технологични постижения. През 1960 г. Жак Пикар и Дон Уолш достигат Challenger Deep в Марианската падина с батискафа Trieste, спускайки се до 10 740 метра (35 236 фута) и наблюдавайки риби, което е първото пилотирано пътешествие до най-дълбоката точка на Земята.15 Повече от петдесет години по-късно, през 2012 г., режисьорът Джеймс Камерън извършва второто пилотирано пътешествие и първата самостоятелна мисия до Challenger Deep с Deepsea Challenger, достигайки 11 000 метра (6,8 мили) и събирайки данни, образци и изображения.15 Ключови технологични изобретения, които революционизират дълбоководните изследвания, включват: • Сонарни системи: Използват звук за откриване на обекти под водата.15 • Ехолотни инструменти: Широко използвани от Втората световна война за непрекъснато картографиране на морското дъно чрез измерване на времето за отразяване на звука.15 • Гравитационен корем: Позволява вземане на проби от седиментни слоеве до 10 метра дълбочина, разкривайки минали климатични модели.15 Сондажни кораби като JOIDES Resolution могат да извличат ядра до 1500 метра под океанското дъно.15 • Пилотирани дълбоководни подводници (HOVs): Като Alvin, която извършва първото си спускане през 1964 г. и сега рутинно достига 4500 метра. Тези подводници са създадени да издържат на екстремни налягания и са оборудвани с роботизирани ръце за вземане на проби.18 • Дистанционно управляеми превозни средства (ROVs): Роботи, свързани с кораба, управлявани от учени чрез дълъг кабел. Те могат да достигат големи дълбочини и да остават там за продължителни периоди.18 • Автономни подводни превозни средства (AUVs): Предварително програмирани роботи за събиране на данни в океана без човешка намеса. Оборудвани са със сензори (сонар, CTD, камери) за високорезолюционни данни за течения, свойства на водата, морски живот и картографиране на морското дъно.19 Примери включват REMUS 6000, използван в Марианската падина, и Autosub Long Range, използван за изследване на Антарктическото циркумполярно течение.19 • Хибридни превозни средства: Комбинират най-добрите характеристики на ROV и AUV, като Nereus, който достига Марианската падина през 2009 г..18 • Усъвършенствано дистанционно наблюдение: Сателитни изображения от мисии като Jason-3 и Copernicus на Европейската космическа агенция предоставят високорезолюционни данни за океански течения, морско равнище и цвят на океана. Въздушното дистанционно наблюдение с лидар и хиперспектрални камери събира данни за свойствата на океана и морския живот.19 • Машинно обучение и изкуствен интелект (AI): Използват се за идентифициране на модели в големи набори от данни и за прогнозиране на бъдещо океанско поведение. Алгоритми за машинно обучение могат да прогнозират океански течения и окисляване с висока точност, използвайки комбинация от сателитни данни и измервания на място.19 Изкуственият интелект също автоматизира обработката и анализа на данни, освобождавайки изследователите да се фокусират върху по-сложни задачи.19 • Други инструменти: Високорезолюционни видеокамери, термометри, манометри и сеизмографи, които се спускат до морското дъно или се прикрепят към потопяеми буйове.15 Тези съвременни технологични постижения, особено автономните системи и изкуственият интелект, позволяват безпрецедентни темпове на открития и събиране на данни, разкривайки скритите сложности и видове на океана в мащаб, невъобразим само преди десетилетия. Откриването на хидротермални комини през 1977 г. е основен поврат, улеснен от новите инструменти за дълбоководни изследвания.7 По-скоро, AUV и дистанционното наблюдение, комбинирани с машинно обучение, позволяват картографиране и събиране на данни в отдалечени райони.19 Откриването на над 800 нови вида и нова подводна планина със 100+ потенциално нови вида е пряко свързано с разгръщането на тези напреднали технологии, като например дистанционно управлявания подводен апарат SuBastian.11 Това подчертава как технологичните иновации пряко ускоряват темпото на научни открития в дълбокия океан.

Таблица 2: Хронология на важни открития и експедиции Година (Year)Събитие/Експедиция (Event/Expedition)Значение (Significance)Източник (Source)~1200 CEПолинезийски мореплаватели достигат почти всички тихоокеански островиПърви велики мореплаватели, използвали звезди, вълни, птици за навигация.121512-1513Португалски експедиции достигат западните краища на Тихия океан (Молукски острови, Южен Китай)Първи европейски контакт със западния Пасифик.131513Васко Нунес де Балбоа пресича Панамския провлакПърви европеец, видял Тихия океан от Америка, наричайки го „Южно море“.131519-1522Експедицията на Фердинанд Магелан (завършена от Хуан Себастиан Елкано)Първо прекосяване на Тихия океан от изток на запад; доказва непрекъснатостта на океана от Америка до Азия; Магелан го нарича „Тихи“ (Pacific).11565-1815Манилски галеониУстановяват редовен търговски път между Мексико и Филипините, но без значително проучване на нови територии.131642-1643Експедиция на Абел ТасманХоландско проучване, достига Тасмания и Нова Зеландия.161768-1780Експедиции на Джеймс КукМащабно картографиране на Тихия океан, откриване на много тихоокеански култури.131872-1876Експедиция на HMS ChallengerПърва систематична океанографска експедиция, открива хиляди нови видове, събира обширни данни.151960Жак Пикар и Дон Уолш достигат Challenger Deep с батискаф TriesteПърво пилотирано спускане до най-дълбоката точка на Земята.151977Откриване на хидротермални коминиРеволюционизира разбирането за дълбоководния живот и земната геология.72012Джеймс Камерън достига Challenger Deep с Deepsea ChallengerВторо пилотирано (първо соло) спускане до най-дълбоката точка, събиране на данни и образци.15НастоящеИзползване на AUVs, ROVs, AI и машинно обучениеВисокорезолюционно картографиране, прогнозиране на течения и окисляване, откриване на стотици нови видове.11

Значение и въздействие върху климата и живота

Тихият океан играе централна роля в регулирането на глобалния климат и поддържането на живота на Земята чрез сложни взаимодействия, свързани с разпределението на топлина, въглеродния цикъл и динамичните климатични модели.

Роля в глобалното разпределение на топлина и въглеродния цикъл

Океанът е най-големият колектор на слънчева енергия на Земята, покривайки над 70% от повърхността на планетата и притежавайки огромна способност да абсорбира големи количества топлина без значително повишаване на температурата.22 Над 90% от излишната топлинна енергия, уловена от парникови газове поради предизвиканото от човека глобално затопляне, е абсорбирана от океаните.22 Само Южният океан е отговорен за 35-43% от глобалното натрупване на топлина в океана в горните 2000 метра между 1970 и 2017 г., като този дял нараства до 45-62% през последните години (2005-2017).23 Океанските течения, задвижвани от ветрове, плътност на водата и приливи, пренасят топлина от тропиците към полярните региони, влияейки върху местния и глобалния климат.25 Системата на „глобалния конвейер“, известна още като термохалинна циркулация, е свързана система от дълбоки и повърхностни течения, циркулиращи по света в продължение на 1000 години. Тази система е критична за климатичната система на Земята, както и за цикъла на хранителните вещества и въглеродния диоксид в океана.25 Освен това, океаните действат като основен въглероден поглътител, абсорбирайки и съхранявайки въглероден диоксид (CO₂) като част от въглеродния цикъл.24 Приблизително 30% от произвеждания от човека CO₂ от изгарянето на изкопаеми горива от началото на индустриалната революция е абсорбиран от океаните.24 Без тази абсорбция, глобалните температури биха се повишили още повече.24 Тихият океан поглъща повече CO₂ от всякога, с нарастващ годишен темп на поглъщане.26 Между 1985 и 2018 г. Тихият океан е абсорбирал средно около 2,6 милиарда тона повече въглерод годишно, отколкото в прединдустриалните времена, с годишен темп на растеж от около 0,1 милиарда тона годишно.26 Южната част на Тихия океан е един от най-големите поглътители на CO₂ на Земята.26 Въпреки че това поглъщане на въглерод е от полза за смекчаване на изменението на климата, то води до окисляване на океана, което има сериозни последици за морския живот и екосистемите.24

Влияние върху климатичните модели: Ел Ниньо, Ла Ниня и Тихоокеанското десетилетно колебание (PDO)

Тихият океан оказва значително влияние върху глобалните климатични модели чрез явления като Ел Ниньо-Южно колебание (ENSO) и Тихоокеанското десетилетно колебание (PDO). Ел Ниньо-Южно колебание (ENSO): Ел Ниньо и Ла Ниня са два противоположни климатични модела, които нарушават нормалните условия в Тихия океан и са част от цикъла ENSO.6 Тези явления обикновено продължават от 9 до 12 месеца, но могат да се проточат и с години, като се случват средно на всеки 2 до 7 години.6 При нормални условия в Тихия океан, пасатните ветрове духат на запад по екватора, пренасяйки топла вода от Южна Америка към Азия. За да замести тази топла вода, студена вода се издига от дълбините – процес, наречен ъпуелинг.6 Тази студена вода е богата на хранителни вещества и поддържа изобилие от морски живот. По време на Ел Ниньо, пасатните ветрове отслабват, а топлата вода се избутва обратно на изток, към западното крайбрежие на Америка.6 Тази промяна води до изместване на тихоокеанския джетстрийм на юг от неутралната му позиция. В резултат на това, районите в северната част на САЩ и Канада стават по-сухи и по-топли от обичайното, докато районите по крайбрежието на Мексиканския залив и Югоизточна част на САЩ преживяват по-влажни условия и повишени наводнения.6 Ел Ниньо също така оказва силно въздействие върху морския живот по тихоокеанското крайбрежие. Ъпуелингът отслабва или спира напълно, което намалява притока на хранителни вещества и фитопланктон, засягайки рибите, които се хранят с него, и по веригата – всички, които се хранят с риба.6 По-топлите води могат също да привлекат тропически видове, като жълтоопашати и албакорски риби тон, в райони, които обикновено са твърде студени за тях.6 При Ла Ниня ефектът е противоположен. Пасатните ветрове се засилват още повече от обичайното, избутвайки повече топла вода към Азия.6 Край западното крайбрежие на Америка ъпуелингът се увеличава, извеждайки студена, богата на хранителни вещества вода на повърхността.6 Тези студени води в Тихия океан избутват джетстрийма на север, което води до суша в южната част на САЩ и силни дъждове и наводнения в Тихоокеанския северозапад и Канада.6 През зимата, температурите са по-топли от нормалното на юг и по-студени на север. Ла Ниня също може да доведе до по-тежък сезон на ураганите.6 По-студените води край тихоокеанското крайбрежие съдържат повече хранителни вещества от обичайното, което поддържа повече морски живот и привлича студеноводни видове като калмари и сьомга към места като калифорнийското крайбрежие.6 Тихоокеанско десетилетно колебание (PDO): PDO е климатично събитие, което обхваща обширни райони на Тихия океан за периоди от 20 до 30 години, с положителни (топли) и отрицателни (студени) фази.28 Влиянието на PDO върху глобалните климатични модели е многостранно, със значителни въздействия върху температурните и валежните модели.28 По време на положителна фаза на PDO, температурата на морската повърхност (SST) в Тихия океан се повишава, което води до повишени температури и променени валежи в Северна Америка, Азия и Австралия.28 Тази фаза е свързана с повишени температури и суша в западната част на САЩ, както и с повишени валежи в югозападната част на САЩ.28 Положителните фази на PDO също така са свързани с периоди на по-бързо глобално затопляне.29 Обратно, по време на отрицателна фаза на PDO, SST в Тихия океан се охлажда, което води до понижени температури и променени валежи в тези региони.28 Тази фаза е свързана с по-ниски температури и повишени валежи в западната част на САЩ, но с намалени валежи в югозападната част на САЩ.28 Смята се, че отрицателните фази могат да бъдат свързани с периоди на по-бавно затопляне, тъй като студените фази на PDO увеличават смесването на по-студени, дълбоководни води с по-топли повърхностни води, което временно намалява скоростта на глобалното затопляне, причинено от нарастващите емисии на парникови газове.29 PDO взаимодейства с други климатични явления, като ENSO, за да формира глобалните климатични модели.28 Тази връзка може да усили или отслаби въздействието на събитията ENSO.29 Например, ако PDO и ENSO са в една и съща фаза, техните свързани въздействия могат да бъдат усилени.29 Влиянието на PDO върху екстремни метеорологични явления, като суши, наводнения и топлинни вълни, е критичен аспект от неговите климатични последици, с далечни въздействия върху човешките общества и икономики.28

Уникални екосистеми и биоразнообразие

Тихият океан е дом на изключително богато и разнообразно морско биоразнообразие, поддържано от уникални екосистеми, вариращи от крайбрежни до дълбоководни среди. Коралови рифове: Кораловите рифове са жизненоважни екосистеми, които поддържат голямо разнообразие от морски създания.30 Те обаче са изправени пред сериозни заплахи от изменението на климата, особено от повишаването на температурата на водата, което води до коралово избелване.30 Когато водата е твърде топла, коралите се увреждат, а продължителното избелване може да ги убие.30 Масово избелване на коралови рифове е наблюдавано през 2023 г. в тропиците, включително Големия бариерен риф в Австралия и големи райони на Южния Тихи океан (Фиджи, Вануату, Тувалу, Кирибати, Самоа и Френска Полинезия).31 Келп гори: Гигантските келп растения образуват гъсти, осветени от слънцето гори, които се поклащат ритмично в хладните води на много от световните океани, включително по тихоокеанското крайбрежие на Северна Америка.10 Тези подводни гори, достигащи до 53 метра (175 фута) над океанското дъно, са красиви и биологически сложни, осигурявайки храна и убежище за разнообразна общност от растения и животни.10 Устия и влажни зони: На местата, където реките се вливат в океана, устията и влажните зони формират критични местообитания за дивата природа и хората.10 Те служат като „детски градини“ за много океански животни и осигуряват жизненоважни местообитания за множество застрашени и застрашени видове.10 Тези екосистеми също така защитават общностите от наводнения, подобряват качеството на водата и намаляват въздействието на изменението на климата чрез секвестиране на въглероден диоксид.10 Подводни планини и дълбоководни екосистеми: По-далеч от брега, подводните планини създават „острови на биоразнообразието“ в огромния океан, привличайки акули, китове, костенурки и големи пелагични риби.10 Те също така са дом на уникални и уязвими дълбоководни корали.10 Дълбоководните каньони също представляват богати на живот среди.10 Хидротермални комини: Открити едва през 1977 г., хидротермалните комини са дом на десетки досега неизвестни видове, които процъфтяват в тези екстремни дълбоководни океански екосистеми, намиращи се в близост до подводни вулканични вериги.7 Животът тук е възможен чрез хемосинтеза, при която микробите в основата на хранителната верига превръщат химикали от комините в използваема енергия.8 Ендемични и застрашени видове: Тихият океан е дом на множество уникални и ендемични видове, както и на значителен брой застрашени морски животни. Сред ендемичните видове в Хавайския архипелаг е хавайският тюлен монах, един от най-редките морски бозайници в света, с по-малко от 1500 индивида.32 Други забележителни видове в Хавай включват хавайските зелени морски костенурки, гърбати китове, хавайски риби чистачи, риби тригер, октоподи, морски кончета, чернопери рифови акули и хавайски катерици.32 Много видове в Тихия океан са застрашени поради човешка дейност и изменението на климата. Сред тях са: • Вакита (Vaquita): Най-редкият морски бозайник в света, критично застрашен с по-малко от 30 индивида, живеещ само в северната част на Калифорнийския залив.33 • Китови акули: Най-големите риби в океана, класифицирани като застрашени поради търговски риболов и незаконен бракониерство.33 • Морски костенурки: Включително билото, зелени, кожести, логерхед и маслинови ридли морски костенурки, всички от които са застрашени или уязвими.34 • Китове: Много видове китове, като синия кит, фин кит и сей кит, са застрашени.34 • Тюлени и морски лъвове: Хавайският тюлен монах и галапагоският морски лъв са застрашени.33 • Риби тон: Някои видове, като синия тон, са застрашени, докато жълтоперият и големоокият тон са уязвими.34 Биоразнообразието играе решаваща роля за опазване на устойчивостта към изменението на климата. Екосистемите с по-голямо видово разнообразие са по-стабилни, тъй като различни видове изпълняват основни общностни услуги.35 Когато смущения като повишаване на морските температури, чести бури или замърсяване заплашват един вид, друг, по-устойчив вид може да се намеси, за да поддържа функциите и стабилността на екосистемата.35 По същество, биоразнообразието действа като буфер, позволявайки на екосистемите да се адаптират и процъфтяват пред лицето на екологичните предизвикателства.35

Ключови аспекти и детайли

Океански течения: Курошио и Калифорнийско течение

Океанските течения в Тихия океан са основни движещи сили на глобалния климат и морските екосистеми. Течението Курошио (Черното течение или Японското течение): Това е топло, течащо на север океанско течение, което произхожда от Филипините и тече по източното крайбрежие на Тайван и Япония.36 То е част от по-големия Северен тихоокеански субтропичен гир, обширна система от океански течения, които циркулират топла вода в Северния Тихи океан.36 Курошио е мощен западен граничен ток, подобен на Гълфстрийм в Северния Атлантик, който пренася топла екваториална вода към полюса.37 Курошио е с относително висока скорост, със средни скорости от 1-3 m/s, и пренася значителен обем вода.36 То е топло течение, със средна годишна температура на морската повърхност около 24 °C (75 °F).37 Това течение има дълбоко въздействие върху регионалните климатични модели, влияейки върху температурата, валежите и екстремните метеорологични явления.36 Топлите води на Курошио допринасят за мекия климат на Източна Япония и Тайван, поддържайки сравнително топли температури през зимните месеци и увеличавайки валежите в съседните региони.36 Курошио също играе значителна роля във формирането и интензивността на тайфуните, тъй като неговите топли води осигуряват енергия за тяхното усилване.37 Течението Курошио поддържа богато морско биоразнообразие, като много видове разчитат на него за храна, убежище и миграция.36 Неговите топли води и богати на хранителни вещества седименти създават продуктивна екосистема, поддържаща търговски риболов и морски екосистеми.36 То също така допринася за глобалната термохалинна циркулация, като пренася топла, солена вода на север, която в крайна сметка потъва в Северния Атлантик, задвижвайки тази ключова система.36 Калифорнийско течение: Калифорнийското течение е студено, течащо на юг океанско течение, което е част от по-големия Северен тихоокеански гир, подобно на Курошио. То е известно със своите води, богати на хранителни вещества, които поддържат високо продуктивни екосистеми по западното крайбрежие на Северна Америка. Този ъпуелинг, предизвикан от течението, е от съществено значение за поддържане на биоразнообразието, включително келп гори и местообитания за различни морски бозайници и риби.10 Тези течения, заедно с други като Северното тихоокеанско течение и Северното екваториално течение, формират сложна мрежа, която преразпределя топлина, хранителни вещества и организми по целия Тихи океан и извън него.37

Замърсяване, прекомерен риболов и изменение на климата

Тихият океан е изправен пред множество заплахи, произтичащи от човешката дейност и изменението на климата, които имат широкообхватни последици за неговото здраве и устойчивост. Замърсяване: Всяка година милиарди килограми отпадъци и други замърсители навлизат в океана.38 Голяма част от тези отпадъци, предимно пластмаса, се натрупват в океански гири, като най-известната е Голямото тихоокеанско сметище – колосална колекция от плаващи отпадъци.39 Екологичните последици от този огромен вихър от отпадъци все още се разкриват.39 Други форми на замърсяване включват нефтени разливи и натрупване на разпръснати източници като торове от сушата.38 Прекомерен риболов: Прекомерният риболов е сериозен проблем, който води до намаляване на търговските рибни запаси. Например, прогнозите за Източното крайбрежие на Америка са за 20% до 30% намаление на рибните улови до 2060 г..30 Изменението на климата допълнително усложнява проблема, тъй като повишаващите се температури на водата карат рибите да се придвижват на север, променяйки традиционните риболовни райони и засягайки поминъка.30 Изменение на климата: Изменението на климата оказва въздействие върху океана по три основни начина: • Затопляне: Океанът абсорбира голяма част от излишната енергия, уловена от парникови газове, което води до затопляне на водите му.24 Това затопляне допринася за повишаване на морското равнище и води до морски топлинни вълни.22 Повишаващите се океански температури представляват много заплахи за морския живот и екосистемите, тъй като видовете са адаптирани към определен температурен диапазон.24 • Окисляване: Абсорбцията на въглероден диоксид от атмосферата променя pH на океана, правейки морската вода по-кисела.24 Това окисляване се случва с по-бързи темпове, отколкото организмите могат да се адаптират, засягайки способността на морските организми да образуват твърди черупки и скелети.23 • Ниски нива на кислород: По-топлата вода не може да задържа толкова кислород, колкото студената вода, което води до намаляване на нивата на кислород в океана.30 Тези промени водят до редица неблагоприятни последици: • Коралово избелване: Коралите се увреждат и могат да умрат, когато водата е твърде топла или твърде студена.30 • Мъртви зони: Вредните водораслови цъфтежи (HABs), свързани с повишаващите се температури, могат да намалят нивата на кислород, правейки оцеляването на други организми трудно.30 • Въздействие върху дивата природа: Морските топлинни вълни могат да причинят смъртта на морски лъвове, тъй като рибите, с които се хранят, се придвижват другаде.30 • Заплахи за коренното население: Изменението на климата затруднява коренното население да практикува традиционни риболовни дейности, като например риболова на сьомга в Аляска.30

Опазване и бъдещи тенденции

Справянето с тези предизвикателства изисква съвместни усилия за опазване и устойчиво управление. Опазване на морските екосистеми: Само около 8% от океана е защитен, което е далеч под необходимите 30% за поддържане на настоящите ползи за хората и околната среда.40 Организации като Conservation International работят за разширяване и укрепване на широкомащабното опазване на океана по света, интегрирайки традиционните знания на коренното население.40 Един пример е коалицията „Америките за защита на океана“, създадена от девет държави по тихоокеанското крайбрежие на Америка, за да установи мрежа от екологично свързани морски защитени зони (МЗЗ).41 Тази инициатива, подкрепена от WWF, цели да координира действията за защита и устойчивост на екосистемите и да подобри управлението на МЗЗ.41 Фондът Bezos Earth също подкрепя създаването на голяма транснационална морска защитена зона в Източния тропически тихоокеански пейзаж, която да обхваща 600 000 km², по-голяма от Калифорния.42 Насърчаване на устойчиво производство на морски дарове: С рекордно високи нива на глобален риболов и аквакултура, Conservation International насърчава устойчиви производствени модели, които свързват продоволствената сигурност и икономическото развитие с дългосрочното здраве на рибните популации.40 Адаптирането на управлението на риболова и диверсификацията на риболова чрез аквакултура са ключови стратегии за изграждане на устойчивост срещу изменението на климата.30 Подкрепа за устойчивост на общностите към климата: Около 680 милиона души живеят в ниско разположени крайбрежни зони, като този брой се очаква да нарасне до един милиард до 2050 г..40 Организациите прилагат научнообосновани подходи за напредък в адаптацията и смекчаването на климата, обединявайки публични, частни и общностни партньори.40 Намаляването на енергийната консумация и устойчивото пазаруване на морски дарове са индивидуални действия, които могат да помогнат за намаляване на въздействието на изменението на климата.30

Любопитни факти и митове

Тихият океан е обгърнат от множество мистерии и легенди, някои от които са развенчани от науката, докато други продължават да интригуват. • Изгубеният континент Му: Според легендата, в Тихия океан някога е съществувал огромен континент, наречен Му (или Лемурия), който е бил дом на напреднала цивилизация, но подобно на Атлантида, той е потънал в дълбините на океана.39 Геолозите обаче не вярват в мита за Му, тъй като смятат, че е невъзможно континент да бъде унищожен за толкова кратък период от време.43 • Дълбоководни чудовища: Дълбините на Тихия океан са дом на хипнотизиращи същества. Гигантският калмар, често свързван с моряшките приказки за чудовищни морски създания, е само един от многото.39 Марианската падина, най-дълбоката океанска падина в света, е място за размножаване на мистерии, където учените откриват нови, причудливи видове в нейните тъмни кътчета.39 • Голямото тихоокеанско сметище: За съжаление, един от най-големите „острови“ в Тихия океан изобщо не е суша, а е пластмаса.39 Това е колосална колекция от плаващи отпадъци, предимно пластмаса, пренасяна от океанските течения.39 Екологичните последици от този огромен вихър от отпадъци все още се разкриват.39 • Подводни вулкани и техните тайни: Тихоокеанският „Огнен пръстен“ е известен със своите активни вулкани и сеизмична активност.39 Но под вълните, многобройни подводни вулкани и хидротермални комини поддържат уникални екосистеми.39 Тези дълбоководни среди, процъфтяващи в екстремни условия, може да съдържат тайните за адаптивността и произхода на живота.39 • Изчезнали острови: През историята много тихоокеански острови са се появявали на карти, само за да изчезнат по-късно. Някои смятат, че това са били грешки, други предполагат, че са потънали или ерозирали.39 Мистерията на пясъчния остров (Sandy Island), който е бил на карти до 2012 г., но никога не е съществувал в действителност, е забележителен пример.39 • Кораби-призраци на Тихия океан: Има многобройни истории за кораби-призраци в Тихия океан.39 Най-известният е MV Joyita, открит да се носи през 1955 г. без екипаж и без признаци какво се е случило с обитателите му.39 Тези истории за кораби-призраци, смесващи факти с измислица, добавят зловеща атмосфера към огромното пространство на Тихия океан.39 • Магнитната аномалия: Навигаторите отдавна са озадачени от Южнотихоокеанската магнитна аномалия, област, където магнитното поле на Земята е значително по-слабо. Разположена между Нова Зеландия и Южна Америка, тази аномалия може да причини навигационни проблеми за кораби и дори сателити.39 Причините за този магнитен спад остават предмет на научни изследвания.39 • Мистериозни звуци от бездната: Дълбините на Тихия океан понякога излъчват мистериозни, нискочестотни звуци. Един от най-известните е „Bloop“, мощен подводен звук, засечен през 1997 г..39 Въпреки че първоначално се е смятало, че е гигантско морско създание, преобладаващата теория сега го приписва на ледоземетресения – звуците, произвеждани от счупване и напукване на големи айсберги.39 • Плаващите острови от пемза: От време на време моряците се натъкват на огромни плаващи платформи от пемза в Тихия океан.39 Тези „пемзови салове“ се създават от подводни вулканични изригвания и могат да се простират на километри.39 Въпреки че могат да бъдат опасни за корабоплаването, те също играят критична роля в транспортирането на морски живот, действайки като плаващи оазиси за определени организми.39 • Мистериозни изчезвания: Тихият океан е известен и с редица неразгадани изчезвания. Най-известният е злополучният полет на Амелия Еърхарт над Тихия океан през 1937 г..39 Въпреки обширните усилия за търсене и многобройните теории, точната ѝ съдба и местоположението на самолета остават една от най-големите мистерии в авиацията.39 Тихоокеанският „Дяволски триъгълник“ край бреговете на Япония също е известен с многобройни мистериозни изчезвания на самолети и кораби.43

Бъдеще и тенденции

Бъдещето на Тихия океан е тясно свързано с продължаващото изменение на климата и напредъка в научните изследвания, които се стремят да разберат и смекчат въздействието на тези промени.

Изменение на климата и неговото въздействие

Изменението на климата представлява екзистенциална заплаха за тихоокеанските острови, които са изправени пред нарастващи заплахи за своята социално-икономическа жизнеспособност и самото си съществуване.31 • Ускорено повишаване на морското равнище: Глобалното средно морско равнище се повишава с безпрецедентни темпове, като в голяма част от западната тропическа част на Тихия океан то се е повишило с приблизително 10-15 см (4-6 инча), което е близо до или почти двойно повече от глобалната скорост, измерена от 1993 г. насам.31 Това води до повече крайбрежни наводнения, отстъпление на бреговата линия и замърсяване на сладководните запаси със солена вода.31 • Затопляне и окисляване на океана: Океанът е поел над 90% от излишната топлина, уловена от парникови газове, и претърпява промени, които ще бъдат необратими в продължение на векове.31 Почти целият регион на Югозападния Тихи океан показва затопляне на океанската повърхност, достигайки темпове от над 0,4°C на десетилетие в някои райони.31 Нарастващата интензивност на морските топлинни вълни има далечни последици, от неблагоприятни въздействия върху рибните запаси и устойчивостта на кораловите рифове до токсични цъфтежи на водорасли.31 Окисляването на океана, причинено от абсорбцията на CO₂, също се е увеличило глобално през последните четири десетилетия, засягайки морския живот.31 • Въздействие върху екосистемите и поминъка: Тези промени имат голямо въздействие върху екосистемите, икономиките и поминъка в Тихия океан.31 Масово избелване на коралови рифове е наблюдавано в целия тропически пояс, включително в Големия бариерен риф и големи райони на Южния Тихи океан.31

Напредък в океанографските изследвания и нови открития

Океанографските изследвания в Тихия океан продължават да се развиват бързо, водени от технологични иновации и международно сътрудничество. • Технологични постижения: Увеличаващото се използване на автономни подводни превозни средства (AUVs), усъвършенствани технологии за дистанционно наблюдение и иновативни техники за анализ на данни трансформира нашето разбиране за океаните.19 Машинното обучение и изкуственият интелект се използват за прогнозиране на океански течения и окисляване с висока точност, както и за автоматизиране на обработката и анализа на данни.19 • Нови открития на видове и геоложки особености: Последните експедиции в Тихия океан са довели до забележителни открития. В рамките на най-голямата океанска мисия в света са открити над 800 нови вида, включително нов вид акула, морска пеперуда, кални дракони и различни видове корали, гъби, скариди и раци.21 Неотдавнашни експедиции в Югоизточния Тихи океан са открили нова подводна планина и повече от 100 потенциално нови за науката вида, включително редки същества като „летящи спагети чудовища“ и „октоподи Каспър“.11 Тези открития подчертават богатото биоразнообразие на открито море и значението на продължаващите изследвания. • Големи изследователски инициативи: Инициативи като Ocean Observatories Initiative (OOI), финансирана от Националната научна фондация на САЩ, предоставят данни в реално време от над 900 инструмента, за да отговорят на критични научни въпроси относно световните океани.44 Тези данни са свободно достъпни онлайн, което насърчава научните изследвания и сътрудничеството.44 Програми като Националната програма за мониторинг на кораловите рифове на NOAA провеждат ежегодни проучвания за оценка на здравето на кораловите рифове в Тихия океан, събирайки данни за риби, корали и океански условия, за да информират решенията за управление.45

Международни усилия за опазване

Международното сътрудничество е от съществено значение за опазването на Тихия океан. • Разширяване на морските защитени зони (МЗЗ): Организации като Conservation International работят за разширяване на МЗЗ, като целта е да се защитят 30% от планетата до 2030 г..40 Коалиции като „Америките за защита на океана“, включваща девет държави по тихоокеанското крайбрежие, се стремят да създадат мрежа от екологично свързани МЗЗ от Аляска до Патагония.41 • Справяне със замърсяването с пластмаса: Ocean Conservancy работи за справяне с кризата със замърсяването с пластмаса, която е една от най-големите заплахи за океана.46 • Опазване на мигриращите видове: Усилията се фокусират върху създаването на „сини коридори“ за мигриращи китове и други видове, като се признава, че традиционните МЗЗ не защитават адекватно видовете, които зависят от свързани морски и сухоземни екосистеми.41

Заключения

Тихият океан е водно тяло с несравним мащаб и дълбочина, което играе централна роля в глобалните климатични системи и поддържа изключително разнообразие от живот. От неговите геоложки особености, като Огнения пръстен и Марианската падина, до динамичните климатични модели като Ел Ниньо и Ла Ниня, океанът демонстрира сложни взаимодействия, които влияят на цялата планета. Историята на изследването на Тихия океан отразява забележителен напредък – от древните полинезийски мореплаватели, които са използвали природни знаци, до съвременните научни експедиции, подпомогнати от авангардни технологии като автономни подводни превозни средства и изкуствен интелект. Този технологичен напредък е ключов за разкриването на нови видове и разбирането на дълбоководните екосистеми, които остават до голяма степен неизследвани. Въпреки своята жизненоважна роля като поглътител на топлина и въглерод, Тихият океан е изправен пред значителни заплахи от изменението на климата, включително повишаване на морското равнище, затопляне и окисляване на водите, както и от човешка дейност като замърсяване и прекомерен риболов. Тези предизвикателства водят до сериозни последици за кораловите рифове, морското биоразнообразие и крайбрежните общности. Бъдещето на Тихия океан зависи от продължаващите научни изследвания и засилените международни усилия за опазване. Разширяването на морските защитени зони, насърчаването на устойчиви риболовни практики и смекчаването на въздействието на изменението на климата са от решаващо значение за опазването на това величествено водно тяло за бъдещите поколения. Разбирането на сложните взаимовръзки между геологията, климата и живота в Тихия океан е от съществено значение за разработването на ефективни стратегии за неговата защита и устойчиво управление.