Кислород — важнейший газ для жизни всех живых существ. Морские организмы дышат кислородом, растворенным в воде. Обычно в поверхностных слоях моря кислорода больше, нежели в глубинных. Течения в большинстве морей хорошо перемешивают воду, поэтому кислород, хотя бы в малом количестве, всегда распространяется до дна. Временный недостаток кислорода в море может привести к гибели рыб и других животных. Изредка в застойных глубинах морей, как, например, в Черном море, кислорода нет. Там могут жить только бактерии, способные существовать без растворенного в воде кислорода.

* * *

Солнечные лучи не достигают больших глубин океана. Чем ниже стоит солнце над горизонтом, тем больше лучей отражается от поверхности моря. Поэтому в арктических морях, где солнце не подымается высоко, при прочих равных условиях свет распространяется на меньшую глубину, чем в средних широтах и особенно в Экваториальной области.

Судьба солнечного луча, проникшего в воду, не простая. Он распадается на составные части спектра, то-есть лучи разного цвета, которые доходят до различной глубины.

При этом почти все инфракрасные лучи и большая часть ультрафиолетовых, то-есть особо длинные и самые короткие лучи спектра, невидимые человеческим глазом, поглощаются в первых же метрах воды. Так как в инфракрасной части солнечного спектра содержится основное количество тепловой энергии, то легко понять, почему нагревается только самый поверхностный слой воды. Это тепло передается нижележащим слоям в результате перемешивания. Глубже проникают те части солнечного луча, которые несут световую и химическую энергию.

Различные мелкие организмы, во множестве населяющие поверхностные слои, рассеивают свет, проникший в воду. Рассеивание вызывается также молекулами воды, солями и ионами. Оно зависит и от величины частиц, на которые наталкиваются лучи света.

Всего сильнее рассеиваются синие и фиолетовые лучи спектра. Они отражаются и вверх, человек видит синий свет, исходящий из глубин моря. Поэтому цвет прозрачной морской воды вдали от берегов синий. Там, где в воде много взвешенных частиц (массы планктона, прибрежная муть), рассеиваются сильно зеленые лучи, цвет воды становится зеленым. Если вода очень засорена частицами грунта, то она приобретает желтую окраску. Особенно часто это бывает после шторма; тогда в прибрежной области вода может стать даже коричневой от поднятых со дна частиц грунта.

Смену цветов видит каждый моряк, когда он покидает прибрежные желтозеленые воды и переходит к синим водам открытого моря. Замечательный русский художник Айвазовский талантливо запечатлел на своих картинах эту игру красок.

Но вернемся к лучам света, проникшим в воду. Угасание света различных частей спектра идет так быстро, что можно говорить об «исчезновении» отдельных частей солнечного спектра. Длинные лучи теряют энергию начального светового потока скорее, чем короткие. Так, если принять проникшие в воду лучи за 1 тысячу единиц, то красные и оранжевые лучи на глубине в 10 метров составляют 2–3 единицы, зеленые и голубые — 166, синие — 437, а фиолетовые — 800 единиц. На глубине в 100 метров измерить энергию красных лучей уже затруднительно; оранжевый дает только следы (0,0001), зеленый и голубой — 0,03, синий — 5,5, а фиолетовый — 10 единиц. На глубине 200 метров наступают трудности в определении энергии оранжевых лучей, а на глубине 500 метров такая же судьба постигает зеленые лучи. На глубине в 1 тысячу метров «угасают» синие лучи, а на глубине 1500 метров — и лучи фиолетовой части спектра. Это подтверждается опытом. В Средиземном море на глубину в 1700 метров была опущена в особом приборе фотографическая пластинка. Несмотря на трехчасовую экспозицию, пластинка не потемнела.

Человеческий глаз обладает наилучшей восприимчивостью к желтой, зеленой, голубой частям солнечного спектра, то-есть к лучам, имеющим относительно хорошее проникновение в воду. При опускании в гидростате человек может различать предметы на глубине до 300 метров, последние следы света для него исчезают не глубже 580 метров.