Отступая от текста 2 страница

Таким образом, океанические рыбы обитают вне шельфов и надшельфовой (иначе говоря, неритической) пелагиали. По такому определению в эту категорию попадают как пелагические (т. е. живущие в толще воды), так и бентические (донные) рыбы, а также бенто-пелагические (придонные и наддонные) рыбы, занимающие промежуточное положение между первыми двумя группами. Вертикальное распределение океанических рыб охватывает весь диапазон глубин Мирового океана — от поверхности до дна самых глубоких желобов.

Впервые океанические рыбы (среди них летучие рыбы, тунцы, меч-рыба, рыба-луна и др.) были описаны в 1758 г. основоположником систематической зоологии Карлом Линнеем. В конце XVIII — начале XIX в. состоялось несколько хорошо известных кругосветных экспедиций — плавания капитанов Дж. Кука, Ж. Ф. Лаперуза, И. Ф. Крузенштерна и др., в ходе которых были собраны значительные биологические коллекции, включавшие и рыб приповерхностного слоя. Начало изучению глубоководных рыб было положено в первой половине XIX столетия трудами француза Антуана Риссо, итальянца Анастасио Кокко, англичанина Ричарда Лоу, которые дали описания ряда видов по экземплярам, обнаруженным мертвыми на поверхности воды, выброшенным на пляжи или пойманным крючковой снастью, опущенной на большую глубину.

Новую эпоху в изучении рыб открытого океана — период комплексных океанографических экспедиций — открыло в 1872 г. плавание английского корвета «Челленджер», специально переоборудованного для такого рода исследований. Ихтиологические сборы экспедиции (около 280 видов океанических рыб) были обработаны Альбертом Гюнтером, опубликовавшим специальные монографии но глубоководным и пелагическим рыбам, не утратившие своего значения и в настоящее время. В период, предшествовавший первой мировой войне, значительный вклад в изучение рыб открытого океана внесли также экспедиции на судах «Блейк», «Альбатрос», «Травайер», «Талисман», «Инвестигейтор», «Ирондель», «Принцесс Алис», «Вальдивия», «Сибога», «Михаэль Саре», в обработке материалов которых участвовали известные ихтиологи Д. Гуд и Т. Вин (первыми употребившие в 1896 г. термин «океаническая ихтиология»), Ч. Гилберт, А. Элкок, Л. Вайян, Р. Коллетт, С. Гарман, Д. С. Джордан, А. Брауэр, М. Вебер и др. Как ни прискорбно, в приведенных списках нет ни русских названий судов, ни русских фамилий — в те годы Россия не участвовала в накоплении сведений по океаническим рыбам. Итоги этого этапа исследований были подведены Джоном Мюрреем и Юханом Йортом в увидевшем свет в 1912 г. очень солидном труде «Глубины океана», в котором рассматривается и дно и вся толща вод океана от поверхности до грунта с ее характерным населением.

После перерыва, вызванного военными действиями, биологические изыскания в Мировом океане получили новое развитие. Среди многих исследовательских плаваний того времени следует особо выделить датские экспедиции на «Дане» и английские на «Дискавери» — под каждым из этих названий фактически существовало по два экспедиционных судна. На «Дане I» в 1920—1922 гг. s были проведены под руководством И. Шмидта работы в Атлантическом океане, приведшие к обнаружению нерестилищ европейского угря в Саргассовом море. Кругосветное плавание «Даны II» (1928—1930 гг.), маршрут которой был проложен через тропические воды всех океанов, позволило получить огромные ихтиологические коллекции. Экспедиции «Дискавери I» (1929—1931 гг.) и «Дискавери II» (1932—1933 гг.) проходили преимущественно в Южном океане (вплоть до 60° ю. ш.) и много способствовали познанию природы и живого населения этого малоизученного региона. Большой вклад в изучение океанических рыб был внесен в рассматриваемый период такими учеными, как Т. Ригэн, Д. Ыормен, В. Тонинг, В. Эге, А. Парр, Р. Болин, А. Бруун, Ч. Бредер, К. Хаббз, К. Матсубара, У. Чепмен, У. Д'Анкона. К этому же времени относятся первые наблюдения океанических рыб непосредственно в среде их обитания: в 1934 г. американский ихтиолог У. Биб опустился в батисфере «Век прогресса» — стальном шаре диаметром 1,3 м с небольшим смотровым иллюминатором — на глубину более 900 м в районе Бермудских островов. Он и его спутник О. Бартон были первыми людьми, которым удалось увидеть довольно разнообразных глубоководных рыб (в том числе и поныне не пойманных) в их родной стихии.

В 30-е годы в дальневосточных морях и морях Северного Ледовитого океана были начаты и советские исследования глубоководных рыб. Основоположником отечественной океанической ихтиологии с полным основанием можно считать А. П. Андрияшева, которым еще в довоенные годы были сделаны очень важные обобщения, касающиеся происхождения глубоководной ихтиофауны.

В изучении рыб, обитающих за пределами шельфа, участвовали также Н. М. Книпович, П. Ю. Шмидт, В. К. Солдатов, А. Я. Таранец, А. Н. Световидов, Г. У. Линдберг.

С началом второй мировой войны биоокеанологические и ихтиологические исследования во всех океанах почти полностью прекратились, но вскоре после ее окончания были продолжены на новом, более высоком техническом уровне. Важный вклад в эти работы был сделан научно-исследовательским судном (сокращенно НИС) «Витязь», принадлежавшим Институту океанологии им. П. П. Ширшова АН СССР и совершившим в 1949— 1979 гг. 65 экспедиционных рейсов в Тихий, Индийский и Атлантический океаны. Ихтиологические исследования входили в программу 28 его плаваний. Сначала они были направлены на изучение дальневосточных морей и прилегающих районов Тихого океана, а с 1955 г. основное внимание было перенесено на исследование глубин и пеолагиали открытых вод. Работы, выполненные в плавапиях «Витязя», обеспечили быстрое развитие советской океанической ихтиологии, завоевавшей широкое международное признание. Они были начаты под руководством Т. С. Расса и осуществлялись в основном силами сотрудников Института океанологии (II. В. Парии, В. А. Мухачева, Н. Н. Горбунова, В. Э. Беккер, В. М. Макушок, Н. В. Ковалевская, Ю. Н. Щербачев и др.).

Сейчас исследовательский флот нашей страны насчитывает десятки разнотипных современных судов. В его состав входит и новый «Витязь», имеющий намного лучшие условия для работы и отдыха, чем на старом «Витязе». И тем пе менее те, кому выпало счастье начать на этом судне свой путь в океанологию, всегда будут вспоминать его как «праздник, который всегда с тобой». Все рейсы «Витязя» (а мне довелось участвовать в его первом выходе в открытый океан, состоявшемся в 1955 г.) кажутся сейчас единственными и неповторимыми. Невозможно забыть радостный энтузиазм труда, царивший на борту и делавший любого участника комплексных экспедиций сопричастным к большим и маленьким открытиям, которые приносило каждое плавание. Именно поэтому все мы, «старые витязяне», так едины в своей привязанности к бывшему флагману советской научной флотилии и так близко принимаем к сердцу судьбу заслуженного ветерана, «временная» стоянка которого в калининградском порту слишком затянулась, так как планы его превращения в постоянный океанологический музей никак не воплотятся в жизнь.

Вклад экспедиций на «Витязе» в мировую ихтиологическую пауку вряд ли может быть переоценен, и имя этого корабля, закрепленное в названиях одного нового рода рыб (Vitiaziella Rass, 1955) и девяти новых видов (Gonostoma vitiazi Rass, 1950;) Lycenchelys vitiazi Andriashev, 1955; Pelagocyclus vitiazi Lindberg et Legesa, 1955; Cypselurus vitjazi Parin, 1958; Diaphus vitiazi Kulikova, 1961; Benthodesmus vitiazi Parin et Becker, 1970; Monomeropus vitiazi Nielsen, 1971; Eustomias vitiazi Parin et Pokhilskaya. 1974; Melanostigma vitiazi Parin, 1980), навсегда останется в анналах истории ихтиологии.

Ну, а для меня старый «Витязь» — это начало «взрослой» жизни, первые шаги в науке, первые и потому самые яркие впечатления о необъятном океане, дальних островах и чужих странах. Плавания на «Витязе» подарили мне нескольких близких друзей, и об одном из них я обязательно должен упомянуть здесь. С Эдуардом Ребайнсом, выросшим в Сибири сыном красного латышского стрелка, я познакомился в своем втором плавании (он был тогда четвертым штурманом, я — лаборантом), и нашу дружбу прервала только его безвременная смерть в 1981 г. Это был человек большой души и открытого сердца, настоящий моряк — сильный, мужественный, смелый, любознательный — именно из таких получались в прошлом путепроходцы и открыватели новых земель. От других судоводителей, с которыми мне довелось ходить в море, Эдуарда отличала глубокая и искренняя заинтересованность в научных результатах экспедиций, постоянное стремление сделать максимум возможного для получения той информации, ради которой организуются рейсы исследовательских кораблей. Э. А. Ребайнс, несомненно, был лучшим из капитанов академического флота (он долго командовал НИС «Академик Курчатов»), и я горжусь тем, что был дружен с этим благородным человеком. Теперь его имя (в форме видового названия глубоководной рыбы Diplophos rebainsi), как и имя его первого судна, тоже накрепко связано с океанической ихтиологией.

Одновременно с НИС «Витязь» проводили океанологические исследования, включавшие и сбор материалов по океаническим рыбам, другие советские исследовательские суда: «Обь» (1955—1958 гг.), «Академик Курчатов» (с 1967 г.), «Дмитрий Менделеев» (с 1969 г.). Продолжались экспедиционные работы иностранных государств, среди которых нельзя не упомянуть датскую глубоководную экспедицию на «Галатее» (1950—1952 гг.), американские исследования в Мексиканском заливе на «Орегоне» (1955г.) ив Южном океане на «Элтенине» (с 1962г.) и планомерные изыскания ученых ФРГ в Атлантическом океане на «Вальтере Гервиге I» (1964—1971 гг.) и «Вальтере Гервиге II» (с 1971 г.). Полный перечень ихтиологов, участвовавших в обработке собранных материалов, занял бы слишком много места — их число многократно увеличилось по сравнению с предвоенным временем. Особенно существенно продвинулось изучение фаунистического состава и систематики океанических рыб, в разработку которой внесли свой вклад ученые многих стран — СССР (А. П. Андрияшев, А. В. Балушкин, В. В. Барсуков, В. Э. Беккер, О. Д. Бородулина, В. Н. Долганов, А. Н. Котляр, В. А. Мухачева, А. В. Неелов, Н. В. Парии, Т. С. Расе, Ю. И. Сазонов, А. Н. Световидов, И. А. Трунов, В. В. Федоров, Ю. Н. Щербачев и др.), США (Р. Гиббс, Р. Джонсон, Т. Ивамото, Б. Коллетт, Л. Компаньо, Д. Коэн, Г. Мид, Б. Нафпактитис, Т. Питч, Р. Хэдрич, Д. Штейн, А. Эбелинг и др.), Японии (Т. Абэ, К. Амаока, Р. Исияма, И. Накамура, О. Окамура и др.), ФРГ (А. Коттхауз, Г. Креффт, А. Пост, М. Штемани), Франции (М. Л. Бошо, Ж.-К. Керо, П. Фурмануар, Ж.-К. Юро), Дании (Э. Бертельсеи, И. Нильсен), Великобритании (Д. Бедкок, Н. Меррит, Н. Маршалл), Новой Зеландии (Д. Гаррик, П. Касл), Португалии (Г. Мауль, Л. Салданья), Австралии (Д. Пэкстон), Норвегии (Е. Куфуд), Кубы (Д. Гитарт), Канады (Д. Нелсон). Некоторые из этих ихтиологов, а также многие не названные здесь внесли свой вклад и в изучение экологии рыб открытого океана.

Этот перечень разноязычных имен, без сомнения, покажется читателю малоинтересным, но я никак не могу обойтись без него в этой книге. Я смотрю на этот список, и перед моим мысленным взором предстают вполне конкретные результаты деятельности «поименованных лиц» - статьи и монографии, с которыми постоянно приходится иметь дело в повседневной работе на борту судна или в институтской лаборатории. Мало того, почти за каждой фамилией мне видится и знакомое человеческое лицо. Некоторые из этих ихтиологов принадлежат к числу моих добрых друзей (и это касается не только соотечественников), с другими приходилось встречаться во время экспедиций и командировок, при их визитах в Москву или на научных симпозиумах и конгрессах в разных странах. В нашей науке трудно обойтись без обмена материалами и коллекциями (в первую очередь это касается исследований по систематике и зоогеографии), а также без обсуждения - устного или в переписке — научных проблем с коллегами по специальности. Это позволяет избежать ненужного дублирования работ, а иногда и объединить усилия в совместном исследовании. У меня, например, есть в списке трудов статьи, опубликованные в соавторстве с Брюсом Коллеттом (полтора месяца мы проработали вместе в его лаборатории при Национальном музее естественной истории в Вашингтоне), о Робертом Гиббсом, Герхардом Креффтом и Альфредом Эбелингом.

Помимо исследований рыб в океанологических экспедициях, не имевших, казалось бы, непосредственного отношения к промысловой тематике, в 50-е годы начались и быстро прогрессировали рыбохозяйственные исследования открытых вод Мирового океана. В нашей стране первым объектом этих изысканий стали «океаническая» сельди Северной Атлантики и сайра северо-западной части Тихого океана. В 60-е годы проводятся и научно-промысловыа исследования «полуглубоководных» рыб, живущих на материковом склоне. Эти работы (в их развитие вложили много труда П. А. Моисеев, Ю. Ю. Марти, В. П. Шунтов, Д. А. Шубников, Н. П. Новиков, Ю. В. Новиков, В. Л. Жаров и др.) выполняются в основном экспедициями бассейновых институтов и промысловых разведок Минрыбхоза СССР и характеризуются очень широким размахом. Суммарное число советских экспедиций в открытый океан уже превысило 2000.

В результате всех этих работ было установлено, что в открытых районах Мирового океана общей площадью примерно 200 млн км2, сосредоточены значительные промысловые ресурсы. В соответствии с неоднородностью условий среды ресурсы распределены в пределах этой площади очень неравномерно, причем достаточно плотные концентрации промысловых объектов всегда приурочены к районам повышенной биологической продуктивности. II. А. Моисеев подсчитал, что площадь зон, благоприятствующих развитию биопродукционных процессов, в пределах открытых районов приближается к 20 млн км2. Среди перспективных для промысла объектов сейчас называют рыб разных экологических групп — постоянно обитающих в верхних горизонтах пелагиали (летучие рыбы, макрелещуковые, мелкие виды тунцов) и выходящих туда из неритической зоны (ставриды, скумбрии, путассу и др.), живущих в толще воды на средних глубинах (светящиеся анчоусы, гоностомовые), населяющих материковые склоны и подводные поднятия.

Изученность океанических рыб неравномерна, но в целом недостаточна, если сравнивать ее с изученностью рыб прибрежной зоны морей и пресных вод. Исключение составляет, пожалуй, лишь систематика, но даже в этой области имеется очень много недоработок, в наибольшей степени касающихся донных и придонных групп. Многие семейства еще не подвергались современным ревизиям, а обнаружение и описание новых видов и таксонов более высокого ранга до сих пор остаются вполне обычным делом. Еще хуже обстоит дело с изученностью экологии океанических рыб: полноценные сведения о размножении, росте, питании, миграциях имеются только для немногих видов, главным образом из числа уже вовлеченных в той или иной мере в промысел. Важнейшие с практической точки зрения задачи будущих исследований состоят поэтому в усилении работ по систематике, имеющих первостепенной целью точное видовое определение, и в изучении биологии отдельных видов (прежде всего массовых) их жизненных циклов, популяционной структуры, динамики численности и т. д. Крайне важным в промысловом отношении является изыскание способов управления поведением и искусственного концентрирования дисперсно распределенных объектов, составляющих большинство населения океанской пелагиали.

Цель настоящей книги — дать читателю общее представление о рыбах, населяющих толщу и придонные слои океана за пределами прибрежной зоны, показать систематическое и экологическое разнообразие этого населения, обсудить историю его формирования и перспективы промыслового освоения. Таким образом, книга представляет собой популярное изложение основ океанической ихтиологии — науки, дальнейшее развитие которой должно быть направлено на наиболее рациональное использование рыбных ресурсов, на выявление и бережное сохранение генофонда всех популяций рыб в открытых водах Мирового океана.

(Латинские названия отрядов см. в табл. 5.)

Подтип позвоночные (Vertebrate)

Надкласс бесчелюстные (Agnatha)

Класс миксины (Mixini)

Отряд миксинообразные

Класс непарноноздревые (Monorhina, или Cephalaspidomorphi)

Отряд миногообразные

Надкласс челюстноротые (Gnathostoma)

Класс хрящевые рыбы (Chondrichthyes)

Подкласс щележаберные рыбы (Elasmobranchii)

Отряды: многожаберникообразные, катранообразные

пилоносообразные, плоскотелообразные, разнозубо

образные, воббегонгообразные, ламнообразные,

кархаринообразные, пилообразные, гнюсообразные,

хвостоколообразные, скатообразные.

Подкласс цельноголовые рыбы (Holocephali)

Отряд химерообразные

Класс костные рыбы (Osteichthyes)

Подкласс лопастеперые рыбы (Sarcopterygii)

Инфракласс кистеперые рыбы (Crossopterygii)

Отряд целокантообразные

Подкласс лучеперые рыбы (Actinopterygii)

Инфракласс ганоидные рыбы (Ganoidei)

Отряд осетрообразные

Инфракласс костистые рыбы (Teleostei)

Отряды: тарпонообразные, спиношипообразпые,

угреобразные, сельдеобразные, конорылообразные,

сомообразные, карпообразные, лососеобразные,

стомиеобразные, аулопообразные, миктофообразные,

трескообразные, ошибнеобразные, жабообразные,

удильщикообразные, присоскообразные,

сарганообразные, атеринообразные, опахообразпые,

бериксообразные, китовидкообразные,

солнечникообразные, колюшкообразные,

скорпенообразные, окунеобразные, камбалообразные,

скалозубообразные.

Представление о живом покрове Земли как об иерархичекой системе биоценозов (сообществ) дает возможность эассматривать открытый океан и в качестве единого крупномасштабного биотопа, занимающего значительную часть планеты, и в качестве системы соподчиненных биотопов все меньшего и меньшего пространственного масштаба. Расчленение океана на естественные биотопические участки определяется, как известно, тремя типами зональности — вертикальной, обусловленной неоднородностью толщи воды и изменением с глубиной подводного рельефа, широтной, в основе которой лежат климатические (в первую очередь температурные) различия, и циркумконтинентальной, обусловленной разной удаленностью от крупных массивов суши. Естественные участки океана образуют закономерно построенные биотопические комплексы, которые расположены по единому плану, повторяющемуся во всех океанах — Тихом, Атлантическом и Индийском.

В подводном строении дна выделяются три основные формы рельефа, имеющие планетарный масштаб,— материковая отмель, материковый склон и ложе океана со срединно-океаническими хребтами. Материковая (или континентальная) отмель, называемая также шельфом, представляет собой подводное продолжение материков и характеризуется очень пологим, почти незаметным увеличением глубины. За ее внешний край принимают линию, на которой угол наклона дна резко увеличивается: этот перелом кривой рельефа дна может находиться на глубине от 100 до 400 м, а его среднее положение примерно соответствует положению изобаты 130 м. Ширина материковой отмели варьирует в очень широких пределах, но составляет в среднем всего 70 км, ее суммарная площадь (до глубины 200 м) не превышает 7,5% акватории Мирового океана.

Подводный цоколь материков — материковый (или континентальный) склон имеет значительно большую крутизну. Угол его наклона в среднем составляет 3—4° (это в 25 раз больше, чем средний наклон шельфа), а местами, например у берегов Флориды, достигает даже 45°. Поверхность склона почти всегда расчленена на уступы и ступени, рассечена поперечными и косыми разломами, грядами и каньонами. Его нижняя граница обозначена новым переломом батиграфической кривой на глубине порядка 2500—3500 м (обычно около 3000 м) и соответствует переходу к ложу океана. Ширина материкового склона невелика (как правило, от 15 до 30 км), его площадь в границах между изобатами 200 и 3000 м составляет около 17,5% (без морей 12%) Мирового океана. На границе между окраинами материков и океаном в тектонически активных районах располагаются островные дуги и глубоководные желоба — очень глубокие (в Марианском желобе находится максимальная отметка — 11 022 м) и очень узкие (ширина по дну десятки километров, а по верхним частям склонов до 200 км) долины, занимающие всего лишь 0,1% площади океанов.

На ложе Мирового океана приходится около 75% поверхности его дна. Горными хребтами, возвышенностями, и валами оно разделяется на отдельные котловины — холмистые или плоские равнины, покрытые толстым слоем мягких осадков. Что касается подводных поднятий, наиболее масштабными из них являются, конечно, грандиозные срединно-океаиические хребты, простирающиеся в общей сложности более чем на 60 тыс. км. Эти хребты, центральные долины которых представляют собой границы гигантских литосферных плит, располагаются как правило, в осевых частях океанов и образуют единую систему массивных горпых сооружений. Они расчленены на отдельные блоки, сдвинутые относительно продольной оси хребта, поперечными трансформными разломами, достигающими значительной глубины. Среди других категорий поднятий следует назвать вулканические и глыбовые хребты, многие из которых имеют очень большую протяженность и высоту. Хребты всех типов, как и на суше, увенчаны вершинами и пиками. Одни из них возвышаются островами над поверхностью океана, а другие не доходят до нее. Кроме того, во всех океанах есть также изолированные горы (в основном вулканы), не связанные с массивами. Общее число подводных гор очень велико (по разным оценкам, от 8 до 10 тыс.), причем более чем у 2,5 тыс. из ниx вершины находятся на глубине менее 2000 м. Крутые склоны гор почти всегда имеют резкий, сильно расчлененный рельеф и лишены осадочного чехла, но некоторые — их называют гайотами — обладают совершенно плоскими вершинами, часто покрытыми шапкой отложений и достигающими диаметра 30—40 км. Когда-то они были островами или поднимались до уровня, на котором сказывается влияние прибоя (волновой абразии). О происшедшем погружении гайотов часто свидетельствуют и остатки коралловых построек на их вершинах и береговые террасы, выбитые прибойиымы волнами.

Особого упоминания заслуживает такая категория поднятия дна, как подводные «микрокоптиненты», отличающиеся значительными площадями малых (порядка шельфовых) глубин. Они особенно характерны для Индийскоко океана (плато Мадагаскара, Сейшельская банка, банка Сая-де-Малья); в Тихом океане к этой категории относится Новозеландское плато. По геологическому строению они существенно отличаются от других возвышенностей континентальным типом коры (с «гранитным» слоем независимо от наличия или отсутствия больших массивов суши). Объяснение существованию микроконтинентов следует искать в истории соответствующих районов Мирового океана.

Вопросы происхождения и развития океана находят объяснение с позиций глобальной тектоники литосферных плит. Раздвигание (спредипг) этих гигантских жестких блоков земной коры в обе стороны от рифтовых долин, вытянувшихся вдоль срединно-океанических хребтов, приводит к образованию новых участков дна, заполняющихся материалом мантии (движение плит происходит со скоростью до 10 см в год). При раздвижении коры образуются рифтовые впадины с рвами, расщелинами, кратерами типа «черных курильщиков», через которые на поверхность Дна изливается сульфидный гидротермальный раствор, обеспечивающий развитие специфической бактериальной флоры — хемотрофных серобактерий. Противоположной зоне спрединга край плиты давит на соседнюю плиту и, погружаясь под континент, вновь преобразуется в мантийное вещество. На основе теории тектоники плит были осуществлены палеогеографические реконструкции конфигурации и положения материков и океанов, показавшие кардинальные изменения среды существования в ходе геологической истории Земли.

Толща воды может быть условно разделена па отдельные объемы (водные массы), различающиеся по температуре, солености, плотности и многим другим физическим и химическим характеристикам. Границы между водными массами выражены с разной степенью четкости и иногда почти незаметны. В пределах водных масс и между ними постоянно происходят перемещения воды различного направления и скорости — от хаотических турбулентных движений до направленных постоянных течений. Турбулентное перемешивание толщи вод стремится размыть все гидрологические градиенты и выровнять все характеристики.

Постоянные течения переносят значительные объемы воды и в своей совокупности образуют крупномасштабные круговороты, охватывающие огромные акватории.

Характеристики водных масс формируются в система циркуляции вод, и в каждом крупномасштабном круговороте в верхнем слое переносится вполне определенная водная масса, обладающая значительной временной стабильностью и пространственной однородностью. Так, в Тихом океане Субарктическому круговороту соответствует субарктическая водная масса, Северному субтропическому круговороту — северная центральная водная масса, тропическим круговоротам — экваториальная водная масса и т. д. Такие водные массы, перемещающиеся в пределах замкнутой циркуляции и сохраняющие сравнительную однородность на больших пространствах, носят название первичных. В то же время на границах между двумя соприкасающимися круговоротами происходит смешение контактирующих водных масс и в результате образуется новая — вторичная водная масса. Этим путем формируется, например, водная масса Северо-Тихоокеанского течения. Для вторичных водных масс характерно постоянное обновление в зоне смешения и постепенная трансформация по ходу зонального течения, приводящая в конце концов к существенному изменению их характеристик. Таким образом, вторичные водные массы существуют на границах основных круговоротов и не связаны с замкнутыми циркуляциями.

В Атлантическом и Тихом океанах имеется по шесть крупномасштабных круговоротов, а в Индийском, северная часть которого подвержена существенным сезонным изменениям в связи со сменой муссонов,— четыре круговорота зимой северного полушария и три — летом. При этом в циклонических тропических и субполярных круговоротах (в них вода перемещается против часовой стрелки в северном полушарии и по стрелке — в южном) образуются зоны расхождения (дивергенции) вод, в которых развиваются восходящие токи воды, а в антициклонических субтропических круговоротах (направление вращения в них обратное но сравнению с циклоническими) поверхностные воды сходятся в центральных областях и погружаются там на глубину. Эти круговороты образуют гомологические пары, симметрично расположенные по отношению к экватору. Правда, эта симметрия (как и у большинства природных объектов) не обладает совершенством и полнотой, т. е. не идеальна и не касается всех признаков. Границы между круговоротами в открытом океане идут примерно в широтном направлении. Близ берегов зональное течение, общее для двух соседних круговоротов, раздваивается и между обеими крупномасштабными циркуляциями и берегом остаются треугольники не захватываемой ими воды — так называемые нейтральные области. В них существуют локальные круговороты меньшего масштаба.

В пределах каждого крупномасштабного круговорота набор водных масс по вертикали специфичен, а это означает, что в каждом круговороте имеется своя структура вод. Принято различать поверхностную, подповерхностную, промежуточную, глубинную и придонную водные массы, которые разделены слоями воды с повышенными градиентами свойств (в пределах каждой массы свойства не меняются или меняются очень постепенно). Выделяют два главных типа гидрологических структур — тропические, расположенные в тропиках и субтропиках, и субполярные, расположенные в умеренных широтах.

Для тропических структур характерны следующие водные массы и слои раздела между ними. Сверху находится поверхностный однородный (изотермический) слой, который характеризуется высокой температурой (20—30°), мало меняющейся по глубине. Толщина этого слоя в среднем равна 50—100 м (в центральных частях субтропических круговоротов до 200—250 м). Под изотермическим слоем температура воды сравнительно резко надает, и ее градиент до глубины 400—500 м имеет порядок 0,1 град/м. Одновременно резко возрастает плотность воды. Под слоем повышенного градиента температура продолжает понижаться, хотя и более медленно. До глубины около 1000—1500 м (в зависимости от структуры) это понижение происходит, однако, быстрее, чем на еще больших глубинах. Этот слой называют «главным термоклином», и его нижняя граница выражена не очень четко. Глубже него вода отличается низкой температурой (около 2°), мало меняющейся с глубиной. Это так называемые «глубинные однородные воды».

Резкое расслоение толщи воды по температуре, а следовательно, и но плотности чрезвычайно характерно для тропиков. Плотность воды зависит, однако, и от солености, а в большей части тропической зоны выражен промежуточный слой повышенной солености на глубине нескольких сот метров, т. е. в верхней части главного термоклина. В результате главный термоклин распадается на два слоя слой максимума солености до глубин 200—400 м и слой менаду ним и границей глубинных однородных вод, обозначаемый обычно как промежуточный минимум солености.

В субполярных водах весь столб воды сравнительно однороден по температуре. Главного термоклина там практически нет, и набор водных масс существенно отличается от характерного для тропической зоны. Поверхностный изотермический слой может нагреваться летом выше 10° (при толщине около 50 м) и охлаждаться зимой до 0—5° (иногда и до отрицательных значений температуры). Под этим слоем летом может существовать промежуточный холодный слой, в котором температура удерживается на уровне ее минимального зимнего значения; он может достигать глубины около 300 м. Промежуточный теплый слой с температурой на 1—2° выше, чем в предыдущем, располагается примерно до глубины 2000 м. Глубинные однородные воды мало отличаются по своим характеристикам от глубинных вод в тропических структурах.