Догадываюсь, что вы подумали... Статья о температуре. Ради всего святого, рифовые аквариумы популярны в США уже лет двадцать и кто-то вдруг решил, что нам требуется совет по поддержанию в аквариуме правильной температуры. Просто поддерживать ее в пределах 21-26 градусов Цельсия и всё. 

  

А сейчас представьте себе следующую ситуацию: вы пришли к врачу и подошло время проверить вашу температуру. Медсестра встряхивает термометр в воздухе и записывает данные. Наверное, это шутка – это совсем не ваша температура! Но это напоминает то, как в некоторых случаях мы проверяем температуру воды в аквариуме! Согласен, данные будут достоверными: они действительно показывают температуру воды в данной точке и, скорее всего, температуру большинства кораллов в аквариуме. Однако, если кто-то использует подвесную осветительную конструкцию с мощными лампами для освещения рифового аквариума (особенно если эта система алюминиевая и/или ее внутренняя поверхность отполирована до блеска), то в аквариуме могут иметься отдельные «горячие точки». Неудивительно, что основной удар придется на кораллы, расположенные непосредственно под лампой или рядом с ней: их температура может быть значительно выше, чем температура окружающей их воды. 

  

Результаты очевидны. Некоторые кораллы могут обесцвечиваться даже если измеренная привычным нам способом температура воды будет в пределах нормы. 

  

В данной статье приводятся результаты простых экспериментов, а полученные данные сравниваются с важными результатами, недавно опубликованными в весьма уважаемом журнале Limnology and Oceanography (Лимнология и океанография). Мы также кратко обсудим некоторые моменты, связанные с температурой подвесных осветительных систем, и рассмотрим варианты ограничения передачи тепла от ламп в аквариум. 

Резервуар объемом 378 литров (содержащий 283 л. натуральной морской воды) находился в затемненной комнате с кондиционированным воздухом. Для освещения кораллов (преимущественно, Porites lobata и Pavona varians) использовалась подвесная система с двумя металлогалогенными лампами по 400 ватт. На этих кораллах проводился эксперимент, цель которого – проверить воздействие лучей красного спектра на зооксантеллы. В процессе проверки различных параметров для приведения их в норму, было обнаружено, что два светильника нагревались до различной температуры. Более того, кораллы под одной из осветительных систем были теплее (иногда - значительно теплее), чем температура воды. 

  

Для измерения температуры использовался ИК-термометр. Несмотря на то, что присутствовало некоторое сомнение в правильности показаний температуры светильников, под вопросом оставалась способность этого прибора правильно измерять температуру объектов, находящихся в воде (пусть и на небольшой глубине. Над кораллами оставалось лишь 7- 15 см воды. А расстояние между осветительной арматурой и поверхностью воды было около 15 см или около того). Эти данные (относительно температуры) были представлены в Washington DC MACNA. Методика исследования рассматривалась в процессе презентации. 

  

Несмотря на то, что представленная информация меня вполне устраивала, я решил повторить эксперимент. Были проведены два эксперимента: задача одного эксперимента – отслеживание температуры воды и кораллов при сильном течении, а другого – измерение тех же показателей в условиях более слабого потока воды. Вместо ИК-термометра я использовал два терморезистора и регистратор данных от Spectrum Technologies. В основании кораллов Porites тонкостенной алмазной коронкой были просверлены отверстия диаметром чуть больше внешнего диаметра терморезистора. Эти отверстия не доходили до поверхности коралла примерно 3-4 мм. Терморезистор аккуратно располагался внутри отверстия и измерял температуру непосредственно под пористой тканью/ границей скелета кораллов Porites. Кораллы были расположены на сетчатом материале, благодаря чему обеспечивалась свободная циркуляция воды (при помощи 19-литрового Carlson Surge Device, или CSD) вокруг кораллов, а также над и под ними. Такие условия позволили расположить проводку терморезистора под кораллами или в стороне. Регистратор данных был запрограммирован на ежеминутное измерение температуры и PAR (фотосинтетически активного излучения) в процессе 3-3.5 –часовых экспериментов (в этой статье мы рассматриваем только показатели температуры). Когда все было готово, регистратор данных начал считывать информацию, а спустя несколько минут была включена 400-ваттная лампа. Температура измерялась внутри коралла и под ним (в тени). Измерение температуры воды проводилось при помощи калиброванного ртутного (лабораторного) термометра. Точность показаний двух терморезисторов была предварительно проверена: два сенсора помещались в нагретую взбалтываемую воду - отслеживалась разница температур. Показания этих двух сенсоров, выведенные на дисплей регистратора данных сравнивались с показаниями калиброванного лабораторного термометра. Показания обоих терморезисторов согласовались с данными лабораторного термометра, погрешность составила до 0.1°C при измерении температуры в пределах от ~20°C до ~40ºC. Инженеры компании Spectrum одобрили использование терморезисторов и шнуров в морской воде на период времени, не превышающий 24 часов. 

В условиях, предусмотренных в рамках данных экспериментов, температура кораллов увеличивалась быстрее, чем температура воды. На рисунке 1 представлена температура кораллов и воды в условиях сильного течения. На рисунке 2 представлена температура при в условиях уменьшения импульсного разряда Carlson Surge Device. 

Очевидно, что на протяжении обоих экспериментов кораллы нагревались быстрее, чем вода; при этом разница температур составила 1.6°C (при более слабом течении воды) и 0.8C (при сильном течении). Заметьте, в условиях этих экспериментов можно было изменять лишь периодичность импульса от CSD, а не скорость (которая, разумеется, оставалась одинаковой). 

Цифровой счетчик расхода по скорости течения регистрировал максимальную скорость в 42 см/сек с периодичностью в 30 секунд для «сильного» потока и с интервалом в ~1.5 минуты для слабого потока. Периодичность сильного разряда примерно соответствует течению у гавайских рифов в спокойный день, но скорость - в три раза больше той, с которой сталкиваются кораллы в «нормальных» условиях. Вполне резонно предположить, что температура кораллов и воды не будет одинаковой. 

Отсюда возникает вопрос о влиянии солнечной энергии, нагревающей кораллы в естественной среде. Катарина Фабрициус (имя, знакомое серьезным аквариумистам по ее работе с мягкими кораллами) в 2006 году написала статью, в которой отметила, что кораллы действительно могут нагреваться сильнее, чем окружающая их вода. Далее она отметила, что цвет кораллов определяет, как коралл поглощает свет и, следовательно, влияет на степень нагрева. Результат ее работы просто ошеломляющий: температура поверхности морской воды стала показателем определения возможного начала процесса обесцвечивания кораллов. При этом Фабрициус допускает воздействие других факторов; пигментация кораллов может играть существенную роль в определении того, выживет ли коралл в в ситуации аномального нагрева воды (El Nino). 

Система освещения играет существенную роль в фокусировании света и отражении УФ- и ИК-излучения. Это стало совершенно очевидно в результате проведенных экспериментов. Я использовал две подвесные лампы: внутренняя поверхность одной из них была покрашена, а внутренняя поверхность другой - отполированный алюминий. Блестящая алюминиевая поверхность, возможно в сочетании с небольшими различиями в геометрии подвесной конструкции, отражала видимое излучение гораздо более эффективно, чем подвесная конструкция, внутренняя поверхность которой была покрашена белой краской. Очевидно, что блестящая поверхность также более эффективно отражала ИК-излучение (о чем свидетельствует более высокая температура кораллов, находившихся под ней). 

Несомненно, чтобы получить более ясное представление о передаче тепла от ламп к кораллам и о том, как избежать сопутствующих проблем, эта тема требует дальнейшего изучения. В большинстве ситуаций аквариумисты просто не могут использовать ИК-термометры, и, разумеется, было бы совершенно непрактично для проверки температуры использовать терморезисторы. В этой ситуации, самое большее, что мы можем сделать, это найти способы минимизации передачи тепла в аквариум. Поэтому мы переходим к обсуждению других моментов, упомянутых в этой серии экспериментов. 

Осветительная арматура с блестящей внутренней поверхностью не была изначально оснащена акриловой защитой от брызг. Это неправильно, поскольку в этом случае не предусмотрена защита от поломки лампы вследствие термального шока, вызванного попаданием брызг (в этой ситуации потенциально опасное УФ-излучение также может попадать в аквариум). Защитное стекло, или «брызговик», также поглощает часть ИК-излучения. Чтобы нормализовать УФ-излучение (читай - устранить его) в процессе экспериментов, из листа Lexan были вырезаны полотна подходящего размера, которые были установлены в осветительную арматуру. 

С учетом возможности устранения восходящего потока через осветительный прибор при помощи установки защитного стекла, температура осветительного прибора быстро увеличилась и наверху составила 97.7º C. Эта проблема была решена следующим образом: в защитном полотне были просверлены пять отверстий диаметром около 5 мм, что позволило направить поток горячего воздуха наверх, через осветительную арматуру, и вывести его через верхнюю часть прибора. На рисунках 3 и 4 представлен график температуры с «закрытой» и «открытой» осветительной арматурой. На рисунке 3 представлена температура осветительной арматуры (°F) до того, как были просверлены отверстия, а на рисунке 4 – температура прибора с отверстиями, и, как следствие, снижение температуры самой системы. 

. 

Пожалуй, самым драматическим наблюдением стал факт, что блестящая алюминиевая поверхность оказалась более эффективной, чем поверхность осветительной арматуры, покрашенная белой краской. Эффективность алюминиевой поверхности была достаточной, чтобы использовать менее мощные лампы (т.е. вместо 400-ватт - 250-ватт) и получать сопоставимую силу света. Только представьте себе уменьшение суммы в счетах за электричество вследствие снижения мощности – и все это - результат выбора осветительной арматуры с эффективной отражающей поверхностью. 

Эти наблюдения выходят за рамки того, что температура коралла на несколько градусов выше температуры окружающей его воды. Речь идет об одной из основных сложностей содержания рифового аквариума – расходах. При определенных обстоятельствах правильный выбор осветительного обрудования помогает уменьшить, или даже исключить, расходы на покупку и обслуживание прибора для охлаждения воды. 

Так уж сложилось, что в своих попытках создать, с нашей точки зрения, «естественные» и «подходящие» условия для симбиотичных беспозвоночных, именно использование мощных ламп может нарушить границы термальной толерантности кораллов и обречь этих животных на существование в «горячей точке» осветительного прибора. В некоторых случаях решение проблемы кроется не в приборе для охлаждения воды, а в эффективной осветительной системе, позволяющей использовать менее мощные лампы. 

Кроме того, должно быть очевидно, что «хорошее» течение способно улучшать ситуацию с нагреванием кораллов. Однако, это палка о двух концах, поскольку находящиеся в воде насосы могут передавать воде дополнительное тепло, тем самым нагревая ее. Кроме того, вполне возможно, что низкая скорость течения может привести к еще более высокой температуре, чем показатели, приведенные в тексте. Однако, данная статья не нацелена на изучение всех возможных сценариев, где температура может стать критическим фактором, или на рассмотрение дополнительных способов снижения температуры аквариума. Наша задача – доказать, что при определенных условиях, кораллы получают тепло от источников света. Кораллы, находящиеся непосредственно под мощными лампами (400 или 1000 ватт), требуют постоянного наблюдения на предмет появления признаков уменьшения пигментации. То, что мы считали обесцвечиванием, вызванным высокими показателями PAR, может в действительности оказаться результатом совместного воздействия трех факторов: света, тепла и (если лампа не защищена, как это должно быть) УФ-излучения. Хотя, вполне возможно, что температура, как единственный фактор, могла стать причиной обесцвечивания. 

Возможно, эта статья отражает общее состояние рифовой аквариумистики. Мы сейчас говорим о деталях – мы уже решили большую часть основных проблем. Но такие мелочи иногда становятся определяющими факторами того, будет коралл радовать вас или же он погибнет; и они же определяют разницу в сумме счетов за электричество. Мы можем только поздравить себя с тем прогрессом в аквариумистике, который мы наблюдаем на протяжении последних двух десятилетий. Но точно также, это лишнее доказательство того, как много нам еще предстоит узнать.

Первоисточник: www.advancedaquarist.com

Если вы увидели этот материал на другом сайте - значит, он был украден.

Просим сообщать о замеченных фактах на info@reefcentral.ru