Что входит в понятие мировой океан. Мировой океан и его ресурсы. Природные ресурсы Мирового океана

Мы привыкли называть свою планету Землей, хотя из космоса она кажется голубой. Этот цвет объясняется тем, что 3/4 поверхности планеты покрыто сплошной пеленой воды - океанами и морями - и лишь немногим более 1/4 остается на долю суши. Поверхность Мирового океана и суши качественно различна, но они не изолированы друг от друга: между ними происходит постоянный обмен веществами и энергией. Огромная роль в этом обмене принадлежит круговороту воды в природе.

Мировой океан един, хоть и сильно расчленен. Площадь его составляет 361 млн. км2. Мировой океан делится на четыре основные части: Тихий (или Великий), Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый океаны. Так как существует постоянный обмен водными массами между ними, деление Мирового океана на части во многом является условным и претерпевает исторические изменения.

Океаны в свою очередь делятся на части. В них выделяют моря, заливы, проливы.

Части океана, впадающие в сушу и отделенные от океана островами или полуостровами, а также возвышениями подводного рельефа, называются морями.

Поверхность моря называется акваторией. Часть акватории моря определенной ширины, тянущаяся полосой вдоль какого-либо государства, называется территориальными водами. Они входят в состав данного государства. Международное право не допускает расширения территориальных вод за пределы 12 морских миль (1 морская миля равна 1852 метра). Двенадцатимильную зону признали около 100 государств, в том числе и наше, а 22 страны самовольно установили более широкие территориальные воды. За пределами территориальных вод расположено открытое море, которое находится в общем пользовании всех государств.

Часть моря или океана, глубоко впадающая в сушу, но свободно сообщающаяся с ним, называется заливом. По свойствам воды, течениям, живущим в них организмам заливы обычно мало отличаются от морей и океанов.

В ряде случаев части океанов называются морями или заливами неправильно: так, заливы Персидский, Мексиканский, Гудзонов, Калифорнийский по своим гидрологическим режимам следует отнести к морям, тогда как море Бофорта (Северная Америка) должно называться заливом. В зависимости от причин возникновения, размеров, конфигурации, степени связи с основным водоемом среди заливов различают: бухты - небольшие акватории, более или менее обособленные береговыми мысами или островами и обычно удобные для устройства порта или стоянки судов;

эстуарии - воронкообразные заливы, образующиеся в устьях рек под воздействием морских течений и высоких приливов (лат. aestuanum – затопляемое устье рек). Эстуарии образуются при впадении в моря Енисея, Темзы и реки Святого Лаврентия;

фьорды (норв. fjord) - узкие и глубокие заливы с высокими и скалистыми берегами. Эти заливы иногда вдаются в сушу на 200 км, при глубине в 1 ООО метров и более. Образовались фьорды в результате затопления морем тектонических разломов и речных долин, обработанных ледником. Распространены фьорды по берегам Скандинавского полуострова, Гренландии, Аляски, Новой Зеландии. В России - на Кольском полуострове, Новой Земле, Чукотке;

лагуны (лат, lacus - озеро) - неглубокие заливы, отделенные от моря узкими песчаными косами и соединенные с ним проливом. Из-за слабой связи с морем в низких широтах лагуна имеет более высокую соленость, а в высоких и при впадении крупных рек их соленость ниже морской. С лагунами связаны многие залежи полезных ископаемых, так как при впадении крупных рек в лагуну в ней накапливаются различные осадки;

лиманы (греч. limen - гавань, бухта). Эти заливы сходны с лагунами и образуются при затоплении морем расширенных устьев равнинных рек: Образование лимана связано и с опусканием береговой полосы. Так же, как и в лагуне, вода в лимане имеет значительную соленость, но, кроме этого, содержит и лечебные грязи. Хорошо выражены эти заливы по берегам Черного и Азовского морей. Лиманы в Балтийском море и в Южном полушарии называют гафами (нем. haff - залив). Образуются гафы в результате действия вдоль береговых течений и прибоев;

губа - морской залив в устье реки. Это поморское (народное) название больших и малых заливов, в которые впадают реки. Это заливы мелководные, вода в них сильно опреснена и по цвету резко отличается от морской, дно в заливах покрывают речные отложения, вынесенные рекой. На севере России расположена Онежская губа, Двинская губа, Обская губа, Чешская губа и др.

Части Мирового океана (моря, океаны, заливы) соединяются между собой проливами.

Пролив - сравнительно широкое водное пространство, ограниченное с двух сторон берегами материков, островов или полуостровов. По ширине проливы очень различны. Пролив Дрейка, соединяющий Тихий и Атлантический океаны, около 1 ООО км шириной, а Гибралтарский пролив, соединяющий Средиземное море с Атлантическим океаном, в самом узком месте не шире 14 км.

Итак, Мировой океан как часть гидросферы состоит из океанов, морей, заливов и проливов. Все они связаны между собой.

Ресурсы Мирового океана

По мнению многих ученых-океанологов, Мировой океан представляет собой огромную кладовую различных природных ресурсов, которые вполне сравнимы с ресурсами земной суши.

Во-первых, к таким богатствам относится сама морская вода. Объем ее составляет 1370 млн. км3, или 96,5% всей гидросферы. На каждого жителя Земли приходится примерно 270 млн. м3 морской воды. Этот объем равен семи таким водохранилищам, как Можайское на Москве-реке. К тому же в морской воде содержится 75 химических элементов: поваренная соль, магний, калий, бром, уран, золото. Морская вода служит также источником получения йода.

Во-вторых, Мировой океан богат минеральными ресурсами, которые добываются с его дна. Наибольшее значение имеет нефть и газ, которые добывают с континентального шельфа. Они составляют по стоимости 90% всех ресурсов, получаемых сегодня с морского дна. Морская добыча нефти в общем объеме составляет приблизительно 1/3. Ожидается, что к 2000 году половина всей нефти, которая добывается на Земле, будет иметь морское происхождение. Значительная добыча нефти сейчас ведется в Персидском заливе, в Северном море, в Венесуэльском заливе. Большой опыт в освоении подводных нефтегазовых месторождений накоплен в Азербайджане (Каспийское море), США (Мексиканский залив и побережье Калифорнии).

Главным богатством глубоководного ложа океана являются железомарганцевые конкреции, содержащие до 30 разных металлов. Они были обнаружены на дне Мирового океана еще в 70-х годах XIX века английским научно-исследовательским судном «Челленджер». Наибольший объем железомарганцевые конкреции занимают в Тихом океане (16 млн. км). Первый опыт добычи конкреций предприняли США в районе Гавайских островов.

В-третьих, огромен потенциал энергетических ресурсов вод Мирового океана. Наибольший прогресс достигнут в области использования энергии приливов и отливов. Установлено, что лучшие возможности для создания крупных приливных станций имеются в 25 местах Земли. Большими ресурсами приливной энергии обладают следующие страны: Франция, Канада, Великобритания, Австралия, Аргентина, США, Россия. Лучшие возможности этих стран объясняются тем, что высота прилива здесь достигает 10-15 м. Россия по потенциальным запасам приливной энергии занимает одно из первых мест в мире. Особенно велики они на побережьях Белого, Баренцева и Охотского морей. Суммарная энергия их превышает энергию, вырабатываемую сегодня гидроэлектростанциями страны. В некоторых странах мира разрабатываются проекты использования энергии волн и течений.

В-четвертых, нельзя забывать и о биологических ресурсах Мирового океана: растениях (водорослях) и животных (рыбах, млекопитающих, моллюсках, ракообразных). Объем всей биомассы океана составляет 35 млрд. тонн, из нее на рыбу приходится 0,5 млрд. т. Как и на суше, в Мировом океане есть более и менее продуктивные территории. Они охватывают площади шельфа и периферийной части океана. Наиболее продуктивными в мире являются Норвежское, Берингово, Охотское, Японское моря. Океанические пространства, отличающиеся низкой продуктивностью, занимают почти 2/3 площади океана.

Более 85% биомассы, которую использует человек, составляют рыбы. Мизерная доля приходится на водоросли. Благодаря рыбе, моллюскам, ракообразным, выловленным в Мировом океане, человечество на 20% обеспечивает себя белками животного происхождения. Биомасса океана используется также для получения высококалорийной кормовой муки для животноводства.

В последние годы в мире все более широкое распространение находит разведение некоторых видов организмов на искусственно созданных морских плантациях. Эти промыслы называются марикультурой. Развитие марикультуры имеет место в Японии (устрицы-жемчужницы), Китае (устрицы-жемчужницы), США (устрицы и мидии), Франции (устрицы), Австралии (устрицы), Нидерландах (устрицы, мидии), средиземноморских странах Европы(мидии). В России, в морях Дальнего Востока, выращивают морскую капусту (ламинарию), морских гребешков.

Бурное развитие техники и технологии привело к вовлечению в хозяйственный оборот ресурсов океана, а его проблемы приобрели глобальный характер. Этих проблем достаточно много. Они связаны с загрязнением океана, снижением его биологической продуктивности, освоением минеральных и энергетических ресурсов. Использование океана особенно увеличивалось за последние годы, что резко усилило нагрузку на него. Интенсивная хозяйственная деятельность привела к растущему загрязнению вод. Особенно пагубно сказываются на экологической обстановке в Мировом океане аварии нефтеналивных судов, буровых платформ, слив загрязненной нефтью воды с судов. Особенно загрязнены окраинные моря: Северное, Балтийское, Средиземное, Персидский залив.

Загрязняются воды Мирового океана и отходами промышленности, и бытовыми отходами и мусором.

Сильное загрязнение Мирового океана снизило биологическую продуктивность океана. Например, Азовское море сильно загрязнено удобрениями с полей. В результате рыбопродуктивность этого водоема заметно снизилась. В Балтийском море сильные загрязнения уничтожили всякую биологическую жизнь на 1/4 его акватории.

Проблема Мирового океана - это проблема будущего всей цивилизации, так как от того, насколько разумно человечество их разрешит, зависит и его будущее. Решение этих проблем требует согласованных международных мер по координации использования океана. В последние годы принят ряд международных соглашений, ограничивающих загрязнение вод океана. Однако экономические проблемы его настолько остры, что необходимо переходить к более кардинальным мерам, так как гибель Мирового океана неминуемо приведет к гибели всей планеты.

Рельеф дна Мирового океана

Прежние представления о дне Мирового океана как о единой равнинной области объяснялись недостаточностью фактических данных о подводной части нашей планеты. В результате длительного исследования Мирового океана накопились сведения, позволившие утверждать, что дно океана устроено не менее сложно, чем материк. Так же, как и на суше, на рельеф океанического дна большое влияние оказали экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние) процессы. Внутренние вызывают вертикальные и горизонтальные перемещения участков земной коры, землетрясения и извержения вулканов. Они создают, как и на суше, крупные формы рельефа.

К внешним процессам, формирующим дно океана, относится осадкообразование, то есть оседание и накопление продуктов разрушения горных пород. Распределение и перемещение их происходит под влиянием океанических течений в Мировом океане.

В настоящее время в рельефе дна океана выделяют следующие части:
Шельф, или материковая отмель.

Это прилегающая к берегу плоская или немного наклонная подводная часть. Шельф оканчивается перегибом дна - бровкой. Глубина шельфа не превышает 200 метров, а ширина может быть различной: в морях Северного Ледовитого океана, у северного побережья Австралии, в Беринговом, Желтом, Восточно-Китайском и Южно-Китайском морях он наиболее широкий, а у западных берегов Северной и Южной Америки тянется узкой полосой вдоль берега. Шельф занимает около 9% площади Мирового океана. Это самая продуктивная его часть, так как именно здесь добывается 90% морепродуктов и многие полезные ископаемые, в первую очередь нефть и природный газ. В 1982 году конвенция ООН установила 200-мильную экономическую зону и юридическую внешнюю границу шельфа, до которой распространяются права прибрежного государства.

Материковый склон.

Эта часть океанического дна лежит ниже границы шельфа (от бровки) до глубин в 2000 метров. Она имеет крутые склоны в 15-20°, а иногда и до 40°. Материковый склон сильно расчленен ступенями и боковыми ложбинами. На нем встречаются котловины и возвышенности. Под действием силы тяжести по материковому склону перемещаются большие массы разрушенных горных пород, нередко даже в виде огромных оползней, и откладываются на океаническом дне. Материковый склон занимает 12% площади Мирового океана. Продуктивность его значительно ниже, чем у шельфа. Растительный мир беден из-за недостатка света. Животные ведут придонный образ жизни. Материковый склон переходит в ложе океана.

Ложе Мирового океана.

Оно располагается на глубине от 2500 до 6000 метров и занимает 3/4 площади Мирового океана. Продуктивность этого участка самая низкая, так как климатические особенности, сильная соленость (до 35%о) не позволяют развиваться здесь богатому животному и растительному миру.

Ложе океана имеет сложный рельеф. Наиболее интересной его формой являются срединно-океанические хребты, открытие которых произошло в пятидесятые годы XX века. Это крупнейшие формы рельефа дна Мирового океана, образующие единую систему горных сооружений, протяженностью более 60000 км. Они представляют собой валообразные поднятия океанической земной коры. Относительная высота их 3-4 км, ширина до 2000 км. Вдоль оси поднятия обычно проходит разлом, представляющий собой ущелье. Оно делит поднятие на две части, склоны которого круто обрываются к ущелью и полого в сторону ложа океана. На дне ущелья обнаруживаются излияния базальтовой магмы, горячие источники, а на склонах хребтов располагаются вулканы. Хребты сложены магматическими горными породами, почти не прикрытыми осадочными. Срединно-океанические хребты разбиты поперечными разломами, с которыми связана вулканическая деятельность и землетрясения, так как здесь проходят границы литосферных плит. Там, где вершины океанических хребтов выходят на поверхность, образуются острова (например, Исландия). Есть в океане и отдельные горные хребты (хребет М.В.Ломоносова в Северном Ледовитом океане).

Между подводными хребтами простираются обширные глубоководные котловины (более 4000 метров). Рельеф их дна выровнен морскими отложениями. В основном поверхность котловин мелкохолмистая. Над дном котловин поднимаются высокие конусы вулканов. Действующие извергают лаву, которая разносится водными потоками и оседает на дно. Вершины потухших вулканов выровнены, они имеют плоскую форму. Выравнивание вершин этих вулканов происходит с помощью океанических течений. Поднимаясь над водой, вершины вулканов образуют острова (например, Гавайские).

Дно океанов покрыто морскими осадками. По происхождению они бывают материковыми и океаническими.

Материковые осадки образовались путем смытия их с суши. Они покрывают главным образом шельф океана, и местами их толщина достигает 4000 м. У самого берега здесь часто отлагается галька, песок, оседают самые мелкие частицы, образующие глину. Материковые осадки покрывают примерно 1/4 всей поверхности морского дна.

Океанические осадки, порожденные самим океаном, покрывают 3/4 поверхности морского дна, но толщина их не превышает 200 м. Это прежде всего остатки обитателей океана. Здесь же оседает и вулканический пепел, который при извержении вулканов разносится иногда на тысячи километров вокруг. Все это образует тончайший ил. Он накапливается на дне океана очень медленно, примерно 1 см за 2000 лет. Чем ближе к берегам, чем накопление осадков идет быстрее: в центральной части Черного моря слой в 1 см накапливается за 25-40 лет, а у берегов - за 5-6 лет.

Соленость вод Мирового океана

Главным признаком, отличающим воды Мирового океана от вод суши, является их высокая соленость. Количество граммов веществ, растворенных в 1 литре воды, называют соленостью.

Морская вода - это раствор 44 химических элементов, но первостепенную роль в ней играют соли. Поваренная соль придает воде соленый вкус, а магниевая - горький. Соленость выражается в промилле (%о). Это тысячная доля числа. В литре океанической воды растворено в среднем 35 граммов различных веществ, значит, соленость будет 35%о.

Количество солей, растворенных в Мировом океане, будет примерно 49,2 10 тонн. Для того чтобы наглядно представить себе, насколько велика эта масса, можно привести следующее сравнение. Если всю морскую соль в сухом виде распределить по поверхности всей суши, то та окажется покрытой слоем толщиной в 150 м.

Соленость вод океана не везде одинакова. На величину солености влияют следующие процессы:

испарение воды. При этом процессе соли с водой не испаряются;

льдообразование;

выпадение атмосферных осадков, понижающих соленость;

сток речных вод. Соленость вод океана у материков значительно меньше, чем в центре океана, так как воды рек опресняют ее;

таяние льдов.

Такие процессы, как испарение и льдообразование, способствуют повышению солености, а выпадение осадков, сток речных вод, таяние льдов понижают ее. Главную роль в изменении солености играют испарение и выпадение атмосферных осадков. Поэтому соленость поверхностных слоев океана, так же как и температура, зависит от климатических условий, связанных с широтой.

Соленость Красного моря - 42%о. Это объясняется тем, что в это море не впадает ни одной реки, атмосферных осадков здесь выпадает очень мало (тропики), испарение воды от сильного нагрева солнцем очень большое. Вода испаряется из моря, а соль остается. Соленость Балтийского моря не выше 1%о. Это объясняется тем, что это море находится в климатическом поясе, где меньше испарение, но выпадает больше осадков. Однако общая картина может нарушаться течениями. Это особенно хорошо заметно на примере Гольфстрима - одного из самых мощных течений в океане, ветви которого, проникая далеко в Северный Ледовитый океан (соленость 10-11%о), несут воды с соленостью до 35%0. Обратное явление наблюдается у берегов Северной Америки, где под воздействием холодного арктического течения, например Лабрадорского, понижается соленость воды у берегов.

Соленость глубинной части океана в целом практически постоянна. Здесь отдельные слои воды с различной соленостью могут чередоваться по глубине в зависимости от их плотности.

Воды, соленость которых не превышает 1%о, называются пресными.

Температура вод Мирового океана

Океан получает от Солнца много тепла. Занимая большую площадь, он получает тепла больше, чем суша.

Но солнечные лучи нагревают только верхний слой воды толщиной всего несколько метров. Вниз от этого слоя тепло передается в результате постоянного перемешивания воды. Но необходимо заметить, что температура воды с глубиной понижается, сначала скачкообразно, а затем плавно. На глубине вода почти однородна по температуре, так как глубины океанов в основном заполнены водами одного и того же происхождения, формирующимися в полярных областях Земли. На глубине более 3-4 тысяч метров температура обычно колеблется от +2°С до 0°С.

Температура поверхностных вод также неодинакова и распределяется в зависимости от географической широты. Чем дальше от экватора, тем ниже температура. Это связано с различным количеством тепла, которое поступает от Солнца. Из-за шарообразности нашей планеты угол падения солнечного луча на экваторе больше, чем у полюсов, поэтому и тепла экваториальные широты получают больше, чем полярные. На экваторе наблюдаются наиболее высокие температуры вод океана - +28-29°С. К северу и югу от него температура воды понижается. Из-за близости холодной Антарктиды скорость понижения температур к югу несколько быстрее, чем к северу.

На температуру морской воды влияет и климат окружающих территорий. Особенно высока она в морях, окруженных жаркими пустынями, например в Красном море - до 34°С, в Персидском заливе - до 35,6°С. В умеренных широтах температура изменяется в зависимости от времени суток.

Кроме географической широты и климата окружающих территорий, на температуру океанических вод влияют и течения. Теплые течения уносят теплые воды от экватора в умеренные широты, а холодные несут от полярных областей холодную воду. Подобное перемещение вод способствует более равномерному распределению температур в водных массах.

Самая высокая средняя температура у поверхности воды в Тихом океане равна 19,4°С. Второе место (17,3°С) занимает Индийский океан. На третьем месте - Атлантический океан, имеющий среднюю температуру около 16,5°С. Наиболее низкая температура воды в Северном Ледовитом океане - в среднем чуть выше 1°С. Следовательно, для всего Мирового океана средняя температура поверхностных вод составляет около 17,5°С.

Итак, океан поглощает тепла на 25-50% больше, чем суша, и в этом его огромная роль для живых существ всей планеты. Солнце все лето нагревает его воду, а зимой эта прогретая вода постепенно отдает тепло атмосфере. Таким образом, Мировой океан - что-то вроде «котла центрального отопления» Земли. Без него на Земле наступят такие жестокие морозы, что погибнет все живое. Было подсчитано, что если бы океаны не сохраняли так бережно свое тепло, то средняя температура на Земле была бы равна -21°С, а это на целых 36 С ниже той, которую мы имеем на самом деле.

Ветровые волны в мировом океане

Волнение моря представляет собой колебание водной поверхности вверх и вниз от среднего уровня. Однако в горизонтальном направлении водные массы при волнении не перемещаются. В этом можно убедиться, наблюдая за поведением поплавка, качающегося на волнах.

Волны характеризуются следующими элементами: наиболее низкая часть волны называется подошвой, а самая высокая - гребнем. Крутизной склонов называется угол между ее склоном и горизонтальной плоскостью. Расстояние по вертикали между подошвой и гребнем есть высота волны. Она может достигать 14-25 метров. Расстояние между двумя подошвами или двумя гребнями называется длиной волны. Наибольшая длина около 250 м, крайне редко встречаются волны до 500 м. Быстрота продвижения волн характеризуется их скоростью, т.е. расстоянием, пробегаемым гребнем обычно за секунду.

Главной причиной волнообразования является ветер. При малых его скоростях возникает рябь - система мелких равномерных волн. Они появляются с каждым порывом ветра и мгновенно затухают. При очень сильном ветре, переходящем в шторм, волны могут деформироваться, при этом подветренный склон оказывается круче наветренного, а при очень сильных ветрах гребни волны срываются и образуют белую пену - «барашки». Когда шторм кончается, по морю еще долго ходят высокие волны, но уже без острых гребней. Длинные и пологие волны после прекращения ветра называются зыбью. Крупную зыбь с малой крутизной и длиной волны до 300-400 метров при полном отсутствии ветра называют ветровой зыбью.

Преобразование волн происходит также при приближении их к берегу. При подходе к пологому берегу нижняя часть набегающей волны тормозится о грунт; длина уменьшается, а высота увеличивается. Верхняя часть волны движется быстрее нижней. Волна опрокидывается, и гребень ее, падая, рассыпается на мелкие, насыщенные воздухом, пенистые брызги. Волны, разрушаясь у берега, образуют прибой. Он всегда параллелен берегу. Вода, выплеснутая волной на берег, по пляжу медленно стекает обратно.

Когда волна подходит к обрывистому берегу, она со всей силой ударяется о скалы. В этом случае волна взбрасывается вверх в виде красивого, пенистого вала, достигающего высоты 30-60 метров. В зависимости от формы скал и направления волн вал разбивается на части. Сила удара волн доходит до 30 тонн на 1 м2. Но необходимо отметить, что главную роль играют не механические удары масс воды о скалы, а образующиеся воздушные пузырьки и перепады гидравлического давления, которые в основном и разрушают горные породы, слагающие скалы (см. Абразия).

Волны активно разрушают прибрежную сушу, окатывают и истирают обломочный материал, а затем распределяют его по подводному склону. У приглубья берегов сила удара волн очень велика. Иногда на некотором расстоянии от берега находится мель в виде подводной косы. В этом случае опрокидывание волн происходит на отмели, и образуется бурун.

Форма волны все время меняется, производя впечатление бегущей. Это происходит вследствие того, что каждая водная частица равномерным движением описывает круги около уровня равновесия. Все эти частицы движутся в одну сторону. В каждый момент частицы находятся в разных точках круга; это и есть система волн.

Наибольшие ветровые волны наблюдались в Южном полушарии, где океан наиболее обширен и где западные ветры наиболее постоянны и сильны. Здесь волны достигают 25 метров в высоту и 400 метров в длину. Скорость передвижения их около 20 м/с. В морях волны меньше - даже в большом Средиземном море они достигают только 5 м.

Для оценки степени волнения моря применяется 9-балльная шкала. Ее можно использовать при изучении любого водоема.

Гидросфера

Гидросфера – водная оболочка Земли. Она включает в себя всю химически не связанную воду, независимо от агрегатного состояния. Большую часть гидросферы составляют воды Мирового океана (96,6 %), 1,7 % - это подземные воды, примерно столько же приходится на ледники и постоянные снега и менее 0,01 % - поверхностные воды суши (реки, озера, болота). Незначительное количество воды содержится в атмосфере и входит в состав всего живого. Гидросфера едина. Её единство в общности происхождения всех природных вод из мантии Земли, в единстве их развития, в пространственной непрерывности, во взаимосвязи всех природных вод в системе Мирового круговорота воды в природе.

Мировой круговорот воды процесс непрерывного перемещения воды под воздействием солнечной энергии и силы тяжести, охватывающий гидросферу, атмосферу, литосферу и живые организмы. Круговорот воды слагается из испарения с поверхности Мирового океана, переноса водяного пара воздушными потоками, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков, их просачивания и поверхностного и подземного стока суши в Океан. В процессе Мирового круговорота воды в природе происходит постепенное её обновление во всех частях гидросферы. Этот процесс требует различных промежутков времени: подземные воды обновляются за сотни, тысячи и миллионы лет, полярные ледники - за 8 - 15 тыс. лет, Мировой океан за 2,5 - 3 тыс. лет, замкнутые, бессточные озера - 200 - 300 лет, проточные за несколько лет, а реки за 12 - 14 суток.

Главная часть гидросферы. Это непрерывная водная оболочка, окружающая сушу. Термин «Мировой океан» ввел в науку известный ученый-географ Ю. М. Шокальский (1856-1940).

Таблица 8

Донные отложения. Дно океанов и морей покрыто морскими осадками. По происхождению эти осадки бывают двух видов: материковые, т. е. смытые с суши (песок, глина, галька), и океанические, которые образуются в результате отмирания морских организмов. Океанические осадки накапливаются на дне в виде ила. Накопление происходит очень медленно.

Температура вод океана. Температура воды у поверхности океана распределяется зонально (см. карту в атласе). С глубиной она падает и глубже 1000 м становится равной +2...+3°С. На дне глубоководных впадин температура воды около 0°.

Соленость вод океана. В лито- и гидросфере содержится огромное количество легкорастворимых солей. Высвобождаясь при выветривании горных пород, они с током поверхностных и подземных вод выносятся в Мировой океан, бессточные внутриконтинентальные депрессии и вновь накапливаются в осадочных породах. В Мировой океан ежегодно с континентов поступает 2735 млн т солей, т.е. ежегодно с 1 км 2 суши удаляется в среднем 264т солей. Именно поэтому во всех морях и океанах, а также бессточных озерах вода имеет
горьковато-соленый вкус. В среднем в каждом литре морской воды содержится 35 г соли. Вода внутренних морей отличается по солености и температуре от воды океанов: в морях жаркого пояса повышенные температура и соленость, а в морях умеренного пояса, принимающих в себя большой сток пресных речных вод, соленость значительно ниже. Единица солености морской воды - промилле (от лат. promille - на тысячу) показывает, сколько весовых частей солей приходится на 1000 весовых частей воды и обозначается - %о. В данном случае средняя соленость морской воды 35 %о (промилле).

Лед в Мировом океане . Температура замерзания у соленой океанической воды на 1-2 °С ниже, чем у пресной. Воды Мирового океана покрываются льдом только в полярных районах. Океанический лед может быть неподвижным (связанным с сушей) или подвижным (дрейфующие льды в Северном Ледовитом океане). Кроме того, встречаются льды, отколовшиеся от ледникового покрова суши. Такими «поставщиками» льда являются полярные острова и ледяной материк Антарктида. Айсберги (от голландского ice - лед, berg - гора) Антарктиды достигают иногда 100 км в длину. Обычно основная часть айсберга находится под водой, над поверхностью он возвышается на 70-100 м. Течения перемещают айсберги по океанам, где они постепенно тают.

Движение воды в океане.

Волны на поверхности океанов образуются под действием ветра. Его порывы как бы вдавливают поверхность океана, образуя волны в среднем высотой 4-6 м.

Морские течения . Вода в Мировом океане перемещается. Горизонтальные перемещения масс воды в виде огромных потоков, движущихся по определенным постоянным путям (своего рода реки в океане), называются морскими течениями. Они образуются главным образом под влиянием постоянных ветров. Эти ветры заставляют воду перемещаться в определенном направлении. Одно из самых больших теплых океанских течений на Земном шаре начинается у берегов Центральной Африки в Атлантическом океане и называется Гольфстрим. Здесь по обе стороны от экватора дуют постоянные ветры от Африки к Америке. Есть в океане и холодные течения, как, например, течение Западных Ветров, совпадающее по направлению с постоянными западными ветрами (см. карту атласа). На картах направления теплых океанских течений обозначаются красными стрелками, а холодных течений - синими или черными. Океанские течения перераспределяют поглощенное солнечное тепло в горизонтальном направлении и влияют на климат прибрежных районов суши.

Так, холодное Бенгельское течение понижает температуру воздуха в прибрежной части Западной Африки. Кроме того, оно не благоприятствует выпадению дождей, так как охлаждает нижние слои воздуха в прибрежной части, а холодный воздух, как известно, становится тяжелее, плотнее, не может подниматься, образовывать облака и давать осадки. Теплые же течения (Мозам- бикское, течение мыса Игольного), наоборот, повышают температуру воздуха на восточном побережье материка, способствуют насыщению воздуха влагой и образованию осадков (см. карту атласа).

Теплое Восточно-Австралийское течение, омывая берега Австралии, обусловливает обилие осадков на восточных склонах Большого Водораздельного хребта.

Холодное Перуанское течение, проходя вдоль западного побережья Южной Америки, сильно охлаждает воздух прибрежных территорий и не способствует выпадению осадков. Поэтому здесь находится пустыня Атакама, где дожди - редкое явление.

Большое влияние на климат как Европы, так и Северной Америки оказывает теплое течение Гольфстрим (Северо-Атлантическое). Достаточно привести такое сравнение: Скандинавский полуостров лежит примерно на тех же широтах, что и остров Гренландия. Однако последний круглый год покрыт толстым слоем снега и льда, в то время как в южной части Скандинавского полуострова, омываемого Северо-Атлантическим течением, растут леса.

Приливы и отливы в Мировом океане возникают под действием гравитационных сил Луны и Солнца. Это периодические колебания уровня воды у побережий и в открытом море. Приливообразующая сила Луны почти в 2 раза больше приливообразующей силы Солнца. В открытом море величина прилива не более 1 м, в узких заливах - до 18 м. Частота приливов и отливов может быть полусуточная, суточная или смешанная.

Островом называется небольшая, по сравнению с материком, часть суши, со всех сторон окруженная водой. Самый крупный на Земном шаре остров Гренландия находится в Арктике. Он принадлежит Дании.

По происхождению острова разделяются на две большие группы: материковые и самостоятельные.

Материковые острова представляют собой отделившиеся части материков. Примером таких островов могут служить острова Канадского Арктического архипелага, Гренландия, Мадагаскар, некоторые острова Океании: Новая Гвинея и Новая Зеландия; а также остров Шри-Ланка.

Самостоятельные острова, в свою очередь, делятся на вулканические и коралловые . Примерами вулканических островов могут служить многие острова Океании, а также Гавайские. А яркий пример коралловых островов - Большой Барьерный риф в Австралии. Острова располагаются как одиночно, так и группами - архипелагами. Назовем примеры архипелагов: Филиппинские острова, Курильские острова, острова Канадского Арктического архипелага.

Полуостров - это участок суши, окруженный с трех сторон водой и с одной стороны соединяющийся с массивом суши (материком или крупным островом).

Растительный и животный мир океанов и морей богат и разнообразен. В их водах обитают самые крупные животные на Земном шаре - киты, тысячи видов рыб, морских водорослей, а также планктон - мельчайшие растительные и животные организмы. Эти организмы содержат много питательных веществ и являются хорошим кормом для китов и других морских обитателей.

Минеральные богатства океана . Морскую воду можно назвать жидкой рудой, так как в ней растворены многие вещества, которые широко используются человеком: поваренная соль, магний, бром и другие. Огромные запасы нефти и газа сосредоточены в зоне шельфа.

Судоходство. Морские каналы. С каждым годом по морям и океанам перевозится все больше и больше различных грузов. Важное значение для судоходства имеют морские каналы: Суэцкий и Панамский. Первый был построен в 1869 г. и, сократив путь из Европы в Азию в 2-3 раза, сделал возможным морской путь из Средиземного моря в Индийский океан! Панамский канал был открыт для судоходства в 1914 г. и в два с половиною раза сократил путь между восточным и западным побережьем Северной Америки.

Начиная с эпохи Великих географических открытий первенство в мировом судоходстве принадлежит Атлантическому океану. В наши дни на судоходных трассах этого океана осуществляется 2/3 всех морских грузовых перевозок более чем 70 странами. В бассейне этого океана находится также 2/з всех морских портов мира, в том числе крупнейший - Роттердам.

Второе место по размерам морских перевозок принадлежит Тихому океану, третье - Индийскому. В Тихом океане наиболее мощные грузовые потоки формируются у берегов Японии, США, Австралии; в Индийском океане - в Персидском заливе.

Современные способы изучения океанов и морей . Очень важную роль в изучении океанов играют экспедиционные суда, оборудованные специальной аппаратурой, в частности, для изучения океанического дна. В Северном Ледовитом океане наблюдения за соленостью и температурой воды, направлением и скоростью течений, глубиной океана ученые ведут с дрейфующих станций.

Изучение глубин Мирового океана осуществляют с помощью разнообразных подводных аппаратов: батискафов, подводных лодок и т. п. Наблюдения за океаническими течениями, волнами и дрейфующими льдами ведутся также с помощью дистанционного зондирования.

Космическая съемка Земли показывает, что всей поверхности океана покрыта масляной нефтяной пленкой. Наибольшему загрязнению подвергается Тихий океан, в особенности у берегов Японии и США, где расположены крупные города и промышленные районы.

Признаки загрязнения вод и морских организмов промышленными отходами обнаружены даже у берегов Антарктиды. В крови пингвинов был обнаружен ядохимикат, вынесенный с полей через реки и моря в океан. Там он попал в организм рыб, которыми питаются пингвины.

Международные соглашения об охране вод океана призывают разумно использовать его богатства и охранять его неповторимую природу. В первую очередь это необходимо самим людям.

Максаковский В.П., Петрова Н.Н., Физическая и экономическая география мира. - М.:Айрис-пресс, 2010. - 368с.:ил.

Видео по географии скачать , домашнее задание, учителям и школьникам на помощь

Взглянув на физическую карту полушарий, можно заметить неравномерность распределения суши и воды на поверхности планеты. Огромные континенты рассеяны на просторах Мирового океана подобно островам. В Южном полушарии на долю суши приходится менее 20 %, в Северном — около 40 %. Что называют Мировым океаном в географии, экологии и других науках о Земле? Это самая значительная часть гидросферы — водной оболочки нашей планеты. Сколько существует океанов на Земле, какой из них самый большой по площади и самый теплый? На эти и многие другие вопросы даны ответы в предлагаемой статье.

Что называют Мировым океаном (МО)?

Вся вода на Земле образует единую оболочку, части которой связаны круговоротом молекул Н 2 О и других веществ. МО — это непрерывная часть гидросферы, на которую приходится свыше 94 % от всей площади воды на планете (океанов, морей, заливов, проливов, рек, озер и прудов). Обычно российские ученые-географы выделяют 4 основные части Мирового океана. Перечислим их в порядке убывания площади поверхности (млн. км 2): Тихий (179), Атлантический (92), Индийский (76),Северный Ледовитый (15).

Как люди узнали о существовании взаимосвязи между океанами?

Издавна человека привлекают огромные морские просторы. Уже в глубокой древности на хрупких лодках, плотах и катамаранах рыбаки отправлялись в опасные водные путешествия. История Мирового океана упоминает древние описания, предания, легенды о преодолении на плотах, весельных и парусных судах огромных расстояний. Считается, что заселение материков и островов в древности происходило благодаря умению людей преодолевать океаны и моря.

Первое известное кругосветное путешествие совершила испанская эскадра под руководством Фернана Магеллана в 1519-1522 годах. Двигаясь от Пиренейского полуострова на запад, корабли пересекли Атлантический океан, обогнули Южную Америку, вошли в неизвестные воды. Погода была безветренной, поэтому Магеллан назвал океан Тихим. В стычке с аборигенами на Филиппинских островах многие испанские моряки вместе с главой экспедиции погибли. Соратники Магеллана продолжили путешествие на запад в поисках пряностей, золота, драгоценностей для испанской короны.

Один из кораблей под руководством капитана Хуана Элькано пересек центральную часть Индийского океана, обогнул Африку с юга и вернулся в Европу. Так была доказана шарообразность Земли, установлено существование еще одной части Мирового океана. Кругосветное плавание и другие путешествия в ознаменовали начало масштабного изучения водных пространств в интересах торговли, науки, промышленности и рыболовства.

МО — основная часть гидросферы

При изучении темы «Мировой океан» (7 класс) необходимо вспомнить ранее изученный материал 6 класса («Гидросфера»). Единая водная оболочка Земли представляет собой две неравноценные по размерам части — МО и воды суши. Они связаны между собой круговоротом веществ и энергии, переносом влаги, поверхностным и подземным стоком. Что называют Мировым океаном в современной науке? Сам термин употребляется по отношению к большим водным пространствам с XVII века благодаря работам немецко-голландского исследователя Бернхарда Варениуса.

Российский ученый Ю. М. Шокальский в начале XX века ввел в научный обиход термин «Мировой океан», выделил 4 основные части МО. Это огромные по размерам океанические природные комплексы, отделенные друг от друга континентами и архипелагами (цепочками островов). Незначительные ответвления МО — заливы, проливы, моря (окраинные и внутренние).

Традиционное деление МО на части

Границы зачастую носят условный характер, так как существует единое водное пространство — Мировой океан. Карта МО дает представление о разнообразии линий раздела. Например, Тихий океан и Северный Ледовитый отделены друг от друга полуостровами (Чукотским и Аляской), связаны узким Границу между Атлантическим и Индийским океанами южнее Африки проводят по 20° в. д.

В ряде стран принято делить основной массив гидросферы на 5 или даже 7 обособленных регионов. В этих случаях добавляются Южный океан и две части Атлантического. В зависимости от страны проживания ответ на обычный для школьной программы вопрос «Что называют Мировым океаном?» отличается по количеству выделяемых в его составе частей (океанов Земли).

Наука о Мировом океане и его частях

Изучением рельеф дна, температуры, солености вод, течений и других особенностей больших водных пространств занимается океанология (раздел географии). Разные части МО отличаются по содержанию растворенных веществ, плотности, измерения которых проводятся с помощью современных приборов в десятках тысяч точек.

Определение глубин с помощью эхолокации позволило подсчитать общее количество морской воды на Земле и растворенных в ней соединений (хлоридов, сульфатов, йодидов, имеющих практическое значение). Воды Мирового океана имеют среднюю плотность 1,024 г/см 3 . Такая жидкость замерзает не при 0 °С, а при -1…-3 °С. Чем глубже, тем меньше показатели температуры зависят от географической широты.

Глубина Мирового океана

Как узнать наибольшие и наименьшие расстояния до поверхности дна? Каковы глубины, по которым отличатся Мировой океан? Карта МО содержит сведения о средней и максимальной глубине. Морские пространства обозначены различными оттенками синего цвета. Темная окраска на картах соответствует наиболее глубоким местам.

Светло-голубой цвет используется для отображения отмелей, срединно-океанических хребтов. Самым глубоким считается Тихий океан, в его северо-западной части находится глубиной свыше 11 км. У западных берегов Чили проходит Перуанский желоб (около 7 км). А средняя глубина МО составляет 3,7 км.

Рельеф дна

Продолжение поверхности континентов под водой — это материковая отмель, ее глубина местами достигает 1 км. Мировой океан по всему периметру имеет еще одну переходную зону — континентальный склон. В пределах материковой отмели выделяются различные по происхождению равнины, есть глубоко опущенные участки в Охотском, Баренцевом и Японском морях. Ложе океана охватывает центральные части дна и представляет собой разные по форме и размерам котловины, возвышенности. Глубоководные желоба возникли в районах столкновения океанических литосферных плит с материковыми.

Среди горных сооружений морского дна преобладают срединно-океанические валы и хребты, которые соединяются в единую непрерывную цепь протяженностью свыше 40 тыс. км. Кроме того, на ложе океана выделяют глыбовые и вулканические хребты, массивы и одиночные подводные вершины. Другие дна — плато и возвышенности.

Движения воды в МО

Разные причины и явления природы вызывают перемещения водных масс в Мировом океане:

На картах МО в атласах течения обозначены стрелками красной и синей окраски. Цвет передает такую особенность, как более высокая или низкая температура в течении по сравнению с окружающей средой океана. Крупнейшие теплые водотоки: Гольфстрим в северо-западной части Атлантики, Куросио близ Японских островов, Северо-Атлантическое течение. Холодные водные потоки в МО: течение Западных ветров, Перуанское, Бенгельское.

Температура вод МО

Полярные и приполярные части МО — самые холодные. Значительная площадь поверхности Северного Ледовитого океана покрыта многолетними льдами большой толщины. В Арктике и Антарктике есть ледяные поля и глыбы в воде — айсберги. Самый холодный океан — Северный Ледовитый, значительная часть которого круглый год скована льдами. По мере движения от Полярных кругов к умеренным поясам, Северному и Южному тропикам вода больше нагревается Солнцем. Самым теплым считается Тихий океан, наиболее широкий в жарком поясе освещенности.

Температура поверхностных вод изменяется быстрее. Как правило, основной поток солнечной энергии не проникает на глубину. Поэтому летом в умеренных и тропических широтах температура воды на поверхности выше, чем зимой. На больших глубинах сезонные различия почти не ощущаются. При движении от поверхности первые сотни метров заметно сильное понижение температуры. Свыше 1 тыс. метров изменения менее выраженные, а ниже 3 тыс. м температура постоянно находится в диапазоне +2°... 0 °С.

Влияние МО на климат материков

Мировой океан важен для формирования климата и погоды на суше. поверхности воды МО составляет 17,4 °С, тогда как у поверхности Земли этот показатель равен 14,4 °С. Океаны способны оказывать значительное влияние на обмен теплом и влагой между атмосферой и сушей. Вода нагревается и остывает медленнее, чем материки и острова, из-за большой удельной теплоемкости.

Течения перемещают холодные в более теплые регионы, и наоборот. Эти процессы оказывают большое воздействие на распределение давления и температур воздуха. Зимой МО является своеобразной «печкой» для обогревания континентов, а летом — «холодильником». Существующие проблемы Мирового океана — таяние льдов, повышение уровня воды — грозят изменением климатических условий и растительности на материках, стихийными бедствиями.

Соленость

В морской воде в разных количествах присутствуют почти все элементы таблицы Менделеева. Среднее содержание различных солей составляет 3,5 %. Применяется специальная единица измерения — промилле, — показывающая количество растворенных веществ в граммах в 1 л морской воды (0 / 00) . Средний показатель солености МО — 35 0 / 00 . Прослеживается связь между географическим положением, распределением поверхностных течений, испаряемостью, соленостью и другим свойствам, по которым отличается Мировой океан. Ресурсы воды МО намного превышают запасы на суше. Для извлечения полезных соединений используется выпаривание, для получения питьевой воды — специальные опреснительные установки на морских судах и в прибрежных районах многих стран.

Значительное количество солей накапливают воды океана, которые находятся между 45° с. ш. и 10° ю. ш. Содержание веществ в морской воде зависит от поверхностного стока с материка, толщины льда и его таяния. Самые соленые части МО приурочены к тропическим широтам. Это северо-западная часть Индийского океана — Красное море и Баб-эль-Мандебский пролив (41 и 42 ‰ соответственно). составляет 39 ‰.

Природные ресурсы МО

Кладовая ценных химических веществ, топлива, источник получения энергии, пресной воды, продуктов, дом для многих живых организмов — все это Мировой океан. География запасов полезных ископаемых еще недостаточно изучена на больших глубинах, а на шельфе разработка ведется много десятилетий. Большую ценность представляют следующие природные ресурсы МО:

• топливные (добыча нефти, газа, каменного угля);
• металлические и неметаллические полезные ископаемые (поваренная соль, железо, марганец, бром, кальций, золото, алмазы, янтарь, титан, олово);
• энергетические (приливы, волны, горячие источники);
• стройматериалы (песок, гравий);
• запасы воды для опреснения;
• рыбы, морские млекопитающие, ракообразные, моллюски, губки;
• растительные;
• рекреационные.

Издавна береговой зоны используются для судоходства, морского промысла, круизного и пляжного отдыха, восстановления здоровья населения. Популярные пляжи расположены на теплых песчаных побережьях Средиземного, Красного и Черного морей, Атлантического, Индийского, Тихого океанов в субтропическом и тропическом климатическом поясах.

Экологические во многом связаны с ростом добычи полезных ископаемых. При разливе нефти и нефтепродуктов на поверхности воды образуется воздухонепроницаемая пленка. Нарушается обмен кислородом и углекислым газом между атмосферой и океаном, гибнут водные животные и растения.

«Рыбные широты» Мирового океана

Океаны и моря являются районами интенсивного рыболовства, добычи кораллов и жемчуга. На долю морского промысла приходится примерно 10 % пищевого сырья. Промысловые рыбы Мирового океана — это сардины, анчоусы, сельди, тунцы, лососи, хек, мойва, скумбрия, нототения, минтай, треска, палтус, килька, камбала.

В тех широтах, где есть условия для развития планктона, наблюдается обилие рыб. Для размножения мелких организмов, взвешенных в воде, необходимо, чтобы со дна поднимались так называемые биогенные элементы (азот, кремний, фосфор, кальций и другие). Подобные условия природа создала во многих регионах МО:

• у тихоокеанского берега Южной Америки к югу от экватора;
• в районе полуострова Лабрадор, у Восточной Гренландии на севере;
• рядом с побережьями Европы и Северной Америки в Атлантическом океане, близ 40° с. ш.;
• от берегов Марокко в Западной Африке до крайней точки на юге жаркого континента;
• у берегов Бирмы в Индийском океане, в районе островов Индонезии.

Мировой океан, как самая значительная часть непрерывной играет огромную роль на планете, а его богатства используются человеком с незапамятных времен. По отдельным характеристикам части МО отличаются, но это целостный природный комплекс планетарного масштаба, который необходимо сохранить для благополучия настоящего и последующих поколений.

М. Г. Деев ,
канд. геогр. наук, старший научный сотрудник кафедры океанологии Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Земля во многих отношениях уникальная планета, но, пожалуй, самое удивительное на ней - наличие большого количества жидкой воды. Водяной пар и лед можно найти на других планетах, в астероидах и метеоритах, но жидкая вода есть только на Земле. Особенность жидкой фазы воды заключается в том, что она может существовать лишь в очень узком диапазоне температур - от 0 до 100 °С, и такие температурные условия сохраняются продолжительное время только на Земле. Именно присутствие жидкой воды сделало возможным возникновение и развитие жизни на Земле в ее современных формах. Самым большим хранилищем воды является Мировой океан, который, как показывают данные палеогеографии, никогда полностью не замерзал и не испарялся.

Приведем определение этого интересного географического объекта, данное в одной из последних работ известного океанолога академика А.С. Монина: «Мировой океан - непрерывно распределенная по поверхности Земли (на площади, охватывающей около 71%) и ограниченная снизу и с боков причудливой формой рельефа дна и береговой линией континентов толща соленой воды с массой 1377·10 6 гигатонн, имеющая среднюю глубину около 3800 метров, с многочисленными разбросанными на ее поверхности островами, и разнообразной формой жизни в ее глубинах».

После первого знакомства с океаном вполне естественно возникает желание знать, когда и как он образовался, всегда ли был таким, каким мы его знаем сегодня, и как эволюционировал на протяжении истории Земли? Вопрос тем более интересен, что историю формирования и развития материков и всей нашей планеты можно понять только в том случае, если хорошо известна история возникновения и дальнейшей эволюции Мирового океана. Следует заметить, что история океана весьма сложна, во многом еще недостаточно изучена и пока не может быть истолкована однозначно. Поэтому далее будут приведены наиболее широко распространенные, но иногда требующие дополнительных подтверждений научные представления по интересующему нас предмету.

Прежде всего, зададимся вопросом о времени появления жидкой воды, о том, как быстро это произошло после образования самой планеты. В настоящее время считается, что образование Земли началось 4,6 млрд лет назад. Согласно некоторым гипотезам, промежуточной стадией формирования планет из межзвездной пыли и газов считается образование так называемых планетезималей - твердых и крупных (до нескольких сотен километров в поперечнике) тел, последующее скопление и объединение которых становится процессом аккреции уже непосредственно планеты. По геологическим меркам, Земля сформировалась очень быстро, примерно за первые сто миллионов лет своей истории достигнув 93-95% сегодняшней массы. Наиболее вероятно, что первоначально Земля не имела атмосферы и гидросферы, а ее поверхность непрерывно изменялась в результате интенсивной метеоритной бомбардировки.

Образование планеты сопровождалось сильным гравитационным сжатием и выделением столь большого количества тепла, что первые сотни миллионов лет у поверхности Земли существовал магматический океан, или расплавленная первичная астеносфера. Так как в расплаве (магме) находились вещества разные по составу и плотности, началась гравитационная дифференциация. При этом более плотные вещества (тяжелые металлы) погружались, образуя металлическое (железное) ядро планеты, а менее плотные (силикаты) всплывали, постепенно создавая мантию и литосферу. Дифференциация сопровождалась дегазацией мантийного вещест-ва, при которой легко кипящие фракции переходили в газообразное состояние и, выходя на поверхность, формировали первичную плотную и горячую атмосферу Земли. Наиболее вероятно, что вначале атмосфера состояла из углекислого газа (СО 2), аммиака (NH 3 ), возможно также сернистого водорода (H 2 S) и хлористого водорода (HCl), но главное, в ней появился водяной пар, количество которого постепенно увеличивалось и, по некоторым оценкам, могло достигать величины порядка 10 21 кг, что составляет около 70% массы современной гидросферы Земли.

Постепенное истощение источников внутреннего тепла Земли привело к остыванию и кристаллизации магмы с последующим образованием первичной твердой земной коры. Дальнейшее остывание верхних слоев планеты и понижение температуры ниже точки кипения неизбежно вызвало конденсацию водяного пара и тем самым появление жидкой фазы воды. Можно полагать, что озера первичной гидросферы на поверхности молодой планеты неоднократно испарялись и появлялись вновь, пока не установился температурный режим, в среднем повсеместно допускавший существование жидкой воды. Когда это могло произойти?

Самые древние (из известных сегодня) горные породы найдены в Западной Австралии, их возраст оценивается в 4,2-4,0 млрд лет. Большое внимание привлекли извлеченные из них зерна минерала циркона (химическая формула ZrSiO 4 , часто радиоактивен). Изотопный анализ древнейших цирконов показал повышенное содержание тяжелого изотопа кислорода 18 О, характерное для жидкой воды. Это служит косвенным доказательством того, что эти минералы образовались в присутствии жидкой воды. В тех же западноавстралийских цирконах оказалось аномальное содержание еще некоторых изотопов, свидетельствующее о земном (не метеоритном) происхождении минералов.

Помимо косвенных получены и прямые доказательства существования жидкой воды. В горных породах возрастом 3,9-3,8 млрд лет, найденных в юго-западном районе Гренландии, обнаружены железистые кварциты водного происхождения, что позволяет предположить существование жидкой воды в этом районе на 200-300 млн лет ранее указанного времени. Таким образом, гидросфера Земли начала формироваться не позднее 4 млрд лет тому назад при постепенном остывании поверхности планеты и конденсации водяного пара первичной атмосферы. Первые, еще весьма мелководные, моря будущего Мирового океана заполняли впадины застывшего рельефа, разрастались, сливались с соседними водными бассейнами.

Полагают, что первичная земная кора, которая выплавлялась из мантии, состояла из пород, близких по своему составу к базальтам. Во всяком случае, первичная кора имела основной или ультраосновной состав, то есть была идентичной современной земной коре океанического типа. Протоконтинентальная кора начала формироваться почти в то же время, но занимала значительно меньшие площади. Ее первые острова расчленяли неглубокий первичный океан на отдельные бассейны.

Собрано большое число подтверждений существования океана в ранние геологические эпохи. Одним из первых обоснованные предположения о возрасте и эволюции Мирового океана высказал в 1901 г.австрийский геолог Эдуард Зюсс. В основе его рассуждений лежала смелая гипотеза о том, что привычное расположение материков и океанов на поверхности Земли не было незыблемым и постоянным в геологическом прошлом. По заключению Зюсса, в позднем палеозое - раннем мезозое (порядка 350 млн лет тому назад) существовал мегаконтинент Гондвана, в котором слились фрагменты Африки, Индостана, Южной Америки, Австралии и Антарктиды. Спустя четырнадцать лет немецкий геофизик Альфред Вегенер, развивая гипотезу Зюсса, предложил теорию дрейфа континентов. Он считал, что Гондвана Зюсса была частью еще более крупного суперконтинента Пангеи, окруженного сплошным кольцом океанических вод. Постепенно появлялись данные о том, что Атлантический и Индийский океаны с геологической точки зрения молоды, а Тихий океан значительно более древний. Согласно палеомагнитным данным, древние океаны шириной до 3,5 тыс. км существовали в палеозое (400-500 млн лет тому назад), а еще более широкие, до 5 тыс. км, - в раннем протерозое (1,7-2,5 млрд лет тому назад).

Реликтами земной коры океанического типа считаются офиолиты - особый комплекс интрузивных, эффузивных и осадочных пород, широкое распространение которых в том или ином районе свидетельствует о существовании древнего океана. Найдены офиолиты раннепротерозойского и даже архейского (3-4 млрд лет) возраста.

Первоначально древние океаны были мелководными, но вместе с постепенным увеличением объема жидкой воды глубины возрастали - от 150-700 мв архее до 2900 м в среднем протерозое (1,2 млрд лет). Воды Мирового океана достигли объема близкого к современному приблизительно к началу кембрийского периода, около 570 млн лет назад, а в дальнейшем пополнялись в процессе продолжавшейся дегазации мантии во время вулканиче-ских извержений (в особенности подводного вулканизма) и перераспределялись между отдельными океанами.

Итак, первые бассейны, наполненные жидкой водой, появились на Земле не позднее 4 млрд лет тому назад. С тех пор температурные условия на поверхности Земли в среднем всегда находились в пределах существования жидкой воды, иными словами, океан никогда полностью не исчезал. Это важно отметить, так как далее предстоит разрешить любопытный парадокс. Дело в том, что на дне современных океанов нигде не найдено не только осадочных пород с возрастом более 170 млн лет, но и коренные породы океанического дна оказались с геологической точки зрения удивительно «молодыми».

Несоответствие между возрастом Мирового океана, соизмеримым с возрастом Земли, и молодостью океанического дна объясняется с позиций теории новой глобальной тектоники. Согласно ее положениям, земная кора не есть единая твердая и неизменная оболочка земного шара, а представляет собой своеобразную мозаику из нескольких жестких литосферных плит площадью в десятки миллионов квадратных километров, находящихся на плаву в вязкой астеносфере и непрерывно испытывающих вполне упорядоченные горизонтальные перемещения. Объясним кажущийся временной парадокс на примере Атлантического океана.

Через центральную часть океана с севера на юг простирается срединно-океанический хребет. В осевой части хребта располагается рифтовая долина, по которой проходит граница между соседними литосферными плитами: Американской - к западу от хребта, Африканской и Евразийской - к востоку. Рифтовая долина есть зона спрединга, или раздвижения, плит. Под ней происходит поднятие расплавленного мантийного вещества, формирование из него новых участков океанической коры и их перемещение в обе стороны от хребта. Скорость раздвижения литосферных плит составляет единицы сантиметров в год. По сторонам рифтовой долины расположены самые молодые участки океанического дна. С удалением от хребта возраст донных осадков постепенно увеличивается и достигает наибольших значений в прибрежных зонах океана. Достигнув берега, океаническая часть плиты «ныряет» под нависающий край континента, происходит ее поддвиг под соседнюю плиту и погружение в мантию. Таким образом, возраст океанического дна зависит от расстояния между рифтовой зоной (осью спрединга) и областью погружения (называемой зоной субдукции), а также от скорости горизонтального перемещения плит.

Механизм, приводящий в движение литосферные плиты, объясняется следующим образом. Конвекция, возбуждаемая внутренним теплом Земли, порождает в мантии конвективные ячейки. Под зонами спрединга находятся восходящие ветви, в зонах субдукции -нисходящие, в промежутке - горизонтальные ветви конвективных ячеек. Горизонтальные размеры ячеек соответствуют расстояниям между зонами спрединга и субдукции, вертикальные составляют в современную геологическую эпоху около 400 км.

Интересно, что базальты, кристаллизующиеся из расплава в рифтовой зоне, одновременно намагничиваются в магнитном поле Земли и впоследствии сохраняют свои магнитные свойства. Это позволяет, сравнивая магнитные характеристики образца базальта с соответствующими характеристиками современного магнитного поля, определять возраст разных участков океанического дна.

Считается, что тектоника литосферных плит начала действовать не позднее 3,5-3,0 млрд лет назад, но размеры плит были меньше, а число их больше. Современные черты динамики этот механизм приобрел в начале позднего протерозоя (около одного миллиарда лет назад). Теперь можно в общих чертах проследить, как менялись очертания океанов и континентов на поверхности Земли.

Первые структуры континентов возникли около 3 млрд лет назад. На рубеже архея и протерозоя (2,5 млрд лет тому назад) горизонтальные перемещения литосферных плит привели к сближению и постепенному слиянию древних материков, что привело к формированию первого суперконтинента Пангеи, окруженного единым океаном Панталассом. Названия даны по старой научной традиции использования грече-ского языка: пан - всеобщий, гео - земля, таласс - океан. Примерно через 300-500 млн лет Пангея раздробилась на обособленные континенты, между которыми возникли океанские бассейны. В дальнейшей истории Земли подобная компактная группировка материков в единый континент возникала, существовала и разрушалась трижды, с периодичностью около 800 млн лет. Последней была палеозойско-мезозойская Пангея, существование которой первым обосновал А. Вегенер. Интересно, что компоновка каждой Пангеи была сходна с «вегенеровской». Во всяком случае, многие факты говорят о том, что в перемещении литосферных плит прослеживается определенная упорядоченность. Таким образом, сегодняшняя конфигурация материков и океанов не есть нечто застывшее навсегда. Она меняется буквально на наших глазах, только эти изменения происходят очень медленно, со скоростями в среднем 4-6 см в год.

Рис. 1. Реконструкция суперконтинента Пангея, около 200 млн лет назад (по Я. Голонке, 2000 г.)

Геологический прогноз движений литосферных плит в ближайшие примерно 50 млн лет в главных чертах выглядит следующим образом. Атлантический океан станет шире, а площадь Тихого океана сократится. Австралия продвинется на север и подойдет ближе к Евразийской плите. Азия соединится с Северной Америкой в районе Алеутских островов. Красное море раздвинется - это зародыш будущего океана, полуостров Калифорния станет островом. Океаны Земли в ходе своей эволюции проходят последовательно этапы развития от узкого моря (Красное море сегодня) до размеров современного Тихого океана. Одновременно происходят сближения и расхождения материков, изменение их числа и пространственной ориентации.

Мировой океан это, прежде всего, морская вода, привлекающая к себе пристальное внимание океанологов. Одной из важнейших характеристик вод, наполняющих Мировой океан, является соленость. В практических целях соленость принято характеризовать концентрацией раствора, которую измеряют в промилле (‰), то есть в тысячных долях, и средняя соленость морской воды составляет около 35‰.

Под соленостью понимается выраженная в граммах масса всех твердых веществ, растворенных в 1000 г морской воды, когда карбонаты превращены в окислы, бром и йод замещены эквивалентным количеством хлора, а органические вещества сожжены при 480 °С. Кратко можно сказать, что соленость морской воды есть отношение массы растворенного твердого вещества к массе раствора.

Вода является одним из лучших растворителей, поэтому на Земле невозможно найти химически чистое вещество Н 2 О, все природные воды в той или иной степени минерализованы. Воды первичного океана также представляли собой раствор солей, по концентрации близкий к современной солености, но солевой состав раствора был отличен от настоящего. Ювенильный раствор, поступавший на поверхность Земли при дегазации мантии, на первых порах, по-видимому, полностью выпаривался, но с понижением температуры ниже точки кипения воды стал растворяться в воде первых земных морей. Одновременно в раствор переходили легко растворимые вещества первичной земной коры. Кроме того, в воде первых морей растворялись газы, содержавшиеся в первичной атмосфере: HCl, HF, HBr, B(OH) 3 и некоторые другие. Поэтому первое время существования океана его воды должны были проявлять кислую реакцию из-за присутствия в растворе сильных кислот.

В дальнейшем происходило приспособление солевого состава первичного океана к изменяющимся термическим и гидрохимическим условиям на поверхности Земли. В растворе оставались те элементы, для которых не нашлось достаточного количества сильных осадителей, например такие, как хлор и бром. Их процентное содержание в растворе почти не изменилось. Содержание других элементов, прежде всего углерода, сильно уменьшилось. Это свидетельствует о том, что в океане постоянно протекают процессы, выводящие углерод из раствора. Основная реакция этого типа - перевод углекислого газа в угольную кислоту с дальнейшим переходом в нерастворимый и потому выпадающий в осадок карбонат кальция. Этот процесс происходил всегда и протекает до сих пор. Сильные кислоты в океане архейского времени вступали в реакцию с сильными основаниями, что в результате привело к постепенной нейтрализации первично кислых вод.

Рис. 2. Литосферные плиты и скорости их перемещения в мм/год (по В.Е. Хаину, 2008 г.)

Существенные изменения в солевом составе океанских вод начались с возникновением и дальнейшим развитием жизни. С появлением биосферы начала проявляться реакция фотосинтеза, в ходе которой из морской воды выводятся, прежде всего, углерод и азот. В процессе фотосинтеза создается свободный кислород, что открыло возможность формирования современной азотно-кислородной атмосферы. В результате фотосинтеза из атмосферы почти полностью был извлечен углекислый газ, что способ-ствовало стабилизации карбонатной системы, возникновению скелетных организмов, а в дальнейшем - накоплению карбонатных осадочных толщ на дне океанов.

Эти и другие природные процессы постепенно видоизменяли солевой состав океанических вод, который стал преимущественно хлоридно-сульфатным и практически идентичным со-временному. В настоящее время морская вода представляет собой равновесный природный раствор, обладающий исключительно высокой химической инертностью, сохраняющий свой состав и концентрацию солей практически неизменными на протяжении, по меньшей мере, последней геологической эпохи.

Средняя глубина которого составляет ок. 4 км, содержит 1350 млн. км3 воды. Атмосфера, окутывающая всю Землю слоем толщиной в несколько сотен километров, с гораздо большим основанием, чем Мировой океан, может рассматриваться как «оболочка». И океан и атмосфера представляют собой текучие среды, в которых существует жизнь; их свойства определяют среду обитания организмов. Циркуляционные потоки в влияют на волы в океанах, а от состава и в сильной степени зависят свойства океанических вод. В свою очередь, океан определяет основные свойства атмосферы и является источником энергии для многих протекающих в атмосфере процессов. На циркуляцию воды в океане влияют ветры, вращение Земли и барьеры суши.

Океан и климат

Температурный режим и другие климатические характеристики местности на любой широте могут существенно изменяться по направлению от побережья океана в глубь материка. По сравнению с сушей океан медленнее нагревается летом и медленнее остывает зимой, сглаживая колебания температуры на прилежащей суше.

Атмосфера получает от океана значительную часть поступающего к ней тепла и почти весь водяной пар. Пар поднимается, конденсируется, образуя , которые переносятся и поддерживают жизнь на планете, проливаясь в виде дождя или . Однако в тепло- и влагообмене участвуют только поверхностные воды; более 95% воды находится в глубинах, где ее температура остается практически неизменной.

Состав морской воды

Вода в океане соленая. Соленый вкус придают содержащиеся в ней 3,5% растворенных минеральных веществ — главным образом соединения натрия и хлора — основные ингредиенты столовой соли. Следующим по количеству является магний, за ним следует сера; присутствуют также все обычные металлы. Из неметаллических компонентов особенно важны кальций и кремний, так как именно они участвуют в строении скелетов и раковин многих морских животных. Благодаря тому что вода в океане постоянно перемешивается волнами и течениями, ее состав почти одинаков во всех океанах.

Свойства морской воды

Плотность морской воды (при температуре 20° С и солености ок. 3,5%) примерно 1,03, т.е. несколько выше, чем плотность пресной воды (1,0). Плотность воды в океане меняется с глубиной из-за давления вышележащих слоев, а также в зависимости от температуры и солености. В наиболее глубоких частях океана воды обычно солонее и холоднее. Наиболее плотные массы воды в океане могут оставаться на глубине и сохранять пониженную температуру более 1000 лет.

Поскольку морская вода имеет низкую вязкость и высокое поверхностное натяжение, она оказывает относительно слабое сопротивление движению корабля или пловца и быстро стекает с различных поверхностей. Преобладающая синяя окраска морской воды связана с рассеянием солнечных лучей взвешенными в воде мелкими частицами.

Морская вода гораздо менее прозрачна для видимого света по сравнению с воздухом, но более прозрачна по сравнению с большинством других веществ. Зарегистрировано проникновение солнечных лучей в океан до глубины 700 м. Радиоволны проникают в толщу воды лишь на небольшую глубину, зато звуковые волны могут распространяться под водой на тысячи километров. Скорость распространения звука в морской воде колеблется, составляя в среднем 1500 м в секунду.

Электропроводность морской воды примерно в 4000 раз выше, чем электропроводность пресной воды. Высокое содержание солей препятствует ее использованию для орошения и полива сельскохозяйственных культур. Для питья она также непригодна.

Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях:

Поиск по сайту.