ЗНАЧЕНИЕ МИРОВОГО ОКЕАНА
Значение Мирового океана для человека и всего живого столь велико, что тяжело оценить его по достоинству. Издавна Мировой океан являлся одним из главных источников пищи и условием жизни на Земле. Он имеет не только богатую и разнообразную флору и фауну, но и большой запас полезных ископаемых. На сегодняшний день Мировой океан является богатейшим источником ресурсов на планете. Океан используется не только для добычи биологических, минеральных ресурсов, но и служит пространством для развития судоходства, а также является лечебно-оздоровительной средой. В последнее время растут возможности освоения территории Мирового океана для отдыха и туризма. Таким образом, океан отдает человечеству все свои богатства, поэтому в данное время стоит проблема его рационального использования.
Низкая температура Мирового океана и его огромная тепловая инерция играют важнейшую палеогеографическую роль. Глубинные слои это не только долгосрочный теплорегулятор системы Земля. Изменения теплообмена глубинных масс океана с поверхностными, а также и распределение поверхностных течений могут изменятся в течении десятков лет, т.е. чрезвычайно быстро, принимая во внимание размеры Мирового океана, что может привести к столь же быстрому изменению природной обстановки.
Вода обладает огромной теплоёмкостью, что позволяет ей накапливать тепло в летнее время, спасая прилегающие территории от губительной для всего живого жары. В зимнее время океан отдает накопленное летом тепло, спасая всё живое от вымерзания. Кроме того, океан — источник влаги (атмосферных осадков).
Океаны, моря, а также пресные водоемы являются важнейшим источником продовольствия для населения Земли. Улов рыбы постоянно увеличивается (в начале века — 3 млн. т. в год, сейчас — более 80 млн.т.). Моря и океаны являются не только источниками рыбы, но и источниками получения ценного сырья и топлива. Из-под морского дна добывается нефть, уголь. Марганцевая руда, кобальт, никель и другие виды металлов находятся в воде в виде конкреций, которые могут быть собраны и извлечены на поверхность. Также многие полезные вещества растворены в морской воде. В морской воде, которая также является составляющей Мирового океана, скрыто много минеральных ресурсов и элементов, входящих в таблицу Менделеева. Из морской воды извлекают натрий, хлор, бром и магний.
В связи с растущим мировым населением требуется большее количество энергии, что и послужило толчком для использования Мирового океана в качестве источника электроэнергии.
Помимо извлечения из вод различных ресурсов, Мировой океан осуществляет еще и транспортную функцию, являясь одним из главных ее звеньев. За последние годы происходит очевидное развитие мировой экономики и морских перевозок. Здесь важно отметить, что объем мировых морских перевозок достиг рекордного уровня 6,76 млрд. тонн. Общий дедвейт мирового флота составил 895,8 млн. тонн. По Мировому океану осуществляются не только «грузовые», но и пассажирские перевозки.
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.
www.ronl.ru
15
Мировой океан
РЕФЕРАТ ПО ГЕОГРАФИИ
ученицы 11 класса «А» Пичугиной Марии школы № 1276
Москва 1998
План
Введение
Ресурсы Мирового океана
Проблемы Мирового океана
Охрана морей и океанов
Исследования Мирового океана
Заключение
ВВЕДЕНИЕ
Нашу планету вполне можно было бы назвать Океанией, так как площадь, занимаемая водой, в 2,5 раза превышает территорию суши. Океанические воды покрывают почти 3/4 поверхности земного шара слоем толщиной около 4000 м, составляя 97 % гидросферы, тогда как воды суши содержат всего лишь 1 %, а в ледниках сковано только 2 %. Мировой океан, являясь совокупностью всех морей и океанов Земли, оказывает огромное влияние на жизнедеятельность планеты. Огромная масса вод океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Из него поступает более половины кислорода, и он же регулирует содержание углекислоты в атмосфере, так как способен поглощать ее избыток. На дне Мирового океана происходит накопление и преобразование огромной массы минеральных и органических веществ, поэтому геологические и геохимические процессы, протекающие в океанах и морях, оказывают очень сильное влияние на всю земную кору. Именно Океан стал колыбелью жизни на Земле; сейчас в нём обитает около четырёх пятых всех живых существ планеты.
РЕСУРСЫ МИРОВОГО ОКЕАНА
В наше время, «эпоху глобальных проблем», Мировой океан играет всё большую роль в жизни человечества. Являясь огромной кладовой минеральных, энергетических, растительных и животных богатств, которые - при рациональном их потреблении и искусственном воспроизводстве - могут считаться практически неисчерпаемыми, Океан способен решить одни из самых остро стоящих задач: необходимость обеспечения быстро растущего населения продуктами питания и сырьём для развивающейся промышленности, опасность энергетического кризиса, недостаток пресной воды.
Основной ресурс Мирового океана - морская вода. Она содержит 75 химических элементов, среди которых такие важные, как уран, калий, бром, магний. И хотя основной продукт морской воды всё ещё поваренная соль - 33 % от мировой добычи, но уже добываются магний и бром, давно запатентованы методы получения целого ряда металлов, среди них и необходимые промышленности медь и серебро, запасы которых неуклонно истощаются, когда как в океанских водах их содержится до полмиллиарда тонн. В связи с развитием ядерной энергетики существуют неплохие перспективы для добычи урана и дейтерия из вод Мирового океана, тем более что запасы урановых руд на земле уменьшаются, а в Океане его 10 миллиардов тонн, дейтерий вообще практически неисчерпаем - на каждые 5000 атомов обычного водорода приходится один атом тяжелого. Помимо выделения химических элементов морская вода может быть использована для получения необходимой человеку пресной воды. Сейчас имеется в наличии много промышленных методов опреснения: применяются химические реакции, при которых примеси удаляются из воды; солёную воду пропускают через специальные фильтры; наконец, производится обычное кипячение. Но опреснение не единственная возможность получения пригодной для питья воды. Существуют донные источники, которые всё чаще обнаруживаются на континентальном шельфе, то есть в областях материковой отмели, прилегающей к берегам суши и имеющее одинаковое с ней геологическое строение. Один из таких источников, расположенный у берегов Франции - в Нормандии, дает такое количество воды, что его называют подземной рекой.
Минеральные ресурсы Мирового океана представлены не только морской водой, но и тем, что «под водой». Недра океана, его дно богаты залежами полезных ископаемых. На континентальном шельфе находятся прибрежные россыпные месторождения - золото, платина; встречаются и драгоценные камни - рубины, алмазы, сапфиры, изумруды. Например, вблизи Намибии идут подводные разработки алмазного гравия уже с 1962 года. На шельфе и частично материковом склоне Океана расположены большие месторождения фосфоритов, которые можно использовать в качестве удобрений, причём запасов хватит на ближайшие несколько сот лет. Самый же интересный вид минерального сырья Мирового океана - это знаменитые железомарганцевые конкреции, которыми покрыты громадные по площади подводные равнины. Конкреции представляют собой своеобразный «коктейль» из металлов: туда входят медь, кобальт, никель, титан, ванадий, но, конечно же, больше всего железа и марганца. Места их расположения общеизвестны, но результаты промышленной разработки пока ещё очень скромны. Зато полным ходом идёт разведка и добыча океанской нефти и газа на прибрежном шельфе, доля морской добычи приближается к 1/3 мировой добычи этих энергоносителей. В особо крупных размерах идёт разработка месторождений в Персидском, Венесуэльском, Мексиканском заливе, в Северном море; нефтяные платформы протянулись у берегов Калифорнии, Индонезии, в Средиземном и Каспийском морях. Мексиканский залив к тому же знаменит открытым во время разведки нефти месторождением серы, которая вытапливается со дна с помощью перегретой воды. Другой, пока ещё нетронутой кладовой океана являются глубинные расщелины, где образуется новое дно. Так, например, горячие (более 60 градусов) и тяжелые рассолы Красноморской впадины содержат огромные запасы серебра, олова, меди, железа и других металлов. Всё более и более важное значение принимает добыча материалов на мелководье. Вокруг Японии, к примеру, отсасывают по трубам подводные железосодержащие пески, страна добывает из морских шахт около 20 % угля - над залежами породы сооружают искусственный остров и бурят ствол, вскрывающий угольные пласты.
Многие природные процессы, происходящие в Мировом океане, - движение, температурный режим вод - являются неистощимыми энергетическими ресурсами. Например, суммарная мощность приливной энергии Океана оценивается от 1 до 6 миллиардов кВтч. Это свойство приливов и отливов использовалось во Франции аж в средние века: в XII веке строились мельницы, колёса которых приводились в движение приливной волной. В наши дни во Франции существуют современные электростанции, использующие тот же принцип работы: вращение турбин при приливе происходит в одну сторону, а при отливе - в другую.
Главное богатство Мирового океана - это его биологические ресурсы (рыба, зоо- и фитопланктон и другие). Биомасса Океана насчитывает 150 тыс. видов животных и 10 тыс. водорослей, а её общий объём оценивается в 35 миллиардов тонн, чего вполне может хватить, чтобы прокормить 30 миллиардов! человек. Вылавливая ежегодно 85-90 миллионов тонн рыбы, на неё приходится 85 % от используемой морской продукции, моллюсков, водорослей, человечество обеспечивает около 20% своих потребностей в белках животного происхождения. Живой мир Океана - это огромные пищевые ресурсы, которые могут быть неистощимыми при правильном и бережном их использовании. Максимальный вылов рыбы не должен превышать 150-180 миллионов тонн в год: превзойти этот предел очень опасно, так как произойдут невосполнимые потери. Многие сорта рыб, китов, ластоногих вследствие неумеренной охоты почти исчезли из океанских вод, и неизвестно, восстановится ли когда-нибудь их поголовье. Но население Земли растёт бурными темпами, всё больше нуждаясь в морской продукции. Существует несколько путей поднятия её продуктивности. Первый - изымать из океана не только рыбу, но и зоопланктон, часть которого - антарктический криль - уже пошла в пищу. Можно без всякого ущерба для Океана вылавливать его в гораздо больших количествах, чем вся добываемая в настоящее время рыба. Второй путь - использование биологических ресурсов открытого Океана. Биологическая продуктивность Океана особенно велика в области подъёма глубинных вод. Один из таких апвеллингов 1, расположенный у побережья Перу, даёт 15 % мировой добычи рыбы, хотя площадь его составляет не более двух сотых процента от всей поверхности Мирового океана. Наконец, третий путь - культурное разведение живых организмов, в основном в прибрежных зонах. Все эти три способа успешно опробованы во многих странах мира, но локально, поэтому продолжается губительный по своим объёмам вылов рыбы. В конце ХХ века наиболее продуктивными акваториями считаются Норвежское, Берингово, Охотское, Японское моря.
Океан, будучи кладовой разнообразнейших ресурсов, также является бесплатной и удобной дорогой, которая связывает удаленные друг от друга континенты и острова. Морской транспорт обеспечивает почти 80% перевозок между странами, служа развивающемуся мировому производству и обмену.
Мировой океан может служить переработчиком отходов. Благодаря химическому и физическому воздействию своих вод и биологическому влиянию живых организмов, он рассеивает и очищает основную часть поступающих в него отходов, сохраняя относительное равновесие экосистем Земли. В течение 3000 лет в результате круговорота воды в природе вся вода Мирового океана обновляется.
ПРОБЛЕМЫ МИРОВОГО ОКЕАНА
Человек - дитя Природы, вся его жизнь проходит по её законам и правилам, но при этом нельзя не отметить всё увеличивающееся негативное воздействие хозяйственной деятельности на окружающую среду. Изменения происходят во всё возрастающих масштабах в результате вырубки лесов, распашки обширных площадей, гидротехнических мероприятий, влияющих на речной сток и режим грунтовых вод, забора большого количества речных, подземных и озерных вод, и в особенности их загрязнения. Соответственно с этим меняется жидкий, газообразный и твёрдый сток в моря и океаны. Морские воды загрязняются в результате захоронения различных отходов, выброса мусора и нечистот с кораблей, к сожалению, частых аварий. В Тихий океан ежегодно сбрасывается около 9 млн. т отходов, в воды Атлантики - свыше 30 млн. т. Океаны и моря загрязняются такими вредными для них веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды, радиоизотопы. В марте 1995 года в Калифорнийском заливе было обнаружены трупы 324 дельфинов и 8 китов. По мнению специалистов главной причиной трагедии стало воздействие именно этих веществ. Газообразные токсические вещества, как окись углерода, двуокись серы, поступают в морскую воду из атмосферы. По подсчетам Калифорнийского технологического института, в Мировой океан с дождями ежегодно осаждается 50 тыс. т свинца, попадающего в воздух с выхлопными газами автомобилей. В городах близ береговой линии в морской воде нередко обнаруживается патогенная микрофлора. Степень загрязненности постоянно растет. Способности воды к самоочищению порой оказывается недостаточной, чтобы справиться с постоянно увеличивающимся количеством сбрасываемых отходов. Под влиянием течений загрязнения перемешиваются и очень быстро распространяются, оказывая вредное воздействие на зоны, богатые животными и растительностью, нанося серьезный ущерб состоянию морских экосистем. Человечество губит само себя.
К числу наиболее вредных химических загрязнений относятся нефть и нефтепродукты. Ежегодно в океан попадает более 10 млн. т нефти. Загрязняют поверхность танкеры, утечка сырья при бурении.
В период между 1973-84 гг. в США Институтом охраны окружающей среды и энергетики отмечено 12000 случаев загрязнения вод нефтью. Нанесенный ущерб огромен. Например, последствия в связи с гибелью в 1995 году теплохода «Дота» у Керченского пролива в Азовском море оцениваются в 7 млн. долларов.
Обеспокоенность общественности нефтяным загрязнением обусловлено неуклонным ростом экономических потерь в рыболовстве, туризме и других сферах деятельности. Только 1 т нефти способна покрыть 12 куб. км поверхности моря. А нефтяная пленка изменяет все физико-химические процессы: повышается температура поверхностного слоя воды, ухудшается газообмен, рыба уходит или погибает. Меняются гидробиологические условия в океане, оказывается влияние на баланс кислорода в атмосфере, а значит непосредственно на климат. Уменьшается первичная продукция океана - фитопланктон - своеобразный пищевой фундамент всей его жизни.
Очень ядовиты растворимые компоненты нефти. Они нередко становятся причиной гибели рыбы, морских птиц. Если оплодотворенную икру рыбы поместить в аквариум с весьма незначительной концентрацией нефтепродуктов, то большинство зародышей погибнут, а многие из уцелевших оказываются уродами. А ведь именно на поверхности, куда и попадают эти ядовитые вещества, развивается богатейшее сообщество разнообразнейших организмов - нейстон2.
Не меньше чем нефть опасно загрязнение тяжелыми металлами. Французские исследователи установили, что дно Атлантического океана загрязнено попадающим с суши свинцом на расстоянии 160 км от берега и на глубине до 1610 м. Более высокая концентрация свинца в верхнем слое донных отложений, чем в более глубоких слоях, свидетельствуют о том, что это следствие человеческой деятельности, а не природных процессов.
Владельцы химического комбината «Тиссо» в городке Минамата на острове Кюсю долгие года сбрасывали в океан сточные воды, насыщенные ртутью. Прибрежные воды и рыба оказались отравленными, что привело к гибели местных жителей. Получили тяжелые психопаралитические заболевания сотни людей.
Еще одним губителем океана являются пестициды. Их мировое производство достигает 200 тыс. т в год. Относительная химическая устойчивость, а также характер распространения способствовали их поступлению в моря в больших объемах. Постоянное накопление в воде хлорорганических веществ представляет серьезную угрозу для жизни людей.
Пестициды обнаружены в различных районах Балтийского, Северного, Ирландского морей, в Бискайском заливе, у западного побережья Англии, Исландии, Португалии, Испании. На основании анализа снежного покрова Антарктиды было определено, что на поверхности этого, весьма удалённого материка осело около 2300 тонн пестицидов, хотя они там никогда не применялись. ДДТ3 и гексахлоран обнаружены в значительных количествах в печени и жире тюленей и антарктических пингвинов.
В моря и океаны через реки, непосредственно с суши, а также с судов и барж попадают жидкие и твердые бытовые отходы. Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях.
Бытовые отбросы очень опасны, так как являются переносчиками болезней человека: брюшного тифа, дизентерии, холеры. Они также содержат значительное количество кислородопоглощающих веществ. Твердые бытовые отбросы являются причиной аварий в судоходстве, опутывая гребные винты судов, засоряя трубопроводы систем охлаждения двигателей. Известны случаи гибели крупных морских млекопитающих из-за механической закупорки легких кусками синтетической упаковки. Подсчитано, что в прибрежной зоне Гавайских островов, весьма посещаемых туристами мест, плавает несколько миллионов всякого рода пластмассовых пакетов.
Захоронение жидких и твердых радиоактивных отходов в море в 59-60-е годы осуществляли многие страны, имеющие атомный флот. В 1950-1992 гг. Советским Союзом в водах Ледовитого океана затоплены ядерные отходы суммарной активностью 2,5 млн. кюри - в том числе 15 реакторов и экранная сборка атомного ледокола «Ленин», 13 реакторов аварийных атомных подводных лодок (включая шесть с невыгруженным ядерным топливом). Великобритания затапливала радиоактивные отходы в Ирландском море, а Франция - в Северном.
ОХРАНА МОРЕЙ И ОКЕАНОВ
Наиболее серьезной проблемой морей и океанов в нашем столетии является загрязнение нефтью, последствия которого губительны для всей жизни на Земле. Поэтому в 1954 году в Лондоне прошла международная конференция, ставившаяся целью выработать согласованные действия по охране морской среды от загрязнения нефтью. На ней была принята конвенция, определяющая обязанности государств в этой области. Позже в 1958 году в Женеве были приняты еще четыре документа: об открытом море, о территориальном море и прилежащей зоне, о континентальном шельфе, о рыболовстве и охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы и нормы морского права. Они обязывали каждую страну разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять морскую среду нефтью, радиоотходами и другими вредными веществами. Прошедшая в 1973 году в Лондоне конференция приняла документы по предотвращению загрязнения с судов. Согласно принятой конвенции, каждое судно должно иметь сертификат - свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка находятся в исправном положении и не наносят ущерб морю. Соответствие сертификатам проверяется инспекцией при заходе в порт.
Запрещен слив нефтесодержащих вод с танкеров, все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод, в том числе хозяйственно-бытовых, созданы электрохимические установки. Институт океанологии РАН разработал эмульсионный метод очистки морских танкеров, полностью исключающий попадание нефти в акваторию. Он заключатся в добавлении к промывной воде нескольких поверхностно-активных веществ (препарат МЛ), что позволяет осуществить на самом судне очистку без сброса загрязненной воды или остатков нефти, которую можно впоследствии регенерировать для дальнейшего использования. С каждого танкера удается отмыть до 300 т нефти.
В целях предотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции нефтеналивных судов. Многие современные танкеры имеют двойное дно. При повреждении одного из них нефть не выльется, ее задержит вторая оболочка.
Капитаны судов обязаны фиксировать в специальных журналах сведения обо всех грузовых операциях с нефтью и нефтепродуктами, отмечать место и время сдачи или слива с судна загрязненных сточных вод.
Для систематической очистки акваторий от случайных разливов применяются плавучие нефтесборщики и боковые заграждения. Также в целях предотвращения растекания нефти используются физико-химические методы. Создан препарат пенопластовой группы, который при соприкосновении с нефтяным пятном полностью его обволакивает. После отжима пенопласт может использоваться вторично в качестве сорбента. Такие препараты очень удобны из-за простоты применения и невысокой стоимости, однако их массовое производство пока не налажено. Также существуют сорбирующие средства на основе растительных, минеральных и синтетических веществ. Некоторые из них могут собирать до 90% разлитой нефти. Главное требование, которое к ним предъявляется, - это непотопляемость.
После сбора нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности воды всегда остается тонкая пленка, которую можно удалить путем разбрызгивания разлагающих ее химических препаратов. Но при этом эти вещества должны быть биологически безопасны.
В Японии создана и апробирована уникальная технология, с помощью которой можно в короткие сроки ликвидировать гигантское пятно. Корпорация «Кансай санге» выпустила реактив ASWW, основной компонент которого - специально обработанная рисовая шелуха. Распыленный по поверхности, препарат в течение получаса всасывает в себя выброс и превращается в густую массу, которую можно стащить простой сетью.
Оригинальный способ очистки продемонстрирован американскими учеными в Атлантическом океане. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка. К ней подсоединяется акустическая пластинка. Под действием вибрации сначала скапливается толстым слоем над местом, где установлена пластинка, а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток, подведенный к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает.
Для удаления с поверхности прибрежных вод пятен масел американские ученые создали модификацию полипропилена, притягивающего жировые частицы. На катере-катамаране между корпусами поместили своеобразную штору из этого материала, концы которой свисают в воду. Как только катер попадает на пятно, нефть прочно прилипает к «шторе». Остается лишь пропустить полимер через валики специального устройства, которое отжимает нефть в приготовленную емкость.
С 1993 года был запрещен сброс жидких радиоактивных отходов (ЖРО), но число их неуклонно растет. Поэтому в целях защиты окружающей среды в 90-е годы стали разрабатываться проекты очистки ЖРО.
В 1996 году представители японских, американских и российских фирм подписали контракт на создание установки по переработке ЖРО, скопившихся на Дальнем Востоке России. На реализацию проекта правительство Японии выделило 25,2 млн. долларов.
Однако, несмотря на некоторые успехи в поиске эффективных средств, ликвидирующих загрязнения, о решении проблемы говорить рано. Только внедрением новых методик очисток акваторий невозможно обеспечить чистоту морей и океанов. Центральная задача, которую необходимо решать всем странам сообща, - предотвращение загрязнения.
ИССЛЕДОВАНИЯ МИРОВОГО ОКЕАНА
Исследование, вернее недостаток его - одна из проблем Мирового океана. Знание может помочь человечеству решить множество задач, связанных как с использованием, так и с охраной океанских вод.
Человек стал осваивать Океан с незапамятных времён. Еще Александр Македонский (356 - 323 годы до н.э. ) погружался в море в большом стеклянном сосуде, а в своих военных операциях прибегал к помощи ныряльщиков (например, при осаде Тира в 334 году до н.э. ). Самые ранние упоминания о водолазных аппаратах относятся к 16 веку. Такие аппараты представляли собой лишенные дна колокола, в которые по трубам поступал воздух. Первый колокол, вмещавший в себя более одного водолаза был построен в 1690 году Эдмондом Галлеем (1656 - 1742 г.г.). Хорошо известный нам водолазный костюм с металлическим шлемом, сконструированный англичанином А.Зибе, еще в 1837 году широко использовался в подводных работах на глубине до 60 метров. В 1943 году Жак Ив Кусто и Эмиль Ганьян изобрели акваланг, который сделал водолаза значительно подвижнее.
В 1620 году Корнелиус Ван Дреббель построил первую подводную лодку, приводимая в движение двадцатью гребцами, она плавала по Темзе на глубине 5 метров. С 60-х годов нашего века подводные суда стали применяться для наблюдений и строительства; с 1973 года используются при подводной добыче нефти и газа для осмотра трубопроводов, ремонта и обслуживания платформ. Серьезные попытки исследовать большие глубины были начаты в 1930 году, когда у Бермудских островов Отис Бартон и Уильям Биб в батисфере - стальном шаре, опускаемом с корабля на тросе, погрузились до глубины 425 метров. 23 января 1960 года Жак Пиккар и Дональд Уолш в батискафе “ Триест" достигли глубины 10917 метров на дне впадины Челленджер в Марианском желобе.
Несмотря на то, что мореплавание имеет почти такую же длинную историю, как и сам человек, настоящие разносторонние исследования Океана начались только двести лет назад. Большой вклад внесли в океанографию тех времён Беринг, Лисянский, Беллинсгаузен, Крузенштерн, Лазарев, Литке, которые кроме чисто географических открытий, проводили также биологические изыскания, собирая научные коллекции, изучая растительный и животный мир Океана. В 1872-1876 годах английское судно «Челленджер» осуществило первую океанографическую экспедицию, которая принесла такое количество новых сведений, что над их обработкой пришлось потрудиться 70 ученым в течение 20 лет. Поистине этапным для мировой океанографии стало путешествие адмирала Макарова в 1886-1889 годах на корабле «Витязь». На фронтоне океанографического института в Монако «Витязь» назван среди десяти самых известных океанографических кораблей мира.
В ХХ веке, веке техники и электроники, подводные экспедиции получили новый импульс. Ведутся акустические, гидрологические, гидрохимические, геофизические, метеорологические и биологические наблюдения и исследования. Появились специальные научно-исследовательские суда, автономные буйковые станции, подводные лаборатории, разнообразнейшие батискафы и подлодки. Океан изучается как изнутри - на больших и малых глубинах, так и из космоса. Одной из самых известных программ изучения океана в ХХ веке были экспедиции Тура Хейердала. Эти международные экипажи построили по рисункам, найденным в Древнем Египте суда из тростника и папируса. Связав их особым способом, они совершили длительные морские переходы на кораблях" Ра-1 " и " Ра-2 ", доказав, что древние египтяне могли плавать на большие расстояния. Жак Ив Кусто со своей командой вносит огромный вклад в дело изучения океана. Его отчеты мы можем видеть по телевизору, а ученые пользуются его пробами и лабораторными исследованиями.
Интересы естествознания, использование минеральных ресурсов, прогноз стихийных бедствий, да и просто погоды, проблема искусственного регулирования биологической продуктивности требуют постоянного и обширного изучения Океана. Чтобы беречь этот резервуар жизни на планете, также и даже более чем необходимо его знать.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Последствия, к которым ведёт расточительное, небережное отношение человечества к Океану, ужасающи. Уничтожение планктона, рыб и других обитателей океанских вод - далеко не всё. Ущерб может быть гораздо большим. Ведь у Мирового океана имеются общепланетарные функции: он является мощным регулятором влагооборота и теплового режима Земли, а также циркуляции её атмосферы. Загрязнения способны вызвать весьма существенные изменения всех этих характеристик, жизненно важных для режима климата и погоды на всей планете. Симптомы таких изменений наблюдаются уже сегодня. Повторяются жестокие засухи и наводнения, появляются разрушительные ураганы, сильнейшие морозы приходят даже в тропики, где их отроду не бывало. Разумеется, пока нельзя даже приблизительно оценить зависимость подобного ущерба от степени загрязненности Мирового океана, однако взаимосвязь, несомненно, существует. Как бы там ни было, охрана океана является одной из глобальных проблем человечества. Мертвый океан - мертвая планета, а значит, и все человечество.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
«Внимая Океану» Л.М.Бреховских
«Советская Россия», Москва, 1982
«За тайнами Нептуна», Серия ХХ век: путешествия, открытия, исследования.
Издательство «Мысль», Москва, 1976
studfiles.net
Содержание
Введение..........................................................................................1
1. <span Times New Roman"">
ОбразованиеМирового океана ...............................................22. <span Times New Roman"">
Основныечерты рельефа дна Мирового океана ................43. <span Times New Roman"">
Движениевод Мирового океана.............................................84. <span Times New Roman"">
Свойствавод Мирового океана.............................................165. <span Times New Roman"">
ЗначениеМ.о. для окружающей среды ................................246. <span Times New Roman"">
Природныересурсы М.о. и их использование ....................25Заключение....................................................................................29
Литература....................................................................................31
Введение
Из 510 млн. кв.км площади земного шара на Мировой океан приходится 361 млн. кв. км, или почти71% (южное полушарие более океаническое — 81%, чем северное -61%).Океаническая часть земной поверхности — наиболее крупный горизонтальный компонент географической оболочки. Сам фактсуществования глобальной неоднородности (материковость — океаничность) всочетании с географической широтой и высотой определяет главнейшие особенностиприроды Земли. Кроме того, суша и океан распределены по поверхности Землинеравномерно. Асимметрия суши и океана влечет за собой асимметрию враспределении всех остальных компонентов природы: климата, почв, животного ирастительного мира; оказывает влияние на характер хозяйственной деятельностичеловека. Таким образом, познание географических объектов, явлений, процессовневозможно без изучения природы Мирового океана.
Средняя глубинаМирового океана — около 4 тыс. м — это всего только 0,0007 радиуса земногошара. На долю океана, учитывая, что плотность его воды близка к 1, а плотностьтвердого тела Земли — около 5,5, приходится лишь малая часть массы нашейпланеты. Но если обратиться к географической оболочке Земли — тонкому слою внесколько десятков километров, то большую ее часть составит именно Мировойокеан. Поэтому для географии он важнейший объект исследования.
В системе наук оЗемле важное место занимает океанология, охватывающая всю сумму знаний оМировом океане и его взаимосвязях с материковой частью Земли и атмосферой.Современная океанология опирается на достижения физики, химии, биологии,геологии и сама вносит существенный вклад в развитие этих наук.
1. <span Times New Roman"">
Образование Мирового океанаСогласно самой распространенной гипотезе, Землявозникла из вращающейся раскаленной газовой туманности, которая, постепенноохлаждаясь и сжимаясь, достигла огненно-жидкого состояния, а затем на нейобразовалась кора. Состояние земной корыопределяется силами напряжения и деформации, вызванными охлаждением и сжатиемвнутренней массы Земли.
По другой теории, выдвинутой в начале нашего векаамериканскими учеными Т.Ч. Чемберленом и Ф.Р. Мултоном, Земля первоначальнопредставляла собой массу газа, извергнутого под действием приливных сил изповерхности Солнца. Одновременно высвобождались мелкие частицы газа, которые,быстро сгущаясь, превращались в твердые тела, называемые планетезималями.Обладая большой силой тяжести, земная масса притягивала их. Таким образом,Земля достигла современных размеров благодаря процессу наращения, а не врезультате сжатия, как утверждает первая гипотеза.
Почти все гипотезы сходятся на том, чтообразование океанических бассейнов было вызвано двумя главными причинами:во-первых, перераспределением пород различной плотности, происходившим в периодотвердевания земной коры, и, во-вторых, взаимодействием сил в недрах сжимающейся Земли, которое вызвалореволюционные изменения в рельефе поверхности.
Оригинальна гипотеза происхождения материков иокеанов, связанная с именем австрийского геолога Альфреда Лотара Вегенера.Ученый считал, что в какой-то момент истории Земли равномерный слой сиаляскопился на одной стороне. Так возник материк Пангея. Вегенер высказалпредположение, что эта масса сиаля держалась на поверхности более плотного слоясимы. Когда сиаль стал распадаться на части, горизонтальное движение материковвызвало изгибание передних краев сиаля. Этим можно объяснить происхождениетаких высоких прибрежных горных цепей, как Анды и Скалистые горы.
Хотя происхождение океанических бассейновостается пока тайной, картину того, как они заполнялись водой и как появлялисьи исчезали океаны в геологическом прошлом Земли, можно представить себе болееили менее точно.
После образования земной коры, ее поверхностьначала быстро охлаждаться, так как тепло, получаемое ею из недр Земли,недостаточно компенсировало потерю тепла, излучаемого в пространство. По мереохлаждения водяные пары, окружавшие Землю, образовали облачный покров. Когдатемпература упала до уровня, при котором влага превратилась в воду, пролилисьпервые дожди.
Дожди, веками низвергавшиеся на поверхностьЗемли, были главным источником воды, которая заполнила океанические впадины.Море, таким образом, было детищем атмосферы, в свою очередь представлявшейсобой газообразные выделения древней Земли. Часть воды поступала из недр Земли.
На Земле начал действовать процесс эрозии, илиразмыва. Этот процесс оказал глубокое воздействие на эволюцию суши и моря.Очертания морей, а вместе с ними и контуры океанов постоянно менялись. Врезультате эрозии и движения земной коры создавались новые моря, а дно старыхподнималось и превращалось в сушу.
По мере того как из-за постепенной потери тепларасплавленные недра Земли уменьшались в объеме, происходило горизонтальноесжатие коры, которая деформировалась. Возникали складчатые горные цепи,оседания коры.
В результате повторяющихся циклов сжатия иослабления очертания больших океанических бассейнов претерпевали значительныеизменения.
Очертания Мирового океана в первый периодпалеозойской эры — кембрийский, возраст которого исчисляется почти 500миллионами лет, были совершенно не похожи на современные. Тихий океан,представлявший, возможно, рубец на земной коре, имел почти такие же очертания,как и теперь. Однако другие океаны захватывали большие районы, занятые теперьсушей.
2. <span Times New Roman"">
Основные черты рельефа дна Мирового океанаСтроение океанической земной коры отлично отконтинентальной: отсутствует гранитный слой, присущий последней.
Толщина континентальной коры на уровне моря около30 км. Скорость сейсмических волн в верхней ее половине соответствует скоростямв гранитных породах, а в нижней половине — скоростям в базальтах. Высокаяскорость ниже границы Мохоровичича в мантии соответствует таким породам, какдунит, перидотит и эклогит, значительно более плотным, чем породы, из которыхобразована кора. В океанах под пятикилометровым слоем воды находится слойосадочных пород толщиной в среднем 0,5 км, слой вулканических пород — «фундамент» — мощностью 0,5 км, кора мощностью 4 км, и на глубине около 10 кмначинается мантия. Если сравнить массу вертикальных колонок пород сечением 1кв. см на континентах и в океанах, то окажется, что она почти одинакова.
На днеМирового океана выделяются четыре зоны.
Первая зона — подводная окраина материков.Подводная окраина материков — это затопленная водами океана окраина материков.Она в свою очередь состоит из шельфа, материкового склона и материковогоподножия. Шельф — прибрежная донная равнина с довольно небольшими глубинами,в сущности продолжение окраинных равнинсуши. Большая часть шельфа имеет платформенную структуру. На шельфе нередкиостаточные (реликтовые) формы рельефа надводного происхождения, а такжереликтовые речные, ледниковые отложения. Это означает, что при четвертичныхотступаниях моря обширные пространства шельфа превращались в сушу.
Обычно шельфзаканчивается на глубинах 100-200 м, а иногда и на больших довольно резкимперегибом, так называемой бровкой шельфа. Ниже этой бровки в сторону океанапростирается материковый склон — более узкая, чем шельф, зона океанического илиморского дна с уклоном поверхности в несколько градусов. Нередко материковыйсклон имеет вид уступа или серии уступов с крутизной от 10 до несколькихдесятков градусов.
Вторая — переходная — зона сформировалась на стыке материковых глыб и океаническихплатформ. Она состоит из котловин окраинных морей, цепочек преимущественновулканических островов в виде дуг и узких линейных впадин — глубоководныхжелобов, с которыми совпадают глубинные разломы, уходящие под материк.
На окраинахТихого океана, в районах Средиземного, Карибского морей, моря Скоша (Скотия)подводные окраины материков контактируют не непосредственно с ложем океана, а сднищем котловин окраинных или средиземных морей. В этих котловинах кораСубокеанического типа. Она очень мощна главным образом за счет осадочного слоя.С внешней стороны эти бассейны ограждены огромными подводными хребтами. Иногдаих вершины поднимаются над уровнем моря, образуя гирлянды вулканическихостровов (Курильские, Марианские, Алеутские). Эти острова называют островнымидугами.
С океанической стороны островных дуг расположеныглубоководные желоба — грандиозные материковая земная кора отсутствует. Вместонее здесь развита земная, узкие, но очень глубокие (6 — 11 км глубины)депрессии. Они тянутся параллельно островным дугам и соответствуют выходам наповерхность Земли зон сверхглубинных разломов (так называемые зоныБеньоффа-Заварицкого). Разломы проникают в недра Земли на многие сотникилометров. Эти зоны наклонены в сторону континентов. К ним приуроченаподавляющая часть очагов землетрясений. Таким образом, области глубоководных желобов,островных дуг и глубоководных окраинных морей отличаются бурным вулканизмом,резкими и чрезвычайно быстрыми движениями земной коры, очень высокойсейсмичностью. Эти зоны получили название переходных зон.
Третья — основная — зона дна Мирового океана — ложе океана, она отличается развитием земной коры исключительно океаническоготипа. Ложе океана занимает более половины его площади на глубинах до 6 км. Наложе океана есть гряды, плато, возвышенности, которые разделяют его накотловины. Донные отложения представлены различными илами органогенногопроисхождения и красной глубоководной глиной, возникшей из тонких нерастворимыхминеральных частиц, космической пыли и вулканического пепла. На дне многожелезомарганцевых конкреций с примесями других металлов.
Океанические хребты довольно четко разделяются надва типа: сводово-глыбовые и глыбовые. Сводово-глыбовые структуры представляютсобой в основе сводовые, линейно вытянутые поднятия океанической коры, обычноразбитые поперечными разломами на отдельные блоки (Гавайский хребет, образующийподводное основание одноименного архипелага).
Кромехребтов в Мировом океане известно немало возвышенностей, или океаническихплато. Крупнейшее из них в Атлантическом океане — Бермудское плато. На егоповерхности — ряд подводных гор вулканического происхождения.
Самыйраспространенный тип рельефа океанических котловин — рельеф абиссальных холмов.Так называются бесчисленные возвышенности высотой от 50 до 500 м, с диаметромоснования от нескольких сот метров до десятка километров, почти сплошьусеивающие дно котловин. Кроме того, на дне океана известно более 10 тыс.подводных горных вершин. Некоторые подводные годы с уплощенными вершинаминазывают гайотами. Полагают, что некогда эти пики вздымались над уровнемокеана, пока их вершины не были постепенно срезаны волнами.
Два других типа рельефа — волнистые и плоскиеабиссальные равнины. Они возникли после частичного или полного погребенияабиссальных холмов под толщей осадков.
Четвертая зона выделяется в центральных частяхокеанов. Это — крупнейшие формы рельефа дна океана — срединно-океаническиехребты — гигантские линейноориентированные сводовые поднятия земной коры. Приобразовании свода самые большие напряжения возникают не его вершине, здесь иобразуются разломы, по которым происходит опускание части свода,формируются грабены, т.н. рифтовыедолины. По этим ослабленным зонам земной коры устремляется вверх материалмантии.
Начинаясь в Северном Ледовитом океане небольшимхребтом Гаккеля, система этих поднятий пересекает Норвежско-Гренландскийбассейн, включает Исландию и переходит в грандиозные Северо-Атлантический иЮжно-Атлантический хребты. Последний переходит в Западно-Индийский хребет уже вИндийском океане. Севернее параллели острова Родригес одна ветвь — Аравийско-Индийский хребет — уходит на север, продолжаясь рядом форм рельефадна Аденского залива и Красного моря, а другая ветвь следует на восток ипереходит в срединно-океанический хребет Тихого океана — Южно-Тихоокеанское иВосточно-Тихоокеанское поднятия. Срединно-океанические хребты, вероятно, — молодые кайнозойские образования. Поскольку хребты появляются в результатерастяжения земной коры, пересечены поперечными разломами и часто имеютцентральные рифтовые долины, они предоставляют исключительную возможность для изученияпород океанической коры.
Осадконакопление — один из важнейших фактороврельефообразования в океане. Известно, что в Мировой океан ежегодно поступаетболее 21 млрд. т твердых осадков, до 2 млрд. т вулканических продуктов, около 5млрд. т известковых и кремнистых остатков организмов.
Специфичны для Мирового океана и другиеэкзогенные процессы, формирующие рельеф его дна. Это прежде всего работа волн,преобразующая рельеф дна в береговой зоне, деятельность приливно-отливныхтечений, формирующих специфический рельеф песчаных гряд и разносящих осадочныйматериал. Осадочный материал перемещают, кроме того, постоянные(геострофические) океанические течения.
На дне океана происходят также гравитационныепроцессы. Мощные подводные оползни осложняют рельеф материковых склонов, склоныподводных хребтов и возвышенностей. Другой фактор рельефообразования — мутьевыепотоки.
Такова общая картина рельефа дна океана.
3. <span Times New Roman"">
Движениевод Мирового океанаПо своему физическому состоянию вода — оченьподвижная среда, поэтому в природе она находится в непрерывном движении. Этодвижение вызывают различные причины, прежде всего ветер. Воздействуя на водыокеана, он возбуждает поверхностные течения, которые переносят огромные массыводы их одного района океана в другой. Энергия поступательного движенияповерхностных вод вследствие внутреннего трения передается в нижележащие слои,которые также вовлекаются в движение. Однако непосредственное влияние ветрараспространяется на сравнительно небольшое (до 300 м) расстояние отповерхности. Ниже в толще воды и в придонных горизонтах перемещение происходитмедленно и имеет направления, связанные с рельефом дна.
Поверхностные течения образуют два большихкруговорота, разделенных противотечением в районе экватора. Водоворот северногополушария вращается по часовой стрелке, а южного — против. При сопоставленииэтой схемы с течениями реального океана можно увидеть значительное сходствомежду ними для Атлантического и Тихого океанов. В то же время нельзя незаметить, что реальный океан имеет более сложную систему противотечений уграниц континентов, где, например, располагаются Лабрадорское течение (СевернаяАтлантика) и Аляскинское возвратное течение (Тихий океан). Кроме того, теченияу западных окраин океанов отличаются большими скоростями перемещения воды, чему восточных. Ветры прилагают кповерхности океана пару сил, вращающих воду в северном полушарии по часовойстрелке, а в южном — против нее. Большие водовороты океанических течений возникаютв результате действия этой пары вращающих сил. Важно подчеркнуть, что ветры итечения не относятся «один к одному». Например, наличие быстрого теченияГольфстрим у западных берегов Северной Атлантики не означает, что в этом районедуют особенно сильные ветры. Баланс между вращающей парой сил среднего поляветра и результирующими течениями складывается на площади всего океана. Крометого, течения аккумулируют огромное количество энергии. Поэтому сдвиг в полесреднего ветра не приводит автоматически к сдвигу больших океанических водоворотов.
На водовороты, приводимые в движение ветром,накладывается другая циркуляция, термохалинная («халина» — соленость). Вместетемпература и соленость определяют плотность воды. Океан переносит тепло изтропических широт в полярные. Этот перенос осуществляется при участии такихкрупных течений, как Гольфстрим, но существует также и возвратный сток холоднойводы в направлении тропиков. Он происходит в основном на глубинах,расположенных ниже слоя возбуждаемых ветром водоворотов. Ветровая итермохалинная циркуляции представляют собой составные части общей циркуляцииокеана и взаимодействуют друг с другом. Так, если термохалинные условияобъясняют в основном конвективные движения воды (опускание холодной тяжелойводы в полярных районах и ее последующий сток к тропикам), то именно ветрывызывают расхождение (дивергенцию) поверхностных вод и фактически «выкачивают»холодную воду обратно к поверхности, завершая цикл.
Представления о термохалинной циркуляции менееполны, чем о ветровой, но некоторые особенности этого процесса более или менееизвестны. Считается, что образование морских льдов в море Уэдделла и вНорвежском море имеет важное значение для формирования холодной плотной воды,распространяющейся у дна в Южной и Северной Атлантике. В оба района поступаетвода повышенной солености, которая охлаждается зимой до температуры замерзания.При замерзании воды значительная часть содержащихся в ней солей не включается вновообразующийся лед. В результате соленость и плотность остающейся незамерзшейводы увеличиваются. Эта тяжелая вода опускается ко дну. Обычно еесоответственно называют антарктической донной и североатлантической глубиннойводой.
Другая важная особенность термохалиннойциркуляции связана с плотностной стратификацией океана и ее влиянием наперемешивание. Плотность воды в океане с глубиной возрастает и линии постояннойплотности идут почти горизонтально. Воду с разными характеристиками значительнолегче перемешать в направлении линий постоянной плотности, чем поперек них.
Термохалинную циркуляцию трудно с определенностьюохарактеризовать. По сути, и горизонтальная адвекция (перенос воды морскимитечениями), и диффузия должны играть важную роль в термохалинной циркуляции.Определение относительного значения этих двух процессов в каком-либо районе илиситуации представляет важную задачу.
Главные черты поверхностной циркуляции водмирового океана определяются ветровыми течениями. Важно отметить, что движениеводных масс в Атлантическом и Тихом океанах очень сходно. И в том и в другомокеане существуют два огромных антициклонических круговых течения, разделенныхэкваториальным противотечением. В обоих океанах есть, кроме того, мощныезападные (в северном полушарии) пограничные течения (Гольфстрим в Атлантическоми Куросио в Тихом) и такие же по характеру, но более слабые восточные течения(в южном полушарии) — Бразильское и Восточно-Австралийское. Вдоль их западныхпобережий прослеживаются холодные течения — Ойясио в Тихом океане, Лабрадорскоеи Гренландское течения в Северной Атлантике. Кроме того, в восточной частикаждого бассейна к северу от основного круговорота обнаружен циклоническийкруговорот меньшего масштаба.
Некоторые различия между океанами связаны сразличиями в очертаниях их бассейнов. Атлантический, Индийский и Тихий океаныимеют разную форму. Но некоторые из различий определяются особенностями поляветра, как, например, в Индийском океане. Циркуляция в южной части Индийскогоокеана в основных чертах сходна с циркуляцией в южных бассейнах Атлантическогои Тихого океанов. Но в северной части Инд7ийского океана она явно подчиняетсямуссонным ветрам, где в период летнего и зимнего муссонов картина циркуляцииполностью меняется.
По ряду причин по мере приближения к берегуотклонения от общей картины циркуляции становятся все более существенными. Врезультате взаимодействия основных климатических характеристик течений с такимиже характеристиками побережий часто возникают устойчивые или квазиустойчивыевихри. Заметные отклонения от средней картины циркуляции могут вызывать упобережий и местные ветры. В отдельных районах возмущающими факторами режимациркуляции служат речной сток и приливы.
В центральных районах океанов средниехарактеристики течений вычисляются по малому количеству точных данных и потому особенно ненадежны.
I.<span Times New Roman"">
Западные пограничные течения — Гольфстрими КуросиоИзвестно, что западные пограничные течения всеверном полушарии (Гольфстрим и Куросио) лучше развиты, чем их аналоги в южном полушарии.
Если Гольфстрим считать частью круговогоантициклонического вихря, то вряд ли можно точно определить его начало и конец.Известно, что между Мексикой и Кубой через Юкатанский пролив устремляетсясильное течение, которое обычно описывает петлю в Мексиканском заливе и толькозатем выходит в океан из Флоридского пролива. На протяжении около 1200 км, от Ки-Уэставо Флориде до мыса Хаттерас в Северной Каролине, Гольфстрим упорно следуетвдоль побережья Америки, лишь иногда слегка отклоняясь от него. Однако, миновавХаттерас, Гольфстрим как бы начинает рыскать. К югу от Большой Ньюфаундлендскойбанки он пересекает Северную Атлантику. На этом извилистом участке своего путиГольфстрим образует огромные волнообразные меандры. Один из них был обнаружен у45 град. з.д., примерно в 2500 км от мыса Хаттерас. Где-то на пути междуюго-восточным краем Ньюфаундлендского поднятия и Срединно-Атлантическим хребтомГольфстрим перестает прослеживаться как единое течение.
Ширина Гольфстрима на поверхности колеблется от125 до 175 км. Левый, если смотреть по течению, край Гольфстрима легкообнаружить по горизонтальному градиенту температуры, который становитсязаметным, начиная с глубины в несколько десятков метров, и противотечению.Правый край обнаружить по температуре трудно, но там часто отмечается довольнозаметное противотечение. Скорость Гольфстрима на поверхности может достигать250 см/с,т.е. превышать 5 узлов.
Представляя себе в общем плане циркуляциюокеанических вод в виде системы обширных антициклонических вихрей, необходимоотметить, что течения, в сумме образующие круговороты, весьма сильно отличаютсяв их разных участках. Западные пограничные течения, такие, как Гольфстрим иКуросио, — узкие, быстрые, глубокие потоки с довольно хорошо выраженнымиграницами. Направленные к экватору течения на другой сторонне океаническихбассейнов, такие, как Калифорнийское, Перуанское и Бенгальское, напротив,широкие, слабые и неглубокие потоки с расплывчатыми границами, некоторыеисследователи даже считают, что эти границы есть смысл проводить на мористойстороне течений такого типа.
Калифорнийское течение считается наиболееизученным из них. Глубина этого потока ограничивается в основном верхним500-метровым слое. Оно складывается из ряда крупных вихрей, наложенных наслабый, но широкий поток воды, направленный к экватору. Скорости и направлениядвижения воды, измеренные в зоне Калифорнийского течения, в любой данный моментмогут оказаться совершенно отличными от средних значений. Такая же картина,видимо, характерна и для других восточных пограничных течений.
Прибрежный поток воды обычно отличается особойсложностью, и при описании его часто выделяют из более широкой системывдольбереговых течений, присваивая емудругое название.
В зоне многих восточных пограничных теченийглавным фактором, определяющим распределение температуры, солености ихимических характеристик воды на поверхности, является апвеллинг. Апвеллингимеет важное биологическое значение, так как благодаря ему глубинные водывыносят питательные вещества в верхние слои воды и тем способствуют увеличениюпродуктивности фитопланктона. Зоны апвеллинга — это биологически самыепродуктивные районы мира.
II.<span Times New Roman"">
Экваториальные теченияТечения тропической зоны тесно связаны с системойпассатных ветров. На большей части Атлантического и Тихого океанов в северномполушарии дуют северо-восточные пассаты, а в южном полушарии их роль выполняютюго-восточные пассаты. Эти две системы пассатных ветров разделяет областьвнутритропической конвергенции, характеризующаяся слабыми ветрами неустойчивыхнаправлений. Ее часто называют экваториальной штилевой зоной. Поскольку онаразделяет системы ветров двух полушарий, ее можно считать своего родаклиматическим экватором. Обычно она располагается между 3 град. с.ш. и 10 град.с.ш.
Основные океанические течения тропической зоныкак бы отражают собой особенности системы ветров этих мест. Так, Северное иЮжное экваториальные течения западного направления, образующие часть основныхантициклонических круговоротов течений северного и южного полушарий,«управляются» пассатами. Между этими двумя широкими потоками располагаетсясравнительно узкое (шириной 300 — 500 км) Экваториальное противотечение,направленное на восток. Вблизи побережий и поле пассатных ветров, и системаэкваториальных течений усложняются.
Океанические воды тропической зоныхарактеризуются хорошо перемешанным теплым поверхностным слоем, которыйотделяется мощным термоклином от холодной воды глубин. Термоклин служит такжесвоего рода перегородкой между богатыми кислородом, но бедными фосфатами инитратами поверхностными водами и глубинными водами с низким содержаниемкислорода и относительно высоким содержанием питательных веществ.Экваториальные течения приурочены главным образом к области термоклина. Этоэкваториальное под поверхностное течение в Тихом океане обычно называюттечением Кромвелла. Напоминая в обширности океана ленту толщиной порядка всего200 м и шириной 300 км, оно перемещается со скоростью до 150 см в сек. Ядротечения обычно совпадает с термоклином и располагается на экваторе или вблизинего. Иногда оно поднимается к поверхности, но это случается редко.
III.<span Times New Roman"">
Циркуляцияполярных водЦиркуляция вод Мирового океана в полярных районахсеверного и.южного полушарий совершенно различна. Арктический океан скрыт подпокровом дрейфующих льдов. Существующие сведения о течениях в СеверномЛедовитом океане указывают на наличие медленного переноса воды в направлениипротив часовой стрелки. Свободному перемешиванию глубинных холодных вод Арктикис глубинными водами Атлантического и Тихоно океанов препятствуют два довольномелководных порога между континентами. Глубина мелководного порога в Беринговомпроливе, разделяющем Чукотку и Аляску, не достигает и 100 м, но сильнопрепятствует водообмену между Атлантическим и Тихим океанами через СеверныйЛедовитый.
В южном полушарии все выглядит иначе. Широкий(300 миль) и глубокий (3000 м) пролив Дрейка — между Южной Америкой иАнтарктидой — обеспечивает беспрепятственный водообмен между Атлантическим иТихим океанами. Благодаря этому направленное на восток Антарктическоециркумполярное течение простирается до дна и при расчетной величине расходаводы оказывается величайшим течением Мирового океана.
Антарктическое циркумполярное течение приводитсяв действие господствующими здесь западными ветрами, а его средняя скорость ирасход воды определяются балансом между касательной силы ветра на поверхности исилой трения о дно. Установлено, что над понижениями дна течение отклоняется кюгу, а над поднятиями — к северу, что указывает на несомненное влияние рельефадна на направление этого течения.
Наиболее хорошо выраженные адвективные потокиводы в глубоководной области океанов отмечаются вдоль западных границбассейнов.
IV.<span Times New Roman"">
Волныи приливыВолны регулярны и имеют некоторые общиехарактеристики — длину, амплитуду и период. Также отмечается скоростьраспространения волн.
Длина волны представляет собой расстояние междувершинами или подошвами волн, высота волны — вертикальное расстояние от подошвыдо вершины, оно равно удвоенной амплитуде, период равен времени между моментамипрохождения двух последовательных вершин (или подошв) через одну и ту же точку.
Высота ряби измеряется приблизительносантиметром, а период составляет около одной секунды и меньше. Волны прибоядостигают нескольких метров в высоту при периодах от 4 до 12 с.
Океанические волны имеют разные очертания иформы.
Волны, вызванные местным ветром, называют ветровыми.Другой тип волн — волны зыби, которые медленно качают судно и при безветреннойпогоде. Зыбь образуют волны, которые сохраняются после того, как они выйдут ихобласти действия ветра.
При любой скорости ветра достигается некоеравновесное состояние, выражающееся в явлении полностью развитого волнения,когда энергия, передаваемая ветром волнам, равняется энергии, передаваемаяветром волнам, равняется энергии, теряемой при разрушении волн. Но для того,чтобы образовалось полностью развитое волнение, ветер должен дутьпродолжительное время и на большом пространстве. Пространство, подвергающеесявоздействию ветра, называется область разгона.
V.<span Times New Roman"">
ЦунамиЦунами распространяются волнами от эпицентраподводных землетрясений. Район воздействия волн цунами огромен.
Цунами связаны непосредственно с движениямиземной коры. Мелкофокусное землетрясение, которое вызывает значительныесмещения коры на дне океанов, вызовет и цунами. Но столь же сильноеземлетрясение, не сопровождающееся сколько-нибудь заметными подвижками коры,цунами не вызовет.
Цунами возникает в виде одиночного импульса,передний фронт которого распространяется со скоростью мелководной волны.Исходный импульс далеко не всегда обеспечивает концентрическое распространениеэнергии, а с ней и волны.
VI.<span Times New Roman"">
ПриливыПриливы — медленные подъемы и спады уровня воды иперемещения ее кромки. Приливообразующие силы — результат притяжения Солнца иЛуны. Когда Солнце и Луна находятся примерно на одной линии с Землей, то есть впериоды полнолуния и новолуния, приливы оказываются наибольшими. Т.к. плоскостиобращения Солнца и Луны не параллельны, действие сил Луны и Солнца меняется посезонам, а также в зависимости от фазы Луны. Приливообразующая сила Луныпримерно вдвое больше приливообразующей силы Солнца. Большие различия вамплитуде приливов на разных участках побережья определяются главным образомформой океанических бассейнов.
4. <span Times New Roman"">
Свойствавод Мирового океана.Вода — «универсальный растворитель»: в ней, хотябы в малой степени, способен раствориться любой из элементов. Вода имеетнаибольшую среди всех обычных жидкостей теплоемкость, то есть для ее нагреванияна один градус требуется затратить больше тепла по сравнению с другимижидкостями. Больше тепла требуется и на ее испарение. Эти и другие особенностиводы имеют огромное биологическое значение. Так, благодаря высокой теплоемкостиводы сезонные колебания температуры воздуха оказываются меньше, чем это было быв ином случае.
Температура всей массы океанской воды около4градусов по Цельсию. Океаны холодные. Вода в них прогревается только у самойповерхности, а с глубиной она становится холоднее. Только 8% вод океана теплее 10 град., более половиныхолоднее 2.3 град. С глубиной температура изменяется неравномерно.
Вода — наиболее теплоемкое тело на Земле. Поэтому океан медленно нагревается имедленно отдает тепло, служит аккумулятором тепла. На его долю приходится более2/3поглощенной солнечной радиации. Она расходуется на испарение, на нагреваниеверхнего слоя воды до глубины примерно 300 м, а также на нагревание воздуха.
Средняя температура поверхностных вод океанаболее +17 град., причем в северном полушарии она на 3 град. выше, чем в южном.Наибольшие температуры воды в северном полушарии наблюдаются в августе,наименьшие — в феврале, в южном полушарии — наоборот. Суточные и годовыеколебания температуры воды незначительные: суточные не превышают 1 град.,годовые составляют не более 5..10 град. в умеренных широтах.
Температура поверхностных вод зональна. Вприэкваториальных широтах температура весь год 27...28 град., в тропическихрайонах на западе океанов 20...25 град., на востоке 15...20 град. (из-затечений). В умеренных широтах температура воды плавно понижается от 10 до 0град. в южном полушарии, в северном полушарии при той же тенденции у западныхберегов материков теплее, чем у восточных, тоже из-за течений. В приполярныхрайонах температура воды весь год 0...-2 град., в центре Арктики характернымноголетние льды мощностью до 5-7 м.
Максимальные температуры поверхностных воднаблюдаются в тропических морях и заливах: в Персидском заливе более 35 град, вКрасном море 32 град. В придонных слоях Мирового океана (М.о.) температуры навсех широтах низкие: от +2 на экваторедо -2 в Арктике и Антарктике.
При охлаждении морской воды ниже точки замер
www.ronl.ru
