Тихий океан - самый крупный и самый древний на нашей планете. Он настолько огромен, что с легкостью может вместить в себя все материки и острова, вместе взятые и именно поэтому его часто называют Великим. Площадь Тихого океана составляет 178,6 млн. кв. км, что соответствует 1/3 поверхности всего земного шара.
Тихий океан - важнейшая часть Мирового океана, поскольку вмещает в себя 53% общего объема его воды. Простирается он с востока на запад на 19 тысяч километров, а с севера на юг - на 16 тысяч. При этом большая часть его вод расположена в южных широтах, а меньшая - в северных.
Тихий океан является не только самым большим, но и самым глубоким водным бассейном. Максимальная глубина Тихого океана составляет 10994 м - именно такова глубина знаменитой Марианской впадины. Средние же показатели колеблются в пределах 4 тысяч метров.
Рис. 1. Марианская впадина.
Своим названием Тихий океан обязан португальскому мореплавателю Фернану Магеллану. Во время его продолжительного путешествия на океанических просторах царила тихая и спокойная погода, без единого шторма и бури.
Рельеф дна отличается большим разнообразием.
Здесь встречаются:
Свойства воды формируются при взаимодействии с атмосферой и во многом подвержены изменениям. Соленость Тихого океана составляет 30-36,5 %.
Она зависит от расположения вод:
Тихий океан условно делят на две области - южную и северную, граница между которым пролегает по линии экватора. Поскольку океан имеет колоссальные размеры, его границами служат побережья нескольких материков и частично граничащие океаны.
В северной части границей между Тихим и Северным Ледовитым океаном является линия, соединяющая Мыс Дежнева и Мыс Принца Уэльского.
ТОП-2 статьи которые читают вместе с этой
Рис. 2. Мыс Дежнева.
На востоке Тихий океан граничит с побережьями Южной и Северной Америки. Немного южнее граница между Тихим и Атлантическим океаном простирается от Мыса Горн до Антарктики.
На западе воды Тихого океана омывают Австралию и Евразию, затем граница проходит вдоль Бассового пролива с восточной стороны, и опускается по меридиану южнее до Антарктиды.
Климат Тихого океана подчинен общей широтной зональности и мощному сезонному влиянию Азиатского материка. Из-за огромной занимаемой площади для океана характерны практически все климатические зоны.
Средняя температура воздуха в экваториальной и тропических зонах составляет 25 С тепла. На поверхности температура воды колеблется в пределах 25-30 С, в то время как в приполярных областях она опускается до 0 С.
В районе экватора количество осадков достигает 2000 мм, снижаясь до 50 мм в год возле побережья Южной Америки.
Береговая линия Тихого океана наиболее сильно изрезана на западе, и менее всего - на востоке. На севере в материк глубоко врезается пролив Джорджия. Самыми крупными тихоокеанскими заливами является Калифорнийский, Панамский и Аляскинский.
Общая площадь морей, заливов и проливов, принадлежащих Тихому океану, занимает 18% от общей площади океана. Большая часть морей располагается вдоль берегов Евразии (Охотское, Берингово, Японское, Желтое, Филиппинское, Восточно-Китайское), вдоль австралийского побережья (Соломоново, Новогвинейское, Тасманово, Фиджи, Коралловое). Самые холодные моря находятся у Антарктиды: Росса, Амундсена, Сомова, Дюрвиля, Беллинсгаузена.
Рис. 3. Коралловое море.
Все реки бассейна Тихого океана относительно короткие, но со стремительным течением вод. Самой крупной рекой, впадающей в океан, является Амур.
В Тихом океане располагается около 25 тысяч крупных и малых островов, с уникальным животным и растительным миром. По большей части они располагаются в экваториальном, тропических и субтропических природных комплексах.
К крупным архипелагам Тихого океана относятся Гавайские острова, Филиппинский архипелаг, Индонезия, а самым большим островом является Новая Гвинея.
Насущной проблемой Тихого океана является существенное загрязнение его вод. Промышленные отходы, нефтяные пятна, бездумное истребление обитателей океана способны нанести непоправимый вред Тихому океану, нарушив хрупкое равновесие его экосистемы.
При изучении темы «Тихий океан» мы познакомились с краткой характеристикой океана, его географическим положением. Мы выяснили, какие острова, моря и реки принадлежат Тихому океану, каковы особенности его климата, познакомились с основными экологическими проблемами.
Средняя оценка: 4.4 . Всего получено оценок: 238.
Вспоминаем: Как разделяются воды планеты по солености? Почему путешественники и моряки берут в морские путешествия пресную воду?
Ключевые слова: морская вода, соленость, температура воды, промилле.
1. Соленость вод. Во всех морях и океанах вода имеет горько-соленый вкус. Пить такую воду невозможно. Поэтому моряки, уходящие на судах в плавание, берут с собой запас пресной воды. Соленую воду можно опреснять в специальных установках, которые имеются на морских судах.
В основном в морской воде растворена поваренная соль, которую мы употребляем в пищу, но есть и другие соли (рис. 92).
* Горький вкус воде придают соли магния. В воде океана обнаружены алюминий, медь, серебро, золото, но в очень малых количествах. Например, 2000 т воды содержит 1 г золота.
Почему воды океана соленые? Часть ученых считают, что первичный океан был пресным, потому что его образовали воды рек и дожди, обильно выпадавшие на Землю миллионы лет назад. Реки приносили и продолжают приносить в океан соли. Они накапливаются и приводят к солености океанической воды.
Другие ученые предполагают, что океан при своем образовании сразу стал соленым, потому что пополнялся солеными водами из недр Земли. Ответ на этот вопрос могут дать будущие исследования.
Рис. 92. Количество веществ, растворенных в воде океана.
** Количества растворенных в океанической воде солей достаточно, чтобы покрыть поверхность суши слоем толщиной в 240 м.
Предполагается, что в морской воде растворены все имеющиеся в природе вещества. Большинство из них содержится в воде в очень малых количествах: в тысячных частях грамма на тонну воды. Другие вещества содержатся в сравнительно больших количествах - в граммах на килограмм морской воды. Ими и определяется ее соленость.
С о л е н о с т ь морской воды – это количество растворенных в воде солей.
Рис. 93. Соленость поверхностных вод Мирового океана
Соленость выражается в п р о м и л л яе , т. е. в тысячных долях числа, и обозначается -°/oo. Средняя соленость вод Мирового океана 35°/oo. Это означает, что в каждом килограмме морской воды содержится 35 граммов солей (рис. 92). Соленость пресных речных или озерных вод - менее 1°/oo.
Наиболее соленые поверхностные воды имеет Атлантический океан, наименее соленые - Северный Ледовитый (см. табл. 2 в Приложении 1).
Соленость океанов не везде одинакова. В открытой части океанов соленость достигает наибольших значений в тропических широтах (до 37 – 38 °/oo), а в полярнх областях соленость поверхностных океанических вд снижается до 32 °/oo (рис. 93).
Соленость воды в окраинных морях обычно мало отличаются от солености прилегающих частей океана. Вода внутренних морей отличается от воды открытой части океанов по солености: она повышается в морях жаркого пояса с сухим климатом. Например, соленость воды в Красном море - почти 42°/oo. Это самое соленое море Мирового океана.
В морях умеренного пояса, которые принимают в себя большое количество речных вод, соленость ниже средней, например в Черном море – от 17°/oo до 22°/oo, в Азовском - от 10°/oo до 12°/oo.
* Соленость морской воды зависит от атмосферных осадков и испарения, а также течений, притока речных вод, образования льдов и их таяния. При испарении морской воды соленость повышается, при выпадении осадков - уменьшается. Теплые течения несут обычно более соленую воду, чем холодные. В береговой полосе морские воды опресняются реками. При замерзании морской воды соленость возрастает, при таянии людов, наоборот, понижается.
Соленость морской воды изменяется от экватора к полюсам, от открытой части океана к берегам, с возрастанием глубины. Изменения солености охватывают лишь верхнюю толщу воды (до глубины 1500 - 2000 м). Глубже соленость остается постоянной и равна примерно среднеокеанической.
2. Температура вод. Температура океанской воды у поверхности зависит от поступления солнечного тепла. Те части Мирового океана, которые находятся в тропических широтах, имеют температуру + 28 0 С – +25 0 С, а в некоторых морях, например в Красном, температура достигает иногда +35 0 С. Это самое теплое море Мирового океана. В полярных районах температура опускается до - 1,8 0 С (рис.94). При температуре 0 0 С пресная вода рек и озер превращается в лед. Морская же вода не замерзает. Ее замерзанию мешают растворенные вещества. И чем выше соленость морской воды, тем ниже температура ее замерзания.
Рис.94. Температура поверхностных вод Мирового океана
При сильном охлаждении морская вода, как и пресная, замерзает. Образуются морские льды. Они постоянно покрывают большую часть Северного Ледовитого океана, окружают Антарктиду, зимой появляются в неглубоких морях умеренных широт, где летом тают.
*До глубины 200 м температура воды меняется в зависимости от времени года: летом вода более теплая, зимой становится холоднее. Ниже 200 м температура меняется за счет притока течениями более теплых или более холодных вод, а в придонных слоях она может повышаться за счет поступления горячих вод разломов океанической земной коры. В одном из таких источников на дне Тихого океана температура достигает 400 0 С.
Температура вод океанов изменяется и с глубиной. В среднем на каждые 1 000 м глубины температура понижается на 2 0 С. На дне глубоководных впадин температура около 0 0 С.
1. Что называется соленостью морской воды, в чем она выражается? 2. От чего зависит соленость морской воды и как она распределяется в Мировом океане? Чем объясняется такое распределение? 3. Как изменяется температура вод Мирового океана с широтой и глубиной? 4*. Почему в тропических областях соленость достигает наибольших значений для открытой части океана (до 37 - 38°/oo), а в экваториальных широтах соленость значительно ниже?
Практическая работа.
Определите соленость, если в 1 л морской воды растворено 25 г солей.
2*. Высчитайте, сколько соли можно получить из 1 т воды Красного моря.
Конкурс знатоков . На земле есть море, в котором человек может находится на поверхности воды как поплавок (рис. 95). Как называется это море и где оно находится. Почему вода в этом море обладает такими свойствами?
Рис. 95 «Море», в котором могут купаться не умеющие плавать.
Более 96 % водной оболочки планеты Земля занимает Мировой океан, наполненный водными массами, содержащими значительное количество соли. На долю пресноводных рек и озер приходится менее 4%.
Соленость мирового океана - величина, показывающая среднее количество граммов соли в килограмме океанической воды. Это один из важнейших параметров, влияющих на подводный мир. Среднее значение показателя составляет 35 ‰, то есть в килограмме океанической воды содержится 35 граммов соли.
Жидкость в океане обладает горько-соленым вкусом. Отличается от пресной цветом, степенью прозрачности, удельным весом, температурой замерзания, количеством минеральных веществ. По разному взаимодействует с теми или иными веществами.
Достоинства:
Недостатки:
Под соленостью понимается наличие в воде растворенных веществ, обладающих соответствующими свойствами. Соли - вещества, молекулы которых состоят из анионов кислотных оснований (нитраты, сульфаты), соединенных с катионами металлов (калия, натрия). Катионы несут положительный заряд, анионы - отрицательный.
Согласно наиболее распространенной гипотезе, моря и океаны были обогащены солью вследствие ее вымывания из почвы и горных пород. Океаны и моря наполняются жидкостью в основном за счет впадающих в них рек.
В процессе течения по руслу потоки пресной воды соприкасаются с различными породами, из которых вымывают соли и другие вещества, и направляются в океаны. При нагревании от солнечных лучей жидкость испаряется, затем снова попадает в реки, и процесс начинается заново. Покинуть свое местонахождение молекулы соли не могут, так как они не участвуют в процессе испарения. В течение многих миллионов лет минеральные соединения накапливались, и водоемы становились все более солеными.
Существует еще одна гипотеза: моря и океаны не были пресными изначально. В период формирования планеты Земля по причине мощной вулканической активности на поверхность выпадали кислотные дожди, которые наполнили самый первый водоем. Постепенно молекулы кислоты разъедали горные породы и образовывали с ними новые химические соединения - соли, которые постепенно полностью заменили кислоты.
С 1970-х годов для измерений солености ученые наиболее часто пользуются электрическим методом. Ячейки электропроводности опускаются в исследуемую жидкость, их работу фиксируют лабораторные солемеры. На основе такого исследования получают точность измерения до 0,001 ПЕС. Кроме лабораторных, используются более простые методы.
Инструменты, которыми пользуются для измерения растворов:
С помощью этих приборов соленость можно исследовать самостоятельно. Наиболее точным прибором считается рефрактометр.
Измеряется в промилле (‰ ) - это физическая единица, обозначающая количество граммов определенного вещества в килограмме воды. В зависимости от широты, количества впадающих пресных рек, климатических условий и других факторов показатели могут меняться.
Занимает территории обоих земных полушарий. На западе окружен континентами Евразия и Австралия, на востоке граничит с Северной и Южной Америкой, на юге - с Антарктидой. Занимает более 30 % поверхности Земли, его площадь - 178 784 000 км². Объем - 710,36 млн км³, это почти половина общего объема Мирового океана. Рельеф дна очень разнообразен - здесь находится наибольшая часть глубоководных желобов Мирового океана.
Средняя соленость - 34,5 ‰. Максимальные показатели наблюдаются в тропических районах (до 35,6 ‰) вследствие активного испарения жидкости и скудных осадков. На востоке показатели снижаются благодаря холодным течениям. На экваторе параметры также невысокие по причине обильных осадков.
Большая часть Индийского океана находится в южном полушарии. Он граничит с Евразией на севере и северо-востоке, с Африкой - на западе, с частью Южного океана - на юго-востоке. Площадь - 76 174 000 км². Объем - 282,65 км³.
Средняя соленость - 34,8 ‰. Именно здесь, в Красном море и Персидском заливе, наблюдаются наиболее высокие показатели всего мирового океана - 40–41 ‰. Значениям выше 36 ‰ соответствует степень солености водных масс южного тропического пояса и Аравийского моря в северном полушарии. Низкие показатели (30–34 ‰) наблюдаются в Бенгальском Заливе вследствие опреснения воды за счет рек Иравади, Ганг и Брахмапутра.
В арктических и экваториальных районах можно заметить довольно значительную сезонную разницу в солености. Муссонное течение зимой транспортирует водные массы низкой солености с северо-восточных океанических областей и образует вдоль 5° северной широты «язык» пониженного содержания солей, который исчезает в летний период.
Находится на втором месте по величине. Площадь - 106 500 000 км² . Объем - 330,1 км³. На западе граничит с Северной и Южной Америкой, на востоке - с Европой и Африкой, на юге - с Антарктидой.
Степень содержания солей в Атлантическом океане практически такая же, как в Тихом - в среднем 35,4 ‰. Показатели понижены в зонах, расположенных рядом с экватором, из-за обильных осадков (34 ‰) и повышены в области субтропиков и тропиков (<37,25 ‰). Максимальное значение наблюдается в Средиземном море - 39 ‰. Резкое снижение показателей фиксируется в зонах близ устьев рек (Ла-Плата - 18–19 ‰).
Самый маленький в мире океан находится весь целиком в северном полушарии, граничит с Евразией и Северной Америкой. Площадь - 14 750 000 км². Объем - 18,07 км³.
Это океан с самым низким содержанием солей - 32 ‰. Показатель варьируется в зависимости от слоя водных массивов. У поверхности наблюдаются более низкие значения из-за опресняющего влияния рек, стока талых вод и очень малого испарения.
Следующий слой более соленый (до 34,3 ‰ ) за счет слияния верхнего с нижним (37 ‰ и выше), подстилающим промежуточным, источник которого находится в Гренландском море. Глубинный слой характеризуется меньшими значениями (35 ‰) по сравнению с предыдущим, он также переносится из Гренландского моря.
Представляет собой совокупность южных частей океанов, омывающих Антарктиду (Тихого, Атлантического, Индийского). Отсутствуют четкие очертания его границ. Площадь - около 86 000 000 км² (данные разнятся).
Имеет значение и глубина - чем ниже расположен водный слой, тем выше в нем концентрация солей, а поверхностный слой наиболее пресный среди прочих. Все изменения параметра находятся в диапазоне от 33 ‰ до 35 ‰. Образование и таяние ледников является одним из факторов изменения солености.
Уровень солености водных масс непостоянен, показатели меняются, не бывают одинаковыми даже в одной климатической зоне в разные сезоны.
Причины изменений:
Распределение солености воды зависит от глубины. Испаряясь, молекулы воды (H 2 O) покидают океан, но соль не испаряется и остается в оставшемся количестве жидкости. В результате соленость повышается. При выпадении осадков в океане увеличивается количество воды, но содержание минеральных соединений остается прежним. В результате соленость понижается.
В прибрежных районах, где в океан впадает множество пресных рек, соленость понижена. Например, в Каспийском море в дельте Волги показатель составляет 0,3 ‰ , в то время как в открытой части значения составляют 12–13 ‰.
В процессе образования льдов участвует вода, но не соль. Поэтому ледники содержат в себе именно пресноводные запасы. При образовании льда молекулы солей остаются в незамерзшей жидкости и тем самым повышают ее соленость. В период таяния, напротив, показатель понижается вследствие увеличения количества воды.
Соленость меняется в зависимости от течений - теплые увеличивают ее, холодные - понижают. Кроме этого, на показатели оказывает влияние глубина: чем она ниже, тем вода более пресная.
В 18 веке океанические воды изучал Михаил Васильевич Ломоносов. Позже, в 19 веке, имеющиеся данные обогатились исследованиями Ивана Федоровича Крузенштерна и Юрия Федоровича Лисянского, участвовавших в океанографической экспедиции.
Более подробные исследования проводил Э. X. Ленц (1804-1865). С помощью изобретенного им же самим барометра ученый изучил глубинные образцы воды. Он опровергнул господствовавшее ранее утверждение о том, что на территориях близ экватора соленость более высокая по сравнению с другими областями. Ленц доказал, что в этих районах плотность вод и концентрация солей ниже, чем на территориях с субтропическим климатом. Способы и инструменты исследования, изобретенные этим ученым, применяются и в наши дни.
С 1881 года океанографией занялся еще один русский исследователь С. О. Макаров. Он занимался изучением мирового океана и, в частности, вопросами, касающимися черноморских водных масс. Макаров раскрыл механизм встречных (поверхностного и глубинного) течений Босфора, применив для этого ряд оригинальных приемов. Полученные данные пролили свет на многие особенности гидрологического режима и палеогеографии Черного моря. Кроме этого, ученый составил карту течений Тихого океана.
В 19-20 веках исследования продолжил Юлий Михайлович Шокальский. Благодаря своим научным трудам, ученый смог окончательно выделить океанографию как отдельную науку.
Температура в подавляющей части Мирового океана постоянная и составляет от 0 до +2 °С (океаническая вода замерзает не при 0 °С, а при -2 °С из-за высокого содержания соли). Но на глубине выше 2 км от поверхности этот параметр может меняться.
Факторы, влияющие на изменение температуры:
Температура воды повышается по мере приближения к экватору.
Температура замерзания соленой воды в среднем на 2 градуса Цельсия ниже пресной. Плотность ее тоже выше, 1 литр морской жидкости на 25 граммов тяжелее пресной. Благодаря этому в ней легче держаться на плаву, вода как бы выталкивает тело вверх. В океане водные массы богаче по составу, в них содержится до 60 химических соединений.
Морская вода испаряется дольше, чем пресная. Молекулам жидкости необходимо сначала отделиться от солевого окружения. После этого вода сможет перейти в газообразное состояние. На процесс разделения требуется определенное количество времени.
Условия существования обитателей рек и морей отличаются, имеют свои особенности. Не все океанские организмы смогут выжить в пресноводных реках и озерах.
Людям нельзя пить соленую морскую жидкость в больших количествах, так как в организме может нарушиться водно-солевой баланс и осмотическое давление (избыточное гидростатическое
Мертвое море - самое соленое на Земле. Здесь показатели достигают 270 ‰. Водоем находится рядом с территориями Израиля и Иордании. Плотность жидкости равна 1,3–1,4 г/м³, что сводит возможность утонуть практически к нулю. Пресной считается вода, соленость которой менее 1‰
. Наименее соленое море (7‰) - Балтийское. Соленая вода может замерзнуть, только если она находится вблизи поверхности или немного ниже нее расположен более соленый слой. В северных морях рыбы не замерзают благодаря содержащимся в крови особым белкам, которые мешают превращению воды в лед. Вода Каспийского моря тоже является соленой, но по своему составу сильно отличается от морской, однако пить ее тоже нельзя. Набор полезных минеральных веществ в ней тоже не такой большой. Водоем замкнутый и не слишком глубокий, поэтому его можно отнести к озерам. Здесь хорошо развито рыболовство и ведется добыча морепродуктов в промышленных масштабах.
Посещая соленые озера России, можно увидеть «космические» ландшафты берегов таких водоемов, на них практически отсутствует растительность. С помощью этой воды лечатся заболевания кожи и дыхательных путей. Большинство водоемов находится на границе с Казахстаном, в сильно засушливых местах. Самые известные соленые озера на территории России:
Посмотрите видео, в котором даны объяснения, почему в море вода соленая.
общее количество всех твердых минеральных веществ в граммах, растворенных в 1 кг морской воды. Выражается в тысячных долях - промилле, обозначаемых о/оо. Определяется путем гидрохимического анализа проб воды или по электропроводности морской воды. Соленость поверхностного слоя океана зависит от соотношения между процессом испарения морской воды и количеством атмосферных осадков: испарение увеличивает, а осадки уменьшают содержание солей. В прибрежных районах на соленость большое влияние оказывает речной сток, а в полярных районах - процессы образования и таяния льда. При замерзании воды и нарастании морского льда часть солей стекает в воду и соленость увеличивается; при таянии морских льдов и айсбергов она уменьшается. В формировании поля солености участвуют также перемешивание вод (диффузия) и адвекция солей течениями. Соленость глубинных и придонных вод определяется исключительно этими 2 процессами, так как внутренних источников и стоков солей на глубинах и у дна океана нет. Влияние биохимических процессов на соленость ничтожно мало. В океанах вдали от берегов соленость меняется от 29 до 38о/оо. Высокая соленость наблюдается в поверхностных водах тропических широт, где испарение значительно преобладает над осадками. Вода с наиболее высокой соленостью (до 37,9°/оо) формируется в Атлантическом океане в зоне Азорского антициклона. В экваториальной зоне океанов, где часты сильные ливневые осадки, соленость понижена (34-35°/оо). В умеренных широтах она в сравнительно равна 34°/оо. Самая низкая соленость океанских вод - до 29°/оо наблюдается летом среди тающих льдов в Северном Ледовитом океане. Соленость глубинных и придонных вод в океанах примерно 34,5 - 34,9°/оо, и ее распределение определяется циркуляцией вод Мирового океана. Средняя величина солености Мирового океана равна 34,71°/ оо (Атлантического- 35,3, Тихого - 34,85, Индийского - 34,87°/оо). В прибрежных районах океанов со значительным речным стоком (Рио- де-Ла Плата, эстуарии Амазонки, Святого Лаврентия, Нигера, Оби, Енисея и др.) соленость может быть значительно меньше средней солености и равняться всего 15-20°/оо. Соленость вод в средиземных морях может быть как меньше, так и больше солености океанских вод. Так, соленость поверхностных вод в Черном море 16-18°/оо, в Азовском 10-12°/оо, Балтийском 5- 8°/оо. В Средиземном и Красном морях, где испарение значительно превышает осадки, соленость достигает 39 и 42°/оо соответственно. Соленость вместе с температурой определяет плотность морской воды, от которой зависят осадка судна, распространение звука в воде и многие другие физические характеристики воды. Соленость в ряде случаев определяет особенности технического использования морской воды (питание паровых котлов, опреснительных установок и др.). Соленость влияет на развитие жизни в море. В некоторых районах Мирового океана поведение рыб, а следовательно, их уловы находятся в зависимости от изменений солености воды.
Геологическая деятельность океанов и морей
Особенности рельефа океанического дна
Разрушительная и аккумулятивная деятельность моря
Осадконакопление в морях и океанах
Общие сведения о Мировом Океане
Океан – непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и обладающая общностью солевого состава. Мировой Океан составляет 94% гидросферы и занимает 70,8% земной поверхности. Он представляет собой гигантские депрессии земной поверхности, вмещающие основной объём гидросферы – около 1,35 км 3 . Части Мирового Океана, обособленные сушей или возвышениями подводного рельефа и отличающиеся от открытой части океана гидрологическим, метеорологическим и климатическим режимом называют морями . Условно морями называют также некоторые открытые части океанов (Саргассово море) и крупные озёра (Каспийское море). С геологической точки зрения современные моря являются молодыми образованиями: все они определились в очертаниях, близких к современным, в палеоген-неогеновое время, и окончательно оформились в антропогене. Формирование глубоких морей связано с тектоническими процессами, мелководные моря обычно возникли при затоплении водами Мирового океана окраинных частей материков (шельфовые моря). Затопление этих участков могло быть обусловлено двумя причинами: 1) поднятием уровня Мирового Океана (вследствие таяния четвертичных ледников) или 2) погружением земной коры.
Солёность и состав морских вод. Средняя солёность вод Мирового Океана составляет около 35 г/кг (или 35 ‰ - 35 промилле). Однако, это величина в разных частях Мирового Океана различна и зависит от степени связи с открытым океаном, климата, близости устьев крупных рек, таяния льдов и т.д.: в Красном море солёность достигает 42‰, тогда как в Балтийском она на превышает 3-6‰. Максимальная солёность отмечается в отделённых от моря лагунах и заливах, расположенных в аридных областях. Ещё одной причиной аномально высокой солёности может являться поставка солей с горячими водными растворами, что наблюдается в районах с активным тектоническим режимом; в некоторых придонных участках Красного моря, где выходят термальные рассолы, солёность достигает 310‰. Минимальная солёность характерна для морей, имеющих затруднённую связь с океаном и получающих значительное количество речных вод (солёность Чёрного моря 17-18‰), и акваторий вблизи устьев крупных рек.
Морская вода представляет собой раствор, содержащий более 40 химических элементов. Источниками солей служат речной сток и соли, поступающие в процессе вулканизма и гидротермальной деятельности, а также при подводном выветривании горных пород – гальмиролизе. Общая масса солей составляет около 49,2*10 15 т, этой массы достаточно, чтобы при испарении всех океанских вод поверхность планеты покрылась слоем слои толщиной 150 м. Наиболее распространёнными анионами и катионами в водах являются следующие (в порядке убывания): среди анионов Cl - , SO 4 2- , HCO 3 - , среди анионов Na + , Mg 2+ , Ca 2+ . Соответственно, в пересчёте на слои наибольшее количество приходится на NaCl (около 78%), MgCl 2 , MgSO 4 , CaSO 4 . В солевом составе морской воды преобладают хлориды (в то время как в речной больше карбонатов). Примечательно, что по химическому составу морская вода очень схожа с соляным составом крови человека. Соленый вкус воды зависит от содержания в ней хлористого натрия, горький вкус определяет хлористый магний, сульфаты натрия и магния. Слабощелочная реакция морской воды (pH 8,38-8,40) определяется преобладающей ролью щелочных и щелочноземельных элементов - натрия, кальция, магния, калия.
В водах морей и океанов растворено и значительное количество газов. Преимущественно это азот, кислород и СО 2 . При этом газовый состав морских вод несколько отличается от атмосферного - в морской воде, например, содержатся сероводород и метан.
Больше всего в морской воде растворено азота (10-15 мл/л), который, в силу своей химической инертности не участвует и не оказывает существенно влияния процессы осадконакопления и биологические процессы. Его усваивают только азото-фиксирующие бактерии, способные переводить свободный азот в его соединения. Поэтому по сравнению с другими газами содержание растворенного азота (а также аргона, неона и гелия), мало изменяется с глубиной и всегда близко к насыщению.
Кислород, поступающий в воды в процессе газового обмена с атмосферой и при фотосинтезе. Является весьма подвижным и химически активным компонент морских вод, поэтому его содержание весьма различным – от значительного до ничтожно малого; в поверхностных слоях океана его концентрация колеблется обычно от 5 до 9 мл/л. Поступление кислорода в глубинные океанические слои зависит от скорости его потребления (окисление органических компонентов, дыхание и пр.), от перемешивания вод и переноса их течениями. Растворимость кислорода в воде зависит от температуры и солености, в целом она уменьшается с повышением температуры, чем объясняется его низкое содержание в приэкваториальной зоне и более высокое в холодных водах высоких широт. С увеличением глубины содержание кислорода снижается, достигая значений 3,0-0,5 мл/л в слое кислородного минимума.
Углекислый газ содержится он в морской воде в незначительных концентрациях (не более 0,5 мл/л), но суммарное содержание двуокиси углерода примерно в 60 раз превосходит её количество в атмосфере. При этом играет важнейшую роль в биологических процессах (являясь источником углерода при построении живой клетки), влияет на глобальные климатические процессы (участвуя в газовом обмене с атмосферой), определяет особенности карбонатного осадконакопления. В морской воде оксиды углерода распространены в свободном виде (СО 2), в форме угольной кислоты и в форме аниона НСО 3– . В целом содержание СО 2 , также как и кислорода, уменьшается с повышением температуры, поэтому его максимальное содержание отмечается в холодных водах высоких широт и в глубинных зонах толщи вод. С глубиной концентрация СО 2 увеличивается, так как уменьшается его потребление при отсутствии фотосинтеза и увеличивается поступление оксида углерода при разложении органических остатков, особенно в слое кислородного минимума.
Сероводород в морской воде в значительном количестве отмечается водоемах с затрудненным водообменном (известным примером «сероводородного заражения» служит Чёрном море). Источниками сероводорода могут служить гидротермальныме воды, поступающие из глубин на дно океана, восстановление сульфатредуцирующими бактериями сульфатов при разложении мертвого органического вещества, выделение при гниении серосодержащих органических остатков. Кислород довольно быстро реагирует с сероводородом и сульфидами, окисляя их в конечном счете до сульфатов.
Важным для процессов океанского осадконакопления является растворимость карбонатов в морской воде. Кальция в морской воде содержится в среднем 400 мг/л, но огромное его количество связано в скелетах морских организмов, растворяющихся при отмирании последних. Поверхностные воды, как правило, насыщены по отношению к карбонату кальция, поэтому он не растворяется в верхней части водной толщи сразу после отмирания организмов. С глубиной воды становятся все более недосыщенными карбонатом кальция, и в итоге скорость на некоторой глубине скорость растворения карбонатного вещества равняется скорости его поступления. Этот уровень назван глубиной карбонатной компенсации . Глубина карбонатной компенсации варьирует в зависимости от химического состава и температуры морской воды в среднем составляя 4500 м. Ниже этого уровня карбонаты накапливаться не могут, что определяет смену существенно карбонатных осадков некарбонатными. Глубина, где концентрация карбонатов равна 10% от сухого вещества осадка называют критической глубиной карбонатонакопления (carbonate compensation depth ).
Особенности рельефа океанического дна
Шельф (или материковая отмель ) – слабонаклонённая выровненная часть подводной окраины континентов, прилегающая к берегам суши и характеризующаяся общим с ней геологическим строением. Глубина шельфа обычно до 100-200 м; ширина шельфа составляет от 1-3 км до 1500 км (шельф Баренцева моря). Внешняя граница шельфа очерчена перегибом рельефа дна - бровкой шельфа.
Современные шельфы в основном сформированы в результате затопления окраин континентов при подъёме уровня Мирового океана вследствие таяния ледников, а также из-за погружений участков земной поверхности, связанных с новейшими тектоническими движениями. Шельф существовал во все геологические периоды, в одни из них резко разрастаясь в размерах (например, в юрское и меловое время), в другие, занимая небольшие площади (пермь). Современная геологическая эпоха характеризуется умеренным развитием шельфовых морей.
Материковый склон является следующим из основных элементов подводной окраины материков; он расположен между шельфом и материковым подножием. Характеризуется более крутыми уклонами поверхности по сравнению с шельфом и ложем океана (в среднем 3-5 0 , иногда до 40 0) и значительной расчленённостью рельефа. Типичными формами рельефа являются ступени, параллельные бровке и основанию склона, а также подводные каньоны, обычно берущие начало ещё на шельфе и протягивающиеся до материкового подножия. Сейсмическими исследованиями, драгированием и глубоководным бурением установлено, что по геологическому строению материковый склон, как и шельф, представляет собой непосредственное продолжение структур, развитых на прилегающих участках материков.
Материковое подножие представляет собой шлейф аккумулятивных отложений, возникший у подножия материкового склона за счёт перемещения материала вниз по склону (путём мутьевых потоков, подводных оползней и обвалов) и осаждения взвеси. Глубина материкового подножия достигает 3,5 км и более. Геоморфологически оно представляет собой наклонную холмистую равнину. Аккумулятивные отложения, образующие материковое подножие, обычно наложены на ложе океана, представленное корой океанического типа, или располагаются частично на континентальной, частично на океанической коре.
Далее располагаются структуры, образованные на коре океанического типа. Крупнейшими элементами рельефа океанов (и Земли в целом) являются ложе океана и срединно-океанические хребты. Ложе океана хребтами, валами и возвышенностями делится на котловины, дно которых занято абиссальными равнинами. Эти области характеризуются стабильным тектоническим режимом, низкой сейсмической активностью и равнинным рельефом, что позволяет рассматривать их как океанские плиты –талассократоны . Геоморфологически эти области представлены абиссальными (глубоководными) аккумулятивными и холмистыми равнинами. Аккумулятивные равнины имеют выровненную поверхность слабонаклонную поверхность и развиты преимущественно по периферии океанов в областях значительного поступления осадочного материала с континентов. Их формирование связано с приносом и накоплением материала суспензионными потоками, что и определяет присущие им особенности: понижение поверхности от материкового подножия в сторону океана, наличие подводных долин, градационная слоистость осадков, выровненный рельеф. Последняя особенность определяется тем, что, продвигаясь вглубь океанских котловин, осадки погребают первичный расчленённый тектонический и вулканический рельеф. Холмистые абиссальные равнины отличаются расчленённым рельефом и небольшой мощностью осадков. Эти равнины типичны для внутренних частей котловин, удалённых от берегов. Важным элементом рельефа этих равнин являются вулканические поднятия и отдельные вулканические постройки.
Ещё одним элементом мегарельефа служат срединно-океанические хребты , представляющие собой мощную горную систему, протягивающуюся через все океаны. Общая протяжённость срединно-океанических хребтов (СОХ) более 60000 км, ширина 200-1200 км, высота 1-3 км. В некоторых районах вершины СОХ образуют вулканические острова (Исландия). Рельеф расчленённый, формы рельефа ориентированны преимущественно параллельно протяжению хребта. Осадочный чехол маломощный, представленный карбонатными биогенными илами и вулканогенными образованиями. Возраст осадочных толщ удревняется по мере удаления от осевых частей хребта; в осевых зонах осадочный покров отсутствует или представлен современными отложениями. Области СОХ характеризуются интенсивным проявлением эндогенной активности: сейсмичностью, вулканизмом, высоким тепловым потоком.
Зоны СОХ приурочены к границам раздвижения литосферных плит, здесь протекает процесс формирования новой океанической коры за счёт поступающих мантийных расплавов.
Особого внимания заслуживают зоны перехода от континентальной к океанической коре – окраины континентов. Выделяют два типа континентальных окраин: тектонически активные и тектонически пассивные.
Пассивные окраины представляют собой непосредственное продолжение континентальных блоков, затопленное водами морей и океанов. Они включают в себя шельф, континентальный склон и континентальное подножие и характеризуются отсутствием проявлений эндогенной активности. Активные окарины приурочены к границам литосферных плит, вдоль которых происходит поддвигание океанических плит под континентальные. Эти окарины характеризуются активной эндогенной активностью, к ним приурочены области сейсмической активности и современного вулканизма. Среди активных окарин по строению выделяются два основных типа: западно-тихоокеанский (островодужный) и восточно-тихоокеанский (андский). Основными элементами окраин западно-тихоокеанского типа служат глубоководные желоба, вулканические островные дуги и окраинные (или междуговые) морские бассейны. Область глубоководного желоба соответствует границе, на которой происходит поддвигание плиты с корой океанского типа. Плавление части погружающейся плиты и расположенных выше пород литосферы (связанное с поступлением воды в составе погружающееся плиты, резко понижающей температуру плавления пород) приводит к образованию магматических очагов, из которых происходит поступление на поверхность расплавов. За счёт активного вулканизма, образуются вулканические острова, протягивающиеся параллельно границе погружения плиты. Окраины восточно-тихоокеанского типа отличаются отсутствием вулканических дуг (вулканизм проявлен непосредственно на окраине суши) и окраинных бассейнов. Глубоководный желоб сменяется крутым континентальным склоном и узким шельфом.
Разрушительная и аккумулятивная деятельность моря
Абразия (от лат. « abrasion» – соскабливание, сбривание ) – процесс разрушения пород волнами и течениями. Абразия наиболее интенсивно протекает у самого берега под действием прибоя.
Разрушение горных пород берега слагается из следующих факторов:
· удар волны (сила которого достигает при штормах 30-40 т/м 2);
· абразивное действие обломочного материала, приносимого волной;
· растворение пород;
· сжатие воздуха в порах и полостях породы во время удара волн, которое приводит к растрескиванию пород под воздействием высокого давления;
· термоабразия, проявляющаяся в протаивании мёрзлых пород и ледяных берегов, и другие виды воздействия на берега.
Воздействие процесса абразии проявляется до глубины нескольких десятков метров, а в океанах до 100 м и более.
Воздействие абразии на берега приводит к формированию обломочных отложений и определённых форм рельефа. Процесс абразия протекает следующим образом. Ударяя о берег, волна постепенно вырабатывает в его основании углубление –волноприбойную нишу , над которой нависает карниз. По мере углубления волноприбойной ниши под действием силы тяжести карниз обрушивается, обломки оказываются у подножия берега и под действием волн превращаются в песок и гальку.
Образовавшийся в результате абразии обрыв или крутой уступ называют клиф . На месте отступающего обрыва формируетсяабразионная терраса , или бенч (англ. «bench» ), состоящая из коренных пород. Клиф может граничить непосредственно с бенчем или отделяться от последнего пляжем. Поперечный профиль абразионной террасы имеет вид выпуклой кривой с малыми уклонами у берега и большими у основания террасы. Образующийся обломочный материал уносится от берега, образуя подводные аккумулятивные террасы .
По мере развития абразионных и аккумулятивных террас волны оказываются на мелководье, забуруниваются и теряют энергию не доходя до коренного берега, из-за этого процесс абразии прекращается.
В зависимости от характера протекающих процессов берега можно разделить на абразионные и аккумулятивные.
А, Б, В - различные стадии отступания берегового обрыва, разрушаемого абразией; А 1 , Б 2 , В 3 - различные стадии развития подводной аккумулятивной террасы.
Волны осуществляют не только разрушительную работу, но и работу по перемещению и аккумуляции обломочного материала. Набегающая волна выносит гальку и песок, которые остаются на берегу при отступании волны, так образуются пляжи. Пляжем
(от франц. «plage» - отлогий морской берег
) называют полосу наносов на морском побережье в зоне действия прибойного потока. Морфологически выделяются пляжи полного профиля, имеющие вид пологого вала, и пляжи неполного профиля, представляющие собой наклонённое в сторону моря скопление наносов, примыкающее тыльной стороной к подножию берегового обрыва. Пляжи полного профиля характерны для аккумулятивных берегов, неполного – преимущественно для абразионных берегов.
При забурунивании волн на глубинах в первые метры, отлагаемый под водой материал (песок, гравий или ракуша) образует подводный песчаный вал . Иногда подводный аккумулятивный вал, разрастаясь, выступает над поверхностью воды, протягиваясь параллельно берегу. Такие валы называются барами (от франц. «barre» - преграда, отмель ).
Формирование бара может приводить к отделению прибрежной части морского бассейна от основной акватории – образуются лагуны. Лагуна (от лат. «lacus» - озеро ) представляет собой неглубокий естественный водный бассейн, отделённый от моря баром или соединяющийся с морем узким проливом (или проливами). Основной особенностью лагун является отличие солёности вод и биологических сообществ.
Осадконакопление в морях и океанах
В морях и океанах накапливаются различные осадки, которые по происхождению можно разделить на следующие группы:
· терригенные, образующиеся за счет накопления продуктов механического разрушения горных пород;
· биогенные, формирующиеся за счёт жизнедеятельности и отмирания организмов;
· хемогенные, связанные с выпадением из морской воды;
· вулканогенные, накапливающиеся в результате подводных извержений и за счёт принесённых с суши продуктов извержений;
· полигенные, т.е. смешанные осадки, образующиеся за счёт материала разного происхождения.
В целом, вещественный состав донных осадков определяется следующими факторами:
· глубиной области осадконакопления и рельефом дна;
· гидродинамическими условиями (наличием течений, влиянием волновой деятельности);
· характером поставляемого осадочного материала (определяемого климатической зональностью и удалённостью от континентов);
· биологической продуктивностью (морские организмы извлекают из воды минеральные вещества и поставляют их на дно после отмирания (в виде раковин, коралловых построек и пр.));
· вулканизмом и гидротермальной деятельностью.
Одним из определяющих факторов является глубина, позволяющая выделять несколько зон, отличающихся особенностями осадконакопления. Литораль (от лат. «litoralis» - береговой) - пограничная полоса между сушей и морем, регулярно затопляемая во время прилива и осушаемая при отливе. Литораль представляет собой зону морского дна, расположенную между уровнями самого высокого прилива и самого низкого отлива. Неритовая зона соответствует глубинам шельфа (от греч. «erites» - морской моллюск). Батиальная зона (от греч. «глубокий») примерно соответствует области континентального склона и подножия и глубинам 200 – 2500 м. Эта зона характеризуется следующими экологическими условиями: значительное давление, почти полное отсутствие света, незначительные сезонные колебания температуры и плотности воды; в составе органического мира преобладают представители зообентоса и рыбы, растительный мир весьма беден из-за отсутствия света.Абиссальная зона (от греч. «бездонный») соответствует морским глубинам более 2500 м, что отвечает глубоководным котловинам. Воды этой зоны характеризуются относительно слабой подвижностью, постоянно низкой температурой (1-2 0 C, в полярных областях ниже 0 0 C), постоянной солёностью; здесь полностью отсутствует солнечный свет и достигаются огромные давления, что определяют своеобразие и бедность органического мира. Участки, глубиной более 6000 м обычно выделяют какультраабиссальные зоны , соответствующие наиболее глубоким участкам котловин и глубоководным желобам.
