Гидрология океанов и морей. Природные ресурсы Мирового океана, их использование и охрана

Основными структурными частями Мирового океана являются океаны (их четыре - Тихий или Великий, Атлантический, Индийский и Северный ледовитый) и моря. Мировой океан занимает 71% поверхности Земли. Моря представляют из себя обособленные части океанов Различаются следующие типы морей: средиземные, расположен­ные в геосинклинальных областях между различными материками (Средиземное, Красное, Карибское море с Мексиканским заливом, его также называют Американским сре­диземным морем и др.); внутренние, лежащие внутри материков, т. е. окруженные почти со всех сторон сушей (Балтийское, Белое, Черное, Мраморное); полузамкнутые (Бе­рингово, Северное, Охотское, Жел­тое, Андаманское, Японское); от­крытые (Баренцево, Карское, Лап­тевых, Росса, Аравийское, Коралло­вое); межостровные (Яванское, Це­лебесское, Сулу, Банда).

Рельеф морскогодна. Между рельефом суши и рельефом мор­ского дна много общего. На морском дне есть равнины, высокие плоскогорья и горные страны. Рельеф дна недоступен непосредственным наблюдениям, он изучается путем промеров отдельных точек и последующей интерполяции.

Различают следующие морфологические элементы рельефа дна морей и океанов.

Материковая отмель, или шельф — мелководная часть, окайм­ляющая материк с глубинами от 0 до 200 м. Ширина отмели колеблется от нескольких до многих сотен километров.

Материковый, или береговой, склон — область глубин от 200 до 2500 м. Угол падения склона около 4—7° (иногда 14—15° и более).

Ложе океана — обширные пространства с глубинами 2500— 6000 м. На долю этой части дна океана приходится более 80% его площади.

Иначе эти три части океанического дна называют: литораль, батиаль и абиссаль.

Пучины, впадины или абиссальные желоба — области с глуби­нами более 6000 м.

Для рельефа дна всех океанов характерно следующее: 1) центральные части чаще всего заняты поднятиями, имеющими харак­тер подводных горных хребтов, подобных хребтам суши; 2) самые глубокие места обычно находятся вблизи материков или архи­пелагов.

Грунты морского дна. На дне морей и океанов накапливаются отложения ила. Для разных частей Мирового океана характерны свои специфические илы.

В зоне материковой отмели накапливаются частицы, принесен­ные с материков. Они называются континентальными или терригенными отложениями. Глубины в 1000—5000 м почти лишены частиц континентального происхождения. Там главную роль играют илы органического происхождения — остатки микроскопических растений и раковин морских животных. Это так называемые глобигериновый и птероподовый илы.

На больших глубинах в тропических морях и океанах широко распространен радиоляриевый ил, состоящий из кремневых скеле­тов радиолярий. В арктических морях господствует диатомовый ил (из скелетов диатомовых водорослей).

Физические свойства морской воды. Соленость. Многочис­ленные ручьи и реки несут в океан растворы солей. Совершая кру­гооборот, вода испаряется из океанов, а соли остаются. Таким образом, океан служит местом скопления растворенных солей.

Соотношение солей в морской воде постоянно, оно регулируется главным образом жизнедеятельностью организмов.

Среди солей морской воды преобладают хлориды (NaCI 77,8%, MgCla 10,9%), меньше доля сульфатов (MgS0₄ 4,7%, CaS0₄ 3,6%, K2SO4 2,4%), еще меньше карбонатов (СаСОз 0,3%) и бромистых солей (MgBr₂ 0,2%). Кроме того, в состав морской воды входят еще до 30 различных веществ, составляющих вместе не более 0,1 %. Вкус морской воды горько-соленый из-за преобладания в ней поваренной соли (NaCl) и солей магния (MgCb, MgS0₄)..

Средней соленостью морской воды считается 35%о (35 г на 1 л). Соленость влияет на многие физические свойства морской воды (плотность, электропроводность, скорость звука, температуру льдо­образования).

Цвет и прозрачность. Небольшой слой морской воды кажется прозрачным и бесцветным, но в большом слое хорошо заметен ее нежно-голубой цвет.

Температура. Температура морской воды в общем соот­ветствует широте местности. Однако в жарком поясе на поверх­ности океанов она повышается к западу, а в умеренном поясе — к востоку. Такое смещение температур связано с морскими тече­ниями (рис. 119).

Температура воды на поверхности морей зависит также от кли­мата окружающих территорий.

Замерзание морской воды. Если пресная вода замерзает при 0°, то морская — при более низких температурах. Чем выше соле­ность, тем ниже температура замерзания. Вода соленостью 35%о замерзает при —1,9°, соленостью 40°/₀о—при —2,2° и т. д.

Процесс замерзания морей проходит ряд стадий. Образующиеся вначале кристаллы льда слипаются в белую рыхлую массу — ледя­ное сало, или шугу. Смерзаясь, сгустки «сала» образуют отдель­ные льдины округлой формы — «блинчатый лёд». По мере его смер­зания возникает сплошной ледяной покров, называемый ледяными полями. В полярных морях ледяные поля под влиянием ветра часто надвигаются друг на друга, образуя нагромождения — торосы. Границы замерзания морей и океанов в обоих полушариях очень извилисты. Они зависят от морских течений, системы ветров и т. д. Так, Норвежское море благодаря теплому течению Гольфстрим не замерзает до 78° с. ш., а Каспийское море в связи с континен-тальностью климата замерзает под 45° с. ш. Среди льдов полярных морей замечательны айсберги — громад­ные обломки материкового льда, сползающего в море.

У берегов Антарктиды отмечены айсберги длиной свыше 100 км, возвышающиеся над водой на 100 м и больше. Видимая, надводная часть айсберга незначитльна. Айсберг может двигаться против ветра, повинуясь течению воды, в которую погружена его подводная часть. Большие айсберги плавают десят­ками лет, прежде чем попадают в теплые моря и растаивают.

Лед айсберга пресный, так как образуется из снега.

Динамика морской воды. Моря и океаны никогда не бывают спокойными. Колебательные и поступательные движения воды происходят не только на поверхности, но и на глубине. Новейшие исследования показали, что на глубине до 1500 м существуют мощные течения со скоростью до 5—6 км/ч. Установлено также, что на всех глубинах, в том числе и в глубо­чайших впадинах, воды перемешиваются.

Волны. Главной причиной образования волн является ветер. Каждое возвышение на поверхности воды и соседнее с ним углуб­ление составляют одну волну. В волне различают сле­дующие элементы: вершину (гребень) — самую высокую точку; подошву — самую низкую точку; высоту — вертикальное расстояние от подошвы до гребня; длину — расстояние между гребнями или подошвами двух следующих друг за другом волн — и склоны. При устойчивом ветре склоны волны асимметричны. Наветренный склон, испытывающий давление ветра, всегда более пологий, а под­ветренный — крутой.

Самые мелкие волны, вызываемые ветром, который захватывает только верхнюю пленку воды, называются рябью. Чем устойчивее и сильнее ветер, тем больше волны. Однако величина волн зависит не только от ветра, но и от размеров открытой водной поверхности. При очень сильном ветре гребни волн срываются, раздробляясь в белую пену («барашки»). Когда шторм утихает, море долго не успокаивается. Но без ветра волны не имеют уже острых гребней, высота их постепенно уменьшается. Такое состояние называется зыбью.

Кроме ветровых волн, в океанах возникают волны от землетря­сений и извержения вулканов. Высота их достигает 30 м при длине в несколько сот километров и скорости до 200 м/с. Обрушиваясь на берег, такие волны производят страшные опустошения на при­брежных низменностях. Это цунами.

Под влиянием неодинакового атмосферного давления на разные части поверхности моря, залива, озера или при сгонах воды возникают стоячие волны, или сейши.

Прибой. Приближаясь к берегу, волна ведет себя по-разному в зависимости от формы берега. Набегая на пологий берег, она тормозится о грунт, длина ее уменьшается, а высота увеличивается. Верхняя часть волны, двигаясь быстрее, опрокидывается и рассы­пается пенистым гребнем. Если вспенивание происходит вдали от берега, где-либо на мелко­водьях, оно называется буруном. В тех случаях, когда большие глубины подходят к самому бере­гу, волна не испытывает тормо­жения и со всей силой ударяется о скалы; это прибой. Во время прибоя сила удара такова, что волна взбрасывается вверх до 30—60 м.

Морские течения. Морские течения — это горизонтальные перемещения воды на большие расстояния. Основной причиной морских течений является ветер, дующий в одном направлении. Морские течения, образованные ветром, называются ветровыми или дрейфовыми. На втором месте по количеству и значению после дрейфовых стоят компенсационные течения. Они возмещают, компенсируют убыль воды в какой-либо части океана. Компенсационные течения обусловлены дрейфовыми.

Морские течения подразделяются на теплые, холодные и ней­тральные. Теплыми считаются течения, которые несут воду более теплую, чем вода района, куда они приходят. Обычно теплыми являются течения, которые идут от экватора к полюсам. Холодные течения, идущие из высоких широт к экватору, несут туда более холодную воду. Нейтральные течения, как правило, широтного направления. Почти вся поверхность Мирового океана имеет течения разных направлений и мощности. Течения эти не случайны, а подчинены общей закономерности.

Началом всех поверхностных течений в Мировом океане можно считать пассаты, которые непрерывно дуют со скоростью 30— 40 км/ч. Северо-восточный пассат образует Северное Экваториаль­ное течение, а юго-восточный— Южное Экваториальное течение.