Какви са водите на океаните? хидросфера
Отдавна е известно, че океанските води покриват по-голямата част от повърхността на нашата планета. Те представляват непрекъсната водна обвивка, която представлява повече от 70% от цялата географска равнина. Но малко хора смятат, че свойствата на океанските води са уникални. Те оказват огромно влияние върху климатичните условия и икономическите дейности на хората.
Свойство 1. Температура
Океанските води са способни да съхраняват топлина. (дълбочина около 10 см) улавя огромно количество топлина. Когато се охлажда, океанът загрява долната атмосфера, като прави средната температура на земния въздух + 15 ° C. Ако нямаше океани на нашата планета, средната температура едва би достигнала -21 ° C. Оказва се, че благодарение на способността на Световния океан да акумулира топлина, получихме удобна и уютна планета.
Температурните свойства на океанските води рязко се променят. Нагрятият повърхностен слой постепенно се смесва с по-дълбоки води, в резултат на което се наблюдава рязък спад на температурата на дълбочина от няколко метра, а след това постепенно намаляване до самото дъно. Дълбоките води на Световния океан имат приблизително същата температура, измерванията под три хиляди метра обикновено показват от +2 до 0 ° C.
Що се отнася до повърхностните води, тяхната температура зависи от географската ширина. Сферичната форма на планетата определя слънчевите лъчи към повърхността. По-близо до екватора, слънцето отделя повече топлина от полюсите. Така например, свойствата на океанските води на Тихия океан директно зависят от показателите за средна температура. Повърхностният слой има най-високата средна температура, която е повече от +19 ° C. Това не може да засегне околния климат и подводната флора и фауна. Следва повърхностните води на които средно се затоплят до 17,3 ° C. Тогава Атлантика, където тази цифра е 16,6 ° C. А най-ниските средни температури са в Северния ледовит океан - около +1 ° C.
Свойство 2. Соленост
Какви други свойства на океанските води се изучават от съвременните учени? те се интересуват от състава на морската вода. Океанската вода е коктейл от десетки химически елементи и солите играят важна роля в нея. Солеността на океанските води се измерва в ppm. Определете го с икона „‰“. Пермил означава хилядна част от числото. Счита се, че литър океанска вода има средна соленост 35 ‰.
При изследването на Световния океан учените многократно са се питали какви са свойствата на океанските води. Едни и същи ли са навсякъде в океана? Оказва се, че солеността, подобно на средната температура, не е равномерна. Индикаторът се влияе от редица фактори:
- валежи - дъжд и сняг значително понижават общата соленост на океана;
- отток на големи и малки реки - солеността на океаните, измиващи континентите с голям брой дълбоки реки, е по-ниска;
- образуване на лед - този процес увеличава солеността;
- топене на лед - този процес понижава солеността на водата;
- изпарение на водата от океанската повърхност - солите не се изпаряват с водите и солеността се увеличава.
Оказва се, че различната соленост на океаните се обяснява с температурата на повърхностните води и климатичните условия. Най-високата средна соленост е в Атлантическия океан. Въпреки това най-солената точка, Червено море, принадлежи на Индийското. Най-ниският показател е Северния ледовит океан. Тези свойства на океанските води на Северния ледовит океан се усещат най-силно близо до вливането на дълбоките реки в Сибир. Тук солеността не надвишава 10 ‰.
Интересен факт. Общото количество сол в океаните
Учените не се съгласиха колко химически елементи са разтворени във водите на океаните. Вероятно от 44 до 75 елемента. Но те изчислиха, че просто астрономическо количество сол се разтваря в океаните, около 49 квадрилиона тона. Ако изпарите и изсушите цялата тази сол, тогава тя ще покрие земната повърхност със слой от повече от 150 m.
Свойство 3. Плътност
Понятието "плътност" е проучено отдавна. Това е съотношението на масата на материята, в нашия случай, Световния океан, към заетия обем. Познаването на стойността на плътността е необходимо например, за да се поддържа плаваемостта на корабите.
Както температурата, така и плътността са разнородни свойства на океанските води. Средната стойност на последния е 1,024 g / cm³. Този показател се измерва при средни температури и съдържание на сол. В различните части на Световния океан обаче плътността варира в зависимост от дълбочината на измерване, температурата на площадката и нейната соленост.
Помислете например за свойствата на океанските води на Индийския океан и по-специално промяната в тяхната плътност. Най-високите проценти ще бъдат в Суецките и Персийските заливи. Тук тя достига 1,03 g / cm³. В топли и солени води на северозападната част на Индийския океан индикаторът пада до 1,024 g / cm³. А в освежената североизточна част на океана и в Бенгалския залив, където има много валежи, показателят е най-малък - около 1,018 g / cm³.
Плътността на сладката вода е по-ниска, поради което е малко по-трудно да се задържите върху водата в реки и други сладководни тела.
Свойства 4 и 5. Прозрачност и цвят
Ако поставите морска вода в буркан, тя ще изглежда прозрачна. С увеличаването на дебелината на водния слой обаче той придобива синкав или зеленикав оттенък. Промяната на цвета се свързва с абсорбция и разсейване на светлината. В допълнение, суспензиите от различни състави влияят на цвета на океанските води.
Синкавият цвят на чистата вода е резултат от слабо усвояване на червената част на видимия спектър. При висока концентрация на фитопланктон в океанска вода той става синьо-зелен или зелен. Това се дължи на факта, че фитопланктонът абсорбира червената част на спектъра и отразява зелената.
Прозрачността на океанската вода косвено зависи от количеството на суспендираните частици в нея. В полето прозрачността се определя с диск на Secchi. Плосък диск, чийто диаметър не надвишава 40 см, се потапя във вода. Дълбочината, на която става невидима, се приема като индекс на прозрачност в тази област.
Свойства 6 и 7. Разпространение на звука и проводимост
Звуковите вълни могат да изминат хиляди километри под водата. Средната скорост на разпространение е 1500 m / s. Този показател за морската вода е по-висок, отколкото за прясна вода. Звукът винаги леко се отклонява от правия ред.
Има по-значителна електрическа проводимост от прясна. Разликата е 4000 пъти. Зависи от броя йони на единица обем вода.
Световен океан
Световен океан
океан
Световен океан
водната обвивка, обхващаща по-голямата част от земната повърхност (четири пети в Южното полукълбо и повече от три пети в Северното). Само на места земната кора се издига над повърхността на океана, образувайки континенти, острови, атоли и др. Въпреки че Световният океан е едно цяло, за удобство на изследванията отделните му части са получили различни имена: Тихия, Атлантическият, Индийският и Северния ледовит океан.
Най-големите океани са Тихият, Атлантическият и Индийският. Тихият океан (площ приблизително 178,62 милиона км 2) има заоблена форма и заема почти половината от водната повърхност на земното кълбо. Атлантическият океан (91,56 милиона км 2) има формата на широк юг, като западното и източното му крайбрежие са почти успоредни. Индийският океан с площ 76,17 милиона км 2 има формата на триъгълник.
Северният ледовит океан с площ от едва 14,75 милиона км 2 е заобиколен от суша от почти всички страни. Подобно на Тиха, тя има заоблена форма. Някои географи разграничават друг океан - Антарктика, или Южен, - водното тяло около Антарктида.
Океан и атмосфера.Световните океани, средната дълбочина на които е ок. 4 км, съдържа 1350 милиона км 3 вода. Атмосферата, обгръщаща цялата Земя в слой с дебелина няколкостотин километра, с много по-голяма основа от Световния океан, може да се разглежда като „черупка“. И океанът, и атмосферата са течности, в които съществува живот; техните свойства определят местообитанието на организмите. Циркулационните течения в атмосферата влияят на общата циркулация на вола в океаните, а свойствата на океанските води до голяма степен зависят от състава и температурата на въздуха. От своя страна океанът определя основните свойства на атмосферата и е източник на енергия за много процеси, протичащи в атмосферата. На циркулацията на водата в океана се влияе от ветровете, въртенето на Земята и сухопътните бариери.
Океан и климат.Добре известно е, че температурният режим и други климатични характеристики на дадена зона на всяка географска ширина могат значително да се променят в посоката от брега на океана към вътрешността на континента. В сравнение със сушата, океанът се загрява по-бавно през лятото и се охлажда по-бавно през зимата, изглаждайки температурните колебания на прилежащата земя.
Атмосферата получава от океана значителна част от подадената му топлина и почти цялата водна пара. Парата се издига, кондензира и образува облаци, които се носят от ветровете и поддържат живота на планетата, изливайки се под формата на дъжд или сняг. Само повърхностните води обаче участват в обмена на топлина и влага; повече от 95% от водата се намира в дълбочини, където температурата й остава практически непроменена.
Състав на морската вода.Океанската вода е солена. Соленият вкус идва от 3,5% разтворени минерали, които съдържа - главно натриеви и хлорни съединения - основните съставки на трапезната сол. Магнезият е следващ по количество, следван от сяра; присъстват и всички обичайни метали. От неметалните компоненти са особено важни калция и силиция, тъй като те са тези, които участват в структурата на скелетите и черупките на много морски животни. Поради факта, че водата в океана непрекъснато се смесва от вълни и течения, нейният състав е почти еднакъв във всички океани.
Свойства на морската вода.Плътността на морската вода (при температура 20 ° С и соленост около 3,5%) е приблизително 1,03, т.е. малко по-висока от плътността на прясна вода (1,0). Плътността на океанската вода се променя с дълбочина поради натиска на надлежащите слоеве, както и в зависимост от температурата и солеността. В най-дълбоките части на океана водите обикновено са по-солени и студени. Най-плътните водни маси в океана могат да останат на дълбочина и да останат при по-ниска температура повече от 1000 години.
Тъй като морската вода има нисък вискозитет и високо повърхностно напрежение, тя предлага сравнително малка устойчивост на движението на кораб или плувец и бързо се оттича от различни повърхности. Преобладаващият син цвят на морската вода се свързва с разсейването на слънчевата светлина от малки частици, окачени във водата.
Морската вода е много по-малко прозрачна за видима светлина от въздуха, но по-прозрачна от повечето други вещества. Записано е проникването на слънчева светлина в океана до дълбочина 700 м. Радио вълните проникват във водния стълб само до малка дълбочина, но звуковите вълни могат да разпространяват хиляди километри под водата. Скоростта на разпространение на звука в морската вода се колебае, средно 1500 m в секунда.
Електрическата проводимост на морската вода е около 4000 пъти по-голяма от тази на сладките води. Високото съдържание на сол предотвратява използването му за напояване и напояване на посевите. Също така не е подходящ за пиене.
ИНХАБИТАНТИ НА МОРЕТО
Животът в океана е изключително разнообразен - в него живеят над 200 000 вида организми. Някои от тях, като рибата колякан на кръста, са живи вкаменелости, чиито предци са процъфтявали тук преди повече от 300 милиона години; други са по-скорошни. Повечето морски организми се намират в плитки води, където слънчевата светлина прониква за насърчаване на фотосинтезата. Зоните, обогатени с кислород и хранителни вещества като нитрати, са благоприятни за живота. Подобно явление като "upwelling" (инж .
upwelling), - издигането на повърхността на дълбоководни води, обогатено с хранителни вещества; богатството на органичния живот край някои крайбрежия е свързано с него. Животът в океана е разнообразен, от микроскопични едноклетъчни водорасли и миниатюрни животни до китове, дълги повече от 30 метра и по-големи от всяко животно, което някога е живяло на сушата, включително най-големите динозаври. Океанската биота е разделена на следните основни групи.
планктонтова е маса от микроскопични растения и животни, които не са способни на независимо движение и живеят в близко повърхностните добре осветени слоеве от вода, където образуват плаващи „хранителни основания“ за по-големи животни. Планктонът се състои от фитопланктон (който включва растения като диатоми) и зоопланктон (медузи, крил, ларви на раци и др.).
Нектонсе състои от организми, плаващи свободно във водния стълб, предимно хищни и включват повече от 20 000 вида риби, както и калмари, тюлени, морски лъвове и китове.
Benthosсе състои от животни и растения, които живеят на или близо до океанското дъно, както на големи дълбочини, така и в плитки води. Растенията, представени от различни водорасли (например кафяви), се намират в плитка вода, където прониква слънчева светлина. От животните трябва да се отбележат гъбите, морските лилии (по едно време считани за изчезнали), брахиоподите и др.
Хранителни вериги.Повече от 90% от органичната материя, която представлява основата на живота в морето, се синтезира под слънчева светлина от минерали и други компоненти чрез фитопланктон, който обилно обитава горните слоеве на водния стълб в океана. Някои от организмите, които изграждат зоопланктона, се хранят с тези растения и от своя страна осигуряват храна за по-големи животни, живеещи на по-голяма дълбочина. Те се изяждат от по-големи животни, които живеят още по-дълбоко и този модел може да се проследи до самото дъно на океана, където най-големите безгръбначни, например стъклени гъби, получават нужните им хранителни вещества от останките на мъртви организми - органичен детрит, който потъва на дъното от надвисналия воден стълб. Известно е обаче, че много риби и други свободно роуминг животни са успели да се адаптират към екстремните условия на високо налягане, ниска температура и постоянна тъмнина, характерни за големи дълбочини. Вижте също морска биология.
ВЪЛНОВЕ, ПИЛИ, ТЕКУЩИ
Подобно на цялата вселена, океанът никога не остава в покой. Различни природни процеси, включително такива катастрофални като подводни земетресения или вулканични изригвания, причиняват движението на океанските води.
Вълни.Нормалните вълни се причиняват от духане на вятър с променлива скорост над океанската повърхност. Първо се появяват пулсации, след това повърхността на водата започва да се повишава и пада ритмично. Въпреки че водната повърхност се издига и пада едновременно, отделни водни частици се движат по траектория, която е почти затворен кръг, практически без хоризонтално изместване. С усилването на вятъра вълните се усилват. В открито море височината на гребена на вълната може да достигне 30 m, а разстоянието между съседни гребени е 300 m.
Когато се приближават до брега, вълните образуват два вида прекъсвачи - гмуркане и плъзгане. Гмуркащите прекъсвачи са характерни за вълни, възникващи далеч от брега; те имат вдлъбната предна част, гребена им надвисва и пада като водопад. Плъзгащите прекъсвачи не образуват вдлъбнат фронт, а спадането на вълната става постепенно. И в двата случая вълната се търкаля на брега и след това се връща обратно.
Катастрофални вълниможе да възникне в резултат на рязка промяна в дълбочината на морското дъно по време на образуването на зауствания (цунами), по време на силни бури и урагани (бурни вълни) или по време на свлачища и свлачища на крайбрежни скали.
Цунами може да се разпространи в открития океан със скорост до 700-800 км / ч. Когато се приближава до брега, вълната от цунами се забавя, докато височината му се увеличава. В резултат вълна с височина до 30 m или повече (спрямо средното ниво на океана) се търкаля към брега. Цунами са изключително разрушителни. Въпреки че регионите, които са в близост до такива сеизмично активни зони като Аляска, Япония, Чили, страдат най-много от тях, вълните, идващи от далечни източници, могат да причинят значителни щети. Подобни вълни възникват по време на експлозивни вулканични изригвания или срутване на стените на кратери, както например по време на изригването на вулкан на остров Кракатаа в Индонезия през 1883 година.
Още по-разрушителни могат да бъдат бурни вълни, генерирани от урагани (тропически циклони). Многократно подобни вълни удрят брега на върха на Бенгалския залив; един от тях през 1737 г. доведе до смъртта на около 300 хиляди души. Сега благодарение на значително подобрените системи за ранно предупреждение е възможно да се даде ранно предупреждение за населението на крайбрежните градове за предстоящи урагани.
Катастрофални вълни, причинени от свлачища и свлачища, са сравнително редки. Те са резултат от падането на големи скални блокове в дълбоководни заливи; в този случай се измества огромна маса вода, която пада на брега. През 1796 г. на остров Кюшу в Япония се спусна свлачище, което имаше трагични последици: трите огромни вълни, генерирани от него, отнеха живота на ок. 15 хиляди души.
Приливи.Приливите и отливите се търкалят над бреговете на океана, в резултат на което нивото на водата се повишава на височина 15 метра или повече. Основната причина за приливите и отливите на земната повърхност е привличането на Луната. През всеки 24 часа и 52 минути има два приливи и две отливи. Въпреки че тези колебания на нивата са забележими само на брега и в плитчините, известно е, че те се появяват и в открито море. Приливите и отливите причиняват много много силни течения в крайбрежната зона, следователно, за безопасна навигация, моряците трябва да използват специални текущи таблици. В проливите, свързващи Вътрешното Японско море с открития океан, приливните течения достигат скорост от 20 км / ч, а в пролива Сеймор тесен край брега на Британска Колумбия (остров Ванкувър) в Канада, скорост от около. 30 км / ч.
Currentsсъщо могат да се създават вълни в океана. Крайбрежните вълни, приближаващи се към брега под ъгъл, причиняват сравнително бавни морски течения. Там, където течението се отклонява от брега, скоростта му рязко се увеличава - образува се прекъсващ ток, който може да бъде опасен за плувците. Въртенето на Земята кара големите океански течения да се движат по часовниковата стрелка в Северното полукълбо и обратно на часовниковата стрелка в Южното. Някои от теченията са свързани с най-богатите места за риболов, като Лабрадорския ток край източните брегове на Северна Америка и Перуанският ток (или Хумболт) край бреговете на Перу и Чили.
Мътни течения са сред най-силните течения в океана. Те се причиняват от движението на големи обеми суспендирана утайка; тези седименти могат да се пренасят от реки, да са резултат от вълни в плитка вода или да се образуват, когато свлачище се спуска по подводен склон. Идеални условия за появата на такива течения съществуват във върховете на подводни каньони, разположени близо до брега, особено при вливането на реки. Такива течения развиват скорост от 1,5 до 10 км / ч и понякога увреждат подводни кабели. След земетресението през 1929 г., съсредоточено около Голямата банка на Нюфаундленд, много от трансатлантическите кабели, свързващи Северна Европа и Съединените щати, са повредени, вероятно поради силни токове на мътност.
ОБЯВЯВАНЕ И ОБЩА ЛИНИ
Картите ясно показват изключително разнообразие от крайбрежни очертания. Примерите включват заливи, острови и криволичещи проливи (Мейн, Южна Аляска и Норвегия); брегове със сравнително прости очертания, както на по-голямата част от западния бряг на Съединените щати; дълбоко проникващи и разклоняващи се заливи (например Чесапийк) в средноатлантическото крайбрежие на САЩ; стърчащият ниско разположен бряг на Луизиана близо до устието на река Мисисипи. Подобни примери могат да бъдат дадени за всяка географска ширина и всяка географска или климатична зона.
Крайбрежна еволюция.Първо, нека проследим как морското равнище се е променило през последните 18 хиляди години. Точно преди това по-голямата част от сушата по високите ширини беше покрита с огромни ледници. Тъй като тези ледници се топят, топената вода навлиза в океана, в резултат на което нивото му се повишава с около 100 м. В същото време много устие на реката бяха наводнени - така се образуваха устията. Там, където ледниците са създали долини, дълбоки под морското равнище, са се образували дълбоки заливи (фиорди) с множество скалисти острови, като например в крайбрежните райони на Аляска и Норвегия. Когато напредваше по ниско разположени брегове, морето също наводни речни долини. По пясъчните брегове в резултат на вълновата активност се образуват ниски бариерни острови, издължени по протежение на брега. Такива форми са открити край южните и югоизточните брегове на Съединените щати. Понякога бариерните острови образуват натрупващи се крайбрежни проекции (например нос Хатерас). Делтите се появяват в устията на реки, пренасящи голямо количество утайка. На бреговете на тектоничните блокове, изпитващи повдигания, компенсиращи повишаване на морското равнище, могат да се образуват праволинейни абразивни издатини (скали). На Хаваите в резултат на вулканична дейност потоците лава се вливат в морето и се образуват делви от лава. На много места крайбрежното развитие протичало по такъв начин, че заливите, образувани от наводнението на устие на реката, продължават да съществуват - например заливът Чесапийк или заливите на северозападния бряг на Иберийския полуостров.
В тропическата зона повишаването на морското равнище насърчава по-голям растеж на коралите от външната (морската) страна на рифовете, така че от вътрешната страна се образуват лагуни, разделящи бариерния риф от брега. Подобен процес се състоя, когато островът потъва на фона на повишаващото се морско равнище. В същото време бариерните рифове отвън бяха частично унищожени по време на бури, а коралови отломки бяха натрупани от бурни вълни над нивото на спокойното море. Рифовите пръстени около потопените вулканични острови са образували атоли. През последните 2000 години покачването на нивото на Световния океан практически не се наблюдава.
Плажовевинаги са били високо ценени от човека. Те са съставени главно от пясък, въпреки че има и камъчета и дори малки камъни плажове. Понякога пясъкът е под формата на черупки, смачкани от вълни (т. Нар. Пясъчен черупка). В профила на плажа се отличават наклонени и почти хоризонтални части. Ъгълът на наклона на крайбрежната част зависи от пясъка, който го съставя: на плажове, съставени от фин пясък, челната зона е най-нежна; едрите пясъчни плажове имат малко повече склонове, а най-стръмният перваз е оформен от камъчета и камъни. Задната зона на плажа обикновено е над морското равнище, но понякога огромни бурни вълни също го заливат.
Има няколко вида плажове. За крайбрежието на Съединените щати са най-типичните дълги, сравнително прави плажове, граничещи с външната страна на бариерните острови. Такива плажове се характеризират с крайбрежни хралупи, където могат да се развият опасни за плувците течения. От външната страна на хралупите има пясъчни барове, простирани по крайбрежието, където вълните се чупят. При силни вълни тук често възникват прекъснати течения.
Нередовни скалисти брегове обикновено образуват много малки заливи с малки изолирани плажни зони. Тези заливи често са защитени от морето от скали или подводни рифове, стърчащи над водната повърхност.
На плажовете се срещат образувания, създадени от вълни - плажни фестони, следи от пулсации, следи от пръски на вълни, дерета, образувани от потока на водата при отлив, както и следи, оставени от животни.
Когато плажовете се отмиват по време на зимните бури, пясъкът се движи към открито море или по крайбрежието. При по-спокойно време през лятото нови пясъчни маси, донесени от реки или образувани от ерозията на крайбрежните первази чрез вълни, навлизат в плажовете и по този начин плажовете се възстановяват. За съжаление, този механизъм за компенсация често се нарушава от човешка намеса. Изграждането на язовири на реки или изграждането на брегови защитни стени предотвратява навлизането на материал на плажовете, за да замени измитите зимни бури.
На много места пясъкът се пренася от вълни по крайбрежието, главно в една посока (т. Нар. Прибрежен поток на утайката). Ако крайбрежните структури (язовири, вълноломи, кейове, слабини и др.) Възпрепятстват този поток, тогава плажовете "нагоре" (т.е. разположени отстрани, от които тече утайка) са или ерозирани от вълни или се разширяват отвъд внос на утайки, докато плажовете надолу по течението едва се захранват от нова утайка.
ОКЕАНСКА БОТОМНА РЕЛИФА
В дъното на океаните има огромни планински вериги, дълбоки проломи със стръмни стени, удължени хребети и долини с дълбок разрив. Всъщност морското дъно е толкова грапаво, колкото сушата.
Стелаж, континентален склон и континентално подножие.Платформата, която обгражда континентите, наречена континентален шелф или шелф, не е толкова плоска, както се е смятало някога. Скални первази са често срещани във външната част на рафта; основите често излизат от частта на континенталния склон, съседна на шелфа.
Средната дълбочина на външния ръб (ръб) на рафта, отделящ го от континенталния склон, е приблизително. 130 м. На брега, изложени на залед, на рафта често се отбелязват вдлъбнатини (корита) и понижения. И така, край бреговете на фиорда на Норвегия, Аляска, Южен Чили, близо до съвременната брегова ивица са открити дълбоководни райони; дълбоководни корита съществуват край бреговете на Мейн и в залива на Св. Лорънс. Ледниците, работещи с ледници, често се простират по целия рафт; на места покрай тях има плитки, изключително богати на риба, например Жоржските банки или Големите Нюфаундленд банки.
Рафтовете край бреговете, където няма ледници, имат по-равномерна структура, но на тях често се срещат пясъчни или дори каменисти хребети, издигащи се над общото ниво. По време на ледниковия период, когато нивото на океана спадна поради факта, че огромни маси от вода се натрупват на сушата под формата на ледени покривки, на много места от сегашния шелф се създават делти на реката. На други места в покрайнините на континентите, при белезите на тогавашното морско равнище, на повърхността са изрязани абразивни платформи. Резултатите от тези процеси, протичащи в условия на ниско ниво на Световния океан, обаче са значително трансформирани от тектонски движения и утаяване в последващата следоледна епоха.
Най-изненадващо е, че на много места на външния шелф все още могат да се намерят утайки, образували се в миналото, когато нивото на океана е било повече от 100 м под настоящето. Там се намират и костите на мамутите, които са живели в ледниковия период, а понякога и инструментите на примитивните хора.
Говорейки за континенталния склон, трябва да се отбележат следните характеристики: първо, той обикновено образува ясна и добре очертана граница с шелфа; второ, почти винаги се пресича от дълбоки подводни каньони. Средният ъгъл на наклон по континенталния склон е 4 °, но има и по-стръмни, понякога почти вертикални участъци. На долната граница на склона в Атлантическия и Индийския океан има нежно наклонена повърхност, наречена „континентално подножие“. По периферията на Тихия океан континенталното подножие обикновено отсъства; често се заменя с дълбоководни траншеи, където тектонските движения (разломи) пораждат земетресения и където възникват повечето цунами.
Подводни каньони.Тези каньони, врязани в морското дъно на 300 m или повече, обикновено се отличават със стръмни страни, тесни дъна и меандриращи в план; подобно на техните наземни колеги, те получават множество притоци. Най-дълбокият известен подводен каньон, Големите Бахамски острови, е отсечен за почти 5 км.
Въпреки сходството с едноименните образувания на сушата, подводните каньони в по-голямата си част не са древни речни долини, потопени под нивото на океана. Мътността на теченията е доста способна както да изработи долина на океанското дъно, така и да задълбочи и трансформира наводнена речна долина или депресия по протежение на линията на заустване. Подводните долини не остават непроменени; транспортирането на утайка се извършва по тях, за което свидетелстват пулсации на дъното, а дълбочината им постоянно се променя.
Дълбоки морски корита.Много стана известно за релефа на дълбоководните части на океанското дъно в резултат на мащабни изследвания, които се разгръщаха след Втората световна война. Най-големите дълбочини са ограничени до дълбочинните окопи на Тихия океан. Най-дълбоката точка е т.нар. „Challenger Deep“ - намира се в рамките на Марианския транч в югозападния Тихи океан. По-долу са най-големите дълбочини на океана, заедно с техните имена и места:
арктичен - 5527 м в Гренландско море;
атлантически - окопът на Пуерто Рико (край бреговете на Пуерто Рико) - 8742 м;
индийски - изкоп Сунда (Яван) (западно от архипелага Сунда) - 7729 м;
тих - Мариански трен (близо до Марианските острови) - 11,033 м; Тонга Тренч (близо до Нова Зеландия) - 10,882 м; Филипински ров (близо до Филипинските острови) - 10 497 m.
Средноатлантически хребет.Съществуването на голям подводен хребет, простиращ се от север на юг през централния Атлантически океан, е известно отдавна. Дължината му е почти 60 хиляди километра, единият от нейните разклонения се простира в Аденския залив до Червено море, а другият завършва край бреговете на Калифорнийския залив. Билото е широко стотици километри; най-забележителната му особеност са рифтовите долини, които могат да бъдат проследени почти по цялата му дължина и приличат на рифтовата зона на Източна Африка.
Още по-изненадващо откритие беше фактът, че главното било е пресечено под прав ъгъл спрямо оста му от множество гребени и хралупи. Тези напречни хребети могат да бъдат проследени в океана хиляди километри. На местата, където се пресичат с аксиалния гребен, са т.нар. зони на разломи, до които са ограничени активните тектонски движения и където са разположени центровете на големи земетресения.
А. Хипотеза за континенталния дрейф на А. Вегенер.До около 1965 г. повечето геолози смятат, че положението и формата на континентите и океанските басейни остават непроменени. Имаше доста неясна идея, че Земята се свива и това компресиране води до образуването на сгънати планински вериги. Когато през 1912 г. германският метеоролог Алфред Вегенер изложи идеята, че континентите се движат („дрейфуващи“) и че Атлантическият океан се е образувал от разширяването на пукнатина, която разцепи древен суперконтинент, тази идея бе посрещната с неверие, въпреки изобилните доказателства в своя полза (прилика на очертанията на източното и западното крайбрежие на Атлантическия океан; прилика на останките от изкопаеми в Африка и Южна Америка; следи от големите ледникови води от въглеродния и пермския период през интервала от 350-230 милиона години в райони, сега разположени близо до екватора).
Растеж (разпространение) на океанското дъно.Постепенно аргументите на Вегенер бяха подкрепени от резултатите от допълнителни изследвания. Предполага се, че разривните долини в градовете на средния океан възникват като пукнатини на напрежение, които след това се изпълват с нарастваща магма от дълбините. Континентите и прилежащите райони на океаните образуват огромни плочи, отдалечаващи се от подводните хребети. Фронталната част на Американската плоча се приближава до Тихоокеанската плоча; последният от своя страна се движи под континенталната част - протича процес, наречен поглъщане. Има много други доказателства в полза на тази теория: например задържането до тези райони на центрове на земетресения, пределни дълбочинни окопи, планински вериги и вулкани. Тази теория обяснява почти всички основни форми на континентите и океанските басейни.
Магнитни аномалииНай-убедителният аргумент в полза на хипотезата за разширяване на океанското дъно е редуването на ивици с пряка и обратна полярност (положителни и отрицателни магнитни аномалии), проследени симетрично от двете страни на хребетите на средния океан и следващи успоредно на оста им. Проучването на тези аномалии позволи да се установи, че разпространението на океаните става със среден темп от няколко сантиметра годишно.
Тектоника на плочи.Допълнителни доказателства за вероятността от тази хипотеза дойдоха от дълбоко водно сондиране. Ако според данните от историческата геология океаните започнаха да растат в юрската епоха, никоя част от Атлантическия океан не можеше да бъде по-стара от това време. Дълбоководните сондажи на някои места са проникнали в юрските находища (формирани преди 190-135 милиона години), но никъде не са открити по-стари. Това обстоятелство може да се счита за силно доказателство; в същото време води до парадоксалното заключение, че океанското дъно е по-младо от самия океан.
ОКЕАНСКИ ИЗСЛЕДВАНИЯ
Ранни изследвания.Първите опити за изследване на океаните бяха чисто географски. Пътешествениците от миналото (Колумб, Магелан, Кук и др.) Извършвали дълги досадни пътешествия из моретата и откривали острови и нови континенти. Първият опит за изследване на самия океан и неговото дъно е направен от Британската експедиция по предизвикателството (1872-1876). Това плаване постави основите на съвременната океанология. Методът на звуковото звучене, разработен по време на Първата световна война, даде възможност да се съставят нови карти на шелфа и континенталния склон. Специалните океанологични научни институции, които се появяват през 20-те - 30-те години на миналия век, разширяват дейността си до дълбоководни райони.
Модерната сцена.Реалният напредък в научните изследвания обаче започва едва след края на Втората световна война, когато военноморски сили от различни страни вземат участие в проучването на океана. В същото време много океанографски станции получиха подкрепа.
Водещата роля в тези изследвания са изиграни от САЩ и СССР; в по-малък мащаб подобна работа беше извършена от Великобритания, Франция, Япония, Западна Германия и други страни. След около 20 години беше възможно да се получи доста пълна картина на топографията на океанското дъно. В публикуваните карти на долния релеф се появи картина на разпределението на дълбочините. Изследването на океанското дъно с помощта на ехо звучене, при което звуковите вълни се отразяват от повърхността на подножието, заровено под насипни седименти, също придоби голямо значение. Днес се знае повече за тези погребани находища, отколкото за скалите на континенталната кора.
Подводници с екипаж на борда.Голяма стъпка напред в изследването на океана беше разработването на дълбоководни подводници с отвори за отвори. През 1960 г. Жак Пикард и Доналд Уолш на потопяемия Триест I се гмурнаха в най-дълбокия известен район на океана, дълбокия Challenger, на 320 км югозападно от Гуам. „Подложката за гмуркане“ на Жак Ив Кусто се оказа най-успешната сред подобни устройства; с негова помощ беше възможно да се открие удивителният свят на коралови рифове и подводни каньони до дълбочина 300 м. Друг апарат „Алвин“ се спусна на дълбочина 3650 м (с проектна дълбочина на потапяне до 4580 м) и активно се използва в научните изследвания.
Пробиване на вода в дълбочинаТочно както концепцията за тектониката на плочите революционизира геоложката теория, дълбоководното сондиране е променило разбирането на геоложката история. Усъвършенстваната сондажна система ви позволява да пробивате стомани и дори хиляди метра в магнитни скали. Ако беше необходимо да се замени тъпият бит на тази платформа, в кладенеца беше оставен кожух, който можеше лесно да се открие от сонар, прикрепен към новия бит на сондажната тръба, и по този начин да продължи пробиването на същия кладенец. Ядра от дълбоководни кладенци запълниха много пропуски в геоложката история на нашата планета и по-специално предоставиха много доказателства за правилността на хипотезата за разпространение на океанското дъно.
ОКЕАНСКИ РЕСУРСИ
Тъй като ресурсите на планетата все повече се борят да задоволят нуждите на нарастващо население, океанът става все по-важен като източник на храна, енергия, минерали и вода.
Океански хранителни ресурси.Десетки милиони тона риба, мекотели и ракообразни се улавят в океаните всяка година. В някои части на океаните риболовът със съвременни плаващи рибовъдни ферми е много интензивен. Някои видове китове са почти напълно унищожени. Продължителният интензивен риболов може да причини сериозни щети на такива ценни търговски видове риба като риба тон, херинга, атлантическа трева, лаврак, сардини, мерлуза
Рибовъдство.Големи площи на шелфа могат да бъдат определени за отглеждане на риба. Можете също да оплодите морското дъно, за да подпомогнете растежа на морските растения, с които се хранят рибите.
Минерални ресурси на океаните.Всички минерали, открити на сушата, също присъстват в морската вода. Най-често има соли, магнезий, сяра, калций, калий, бром. Наскоро океанолозите откриха, че на много места океанското дъно е буквално покрито с разпръскване на фероманганови възли с високо съдържание на манган, никел и кобалт. Фосфатните възли, открити в плитки води, могат да се използват като суровина за производството на торове. Морската вода съдържа също благородни метали като титан, сребро и злато. В момента само морска вода, сол, магнезий и бром се извличат в значителни количества.
Oil.На шелфа вече се разработват редица големи нефтени находища, например край бреговете на Тексас и Луизиана, в Северно море, Персийския залив и край бреговете на Китай. Изследванията са в много други области, например край бреговете на Западна Африка, край източното крайбрежие на САЩ и Мексико, край бреговете на Арктика Канада и Аляска, Венецуела и Бразилия.
Океанът е източник на енергия.Океанът е почти неизчерпаем източник на енергия.
Енергия на приливите и отливите.Отдавна е известно, че приливни течения, преминаващи през тесни проливи, могат да бъдат използвани за генериране на енергия, колкото водопади и язовири по реките. Например приливна водноелектрическа централа успешно работи в Сен Мало във Франция от 1966 г.
Вълнова енергияможе да се използва и за производство на електроенергия.
Топлинна градиентна енергия.Близо три четвърти от слънчевата енергия, идваща на Земята, идва от океаните, така че океанът е перфектният гигантски акумулатор на топлина. Производството на енергия въз основа на използването на температурната разлика между повърхностните и дълбоките слоеве на океана може да се извърши в големи плаващи електроцентрали. В момента разработването на такива системи е в експериментален етап.
Други ресурси.Други ресурси включват перли, които се образуват в тялото на някои миди; гъби; водорасли, използвани като торове, хранителни продукти и хранителни добавки, както и в медицината като източник на йод, натрий и калий; депозити от гуано - птичи изхвърляния, събрани в някои атоли в Тихия океан и използвани като тор. И накрая, обезсоляването дава възможност за получаване на прясна вода от морска вода.
ОКЕАН И ЧОВЕК
Учените смятат, че животът е започнал в океана преди около 4 милиарда години. Специалните свойства на водата оказаха огромно влияние върху човешката еволюция и все още правят живота възможен на нашата планета. Човек използвал моретата като средство за търговия и комуникация. Плавайки по моретата, той направил открития. Той се обърна към морето в търсене на храна, енергия, материални ресурси и вдъхновение.
Океанография и океанология.Изследването на океана често се подразделя на физическа океанография, химическа океанография, морска геология и геофизика, морска метеорология, биология на океана и инженерна океанография. В повечето страни с достъп до океана се провеждат океанографски изследвания.
Международни организации.Сред най-значимите организации, участващи в проучването на моретата и океаните, е Междуправителствената комисия за океанография на Организацията на обединените нации.
ЛИТЕРАТУРА
Шепард Ф.П. Морска геология... Л., 1976
Богданов Ю.А., Каплин П.А., Николаев С.Д. Произход и развитие на океана... М., 1978
Атлас на Океаните. Термини, понятия, референтни таблици... Л., 1980
География на Световния океан: Физическа география на Световния океан... Л., 1980
Харви Дж.
Хидросферата е земната обвивка, която се образува от океани, морета, повърхностни водни тела, сняг, лед, реки, временни потоци от вода, водна пара, облаци. Черупката, съставена от водни тела и реки, океаните са прекъснати. Подземната хидросфера се образува от подземни течения, подземни води, артезиански басейни.
Хидросферата има обем, равен на 1,533 000 000 кубически километра. Три четвърти от земната повърхност е покрита с вода. Седемдесет и един процент от земната повърхност е покрита от морета и океани.
Огромната водна площ до голяма степен определя водните и топлинните режими на планетата, тъй като водата има голям топлинен капацитет, тя има голям енергиен потенциал. Водата играе важна роля за формирането на почвата, външния вид на пейзажа. Водите на световните океани се различават по химичен състав, в дестилирана форма водата практически не се среща.
Океани и морета
Океаните са водни тела, които измиват континентите; той представлява повече от 96 процента от общия обем на земната хидросфера. Двата слоя от водната маса на световните океани имат различни температури, което в крайна сметка определя температурния режим на Земята. Океаните акумулират енергията на слънцето, когато се охлажда, част от топлината се прехвърля в атмосферата. Тоест, терморегулацията на Земята до голяма степен се дължи на естеството на хидросферата. Световните океани включват четири океана: Индийски, Тихия, Арктически, Атлантически. Някои учени идентифицират Южния океан, който заобикаля Антарктида.
Океаните се отличават с хетерогенността на водните маси, които, разположени на определено място, придобиват отличителни характеристики. Долните, междинните, повърхностните и подземните слоеве се разграничават вертикално в океана. Долната маса има най-голям обем, освен това е и най-студената.
Морето е онази част от океана, която изтича към континента или е в съседство с него. Морето е различно по своите характеристики от останалата част на океана. Морските басейни имат собствен хидрологичен режим.
Моретата се делят на вътрешни (например Черно, Балтийско), междуостровни (в Индо-малайския архипелаг) и крайни (Арктически морета). Сред моретата има вътрешно (Бяло море) и междуконтинентално (Средиземноморие) море.
Реки, езера и блата
Важен компонент от земната хидросфера са реките, те съдържат 0,0002 процента от всички водни запаси, 0,005 процента от прясна вода. Реките са важен естествен резервоар на вода, който се използва за пиене, промишленост и селско стопанство. Реките са източник на напояване, водоснабдяване, поливане. Реките се захранват от снежна покривка, подземни води и дъждовна вода.
Езерата възникват с излишната влага и при наличие на депресии. Депресиите могат да бъдат от тектонски, ледниково-тектонски, вулканичен и корен. Термокарстовите езера са често срещани в районите на вечна замръзване; в заливните реки често се срещат заливни езера. Режимът на езерата се определя от това дали реката носи вода от езерото или не. Езерата могат да бъдат затворени, течащи, представляват обща езеро-речна система с реката.
Блатовете са често срещани на равнините в условия на преовлажняване. Низинските се хранят от почви, горните - с валежи, преходните - от почвите и валежите.
Подземните води
Подземните води са разположени на различни дълбочини под формата на водоносни хоризонти в скалите на земната кора. Подземните води се срещат по-близо до повърхността на земята, подземните води са разположени в по-дълбоки слоеве. Минералните и термалните води представляват най-голям интерес.
Облаци и водни пари
Кондензацията на водни пари образува облаци. Ако облакът има смесен състав, тоест включва ледени и водни кристали, тогава те се превръщат в източник на валежи.
Ледниците
Всички компоненти на хидросферата имат своя собствена специална роля в глобалните процеси на обмен на енергия, глобалната циркулация на влагата и влияят на много животворни процеси на Земята.
В много отношения тази геосфера остава загадъчна. Така развитието на космонавтиката опровергава „очевидната“ истина за нулевата повърхност на Световния океан. Оказа се, че дори при пълно спокойствие водната повърхност има свой релеф. Депресиите и хълмовете с абсолютен излишък от десетки метра се натрупват на разстояния от хиляди километри и следователно са невидими. Пет планетарни аномалии (в метри) са забележителни: индийски минус 112, Калифорния минус 56, Карибите плюс 60, Северният Атлантически плюс 68, австралийският плюс 78.
Причините за такива стабилни аномалии все още не са изяснени. Но се предполага, че излишъкът и депресията на повърхността на Световния океан са свързани с гравитачните аномалии. Многослойният модел на планетата предвижда увеличаване на плътността на всеки следващ слой в дълбочина. Границите на участъка от подземни геосфери са неравномерни. Планините на повърхността на Мохоровичич са два пъти по-високи от земните Хималаи. На дълбочина от 50 до 2900 километра източниците на гравитационните аномалии могат да бъдат зоните на фазовите преходи на материята. Посоката на гравитацията се отклонява от радиалната поради смущения. Смята се, че на дълбочина 400 - 900 километра има маси с ниска плътност и маси от особено гъста материя. Под положителните аномалии на плътността на океанската повърхност се намират маси с повишена плътност, под депресиите - неконсолидирани маси. може да се използва за обяснение на релефа на Световния океан. Огромността на аномалиите на водната повърхност съответства на големи вътрешни нехомогенности, които са свързани не само с фазови преходи на материята, но и с първоначално различна материя на протопланетарните модули. В Земята се обединяват както относително лекият материал на лунните модули, така и сравнително тежкият материал. През 1955 г. метеоритът Twin City, съставен от 70 процента желязо и 30 процента никел, падна в южните части на САЩ. Но мартензитната структура, типична за такива метеорити, не беше открита в метеорита Twin City. Американският учен Р. Нокс предположи, че този метеорит е непроменен фрагмент от планетазима, от който по-специално планетите са се образували преди милиарди години. Наличието в дълбините на масите на материята, съответстващи на метеорита Twin City, ще гарантира стабилното съществуване на гравитационните аномалии.
Както бе споменато по-рано, повърхностните аномалии на Световния океан и проекциите на радиационните аномалии в космоса съвпадат. Възможно е безпокойствата на гравитацията и магнитните полета да имат една вътрешна причина, свързана с първичната нехомогенност на планетата.
Повърхността на океаните се изследва внимателно от пилотирани и автоматични спътници. Сателит "Гео-3" над източния бряг на Австралия на разстояние 3200 километра е установил разлика във височината на океанската повърхност с 2 м: нивото на водата на северния бряг на континента е по-високо. Специалният сателит Sisat, пуснат на пазара през 1978 г., измерва водната повърхност с точност 10 сантиметра.
Проблемът с вътрешните вълни на Световния океан е не по-малко интересен. В средата на 18 век Б. Франклин по време на морско плаване забелязва, че маслото в лампата не реагира на изпомпването и периодично се появява вълна в слоя под маслото. Публикацията на Б. Франклин стана първият научен доклад за подводните вълни, въпреки че самият феномен беше добре известен на моряците.
Понякога със спокоен вятър и малко грапавост корабът изведнъж щеше да загуби скорост. Моряците говорили за мистериозната „мъртва вода“, но едва след 1945 г. започват систематични изследвания на това явление. Оказа се, че в пълно спокойствие на дълбочина бушуват бури с невиждана сила: височината на подводните вълни достига 100 метра! Вярно е, че честотата на вълните е от няколко минути до няколко дни, но тези бавни вълни проникват през цялата дебелина на океанските води.
Възможно е именно вътрешната вълна да причини смъртта на американската ядрена подводница Thresher: лодката внезапно беше отнесена от вълната до голяма дълбочина и беше смазана.
Някои вътрешни океански вълни са причинени от приливи и отливи (периодът на такива вълни е половин ден), други - от вятър и течения. Такива естествени обяснения обаче вече не са достатъчни, така че многобройни кораби провеждат наблюдения в океана денонощно.
Човек винаги се е опитвал да проникне в дълбините на Световния океан. Първото слизане в подводна камбана върху река Тагус е регистрирано през 1538г. През 1911 г. в Средиземно море американецът Г. Хартман потъва до рекордната дълбочина от 458 метра. Експерименталните подводници достигат 900 метра (Делфин през 1968 г.). Bathyscaphes щурмуваха супер дълбините. На 23 януари 1960 г. швейцарец Дж. Пикар и американецът Д. Уолш потъват на дълбочина 10 919 метра до дъното на Марианския ров. Това са не само случаи, които демонстрират техническите и волеви възможности на човек, но и пряко потапяне в „океана от мистерии“.
По време на геоложкото време настъпи соленото равновесие на Световния океан и твърдата земна кора. Средната соленост на океанската вода е 34,7 ppm, колебанията й са 32-37,5 ppm.
Основните йони на Световния океан (в проценти): CI 19.3534, SO24- 2.707, HCO 0.1427, Br- 0.0659, F- 0.0013, H3BO3 0.0265, Na + 10.7638, Mg2 + 1.2970, Ca2 + 0,4080, K + 0,3875, Sr2 + 0,0136 /
Океанът е попълнен с йони от различни източници в резултат на дегазиране на дълбините на планетата, унищожаване на океанското дъно, вятърна ерозия, биологична циркулация на материята. Голям брой йони идват от оттока на реката. Цялата земя, с общ речен поток от 33 540 кубически километра, доставя над два милиарда тона йони годишно.
Водната маса на Световния океан е разнородна. По аналогия с атмосферата учените започнаха да разграничават обемни граници на маси в Световния океан. Но ако в атмосферата са често срещани циклони и антициклони с диаметър хиляда километра, тогава в океана вихрите са 10 пъти по-малки. Причините са високата хидростатична стабилност на водните маси и голямото влияние на страничните крайбрежни граници; в допълнение, плътността, вискозитетът и дебелината на океана са различни. Но основното е, че водата, различна по соленост и замърсяване, не се смесва добре. Вътрешните водни течения, вятърът и вълните създават равномерен слой на повърхността на океана. Вертикалната стратификация на Световния океан е много стабилна. Но има ограничени "прозорци" за вертикално движение на води с различна температура и соленост. Особено важни са зоните на „издигане“, където студените дълбоки води се издигат до морската повърхност и носят значителни маси и хранителни вещества.
Границите на водните маси са ясно видими от самолети и космически спътници. Но това е само част от границите на водните маси. Значителна част от границите са скрити на дълбочина. К. Н. Федоров обръща внимание на изумително явление: водите на Средиземно море, изливайки се в долния слой на Гибралтарския проток, се стичат по склоновете на шелфа и континенталния склон, след което се откъсват от земята на дълбочина около хиляда метра и под формата на слой с дебелина стотици метри преминават през целия Атлантически океан океан. В посока от изток на запад средиземноморският воден слой е разделен на тънки слоеве, които поради по-високата соленост и повишените температури ясно се проследяват на дълбочина 1,5-2 километра в Саргасово море. Водите на Червено море, изливащи се в Индийския океан, се държат подобно. В самото Червено море термичните рудни саламури са покрити от двукилометров воден стълб, чиято температура е под 20-30 ° С. Въпреки това те не се смесват. Термалните води се нагряват до 45-58 ° С, силно минерализирани (до 200 грама на литър). Горната граница на термалните води е представена от поредица от стъпки с остра плътност, където се извършва пренос на топлина и маса.
По този начин водните маси на Световния океан са разделени по естествени причини на изометрични райони, слоеве и най-тънките междинни слоеве. На практика тези свойства се използват широко при скрития проход на подводници. Това обаче не е всичко. Оказва се, че без бетонни язовири и заграждения е възможно изкуствено да се създадат слабо преодолими граници на води с различна соленост и температура и това е начинът за създаване на контролирани зони за аквакултури. Например, има предложения за създаване на изкуствено „придвижване“ край бреговете на Бразилия с помощта на помпи за „наторяване“ на повърхностни води, което ще увеличи възможностите.
Структурата на Световния океан се нарича неговата структура - вертикална стратификация на водите, хоризонтална (географска) зоналност, характер на водните маси и океански фронтове.
Вертикална стратификация на Световния океан.Във вертикална секция водният стълб се разпада на големи слоеве, подобно на слоевете на атмосферата. Те също се наричат \u200b\u200bсфери. Следните четири сфери (слоеве) са подчертани:
Горна сфера се образува чрез директен обмен на енергия и материя с тропосферата под формата на микроциркулационни системи. Покрива слой с дебелина 200-300 м. Тази горна сфера се характеризира с интензивно смесване, проникване на светлина и значителни температурни колебания.
Горна сфера се разгражда на следните частни слоеве:
а) най-горният слой с дебелина няколко десетки сантиметра;
б) слой от удар на вятъра с дълбочина 10-40 см; той участва във вълнение, реагира на времето;
в) слоят на температурния скок, при който рязко пада от горния нагрят до долния, не се влияе от вълнението и не се нагрява;
г) слой на проникване на сезонна циркулация и температурна променливост.
Океанските течения обикновено улавят водните маси само в горната сфера.
Междинна сфера се простира до дълбочини от 1500 до 2000 м; водите му се образуват от повърхностни води, когато потъват. В същото време те се охлаждат и уплътняват и след това се смесват в хоризонтални посоки, главно със зонален компонент. Преобладават хоризонталните трансфери на водни маси.
Дълбока сфера не достига дъното с около 1000 м. Тази сфера се характеризира с определена хомогенност. Дебелината му е около 2000 м и концентрира повече от 50% от цялата вода на Световния океан.
Долна сфера заема най-ниския слой на океана и се простира на разстояние около 1000 м от дъното. Водите на тази сфера се формират в студени зони, в Арктика и Антарктика и се движат над обширни райони по дълбоки басейни и окопи. Те възприемат топлина от недрата на Земята и взаимодействат с океанското дъно. Следователно, по време на тяхното движение те значително се трансформират.
Водни маси и океански фронтове на горната част на океанската сфера.Водната маса е сравнително голям обем вода, който се образува в определен район на Световния океан и има дълго време почти постоянни физически (температура, светлина), химически (газове) и биологични (планктон) свойства. Масата на водата се движи като цяло. Една маса е отделена от друга от океанския фронт.
Разграничават се следните видове водни маси:
1. Екваториални водни маси ограничен от екваториален и субекваториален фронт. Те се характеризират с най-висока температура в открития океан, ниска соленост (до 34-32 ‰), минимална плътност, високо съдържание на кислород и фосфати.
2. Тропични и субтропични водни маси са създадени в зоните на тропическите атмосферни антициклони и са ограничени от умерените зони от тропическите северни и тропически южни фронтове, а субтропичните - от северните умерени и северни южни фронтове. Те се характеризират с висока соленост (до 37 ‰ и повече), висока прозрачност, лоши хранителни соли и планктон. Екологично тропическите водни маси са океански пустини.
3. Умерени водни маси са разположени в умерени ширини и са ограничени от полюсите от Арктическия и Антарктическия фронтове. Те се отличават с голяма променливост на свойствата както в географските ширини, така и в сезоните. Умерените водни маси се характеризират с интензивен обмен на топлина и влага с атмосферата.
4. Полярни водни маси Арктическите и Антарктическите региони се характеризират с най-ниска температура, най-висока плътност и най-високо съдържание на кислород. Водите на Антарктида са интензивно потопени в дънната сфера и я снабдяват с кислород.
Океански течения.В съответствие със зоналното разпределение на слънчевата енергия върху повърхността на планетата, както в океана, така и в атмосферата, се създават еднотипни и генетично свързани циркулационни системи. Старата представа, че океанските течения са причинени единствено от ветрове, не се подкрепя от най-новите научни изследвания. Движението както на водните, така и на въздушните маси се определя от общата зона на атмосферата и хидросферата: неравномерното нагряване и охлаждане на земната повърхност. От това в някои области възникват възходящи течения и намаляване на масата, в други - низходящи течения и увеличение на масата (въздух или вода). Така се ражда импулсът на движението. Прехвърлянето на маси е тяхното приспособяване към гравитационното поле, желанието за равномерно разпределение.
Повечето макроциркулаторни системи продължават през цялата година. Само в северната част на Индийския океан теченията се променят след мусоните.
Общо на Земята има 10 големи циркулационни системи:
1) Северноатлантическа (Азорски) система;
2) северно-тихоокеанска (хавайска) система;
3) южноатлантическата система;
4) система от Южен Тихоокеански регион;
5) Ижно-индийска система;
6) Екваториална система;
7) атлантическа (исландска) система;
8) Тихоокеанска (алеутска) система;
9) Индийска мусонна система;
10) Антарктическа и арктическа система.
Основните циркулационни системи съвпадат с центровете на действие на атмосферата. Тази общност има генетичен характер.
Повърхностният ток се отклонява от посоката на вятъра под ъгъл до 45 ° вдясно в Северното полукълбо и отляво в Южното полукълбо. По този начин търговските ветрове текат от изток на запад, докато търговските ветрове духат от североизток в Северното полукълбо и от югоизток в Южното полукълбо. Най-горният слой може да следва вятъра. Всеки подлежащ слой продължава да се отклонява вдясно (вляво) от посоката на движение на надлежащия слой. В този случай дебитът намалява. На известна дълбочина потокът поема в обратна посока, което на практика означава неговото прекратяване. Многобройни измервания показват, че токовете завършват на дълбочина не повече от 300 m.
В географската обвивка като система на ниво, по-високо от океаносферата, океанските течения са не само водни потоци, но и ленти за пренос на въздушна маса, посоки на обмен на материя и енергия, маршрути на миграция на животни и растения.
Тропическите антициклонични системи от океански течения са най-големи. Те се простират от един океански бряг до другия за 6-7 хиляди км в Атлантическия океан и 14-15 хиляди км в Тихия океан, а по меридиана от екватора до ширина 40 °, за 4-5 хиляди км. Стабилните и мощни течения, особено в Северното полукълбо, са предимно затворени.
Както в тропическите атмосферни антициклони, водата тече по посока на часовниковата стрелка в Северното полукълбо и обратно на часовниковата стрелка в Южното полукълбо. От източните брегове на океаните (западните брегове на континента) повърхностните води принадлежат на екватора, на негово място се издигат от дълбините (дивергенция) и компенсират студената вода от умерените ширини. Ето как се образуват студени течения:
Канарски студен ток;
Студен ток в Калифорния;
Перуански студен ток;
Студен ток на Benguela;
Западен австралийски студен ток и т.н.
Скоростта на токовете е сравнително ниска и възлиза на около 10 см / сек.
Реакциите на компенсационните токове се вливат в топлите течения на Северната и Южната търговска верига (Екваториал). Скоростта на тези течения е доста висока: 25-50 см / сек в тропическата периферия и до 150-200 см / сек близо до екватора.
Приближавайки се до бреговете на континентите, търговските ветрове естествено се отклоняват. Образуват се големи потоци отпадъци:
Бразилски ток;
Гвиана ток;
Антилски ток;
Източно австралийски ток;
Мадагаскарски ток и т.н.
Скоростта на тези течения е около 75-100 см / сек.
Поради отклоняващото действие на въртенето на Земята, центърът на антициклоничната система от течения се измества на запад спрямо центъра на атмосферния антициклон. Следователно, пренасянето на водните маси към умерените ширини е концентрирано в тесни ивици край западните брегове на океаните.
Гвиана и Антилски течения измити от Антилите и по-голямата част от водата се влива в Мексиканския залив. Акционният ток на Голфстрийм започва от него. Първоначалната му част във Флоридския проток се нарича Флорида ток, чиято дълбочина е около 700 м, ширина - 75 км, дебелина - 25 милиона м 3 / сек. Температурата на водата тук достига 26 0 С. След достигането на средните ширини водните маси частично се връщат в същата система край западните брегове на континентите и частично се вкарват в циклонични системи на умерената зона.
Екваториалната система е представена от екваториалния противоток. Екваториален противоток образувано като компенсация между Tradewinds.
Циклонските системи с умерени ширини са различни в Северното и Южното полукълбо и зависят от местоположението на континентите. Северни циклонични системи - Исландски и алеутски - много обширни: от запад на изток те се простират на 5-6 хиляди км, а от север на юг за около 2 хиляди км. Циркулационната система в Северния Атлантически океан започва с топлото Северноатлантическо течение. Често запазва името на началния Гълф Стрийм... Самият Галфстрийм обаче като акционен ток продължава не по-нататък от New Bankland Bank. Започвайки от 40 0 \u200b\u200bN водните маси се вкарват в циркулацията на умерените ширини и под влияние на западния транспорт и силата на Кориолис от американските брегове се насочват към Европа. Благодарение на активния обмен на вода с Северния ледовит океан, Северноатлантическият поток прониква в полярните ширини, където циклоничната активност образува няколко жиро-течения Ирмингер, Норвежки, Свалбард, Северен нос.
Гълф Стрийм в тесен смисъл се нарича стоков ток от Мексиканския залив до 40 0 \u200b\u200bN, в широкия смисъл - система от течения в Северния Атлантически и западната част на Северния ледовит океан.
Втората жира е разположена край североизточния бряг на Америка и включва течения Източна Гренландия и Лабрадор... Те пренасят по-голямата част от арктическите води и леда в Атлантическия океан.
Циркулацията на Северния Тихи океан е подобна на тази на Северния Атлантически океан, но се различава от нея по-малък обмен на вода с Северния ледовит океан. Запас ток Курошио отива в Северна тишинаотиване в Северозападна Америка. Много често тази система от течения се нарича Kuroshio.
Сравнително малка (36 хиляди км 3) маса от океанската вода прониква в Северния ледовит океан. Студените течения на Алеут, Камчатка и Ояшио се формират от студените води на Тихия океан, извън връзка с Арктика.
Циркумполарна антарктическа системаЮжният океан, съответно океаничността на Южното полукълбо е представен от едно течение Западни ветрове... Това е най-мощният ток в Световния океан. Тя обхваща Земята в непрекъснат пръстен в пояс от 35-40 до 50-60 0 S ширина. Ширината му е около 2000 км, дебелината е 185-215 км3 / сек, а скоростта е 25-30 см / сек. До голяма степен това течение определя независимостта на Южния океан.
Циркумполярният ток на Западните ветрове не е затворен: клоните се разклоняват от него, навлизайки в него Перуански, Бенгела, Западна Австралийска течения,а от юг, от Антарктида, в нея се вливат крайбрежните антарктически течения - от моретата Weddell и Ross.
Арктическата система в циркулацията на водите на Световния океан заема специално място поради конфигурацията на Северния ледовит океан. Генетично той съответства на арктическия барически максимум и нивото на исландския минимум. Основният ток тук е Западен Арктика... Премества вода и лед от изток на запад през целия Северния ледовит океан до пролива Нансен (между Свалбард и Гренландия). След това продължава Източна Гренландия и Лабрадор... На изток, в Чукчийско море, тя се отделя от Западното Арктическо течение Полярно течениепреминавайки през полюса към Гренландия и по-нататък към пролива Нансен.
Циркулацията на водите на Световния океан е несиметрична спрямо екватора. Дисиметрията на потоците все още не е получила подходящо научно обяснение. Причината за това, вероятно, се крие във факта, че на север от екватора доминира меридионалният транспорт, а в южното полукълбо - зонален. Това се обяснява и с положението и формата на континентите.
Във вътрешните морета циркулацията на водата винаги е индивидуална.
54. Води за суши. Видове сухопътни води
Атмосферните валежи след падане върху повърхността на континентите и островите се разделят на четири неравномерни и променливи части: едната се изпарява и се пренася по-навътре във вътрешността на атмосферния отток; вторият прониква в почвата и в земята и се задържа известно време под формата на почва и подземни води, изтичащи в реки и морета под формата на подземни води; третият в потоците и реките се влива в моретата и океаните, образувайки повърхностен отток; четвъртият се превръща в планински или континентален ледник, който се стопява и се оттича в океана. Съответно има четири вида натрупване на вода на сушата: подземни води, реки, езера и ледници.
55. Воден отток от сушата. Количества на оттока. Фактори за отток
Нарича се отток на дъждовна и стопена вода в малки струи по склоновете равнинни или наклон отцеди. Струите от оттока на склона се събират в потоци и реки, образуващи се канал, или линеенНаречен река , отток ... Подземните води се вливат в реки като приземен или под земята отцеди.
Пълно течение на реката R образувани от повърхност С и под земята U: R \u003d S + U ... (виж таблица 1). Общият отток на реката е 38 800 км 3, повърхностният отток е 26 900 км 3, потокът на подземните води е 11 900 км 3, ледниковият отток (2500-3000 км 3), а оттокът на подземните води директно в моретата по крайбрежната ивица е 2000-4000 км 3.
Таблица 1 - Воден баланс на сушата без полярни ледници
Повърхностен отток зависи от времето. Той е нестабилен, временен, зле подхранва почвата и често се нуждае от регулиране (водоеми, резервоари).
Приземен отток среща се в почвите. През влажния сезон почвата абсорбира излишната вода на повърхността и в реките, а в сухите месеци подземните води захранват реките. Те осигуряват постоянния поток на водата в реките и нормалния воден режим на почвата.
Общият обем и съотношение на оттока на повърхностните и подземните води варират в зависимост от зоната и региона. В някои части на континентите има много реки и те са пълни, плътността на речната мрежа е голяма, в други - речната мрежа е рядка, реките са нисководни или напълно пресъхват.
Плътността на речната мрежа и високото водно съдържание на реките е функция на потока или водния баланс на територията. Оттокът като цяло се определя от физическите и географските условия на района, на базата на които се основава хидрологичният и географски метод за изследване на сухопътните води.
Количества на оттока. Оттокът от сушата се измерва чрез следните количества: слой на балотажа, модул на оттока, коефициент на балотаж и обем на балотажа.
Оттокът е най-ясно изразен слой , което се измерва в mm. Например на полуостров Кола слойът на оттока е 382 мм.
Изпускателен модул - количеството вода в литри, изтичащо от 1 км 2 в секунда. Например в басейна на Нева дебитният модул е \u200b\u200b9, на полуостров Кола - 8, а в района на Долна Волга - 1 l / km 2 x s.
Коефициент на оттока - показва каква част (%) от атмосферните валежи се влива в реки (останалото се изпарява). Например на полуостров Кола К \u003d 60%, в Калмикия само 2%. За цялата земна маса средният дългосрочен коефициент на балотаж (K) е 35%. С други думи, 35% от годишните валежи се вливат в моретата и океаните.
Обем на течаща водаизмерено в кубични километри. На полуостров Кола валежите довеждат 92,6 км 3 вода годишно и 55,2 км 3 тече надолу.
Изтичането зависи от климата, естеството на почвената покривка, релефа, растителността, атмосферните влияния, наличието на езера и други фактори.
Зависимост на балотажа от климата.Ролята на климата в хидрологичния режим на сушата е огромна: колкото повече валежи и по-малко изпарение, толкова повече отток и обратно. Когато влажността е повече от 100%, оттокът следва количеството на валежите, независимо от количеството на изпарението. Когато овлажняване е по-малко от 100%, оттокът намалява след изпаряване.
Ролята на климата обаче не бива да се надценява в ущърб на влиянието на други фактори. Ако разпознаем климатичните фактори като решаващи, а останалите са незначителни, тогава ще бъдем лишени от възможността да регулираме потока.
Зависимост на оттока от почвената покривка.Почвата и земята абсорбират и натрупват (натрупват) влага. Почвената покривка трансформира атмосферните валежи в елемент от водния режим и служи като среда, в която се формира отток на реката. Ако свойствата на инфилтрация и пропускливостта на почвите са ниски, тогава малко вода попада в тях, повече се изразходва за изпаряване и повърхностен отток. Добре обработената почва в метър слой може да съхранява до 200 мм валежи, а след това бавно да я дава на растения и реки.
Релефна зависимост на балотажа.Необходимо е да се разграничи значението за оттока на макро-, мезо- и микрорелеф.
Още от незначителни височини оттокът е по-голям, отколкото от съседните равнини. И така, на височината Валдай, дебитният модул е \u200b\u200b12, а на съседните равнини само 6 m / km 2 / s. Още повече балотаж в планината. На северния склон на Кавказ той достига 50, а в Западен Закавказие - 75 l / km 2 / s. Ако няма отток по пустинните равнини на Централна Азия, то в Памир-Алай и Тиен Шан достига 25 и 50 l / km 2 / s. По принцип хидрологичният режим и водният баланс на планинските страни е различен от този на равнините.
В равнините се проявява ефектът върху оттока на мезо- и микрорелефа. Те преразпределят акциите и се отразяват на нейния курс. В равнинни райони на равнините, балотажът е бавен, почвата е наситена с влага, възможно е преовлажняване. По склоновете плоският отток се превръща в линеен. Появяват се дъждове и речни долини. Те от своя страна ускоряват оттока и източват района.
Долините и други депресии в релефа, в които се натрупва вода, снабдяват земята с вода. Това е особено важно в райони с недостатъчна влага, където почвата и почвите не са напоени, а подземните води се образуват само при захранване от речни долини.
Влиянието на растителността върху оттока.Растенията увеличават изпарението (транспирацията) и по този начин отводняват района. В същото време те намаляват нагряването на почвата и намаляват изпарението от нея с 50-70%. Горската постеля има висока влажност и повишена водопропускливост. Увеличава инфилтрацията на валежите в земята и по този начин регулира оттока. Растителността насърчава натрупването на сняг и забавя топенето му, следователно повече вода прониква в земята, отколкото от повърхността. От друга страна, част от дъжда се улавя от зеленина и се изпарява, преди да стигне до почвата. Растителната покривка издържа на ерозия, забавя балотажа и го пренася от повърхност в подземен. Растителността поддържа влажността на въздуха и по този начин засилва оборота на вътрешната влага и увеличава валежите. Той влияе върху циркулацията на влагата, като променя почвата и нейните свойства на вода.
Влиянието на растителността е различно в различните зони. В. В. Докучаев (1892) смята, че степните гори са надеждни и правилни регулатори на водния режим на степната зона. В тайговата зона горите източват терена чрез повече изпарение, отколкото в полетата. В степите горските пояси допринасят за натрупването на влага чрез задържане на сняг и намаляване на оттока и изпаряването от почвата.
Ефектът върху оттока на блата в области с прекомерна и недостатъчна влага е различен. В горската зона те са регулатори на потока. В лесостепите и степите тяхното влияние е отрицателно, те всмукват повърхностните и подземните води и ги изпаряват в атмосферата.
Кора и изтичане.Пясъчните и камъчни находища съхраняват вода. Често потоци от далечни места се филтрират по тях, например в пустини от планината. В масивни кристални скали цялата повърхностна вода тече надолу; по щитовете подземните води циркулират само в пукнатини.
Значението на езерата за регулиране на потока.Големите течащи езера са един от най-мощните регулатори на потока. Големите езерно-речни системи като Невската или Св. Лорънс имат много регулиран отток и това значително се различава от всички останали речни системи.
Комплекс от физически и географски фактори на балотажа.Всички горепосочени фактори действат заедно, влияят един на друг в интегрална система от географската обвивка, определят грубо намокряне на територията ... Това е името на онази част от атмосферните валежи, която, минус бързо протичащия повърхностен отток, прониква в почвата и се натрупва в почвената покривка и в земята, след което бавно се консумира. Очевидно именно брутната влага има най-голямо биологично (растеж на растенията) и селскостопанско (селско стопанство) значение. Това е най-съществената част от водния баланс.
