Все океаны и моря, имеющие связь между собой, составляют Мировой океан Земли. Название дано известным русским океанологом Ю. М. Шокальским. Мировой океан условно делится на четыре основные части: Тихий, или Великий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый океаны. Общая их площадь - 361 млн км 2 . Ограничивают океаны материки и меридианы их крайних точек (мыс Горн - в Южной Америке, Игольный - в Африке и Южный - на о. Тасмания). Части океана, вдающиеся в сушу и отделенные от океана островами, полуостровами или возвышениями подводного рельефа, называются морями. Они подразделяются на окраинные моря, прилегающие к материку (Баренцево, Карское и др.); внутренние моря, лежащие внутри материков, окруженные со всех сторон сушей и сообщающиеся с океаном одним или несколькими проливами (Балтийское, Черное и др.). Внутренние моря делятся на средиземные, расположенные между материками в геосинклинальных областях (например, Средиземное, Красное, Карибское), и полузамкнутые (Берингово, Северное, Охотское, Желтое, Японское).
Дно океанов и морей имеет сложный рельеф, напоминающий рельеф суши, только менее расчлененный; он беднее деталями, менее разнообразен. Изучается путем промеров отдельных точек и вычерчивания соответствующих профилей. Можно выделить крупные формы рельефа. Материковая отмель, или шельф,- мелководная часть, окаймляющая материк (затопленная часть материка). Ширина шельфа изменяется от нуля до 1500 км, составляя в среднем 78 км. Он занимает 8% всей площади Мирового океана. Глубина внешнего края материковой отмели меняется от 20 до 550 м и более, обычно около 200 м, а в среднем 133 м. Шельф - это подводная мелководная равнина со слабым наклоном, рельеф которой тесно связан с рельефом прилегающей суши. Это область накопления отложений, сносимых с суши,- от галечников до песков, илов с участием органогенных материалов (ракушечник, коралловые грунты). В геологическом отношении шельфы относятся к континентам. В пределах шельфа разрабатываются крупные месторождения нефти и газа, например в Северном море. Глубже следует часть океанического дна, которая называется материковым склоном с более крутыми уклонами и значительной расчлененностью в виде ступеней и поперечных ложбин (подводных каньонов), а также подводных гор, гряд, возвышенностей и котловин. Под действием силы тяжести осадочный материал перемещается вниз по склону нередко в виде громадных оползней и скапливается у его основания, подножия. Склон составляет 12% площади Мирового океана и простирается от края шельфа до глубины 3–5 км. Затем начинается ложе океана (абиссаль), на долю которого приходится 80% его площади. Это не идеальная равнина; наряду с плоскими участками встречаются подводные хребты, обширные плато, впадины, желоба (т. е. разломы, вытянутые нередко на тысячи километров). Широко распространены подводные вулканы.
Подводные хребты достигают высоты нескольких километров; они делят дно всех океанов на ряд крупных котловин и впадин. Длина таких срединно-океанических хребтов с ответвлениями - свыше 60 тыс. км, ширина - 250–450 км (до 1200 км на отдельных участках). Некоторые вершины образуют вулканические острова (о. Пасхи, Св. Елены, Буве, Амстердам). Рельеф подводных хребтов очень сложный, с сильно расчлененными гребнями и склонами.
Разломы (рифты) ориентированы вдоль и поперек хребтов; на дне их залегают базальты, близкие по составу к мантии Земли. Глубочайшая впадина Мирового океана - Марианская (11,022 м) - расположена в Тихом океане.
Морская вода - это раствор 44 химических элементов. Важную роль в ней играют соли. Поваренная соль (NaCl) придает воде соленый вкус, магниевая (MgCl 2) - горький. Общее количество всех солей, растворенных в воде (в граммах на 1 кг воды), называется соленостью. Она выражается в тысячных долях (промилле - ‰). Средняя соленость Мирового океана - около 35‰, т. е. в каждом килограмме воды содержится 35 г соли. В прибрежных водах океана соленость понижается из‑за опресняющего влияния впадающих рек, в зонах сухих пассатных ветров - наибольшая соленость (34–36‰), а в экваториальном поясе, где выпадает много осадков, она уменьшается. Особенно резко различается соленость внутренних морей: в Балтийском море она колеблется от 20 на юге до 3‰ в Ботническом заливе; в Черном море - от 14 до 19‰, а в Красном - 41‰. Изменяется она до глубины 1500 м, а глубже остается постоянной.
В морской воде растворены газы; преобладают кислород, азот, а также углекислый газ, сероводород, аммиак и метан. Плотность воды повышается с увеличением солености, понижением температуры и глубиной. Давление повышается на 1 ат на каждые Юм глубины. Цвет морской воды (видимая окраска моря) зависит от присутствия в ней органических примесей и условий отражения лучей от поверхности моря (облачности, волнения, высоты наблюдателя и др.). Он изменяется от интенсивно-синего до желтовато-коричневого, серовато-зеленого (во внутренних морях) и определяется по международной цветовой шкале. Прозрачность воды измеряется с помощью белого диска Секки. Её величина соответствует глубине в метрах, на которой белый диск перестает быть видимым. Наибольшая прозрачность в Саргассовом море - до 66 м.
Температура морской воды зависит от широты места, климата окружающих территорий, течений и др. Особенно высокая температура в морях, окруженных жаркими пустынями, например в Красном море - до 34 °C, в Персидском заливе - до 35,6 °C. В умеренном климате температура изменяется в зависимости от времени года и немного от времени суток. Считалось, что сезонные колебания не отражаются в океане глубже 300–350 м. Наши ученые установили, что в Японском море, например, солнце прогревает воду до 4000 м глубины. На глубине 3–4 км во всех морях низкие температуры (около 2–3°С) и вода имеет наибольшую плотность. При 35‰ солености морской воде для замерзания нужно охладиться почти до −2 °C. Течения уносят от экватора теплую воду в умеренные широты, а из глубины на её место поднимается холодная вода. Нагреваясь на поверхности, она уходит в направлении полюсов, где остывает, становится более плотной и опускается вниз. Подобные перемещения вод Мирового океана способствуют более равномерному распределению температур в водной массе, а также в тропосфере и на земной поверхности. Мировой океан активно участвует в формировании климатов Земли и погоды; его взаимодействия с атмосферой сложны и привлекают пристальное внимание ученых. В шутку (имеющую немалую долю истины) говорят, что мы живем на планете Океан; ведь большую часть её поверхности покрывает вода, а не суша (земля).
В наше время изучение Мирового океана тесно связано с использованием его минеральных и биологических ресурсов, а также охраной от загрязнения (главным образом, нефтью).
Океан - кормилец человечества. Издавна человек в его водах ловит рыбу, добывает морского зверя. Люди используют и другие морские продукты: моллюсков, ракообразных, водоросли, создают морские угодья путем искусственного разведения водных организмов, разводят ценные виды рыб. Запасы биомассы морей и океанов используются уже примерно на 70%.
Под толщей вод океана скрыты большие запасы полезных ископаемых. Они залегают на самом дне или глубоко в недрах. Наиболее удобно расположенные месторождения уже разрабатываются. Особенно много добывается нефти и газа на океаническом шельфе, где они наиболее доступны. В 1975 г. на шельф приходилось около 1/5 всей добываемой в мире нефти. Во многих случаях нефть залегает в море вблизи мест её добычи на суше. Например, в Мексиканском и Персидском заливах.
В Мировом океане геологи выделили уже 180 нефтегазоносных бассейнов; крупнейшие из них разбросаны по всей акватории мелководного Северного моря.
Из‑под морского дна вблизи побережий добывается каменный уголь в Великобритании, Японии, Канаде, Чили и других странах. Железная руда добывается из морских недр в Канаде, значительно меньше во Франции, Финляндии и Швеции. На границе между сушей и морем выносимый реками обломочный материал образует прибрежные россыпные месторождения. Добычу руд ведут землесосными снарядами или просто экскаваторами. Разработка россыпей позволяет извлекать из них такие редкие элементы, как титан, цирконий, торий и некоторые другие. Широко распространены россыпи магнетитовых и титаномагнетитовых песков, из них в некоторых странах (например, в Японии) извлекают железо и титан.
В открытом океане на поверхности дна котловин огромные площади занимают залежи железомарганцевых конкреций. Это - полиметаллические руды, дополнительно содержащие ценные металлы - медь, никель и кобальт, из‑за которых стоит начать добычу этих руд, залегающих на больших глубинах океанов. Сейчас созданы крупные международные организации по использованию ископаемых океанического дна.
Мировой океан - крупный источник энергии. Он накапливает тепло солнечного излучения, а поэтому можно использовать разность температур морской воды, а также энергию приливов, волн, берегового прибоя и течений. Во многих странах разрабатываются проекты приливных электростанций (ПЭС), а в некоторых они уже работают.
М. Г.
Деев
,
канд. геогр. наук, старший научный сотрудник кафедры океанологии Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Земля во многих отношениях уникальная планета, но, пожалуй, самое удивительное на ней - наличие большого количества жидкой воды. Водяной пар и лед можно найти на других планетах, в астероидах и метеоритах, но жидкая вода есть только на Земле. Особенность жидкой фазы воды заключается в том, что она может существовать лишь в очень узком диапазоне температур - от 0 до 100 °С, и такие температурные условия сохраняются продолжительное время только на Земле. Именно присутствие жидкой воды сделало возможным возникновение и развитие жизни на Земле в ее современных формах. Самым большим хранилищем воды является Мировой океан, который, как показывают данные палеогеографии, никогда полностью не замерзал и не испарялся.
Приведем определение этого интересного географического объекта, данное в одной из последних работ известного океанолога академика А.С. Монина: «Мировой океан - непрерывно распределенная по поверхности Земли (на площади, охватывающей около 71%) и ограниченная снизу и с боков причудливой формой рельефа дна и береговой линией континентов толща соленой воды с массой 1377·10 6 гигатонн, имеющая среднюю глубину около 3800 метров, с многочисленными разбросанными на ее поверхности островами, и разнообразной формой жизни в ее глубинах».
После первого знакомства с океаном вполне естественно возникает желание знать, когда и как он образовался, всегда ли был таким, каким мы его знаем сегодня, и как эволюционировал на протяжении истории Земли? Вопрос тем более интересен, что историю формирования и развития материков и всей нашей планеты можно понять только в том случае, если хорошо известна история возникновения и дальнейшей эволюции Мирового океана. Следует заметить, что история океана весьма сложна, во многом еще недостаточно изучена и пока не может быть истолкована однозначно. Поэтому далее будут приведены наиболее широко распространенные, но иногда требующие дополнительных подтверждений научные представления по интересующему нас предмету.
Прежде всего, зададимся вопросом о времени появления жидкой воды, о том, как быстро это произошло после образования самой планеты. В настоящее время считается, что образование Земли началось 4,6 млрд лет назад. Согласно некоторым гипотезам, промежуточной стадией формирования планет из межзвездной пыли и газов считается образование так называемых планетезималей - твердых и крупных (до нескольких сотен километров в поперечнике) тел, последующее скопление и объединение которых становится процессом аккреции уже непосредственно планеты. По геологическим меркам, Земля сформировалась очень быстро, примерно за первые сто миллионов лет своей истории достигнув 93-95% сегодняшней массы. Наиболее вероятно, что первоначально Земля не имела атмосферы и гидросферы, а ее поверхность непрерывно изменялась в результате интенсивной метеоритной бомбардировки.
Образование планеты сопровождалось сильным гравитационным сжатием и выделением столь большого количества тепла, что первые сотни миллионов лет у поверхности Земли существовал магматический океан, или расплавленная первичная астеносфера. Так как в расплаве (магме) находились вещества разные по составу и плотности, началась гравитационная дифференциация. При этом более плотные вещества (тяжелые металлы) погружались, образуя металлическое (железное) ядро планеты, а менее плотные (силикаты) всплывали, постепенно создавая мантию и литосферу. Дифференциация сопровождалась дегазацией мантийного вещест-ва, при которой легко кипящие фракции переходили в газообразное состояние и, выходя на поверхность, формировали первичную плотную и горячую атмосферу Земли. Наиболее вероятно, что вначале атмосфера состояла из углекислого газа (СО 2), аммиака (NH 3 ), возможно также сернистого водорода (H 2 S) и хлористого водорода (HCl), но главное, в ней появился водяной пар, количество которого постепенно увеличивалось и, по некоторым оценкам, могло достигать величины порядка 10 21 кг, что составляет около 70% массы современной гидросферы Земли.
Постепенное истощение источников внутреннего тепла Земли привело к остыванию и кристаллизации магмы с последующим образованием первичной твердой земной коры. Дальнейшее остывание верхних слоев планеты и понижение температуры ниже точки кипения неизбежно вызвало конденсацию водяного пара и тем самым появление жидкой фазы воды. Можно полагать, что озера первичной гидросферы на поверхности молодой планеты неоднократно испарялись и появлялись вновь, пока не установился температурный режим, в среднем повсеместно допускавший существование жидкой воды. Когда это могло произойти?
Самые древние (из известных сегодня) горные породы найдены в Западной Австралии, их возраст оценивается в 4,2-4,0 млрд лет. Большое внимание привлекли извлеченные из них зерна минерала циркона (химическая формула ZrSiO 4 , часто радиоактивен). Изотопный анализ древнейших цирконов показал повышенное содержание тяжелого изотопа кислорода 18 О, характерное для жидкой воды. Это служит косвенным доказательством того, что эти минералы образовались в присутствии жидкой воды. В тех же западноавстралийских цирконах оказалось аномальное содержание еще некоторых изотопов, свидетельствующее о земном (не метеоритном) происхождении минералов.
Помимо косвенных получены и прямые доказательства существования жидкой воды. В горных породах возрастом 3,9-3,8 млрд лет, найденных в юго-западном районе Гренландии, обнаружены железистые кварциты водного происхождения, что позволяет предположить существование жидкой воды в этом районе на 200-300 млн лет ранее указанного времени. Таким образом, гидросфера Земли начала формироваться не позднее 4 млрд лет тому назад при постепенном остывании поверхности планеты и конденсации водяного пара первичной атмосферы. Первые, еще весьма мелководные, моря будущего Мирового океана заполняли впадины застывшего рельефа, разрастались, сливались с соседними водными бассейнами.
Полагают, что первичная земная кора, которая выплавлялась из мантии, состояла из пород, близких по своему составу к базальтам. Во всяком случае, первичная кора имела основной или ультраосновной состав, то есть была идентичной современной земной коре океанического типа. Протоконтинентальная кора начала формироваться почти в то же время, но занимала значительно меньшие площади. Ее первые острова расчленяли неглубокий первичный океан на отдельные бассейны.
Собрано большое число подтверждений существования океана в ранние геологические эпохи. Одним из первых обоснованные предположения о возрасте и эволюции Мирового океана высказал в 1901 г.австрийский геолог Эдуард Зюсс. В основе его рассуждений лежала смелая гипотеза о том, что привычное расположение материков и океанов на поверхности Земли не было незыблемым и постоянным в геологическом прошлом. По заключению Зюсса, в позднем палеозое - раннем мезозое (порядка 350 млн лет тому назад) существовал мегаконтинент Гондвана, в котором слились фрагменты Африки, Индостана, Южной Америки, Австралии и Антарктиды. Спустя четырнадцать лет немецкий геофизик Альфред Вегенер, развивая гипотезу Зюсса, предложил теорию дрейфа континентов. Он считал, что Гондвана Зюсса была частью еще более крупного суперконтинента Пангеи, окруженного сплошным кольцом океанических вод. Постепенно появлялись данные о том, что Атлантический и Индийский океаны с геологической точки зрения молоды, а Тихий океан значительно более древний. Согласно палеомагнитным данным, древние океаны шириной до 3,5 тыс. км существовали в палеозое (400-500 млн лет тому назад), а еще более широкие, до 5 тыс. км, - в раннем протерозое (1,7-2,5 млрд лет тому назад).
Реликтами земной коры океанического типа считаются офиолиты - особый комплекс интрузивных, эффузивных и осадочных пород, широкое распространение которых в том или ином районе свидетельствует о существовании древнего океана. Найдены офиолиты раннепротерозойского и даже архейского (3-4 млрд лет) возраста.
Первоначально древние океаны были мелководными, но вместе с постепенным увеличением объема жидкой воды глубины возрастали - от 150-700 мв архее до 2900 м в среднем протерозое (1,2 млрд лет). Воды Мирового океана достигли объема близкого к современному приблизительно к началу кембрийского периода, около 570 млн лет назад, а в дальнейшем пополнялись в процессе продолжавшейся дегазации мантии во время вулканиче-ских извержений (в особенности подводного вулканизма) и перераспределялись между отдельными океанами.
Итак, первые бассейны, наполненные жидкой водой, появились на Земле не позднее 4 млрд лет тому назад. С тех пор температурные условия на поверхности Земли в среднем всегда находились в пределах существования жидкой воды, иными словами, океан никогда полностью не исчезал. Это важно отметить, так как далее предстоит разрешить любопытный парадокс. Дело в том, что на дне современных океанов нигде не найдено не только осадочных пород с возрастом более 170 млн лет, но и коренные породы океанического дна оказались с геологической точки зрения удивительно «молодыми».
Несоответствие между возрастом Мирового океана, соизмеримым с возрастом Земли, и молодостью океанического дна объясняется с позиций теории новой глобальной тектоники. Согласно ее положениям, земная кора не есть единая твердая и неизменная оболочка земного шара, а представляет собой своеобразную мозаику из нескольких жестких литосферных плит площадью в десятки миллионов квадратных километров, находящихся на плаву в вязкой астеносфере и непрерывно испытывающих вполне упорядоченные горизонтальные перемещения. Объясним кажущийся временной парадокс на примере Атлантического океана.
Через центральную часть океана с севера на юг простирается срединно-океанический хребет. В осевой части хребта располагается рифтовая долина, по которой проходит граница между соседними литосферными плитами: Американской - к западу от хребта, Африканской и Евразийской - к востоку. Рифтовая долина есть зона спрединга, или раздвижения, плит. Под ней происходит поднятие расплавленного мантийного вещества, формирование из него новых участков океанической коры и их перемещение в обе стороны от хребта. Скорость раздвижения литосферных плит составляет единицы сантиметров в год. По сторонам рифтовой долины расположены самые молодые участки океанического дна. С удалением от хребта возраст донных осадков постепенно увеличивается и достигает наибольших значений в прибрежных зонах океана. Достигнув берега, океаническая часть плиты «ныряет» под нависающий край континента, происходит ее поддвиг под соседнюю плиту и погружение в мантию. Таким образом, возраст океанического дна зависит от расстояния между рифтовой зоной (осью спрединга) и областью погружения (называемой зоной субдукции), а также от скорости горизонтального перемещения плит.
Механизм, приводящий в движение литосферные плиты, объясняется следующим образом. Конвекция, возбуждаемая внутренним теплом Земли, порождает в мантии конвективные ячейки. Под зонами спрединга находятся восходящие ветви, в зонах субдукции -нисходящие, в промежутке - горизонтальные ветви конвективных ячеек. Горизонтальные размеры ячеек соответствуют расстояниям между зонами спрединга и субдукции, вертикальные составляют в современную геологическую эпоху около 400 км.
Интересно, что базальты, кристаллизующиеся из расплава в рифтовой зоне, одновременно намагничиваются в магнитном поле Земли и впоследствии сохраняют свои магнитные свойства. Это позволяет, сравнивая магнитные характеристики образца базальта с соответствующими характеристиками современного магнитного поля, определять возраст разных участков океанического дна.
Считается, что тектоника литосферных плит начала действовать не позднее 3,5-3,0 млрд лет назад, но размеры плит были меньше, а число их больше. Современные черты динамики этот механизм приобрел в начале позднего протерозоя (около одного миллиарда лет назад). Теперь можно в общих чертах проследить, как менялись очертания океанов и континентов на поверхности Земли.
Первые структуры континентов возникли около 3 млрд лет назад. На рубеже архея и протерозоя (2,5 млрд лет тому назад) горизонтальные перемещения литосферных плит привели к сближению и постепенному слиянию древних материков, что привело к формированию первого суперконтинента Пангеи, окруженного единым океаном Панталассом. Названия даны по старой научной традиции использования грече-ского языка: пан - всеобщий, гео - земля, таласс - океан. Примерно через 300-500 млн лет Пангея раздробилась на обособленные континенты, между которыми возникли океанские бассейны. В дальнейшей истории Земли подобная компактная группировка материков в единый континент возникала, существовала и разрушалась трижды, с периодичностью около 800 млн лет. Последней была палеозойско-мезозойская Пангея, существование которой первым обосновал А. Вегенер. Интересно, что компоновка каждой Пангеи была сходна с «вегенеровской». Во всяком случае, многие факты говорят о том, что в перемещении литосферных плит прослеживается определенная упорядоченность. Таким образом, сегодняшняя конфигурация материков и океанов не есть нечто застывшее навсегда. Она меняется буквально на наших глазах, только эти изменения происходят очень медленно, со скоростями в среднем 4-6 см в год.
Рис. 1. Реконструкция суперконтинента Пангея, около 200 млн лет назад (по Я. Голонке, 2000 г.)
Геологический прогноз движений литосферных плит в ближайшие примерно 50 млн лет в главных чертах выглядит следующим образом. Атлантический океан станет шире, а площадь Тихого океана сократится. Австралия продвинется на север и подойдет ближе к Евразийской плите. Азия соединится с Северной Америкой в районе Алеутских островов. Красное море раздвинется - это зародыш будущего океана, полуостров Калифорния станет островом. Океаны Земли в ходе своей эволюции проходят последовательно этапы развития от узкого моря (Красное море сегодня) до размеров современного Тихого океана. Одновременно происходят сближения и расхождения материков, изменение их числа и пространственной ориентации.
Мировой океан это, прежде всего, морская вода, привлекающая к себе пристальное внимание океанологов. Одной из важнейших характеристик вод, наполняющих Мировой океан, является соленость. В практических целях соленость принято характеризовать концентрацией раствора, которую измеряют в промилле (‰), то есть в тысячных долях, и средняя соленость морской воды составляет около 35‰.
Под соленостью понимается выраженная в граммах масса всех твердых веществ, растворенных в 1000 г морской воды, когда карбонаты превращены в окислы, бром и йод замещены эквивалентным количеством хлора, а органические вещества сожжены при 480 °С. Кратко можно сказать, что соленость морской воды есть отношение массы растворенного твердого вещества к массе раствора.
Вода является одним из лучших растворителей, поэтому на Земле невозможно найти химически чистое вещество Н 2 О, все природные воды в той или иной степени минерализованы. Воды первичного океана также представляли собой раствор солей, по концентрации близкий к современной солености, но солевой состав раствора был отличен от настоящего. Ювенильный раствор, поступавший на поверхность Земли при дегазации мантии, на первых порах, по-видимому, полностью выпаривался, но с понижением температуры ниже точки кипения воды стал растворяться в воде первых земных морей. Одновременно в раствор переходили легко растворимые вещества первичной земной коры. Кроме того, в воде первых морей растворялись газы, содержавшиеся в первичной атмосфере: HCl, HF, HBr, B(OH) 3 и некоторые другие. Поэтому первое время существования океана его воды должны были проявлять кислую реакцию из-за присутствия в растворе сильных кислот.
В дальнейшем происходило приспособление солевого состава первичного океана к изменяющимся термическим и гидрохимическим условиям на поверхности Земли. В растворе оставались те элементы, для которых не нашлось достаточного количества сильных осадителей, например такие, как хлор и бром. Их процентное содержание в растворе почти не изменилось. Содержание других элементов, прежде всего углерода, сильно уменьшилось. Это свидетельствует о том, что в океане постоянно протекают процессы, выводящие углерод из раствора. Основная реакция этого типа - перевод углекислого газа в угольную кислоту с дальнейшим переходом в нерастворимый и потому выпадающий в осадок карбонат кальция. Этот процесс происходил всегда и протекает до сих пор. Сильные кислоты в океане архейского времени вступали в реакцию с сильными основаниями, что в результате привело к постепенной нейтрализации первично кислых вод.
Рис. 2. Литосферные плиты и скорости их перемещения в мм/год (по В.Е. Хаину, 2008 г.)
Существенные изменения в солевом составе океанских вод начались с возникновением и дальнейшим развитием жизни. С появлением биосферы начала проявляться реакция фотосинтеза, в ходе которой из морской воды выводятся, прежде всего, углерод и азот. В процессе фотосинтеза создается свободный кислород, что открыло возможность формирования современной азотно-кислородной атмосферы. В результате фотосинтеза из атмосферы почти полностью был извлечен углекислый газ, что способ-ствовало стабилизации карбонатной системы, возникновению скелетных организмов, а в дальнейшем - накоплению карбонатных осадочных толщ на дне океанов.
Эти и другие природные процессы постепенно видоизменяли солевой состав океанических вод, который стал преимущественно хлоридно-сульфатным и практически идентичным со-временному. В настоящее время морская вода представляет собой равновесный природный раствор, обладающий исключительно высокой химической инертностью, сохраняющий свой состав и концентрацию солей практически неизменными на протяжении, по меньшей мере, последней геологической эпохи.
Назовите океаны земного шара и покажите их на глобусе и карте полушарий.
1. Мировой океан. Если посмотреть на глобус, то увидим, что большую часть земного шара занимает вода. Это - Мировой океан. На долю Мирового океана приходится 3/4 части всей поверхности Земли, или 361 млн. км2 (рис. 68).
Рис. 68. Соотношение площадей океана и суши .
Мировой океан состоит из отдельных, имеющих свои названия, океанов, однако все они соединены друг с другом. Из любой точки Мирового океана можно попасть в любую другую, не пересекая сушу. (Убедитесь в этом по карте полушарий.)
Большие участки суши, окруженные океанами и морями, называются материками или континентами. На земном шаре имеется 6 материков. Это Евразия, Африка, Северная Америка, Южная Америка, Австралия
и Антарктида.
Небольшие участки суши, окруженные со всех сторон водой, называются островами. (Найдите на карте острова Гренландия, Мадагаскар, Исландия.)
Часть суши, которая глубоко вдается в водное пространство, называют полуостровом. (Найдите на карте полуострова Апеннинский
и Лабрадор.)
Мировой океан состоит из 4 частей.
Тихий океан (180 млн. км2
) самый большой и глубокий из всех океанов на земном шаре. По занимаемой площади соответствует оставшимся трем, вместе взятым. В 1520-1521 годы Ф. Магеллан впервые переплыл этот океан во время кругосветного путешествия. Тихий океан начинается от западного побережья Северной и Южной Америки и тянется до Австралии и Антарктиды.
Здесь находится самое глубокое место в Мировом океане - Марианский желоб (глубина - 11 022 м).
Атлантический океан (92 млн. км2
) в два раза меньше Тихого океана. Он начинается с восточного побережья Северной и Южной Америки и тянется до западного побережья Евразии, Африки и до Антарктиды. Он протянулся от Северного полярного круга до Южного полярного. Через Атлантический океан проходят особо важные морские пути, соединяющие страны, расположенные на материках западного и восточного полушарий. Океан полностью освоен для морских перевозок.
Индийский океан (75 млн. км2
) занимает большую часть южного полушария. Является самым теплым океаном. (Определите по карте полушарий, между какими материками он расположен.) Индийский океан отличается более чистой водой по сравнению с другими. Это связано с тем, что в его южную часть почти не впадают реки.
Северный Ледовитый океан (14 млн. км2
) - самый маленький среди всех океанов. Границы его начинаются с берегов Северной Америки и заканчиваются у берегов Евразии. Большая его часть в течение года покрыта льдом.
Следующей особенностью Северного Ледовитого океана является его небольшая глубина. В местах перехода подводных материковых окраин в ложе океана глубина составляет всего 200 м. Таких мест довольно много на побережье Евразии. В океане много крупных островов.
2. Части океанов.
К частям океанов относятся моря, заливы, проливы.
Море является частью океана и отличается от него свойствами воды и животным миром. В большинстве случаев моря располагаются у берегов суши, но иногда встречаются и в открытом океане (например, Саргассово жоре).
Обычное море отделено от океана полуостровами, островами или подводными хребтами.
Моря, далеко вдающиеся в материк, называют внутренними морями. (Например, Черное море, Средиземное море.
Частями какого океана они являются?) Моря, расположенные по окраинам материков, называют окраинными морями. К ним относятся моря, расположенные на побережье Евразии - Баренцево, Карское, Лаптевых, Японское, Охотское, Восточно-Китайское
и другие.
Залив - небольшая часть океана или моря, глубоко вдающаяся в сушу. Например, Гудзонский и Мексиканский заливы
являются частями Атлантического океана у берегов Северной Америки, а Персидский залив -
часть Индийского океана на юге Евразии.
Части Мирового океана соединяются друг с другом проливами. Пролив - неширокое водное пространство, ограниченное с двух сторон берегами материков или островов. По ширине проливы очень различны. Самый широкий (до 950 км) и глубокий (до 5840 м) - пролив Дрейка,
а самый длинный (около 1670 км) - Мозамбикский пролив.
1. Как можно определить целостность Мирового океана?
2. Имеет ли выход к Мировому океану территория Казахстана? Как можно выйти к Мировому океану с территории Казахстана?
3. На каком расстоянии от вашей местности расположено ближайшее море? Измерьте это расстояние по карте.
4. Мысленно, начиная с Черного моря, проделайте морское кругосветное путешествие. Назовите океаны, моря, заливы, проливы, каналы, через которые или рядом с которыми пролегает этот путь?
5. Назовите внутренние и окраинные моря на побережье материка Евразия.
6. Какой пролив соединяет два моря с двумя океанами, два материка с двумя государствами?
7. Отметьте на контурной карте названные моря, заливы и проливы.
8. Заполните таблицу «Океаны», пользуясь сведениями из текста.
Еще со школьных лет у меня на столе стоит глобус. На нем легко увидеть, что большую часть нашей планеты занимает именно водное пространство. Многие слышали такое понятие, как «Мировой океан». Сейчас вы узнаете, что это такое.
Из каких частей состоит Мировой океан
Не поверите, но целых 70% нашей планеты находится под толщей воды. Именно эта водная оболочка Земли и считается Мировым океаном, который окружает материки и острова. Основными его частями являются 4 океана:
- Тихий;
- Атлантический;
- Индийский;
- Северный Ледовитый.
Но на этом деление не заканчивается. Океаны тоже состоят из нескольких составляющих:
- моря;
- заливы;
- проливы.
Море - это та часть океана, которая граничит с сушей, она может быть отделена от нее островами и полуостровами. Под заливами понимается участок моря, далеко впадающий в сушу. Но на самом деле, заливы очень схожи по своим характеристикам с морями. Все составляющие Мирового океана имеют очень тесную взаимосвязь.
Кто обитает в водах Мирового океана
Невероятно, но подводный животный и растительный мир очень богатый и красивый. Кроме того, постоянно происходят новые открытия, и список живых существ постоянно пополняется. Подводный растительный мир представлен водорослями. Их также существует огромное количество. В зависимости от типа, они могут жить очень близко к поверхности воды, а могут находиться на большой глубине.
Среди представителей животного мира океана можно найти: планктон, различные виды рыб, китообразных, ракообразных. Обилие животных зависит от условий существования в той или иной части Мирового океана. Например, Северный Ледовитый океан не может похвастаться обилием живых существ в своих водах. Конечно, к таким суровым условиям далеко не все животные и растения могут приспособиться.
На количество живых организмов влияет и экологическая ситуация. Чем выше уровень загрязнения воды, тем меньше животных может обитать в таком месте. В первую очередь, человек должен заботиться о том, чтобы экологическая ситуация на нашей планете не ухудшалась.
Водная оболочка, окружающая материки и острова и являющаяся непрерывной и единой, получила название
Слово «океан» происходит от греч. okeanos , что означает «великая река, обтекающая всю землю».
Понятие Мировой океан как единое целое было введено в употребление русским океанологом Ю. М. Шокальским (1856- 1940) в 1917 г.
Океан — хранитель воды. В Южном полушарии он занимает 81 % территории, в Северном — всего 61 %, что указывает на неравномерное распределение суши на нашей планете и является одним из главных факторов формирования природы Земли. Океан оказывает влияние на климат (так как является огромным аккумулятором солнечного тепла и влаги, благодаря ему на Земле сглаживаются резкие колебания температуры, увлажняются отдаленные районы суши), почвы, растительный и животный мир; является источником различных ресурсов.
Выделяются в отдельную часть гидросферы Земли — океаносферу , на долю которой приходится 361,3 млн км 2 , или 70,8 % площади земного шара. Масса океанской воды примерно в 250 раз больше массы атмосферы.
Мировой океан — это не просто вода, а единое по своей сути природное образование.
Единство Мирового океана как водной массы обеспечивается ее непрерывным движением как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении; однородным универсальным составом вод, представляющим собой ионизированный раствор, содержащий все химические элементы таблицы Менделеева, и др.
Все процессы, происходящие в Мировом океане, имеют ярко выраженный зональный и вертикальный характер. Природные и вертикальные пояса океана описаны в разд. «Биосфера Земли».
Мировой океан является средой обитания для множества форм жизни, так как в нем имеются достаточно благоприятные условия развития жизни. Здесь обитают почти 300 тыс. видов растений и животных, в их числе рыбы, китообразные (киты и дельфины), головоногие (осьминоги и кальмары), ракообразные, морские черви, кораллы и др., а также водоросли. Подробнее об обитателях Мирового океана рассказано в разд. «Биосфера Земли».
Океаны имеют огромное значение для природы Земли и человека. Например, просто неоспорима транспортная значимость океана. Еще в XIX в. значение Мирового океана как средства связи между материками и странами стало очевидным. В настоящее время огромное количество грузов перевозится мировыми морскими портами. Несмотря на то что морской транспорт не является самым быстрым, он является одним из самых дешевых.
Итак, значение Мирового океана состоит в следующем:
- является накопителем солнечного тепла;
- определяет погоду, климат;
- среда обитания сотен тысяч видов;
- это «легкие планеты»;
- является источником морепродуктов, минеральных ресурсов;
- используется как транспортный путь;
- это — поставщик пресной волы в результате испарения и переноса влаги на сушу.
Природные ресурсы Мирового океана
Воды Мирового океана богаты различными ресурсами. Среди них огромную ценность имеют органические (биологические) ресурсы. При этом около 90 % биологических ресурсов океана приходится на рыбные ресурсы.
На первом месте по объемам добычи в мировом рыбном промысле стоят сельдевые. Особое богатство представляют лососевые и особенно осетровые рыбы. Главным образом рыба ловится в шельфовой зоне. Использование рыбы не ограничивается просто употреблением в пищу, она применяется в качестве кормовой муки, технического жира, удобрений.
Зверобойный (промышляют моржей, тюленей, морских котиков) и китобойный промыслы сейчас либо ограничены, либо вообще запрещены.
Промысел, связанный с отловом беспозвоночных и ракообразных , получил широкое распространение в странах Юго-Восточной Азии и многих других приморских странах, в которых широко используются в пищу моллюски и иглокожие. Ракообразные высоко ценятся на рынке. Один из представителей ракообразных — криль, из которого вырабатывают пищевой белок и витамины.
Важнейший природный ресурс океана, используемый для приготовления продуктов питания, для получения йода, бумаги, клея и др., - водоросли.
Также в последнее время получило широкое распространение искусственное выращивание живых организмов в водах Мирового океана (аквакультура).
Главным химическим ресурсом океана являются сама вода и растворенные в ней химические элементы. В мире действуют около 800 опреснительных установок, что приводит к ежегодному добыванию миллионов кубометров пресной воды. Однако стоимость этой воды очень высока.
Главные минеральные ресурсы , добываемые со дна моря, — это нефть и газ. Их добыча продолжается и стремительно растет с каждым годом. Также добываются каменный уголь, железная руда, олово и многие другие ископаемые, но эта добыча еще не до конца налажена.
Огромны и энергетические ресурсы океана. Так, в воде содержится перспективное топливо ядерных реакторов — дейтерий (тяжелая вода).
В отдельных странах мира (Франция, Великобритания, Канада, Китай, Индия, Россия и др.) функционируют приливные электростанции (ПЭС). Первая ПЭС в мире была построена во Франции в 1966 г. Сооружена она в устье реки Ране и носит название «Ля Ране». В настоящее время это крупнейшая в мире приливная электростанция. Ее установленная мощность — 240 МВт. Объем производства электроэнергии составляет около 600 млн кВт*ч.
Более 100 лет назад учеными была высказана идея получения энергии за счет разности температур воды в поверхностных и глубинных слоях океана. После 1973 г. были развернуты широкие практические исследования в этом направлении. Экспериментальные установки есть на Гавайских островах, где разность температур у поверхности воды и на глубине около одного километра составляет 22 °С. Еще одна гидротермическая станция построена на западном побережье Африки вблизи г. Абиджана (крупнейший город государства Кот-д"Ивуар). На схожем с приливными принципе могут работать электростанции, использующие энергию морских волн. Одна из таких электростанций, правда небольшой мощности, была сдана в эксплуатацию в Норвегии в 1985 г.
В связи с богатым химическим составом морская вода обладает многими целебными свойствами, а морской воздух насыщен многими ионами. Это говорит о возможности использования рекреационных ресурсов океана. Особый эффект морская вода приносит при использовании совместно лечебными грязями и термальными водами. Поэтому большую востребованность имеют морские курорты, например средиземноморские, курорты Калифорнии, Флориды и др.