1. Соленост. Океанската вода е разтвор, съдържащ всички химични елементи. В океанската вода има особено много хлор, натрий, магнезий, сяра, по-малко - бром, въглерод, стронций, бор. Съдържанието на други елементи е незначително - под 1%.
Общото количество соли в океана е 5 . 10 17 тона, те могат да покрият цялата Земя със слой от 45 m. Най-много в океана има натриеви (NaCl) и магнезиеви (MgCl) соли, които придават на водата солено-горчив вкус.
Средната соленост на Световния океан е 35% o, т.е. 1 литър океанска вода съдържа 35 г соли. Солеността зависи от съотношението на атмосферните валежи и изпарение, оттичане от сушата (реки), топене на лед. Широтната зоналност се проявява в разпределението на солеността на Земята. В екваториалните ширини солеността е малко по-ниска от средната (около 34 o / oo), в тропическите ширини се увеличава до 37 o / oo. По-нататък на север и юг солеността намалява: в умерените ширини до 35 o / oo, а в полярните ширини до 33-32 o / oo.
Широчинната зоналност в разпределението на солеността се нарушава от океанските течения. Атлантическият океан се счита за най-солен - почти 35,5 o / oo, най-малко солен - Северният ледовит океан - около 32 o / oo (край бреговете на Азия - само 20 o / oo). Най-солени са Персийския залив (39 o / oo), Червено море (42 o / oo), Средиземно море (39 o / oo).
На дълбочини над 1500 m солеността на Световния океан е непроменена - около 34,9 o / oo.
2. Температура. Температурата на цялата маса на океанската вода е приблизително +4 o C. Водата е най-топлото тяло на Земята, така че океанът бавно се нагрява и бавно се охлажда. Както вече споменахме, океанът - мощна батериятоплина.
средна температура повърхността на водатаокеан +17 o C (средна годишна температура на сушата +14 o C). най-високи температуриводите в северното полукълбо са през август, най-малките - през февруари (в южното полукълбо обратното).
Температурата на повърхностните води е зонална. В екваториалните ширини температурата е +27 o - +28 o C през цялата година, в тропическите - +15 o - +25 o C, в умерените - 0 o - +10 o C, в полярните - 0 o - -2 o C. Най-топъл е Тихият океан (средна температура +19 o C), а най-топлите части на Световния океан са Червено море (+32 o C) и Персийският залив (+35 o C).
Дневните и годишните колебания на температурата на водата са малки: дневни - около 1 o C, годишни в умерените ширини - 5-10 o C.
Значителни промени в температурата се наблюдават само в горните слоеве на океанската вода - 200-1000 m, по-дълбоко температурата е +4 o +5 o C, близо до дъното в полярните ширини - около 0 o, в екваториалните ширини - +2 o + 3 o C.
3. Лед в океана. Точката на замръзване на водата зависи от нейната соленост. Образуването на лед започва с появата на свежи кристали, които след това замръзват. В същото време в пространството между кристалите остават капки саламура, така че ледът е солен. Саламурата постепенно се стича между кристалите и с течение на времето ледът се обезсолява.
При спокойна вода се образува игловидна структура от лед, при разбъркване - гъбеста структура. Ледът е 9/10 потопен.
Соленият лед е по-малко издръжлив от пресния лед, но е по-пластичен и вискозен.
Началният етап на образуване на лед са ледени кристали. Освен това се образува леден филм - сланина, когато вали сняг, се образува сняг. По крайбрежието расте ивица лед - бърз лед. Ледът за възрастни има дебелина 50-70 cm или повече.
В полярните ширини на северното полукълбо ледът, образуван през зимата, няма време да се стопи през лятото. Сред полярните ледове има едногодишни и многогодишни. Дебелината на първогодишния лед в Арктика е 2-2,5 м, в Антарктика 1-1,5 м. Многогодишният лед има дебелина 3-5 м или повече.
Когато се компресира, ледът образува хълмове. Неподвижният лед е само близо до брега, останалото се носи. Многогодишните слоеве от плаващ лед в Арктика се наричат паков лед (дебелина 5 m или повече). Тези ледове покриват около 75% от общата ледена площ в северната част арктически океан(в Южния океан ги няма).
Когато ледът се топи, върху него се образуват езера - снежни полета, след което при температури над 0 ° C се образуват полини и др.
С изключение морски лед, в океана може да има речен лед, носен от реките през пролетта, както и континентален лед - айсберги.
Ледът покрива почти 15% от цялата водна площ на Световния океан. В Арктика ледът достига най-голямо разпространение към април-май, а най-малко - към края на август. В Антарктида през зимата (от май до октомври) ледените кръгове обграждат континента, а през лятото - този пръстен (януари-февруари) се разрушава.
Айсбергите достигат 50 o s. в северното полукълбо и 30 o ю.ш. в южното полукълбо. В морето Уедел е открит айсберг с дължина 170 км и височина 100 м.
4. Плътност. С увеличаване на солеността на водата, нейната плътност се увеличава. Това се улеснява от охлаждането на водата, както и от изпарението, образуването на лед. Студената вода има по-висока плътност от топлата, така че потъва надолу. Средната плътност на океанската вода е приблизително 1; тя се увеличава от екватора към полюсите и дълбоко в океана.
5. Натиск. Въздухът упражнява огромен натиск върху океана. Освен това самата вода създава налягане и колкото по-дълбоко е, толкова по-голямо е налягането. На всеки 10 m дълбочина налягането се увеличава с 1 atm. Всички процеси на голяма дълбочина се извършват под силно налягане.
6. Прозрачност. Най-малко прозрачност на водата в близост до брега. Намалява и през планктонния период. AT чиста водаслънчевата светлина преминава на дълбочина около 600 м, след това пълна тъмнина. Най-прозрачни са централните части на океаните, а най-прозрачно е Саргасово море.
7. Цвят. Чистият воден стълб на океана има син или син цвят („цветът на океанската пустиня“). Наличието на планктон придава на водата зеленикав оттенък, различни примеси - жълтеникаво-зелен (близо до устието на реките водата може да бъде дори кафява).
8. Газов състав. Газовете винаги са разтворени в океанската вода. Колкото по-високи са температурата и солеността, толкова по-малко газове могат да се разтворят във водата. Газовете навлизат във водата от атмосферата, при химични и биологични процеси в океана, с речна вода, при подводни изригвания. Във вода се разтварят кислород, въглероден диоксид, сероводород, амоняк, метан.
Движение на океанската вода
Водата в океаните е вътре в постоянно движение. Това осигурява смесване на водата, преразпределение на топлина, соленост и газове.
Помислете за отделните движения на водата.
1. вълнови движения(вълни). главната причинапоявата на вълни е вятърът, но те могат да бъдат причинени и рязка промяна атмосферно налягане, земетресение, вулканични изригвания на брега и океанското дъно, приливна сила.
Най-високата част на вълната се нарича гребен; най-дълбоката част е подметката. Разстоянието между два съседни гребена (подметки) се нарича дължина на вълната - (l).
Височината на вълната (H) е превишението на гребена на вълната над нейната подметка. Периодът на вълната (t) е периодът от време, през който всяка точка от вълната се премества на разстояние, равно на нейната дължина. Скоростта (n) е разстоянието, изминато за единица време от всяка точка на вълната.
Разграничаване:
а) ветрови вълни - под въздействието на вятъра вълните нарастват едновременно на височина и дължина, докато периодът (t) и скоростта (n) нарастват; докато вълните се развиват, те се променят външен види размери. На етапа на затихване на вълната дългите нежни вълни се наричат подуване. Вятърните вълни имат значителна разрушителна сила, като по този начин формират релефа на брега. Средната височина на вятърните вълни в океана е 3-4 м (максимум до 30 м), в моретата височината на вълните е по-малка - максимум не повече от 9 м. С увеличаване на дълбочината вълните бързо избледняват.
б) цунами - сеизмични вълни, обхващащи целия воден стълб, възникват при земетресения и подводни вулканични изригвания. Цунамито има много дълга дължина на вълната, височината им в океана не надвишава 1 м, така че те не се забелязват в океана. Но по бреговете, в заливите, височината им се увеличава до 20-50 м. Средната скорост на разпространение на цунамито е от 150 км/ч до 900 км/ч. Преди пристигането на цунами водата обикновено се отдръпва от брега за няколкостотин метра (до 1 км) в рамките на 10-15 минути. Големите цунами са редки. Повечето от тях са на брега на Тихия океан. Цунамито е свързано с огромни разрушения. Най-силното цунами се случи през 1960 г. в резултат на земетресение в Андите, на брега на Чили. В същото време цунамито се разпространи през Тихия океан до бреговете на Северна Америка (Калифорния), Нова Зеландия, Австралия, Филипините, Японските, Курилските, Хавайските острови и Камчатка. Цунамито достигна бреговете на Япония и Камчатка почти ден след земетресението.
в) приливни вълни (приливи) възникват в резултат на влиянието на Луната и Слънцето. Приливите и отливите са изключително сложно явление. Те постоянно се променят, така че не могат да се считат за периодични. За навигация са създадени специални таблици на "приливите и отливите", което е особено важно за пристанищните градове, разположени в долните течения на реките (Лондон на река Темза и др.). Енергията на приливните вълни се използва за изграждане на PES (те са в Русия, Франция, САЩ, Канада, Китай).
2. Течения на Световния океан (морски течения). Това са хоризонтални движения на водата в океаните и моретата, характеризиращи се с определена посока и скорост. Тяхната дължина е няколко хиляди километра, ширина - десетки, стотици километри, дълбочина - стотици метри.
Основната причина за теченията в океана е вятърът. Други причини включват приливно-образуващите сили, гравитацията. Всички токове се влияят от силата на Кориолис.
Теченията могат да бъдат класифицирани според редица характеристики.
аз Теченията се отличават по своя произход.
1) фрикционни - възникват под действието на движещ се въздух върху повърхността на водата:
а) вятър - причинен от временни ветрове (сезонни),
б) нанасяне - причинено от постоянни ветрове (преобладаващи);
2) гравитационни - възникват под въздействието на гравитацията:
а) канализация - текат от зони с излишна вода и се стремят да изравнят повърхността,
б) плътност – резултат са от разликите в плътността на водата на една и съща дълбочина;
3) приливни - възникват под действието на приливно-образуващите сили; покриват целия воден стълб.
II.Теченията се отличават с продължителност
1) постоянни - винаги имат приблизително еднаква посока и скорост (северен пасат, южен пасат и др.);
2) периодични - периодично променят посоката и скоростта (мусонни течения в Индийския океан, приливни течения и други);
3) временни (епизодични) - няма закономерности в промените им; променят се често, най-често в резултат на действието на вятъра.
III. По температура могат да се разграничат (но относително) токове
1) топло - например температурата на Северноатлантическото течение е +6 o C, а околната вода е +4 o C;
2) студено - например температурата на перуанското течение е +22 ° C, околната вода е +28 ° C;
3) неутрален.
Топлите течения обикновено се движат от екватора към полюсите, а студените - обратно. Топлите течения обикновено са по-солени от студените.
IV. В зависимост от дълбочината на местоположението се разграничават течения
1) повърхностен,
2) дълбоко,
3) отдолу.
Понастоящем е установена определена система от океански течения, главно поради общата циркулация на атмосферата. Тяхната схема е следната. Във всяко полукълбо, от двете страни на екватора, има големи циркулации на течения около постоянни субтропични барични максимуми (в тези географски ширини се образуват области с високо атмосферно налягане): в северното полукълбо по посока на часовниковата стрелка, в южното полукълбо обратно на часовниковата стрелка. Между тях има екваториално противотечение от запад на изток. В умерените и субполярните ширини на северното полукълбо се наблюдават малки пръстени от течения около баричния минимум (области с ниско атмосферно налягане: Исландски минимум и Алеутски минимум). В подобни географски ширини на южното полукълбо има течение от запад на изток около Антарктида (токът на западните ветрове).
Най-стабилните течения са северните и южните пасати (екваториалните) течения. Край източните брегове на континентите в тропическите ширини, топли канализационни течения: Гълфстрийм, Куросиво, Бразилия, Мозамбик, Мадагаскар, Източна Австралия.
В умерените ширини, под влиянието на постоянни западни ветрове, има топли северноатлантически и севернотихоокеански течения и студено течение на западните ветрове (Западен дрейф). Край западните брегове на континентите в тропическите ширини се наблюдават студени компенсаторни течения: Калифорнийско, Канарско, Перуанско, Бенгелско и Западноавстралийско течения.
В малките пръстени от течения трябва да се назоват топлите норвежки и студените лабрадорски течения в Атлантическия океан и теченията на Аляска и Курилско-Камчатски в Тихия океан.
В северната част на Индийския океан мусонната циркулация генерира сезонни ветрови течения: през зимата - от изток на запад, през лятото - обратно (през лятото това е студено сомалийско течение).
В Северния ледовит океан основната посока на водата и леда е от изток на запад, към Гренландско море. Арктика се попълва с вода от Атлантическия океан под формата на течения Нордкап, Свалбард, Нова Земля.
Значението на морските течения за климата и природата на Земята е голямо. Теченията нарушават зоналното разпределение на температурата. Така студеното Лабрадорско течение допринася за образуването на ледено-тундрови пейзажи на полуостров Лабрадор. И топлите течения на Атлантическия океан се възползват най-много Баренцово море. Теченията също влияят върху количеството на валежите: топлите течения допринасят за потока на валежите, студените не. Морските течения също помагат за смесването на вода и транспорт хранителни вещества; с тяхна помощ се извършва миграцията на растения и животни.
живот в океана
В океаните животът съществува навсякъде. Според условията на съществуване в океана се разграничават 2 области:
1) пелагиален (воден стълб),
2) benthal (отдолу) -
а) литорал (крайбрежна част на дъното до дълбочина 200 m),
б) абисална (дълбочинна част).
Органичният свят на океана се състои от 3 групи:
1) бентос - обитатели на дъното (растения, червеи, мекотели, раци и др.),
2) планктон - обитатели на водния стълб, които не могат да се движат самостоятелно (протозои, бактерии, водорасли, медузи и др.),
3) нектон - обитателите на водите. Свободно плуване (риби, китове, делфини, тюлени, калмари, морски змии и костенурки и др.).
Зелените растения могат да се развиват само там, където има достатъчно светлина за фотосинтеза (до дълбочина не повече от 200 m). Организми, които не се нуждаят от светлина, обитават целия воден стълб.
Планктонът се подразделя на фитопланктон и зоопланктон. По-голямата част от масата на живата материя в океана е фитопланктон (при благоприятни условия броят му може да се удвои за един ден). Фитопланктонът обитава предимно горния стометров слой вода. Средната маса на фитопланктона е 1,7 милиарда тона. Най-често срещаната форма на фитопланктон са диатомеите, от които има около 15 000 вида. Фитопланктонът е основната храна за повечето морски организми. Местата с изобилно развитие на фитопланктон са места, богати на живот.
Разпределението на живота в океана има зонален характер:
- в полярните ширини условията за фитопланктона са неблагоприятни, така че те са бедни на живот (тук живеят студенолюбиви риби и тюлени);
- в субполярните ширини фитопланктонът се развива през лятото, те се хранят със зоопланктон, те от своя страна ловят риба, китове, така че през лятото има много треска, костур, пикша, херинга и други риби;
- в умерените ширини се формират най-благоприятните условия, това са най-продуктивните зони на океана: изобилие от фито- и зоопланктон, изобилие от херинга, треска, камбала, камбала, шафранова треска, сьомга, сардина, риба тон, хамсия и други риби;
- в субтропичните и тропическите ширини условията за живот са неблагоприятни: висока соленост, малко кислород, малко количество планктон и риба; тук се срещат само кафяви водорасли - саргасови;
– условията се подобряват в екваториалните ширини, така че количеството на планктона и рибата тук се увеличава; много корали.
Океанът има следните ресурси: биологични (90% риби, бозайници, мекотели, водорасли), минерални (нефт, газ, въглища, железни и манганови руди, калай, фосфорити, сол и др.) и енергийни.
Движението на водите на океаните
По мой собствен начин физическо състояниеВодата е много подвижна среда, така че в природата тя е в непрекъснато движение. Това движение се причинява от различни причини, предимно от вятъра. Въздействайки върху водите на океана, той възбужда повърхностни течения, които пренасят огромни маси вода от един регион на океана в друг. Енергията на постъпателното движение на повърхностните води поради вътрешно триене се прехвърля към долните слоеве, които също участват в движението. Прякото влияние на вятъра обаче се простира на сравнително малко (до 300 m) разстояние от повърхността. По-долу във водния стълб и в близките до дъното хоризонти движението става бавно и има посоки, свързани с топографията на дъното.
Повърхностните течения образуват два големи кръга, разделени от противоток близо до екватора. Водовъртежът на северното полукълбо се върти по посока на часовниковата стрелка, а на южното – обратно на часовниковата стрелка. Когато се сравнява тази схема с теченията на реалния океан, може да се види значително сходство между тях за Атлантическия и Тихия океан. В същото време е невъзможно да не се забележи, че истинският океан има по-сложна система от противотечения на границите на континентите, където например Лабрадорското течение (Северния Атлантик) и Обратното течение на Аляска (Тихия океан) се намират. Освен това теченията в близост до западните граници на океаните се характеризират с по-високи скорости на движение на водата от тези на източните. Ветровете прилагат няколко сили към повърхността на океана, завъртайки водата в северното полукълбо по посока на часовниковата стрелка, а в южното полукълбо - срещу нея. Големите водовъртежи на океанските течения са резултат от тази двойка въртящи се сили. Важно е да се подчертае, че ветровете и теченията не са едно към едно. Например наличието на бързото течение Гълфстрийм край западните брегове на Северния Атлантик не означава, че в тази област духат особено силни ветрове. Балансът между въртящата се двойка сили на средното поле на вятъра и произтичащите течения се формира върху площта на целия океан. Освен това се натрупват токове голяма сумаенергия. Следователно промяната в средното поле на вятъра не води автоматично до промяна в големите океански вихри.
Водовъртежите, задвижвани от вятъра, се наслагват от друга циркулация, термохалинна ("халина" - соленост). Заедно температурата и солеността определят плътността на водата. Океанът пренася топлина от тропическите към полярните ширини. Този транспорт се извършва с участието на такива големи течения като Гълфстрийм, но има и обратен поток от студена вода към тропиците. Среща се главно на дълбочини под слоя от задвижвани от вятъра водовъртежи. Вятърът и термохалинната циркулация са компоненти на общата циркулация на океана и взаимодействат помежду си. Така че, ако термохалинните условия основно обясняват конвективните движения на водата (потъването на студена тежка вода в полярните региони и последващото й оттичане към тропиците), тогава ветровете са тези, които причиняват дивергенцията (дивергенцията) на повърхностните води и всъщност „ изпомпайте” студена вода обратно на повърхността, завършвайки цикъла.
Идеите за термохалинната циркулация са по-малко пълни, отколкото за циркулацията на вятъра, но някои характеристики на този процес са повече или по-малко известни. Смята се, че образуването на морски лед в морето Уедел и Норвежко море е важно за образуването на студена плътна вода, разпространяваща се близо до дъното в Южния и Северния Атлантик. И двете зони получават вода с повишена соленост, която през зимата се охлажда до замръзване. При замръзване на водата значителна част от съдържащите се в нея соли не се включват в новообразувания лед. В резултат на това се увеличава солеността и плътността на останалата незамръзнала вода. Тази тежка вода потъва на дъното. Обикновено се нарича съответно антарктическа дънна вода и северноатлантическа дълбока вода.
Друга важна характеристика на термохалинната циркулация е свързана със стратификацията на плътността на океана и нейния ефект върху смесването. Плътността на водата в океана нараства с дълбочината и линиите с постоянна плътност са почти хоризонтални. Вода с различни характеристики се смесва много по-лесно в посоката на линиите с постоянна плътност, отколкото през тях.
Термохалинната циркулация е трудно да се характеризира със сигурност. Всъщност както хоризонталната адвекция (пренос на вода чрез морски течения), така и дифузията трябва да играят важна роля в термохалинната циркулация. Определянето на относителната важност на тези два процеса във всяка област или ситуация е важна задача.
I. Вълни и приливи и отливи
Вълните са редовни и има малко Основни характеристики- дължина, амплитуда и период. Отбелязва се и скоростта на разпространение на вълната.
Дължината на вълната е разстоянието между върховете или дъната на вълните, височината на вълната е вертикалното разстояние от дъното до върха, равна е на удвоената амплитуда, периодът е равен на времето между моментите на преминаване от два последователни пика (или дъна) през една и съща точка.
Височината на пулсацията се измерва в около сантиметър, а периодът е около една секунда или по-малко. Прибойните вълни достигат няколко метра височина на периоди от 4 до 12 s.
Океанските вълни имат различни очертания и форми.
Вълните, причинени от местен вятър, се наричат ветрови вълни. Друг вид вълни са вълните, които бавно разклащат кораба дори при тихо време. Подуванията образуват вълни, които продължават да съществуват, след като напуснат зоната на вятъра.
При всяка скорост на вятъра се достига определено равновесно състояние, което се изразява във феномена на напълно развити вълни, когато енергията, предадена от вятъра на вълните, е равна на енергията, предадена от вятъра на вълните, равна на енергията, загубена по време на унищожаване на вълните. Но за да се образува напълно развита вълна, вятърът трябва да духа продължително и на голяма площ. Пространството, изложено на вятъра, се нарича регион на донасяне.
II. цунами
Цунамито се разпространява на вълни от епицентъра на подводните земетресения. Площта, засегната от вълните цунами, е огромна.
Цунамито е пряко свързано с движенията земната кора. Земетресение с плитък фокус, което причинява значителни размествания на кората на дъното на океаните, също ще предизвика цунами. Но също толкова силно земетресение, което не е придружено от забележими движения на кората, няма да предизвика цунами.
Цунамито възниква като единичен импулс, чийто преден ръб се разпространява със скоростта на плитка вълна. Първоначалният импулс не винаги осигурява концентричното разпространение на енергията, а с нея и на вълните.
III. приливи
Приливите са бавното покачване и спадане на нивото на водата и движението на нейния ръб. Приливните сили са резултат от привличането на Слънцето и Луната. Когато Слънцето и Луната са приблизително на една линия със Земята, тоест по време на периодите на пълнолуние и новолуние, приливите и отливите са най-големи. защото равнините на въртене на слънцето и луната не са успоредни, действието на силите на луната и слънцето се променя със сезоните, а също и в зависимост от фазата на луната. Приливната сила на Луната е около два пъти по-голяма от тази на Слънцето. Големите разлики в амплитудата на приливите и отливите в различните части на крайбрежието се определят главно от формата на океанските басейни.
Свойства на водите на океаните
Водата е "универсален разтворител": в нея, поне в малка степен, всеки от елементите може да се разтвори. Водата има най-висок топлинен капацитет сред всички обикновени течности, т.е. необходима е повече топлина, за да се нагрее с един градус в сравнение с други течности. За неговото изпаряване е необходима повече топлина. Тези и други характеристики на водата са от голямо биологично значение. По този начин, поради високия топлинен капацитет на водата, сезонните колебания в температурата на въздуха са по-малки, отколкото биха били иначе.
Температурата на цялата маса на океанската вода е около 4 градуса по Целзий. Океаните са студени. Водата в тях се затопля само на самата повърхност, а с дълбочина става по-студена. Само 8% от океанските води са по-топли от 10 градуса, повече от половината са по-студени от 2,3 градуса. Температурата варира неравномерно с дълбочината.
Водата е най-поглъщащото топлина тяло на Земята. Следователно океанът бавно се затопля и бавно отделя топлина, служейки като акумулатор на топлина. Той представлява повече от 2/3 от усвоения слънчева радиация. Той се изразходва за изпаряване, за нагряване на горния слой вода до дълбочина около 300 m, а също и за нагряване на въздуха.
Средната температура на повърхностните води на океана е повече от +17 градуса, а в северното полукълбо е 3 градуса. по-високо, отколкото на юг. Най-високите температури на водата в северното полукълбо се наблюдават през август, най-ниските - през февруари, в южното полукълбо - напротив. Дневните и годишните колебания на температурата на водата са незначителни: дневните колебания не надвишават 1 градус, годишните не надвишават 5..10 градуса. в умерените ширини.
Температурата на повърхностните води е зонална. В екваториалните ширини температурата е 27 ... 28 градуса през цялата година, в тропическите райони на запад от океаните 20 ... 25 градуса, на изток 15 ... 20 градуса. (поради течения). В умерените ширини температурата на водата постепенно намалява от 10 до 0 градуса. в южното полукълбо, в северното полукълбо, със същата тенденция, западните брегове на континентите са по-топли от източните, също поради теченията. В полярните райони температурата на водата е 0 ... -2 градуса през цялата година, в центъра на Арктика многогодишен леддо 5-7м.
Максималните температури на повърхностните води се наблюдават в тропическите морета и заливи: в Персийския залив над 35 градуса, в Червено море 32 градуса. В долните слоеве на Световния океан (M.O.) температурите са ниски на всички географски ширини: от +2 на екватора до -2 в Арктика и Антарктика.
Когато морската вода се охлади под точката на замръзване, се образува морски лед.
Ледът трайно покрива 3-4% от океанската площ. Морският лед се различава от сладководния по много начини. За солената вода точката на замръзване намалява с увеличаване на солеността. В диапазона на соленост от 30 до 35 ppm, точката на замръзване варира от -1,6 до -1,9 градуса.
Образуването на морски лед може да се разглежда като замръзване на прясна вода, с изместване на солите в клетките на морската вода в ледената маса. Когато температурата достигне точката на замръзване, ледените кристали се образуват и "обграждат" незамръзналата вода. Незамръзналата вода е обогатена със соли, изместени от ледени кристали, което допълнително понижава точката на замръзване на водата в тези клетки. Ако ледените кристали не заобиколят напълно обогатената със сол незамръзнала вода, тя ще потъне и ще се смеси с подлежащата морска вода. Ако процесът на замразяване се удължи във времето, почти цялата обогатена със сол саламура ще напусне леда и нейната соленост ще бъде близо до нула. При бързо замразяване по-голямата част от саламурата ще бъде уловена от леда и нейната соленост ще бъде почти същата като солеността на околната вода.
Обикновено морският лед е една трета по-силен от сладководния лед със същата дебелина. Въпреки това старият морски лед (с много ниска соленост) или ледът, образуван под точката на кристализация на натриевия хлорид, е толкова здрав, колкото сладководния лед.
Замръзването на морската вода става при отрицателни температури: при средна соленост - около -2 градуса. Колкото по-висока е солеността, толкова по-ниска е точката на замръзване.
За да замръзне морската вода е необходимо или дълбочината да е плитка, или да не е под повърхностния слой големи дълбочинивода с по-висока соленост. При наличието на плитък халоклин, повърхностната вода, дори когато е охладена до точката на замръзване, ще бъде по-лека от по-топлата, но по-солена подлежаща вода.
Когато повърхностният слой вода се охлади до точката на замръзване и спре да се задълбочава, ще започне образуването на лед. Повърхността на морето придобива мазен вид с особен оловен оттенък. Докато растат, ледените кристали стават видими и придобиват формата на игли. Тези кристали или игли замръзват заедно и образуват тънък слой лед. Този слой лесно се огъва под въздействието на вълните. С увеличаване на дебелината ледът губи своята еластичност и тогава ледената покривка се разпада на отделни парчета, които се носят сами. Сблъсквайки се един с друг по време на вълнение, парчета лед придобиват заоблени форми. Тези заоблени парчета лед с диаметър от 50 см до 1 м се наричат палачинков лед. На следващия етап на замразяване парчетата лед за палачинки се замразяват заедно и образуват полета от плаващ лед. Вълните и приливите отново разбиват ледените полета, образувайки хребети от хълмове, които са многократно по-дебели от първоначалната ледена покривка. В ледената покривка се образуват области с чиста вода - полинии, които позволяват на подводниците да излизат на повърхността дори в Централна Арктика.
Образуването на лед значително намалява взаимодействието на океана с атмосферата, като забавя разпространението на конвекцията в дълбините на океана. Преносът на топлина трябва да се извършва вече чрез лед - много лош проводник на топлина.
Дебелина арктически ледоколо 2 м, а температурата на въздуха през зимата в близост до Северния полюс пада до -40 градуса. Ледът действа като изолатор, предпазвайки океана от охлаждане.
Морският лед също играе друга важна роля в енергийния бюджет на океана. Водата е добър абсорбатор на слънчева енергия. Напротив, ледът, особено пресният, и снегът са много добри рефлектори. Докато чистата вода абсорбира около 80% от падащата радиация, морският лед може да отрази до 80%. Така че наличието на лед значително намалява нагряването на земната повърхност.
Ледът пречи на навигацията, а корабните бедствия се свързват с айсберги.
Айсбергите се простират много по-далеч от морския лед. Те се образуват на сушата. Въпреки че ледът е твърдовсе още тече бавно. Снегът, който се натрупва в Гренландия, Антарктида и планините с високи географски ширини, води до свличане на ледници. На бреговата линия огромни блокове лед се отчупват от ледника, раждайки айсберги. Тъй като плътността на леда е около 90% от тази на морската вода, айсбергите остават на повърхността. Приблизително 80-90% от обема на айсберга е под вода. Този обем също зависи от броя на въздушните включвания. След образуването си айсбергите се отнасят от океанските течения и, попадайки в по-ниски географски ширини, постепенно се топят.
Повечето от айсбергите, които представляват опасност за корабоплаването, произхождат от западния бряг на Гренландия, северно от 68 30 северна ширина. Тук около сто ледника произвеждат около 15 000 айсберга годишно. Първоначално тези айсберги се носят на север заедно със Западногренландското течение, а след това се обръщат на юг, носени от Лабрадорското течение. Най-голямо впечатлениепроизвеждат айсберги, които са се откъснали от шелфовия лед Рос, един от уникалните феномени на Антарктика. Това е много дебел слой лед, който се спуска от сушата и е на повърхността. Огромни антарктически айсберги се отцепват от ледника Рос.
Морският лед е солен, но неговата соленост е няколко пъти по-малка от солеността на района на M.o. В допълнение към леко соления морски лед, океаните съдържат сладководен речен и континентален лед (айсберг). Под въздействието на ветровете и теченията ледът от полярните райони се пренася в умерените ширини и там се топи. хлориди (повече от 88%) и сулфати (около 11%), разтворени в него. Соленият вкус на водата се придава от трапезната сол, горчивият - от магнезиевите соли. Океанската вода се характеризира с постоянен процент на различни соли, въпреки различната соленост. Солите, както и самата вода на океаните, идват на земната повърхност предимно от недрата на Земята, особено в зората на нейното формиране. Солите се пренасят в океанските и речните води, богати на карбонати (повече от 60%). Въпреки това, количеството на карбонатите в океанската вода не се увеличава и е само 0,3%. Това се дължи на факта, че те се утаяват и също се изразходват за скелети и черупки на животни, консумирани от водорасли, които след умиране потъват на дъното.
В разпределението на солеността на повърхностните води се проследява зонирането, главно поради съотношението на валежите и изпарението. Намалете солеността на речния отток и топящите се айсберги. В екваториалните ширини, където падат повече валежи, отколкото се изпаряват, и има голям речен поток, соленост 34-35 ppm. В тропическите ширини има малко валежи, но изпарението е високо, така че солеността е 37 ppm. В умерените ширини солеността е близо до 35, а в субполярните ширини е най-ниската (32-33 ppm), т.к. количеството на валежите тук е по-голямо от изпарението, речният отток е голям, особено сибирските реки, има много айсберги, главно около Антарктида и Гренландия.
Широчинната закономерност на солеността се нарушава от морските течения. Например в умерените ширини солеността е по-голяма на западните брегове на континентите, където навлизат тропическите води, по-малко на източните брегове, измити от полярни води. Крайбрежните води в близост до речните устия са с най-ниска соленост. Максималната соленост се наблюдава в тропическите вътрешни морета, заобиколени от пустини. Солеността влияе върху други свойства на водата като плътност, точка на замръзване и др.
Плътността на морската вода зависи от налягането, температурата и солеността. Плътността на морската вода е близо 1,025 g/cm3. Когато водата се охлади, тя става още по-тежка. Налягането също така увеличава плътността на морската вода. Следователно на дълбочина 5000 m плътността на морската вода нараства до 1,050 g/cm3. Обикновено океанографите не измерват директно плътността, предпочитайки да я изчисляват от данни за температура, соленост и налягане. Често те се интересуват от зависимостта на плътността на морската вода само от температурата и солеността.
Обикновено плътността, която не включва налягането, нараства с дълбочината. В този случай се казва, че водата е стабилно стратифицирана. В стратифициран океан е трудно водата да се движи през линии с постоянна плътност, много по-лесно е да се направи по такива линии. На езика на физиката, за да преместите водата през линии с постоянна плътност, трябва да извършите работа - да увеличите потенциалната енергия. За да се движи водата по линии с постоянна плътност, е необходимо само да се преодолее триенето на водата, а морската вода има повишена "течливост".
Океанът е не само студен, но и тъмен. На дълбочина над 100 м е невъзможно да се види нещо през деня, с изключение на редки биолуминесцентни светкавици от преминаващи риби и зоопланктон. За разлика от атмосферата, която е относително прозрачна за всички вълни от електромагнитния спектър, океанът е непроницаем за тях. Нито дългите радиовълни, нито късовълновото ултравиолетово лъчение могат да проникнат в дълбините му.
Във всяка течност, включително морска вода, загубата на слънчева радиация се описва сравнително добре от така наречения закон на Биър, който гласи, че количеството енергия, погълнато на известно разстояние, е пропорционално на първоначалното количество. Това прави възможно характеризирането на морската вода с помощта на относителната пропускливост. Коефициентът на пропускане варира в зависимост от водата в зависимост от дължината на вълната на радиацията и по-специално от видимата част на спектъра слънчева светлинасе предава от вода много по-добре от радиация с по-къси или по-дълги дължини на вълната. Разликата между прясна и солена морска вода не играе роля в това отношение.
Установено е, че по-малко от 1% от слънчевата енергия, достигаща повърхността на водата, прониква в океана на дълбочина 100 метра.
Поради непрозрачността на океана електромагнитно излъчванение сме лишени от възможността да използваме радиовълни и радари за изследване на океана. Потопена подводница може да получи радиосъобщение само чрез антена, плаваща на повърхността, или с помощта на радиоустройства, работещи на дължини на вълните, при които законът на Биър вече не се изпълнява. От друга страна, за звуковите вълни океанът е много по-пропусклив от атмосферата и поради особената промяна в скоростта на звука във водния стълб, той може да се разпространява на изключително големи разстояния в океана.
Скоростта на звука в океана варира в зависимост от налягането, температурата и солеността – 1500 m/s, което е 4 до 5 пъти повече от скоростта на звука в атмосферата. С увеличаването на температурата, солеността и налягането скоростта на звука се увеличава. Скоростта на звука във водата не зависи от нейната височина или честота.
Звукът в океана не се разпространява по права линия, той винаги се отклонява към страната, където скоростта е по-малка.
С увеличаване на налягането скоростта на звука се увеличава с дълбочината. Комбинираното влияние на температурата и налягането обикновено води до факта, че някъде в междинния слой между повърхността и океанското дъно скоростта на звука приема минимална стойност. Този слой с минимална скорост се нарича звуков канал. Поради факта, че пътят на звука винаги се извива към слоя вода с по-ниска скорост на разпространение, слоят с минимална скорост канализира звука.
Звуковият канал в океана има свойството непрекъснатост. Той се простира почти от повърхността на океанските води в полярните ширини до дълбочина около 2000 м край бреговете на Португалия, със средна дълбочина около 700 м. Свръхдалечното разпространение на звука в океана се обяснява с факта, че че и източникът на звук, и капанът са разположени близо до оста на звуковия канал.
Океанската вода съдържа соли, газове, твърди частици от органичен и неорганичен произход. По тегло те съставляват само 3,5%, но някои свойства на водата зависят от тях.
Маса 1.Състав на морска вода
|
Съставна част |
Концентрация g/kg |
Съставна част |
Концентрация g/kg |
|
Бикарбонат |
|||
|
Стронций |
|||
Таблица 2.Химичен състав на планктон (в микрограмове елемент на грам сухо тегло на планктон)
Повечето от металите в океанските води присъстват в морската вода в изключително малки количества. Както показва таблицата, живите организми извличат метали от морската вода. Най-често концентрацията на метали в живите организми в сравнение със съдържанието им в морската вода не надвишава концентрацията на фосфор.
Веществото, което потъва от повърхността на океана, включва много частици с голяма реакционна повърхност. Частиците от кичи манган и желязо също имат обширни активни повърхности. Някои от тях се отлагат от горните слоеве на океана, докато други се образуват от окисляването на редуцирано желязо и манган, дифундиращи от дънни седименти или донесени от горещи води от района на движещите се средноокеански хребети. Такива съединения улавят метали. Най-яркото потвърждение за това са феромангановите възли на дъното на океаните, които съдържат до 1% никел и мед, както и много други метали.
Такова улавяне на метали е още по-ефективно в крайбрежните води, където постоянното повторно суспендиране на седименти и биологичната обработка на седиментния слой осигуряват непрекъснат поток от окисляващо желязо и манган в разтвор от дънните седименти.
След навлизането на металите в дънните седименти, вероятността от повторното им появяване в горния воден стълб е много малка, въпреки че се наблюдава известно преразпределение в самите седименти.
Соленост. Океанската вода се състои тегловно от 96,5% чиста вода и по-малко от 4% разтворени соли, газове и суспендирани неразтворими частици. Наличието на сравнително малко количество различни вещества я прави значително различна от другите природни води.
Общо 44 химически елемента са открити в океанската вода в разтворено състояние. Предполага се, че в него са разтворени всички естествено срещащи се вещества, но поради незначителни количества не могат да бъдат открити. Правете разлика между основните компоненти на солеността на океанската вода (Cl, Na, Mg, Ca, K и др.) и второстепенните компоненти, съдържащи се в незначителни количества (сред тях злато, сребро, мед, фосфор, йод и др.).
Забележителна характеристика на океанската вода е постоянството на солния й състав. Причината за това може да е непрекъснатото смесване на водите на океаните. Това обяснение обаче не може да се счита за изчерпателно.
Общото количество соли, съдържащи се във водата на Световния океан, е 48 * 10 x 15 т. Това количество соли е достатъчно, за да покрие цялата повърхност на Земята със слой от 45 m, а повърхността на сушата със слой от 153 м.
С много ниско съдържание на сребро (0,3 mg в 1 m3), общото му количество във водата на Океана е 20 000 пъти по-голямо от количеството сребро, добито от хората през целия исторически период. Златото се съдържа в океанската вода в количество от 0,006 mg на 1 m3, а общото му количество достига 10 милиарда тона.
Според състава на солите океанската вода се различава значително от речната (табл. 19).
В океанската вода най-много (27 g в 1 литър вода) обикновена трапезна сол (NaCl), така че водата на океана има солен вкус; магнезиевите соли (MgCl2, MgSO4) му придават горчив вкус.
Значителни разлики в съотношението на солите във водата на океана и във водата на реките не може да не изглежда изненадващо, тъй като реките непрекъснато носят сол в океана.
Предполага се, че солният състав на изпусканите от земните недра океански води е свързан с техния произход. Океанските води се откроиха още с първоначалната соленост. В бъдеще определен състав на солта беше балансиран. Количеството сол, пренасяно от реките, до известна степен се балансира от тяхното потребление. В консумацията на соли, образуването на желязо-манганови възли, отстраняването на солите от вятъра и, разбира се, дейността на организмите, които извличат соли (предимно калциеви соли) от водата на океана, за да изградят скелети и черупки са важни. Скелетите и черупките на мъртвите организми частично се разтварят във вода и частично образуват дънни утайки и по този начин изпадат от кръговрата на материята.
Растенията и животните, които живеят в океана, поглъщат и концентрират в телата си различни вещества, намиращи се във водата, включително такива, които човекът все още не е успял да открие. Особено енергично се усвояват калций и силиций. Водораслите всяка година фиксират милиарди тонове въглерод и отделят милиарди тонове кислород. Водата преминава през хрилете на рибата при дишане, преминават много животни, филтриращи храната стомашно-чревния трактголямо количество вода, всички животни поглъщат вода с храната. Океанската вода по някакъв начин преминава през тялото на животните и растенията и това в крайна сметка определя съвременния й солев състав.
Океанските води имат средна соленост 35‰ (35 g соли на 1 литър вода). Промените в солеността се причиняват от промени в баланса на солите или прясната вода.
Солите навлизат в океана заедно с водата, изтичаща от сушата, внасят се и се отнасят по време на обмен на вода със съседните части на океана, освобождават се или се изразходват в резултат на различни процеси, протичащи във водата. Постоянното снабдяване със соли от сушата към океана би трябвало да доведе до постепенно увеличаване на солеността на водите му. Ако това наистина се случва, то е толкова бавно, че остава неразкрито и до днес.
Основната причина за разликите в солеността на океанската вода е промяната в баланса на прясната вода. Валежите на повърхността на океана, оттичането от сушата, топенето на леда причиняват намаляване на солеността; изпаряването, образуването на лед, напротив, увеличава го. Притокът на вода от сушата значително влияе върху солеността в близост до брега и особено в близост до сливането на реките.
Тъй като солеността на повърхността на океана в откритата му част зависи главно от съотношението на валежите и изпарението (т.е. от климатичните условия), в нейното разпределение се разкрива географска зоналност. Това ясно се вижда на картата. изохалин- линии, свързващи точки с еднаква соленост. В екваториалните ширини повърхностните слоеве вода са малко освежени (34-35‰), поради факта, че валежите са по-големи от изпарението. В субтропичните и тропическите ширини солеността повърхностни слоевенараства и достига максимум за повърхността на открития океан (36-37 ‰. Това се дължи на факта, че потреблението на вода за изпарение не се покрива от валежите. Океанът губи влага, докато солите остават. На север и южно от тропическите ширини, солеността на океанските води постепенно намалява до 33 -32‰, което се определя от намаляване на изпарението и увеличаване на валежите.Топенето на плаващ лед допринася за намаляване на солеността на повърхността на океана.Теченията нарушават широчинската зоналност в разпределението на солеността на повърхността на океана.Топлите течения увеличават солеността, студените, напротив, понижават.
Средната соленост на повърхността на океаните е различна. Атлантическият океан има най-висока средна соленост (35,4‰), Северният ледовит океан е с най-ниска (32‰). Повишената соленост на Атлантическия океан се обяснява с влиянието на континентите с неговата сравнителна теснота. В Северния ледовит океан сибирските реки имат освежаващ ефект (край бреговете на Азия солеността пада до 20 ‰).
Тъй като промените в солеността са свързани главно с баланса на притока и изтичането на вода, те са добре изразени само в повърхностните слоеве, които директно приемат (валежи) и отделят вода (изпарение), както и в смесителния слой. Смесването обхваща водния стълб с дебелина до 1500 м. По-дълбоко солеността на водите на Световния океан остава непроменена (34,7-34,9‰). Характерът на промяната в солеността зависи от условията, които определят солеността на повърхността. В океана има четири вида вертикални промени в солеността: I - екваториална, II - субтропична, III - умерена и IV - полярна,
I. В екваториалните ширини, където водата на повърхността е освежена, солеността постепенно се увеличава, достигайки максимум на дълбочина 100 m, където повече солени води идват към екватора от тропическата част на океана. Под 100 m солеността намалява, а от дълбочина 1000-1500 m става почти постоянна. II. В субтропичните ширини солеността бързо намалява до дълбочина 1000 m, по-дълбоко е постоянна. III. В умерените ширини солеността се променя малко с дълбочината. IV. В полярните ширини солеността на повърхността на океана е най-ниска, с дълбочина тя първо се увеличава бързо, а след това от дълбочина около 200 m почти не се променя.
Солеността на водата на повърхността на моретата може да бъде много различна от солеността на водата в откритата част на океана. Той също се определя предимно от баланса на прясна вода и следователно зависи от климатичните условия. Морето се влияе значително от измитата от него земя Повече ▼отколкото океана. Колкото по-дълбоко морето навлиза в сушата, толкова по-малко е свързано с океана, толкова повече неговата соленост се различава от средната океанска соленост.
Моретата в полярните и умерените ширини имат положителен балансвода, поради което солеността на повърхността им е понижена, особено при вливането на реките. Моретата в субтропичните и тропическите ширини, заобиколени от суша с малък брой реки, имат повишена соленост. Високата соленост на Червено море (до 42‰) се обяснява с местоположението му сред сушата, в сух и горещ климат. Валежите на морската повърхност са само 100 mm годишно, няма отток на сушата, а изпарението достига 3000 mm годишно. Обменът на вода с океана се осъществява през тесния пролив Баб-ел-Мандеб.
повишена соленост Средиземно море(до 39‰) е резултат от факта, че земният отток и валежите не компенсират изпарението, обменът на вода с океана е затруднен. В Черно море (18‰), напротив, изпарението почти се компенсира от оттока (годишният отточен слой е 80 cm), а валежите правят водния баланс положителен. Липсата на свободен водообмен с Мраморно море допринася за запазването на ниската соленост в Черно море.
В Северно море, което, от една страна, е повлияно от океана, а от друга, от силно обезсолени Балтийско море, солеността нараства от югоизток на северозапад от 31 до 35‰. Всички покрайнини на морето, тясно свързани с океана, имат соленост, близка до тази на прилежащата част на океана. В крайбрежните части на моретата, които приемат реки, водата става много прясна и често има соленост от само няколко ppm.
Промяната в солеността с дълбочината в моретата зависи от солеността на повърхността и свързания обмен на вода с океана (или със съседно море).
Ако солеността на морето е по-малка от солеността на Океана (съседното море) в пролива, който ги свързва, по-плътната океанска вода прониква през пролива в морето и потъва, изпълвайки дълбините му. В този случай солеността в морето нараства с дълбочината. Ако морето е по-солено от съседната част на Океана (морето), водата в пролива се движи по дъното към Океана, по повърхността - към морето. Повърхностните слоеве придобиват характерните за морето соленост и температура при дадени физико-географски условия. Солеността на дънните води съответства на солеността на повърхността през периода на най-ниските температури.
Различни случаи на промени в солеността с дълбочина ясно се виждат в примера на Средиземно, Мраморно и Черно море. Средиземно море е по-солено от Атлантическия океан. В Гибралтарския проток (дълбочина 360 м) има дълбоко течение от морето към океана. Средиземноморската вода се спуска от прага, създавайки на известна дълбочина в океана близо до прага зона с повишена соленост. На повърхността в пролива океанската вода се влива в морето. Солеността на водата на дъното на Средиземно море по цялата му дължина е 38,6‰, а на повърхността варира от 39,6‰ в източната част до 37‰ в западната част. Съответно в източната част солеността намалява с дълбочина, в западната част се увеличава.
Мраморно море се намира между две морета, по-соленото Средиземно море и по-малко соленото Черно. Солената средиземноморска вода, проникваща през Дарданелите, изпълва дълбините на морето, поради което солеността на дъното е 38‰. Черноморската вода, движейки се по повърхността, навлиза в Мраморно море през Босфора и освежава водата на повърхностните слоеве до 25‰.
Черно море е силно освежено. Следователно водата от средиземноморски произход прониква от Мраморно море в Черно море по дъното на Босфора и, спускайки се, запълва дълбините му. Солеността на водата в Черно море нараства с дълбочина от 17-16 до 22,3‰.
Водата на Световния океан съдържа колосални количества от най-ценните химически суровини, чието използване все още е много ограничено. Около 5 милиона тона трапезна сол се извличат годишно от водите на океаните и моретата, включително повече от 3 милиона тона - в страни Югоизточна Азия. От морската вода се извличат калиеви и магнезиеви соли. Бромният газ се получава като страничен продукт от извличането на обикновена сол и магнезий.
За извличане на химически елементи, съдържащи се в много малки количества от водата, може да се използва удивителната способност на много жители на океана да абсорбират и концентрират определени елементи в телата си, например концентрацията на йод в редица водорасли е хиляди и стотици хиляди пъти по-висока от концентрацията му във водата на Океана. Мекотелите абсорбират мед, аспидиите - цинк, радиоларите - стронций, медузите - цинк, калай, олово. Във фукуса и келпа има много алуминий, а в серните бактерии – сяра. Чрез подбор на определени организми и подобряване на способността им да концентрират елементи, ще бъде възможно да се създадат изкуствени минерални находища.
Съвременната химия е получила йонообменници (обменни смоли), които имат свойството да абсорбират различни вещества от разтвор и да задържат различни вещества на повърхността си. Щипка йонообменник може да обезсоли кофа със солена вода, да извлече сол от нея. Използването на йонообменници ще направи богатството на соли на океана по-достъпно за използване от хората.
Газове в океанската вода. Газовете са разтворени в океанската вода. Това са главно кислород, азот, въглероден диоксид, както и сероводород, амоняк, метан. Водата разтваря газовете на атмосферата в контакт с нея, газовете се отделят по време на химични и биологични процеси, пренасят се от земните води и навлизат в океанската вода при подводни изригвания. Преразпределението на газовете във водата става при разбъркване. Поради високата разтворима способност на водата, океанът има голямо влияние върху химичен съставатмосфера.
Азотприсъства навсякъде в океана и съдържанието му почти не се променя, тъй като не влиза добре в комбинации и се консумира малко. Някои проникнали бактерии го превръщат в нитрати и амоняк.
Кислороднавлиза в океана от атмосферата и се освобождава по време на фотосинтезата. Консумира се в процеса на дишане, за окисляване на различни вещества и се отделя в атмосферата. Разтворимостта на кислорода във водата се определя от нейната температура и соленост. При нагряване на повърхността на океана (пролет, лято) водата отделя кислород в атмосферата, а при охлаждане (есен, зима) го абсорбира от атмосферата. В океанската вода има по-малко кислород, отколкото в прясната вода.
Тъй като интензивността на процесите на фотосинтеза зависи от степента на осветяване на водата от слънчева светлина, количеството кислород във водата варира през деня, намалявайки с дълбочината. Под 200 m има много малко светлина, няма растителност и съдържанието на кислород във водата пада, но след това на по-големи дълбочини (>1800 m) отново се увеличава в резултат на циркулацията на океанските води.
Съдържанието на кислород в повърхностните слоеве на водата (100-300 m) се увеличава от екватора до полюсите: на ширина 0 ° - 5 cm3 / l, на ширина 50 ° - 8 cm3 / l. Водата на топлите течения е по-бедна на кислород от водата на студените течения.
Наличието на кислород във водата на Океана е необходимо условие за развитието на живот в нея.
Въглероден двуокис, за разлика от кислорода и азота, се намира във водите на Океана предимно в свързано състояние - под формата на въглеродни двуокисни съединения (карбонати и бикарбонати). Попада във водата от атмосферата, отделя се при дишането на организмите и при разлагането. органична материя, идва от земната кора при подводни изригвания. Подобно на кислорода, въглеродният диоксид е по-разтворим в студена вода. Когато температурата се повиши, водата отделя въглероден диоксид в атмосферата, а когато температурата спадне, тя го абсорбира. Голяма част от водата се разтваря в океанската вода. въглероден двуокисатмосфера. Запасите от въглероден диоксид в океана са 45-50 cm3 на 1 литър вода. Достатъчното му количество е предпоставка за жизнената дейност на организмите.
Във водата на моретата количеството и разпределението на газовете може да бъде значително по-различно от това във водата на океаните. В моретата, чиито дълбини не са снабдени с кислород, се натрупва сероводород. Това се случва в резултат на дейността на бактериите, които използват кислорода на сулфатите, за да окисляват хранителните вещества при анаеробни условия. Нормалният органичен живот не се развива в среда на сероводород.
Пример за море, чиито дълбочини са замърсени със сероводород, е Черно море. Увеличаването на плътността на водата с дълбочина осигурява баланса на водната маса в Черно море. В него не настъпва пълно смесване на водата, кислородът постепенно изчезва с дълбочина, съдържанието на сероводород се увеличава, достигайки 6,5 cm3 на дъното на 1 литър вода.
Неорганични и органични съединениясъдържащи необходими за организмитесе наричат елементи хранително вещество.
Разпределението на хранителни вещества и енергия (слънчева радиация) в океана определя разпределението и продуктивността на живата материя.
Плътност на океанската водас увеличаване на солеността винаги се увеличава, тъй като съдържанието на вещества, които имат по-голямо специфично тегло от водата, се увеличава. Охлаждането, изпарението и образуването на лед допринасят за увеличаването на плътността на повърхността на океана. С увеличаване на плътността на водата възниква конвекция. При нагряване, както и при смесване на солената вода с валежи и стопена вода, нейната плътност намалява.
На повърхността на океана има промяна в плътността, варираща от 0,996 до 1,083. В открития океан плътността обикновено се определя от температурата и следователно нараства от екватора към полюсите. Плътността на водата в океана нараства с дълбочината.
налягане.За всеки квадратен сантиметър от повърхността на океана атмосферата притиска със сила приблизително 1 kg (една атмосфера). Същото налягане върху същата площ се упражнява от стълб вода с височина само 10,06 м. Така можем да приемем, че за всеки 10 м дълбочина налягането се увеличава с 1 атмосфера. Ако вземем предвид, че водата се компресира и става по-плътна с дълбочина, се оказва, че налягането на дълбочина 10 000 м е 1119 атмосфери. Всички процеси, протичащи на голяма дълбочина, се извършват под силен натиск, но това не пречи на развитието на живот в дълбините на океана.
Прозрачност на океанската вода.Лъчистата енергия на Слънцето, проникваща във водния стълб, се разпръсква и поглъща. Прозрачността на водата зависи от степента на нейната дисперсия и абсорбция. Тъй като количеството на примесите, съдържащи се във водата, не е еднакво навсякъде и се променя с времето, прозрачността също не остава постоянна (Таблица 20). Най-малко прозрачност се наблюдава близо до брега в плитки води, особено след бури. Прозрачността на водата значително намалява в периода на масово развитие на планктона. Намаляването на прозрачността се причинява от топенето на лед (ледът винаги съдържа примеси, освен това масата от въздушни мехурчета, затворени в лед, преминава във вода). Отбелязва се, че прозрачността на водата се увеличава на места, където дълбоките води се издигат на повърхността.
Понастоящем измерванията на прозрачност на различни дълбочини се извършват с помощта на универсален хидрофотометър.
Цветът на водата на океаните и моретата.Дебелината на чистата вода на Океана (морето) в резултат на колективното поглъщане и разсейване на светлината има син или син цвят. Този цвят на водата се нарича "цветът на морската пустиня". Наличието на планктон и неорганични суспензии се отразява в цвета на водата и. придобива зеленикав оттенък. Големи количествапримесите правят водата жълтеникавозелена, близо до устието на реките може да бъде дори кафеникава.
За определяне на цвета на океанската вода се използва морската цветова скала (скала на Форел-Уле), която включва 21 епруветки с течност с различен цвят - от син до кафяв.
В екваториалните и тропическите ширини доминиращият цвят на океанската вода е тъмносин и дори син. Такава вода има например в Бенгалския залив, Арабско море, южната част на Китайско море и Червено море. Синя водав Средиземно море, водата на Черно море е близка до него по цвят. В умерените ширини на много места водата е зеленикава (особено близо до брега), става забележимо по-зелена в райони на топене на лед. В полярните ширини преобладава зеленикав цвят.
Свойствата на океанската вода включват температура, прозрачност и соленост.
температура.Температурата на горните слоеве на океана се различава леко от температурата на повърхностната среда. В топлите географски ширини температурата на водата в океана варира от 25 до 30°C. В студените полярни ширини тя пада до -1-1,5 ° C, водата при тази температура не замръзва поради соленост. С дълбочината температурата на водата в океана пада от 1 ° C до - 1°C.
Прозрачност.Слънчевата светлина прониква в океана до дълбочина от 200 м. Тогава видимостта се влошава и тъмнината царува на дълбочина от 500 м и по-дълбоко. Поради тази причина водни растенияживеят само в осветената част на океанските дълбини. В дълбоките части на океана живите организми са рядкост.
Соленост.Водата в океаните и моретата е горчиво-солена. Тази вода е негодна за консумация от човека. Всеки литър океанска и морска вода съдържа средно 35 грама сол, предимно готварска.
Солеността на вътрешните морета е малко по-различна от солеността на океанската вода. В топлите географски ширини, където изпарението е високо, солеността на водата във вътрешните морета се увеличава. Например, солеността на Червено море, заобиколено от всички страни от пясъчни пустини, е 42 грама на литър (g/l). Това е най-солената част от океаните. В по-малко топлите географски ширини, както и на места, където големи рекисолеността на вътрешните морета намалява поради намаляването на изпарението и притока на прясна вода. Например, солеността на Черно море е 17-22 g/l.
Вълни.Водата в океаните рядко е спокойна. Когато се приближите до морето, звукът на прибоя става забележим. Вълните се приближават до брега, пенят се и се разбиват в него. Причината за морските вълни е вятърът. По време на изригване на подводни вулкани и земетресения възникват огромни вълни с размерите на десететажна сграда, наречени "цунами".
океански течения.В древни времена, преди изобретяването на радиото, моряците от бедстващ кораб съобщават за съдбата си с бележка, която се затваря в бутилка и се хвърля зад борда. Бутилка с трагично послание беше уловена от хора, живеещи на хиляди километри от корабокрушението. Например, изхвърлени зад борда край брега Южна Америкакрай бреговете на африканския континент е открита бутилка с послание и др.
Впоследствие, когато хората научиха за съществуването на океански течения, те разбраха причината, поради която бутилката с посланието пътува на големи разстояния.
Както се оказа, в океаните има постоянно действащи течения. Постоянното движение на океанските води в определена посока се нарича морски или океански течения. Океанските течения се причиняват от постоянни ветрове. Например по време на западните ветрове пасатите възникват по този начин. Потокът на западните ветрове се огъва около Антарктида. Дължината му е повече от 30 хиляди километра. Океанските течения се делят на топли и студени. На географски картитоплите океански течения обикновено се означават с червени стрелки, а студените океански течения със синьо.
Ресурси на Световния океан.Океанът е дом на разнообразна флора и фауна. Морски дарове (риба, раци, миди, морско зелеи др.) влизат в човешката диета и служат като суровина за хранително-вкусовата промишленост.
Океанът е богат на планктон (микроорганизми), който се храни с обитателите на морските води. Най-големият бозайник на Земята - китът - също се храни с планктон. На дължина китът достига 30 м и тежи около 150 тона. Океанът е богат и на дивеч (морж, тюлен, морска видра и др.), Козината, мазнините и зъбите на които човек използва в ежедневието.
В океана има много минерали, например нефт, газ, злато и др. Животът изисква човек, за когото да се грижи природни ресурсиСветовен океан. Прекомерният риболов и ловът могат да причинят непоправими щети на океана. Например, поради неконтролиран лов, китовете са на ръба на изчезване. Замърсяването на океана с петролни продукти и токсични промишлени отпадъци води до смъртта на флората и фауната на океаните.
Дълбините на океана се изучават с помощта на специални подводни апарати - батискафи. Швейцарският учен Жак Пикар на батискафа "Триест" през 1960 г. се спусна в дълбините на океана на 11 000 м в Марианската падина.
внимание! Ако намерите грешка в текста, изберете я и натиснете Ctrl+Enter, за да уведомите администрацията.
Соленосте най-важната характеристикаокеанска вода. Този разтвор съдържа почти всички химически елементи, известни на Земята. Общото количество соли е 50-10 16 т. Могат да покрият дъното на океана със слой, могат да покрият дъното на океана със слой от 60 м, цялата Земя - 45 м, сушата - 153 м , Съотношението на солите в океанската вода остава постоянно, това се осигурява от високата динамика на океанските води. В състава преобладават NaCl (77,8%), MgCl (10,9%) и др.
Средната соленост на океанската вода е 35 0/00. Отклонението от средната соленост в една или друга посока се дължи на промени във входящо-изходящия баланс на прясна вода. И така, валежите, водата от ледниците, оттичането от сушата намаляват солеността; изпарението увеличава солеността.
В разпределението на солеността в океана има както зонални, така и регионални особености. Зоналните характеристики са свързани с климатичните условия (разпределението на валежите и изпарението). В екваториалната зона водите са слабо солени (O>E), в тропичните и субтропичните ширини (E>O) солеността е максимална за повърхностните води на океана - 36-37 0 / 00, на север и южно от тази зона солеността намалява. Намаляването на солеността във високите географски ширини се улеснява от топенето на леда.
Широчинната зоналност в разпределението на солеността на повърхността на океана се нарушава от течения. Високите температури увеличават солеността, ниските температури я намаляват. Средната соленост на океаните на повърхността е различна. Атлантическият океан има най-висока соленост - 35,4 0 / 00, Северният ледовит океан е с най-ниска - 32 0 / 00 (обезсолителната роля на сибирските води е голяма). Промените в солеността са свързани главно с повърхностните слоеве, които директно приемат прясна водаи се определя от дълбочината на смесване. Всички промени в солеността се случват в горните слоеве до дълбочина от 1500 m; по-дълбоката соленост не се променя.
Температурата на океаните.
Промените в хода на елементите на топлинния баланс определят хода на температурата на водата. Дневните амплитуди на температурните колебания на водата на повърхността на океана не надвишават средно 0,5 0 C. Денонощните температурни колебания в океана играят второстепенна роля.
Годишните амплитуди на температурните колебания на повърхността на океана са по-големи от дневните. Годишните температурни колебания са малки в ниските (1 0) и високите (2 0) географски ширини. В първия случай Голям бройравномерно разпределени през цялата година, през второто - за кратко лято, водата няма време да се загрее много. Най-големите годишни амплитуди (от 10 0 до 17 0) се наблюдават в умерените ширини. Най-високите средни годишни температури на водата (27-28 0) се наблюдават в екваториалните и тропическите ширини, на север и юг от тях температурата пада до 0 0 С и по-ниска в полярните ширини. Топлинният екватор се намира приблизително на 5 0 с.ш. океански течениянарушават зоналното разпределение на температурата. Теченията, които носят топлина към полюсите (например Гълфстрийм), се открояват като положителни температурни аномалии. Следователно в тропическите ширини, под влияние на теченията, температурата на водата в близост до източните брегове е по-висока, отколкото в западните, а в умерените ширини, напротив, в западните е по-висока, отколкото в източните. В южното, по-насочено към морето полукълбо, зоналността в разпределението на температурите на водата почти не се нарушава. Повечето топлинана повърхността на океана (+32 0 С) се наблюдава през август в Тихия океан, най-ниската през февруари в Северния ледовит океан (-1,7 0 С). Средно годишно повърхността на океана в южното полукълбо е по-студена, отколкото в северното (влияние на Антарктида). Средната годишна температура на повърхността на океана е +17,4 0 C, което е по-високо от годишната температура на въздуха +14 0 . Най-топлият - Индийския океан - е около +20 0 С. Топлината на слънчевата радиация, която загрява горния слой вода, се прехвърля изключително бавно към долните слоеве. Преразпределението на топлината във водния стълб на океана възниква поради конвекция и смесване от вълни и течения. Следователно температурата намалява с дълбочината. На дълбочина някъде около 100-200 м температурата рязко пада. Слой с рязък спад на температурата на водата с дълбочина се нарича термоклин.
Термоклин в океана от екватора до 50-60 0 s. и й.ш. съществува постоянно на дълбочина от 100 до 700 м. В Северния ледовит океан температурата на водата пада до дълбочина 50-100 м и след това се повишава, достигайки максимум на дълбочина 200-600 м. Това повишаване на температурата се причинява чрез проникване от умерените ширини топли води, по-солени от горните слоеве вода.
Ледв океана се появява на високи географски ширини, когато температурата на водата падне под точката на замръзване. Точката на замръзване зависи от неговата соленост. Колкото по-висока е солеността, толкова по-ниска е точката на замръзване. Ледът е по-малко плътен от пресния лед. Соленият лед е по-малко издръжлив от пресния, но по-пластмасов и вискозен. Не се чупи при подуване (слабо вълнение). Придобива зеленикав оттенък, за разлика от синия цвят на пресния лед. Ледът в океана може да бъде неподвижен или плаващ. Фиксираният лед е непрекъсната ледена покривка, свързана със суша или плитко. Обикновено това е бърз лед. Плаващият лед (дрифт) не е свързан с брега и се движи под въздействието на вятър и течения.
