1. Salthalt. Havsvatten är en lösning som innehåller alla kemiska grundämnen. Det finns särskilt mycket klor, natrium, magnesium, svavel i havsvatten, mindre - brom, kol, strontium, bor. Innehållet av andra element är försumbart - mindre än 1%.
Den totala mängden salter i havet är 5 . 10 17 ton, de kan täcka hela jorden med ett lager på 45 m tjockt. Mest av allt i havet finns natrium (NaCl) och magnesium (MgCl) salter, som ger vattnet en salt bitter smak.
Den genomsnittliga salthalten i världshavet är 35 % o, d.v.s. 1 liter havsvatten innehåller 35 g salter. Salthalten beror på förhållandet mellan atmosfärisk nederbörd och avdunstning, avrinning från land (floder), smältande is. Latitudinell zonalitet manifesteras i fördelningen av salthalt på jorden. På de ekvatoriala breddgraderna är salthalten något lägre än genomsnittet (ca 34 o/oo), på tropiska breddgrader ökar den till 37 o/oo. Längre norrut och söderut minskar salthalten: på tempererade breddgrader till 35 o/oo och på polära breddgrader till 33-32 o/oo.
Den latitudinella zonaliteten i fördelningen av salthalten störs av havsströmmar. Atlanten anses vara den mest salthaltiga - nästan 35,5 o / oo, den minst salta - Ishavet - cirka 32 o / oo (utanför Asiens kust - endast 20 o / oo). De mest salthaltiga är Persiska viken (39 o / oo), Röda havet (42 o / oo), Medelhavet (39 o / oo).
På djup på mer än 1500 m är salthalten i världshavet oförändrad - cirka 34,9 o / oo.
2. Temperatur. Temperaturen på hela massan av havsvatten är ungefär +4 o C. Vatten är den varmaste kroppen på jorden, så havet värms långsamt upp och svalnar långsamt. Som redan nämnts, havet - kraftfullt batteri värme.
medeltemperatur ytvatten hav +17 o C (genomsnittlig årlig landtemperatur +14 o C). högsta temperaturer vattnen på norra halvklotet är i augusti, de minsta - i februari (på södra halvklotet vice versa).
Ytvattentemperaturen är zonbaserad. På ekvatoriska breddgrader är temperaturen +27 o - +28 o C året runt, i tropiska - +15 o - +25 o C, i tempererade - 0 o - +10 o C, i polära - 0 o - -2 o C. Mest varmast är Stilla havet (medeltemperatur +19 o C), och de varmaste delarna av världshavet är Röda havet (+32 o C) och Persiska viken (+35 o C).
Dagliga och årliga fluktuationer i vattentemperaturen är små: dagligen - cirka 1 o C, årlig på tempererade breddgrader - 5-10 o C.
Betydande temperaturförändringar förekommer endast i de övre lagren av havsvattnet - 200-1000 m, djupare är temperaturen +4 o +5 o C, nära botten på polära breddgrader - cirka 0 o, i ekvatoriska breddgrader - +2 o + 3 o C.
3. Is i havet. Vattnets fryspunkt beror på dess salthalt. Bildandet av is börjar med uppkomsten av färska kristaller, som sedan fryser. Samtidigt blir det kvar saltlake i utrymmet mellan kristallerna, så isen är salt. Saltlaken rinner gradvis ner mellan kristallerna och med tiden avsaltas isen.
Med lugnt vatten bildas en nålformad struktur av is, under omrörning, en svampig struktur. Isen är 9/10 nedsänkt.
Saltis är mindre hållbar än färskis, men den är mer plastig och trögflytande.
Det inledande skedet av isbildning är iskristaller. Vidare bildas en isfilm - ister, när snö faller, bildas snö. En isremsa växer längs kusten - snabb is. Vuxen is har en tjocklek på 50-70 cm eller mer.
På de polära breddgraderna på norra halvklotet hinner inte isen som bildas på vintern smälta över sommaren. Bland polarisen finns ettåriga och fleråriga. Tjockleken på förstaårsisen i Arktis är 2-2,5 m, i Antarktis 1-1,5 m. Flerårig is har en tjocklek på 3-5 m eller mer.
När isen komprimeras bildar den hummocks. Den icke-rörliga isen är bara nära stranden, resten driver. Fleråriga lager av drivis i Arktis kallas packis (tjocklek 5 m eller mer). Dessa isar täcker cirka 75% av den totala isytan i norr Arktiska havet(det finns inga i södra oceanen).
När is smälter bildas sjöar på den - snöfält, sedan bildas polynyor vid temperaturer över 0 ° C, etc.
Förutom havsis, i havet kan det finnas flodis som bärs av floder på våren, såväl som kontinentala isberg.
Is täcker nästan 15% av hela vattenområdet i världshavet. I Arktis når isen sin största utbredning i april-maj, och minst - i slutet av augusti. I Antarktis på vintern (från maj till oktober) omger iscirklar fastlandet, och på sommaren - denna ring (januari-februari) förstörs.
Isberg når 50 o s. på norra halvklotet och 30 o S. på södra halvklotet. Ett isberg 170 km långt och 100 m högt upptäcktes i Wedellhavet.
4. Densitet. När salthalten i vattnet ökar, ökar dess densitet. Detta underlättas av kylning av vatten, såväl som avdunstning, bildandet av is. Kallt vatten har högre densitet än varmt vatten, så det sjunker ner. Den genomsnittliga tätheten av havsvatten är ungefär 1; den ökar från ekvatorn till polerna och djupt ner i havet.
5. Tryck. Luften utövar ett enormt tryck på havet. Dessutom skapar själva vattnet tryck, och ju djupare det är desto större blir trycket. För varje 10 m djup ökar trycket med 1 atm. Alla processer på stora djup utförs under stark press.
6. Transparens. Den minsta insynen av vatten nära kusten. Den minskar också under planktonperioden. V klart vatten solljus passerar till ett djup av cirka 600 m, sedan totalt mörker. De mest genomskinliga är de centrala delarna av haven och den mest genomskinliga är Sargassohavet.
7. Färg. Havets klara vattenpelare har en blå eller blå färg ("färgen på den oceaniska öknen"). Närvaron av plankton ger vattnet en grönaktig nyans, olika föroreningar - gulgrönt (nära flodernas mynning kan vattnet till och med vara brunt).
8. Gassammansättning. Gaser löses alltid i havsvatten. Ju högre temperatur och salthalt, desto mindre gaser kan lösas upp i vatten. Gaser kommer in i vattnet från atmosfären, under kemiska och biologiska processer i havet, med flodvatten, under undervattensutbrott. Syre, koldioxid, vätesulfid, ammoniak, metan löses i vatten.
Havsvattenrörelse
Vattnet i haven är inne i ständig rörelse. Detta säkerställer blandning av vatten, omfördelning av värme, salthalt och gaser.
Tänk på vattnets individuella rörelser.
1. vågrörelser(vågor). främsta orsaken förekomsten av vågor är vinden, men de kan orsakas och plötslig förändring atmosfärstryck, jordbävning, vulkanutbrott vid kusten och havsbotten, tidvattenkraft.
Den högsta delen av vågen kallas krön; den djupaste delen är sulan. Avståndet mellan två intilliggande toppar (sulor) kallas våglängden - (l).
Vågens höjd (H) är överskottet av vågens topp ovanför dess sula. Vågperioden (t) är den tidsperiod under vilken varje punkt i vågen rör sig ett avstånd lika med dess längd. Hastighet (n) är det avstånd som tillryggalagts per tidsenhet av någon punkt på vågen.
Skilja på:
a) vindvågor - under inverkan av vinden växer vågorna samtidigt i höjd och längd, medan perioden (t) och hastigheten (n) ökar; när vågorna utvecklas förändras de utseende och storlekar. Vid vågdämpningsstadiet kallas långa mjuka vågor svälla. Vindvågor har en betydande destruktiv kraft och bildar därmed kustens relief. Den genomsnittliga vattenhöjden för vindvågor i havet är 3-4 m (maximalt upp till 30 m), i haven är våghöjden mindre - maximalt inte mer än 9 m. Med ökande djup bleknar vågorna snabbt.
b) tsunamis - seismiska vågor som täcker hela vattenpelaren, inträffar under jordbävningar och undervattensvulkanutbrott. Tsunamis har en mycket lång våglängd, deras höjd i havet överstiger inte 1 m, så de är inte märkbara i havet. Men vid kusterna, i vikarna, ökar deras höjd till 20-50 m. Medelhastigheten för tsunamins utbredning är från 150 km/h till 900 km/h. Innan en tsunami kommer drar sig vattnet vanligtvis från kusten i flera hundra meter (upp till 1 km) inom 10-15 minuter. Stora tsunamier är sällsynta. De flesta av dem ligger vid Stilla havets stränder. Tsunamin är förknippad med enorm förstörelse. Den kraftigaste tsunamin inträffade 1960 som ett resultat av en jordbävning i Anderna, vid Chiles kust. Samtidigt spred sig tsunamin över Stilla havet till kusterna i Nordamerika (Kalifornien), Nya Zeeland, Australien, Filippinerna, Japan, Kurilerna, Hawaiiöarna och Kamchatka. Tsunamin nådde Japans och Kamchatkas stränder nästan ett dygn efter jordbävningen.
c) flodvågor (tidvatten) uppstår som ett resultat av månens och solens inverkan. Tidvatten är ett extremt komplext fenomen. De förändras ständigt, så de kan inte betraktas som periodiska. För navigering har speciella tabeller över "tidvatten" skapats, vilket är särskilt viktigt för hamnstäder som ligger i de nedre delarna av floderna (London vid Themsen, etc.). Energin från flodvågor används för att bygga PES (de finns i Ryssland, Frankrike, USA, Kanada, Kina).
2. Världshavets strömmar (havsströmmar). Dessa är horisontella rörelser av vatten i haven och haven, kännetecknade av en viss riktning och hastighet. Deras längd är flera tusen kilometer, bredd - tiotals, hundratals kilometer, djup - hundratals meter.
Den främsta orsaken till strömmar i havet är vinden. Andra orsaker inkluderar tidvattenbildande krafter, gravitation. Alla strömmar påverkas av Corioliskraften.
Strömmar kan klassificeras enligt ett antal kriterier.
jag. Strömmar kännetecknas av deras ursprung.
1) friktion - uppstår under verkan av rörlig luft på vattenytan:
a) vind - orsakad av tillfälliga vindar (säsongsbetonad),
b) drift - orsakad av konstanta vindar (rådande);
2) gravitation - uppstår under påverkan av gravitationen:
a) avloppsvatten - flödar från områden med överskottsvatten och tenderar att jämna ut ytan,
b) densitet - är resultatet av skillnader i vattentätheten på samma djup;
3) tidvatten - uppstår under inverkan av tidvattenbildande krafter; täcka hela vattenpelaren.
II. Strömmar särskiljs efter varaktighet
1) konstant - de har alltid ungefär samma riktning och hastighet (nordlig passadvind, syd passadvind, etc.);
2) periodisk - ändra periodiskt riktning och hastighet (monsunströmmar i Indiska oceanen, tidvattenströmmar och andra);
3) tillfällig (episodisk) - det finns inga regelbundenheter i deras förändringar; de ändras ofta, oftast till följd av vindens inverkan.
III. Genom temperatur kan man urskilja (men relativt) strömmar
1) varm - till exempel är temperaturen på den nordatlantiska strömmen +6 o C, och det omgivande vattnet är +4 o C;
2) kallt - till exempel är temperaturen på den peruanska strömmen +22 ° C, det omgivande vattnet är +28 ° C;
3) neutral.
Varma strömmar går som regel från ekvatorn till polerna, kalla vice versa. Varma strömmar är vanligtvis saltare än kalla.
IV. Beroende på lägets djup urskiljs strömmar
1) ytlig,
2) djup,
3) botten.
För närvarande har ett visst system av havsströmmar etablerats, främst på grund av atmosfärens allmänna cirkulation. Deras upplägg är som följer. På varje halvklot, på båda sidor om ekvatorn, finns stora cirkulationer av strömmar runt permanenta subtropiska bariska maxima (på dessa breddgrader bildas områden med högt atmosfärstryck): på norra halvklotet medsols, på södra halvklotet moturs. Mellan dem finns en ekvatorial motström från väst till öst. På tempererade och subpolära breddgrader på norra halvklotet observeras små ringar av strömmar runt det bariska minimumet (områden med lågt atmosfärstryck: det isländska minimumet och det aleutiska minimumet). På liknande breddgrader på södra halvklotet finns en ström från väst till öst runt Antarktis (västvindarnas ström).
De mest stabila strömmarna är nordliga och sydliga passadvindar (ekvatorialströmmar). Utanför de östra kusterna av kontinenterna på tropiska breddgrader, varma avloppsströmmar: Golfströmmen, Kurosivo, Brasiliansk, Moçambique, Madagaskar, East Australian.
På tempererade breddgrader, under inflytande av konstanta västliga vindar, finns varma nordatlantiska och norra Stillahavsströmmar och en kall ström av västliga vindar (Western Drift). Utanför kontinenternas västra kuster på tropiska breddgrader observeras kalla kompensationsströmmar: Kalifornien, Kanarieöarna, Peruanska, Benguela och västra australiensiska strömmar.
I små ringar av strömmar bör man namnge de varma norska och kalla labradorströmmarna i Atlanten och Alaska- och Kurile-Kamchatka-strömmarna i Stilla havet.
I den norra delen av Indiska oceanen genererar monsuncirkulationen säsongsbetonade vindströmmar: på vintern - från öst till väst, på sommaren - vice versa (på sommaren är det en kall somalisk ström).
I Ishavet är vatten och is huvudriktning från öst till väst, mot Grönlandshavet. Arktis fylls på med vatten från Atlanten i form av strömmarna Nordkap, Svalbard och Novaya Zemlya.
Havsströmmarnas betydelse för jordens klimat och natur är stor. Strömmar stör zonens temperaturfördelning. Således bidrar den kalla Labradorströmmen till bildandet av is-tundralandskap på Labradorhalvön. Och Atlantens varma strömmar gör det mesta av Barents hav. Strömmar påverkar också mängden nederbörd: varma strömmar bidrar till nederbördsflödet, kalla gör det inte. Havsströmmar hjälper också till att blanda vatten och transporter näringsämnen; med deras hjälp sker migration av växter och djur.
livet i havet
I haven finns liv överallt. Enligt villkoren för existens i havet särskiljs 2 områden:
1) pelagial (vattenpelare),
2) benthal (botten) -
a) kust (kustnära delen av botten till ett djup av 200 m),
b) avgrund (djup del).
Havets organiska värld består av tre grupper:
1) bentos - invånare på botten (växter, maskar, blötdjur, krabbor, etc.),
2) plankton - invånare i vattenpelaren som inte kan röra sig självständigt (protozoer, bakterier, alger, maneter, etc.),
3) nekton - invånarna i vattnet. Frisimning (fiskar, valar, delfiner, sälar, bläckfiskar, havsormar och sköldpaddor, etc.).
Gröna växter kan utvecklas endast där det finns tillräckligt med ljus för fotosyntes (upp till ett djup av högst 200 m). Organismer som inte behöver ljus bebor hela vattenpelaren.
Plankton är uppdelat i växtplankton och djurplankton. Det mesta av massan av levande materia i havet är växtplankton (under gynnsamma förhållanden kan dess antal fördubblas på en dag). Växtplankton bebor huvudsakligen det övre hundra meter vattenlagret. Den genomsnittliga massan av växtplankton är 1,7 miljarder ton. Den vanligaste formen av växtplankton är kiselalger, av vilka det finns cirka 15 000 arter. Växtplankton är huvudfödan för de flesta marina organismer. Platser med riklig utveckling av växtplankton är platser rika på liv.
Livsfördelningen i havet har en zonkaraktär:
- på de polära breddgraderna är förhållandena för växtplankton ogynnsamma, så de är fattiga i livet (här lever kallälskande fiskar och sälar);
- på de subpolära breddgraderna utvecklas växtplankton på sommaren, de livnär sig på djurplankton, de fiskar i sin tur, valar, så på sommaren finns det mycket torsk, abborre, kolja, sill och andra fiskar;
- på tempererade breddgrader bildas de mest gynnsamma förhållandena, dessa är de mest produktiva zonerna i havet: ett överflöd av växt- och djurplankton, ett överflöd av sill, torsk, flundra, hälleflundra, navaga, lax, sardin, tonfisk, ansjovis och annan fisk;
- på subtropiska och tropiska breddgrader är livsvillkoren ogynnsamma: hög salthalt, lite syre, en liten mängd plankton och fisk; endast brunalger - sargasso är vanliga här;
– förhållandena förbättras på ekvatoriska breddgrader, så mängden plankton och fisk ökar här; mycket koraller.
Havet har följande resurser: biologiska (90 % fisk, däggdjur, blötdjur, alger), mineral (olja, gas, kol, järn- och manganmalmer, tenn, fosforiter, salt, etc.) och energi.
Rörelsen av havens vatten
På mitt sätt psykiskt tillstånd Vatten är ett mycket rörligt medium, så i naturen är det i kontinuerlig rörelse. Denna rörelse orsakas av olika orsaker, främst vinden. Den påverkar havets vatten och exciterar ytströmmar som transporterar enorma mängder vatten från en region av havet till en annan. Energin från ytvattnets translationella rörelse på grund av intern friktion överförs till de underliggande skikten, som också är involverade i rörelsen. Den direkta inverkan av vinden sträcker sig dock över ett relativt litet (upp till 300 m) avstånd från ytan. Nedanför i vattenpelaren och i horisonterna nära botten sker rörelsen långsamt och har riktningar kopplade till bottentopografin.
Ytströmmar bildar två stora gyres separerade av en motström nära ekvatorn. Virveln på norra halvklotet roterar medurs och södra halvklotet - moturs. När man jämför detta schema med strömmarna i det verkliga havet kan man se en betydande likhet mellan dem för Atlanten och Stilla havet. Samtidigt är det omöjligt att inte lägga märke till att det verkliga havet har ett mer komplext system av motströmmar nära kontinenternas gränser, där till exempel Labradorströmmen (Nordatlanten) och Alaskas returström (Stilla havet) ligger. Dessutom kännetecknas strömmarna nära havens västra marginaler av högre hastigheter för vattenrörelser än de östra. Vindarna applicerar ett par krafter på havets yta, roterar vattnet på norra halvklotet medurs och på södra halvklotet - mot det. Stora virvlar av havsströmmar resulterar från detta par av roterande krafter. Det är viktigt att betona att vindar och strömmar inte är en-till-en. Närvaron av den snabba golfströmmen utanför Nordatlantens västra stränder betyder till exempel inte att det blåser särskilt starka vindar i detta område. Balansen mellan det roterande kraftparet i medelvindfältet och de resulterande strömmarna bildas över hela havets yta. Dessutom ackumuleras strömmar stor mängd energi. Därför leder en förskjutning i medelvindfältet inte automatiskt till en förskjutning av stora oceaniska virvlar.
Bubbelpooler som drivs av vinden överlagras av en annan cirkulation, termohalin ("halina" - salthalt). Tillsammans bestämmer temperatur och salthalt vattnets densitet. Havet transporterar värme från tropiska till polära breddgrader. Denna transport utförs med deltagande av så stora strömmar som Golfströmmen, men det finns också ett returflöde av kallt vatten mot tropikerna. Den förekommer främst på djup under lagret av vinddrivna bubbelpooler. Vind- och termohalina cirkulationer är komponenter i havets allmänna cirkulation och interagerar med varandra. Så om termohalina förhållanden främst förklarar vattnets konvektiva rörelser (sjunkandet av kallt tungt vatten i polarområdena och dess efterföljande avrinning till tropikerna), så är det vindarna som orsakar divergensen (divergensen) av ytvatten och faktiskt " pumpa ut” kallt vatten tillbaka till ytan och avsluta cykeln .
Idéer om termohalin cirkulation är mindre kompletta än om vindcirkulation, men vissa funktioner i denna process är mer eller mindre kända. Bildandet av havsis i Weddellhavet och Norska havet tros vara viktigt för bildandet av kallt tätt vatten som sprider sig nära botten i södra och norra Atlanten. Båda områdena får vatten med ökad salthalt, som kyls ner till iskallt på vintern. När vatten fryser ingår inte en betydande del av salterna som finns i den nybildade isen. Som ett resultat ökar salthalten och densiteten hos det återstående ofrusta vattnet. Detta tunga vatten sjunker till botten. Det kallas vanligtvis antarktiskt bottenvatten respektive nordatlantiskt djupvatten.
En annan viktig egenskap hos den termohalina cirkulationen är relaterad till densitetsskiktningen av havet och dess effekt på blandningen. Vattentätheten i havet ökar med djupet och linjerna med konstant densitet är nästan horisontella. Vatten med olika egenskaper är mycket lättare att blanda i riktning mot linjer med konstant densitet än över dem.
Termohalincirkulationen är svår att karakterisera med säkerhet. Faktum är att både horisontell advektion (transport av vatten med havsströmmar) och diffusion måste spela en viktig roll i den termohalina cirkulationen. Att bestämma den relativa betydelsen av dessa två processer i alla områden eller situationer är en viktig uppgift.
I. Vågor och tidvatten
Vågorna är regelbundna och har några Generella egenskaper- längd, amplitud och period. Vågens utbredningshastighet noteras också.
Våglängden är avståndet mellan vågornas toppar eller botten, vågens höjd är det vertikala avståndet från botten till toppen, det är lika med två gånger amplituden, perioden är lika med tiden mellan ögonblicken av passage av två på varandra följande toppar (eller bottnar) genom samma punkt.
Höjden på krusningen mäts i ungefär en centimeter, och perioden är ungefär en sekund eller mindre. Surfvågor når flera meter i höjd vid perioder på 4 till 12 s.
Havsvågor har olika konturer och former.
Vågor orsakade av lokal vind kallas vindvågor. En annan typ av vågor är dyningar, som sakta vaggar fartyget även i lugnt väder. Dyningar bildar vågor som kvarstår efter att de lämnat vindområdet.
Vid vilken vindhastighet som helst uppnås ett visst jämviktstillstånd, vilket uttrycks i fenomenet fullt utvecklade vågor, när energin som överförs av vinden till vågorna är lika med energin som överförs av vinden till vågorna, är lika med energin som går förlorad under förstörelse av vågorna. Men för att bilda en fullt utvecklad våg måste vinden blåsa under lång tid och över ett stort område. Utrymmet som utsätts för vinden kallas apportområdet.
II. Tsunami
Tsunamis sprider sig i vågor från epicentrum av undervattensjordbävningar. Området som drabbats av tsunamivågor är enormt.
Tsunamis är direkt relaterade till rörelser jordskorpan. En jordbävning med grunt fokus, som orsakar betydande förskjutningar av jordskorpan på botten av haven, kommer också att orsaka en tsunami. Men en lika stark jordbävning, som inte åtföljs av några märkbara rörelser av jordskorpan, kommer inte att orsaka en tsunami.
En tsunami uppstår som en enda impuls, vars framkant fortplantar sig med en grund vågs hastighet. Den initiala impulsen säkerställer inte alltid den koncentriska utbredningen av energi, och med den vågorna.
III. tidvatten
Tidvatten är den långsamma höjningen och sänkningen av vattennivån och rörelsen av dess kant. Tidvattenkrafter är resultatet av attraktionen av solen och månen. När solen och månen är ungefär i linje med jorden, det vill säga under perioderna med fullmåne och nymåne, är tidvattnet som störst. Eftersom solens och månens rotationsplan är inte parallella, verkan av månens och solens krafter förändras med årstiderna, och även beroende på månens fas. Månens tidvattenkraft är ungefär dubbelt så stor som solens. Stora skillnader i tidvattnets amplitud i olika delar av kusten bestäms främst av havsbassängernas form.
Egenskaper för havens vatten
Vatten är ett "universellt lösningsmedel": i det, åtminstone i liten utsträckning, kan vilket som helst av elementen lösas upp. Vatten har den högsta värmekapaciteten av alla vanliga vätskor, det vill säga att det krävs mer värme för att värma det med en grad jämfört med andra vätskor. Mer värme krävs för dess avdunstning. Dessa och andra egenskaper hos vatten är av stor biologisk betydelse. På grund av vattnets höga värmekapacitet är säsongsvariationerna i lufttemperaturen alltså mindre än de annars skulle vara.
Temperaturen för hela massan av havsvatten är cirka 4 grader Celsius. Haven är kalla. Vattnet i dem värms upp bara på ytan, och med djupet blir det kallare. Endast 8 % av havsvattnet är varmare än 10 grader, mer än hälften är kallare än 2,3 grader. Temperaturen varierar ojämnt med djupet.
Vatten är den mest värmeförbrukande kroppen på jorden. Därför värms havet långsamt upp och avger långsamt värme, vilket fungerar som en värmeackumulator. Det står för mer än 2/3 av det absorberade solstrålning. Det går åt till avdunstning, på att värma upp det övre vattenlagret till ett djup av cirka 300 m, och även på att värma luften.
Medeltemperaturen på havets ytvatten är mer än +17 grader, och på norra halvklotet är det 3 grader. högre än i söder. De högsta vattentemperaturerna på norra halvklotet observeras i augusti, de lägsta - i februari, på södra halvklotet - tvärtom. Dagliga och årliga fluktuationer i vattentemperaturen är obetydliga: dagliga fluktuationer överstiger inte 1 grad, årliga överstiger inte 5..10 grader. på tempererade breddgrader.
Ytvattentemperaturen är zonbaserad. På ekvatoriska breddgrader är temperaturen 27 ... 28 grader året runt, i tropiska områden i väster om haven 20 ... 25 grader, i öster 15 ... 20 grader. (på grund av strömmar). På tempererade breddgrader minskar vattentemperaturen gradvis från 10 till 0 grader. på södra halvklotet, på norra halvklotet, med samma trend, är kontinenternas västra kuster varmare än de östra, också på grund av strömmar. I polarområdena är vattentemperaturen 0 ... -2 grader året runt, i mitten av Arktis flerårig is upp till 5-7 m.
De maximala ytvattentemperaturerna observeras i tropiska hav och vikar: i Persiska viken över 35 grader, i Röda havet 32 grader. I bottenskikten av världshavet (M.O.) är temperaturerna låga på alla breddgrader: från +2 vid ekvatorn till -2 i Arktis och Antarktis.
När havsvatten svalnar under fryspunkten bildas havsis.
Is täcker permanent 3-4% av havsytan. Havsis skiljer sig från sötvatten på flera sätt. För saltvatten minskar fryspunkten när salthalten ökar. I salthaltsintervallet från 30 till 35 ppm varierar fryspunkten från -1,6 till -1,9 grader.
Bildandet av havsis kan ses som frysning av sötvatten, med förskjutning av salter till havsvattenceller i ismassan. När temperaturen når fryspunkten bildas iskristaller och "omringar" det ofrusta vattnet. Ofryst vatten berikas med salter som undanträngts av iskristaller, vilket ytterligare sänker vattnets fryspunkt i dessa celler. Om iskristallerna inte helt omger det saltberikade ofrusta vattnet kommer det att sjunka och blandas med det underliggande havsvatten. Om frysningsprocessen förlängs i tid kommer nästan all saltberikad saltlösning att lämna isen och dess salthalt kommer att vara nära noll. Med snabb frysning kommer det mesta av saltlaken att fångas upp av isen och dess salthalt blir nästan densamma som salthalten i det omgivande vattnet.
Vanligtvis är havsisen en tredjedel så stark som sötvattensis av samma tjocklek. Men gammal havsis (mycket låg salthalt) eller is som bildats under kristallisationspunkten för natriumklorid är lika stark som sötvattensis.
Frysning av havsvatten sker vid negativa temperaturer: vid en genomsnittlig salthalt - cirka -2 grader. Ju högre salthalt, desto lägre fryspunkt.
För att havsvatten ska frysa är det nödvändigt att antingen djupet är grunt, eller att det inte är under ytskiktet stora djup vatten med högre salthalt. I närvaro av en grund haloklin kommer ytvattnet, även när det kyls till fryspunkten, att vara lättare än det varmare men saltare underliggande vattnet.
När ytskiktet av vatten svalnar till fryspunkten och slutar att fördjupas, kommer isbildning att börja. Havets yta får ett oljigt utseende med en speciell blyton. När de växer blir iskristallerna synliga och antar formen av nålar. Dessa kristaller eller nålar fryser ihop och bildar ett tunt lager av is. Detta lager böjs lätt under inverkan av vågor. Med ökande tjocklek tappar isen sin elasticitet, och då bryts istäcket i separata bitar som driver av sig själva. När de kolliderar med varandra under spänning får isbitar rundade former. Dessa rundade isbitar från 50 cm till 1 m i diameter kallas pannkaksis. I nästa steg av frysningen fryser bitar av pannkaksis ihop och bildar fält av drivande is. Vågor och tidvatten bryter åter isfälten och bildar åsar av hummocks som är många gånger tjockare än det ursprungliga istäcket. I istäcket bildas områden med klart vatten - polynyas, som gör att ubåtar kan komma till ytan även i centrala Arktis.
Bildandet av is minskar avsevärt havets interaktion med atmosfären, vilket fördröjer spridningen av konvektion i havets djup. Värmeöverföring bör utföras redan genom is - en mycket dålig värmeledare.
Tjocklek arktisk is ca 2 m, och lufttemperaturen på vintern nära nordpolen sjunker till -40 grader. Is fungerar som en isolator och hindrar havet från att svalna.
Havsis spelar också en annan viktig roll i havets energibudget. Vatten är en bra absorbator av solenergi. Tvärtom, is, särskilt färsk, och snö är mycket bra reflexer. Medan rent vatten absorberar cirka 80 % av den infallande strålningen kan havsisen reflektera upp till 80 %. Så närvaron av is minskar avsevärt uppvärmningen av jordens yta.
Is hindrar navigeringen och fartygskatastrofer är förknippade med isberg.
Isberg sträcker sig mycket längre än havsisen. De bildas på land. Även om is är det fast det flyter fortfarande långsamt. Snö, som samlas på Grönland, Antarktis och berg på höga breddgrader, ger upphov till glaciärer som glider ner. På kustlinjen bryter enorma isblock av glaciären och ger upphov till isberg. Eftersom isens densitet är cirka 90 % av havsvatten, håller sig isberg flytande. Cirka 80 - 90 % av volymen av ett isberg är under vatten. Denna volym beror också på antalet luftinneslutningar. Efter bildandet förs isberg bort av havsströmmar och, faller till lägre breddgrader, smälter de gradvis.
De flesta isberg som utgör en fara för navigeringen har sitt ursprung på Grönlands västra kust, norr om latitud 68 30 N. Här producerar ett hundratal glaciärer cirka 15 000 isberg om året. Inledningsvis driver dessa isberg norrut tillsammans med Västgrönlandsströmmen och svänger sedan söderut, bärs med av Labradorströmmen. Största intrycket producera isberg som har brutit av från Ross Ice Shelf, ett av de unika fenomenen i Antarktis. Det är ett mycket tjockt lager av is som går ner från fastlandet och är flytande. Enorma isberg i Antarktis bryter av från Rossglaciären.
Havsisen är bräckt, men dess salthalt är flera gånger mindre än salthalten i M.o.-området. Förutom lätt salthaltig havsis innehåller haven sötvattenfloder och kontinentalis (isberg). Under inverkan av vindar och strömmar förs is från polarområdena till tempererade breddgrader och smälter där. klorider (mer än 88%) och sulfater (cirka 11%) lösta i den. Den salta smaken av vatten ges av bordssalt, bitter - av magnesiumsalter. Havsvatten kännetecknas av en konstant procentandel av olika salter, trots olika salthalt. Salter, liksom vattnet i själva haven, kom till jordens yta främst från jordens tarmar, särskilt vid gryningen av dess bildande. Salter förs till havet och flodvattnet rikt på karbonater (mer än 60%). Mängden karbonater i havsvatten ökar dock inte och är bara 0,3 %. Detta beror på det faktum att de fälls ut och även spenderas på djurens skelett och skal, som konsumeras av alger, som efter att ha dött av sjunker till botten.
I fördelningen av salthalt i ytvatten spåras zonindelning, främst på grund av förhållandet mellan nederbörd och avdunstning. Minska salthalten i flodvattenavrinning och smältande isberg. På ekvatoriska breddgrader, där det faller mer nederbörd än avdunstar, och det finns en stor flodflöde salthalt 34-35 ppm. På tropiska breddgrader faller det lite nederbörd, men avdunstningen är hög, så salthalten är 37 ppm. På tempererade breddgrader är salthalten nära 35, och på subpolära breddgrader är den lägst (32-33 ppm), eftersom. nederbördsmängden här är större än avdunstning, flodavrinningen är stor, speciellt de sibiriska floderna, det finns många isberg, främst runt Antarktis och Grönland.
Salthaltens latitudinella regelbundenhet störs av havsströmmar. Till exempel, på tempererade breddgrader är salthalten högre på kontinenternas västra kuster, där tropiska vatten kommer in, mindre på de östra kusterna, tvättade av polära vatten. Kustvatten nära flodmynningar har den lägsta salthalten. Den maximala salthalten observeras i tropiska innanhav omgivna av öknar. Salthalten påverkar vattnets andra egenskaper som densitet, fryspunkt etc.
Havsvattnets densitet beror på tryck, temperatur och salthalt. Havsvattnets densitet är nära 1,025 g/cm3. När vattnet svalnar blir det ännu tyngre. Trycket ökar också tätheten av havsvatten. Därför, på ett djup av 5000 m, ökar densiteten av havsvatten till 1.050 g/cm3. Vanligtvis mäter oceanografer inte densiteten direkt, utan föredrar att beräkna den från temperatur, salthalt och tryckdata. Ofta är de intresserade av beroendet av densiteten av havsvatten endast på temperatur och salthalt.
Vanligtvis ökar densiteten, som inte inkluderar tryck, med djupet. I detta fall sägs vattnet vara stabilt skiktat. I ett skiktat hav är det svårt att flytta vatten över linjer med konstant densitet, det är mycket lättare att göra det längs sådana linjer. På fysikens språk, för att flytta vatten över linjer med konstant densitet, måste du arbeta - för att öka potentiell energi. För att flytta vatten längs linjer med konstant densitet är det bara nödvändigt att övervinna vattenfriktionen, och havsvatten har en ökad "fluiditet".
Havet är inte bara kallt, utan också mörkt. På mer än 100 m djup är det omöjligt att se någonting under dagen, förutom sällsynta självlysande ljusglimtar från passerande fiskar och djurplankton. Till skillnad från atmosfären, som är relativt genomskinlig för alla vågor i det elektromagnetiska spektrumet, är havet ogenomträngligt för dem. Varken långa radiovågor eller kortvågig ultraviolett strålning kan tränga igenom dess djup.
I vilken vätska som helst, inklusive havsvatten, är förlusten av solstrålning ganska väl beskriven av den så kallade Beers lag, som säger att mängden energi som absorberas på något avstånd är proportionell mot mängden energi som ursprungligen absorberades. Detta gör det möjligt att karakterisera havsvatten med hjälp av den relativa transmittansen. Transmittansen varierar med vatten beroende på strålningens våglängd, och i synnerhet den synliga delen av spektrumet solljusöverförs av vatten mycket bättre än strålning med kortare eller längre våglängder. Skillnaden mellan färskt och salt havsvatten spelar ingen roll i detta avseende.
Det har konstaterats att mindre än 1 % av solenergin som når vattenytan tränger in i havet på ett djup av 100 meter.
På grund av havets opacitet elektromagnetisk strålning vi berövas möjligheten att använda radiovågor och radar för att studera havet. En nedsänkt ubåt kan ta emot ett radiomeddelande endast genom en antenn som flyter på ytan eller med hjälp av radioapparater som arbetar vid våglängder där Beers lag inte längre är uppfylld. Å andra sidan, för ljudvågor, är havet mycket mer permeabelt än atmosfären, och på grund av den märkliga förändringen i ljudhastigheten i vattenpelaren kan det fortplanta sig i havet över extremt långa avstånd.
Ljudets hastighet i havet varierar beroende på tryck, temperatur och salthalt - 1500 m/s, vilket är 4 till 5 gånger ljudets hastighet i atmosfären. När temperaturen, salthalten och trycket ökar, ökar ljudets hastighet. Ljudhastigheten i vatten beror inte på dess höjd eller frekvens.
Ljud i havet fortplantar sig inte i en rak linje, det avviker alltid till den sida där hastigheten är lägre.
När trycket ökar, ökar ljudets hastighet med djupet. Den kombinerade påverkan av temperatur och tryck leder vanligtvis till att någonstans i mellanskiktet mellan ytan och havsbotten får ljudets hastighet ett minimivärde. Detta minimumlager för hastighet kallas ljudkanalen. På grund av det faktum att ljudets väg alltid kröker sig mot vattenlagret med lägre utbredningshastighet, kanaliserar lagret med minimihastighet ljudet.
Ljudkanalen i havet har egenskapen kontinuitet. Den sträcker sig nästan från ytan av oceaniska vatten på polära breddgrader till ett djup av cirka 2000 m utanför Portugals kust, med ett genomsnittligt djup på cirka 700 m. Den ultralånga ljudutbredningen i havet förklaras av faktumet att både ljudkällan och fällan är placerade nära ljudkanalens axel.
Havsvatten innehåller salter, gaser, fasta partiklar av organiskt och oorganiskt ursprung. I vikt utgör de endast 3,5 %, men vissa egenskaper hos vattnet beror på dem.
Bord 1. Sammansättning av havsvatten
|
Komponent |
Koncentr.g/kg |
Komponent |
Koncentration g/kg |
|
Bikarbonat |
|||
|
Strontium |
|||
Tabell 2. Planktons kemiska sammansättning (i mikrogram grundämne per gram plankton torrvikt)
De flesta metaller i havsvatten finns i havsvatten i extremt små mängder. Som tabellen visar utvinner levande organismer metaller ur havsvatten. Oftast överstiger koncentrationen av metaller i levande organismer i jämförelse med deras innehåll i havsvatten inte koncentrationen av fosfor.
Ämnet som sjunker från havets yta innehåller många partiklar med en stor reaktionsyta. Partiklar från kichi-mangan och järn har också omfattande aktiva ytor. Vissa av dem deponeras från de övre lagren av havet, medan andra bildas genom oxidation av reducerat järn och mangan, som diffunderar från bottensediment eller kommer med heta vatten från området med rörliga åsar i mitten av havet. Sådana föreningar fångar metaller. Den mest slående bekräftelsen på detta är ferromangan-knölarna på botten av haven, som innehåller upp till 1% nickel och koppar, såväl som många andra metaller.
Sådan infångning av metaller är ännu effektivare i kustvatten, där den ständiga resuspensionen av sediment och den biologiska bearbetningen av sedimentlagret ger ett kontinuerligt flöde av oxiderande järn och mangan i lösning från bottensediment.
Efter att metallerna har kommit in i bottensedimenten är sannolikheten för att de återkommer i den övre vattenpelaren mycket liten, även om viss omfördelning inom själva sedimenten observeras.
Salthalt. Havsvatten består i vikt av 96,5 % rent vatten och mindre än 4 % lösta salter, gaser och suspenderade olösliga partiklar. Närvaron av en relativt liten mängd av olika ämnen gör det väsentligt annorlunda från andra naturliga vatten.
Totalt hittades 44 kemiska grundämnen i havsvattnet i löst tillstånd. Det antas att alla naturligt förekommande ämnen är lösta i den, men på grund av försumbara mängder kan de inte detekteras. Skilj mellan huvudkomponenterna av salthalten i havet (Cl, Na, Mg, Ca, K, etc.) och mindre komponenter som finns i försumbara mängder (bland dem guld, silver, koppar, fosfor, jod, etc.).
En anmärkningsvärd egenskap hos havsvattnet är konstansen i dess saltsammansättning. Anledningen till detta kan vara den kontinuerliga blandningen av havens vatten. Denna förklaring kan dock inte anses vara uttömmande.
Den totala mängden salter som finns i vattnet i världshavet är 48 * 10x15 ton. Denna mängd salter är tillräckligt för att täcka hela jordens yta med ett lager på 45 m och landytan med ett lager på 153 m .
Med ett mycket lågt innehåll av silver (0,3 mg i 1 m3) är dess totala mängd i havets vatten 20 000 gånger större än mängden silver som utvinns av människor under hela den historiska perioden. Guld finns i havsvatten i mängden 0,006 mg per 1 m3, medan dess totala mängd når 10 miljarder ton.
Beroende på salternas sammansättning skiljer sig havsvatten väsentligt från flodvatten (tabell 19).
I havsvatten, mest av allt (27 g i 1 liter vatten) vanligt bordssalt (NaCl), så havets vatten smakar salt; magnesiumsalter (MgCl2, MgSO4) ger den en bitter smak.
Betydande skillnader i förhållandet mellan salter i havets vatten och i vattnet i floderna kan inte annat än verka förvånande, eftersom floder kontinuerligt för salt i havet.
Det antas att saltsammansättningen i havsvattnet som frigörs från jordens inre är förknippad med deras ursprung. Havsvatten stack ut redan med den initiala salthalten. I framtiden balanserades en viss saltsammansättning. Mängden salt som transporteras av floderna balanseras till viss del av deras konsumtion. Vid konsumtion av salter, bildandet av järn-manganknölar, avlägsnande av salter med vinden och, naturligtvis, aktiviteten hos organismer som extraherar salter (främst kalciumsalter) från havets vatten för att bygga skelett och skal är viktigt. Skelett och skal av döda organismer löses delvis upp i vatten, och bildar delvis bottensediment och faller därmed ur materiens kretslopp.
Växter och djur som lever i havet absorberar och koncentrerar i sina kroppar olika ämnen som finns i vattnet, inklusive de som människan ännu inte har kunnat upptäcka. Kalcium och kisel absorberas särskilt kraftigt. Alger fixerar årligen miljarder ton kol och frigör miljarder ton syre. Vatten passerar genom fiskens gälar när de andas, många djur, filtrerande mat, passerar igenom mag-tarmkanalen en stor mängd vatten, alla djur sväljer vatten med mat. Havsvatten passerar på något sätt genom kroppen av djur och växter, och detta bestämmer i slutändan dess moderna saltsammansättning.
Havsvatten har en genomsnittlig salthalt på 35‰ (35 g salter per 1 liter vatten). Förändringar i salthalten orsakas av förändringar i balansen mellan salter eller sötvatten.
Salter kommer in i havet tillsammans med vatten som rinner från land, förs in och förs bort under vattenutbyte med närliggande delar av havet, släpps ut eller förbrukas som ett resultat av olika processer som sker i vattnet. Den ständiga tillförseln av salter från land till havet borde ha orsakat en gradvis ökning av salthalten i dess vatten. Om detta verkligen händer går det så långsamt att det förblir oupptäckt än i dag.
Den främsta orsaken till skillnaderna i salthalten i havsvattnet är förändringen i sötvattenbalansen. Nederbörd på havets yta, avrinning från land, smältande is orsakar en minskning av salthalten; avdunstning, isbildning, tvärtom, öka den. Inflödet av vatten från marken påverkar märkbart salthalten nära kusten och särskilt nära flodernas sammanflöde.
Eftersom salthalten på havets yta i dess öppna del huvudsakligen beror på förhållandet mellan nederbörd och avdunstning (dvs på klimatförhållanden), finns latitudinell zonalitet i dess utbredning. Detta syns tydligt på kartan. isohalin- linjer som förbinder punkter med samma salthalt. På de ekvatoriala breddgraderna är ytskikten av vatten något fräschat (34-35‰) på grund av att nederbörden är större än avdunstning. I subtropiska och tropiska breddgrader, salthalt ytskiktökat och når ett maximum för ytan av det öppna havet (36-37 ‰. Detta beror på att förbrukningen av vatten för avdunstning inte täcks av nederbörd. Havet förlorar fukt, medan salter finns kvar. I norr och söder om tropiska breddgrader minskar salthalten i havsvattnet gradvis till 33 -32‰, vilket bestäms av en minskning av avdunstning och en ökning av nederbörd. Smältande flytande is bidrar till en minskning av salthalten på havets yta. Strömmar stör den latitudinella zonaliteten i fördelningen av salthalt på havets yta. Varma strömmar ökar salthalten, kalla, tvärtom, sänker den.
Den genomsnittliga salthalten på havsytan är annorlunda. Atlanten har den högsta genomsnittliga salthalten (35,4‰), Ishavet har den lägsta (32‰). Den ökade salthalten i Atlanten förklaras av kontinenternas inflytande med dess jämförelsevis smalhet. I Ishavet har sibiriska floder en uppfriskande effekt (utanför Asiens kust sjunker salthalten till 20‰).
Eftersom förändringar i salthalten huvudsakligen är relaterade till balansen mellan vatteninflöde och utflöde, uttrycks de väl endast i ytskikten, som direkt tar emot (nederbörd) och släpper ut vatten (avdunstning), samt i blandningsskiktet. Blandning täcker vattenpelaren med en tjocklek på upp till 1500 m. Djupare förblir salthalten i världshavets vatten oförändrad (34,7-34,9‰). Arten av förändringen i salthalt beror på de förhållanden som bestämmer salthalten på ytan. Det finns fyra typer av vertikala salthaltsförändringar i havet: I - ekvatorial, II - subtropisk, III - måttlig och IV - polär,
I. På ekvatoriska breddgrader, där vattnet på ytan fräschas upp, ökar salthalten gradvis och når ett maximum på ett djup av 100 m, där mer saltvatten kommer till ekvatorn från den tropiska delen av havet. Under 100 m minskar salthalten, och från ett djup av 1000-1500 m blir den nästan konstant. II. På subtropiska breddgrader minskar salthalten snabbt till ett djup av 1000 m, djupare är den konstant. III. På tempererade breddgrader ändras salthalten lite med djupet. IV. På de polära breddgraderna är salthalten på havets yta lägst; med djupet ökar den först snabbt och sedan, från ett djup av cirka 200 m, förändras den nästan inte.
Salthalten i vattnet på havsytan kan skilja sig mycket från salthalten i vattnet i den öppna delen av havet. Det bestäms också främst av sötvattenbalansen och beror därför på klimatförhållandena. Havet påverkas kraftigt av landet som sköljs in av det Merän havet. Ju djupare havet går in i landet, desto mindre är det kopplat till havet, desto mer skiljer sig dess salthalt från den genomsnittliga oceaniska salthalten.
Hav på polära och tempererade breddgrader har positivt saldo vatten, och därför sänks salthalten på deras yta, särskilt vid flodernas sammanflöde. Hav på subtropiska och tropiska breddgrader, omgivna av land med ett litet antal floder, har ökat salthalten. Röda havets höga salthalt (upp till 42‰) förklaras av dess läge bland landet, i ett torrt och varmt klimat. Nederbörden på havsytan är bara 100 mm per år, det finns ingen landavrinning och förångningen når 3000 mm per år. Vattenutbytet med havet sker genom det smala Bab-el-Mandebsundet.
ökad salthalt Medelhavet(upp till 39‰) är resultatet av att landavrinning och nederbörd inte kompenserar för avdunstning, vattenutbytet med havet är svårt. I Svarta havet (18‰), tvärtom, kompenseras avdunstning nästan av avrinning (det årliga avrinningsskiktet är 80 cm), och nederbörden gör vattenbalansen positiv. Bristen på fritt vattenutbyte med Marmarasjön bidrar till bevarandet av låg salthalt i Svarta havet.
I Nordsjön, som å ena sidan påverkas av havet, och å andra sidan av starkt avsaltade Östersjön, salthalten ökar från sydost till nordväst från 31 till 35‰. Alla havets marginaler, nära förbundna med havet, har en salthalt nära den i den intilliggande delen av havet. I de kustnära delarna av haven som tar emot floder blir vattnet mycket friskt och har ofta en salthalt på bara några ppm.
Förändringen i salthalt med djup i haven beror på salthalten vid ytan och det associerade vattenutbytet med havet (eller med ett närliggande hav).
Om salthalten i havet är mindre än salthalten i havet (grannhavet) vid sundet som förbinder dem, tränger tätare havsvatten genom sundet ner i havet och sjunker och fyller dess djup. I detta fall ökar salthalten i havet med djupet. Om havet är mer salt än den närliggande delen av havet (havet), rör sig vattnet i sundet längs botten mot havet, längs ytan - mot havet. Ytlagren får den salthalt och temperatur som är karakteristiska för havet under givna fysiska och geografiska förhållanden. Bottenvattnets salthalt motsvarar salthalten på ytan under perioden med de lägsta temperaturerna.
Olika fall av förändringar i salthalten med djupet ses tydligt i exemplet med Medelhavet, Marmara och Svarta havet. Medelhavet är saltare än Atlanten. I Gibraltarsundet (djup 360 m) finns en djup ström från havet till havet. Medelhavsvatten sjunker ner från tröskeln och skapar på något djup i havet nära tröskeln ett område med ökad salthalt. På ytan i sundet rinner havsvatten ut i havet. Salthalten i vattnet på botten av Medelhavet i hela dess längd är 38,6‰, medan den på ytan varierar från 39,6‰ i den östra delen till 37‰ i den västra delen. Följaktligen, i den östra delen, minskar salthalten med djupet, i den västra delen ökar den.
Marmarasjön ligger mellan två hav, det mer salta Medelhavet och det mindre salta Svarta. Salt medelhavsvatten, som tränger igenom Dardanellerna, fyller havets djup, och därför är salthalten på botten 38‰. Svartahavsvattnet, som rör sig längs ytan, kommer till Marmarasjön genom Bosporen och fräschar upp vattnet i ytskikten upp till 25‰.
Svarta havet är kraftigt uppfräschat. Därför tränger vatten av Medelhavsursprung från Marmarasjön in i Svarta havet längs botten av Bosporen och fyller dess djup neråt. Salthalten i vattnet i Svarta havet ökar med djupet från 17-16 till 22,3‰.
Vattnet i världshavet innehåller kolossala mängder av de mest värdefulla kemiska råvarorna, vars användning fortfarande är mycket begränsad. Cirka 5 miljoner ton bordssalt utvinns årligen ur havens och havens vatten, inklusive mer än 3 miljoner ton - i länder Sydöstra Asien. Kalium- och magnesiumsalter utvinns ur havsvatten. Bromgas erhålls som en biprodukt från extraktion av koksalt och magnesium.
För att utvinna kemiska grundämnen som finns i mycket små mängder från vatten kan man använda den fantastiska förmågan hos många invånare i havet att absorbera och koncentrera vissa grundämnen i sina kroppar, till exempel är koncentrationen av jod i ett antal alger tusentals och hundratals tusentals gånger högre än dess koncentration i havets vatten. Blötdjur absorberar koppar, aspidia - zink, radiolarier - strontium, maneter - zink, tenn, bly. Det finns mycket aluminium i fucus och kelp, och svavel i svavelbakterier. Genom att välja ut vissa organismer och förbättra deras förmåga att koncentrera grundämnen kommer det att vara möjligt att skapa konstgjorda mineralfyndigheter.
Modern kemi har fått jonbytare (utbytesharts), som har egenskapen att absorbera olika ämnen från en lösning och hålla kvar olika ämnen på sin yta. En nypa jonbytare kan avsalta en hink saltvatten, extrahera salt från den. Användningen av jonbytare kommer att göra rikedomen av havets salter mer tillgänglig för människor.
Gaser i havsvatten. Gaser löses i havsvatten. Dessa är främst syre, kväve, koldioxid, samt svavelväte, ammoniak, metan. Vatten löser upp gaserna i atmosfären i kontakt med den, gaser frigörs under kemiska och biologiska processer, förs med landvatten och kommer in i havsvattnet under undervattensutbrott. Omfördelningen av gaser i vatten sker när det rörs om. På grund av vattnets höga upplösningsförmåga har havet ett stort inflytande på kemisk sammansättning atmosfär.
Kväve finns överallt i havet, och dess innehåll förändras nästan inte, eftersom det inte går in i kombinationer väl och konsumeras lite. Vissa infiltrerande bakterier omvandlar det till nitrater och ammoniak.
Syre kommer in i havet från atmosfären och frigörs under fotosyntesen. Det konsumeras i andningsprocessen, för oxidation av olika ämnen, och släpps ut i atmosfären. Syrets löslighet i vatten bestäms av dess temperatur och salthalt. När havets yta värms upp (vår, sommar) släpper vattnet syre till atmosfären, när det svalnar (höst, vinter) absorberar det det från atmosfären. Det finns mindre syre i havsvatten än i sötvatten.
Eftersom intensiteten av fotosyntesprocesser beror på graden av belysning av vatten av solljus, fluktuerar mängden syre i vattnet under dagen och minskar med djupet. Under 200 m är det väldigt lite ljus, det finns ingen vegetation och syrehalten i vattnet sjunker, men sedan, på större djup (>1800 m), ökar den igen som ett resultat av cirkulationen av havsvatten.
Syrehalten i ytskikten av vatten (100-300 m) ökar från ekvatorn till polerna: på en latitud av 0 ° - 5 cm3 / l, på en latitud av 50 ° - 8 cm3 / l. Vattnet i varma strömmar är fattigare på syre än vattnet i kalla strömmar.
Närvaron av syre i havets vatten är ett nödvändigt villkor för utvecklingen av liv i det.
Koldioxid, till skillnad från syre och kväve, finns i havets vatten huvudsakligen i bundet tillstånd - i form av koldioxidföreningar (karbonater och bikarbonater). Det kommer in i vattnet från atmosfären, frigörs under andning av organismer och under nedbrytning. organiskt material, kommer från jordskorpan under undervattensutbrott. Liksom syre är koldioxid mer lösligt i kallt vatten. När temperaturen stiger släpper vattnet ut koldioxid till atmosfären och när temperaturen sjunker tar det upp den. Mycket av vattnet löses i havsvattnet. koldioxid atmosfär. Reserverna av koldioxid i havet är 45-50 cm3 per 1 liter vatten. En tillräcklig mängd av det är en förutsättning för organismers vitala aktivitet.
I havens vatten kan mängden och fördelningen av gaser vara väsentligt annorlunda än i havens vatten. I haven, vars djup inte förses med syre, ackumuleras vätesulfid. Detta sker som ett resultat av aktiviteten hos bakterier som använder syre från sulfater för att oxidera näringsämnen under anaeroba förhållanden. Normalt organiskt liv utvecklas inte i en vätesulfidmiljö.
Ett exempel på ett hav vars djup är förorenat med svavelväte är Svarta havet. En ökning av vattentätheten med djupet säkerställer balansen i vattenmassan i Svarta havet. Fullständig blandning av vatten förekommer inte i det, syre försvinner gradvis med djupet, innehållet av vätesulfid ökar och når 6,5 cm3 i botten per 1 liter vatten.
Oorganiska och organiska föreningar som innehåller nödvändiga för organismer element kallas näringsämne.
Fördelningen av näringsämnen och energi (solstrålning) i havet bestämmer fördelningen och produktiviteten av levande materia.
Havsvattentäthet med en ökning av salthalten ökar den alltid, eftersom halten av ämnen som har en större specifik vikt än vatten ökar. Kylning, avdunstning och isbildning bidrar till att densiteten ökar på havets yta. När vattnets densitet ökar uppstår konvektion. Vid uppvärmning, liksom när saltvatten blandas med nederbördsvatten och med smältvatten, minskar dess densitet.
På havets yta sker en förändring i densiteten från 0,996 till 1,083. I det öppna havet bestäms densiteten vanligtvis av temperaturen och ökar därför från ekvatorn till polerna. Vattentätheten i havet ökar med djupet.
Tryck. För varje kvadratcentimeter av havets yta pressar atmosfären med en kraft på cirka 1 kg (en atmosfär). Samma tryck på samma område utövas av en vattenpelare som bara är 10,06 m hög, så vi kan anta att för varje 10 m djup ökar trycket med 1 atmosfär. Om vi tar hänsyn till att vatten komprimeras och blir tätare med djupet, visar det sig att trycket på 10 000 m djup är 1119 atmosfärer. Alla processer som sker på stora djup utförs under stark press, men detta hindrar inte utvecklingen av liv i havets djup.
Transparens av havsvatten. Solens strålningsenergi, som tränger in i vattenpelaren, sprids och absorberas. Vattnets transparens beror på graden av dess dispersion och absorption. Eftersom mängden föroreningar som finns i vatten inte är densamma överallt och förändras med tiden, förblir inte transparensen konstant (tabell 20). Minst insyn observeras nära kusten på grunt vatten, särskilt efter stormar. Vattnets transparens minskar avsevärt under perioden med massutveckling av plankton. Minskningen av transparens orsakas av smältning av is (is innehåller alltid föroreningar, dessutom går massan av luftbubblor inneslutna i is in i vatten). Det noteras att insynen hos vatten ökar på platser där djupa vatten stiger till ytan.
För närvarande görs transparensmätningar på olika djup med hjälp av en universell hydrofotometer.
Färgen på vattnet i haven och haven. Tjockleken på det rena vattnet i havet (havet) som ett resultat av den kollektiva absorptionen och spridningen av ljus har en blå eller blå färg. Denna färg på vattnet kallas "havsökens färg". Närvaron av plankton och oorganiska suspensioner återspeglas i färgen på vattnet, och. den får en grönaktig nyans. Stora mängder orenheter gör vattnet gulgrönt, nära flodmynningen kan det till och med vara brunaktigt.
För att bestämma färgen på havsvattnet används havsfärgskalan (Forel-Ule-skalan), som inkluderar 21 provrör med en vätska i olika färger - från blått till brunt.
På de ekvatoriala och tropiska breddgraderna är havsvattnets dominerande färg mörkblå och till och med blå. Till exempel har Bengaliska viken, Arabiska havet, södra delen av Kinasjön och Röda havet sådant vatten. Blått vatten i Medelhavet är Svarta havets vatten nära det i färg. På tempererade breddgrader är vattnet på många ställen grönaktigt (särskilt nära kusten), det blir märkbart grönare i områden med issmältning. På de polära breddgraderna dominerar en grönaktig färg.
Egenskaperna hos havsvatten inkluderar temperatur, transparens och salthalt.
Temperatur. Temperaturen i de övre lagren av havet skiljer sig något från temperaturen i ytmiljön. På varma breddgrader varierar vattentemperaturen i havet från 25 till 30°C. På kalla polära breddgrader sjunker det till -1-1,5 ° C, vatten vid denna temperatur fryser inte på grund av salthalt. Med djupet sjunker vattentemperaturen i havet från 1 ° C till - 1°C.
Genomskinlighet.Solljus tränger in i havet till ett djup av 200 m. Sedan försämras sikten, och mörkret råder på ett djup av 500 m och djupare. Av denna anledning vattenväxter lever endast i den upplysta delen av havsdjupen. I de djupa delarna av havet är levande organismer sällsynta.
Salthalt. Vattnet i haven och haven är bittersalt. Detta vatten är olämpligt för mänsklig konsumtion. Varje liter hav och havsvatten innehåller i genomsnitt 35 gram salt, mestadels bordssalt.
Salthalten i inre hav skiljer sig något från salthalten i havsvatten. På varma breddgrader, där avdunstningen är hög, ökar salthalten i vattnet i innanhaven. Till exempel är salthalten i Röda havet, omgivet på alla sidor av sandiga öknar, 42 gram per liter (g/l). Detta är den saltaste delen av haven. På mindre varma breddgrader, såväl som på platser där stora floder salthalten i inlandshaven minskar på grund av minskningen av evapotranspiration och inflödet av sötvatten. Till exempel är Svarta havets salthalt 17-22 g/l.
Vågor. Vattnet i haven är sällan lugnt. När du närmar dig havet blir ljudet av bränningen märkbar. Vågor närmar sig stranden, skummar och slår mot den. Orsaken till havsvågorna är vinden. Under utbrottet av undervattensvulkaner och jordbävningar uppstår enorma vågor, storleken på en tiovåningsbyggnad, kallade "tsunamis".
havsströmmar. I forna tider, innan radions uppfinning, rapporterade sjömän från ett fartyg i nöd sitt öde med en lapp som korkades i en flaska och kastades överbord. En flaska med ett tragiskt budskap fångades av människor som bodde tusentals kilometer från skeppsvraket. Till exempel kastas överbord utanför kusten Sydamerika en flaska med ett meddelande hittades utanför den afrikanska kontinentens kust osv.
Därefter, när människor fick veta om förekomsten av havsströmmar, blev de medvetna om anledningen till att flaskan med budskapet reste långa sträckor.
Som det visade sig finns det ständigt fungerande strömmar i haven. Den ständiga rörelsen av havsvatten i en viss riktning kallas havs- eller havsströmmar. Havsströmmar orsakas av konstanta vindar. Till exempel under västliga vindar uppstår passadvindarna på detta sätt. Strömmen från västvindarna kröker sig runt Antarktis. Dess längd är mer än 30 tusen kilometer. Havsströmmar delas in i varmt och kallt. På geografiska kartor varma havsströmmar betecknas vanligtvis med röda pilar och kalla havsströmmar med blå.
Världshavets resurser. Havet är hem för en mängd olika flora och fauna. Skaldjur (fisk, krabbor, skaldjur, havskål etc.) ingår i människans kost och fungerar som råvaror för livsmedelsindustrin.
Havet är rikt på plankton (mikroorganismer), som livnär sig på invånarna i havsvattnet. Det största däggdjuret på jorden - valen - livnär sig också på plankton. I längd når valen 30 m och väger cirka 150 ton. Havet är också rikt på viltdjur (valross, säl, havsutter, etc.), päls, fett och huggtänder som en person använder i vardagen.
Det finns många mineraler i havet, till exempel olja, gas, guld etc. Livet kräver en person att ta hand om naturliga resurser Världshavet. Överfiske och jakt kan orsaka irreparabel skada på havet. Till exempel, på grund av okontrollerad jakt, är valar på väg att utrotas. Förorening av havet med oljeprodukter och giftigt industriavfall leder till att havens flora och fauna dör.
Havets djup studeras med hjälp av speciella undervattensfarkoster - badyskafer. Den schweiziske vetenskapsmannen Jacques Picard på badet "Trieste" 1960 gick ner i havets djup på 11 000 m i Mariangraven.
Uppmärksamhet! Om du hittar ett fel i texten markerar du det och trycker på Ctrl+Enter för att meddela administrationen.
Salthaltär en den viktigaste egenskapen havsvatten. Denna lösning innehåller nästan alla kemiska grundämnen som är kända på jorden. Den totala mängden salter är 50-10 16 ton. De kan täcka havets botten med ett lager, de kan täcka havets botten med ett lager på 60 m, hela jorden - 45 m, land - 153 m Förhållandet mellan salter i havsvatten förblir konstant, detta säkerställs av den höga dynamiken i havsvattnet. Sammansättningen domineras av NaCl (77,8%), MgCl (10,9%), etc.
Den genomsnittliga salthalten i havsvatten är 35 0/00. Avvikelse från den genomsnittliga salthalten i en eller annan riktning orsakas av förändringar i in- och utgående balans av sötvatten. Så nederbörd, vatten från glaciärer, avrinning från land minskar salthalten; avdunstning ökar salthalten.
Det finns både zonala och regionala drag i fördelningen av salthalten i havet. Zonala egenskaper är förknippade med klimatförhållanden (fördelningen av nederbörd och avdunstning). I ekvatorialzonen är vattnet något salt (O>E), i tropiska och subtropiska breddgrader (E>O), är salthalten maximal för havets ytvatten - 36-37 0 / 00, i norr och söder om denna zon minskar salthalten. Minskningen av salthalten på höga breddgrader underlättas av issmältningen.
Latitudinell zonalitet i fördelningen av salthalt på havsytan störs av strömmar. Varma temperaturer ökar salthalten, kalla temperaturer minskar den. Den genomsnittliga salthalten i haven på ytan är annorlunda. Atlanten har den högsta salthalten - 35,4 0 / 00, Arktiska havet har den lägsta - 32 0 / 00 (avsaltningsrollen för sibiriska vatten är stor). Salthaltsförändringar är främst förknippade med ytskikt som direkt tar emot färskvatten och bestäms av blandningsdjupet. Alla förändringar i salthalten sker i de övre lagren upp till djup av 1500 m, djupare salthalt förändras inte.
Temperaturen i haven.
Förändringar i värmebalanselementens förlopp bestämmer vattentemperaturens förlopp. De dagliga amplituderna av vattentemperaturfluktuationer på havsytan överstiger i genomsnitt inte 0,5 0 C. Dygnstemperaturfluktuationer i havet spelar en underordnad roll.
De årliga amplituderna för temperaturfluktuationer på havsytan är större än de dagliga. Årliga temperaturfluktuationer är små på låga (1 0) och höga (2 0) breddgrader. I det första fallet ett stort antal jämnt fördelat över året, i den andra - för en kort sommar har vattnet inte tid att värma upp mycket. De största årliga amplituderna (från 10 0 till 17 0) observeras på tempererade breddgrader. De högsta genomsnittliga årliga vattentemperaturerna (27-28 0) observeras i de ekvatoriala och tropiska breddgraderna, norr och söder om dem sjunker temperaturen till 0 0 С och lägre på de polära breddgraderna. Den termiska ekvatorn ligger ungefär vid 5 0 N.L. havsströmmar bryter mot zontemperaturfördelningen. Strömmar som leder värme mot polerna (till exempel golfströmmen) utmärker sig som positiva temperaturavvikelser. Därför, på tropiska breddgrader, under påverkan av strömmar, är vattentemperaturen nära de östra stränderna högre än i de västra, och i tempererade breddgrader, tvärtom, i de västra är den högre än i de östra. På det södra, mer havsriktade halvklotet är zonaliteten i fördelningen av vattentemperaturer nästan inte störd. Mest värme på havsytan (+32 0 С) observerades i augusti i Stilla havet, den lägsta i februari i Ishavet (-1,7 0 С). I genomsnitt per år är havets yta på södra halvklotet kallare än på norra (inflytande av Antarktis). Den genomsnittliga årstemperaturen på havsytan är +17,4 0 C, vilket är högre än den årliga lufttemperaturen på +14 0 . Den varmaste - Indiska oceanen - är cirka +20 0 С. Värmen från solstrålningen, som värmer det övre lagret av vatten, överförs extremt långsamt till de underliggande lagren. Omfördelningen av värme i havets vattenpelare sker på grund av konvektion och blandning av vågor och strömmar. Därför minskar temperaturen med djupet. På ett djup någonstans runt 100-200 m sjunker temperaturen kraftigt. Ett lager av kraftigt fall i vattentemperatur med djup kallas en termoklin.
Termoklin i havet från ekvatorn till 50-60 0 s. och y.sh. existerar konstant på djup från 100 till 700 m. I Ishavet sjunker vattentemperaturen till ett djup av 50-100 m, och stiger sedan och når ett maximum på ett djup av 200-600 m. Denna temperaturökning orsakas genom penetration från tempererade breddgrader varmt vatten, mer salthalt än de övre vattenlagren.
Is i havet dyker upp på höga breddgrader när vattentemperaturen sjunker under fryspunkten. Fryspunkten beror på dess salthalt. Ju högre salthalt, desto lägre fryspunkt. Is är mindre tät än färsk is. Saltis är mindre hållbar än färskis, men mer plastisk och trögflytande. Det går inte sönder vid svällning (svag spänning). Den får en grönaktig nyans, i motsats till den blå färgen på färsk is. Is i havet kan vara fixerad eller flytande. Fast is är ett kontinuerligt istäcke associerat med land eller grunt. Vanligtvis är det isfast is. Flytande is (drift) är inte ansluten till stranden och rör sig under inverkan av vind och strömmar.
