Состав океанической воды. Физико-химические свойства океанской воды. Способность воды к самоочищению

Океаническая вода - сложный солевой раствор с концентрацией солей около 3,5% или 35%. Растворенные соли составляют огромную массу (около 48∙10 15 т), ее осаждение образовало бы на дне океанов слой толщиной не менее 30 м. Соли и другие вещества находятся в океанической воде преимущественно в виде ионов, значительно меньше в виде взвесей и, наконец, в виде газов. В ней были обнаружены все химические элементы и все их изотопы. Однако основную массу солей составляют девять главных ионов, которые в сумме дают 99,88% всех растворенных в океане соединений: Na + -30,61%,К + - 1,10%, Mg + - 3,69%, Са+ -1,16%, Сl- - 55,04%, Вr- -0,19%, SO 4 - - - 7,68%, НСО 3 - + СО 3 - - -0,41% Солевой состав океанической воды эволюционировал вместе с развитием самого океана. Представления о глубинном, ювенильном происхождении океанских вод основываются также на сходстве солевого состава океанских и ювенильных вод, выделяемых при вулканических извержениях, и на данных о содержании определенных химических элементов в веществе хондритов с учетом количества имеющейся в них воды

Кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные условия в океане. Взаимодействие океана с атмосферой, растворенные газы в океанической воде, их роль в процессах седиментогенеза.

Содеражаниегазов, растворенных в воде, зависит от времени года. Летом воды отдают газы (CO2,O2) в атмосферу, зимой – их поглощают. Количество растворенного кислорода зависит от массы живых организмов, поглощающих кислород, и водорослей, его выделяющих. По подсчетам А.П. Виноградова (1967), объем растворенных газов в Мировом океане составляет 4,32. 1024 см3, что в 3,15 раза превышаетвесь объем воды в океане (1,37. 1024 см3). Пресные воды растворяют в себе больше газов, чем соленые океана. Чем больше атомный вес газа, тем больше его растворимость, поэтому для тяжелых инертных газовокеаническая вода служит природным концентратором. С повышением температуры и солености количество растворенных газов убывает. Высокая растворимость CO2 в воде обусловлена реакцией:CO2 + H2O ⇔ H2CO3.При низких температурах реакция сдвинута вправо.Время пребывания элементов во взвешенном, ионном состоянии в воде различно. Нахождение натрия сопоставимо с возрастом океана, что указывает на его пониженную реакционную способность. Распространенные K, Ca, Mg содержатся около 107 лет, Mn – 1400 лет. Наиболее короткое время пребывания имеют Si и Al. Часть кремния захватывается организмами, алюминий осаждается из раствора. Искусственные радиоизотопы цезия и стронция дольше пребывают в воде по сравнению с периодом их полураспада. Металлы из воды удаляются путем осаждения, адсорбции сульфидом железа, оксидом марганца и глинами или в результате деятельности организмов.

Особенности гидросферы континентов.

Материковые воды (ледники, озерные, болотные, речные, подземные, термальные вулканических областей) в основном формируются за счет атмосферных осадков, часть их инфильтруется, пополняя подземные воды. Они соприкасаются с породами, живыми организмами, атмосферой, поэтому компонентный состав материковых вод аналогичен океаническим, за исключением вод с минимальной минерализацией (пресных) и преобладающих катионов и анионов. Основной химический состав материковых вод гидрокарбонатно-кальциевый . Закономерности соотношений химических элементов по материкам близкие. Повышенным содержанием в водах SiO2 за счет вод зоны экваториальных и тропических лесов выделяются ЮжнаяАмерика и Африка. Минерализация материковых вод испытывает сезонные колебания: зимой минерализация выше, чем в период половодий, сезона дождей или таяния ледника. В зонах избыточного увлажнения воды могут быть ультрапресные. Озера гумидной зоны имеют пресные воды, аридной – соленые, чаще хлоридно-сульфатные. Подземные воды изменяются от пресных до соленых, некоторые бассейны их изолированы водонепроницаемыми осадочными породами и содержат очень мало свободного кислорода.Грунтовые воды – источник питания многих рек, содержат растворенный кислород, поэтому могут окислять сульфидные руды. Минерализация их повышается в направлении север–юг, соответственно_ изменяется кислая реакция в тундре на нейтральную и слабощелочную в зоне пустынь.

Ресурсы гидросферы

В прибрежно-морской зоне кроме кремния и титана могут формироваться россыпи при выветривании материнских пород и руд. Они представлены местами самородными золотом и платиной, оловом, вольфрамом, ртутью, ниобием, танталом, церием, цирконием. По мере удаления от прибрежной зоны отлагаются бокситы, которые сменяются бурыми железняками, марганцевыми рудами. Перед склономокеанического дна аккумулируются фосфориты и глаукониты, на склоне – батиальные известково-кремнистые осадки органического генезиса. На дне глубоководных впадин, кроме илов, образуются железо-марганцевые конкреции. В них содержание Mn достигает 50,3 %, Ni – 2,78, Cu – 1,90, Co – 2,53 %, встречаются практически все элементы Соли, извлеченные из вод Мирового океана, покрыли бы материки слоем 200 м. На каждого жителя пришлось бы 1,2 кг золота, 4 млн.т натрия. Почти половину мировой добычи магния. Океан дает почти половину мировой добычи магния (200 тыс. т) и 40 тыс. т брома. Йод извлекают из морских водорослей. Основным технологическим приемом по извлечению элементов из морской воды является сорбция.

Геохимия атмосферы

На Земле газы образуют самостоятельную оболочку – атмосферу. В земной коре они встречаются в трех формах: свободной; растворимой в воде, расплавах и нефти; адсорбированной и окклюдированнойгорными породами. Общая масса газов оценивается величиной 8,38 ·1015 т, из них на массу атмосферы приходится 5,15 · 1015 т. Относительно массы всей Земли газы составляют всего лишь 9 · 10–5 %.Образование и классификация газов. А. И. Перельман (1989) выделил три основные группы процессов образования газов: физико-химическую, биогенную и техногенную. Физико-химические процессы включают реакции, которые приводят к образованию CO2, H2S, водяного пара и других газов. Радиоактивный распад генерирует инертные газы, радиолиз воды создает химически активные H+ и ОН–, космические лучи приводят к образованию 14С, 3Н и других радиоактивных изотопов. Биогенные процессы (фотосинтез, биохимический) участвуют в образовании O2, CO2, N2, H2S, CH4 и других газов. С техногенными процессами связано поступление в атмосферу CO2, CO, оксидов азота, серы, органических летучих соединений (диоксин, бензапирен и др.).

СОЛЕНОСТЬ. Большая часть солей, находящихся на земной поверх­ности, растворяется поверхностными водами и смывается с суши ре­ками и дождями. Можно сказать, что соль смыта в Океан с суши. Морская вода - это водный раствор многих солей. Обычно в 1000 г морской воды растворено 35 г разных солей (примерно чай­ная ложка на стакан воды).

Эту величину принято называть соле­ностью и измерять не в процентах (сотых долях числа - %), а в промиллях (тысячных долях числа - %о). Средняя соленость Мирового океана - 35 промйл- лей, или 35%о.

В Океане растворено примерно 50 000 000 000 000 000.(50 квадрильонов) тонн солей. Если бы все воды морей и океанов испарились, то на дне океанов остался бы слой соли в 50 м толщиной.

В разных частях Океана соленость может быть выше или ниже средней океанической. Например, в Средиземном море она составляет 39%о, в Красном - 42%о, а в северных морях, наоборот, понижается до 31-32%о. Удивительно, что, несмотря на разную величину соле­ности, пропорциональный состав солей в морской воде всегда одина­ков. Поваренная соль (хлорид натрия), которая придает соленый вкус воде, всегда составляет около 78% всех солей, а соль магния (хлорид магния), придающая воде горький вкус, - 11%. Морскую воду называют иногда «жидкая руда», потому что в ней содержатся почти все имеющиеся на Земле химические элементы. Благодаря солености природа, жизнь в Океане значительно богаче и разнообразнее, чем в пресноводных водоемах суши. Но морской водой нельзя утолить жажду, ее вообще не рекомендуется пить.

Вся доступная изучению неживая, все земные оболочки от верхних слоев атмосферы до нижних границ литосферы воспроизводят по-своему ритм Солнца. A . Л . Чижввскии

ТЕМПЕРАТУРА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД МИРОВОГО ОКЕАНА.

В соответствии с суточным и годовым ритмом, днем и в теплый се­зон года Океан нагревается солнечными лучами. Ночью и зимой он отдает свое тепло воздуху.

Солнце неравномерно освещает и нагревает Землю, поэтому темпе­ратура поверхностных вод изменяется от экватора к полюсам.

Географические задачи

В РИТМЕ СОЛНЦА

По графику среднегодовой температуры поверхностных вод (рис. 104) определите: а) воды каких широт самые теплые; б) воды ка­ких широт самые холодные; в) как различается температура воды в северном и южном полушариях. В чем причины этих различий?

3. ОКЕАН - ВАЖНЫЙ ИСТОЧНИК ТЕПЛА НА ЗЕМЛЕ.

Воды Мирового океана поглощают примерно в 2-3 раза больше тепла, чем суша. А накопленное Океаном тепло переносится течениями.

Нагретые Солнцем теплые водные массы перемещаются из тропиче­ских широт к северу и югу в умеренные широты. Возникают теплые поверхностные течения. Гольфстрим (в переводе с английского языка «галф» - залив, «стрим» - течение), который берет начало из Мексиканского залива, - одно из самых мощных течений Атлантиче­ского океана. Гольфстрим состоит из многочисленных перемещающих­ся струй, движущихся с разной скоростью. Общая ширина течения достигает 75 км, глубина - 700 м, а скорость примерно 10 см в се­кунду. Севернее 40° с. ш. это течение получает название Северо-Атлантического.

Над более теплыми водами Северо-Атлантического течения образуются теп­лые и влажные воздушные массы умеренных широт. Благодаря им зимы в Запад­ной Европе значительно теп­лее, чем в Восточной Европе и особенно в Сибири. Сред­няя температура января В Лондоне 4 °С, а в Москве она уже -10 °С. В располо­женных еще дальше на вос­ток от Атлантического океа­на Екатеринбурге и Новоси­бирске средняя январская температура воздуха опуска­ется соответственно до -16 и -21 °С.

Благодаря теплому Северо-Атлантическому течению в Западной Ев­ропе выпадает значительно больше осадков. В Лондоне - 750 мм в год, в Москве - 600 мм в год, в Екатеринбурге - 500 мм в год, а в Новосибирске - 400 мм в год.

Воды Северо-Атлантического течения уходят еще дальше на север и достигают полярных широт. В Баренцевом море они остыли уже до 2,4 °С, но при этом все равно оказались теплее окружающих вод. Про­должая остывать, они постепенно опускаются в глубину, а затем мед­ленно, со скоростью всего 0,1-1,0 см в секунду, растекаются по Оке­ану в сторону экватора, образуя глубинные и придонные течения.

Теплые течения из жаркого пояса переносят тепло в умеренные и полярные широты и «обогревают» их.

Океанические течения - это грандиозные явления природы. Толь­ко один Гольфстрим переносит воды в 50-70 раз больше, чем все ре­ки мира.

ТЕМПЕРАТУРА ГЛУБИННЫХ И ПРИДОННЫХ ВОД МИРОВОГО ОКЕАНА. Солнечные лучи прогревают лишь тонкий поверхностный слой толщиной до 200 м. Его температура изменяется по сезонам го­да. Температура основной толщи Мирового океана низкая и составля­ет 3-4 °С, а температура придонных вод всего 2,5-2,8 °С. Придон­ные течения изучены очень мало.

Рис. 104. Среднегодовая температура поверх­ностных вод Мирового океана

ЗАМЕРЗАЕМОСТЬ. Если пресная вода замерзает при 0 °С, то тем­пература замерзания морской воды зависит от ее солености; например, при солености 10%о замерзание начинается при -0,5 °С, а при солености 36%о - только при -2,0 °С. Граница плавучих льдов обо­значается на физических картах.

Географические задачи I

Объясните, какие причины влияют: 1) на повышение солености; 2) на понижение солености.

Сравните соленость отдельных частей Мирового океана со средней океанической и назовите причины различий: 1) Аравийское море - 36-37%о; 2) Гвинейский залив - 31-32%о; 3) Бенгальский залив - 32%о; 4) Карское море - 10%о; 5) воды у берегов Ан­тарктиды - 32-33%о.

Температура вод Перуанского течения у берегов Южной Америки составляет 22 °С, а Северо-Атлантического 2 °С. Первое называют холодным, а второе - теплым. Почему?

Определите географическое положение острова Шпицберген. При­рода этого острова несколько отличается от природы других арк­тических островов - здесь теплее, выпадает больше снега, есть растительность. Как это объяснить?

По физической карте определите, какие из омывающих Россию морей: 1) замерзают частично; 2) замерзают полностью.

По физической карте России сравните ледовый режим: 1) Черно­го и Балтийского морей; 2) Балтийского и Охотского морей; 3) Ба­ренцева и Белого морей. Объясните причины различий.

Оставьте свой комментарий, спасибо!

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Свойства океанической воды 6 класс

Океаническая вода - это раствор химических веществ (содержится 73 химических элемента).

Свойства океанической воды: Прозрачность; Температура; Соленость; Плотность; Цвет; Наличие живых организмов; Наличие примесей.

От чего зависит температура морской воды? От географического положения; От глубины; От наличия льда и снега; От количества впадающих рек.

От чего зависит соленость морской воды? От количества выпавших осадков; От испарения воды; От наличия ледников и снежников; От впадения крупных рек.

Вопросы: Что собой представляет океаническая вода? Какие свойства океанической воды вам известны? От чего зависит температура морской воды? Что называется соленостью морской воды? От чего зависит соленость морской воды? Чему равна нормальная соленость морской воды?

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Необычные свойства обычной воды

Урок по теме "Необычные свойства обычной воды" В 4 классе по УМК Вахрушева А.А. и др.Данная презентация демонстрируется на этапе открытия знаний и способствует более осознанному пониманию данной темы...

Волшебные свойства обычной воды. Урок-проект.

Данный урок показывает взаимосвязь между живой и неживой природой. Работа на уроке проводится в виде исследований. На этом уроке прослеживается интеграция предметов естественно-научного цикла: б...

Давно известно, что океанические воды покрывают большую часть поверхности нашей планеты. Они составляют непрерывную водную оболочку, на долю которой приходится более 70% всей географической плоскости. Но мало кто задумывался о том, что свойства океанических вод уникальны. Они оказывают огромное влияние на климатические условия и хозяйственную деятельность людей.

Свойство 1. Температура

Океанские воды способны накапливать тепло. (около 10 см в глубину) удерживают огромное количество тепла. Охлаждаясь, океан обогревает нижние слои атмосферы, благодаря чему средняя температура земного воздуха составляет +15 °С. Если бы на нашей планете не было океанов, то средняя температура с трудом дотягивала бы до -21 °С. Получается, что благодаря способности Мирового океана накапливать тепло нам досталась комфортная и уютная планета.

Температурные свойства океанических вод изменяются скачкообразно. Прогретый поверхностный слой постепенно перемешивается с более глубокими водами, в результате чего на глубине нескольких метров происходит резкий температурный перепад, а затем плавное понижение до самого дна. Глубинные воды Мирового океана имеют примерно одинаковую температуру, измерения ниже трех тысяч метров обычно показывают от +2 до 0 °С.

Что же касается поверхностных вод, то их температура зависит от географической широты. Шарообразная форма планеты определяет угол падения солнечных лучей на поверхность. Ближе к экватору солнце отдает больше тепла, чем у полюсов. Так, например, свойства океанических вод Тихого океана напрямую зависят от средних температурных показателей. Поверхностный слой имеет самую высокую среднюю температуру, которая составляет более +19 °С. Это не может не влиять и на окружающий климат, и на подводную флору и фауну. Далее следует поверхностные воды которого в среднем прогреты до 17,3 °С. Затем Атлантика, где этот показатель равен 16,6 °С. И самые низкие средние температуры - в Северном Ледовитом океане - примерно +1 °С.

Свойство 2. Соленость

Какие еще свойства океанических вод изучают современные ученые? их интересует состав морской воды. Вода в океане - коктейль из десятков химических элементов, и важная роль в нем отведена солям. Соленость океанических вод измеряется в промилле. Обозначают ее значком «‰». Промилле означает тысячную долю числа. Подсчитано, что литр океанической воды имеет среднюю соленость 35‰.

При исследовании Мирового океана ученые не раз задавались вопросом о том, каковы свойства океанических вод. Везде ли в океане они одинаковы? Оказывается, соленость, как и средняя температура, неоднородна. На показатель влияет целый ряд факторов:

• количество атмосферных осадков - дождь и снег значительно понижают общую соленость океана;
• сток крупных и мелких рек - соленость океанов, омывающих материки с большим количеством полноводных рек, ниже;
• льдообразование - этот процесс повышает соленость;
• таяние льдов - этот процесс понижает соленость воды;
• испарение воды с поверхности океана - соли не испаряются вместе с водами, и соленость повышается.

Получается, что различная соленость океанов объясняется температурой поверхностных вод и климатическими условиями. Самая высокая средняя соленость у воды Атлантического океана. Однако самая соленая точка - Красное море, принадлежит Индийскому. Наименьшим показателем характеризуется Северный Ледовитый океан. Эти свойства океанических вод Северного Ледовитого океана наиболее сильно ощущаются вблизи впадения полноводных рек Сибири. Здесь соленость не превышает 10‰.

Интересный факт. Общее количество соли в Мировом океане

Ученые не сошлись во мнениях, какое количество химических элементов растворено в водах океанов. Предположительно от 44 до 75 элементов. Но они подсчитали, что всего в Мировом океане растворено просто астрономическое количество солей, примерно 49 квадриллионов тонн. Если выпарить и высушить всю эту соль, то она покроет поверхность суши слоем более чем в 150 м.

Свойство 3. Плотность

Понятие «плотность» изучается уже давно. Это отношение массы вещества, в нашем случае Мирового океана, к занимаемому объему. Знание о величине плотности необходимо, например, для поддержания плавучести судов.

И температура, и плотность - неоднородные свойства океанских вод. Среднее значение последней - 1,024 г/см³. Этот показатель измерялся при средних значениях температуры и содержания солей. Однако на разных участках Мирового океана плотность изменяется в зависимости от глубины измерения, температуры участка и его солености.

Рассмотрим для примера свойства океанических вод Индийского океана, а конкретно изменение их плотности. Наибольшим этот показатель будет в Суэцком и Персидском заливе. Здесь он доходит до 1,03 г/см³. В теплых и соленых водах северо-западной части Индийского океана показатель падает до 1,024 г/см³. А в распресненных северо-восточной части океана и в Бенгальском заливе, где выпадает много осадков, показатель наименьший - примерно 1,018 г/см³.

Плотность пресной воды ниже, именно поэтому держаться на воде в реках и других пресных водоемах несколько сложнее.

Свойства 4 и 5. Прозрачность и цвет

Если набрать в банку морскую воду, то она покажется прозрачной. Однако при увеличении толщины водного слоя она приобретает голубоватый или зеленоватый оттенок. Изменение цвета связано с поглощением и рассеиванием света. Кроме того, на окрас океанских вод влияют взвеси различного состава.

Голубоватый цвет чистой воды - результат слабого поглощения красной части видимого спектра. При высокой концентрации в океанической воде фитопланктона, она приобретает сине-зеленый или зеленый цвет. Это происходит из-за того, что фитопланктон поглощает красную часть спектра и отражает зеленую.

Прозрачность океанической воды косвенно зависит от количества взвешенных частиц в ней. В полевых условиях прозрачность определяют диском Секки. Плоский диск, диаметр которого не превышает 40 см, опускают в воду. Глубина, на которой он становится не виден, принимается за показатель прозрачности в этом районе.

Свойства 6 и 7. Распространение звука и электропроводность

Звуковые волны способны распространяться под водой на тысячи километров. Средняя скорость распространения - 1500 м/с. Этот показатель для морской воды выше, чем для пресной. Звук всегда немного отклоняется от прямой.

Имеет более значительную электропроводность, чем пресная. Разница - 4000 раз. Это зависит от числа ионов на единицу водного объема.

1. Соленость. Океаническая вода – это раствор, содержащий все химические элементы. Особенно много в океанической воде хлора, натрия, магния, серы, меньше – брома, углерода, стронция, бора. Содержание остальных элементов ничтожно мало – менее 1%.

Общее количество солей в океане 5 . 10 17 т, они могут покрыть всю Землю слоем в 45 м толщиной. Больше всего в океане солей натрия (NaСl) и магния (MgCl), которые придают воде солено горький вкус.

Средняя соленость Мирового океана составляет 35% о, т.е. в 1 литре океанической воды содержится 35 г солей. Соленость зависит от соотношения атмосферных осадков и испарения, стока с суши (рек), таяния льдов. В распределении солености на Земле проявляется широтная зональность. В экваториальных широтах соленость несколько меньше средней (около 34 о / оо), в тропических широтах она увеличивается до 37 о / оо. Далее к северу и к югу соленость уменьшается: в умеренных широтах до 35 о / оо, а в полярных до 33-32 о / оо.

Широтную зональность в распределении солености нарушают океанические течения. Наиболее соленым считается Атлантический океан – почти 35,5 о / оо, наименее соленым – Северный Ледовитый - около 32 о / оо (у берегов Азии - всего 20 о / оо). Самыми солеными являются Персидский залив (39 о / оо), Красное море (42 о / оо), Средиземное море (39 о / оо).

На глубинах более 1500 м соленость Мирового океана неизменна – около 34,9 о / оо.

2. Температура. Температура всей массы океанической воды равна приблизительно +4 о С. Вода – самое теплоемкое тело на Земле, поэтому океан медленно нагревается и медленно остывает. Как уже говорилось, океан – мощный аккумулятор тепла.

Средняя температура поверхностных вод океана +17 о С (среднегодовая температура суши +14 о С). Наибольшие температуры воды в северном полушарии бывают в августе, наименьшие – в феврале (в южном полушарии наоборот).

Температура поверхностных вод зональна. В приэкваториальных широтах весь год температура +27 о - +28 о С, в тропических - +15 о - +25 о С, в умеренных – 0 о - +10 о С, в полярных – 0 о - –2 о С. Наиболее теплым является Тихий океан (средняя температура +19 о С), а самыми теплыми частями Мирового океана являются Красное море (+32 о С) и Персидский залив (+35 о С).

Суточные и годовые колебания температуры воды небольшие: суточные – около 1 о С, годовые в умеренных широтах – 5-10 о С.

Значительные изменения температуры происходят только в верхних слоях воды океана – 200-1000 м, глубже температура равна +4 о +5 о С, у дна в полярных широтах – около 0 о, в экваториальных широтах - +2 о +3 о С.

3. Лед в океане. Температура замерзания воды зависит от ее солености. Образование льда начинается с возникновения пресных кристаллов, которые затем смерзаются. При этом в пространстве между кристаллами остаются капли рассола, поэтому лед соленый. Рассол постепенно стекает между кристаллами, и с течением времени лед опресняется.

При спокойной воде образуется игольчатая структура льда, при перемешивании – губчатая структура. Лед погружен на 9/10.

Соленый лед менее прочный, чем пресный, но зато он более пластичный и вязкий.

Начальная стадия льдообразования – ледяные кристаллы. Далее образуется ледяная пленка – сало, при выпадении снега образуется снежура. Вдоль берега нарастает полоса льда – береговой припай. Взрослый лед имеет толщину 50-70 см и более.

В полярных широтах северного полушария образующийся зимой лед не успевает растаять за лето. Среди полярных льдов встречаются однолетние и многолетние. Толщина однолетних льдов в Арктике 2-2,5 м, в Антарктике 1-1,5 м. Многолетние льды имеют толщину 3-5 м и более.

При сжатии льды образуют торосы. Недвижущийся лед находится только у берега, остальной – дрейфует. Многолетние толщи дрейфующего льда в Арктике называют паковым льдом (толщиной 5 м и более). Эти льды занимают около 75% общей площади льдов в Северном Ледовитом океане (в Южном океане их нет).

При таянии льда на нем образуются озерки – снежницы, затем при температуре больше 0 о С образуются полыньи и т.д.

Кроме морских льдов, в океане могут быть речные льды, выносимые весной реками, а также материковые льды – айсберги.

Льды покрывают почти 15% всей акватории Мирового океана. В Арктике наибольшего распространения льды достигают к апрелю-маю, наименьшего – к концу августа. В Антарктике зимой (с мая по октябрь) льды кольцом окружают материк, а летом – это кольцо (январь-февраль) разрушается.

Айсберги доходят до 50 о с.ш. в северном полушарии и 30 о ю.ш. в южном полушарии. В море Уэделла был обнаружен айсберг длиной 170 км и высотой 100 м.

4. Плотность. С увеличением солености воды увеличивается ее плотность. Этому способствует и охлаждение воды, а также испарение, образование льда. Холодная вода имеет большую плотность, чем теплая, поэтому она опускается вниз. Средняя плотность воды океана равна приблизительно 1; она увеличивается от экватора к полюсам и вглубь океана.

5. Давление. Воздух оказывает огромное давление на океан. Кроме того, сама вода создает давление, и, чем глубже, тем давление это больше. На каждые 10 м глубины давление увеличивается на 1 атм. Все процессы на большой глубине совершаются под сильным давлением.

6. Прозрачность. Наименьшая прозрачность воды у берегов. Она также уменьшается в период планктона. В прозрачной воде солнечный свет проходит до глубины около 600 м, далее полная тьма. Наиболее прозрачны центральные части океанов и самым прозрачным является Саргассово море.

7. Цвет. Толща чистой воды океана имеет голубой или синий цвет («цвет океанической пустыни»). Присутствие планктона придает воде зеленоватый оттенок, различные примеси – желтовато-зеленый (близ устья рек вода может быть даже коричневой).

8. Газовый состав. В океанической воде всегда растворены газы. Чем выше температура и соленость, тем меньше газов может раствориться в воде. Газы попадают в воду из атмосферы, при химических и биологических процессах в океане, с речной водой, при подводных извержениях. В воде растворены кислород, углекислый газ, сероводород, аммиак, метан.

Движение вод океана

Вода в Мировом океане находится в постоянном движении. Это обеспечивает перемешивание воды, перераспределение тепла, солености и газов.

Рассмотрим отдельные движения вод.

1. Волновые движения (волны). Главная причина возникновения волн – ветер, но они могут быть вызваны и резким изменением атмосферного давления, землетрясением, извержением вулканов на побережье и океаническом дне, приливообразующей силой.

Наиболее высокая часть волны называется гребнем; наиболее углубленная часть – подошвой. Расстояние между двумя соседними гребнями (подошвами) называют длиной волны – (l).

Высотой волны (Н) называют превышение гребня волны над ее подошвой. Период волны (t) – это промежуток времени, в течение которого каждая точка волны перемещается на расстояние, равное ее длине. Скорость (n) – расстояние, пробегаемое в единицу времени какой-либо точкой волны.

Различают:

а) ветровые волны – под влиянием ветра волны растут одновременно в высоту и в длину, при этом увеличивается период (t) и скорость (n); по мере развития волн меняется их внешний вид и размеры. На стадии затухания волн длинные пологие волны называют зыбью. Ветровые волны обладают значительной разрушающей силой, тем самым формируя рельеф побережья. Средняя высота воды ветровых волн в океане 3-4 м (максимум до 30 м), в морях высота волн меньше – максимально не больше 9 м. С возрастанием глубины волны быстро затухают.

б) цунами – сейсмические волны, охватывающие всю толщу воды, возникают при землетрясениях и подводных извержениях вулканов. Цунами имеют очень большую длину волны, их высота в океане не превышает 1 м, поэтому в океане они не заметны. Но на побережьях, в заливах их высота увеличивается до 20-50 м. Средняя скорость распространения цунами от 150 км/ч до 900 км/ч. Перед приходом цунами вода обычно отступает от берега на несколько сот метров (до 1 км) в течение 10-15 минут. Крупные цунами бывают редко. Большая часть их приходится на берега Тихого океана. С цунами связаны огромные разрушения. Сильнейшие цунами произошли в 1960 г. в результате землетрясения в Андах, на побережье Чили. При этом цунами распространились по Тихому океану до берегов Северной Америки (Калифорния), Новой Зеландии, Австралии, Филиппинских, Японских, Курильских, Гавайских островов и Камчатки. До берегов Японии и Камчатки цунами дошли почти через сутки от момента землетрясения.

в) приливные волны (приливы-отливы) возникают в результате воздействия Луны и Солнца. Приливы – чрезвычайно сложное явление. Они постоянно изменяются, поэтому их нельзя считать периодическими. Для судовождения созданы специальные таблицы «приливов», что особенно важно для портовых городов, находящихся в низовьях рек (Лондон на р.Темза и др.). Энергию приливных волн используют, строя ПЭС (они есть в России, Франции, США, Канаде, Китае).

2. Течения Мирового океана (морские течения). Это горизонтальные движения воды в океанах и морях, характеризующиеся определенным направлением и скоростью. Их длина составляет несколько тысяч километров, ширина – десятки, сотни километров, глубина – сотни метров.

Главная причина возникновения течений в океане – ветер. К другим причинам можно отнести приливообразующие силы, силу тяжести. Все течения испытывают влияние Кориолисовой силы.

Течения можно классифицировать по ряду признаков.

I. По происхождению различают течения

1) фрикционные – возникают под действием движущегося воздуха на поверхность воды:

а) ветровые – вызваны временными ветрами (сезонными),

б) дрейфовые – вызваны постоянными ветрами (господствующими);

2) гравитационные – возникают под действием тяжести:

а) сточные – текут из районов избытка воды и стремятся выровнять поверхность,

б) плотностные – являются результатом различий плотности воды на одной глубине;

3) приливно-отливные – возникают под действием приливообразующих сил; охватывают всю толщу воды.

II. По продолжительности различают течения

1)постоянные – имеют всегда приблизительно одно и то же направление и скорость (Северное пассатное, Южное пассатное и др.);

2) периодические – периодически меняют направление и скорость (муссонные течения в Индийском океане, приливно-отливные течения и другие);

3) временные (эпизодические) – в их изменениях нет закономерностей; они часто меняются, чаще всего в результате действия ветра.

III. По температуре можно выделить (но относительно) течения

1) теплые – например, температура Северо-Атлантического течения +6 о С, а окружающей воды +4 о С;

2) холодные – например, температура Перуанского течения +22 о С, окружающей воды +28 о С;

3) нейтральные.

Теплые течения, как правило, идут от экватора к полюсам, холодные наоборот. Теплые течения обычно более соленые, чем холодные.

IV. В зависимости от глубины расположения выделяют течения

1) поверхностные,

2) глубинные,

3) придонные.

В настоящее время установлена определенная система течений океана, обусловленная прежде всего общей циркуляцией атмосферы. Схема их такова. В каждом полушарии по обе стороны от экватора существуют большие круговороты течений вокруг постоянных субтропических барических максимумов (в этих широтах образуются области повышенного атмосферного давления): в северном полушарии по часовой стрелке, в южном против часовой стрелки. Между ними возникает экваториальное противотечение с запада на восток. В умеренных и субполярных широтах северного полушария наблюдаются малые кольца течений вокруг барического минимума (области пониженного атмосферного давления: Исландский минимум и Алеутский минимум). В аналогичных широтах южного полушария существует течение с запада на восток вокруг Антарктиды (течение Западных ветров).

Наиболее устойчивыми течениями являются Северное и Южное пассатные (экваториальные) течения. У восточных берегов материков в тропических широтах теплые сточные течения: Гольфстрим, Куросиво, Бразильское, Мозамбикское, Мадагаскарское, Восточно-Австралийское.

В умеренных широтах под действием постоянных западных ветров существуют теплые Северо-Атлантическое и Северо-Тихоокеанское течения и холодное течение Западных ветров (Западный Дрейф). У западных берегов материков в тропических широтах наблюдаются холодные компенсационные течения: Калифорнийское, Канарское, Перуанское, Бенгельское, Западно-Австралийское.

В малых кольцах течений следует назвать теплое Норвежское и холодное Лабрадорское течения в Атлантике и Аляскское и Курило-Камчатское течения в Тихом океане.

В северной части Индийского океана муссоновая циркуляция порождает сезонные ветровые течения: зимой – с востока на запад, летом – наоборот (летом это холодное Сомалийское течение).

В Северном Ледовитом океане главное направление вод и льдов с востока на запад, в сторону Гренландского моря. Арктика пополняется водами из Атлантики в виде Нордкапского, Шпицбергенского, Новоземельского течений.

Велико значение морских течений для климата и природы Земли. Течения нарушают зональное распределение температуры. Так, холодное Лабрадорское течение способствует формированию льдо-тундровых ландшафтов на полуострове Лабрадор. А теплые течения Атлантики делают незамерзающей большую часть Баренцева моря. Течения оказывают влияние и на количество осадков: теплые способствуют впадению осадков, холодные - нет. Морские течения способствуют также перемешиванию воды и осуществляют перенос питательных веществ; с их помощью происходит миграция растений и животных.

Жизнь в океане

В Мировом океане жизнь существует повсюду. По условиям существования в океане выделяются 2 области:

1) пелагиаль (толща воды),

2) бенталь (дно) –

а) литораль (прибрежная часть дна до глубины 200 м),

б) абиссаль (глубинная часть).

Органический мир океана состоит из 3 групп:

1) бентос – обитатели дна (растения, черви, моллюски, крабы и др.),

2) планктон – обитатели толщи вод, не способные самостоятельно перемещаться (простейшие, бактерии, водоросли, медузы и др.),

3) нектон – обитатели вод. Свободно плавающие (рыбы, киты, дельфины, тюлени, кальмары, морские змеи и черепахи и др.).

Зеленые растения могут развиваться только там, где освещение достаточно для фотосинтеза (до глубины не более 200 м). Организмы, не нуждающийся в свете, заселяют всю водную толщу.

Планктон подразделяется на фитопланктон и зоопланктон. Большую часть массы живого вещества в океане составляет фитопланктон (при благоприятных условиях его количество может удвоиться за сутки). Фитопланктон населяет в основном верхний стометровый слой воды. Средняя масса фитопланктона 1,7 млрд. тонн. Самая распространенная форма фитопланктона – диатомовые водоросли, которых насчитывается около 15 тысяч видов. Фитопланктон – основное питание для большинства морских организмов. Места обильного развития фитопланктона – это богатые жизнью места.

Распространение жизни в океане имеет зональный характер:

– в полярных широтах условия для фитопланктона неблагоприятные, поэтому они бедны жизнью (здесь обитают холоднолюбивые рыбы, тюлени);

– в субполярных широтах летом развивается фитопланктон, им питается зоопланктон, им, в свою очередь, рыбы, киты, поэтому летом здесь много трески, окуня, пикши, сельди и других рыб;

– в умеренных широтах складываются наиболее благоприятные условия, это самые продуктивные зоны океана: обилие фито- и зоопланктона, обилие сельди, трески, камбалы, палтуса, наваги, лосося, сардины, тунца, анчоуса и других рыб;

– в субтропических и тропических широтах условия для жизни неблагоприятные: повышенная соленость, мало кислорода, небольшое количество планктона и рыбы; здесь распространены лишь бурые водоросли – саргассы;

– в экваториальных широтах условия улучшаются, поэтому здесь увеличивается количество планктона, рыбы; много кораллов.

Океан располагает следующими ресурсами: биологическими (рыбы 90%, млекопитающие, моллюски, водоросли), минеральными (нефть, газ, каменный уголь, железная и марганцевая руды, олово, фосфориты, соль и др.) и энергетическими.