Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Температурный режим вод МО. Температурный режим вод МО определяется тепловым балансом. Океан получает теплоту за счет суммарной солнечной радиации. от конденсации влаги на водной поверхности, льдообразования и химико-биологических процессов, идущих с выделением теплоты; в океан поступает теплота, приносимая атмосферными осадками, речными водами; на температуре глубоководных слоев сказывается теплота Земли (об этом свидетельствуют высокие до 260 0 С температуры во впадинах Красного моря – вода здесь горячий рассол с соленостью 270 0 / 00). Теряется теплота за счет эффективного излучения водной поверхности, испарения воды, таяния льда, турбулентного обмена с атмосферой, нагрева холодной воды рек и течений. Определяющее значение в тепловом балансе имеет приход солнечной радиации и расход тепла на испарение.

Средняя годовая температура МО составляет 17,4 0 С, наибольшая средняя годовая температура воды отмечена для Тихого океана (19,1 0 С), наименьшая – для Северного Ледовитого океана (0,75 0 С). Распределение теплоты в толще океанской воды происходит благодаря конвекции и перемешиванию в результате волнения и течений. Температура воды с глубиной понижается. На некоторой глубине в толще воды наблюдается резкое понижение температуры, здесь выделяется слой температурного скачка – термоклин. По изменению температуры воды с глубиной выделяется несколько типов распределения температур.

В экваториальном типе температура воды быстро уменьшается от 26,65 0 С на поверхности до 10,74 0 С на глубине 300 м. Термоклин наблюдается на глубине 200-300 м. Далее до глубины 1000 м температура воды уменьшается медленно, а глубже остается практически постоянной.

В тропическом типе температура воды резко падает от 26,06 0 С до 13,60 0 С на глубине 300 м, далее температура воды изменяется более плавно.

В субтропическом типе температура воды уменьшается от 20,3 0 С на поверхности до 13,1 0 С на глубине 300 м. В субполярном типе температура уменьшается от 8,22 0 С на поверхности до 5,20 0 С на глубине 150 м. Полярный тип характеризуется уменьшением температуры воды до глубины 100 м, затем температура начинает повышаться до 1,8 0 С на глубине 400 м. За счет притока теплых атлантических вод. На глубине 1000 м температура воды равна 1,55 0 С. В слое от поверхности до глубины 1000 м наблюдается зональное изменение температуры и солености воды, глубже характеристики воды остаются практически постоянными.

Физико-химические свойства вод МО. Еще в начале 19 в. было замечено, что количество растворенных в водах океана солей может сильно различаться, но солевой состав, соотношение различных солей вод МО одинаковы. Эта закономерность формулируется как свойство постоянства солевого состава морских вод. На 1 кг морской воды приходится 19,35 г хлора, 2,70 г сульфатов, 0,14 г гидрокарбонатов, 10,76 г натрия, 1,30 г магния, 0,41 г кальция. Количественное соотношение между главными солями в воде МО остается постоянным. Общая соленость определяется по количеству хлора в воде (формулу получил М. Кнудсен в 1902 г.):

S = 0,030 + 1,805 Cl

Воды океанов и морей относятся к хлоридному классу и натриевой группе, этим они резко отличаются от речных вод. Всего восемь ионов дают более 99,9% общей массы солей в морской воде. На оставшиеся 0,1% приходятся все остальные элементы таблицы Д.И. Менделеева.

Распределение солености в водных массах зонально и зависит от соотношения осадков, притока речных вод и испарения. Кроме того, на соленость воды оказывает влияние циркуляция вод, деятельность организмов и другие причины. На экваторе отмечается пониженная соленость воды (34-33 0 / 00), обусловленная резким увеличением атмосферных осадков, стоком полноводных экваториальных рек и немного пониженным испарением из-за высокой влажности. В тропических широтах наблюдается самая высокая соленость вод (до 36,5 0 / 00), связанная с высоким испарением и небольшим количеством осадков в барических максимумах давления. В умеренных и полярных широтах соленость вод понижена (33-33,5 0 / 00), что объясняется увеличением количества осадков, стоком речных вод и таянием морских льдов.

Широтное распределение солености нарушают течения, реки и льды. Теплые течения в океанах переносят более соленые воды в направлении высоких широт, холодные течения переносят менее соленые воды к низким широтам. Реки опресняют приустьевые районы океанов и морей. Очень велико влияние рек Амазонки (опресняющее влияние Амазонки ощущается на расстоянии 1000 км от устья), Конго, Нигера и др. Льды оказывают сезонное влияние на соленость вод: зимой при образовании льда соленость воды возрастает, летом при таянии льда – уменьшается.

Соленость глубинных вод МО однообразна и в целом составляет 34,7-35,0 0 / 00 . Соленость придонных вод более разнообразна и зависит от вулканической деятельности на дне океана, выходов гидротермальных вод, разложения организмов. Характер изменения солености вод океана с глубиной различен на разных широтах. Выделяют пять основных типов изменения солености с глубиной.

В экваториальных широтах соленость с глубиной постепенно возрастает и достигает максимального значения на глубине 100 м. На этой глубине к экватору подходят более соленые и плотные воды их тропических широт океанов. До глубины 1000 м соленость очень медленно повышается до 34,62 0 / 00 , глубже соленость практически не меняется.

В тропических широтах соленость немного увеличивается до глубины 100 м, затем плавно уменьшается до глубины 800 м. На этой глубине в тропических широтах наблюдается самая низкая соленость (34,58 0 / 00). Очевидно, здесь распространяются менее соленые, но более холодные воды высоких широт. С глубины 800 м она немного увеличивается.

В субтропических широтах соленость быстро уменьшается до глубины 1000 м (34,48 0 / 00), затем становится почти постоянной. На глубине 3000 м она составляет 34,71 0 / 00 .

В субполярных широтах соленость с глубиной медленно увеличивается с 33,94 до 34,71 0 / 00 , в полярных широтах соленость с глубиной возрастает более существенно – с 33,48 до 34,70 0 / 00 .

Соленость морей сильно отличается от солености МО. Соленость воды Балтийского (10-12 0 / 00), Черного (16-18 0 / 00), Азовского (10-12 0 / 00), Белого (24-30 0 / 00) морей обусловлена опресняющим влиянием речных вод и атмосферных осадков. Соленость воды в Красном море (40-42 0 / 00) объясняется малым количеством осадков и большим испарением.

Средняя соленость вод Атлантического океана – 35,4; Тихого – 34,9; Индийского – 34,8; Северного Ледовитого океана – 29-32 0 / 00 .

Плотность – отношение массы вещества к его объему (кг/м 3). Плотность воды зависит от содержания солей, температуры и глубины, на которой находится вода. При увеличении солености воды плотность возрастает. Плотность воды увеличивается при понижении температуры, при увеличении испарения (так как увеличивается соленость воды), при образовании льда. С глубиной плотность растет, хотя и очень незначительно из-за малого коэффициента сжимаемости воды.

Плотность воды изменяется зонально от экватора к полюсам. На экваторе плотность воды небольшая – 1022-1023, что обусловлено пониженной соленостью и высокими значениями температуры воды. К тропическим широтам плотность воды возрастает до 1024-1025 из-за увеличения солености воды вследствие повышенного испарения. В умеренных широтах плотность воды средняя, в полярных – увеличивается до 1026-1027 из-за понижения температуры.

Способность воды растворять газы зависит от температуры, солености и гидростатического давления. Чем выше температура и соленость воды, тем меньше газов может в ней раствориться.

В воде океанов растворены различные газы: кислород, углекислый газ, аммиак, сероводород и др. Газы попадают в воду из атмосферы, за счет речного стока, биологических процессов, подводных вулканических извержений. Наибольшее значение для жизни в океане имеет кислород. Он участвует в планетарном газообмене между океаном и атмосферой. В активном слое океана ежегодно образуется 5 х 10 10 т кислорода. Поступает кислород из атмосферы и выделяется при фотосинтезе водных растений, расходуется на дыхание и окисление.

Углекислый газ находится в воде в основном в связанном состоянии, в виде углекислых соединений. Он выделяется при дыхании организмов, при разложении органического вещества, расходуется на строительство скелета кораллами.

Азот всегда есть в воде океана, но его содержание по отношению к другим газам меньше, чем в атмосфере. В некоторых морях в глубине может накапливаться сероводород, происходит это благодаря деятельности бактерий в бескислородной среде. В Черном море отмечено сероводородное загрязнение, содержание его достигло 6,5 см 3 /л, организмы в такой среде не живут.

Прозрачность воды зависит от рассеяния и поглощения солнечной радиации, от количества минеральных частиц и планктона. Наибольшая прозрачность отмечена в открытом океане в тропических широтах и равна 60 м. Уменьшается прозрачность воды на мелководье вблизи устьев рек. Особенно резко уменьшается прозрачность воды после шторма (до 1 м на мелководье). Наименьшая прозрачность наблюдается в океане в период активного размножения планктона. От прозрачности воды зависит глубина проникновения солнечных лучей в толщу океана и, следовательно, распространение фотосинтезирующих растений. Организмы, способные усваивать солнечную энергию, живут на глубине до 100 м.

Толща чистой воды имеет голубой или синий цвет, большое количество планктона приводит к появлению зеленоватого оттенка, вблизи рек вода может быть коричневой.

Мировой океан и его части

Мировой океан 1 - единая непрерывная водная оболочка Земли, окружающая мате­рики и острова. Из 510 млн км 2 площади земного шара на его долю приходится 361,3 млн км 2 (70,8%), так что мы, в сущ­ности, живем на островах 2 . Южное полуша­рие более океаническое (81%), чем северное (61%). Неравномерное распределение вод Океана и суши на нашей планете - один из важнейших факторов формирования природы земного шара.

Объем Мирового океана более 1340 млн км 3 , а если учесть воду, которая содержится в илах океанического дна (примерно 10% от вод Оке­ана), то общий объем океаносферы составля­ет почти 1,5 млрд км 3 . Средняя глубина Оке­ана 3710 м.

1 Слово «океан» (греч. о/геапоз), обозначающее «ве­
ликая река, обтекающая всю Землю», пришло к нам из
древних времен. Термин «Мировой океан» предложен в
1917 г. русским океанологом Ю. М. Шокальским.

2 С помощью искусственных спутников Земли уста­
новлено, что действительная площадь Мирового океана
из-за неровностей океанической поверхности на 0,14%
больше проекции, которая обычно принимается для рас­
четов, и составляет 361,8 млн км 2 .

Мировой океан не только вода, это цело­стное природное образование, своеобразный географический объект планетарного масшта­ба. С позиций системных исследований он рас­сматривается как открытая динамическая са­морегулирующаяся система, которая обмени­вается веществом и энергией со всеми остальными сферами Земли.

Единый Мировой океан подразделяется на отдельные океаны. Океан - обширная часть Мирового океана, обособленная материками, обладающая своеобразной конфигурацией бе­реговой линии, определенными геологическим строением, рельефом дна и донными отложе­ниями, самостоятельными системами атмо­сферной циркуляции и течений, специфиче­скими гидрологическими характеристиками и природными ресурсами. Несмотря на услов­ность границ и свободный обмен водных масс, каждый океан неповторим. Но специфика оке­анов проявляется на фоне общепланетарных процессов и черт, присущих Мировому океа­ну в целом.

В современной мировой океанологической литературе сложилась концепция разделения Мирового океана на четыре океана: Тихий

Любушкина

(площадь 178,68 млн км 2 , максимальная глубина в Марианском желобе 11022 м), Атлантический (91,66 млн км 2 , глубина в желобе Пуэрто-Рико 8742 м), Индий­ский (76,17 млн км 2 , глубина в Яванском желобе 7729 м), Северный Ледовитый (14,75 млн км 2 , глубина в котловине Нансе­на 5527 м). Границы океанов проводят по ма­терикам, островам, а в водных просторах ли­бо по подводным поднятиям, затрудняющим водообмен, либо даже условно по меридианам и параллелям. Граница между Тихим и Атлан­тическим океанами проведена по меридиану мыса Горн (остров Огненная Земля), между Атлантическим и Индийским океанами - по меридиану мыса Игольный (юг Африки), Ин­дийским и Тихим океанами - по меридиану мыса Южный (остров Тасмания) и по запад­ным берегам полуострова Малакка, Больших и Малых Зондских островов. Граница Север­ного Ледовитого океана с Атлантическим про­ходит частично по подводным порогам и ост­ровам: от залива Согне-Фьорд (Скандинавский полуостров) через Фарерские острова и Ис­ландию, далее по южному склону возвышения дна Датского пролива до м. Брустер (о. Грен­ландия); затем по южному склону возвыше­ния в Девисовом проливе до полуострова Ла­брадор. Граница между Тихим и Северным Ле­довитым океанами проходит по Берингову проливу от мыса Дежнева на Чукотке до мы­са принца Уэльского на Аляске.

Рис. 78. Южный океан

В 1996 г. Федеральной службой геодезии и картографии России принято решение о выделении на картах, издаваемых в России-

ской Федерации, Южного океана. Северная граница акватории Южного океана определе­на вдоль линии среднего многолетнего поло­жения субтропического фронта (примерно вдоль 40° ю. ш. с отклонениями от 37° до 48°) (рис. 78).

Во всех океанах есть моря. Море - бо­лее или менее обособленная островами, по­луостровами и подводными возвышенностями часть Океана. Исключение составляет уни­кальное Саргассово «море без берегов», рас­положенное в антициклоническом кольце те­чений Северной Атлантики.

Ввиду некоторой изоляции и большого вли­яния суши и других местных условий, а так­же замедленного водообмена моря отличают­ся от открытой части Океана своим гидроло­гическим режимом и другими природными особенностями.

Моря классифицируют по разным при­знакам.

По местоположению моря подразде-ляют на окраинные, внутренние и межостров­ные. Окраинные моря расположены на под­водном продолжении материков и ограничены с одной стороны сушей, с другой - острова­ми и подводными возвышенностями. Их связь с Океаном довольно тесная (Баренцево, Бе­рингово, Тасманово и др.). Внутренние (сре­диземные) моря далеко вдаются в сушу, с океанами соединяются узкими проливами с по­рогами и резко отличаются от них по гидро­логическому режиму. Их, в свою очередь, под­разделяют на внутриматериковые (Балтий­ское, Черное и др.) и межматериковые (Средиземное, Красное и др.). К межостров­ным морям, окруженным более или менее плотным кольцом островов и подводными по­рогами, относят Яванское, Филиппинское и др. Их режим определяется степенью водообмена с Океаном.

В целом моря составляют около 10% пло­щади Мирового океана. Самые крупные мо­ря - Филиппинское - 5726 тыс. км 2 , Ара­вийское - 4832 тыс. км 2 , Коралловое - 4068 тыс. км 2 .

По происхождению котловин вы­деляются два основных типа морей: мате­риковые и океанические. Они, как правило, различаются также формой котловин и глубиной.

Материковые (эпиконтинентальные) моря расположены в пределах подводной окраины материка с континентальной земной корой, преимущественно на шельфе. Они воз­никают при наступлении Океана на сушу вслед­ствие либо колебаний земной коры, либо за счет увеличения воды в Океане после таяния покровных ледников. Большинство окраинных морей и многие внутриматериковые моря от-

носятся к этому типу. Окраинные моря име­ют асимметричную форму: склон со стороны суши у них пологий, со стороны океана (ост­ровов) - крутой. Глубины у них относи­тельно небольшие и нарастают в сторону океана.

Океанические (геосинклинальные) моря образуются в результате разломов земной ко­ры и опускания суши. К ним относятся преж­де всего моря переходных зон от материков к ложу океана и средиземные межматериковые моря. У них симметричные по форме котло­вины, глубины нарастают к центру до 2000 м и более. Обычно они рассекают материковый цоколь, и им свойственна в настоящее время тектоническая активность (вулканы, землетря­сения). Все межостровные моря тоже нахо­дятся в тектонически активных зонах Земли, а окружающие их острова являются, по суще­ству, вершинами подводных гор, нередко вул­канов.

Наряду с этими двумя основными типами морей существуют моря, имеющие признаки обоих типов, например Берингово море.

Моря в отличие от океанов представля­ют собой региональные комплексные природ­ные объекты, ибо их главные особенности формируются под влиянием местных фак­торов.

Береговая линия - граница суши и мо­ря, как правило, неровная, с изгибами в ви­де заливов и полуостровов. Вдоль нее обыч­ны острова, отделенные от материков и друг от друга проливами.

Залив - часть океана, довольно глубоко вдающаяся в сушу. Заливы менее изолирова­ны от сопредельных океанов, чем моря. По­этому режим их больше схож с теми аквато­риями, к которым они принадлежат. Заливы подразделяются на разные типы в зависимо­сти от ряда факторов. По происхождению выделяют, например, фьорды - узкие, длин­ные, глубокие заливы с крутыми берегами, вдающиеся в гористую сушу, образовавшиеся на месте тектонических разломов, впоследст­вии обработанных ледником и затопленных мо­рем (Согне-фьорд и др.); лиманы - мелкие заливы на месте затопленных морем устьевых частей рек (Днепровский лиман и др.); лагу­ны - заливы вдоль побережья, отделенные от моря косами (Куршский залив и др.). Есть деление заливов по размерам (самый боль­шой - Бенгальский - 2191 тыс. км 2), по глубине(онже - 4519 м), по ф ор м е бе­реговой линии: округлые (Бискайский), длинные и узкие (Калифорнийский).

Исторически сложилось так, что, по суще­ству, однотипные акватории называются то за­ливами, то морями, хотя по многим призна­кам они схожи: например, Бенгальский залив,

но Аравийское море, Мексиканский залив, но Карибское море, Персидский залив, но Крас­ное море и т. д. Эти несоответствия объясня­ются тем, что названия им давались в разное время без научного обоснования и по тради­ции сохранились до наших дней.

Пролив - относительно узкая часть оке­ана или моря, разделяющая два участка суши и соединяющая два смежных водоема. Проли­вам нередко свойственно поднятие дна - под­водный порог. Проливы тоже подразделяют на разные типы по ряду признаков. По морфо­логии выделяют узкие и широкие проливы (самый широкий - пролив Дрейка - 1120 км), короткие и длинные (самый длин­ный - Мозамбикский - 1760 км), мелкие и глубокие (самый глубокий - тоже пролив Дрейка - 5249 м). По направлению в проливах вод их подразделяют на про­точные, в которых течение, как в реке, на­правлено в одну сторону, например Флорид­ский пролив с Флоридским течением, и на об­менные, в которых наблюдаются течения в противоположных направлениях: либо у раз­ных берегов (в Девисовом проливе теплое За­падно-Гренландское течение направлено на се­вер, а холодное Лабрадорское - на юг), ли­бо в противоположных направлениях на двух разных уровнях (в проливе Босфор поверхно­стное течение следует из Черного моря в Мра­морное, а глубинное - наоборот).

Полуостров - часть суши, вдающаяся в океан или море и окруженная с трех сторон водой. Самый крупный полуостров - Аравий­ский (2732 тыс. км 2). Выделяют коренные и аккумулятивные полуострова. Коренные под­разделяются на отчленившиеся, являющиеся продолжением материка в геологическом от­ношении (Кольский полуостров), и причле-нившиеся - самостоятельные части суши, геологически не связанные с материком, а при­соединившиеся к нему (полуостров Индостан). Аккумулятивные полуострова присоединяют­ся к берегу за счет перемычки наносной суши в результате волновой деятельности (например, полуостров Бузачи на Каспийском море).

Остров - небольшой по сравнению с материками участок суши, окруженный со всех сторон водой. Встречаются одиночные острова (самый крупный - Гренландия - 2176 тыс. км 2) и скопления островов - ар­хипелаги (Канадский архипелаг, Северная Земля). По происхождению острова под­разделяются на две основные группы: матери­ковые и океанические. Материковые - те, которые отделились от материков; они обыч­но крупные и располагаются на подводной окраине материков (Великобритания, Новоси­бирские острова и др.). Океанические (само-

I 11111 300 200 100

Уровень океана

Рис. 79. Изменение уровня Мирового океана и его воз­можные пределы за последние 350 тыс. лет (по Р Фейр-бриджу)

стоятельные), в свою очередь, подразделяют на вулканические и коралловые (органоген­ные). Вулканические острова - результат извержения подводных вулканов, вершины ко­торых оказались над уровнем Океана. Они ли­бо образуют цепочку островов вдоль глубоко­водных желобов в переходной зоне океана (Ку­рильские), либо являются выходами на поверхность срединно-океанических хребтов (остров Исландия - часть такого подводно­го хребта с разломом вдоль оси, активным вулканизмом и интенсивной гидротермальной деятельностью). Нередко это сводово-глыбо-вые подводные хребты на ложе океана, греб­ни которых увенчаны вулканическими горами (Гавайские острова). По дну океанов, особен­но Тихого, рассеяно огромное количество оди­ночных островов вулканического происхожде­ния. Коралловые острова характерны для жаркого пояса, особенно много их в Тихом и Индийском океанах. Коралловые сооруже­ния - атоллы имеют форму кольца или подковы диаметром до нескольких десятков ки­лометров вокруг мелководной лагуны. Осно­ванием для них обычно служат плосковершин­ные подводные вулканы - гайоты. Иногда атоллы образуют гирлянды вдоль берегов - барьерные рифы, например Большой Барьер­ный риф, протянувшийся вдоль восточного по­бережья Австралии на 2000 км.

Уровенная поверхность океана - сво­бодная водная поверхность океанов и морей,

близкая к геоидной форме. В нашей стране за исходный уровень - стандарт, от которого отсчитываются абсолютная высота поверх­ности суши и глубины морей, берется сред­ний многолетний уровень Балтийского моря у Кронштадта (Балтийская система высот).

Уровень Мирового океана подвержен раз­ного рода колебаниям, как периодическим, так и непериодическим. К периодическим коле­баниям относятся, например, суточные коле­бания из-за приливов-отливов, годовые из-за температуры, осадков, ветров. Непери­одические колебания возникают из-за про­хождения тропических циклонов, цунами, моретрясений и т. д. Периоды колебаний могут быть короткими (прилив-отлив через 6 ч 12,5 мин) и длительными, вековыми (сот­ни лет). Например, многие постройки Скан­динавии, некогда возведенные на берегу мо­ря, находятся сейчас далеко от него. А в Гол­ландии, Венеции происходит опускание суши и наступление моря.

Вековые изменения могут быть вызваны разными причинами: изменениями объема воды в Океане (гидрократические, или эв-статические, колебания) или изменениями емкости Океана (геократические, или тек­тонические, колебания). Геократические ко­лебания вызваны тектоническими нарушения­ми дна Океана, из-за чего изменяется объем Мирового океана.

Это неоднократно происходило в течение геологического времени, вызывая трансгрес­сии (наступление) и регрессии (отступание) моря.

-10000 -8000 -6000 -4000 -2000 Н, м - уровни океана (0 - современный уровень)

Взаимосвязанные теократические и гидро-кратические изменения неоднократно происхо­дили в плейстоцене. При похолодании огром­ная масса воды в виде льда консервировалась на суше и уровень Океана понижался на 100-120 м.

При потеплении во время межледниковий в результате таяния льда вода поступала в Океан и его уровень повышался (рис. 79). На характер колебаний уровня Океана в четвер­тичный период определенное влияние оказы­вали гляциоизостатические компенсации. На рисунке 80 отражено направленное повыше­ние уровня Мирового океана после окончания четвертичных оледенений в голоцене (около 10 тыс. лет назад). Видно, что он достиг сво­его современного положения примерно в се­редине атлантического периода голоцена око­ло 6 тыс. лет назад и с тех пор испытывает периодические колебания вокруг нулевой от-

Рис. 80. Изменение уровня Мирового океана и его воз­можные отклонения в голоцене (по Р К. Клиге и др.)

метки. Вместе с тем повышение уровня Ми­рового океана за последние 100 лет на 16 см связывают с глобальным антропогенным по­теплением климата на Земле, которое вызва­ло таяние ледников и тепловое расширение воды в Океане (рис. 81). Расчеты свидетель­ствуют о дальнейшем повышении уровня Оке­ана примерно на 20-30 см к середине XXI в., хотя крайние оценки существенно рас­ходятся: от 5-7 см до 140 см. Общая кар­тина изменения уровня Океана весьма слож­на и обычно вычисляется для определенных пунктов наблюдений.

Рис. 81. Современные изменения уровня Мирового оке­ана (по Р. К. Клиге и др.)

Основные физико-химические свойства океанской (морской) воды

Океанская вода - универсальный одно­родный ионизированный раствор, в состав ко­торого входят все химические элементы. В рас­творе находятся твердые минеральные ве­щества (соли) и газы, а также взвеси органического и неорганического происхож­дения.

Соленость морской воды. По массе рас­творенные соли составляют всего 3,5%, но они придают воде горько-соленый вкус и дру­гие свойства. Состав морской воды и содер­жание в ней разных групп солей видны из таб­лицы 8. Морская вода по составу резко от­личается от речной воды, ибо в ней преобладают хлориды. Интересно отметить, что состав солей плазмы крови близок к составу солей морской воды, в которой, как считают многие ученые, зародилась жизнь.

Таблица 8

(в % от всей массы солей) (по Л. К. Давыдову и др.)

Соленость - количество солей в грам­мах в I кг морской воды. Средняя соленость Океана 35% 0 . Из 35 граммов солей в мор­ской воде больше всего поваренной соли (око­ло 27 г), поэтому она соленая. Горький вкус ей придают соли магния. Линии на карте, со­единяющие точки с одинаковой соленостью, называются изогалинами.

Океанская вода образовалась из горячих соленых растворов земных недр и газов, так что соленость ее изначальная. Состав мор­ской воды напоминает состав ювенильных вод, т. е. вод и газов, выделяющихся при вулка­нических извержениях из магмы и впервые вступающих в круговорот воды на Земле. Га-

зы, выделяемые из современных вулканов, со­стоят преимущественно из водяного пара (око­ло 75%), углекислого газа (до 20%), хлора (7%), метана (3%), серы и других компонен­тов.

Первоначальный состав солей морской во­ды и соленость ее были несколько иными. Из­менения, которые она претерпела в процессе эволюции Земли, были вызваны прежде все­го появлением жизни, особенно механизма фо­тосинтеза и связанного с ним продуцирования кислорода. Некоторые изменения, по-видимо­му, вносили речные воды, которые на первых порах выщелачивали горные породы на суше и доставляли в Океан легкорастворимые со­ли, а в дальнейшем - в основном карбона­ты. Однако живые организмы, особенно жи­вотные, потребляли огромное количество сна­чала кремния, а потом кальция для образования своих внутренних скелетов и раковин. После отмирания они погружались на дно и выпада­ли из круговорота минеральных веществ, не увеличивая содержание карбонатов в морской воде.

В истории развития Мирового океана бы­ли периоды, когда соленость колебалась в сто­рону уменьшения или увеличения. Это проис­ходило как в результате геологических при­чин, ибо тектоническая активизация недр и вулканизм влияли на активность дегазации маг­мы, так и за счет климатических изменений. В суровые ледниковые эпохи, когда большие массы пресной воды консервировались на су­ше в виде ледников, соленость возрастала. При потеплении в межледниковые эпохи, ког­да в Океан поступали талые ледниковые во­ды, она уменьшалась. В аридные эпохи соле­ность увеличивалась, во влажные - умень­шалась.

В распределении солености поверхностных вод примерно до глубины 200 м прослежива­ется зональность, что связано с балансом (приходом и расходом) пресной воды, и преж­де всего с количеством выпадающих осадков и испарением. Уменьшают соленость морской воды речные воды и айсберги.

В экваториальных и субэкваториальных ши­ротах, где осадков выпадает больше, чем тра­тится воды на испарение (К увлажнения >1), и велик речной сток, соленость чуть менее 35% 0 . В тропических и субтропических широ­тах из-за отрицательного пресного баланса (осадков мало, а испарение велико) соленость составляет 37% 0 . В умеренных широтах со­леность близка к 35%о. В приполярных и по­лярных широтах соленость наименьшая - око-

ло 32%о, поскольку количество осадков пре­вышает испарение, велик речной сток, осо­бенно сибирских рек, много айсбергов, глав­ным образом вокруг Антарктиды и Гренландии.

Зональную закономерность солености на­рушают морские течения и приток речных вод. Например, в умеренных широтах северного по­лушария соленость больше у западных бере­гов материков, куда поступают субтропиче­ские воды повышенной солености, приносимые теплыми течениями, меньше - у восточных берегов материков, куда холодные течения при­носят менее соленые субполярные воды.

Из океанов наибольшей соленостью обла­дает Атлантический океан. Это объясняется, во-первых, сравнительной узостью его в низ­ких широтах в сочетании с близостью к Аф­рике с ее пустынями, откуда на океан беспре­пятственно дует жаркий сухой ветер, повыша­ющий испарение морской воды. Во-вторых, в умеренных широтах западный ветер уносит ат­лантический воздух далеко в глубь Евразии, где из него выпадает значительная часть осад­ков, не полностью возвращающихся в Атлан­тический океан. Соленость Тихого океана мень­ше, так как он, наоборот, широк в экватори­альном поясе, где соленость воды пониженная, а в умеренных широтах Кордильеры и Анды задерживают обильные осадки на наветренных западных склонах гор, и они вновь поступают в Тихий океан, рассоляя его.

Наименьшая соленость воды в Северном Ледовитом океане, особенно у Азиатского по­бережья, близ устьев сибирских рек - ме­нее 10% 0 . Однако в приполярных широтах происходит сезонное изменение солености во­ды: осенью - зимой при образовании мор­ского льда и уменьшении речного стока соле­ность возрастает, весной - летом при тая­нии морского льда и увеличении речного стока - уменьшается. Вокруг Гренландии и Антарктиды летом соленость становится мень­ше еще и за счет тающих айсбергов и подта­ивания краевых частей покровных и шельфо-вых ледников.

Рис. 82. Типы вертикального распределения солености (по Л. К. Давыдову и др.)

Максимальная соленость воды наблюдает­ся в тропических внутренних морях и заливах, окруженных пустынями, например в Красном море - 42% 0 , в Персидском заливе - 39% 0 .

Несмотря на различную соленость морской воды в разных акваториях Океана, процент­ное соотношение растворенных в ней солей неизменно. Оно обеспечивается подвижностью воды, непрерывным горизонтальным и верти­кальным ее перемешиванием, что в совокуп­ности приводит к общей циркуляции вод Ми­рового океана.

Изменение солености воды по вертикали в океанах различно. Намечено пять зональных типов вертикального распределения солено­сти: I - полярный, II - субполярный, III - умеренный, IV - тропический и V - эква­ториальный. Они представлены в виде графи­ков на рисунке 82.

Распределение солености по глубине в мо­рях весьма различно в зависимости от вели­чины баланса пресной влаги, интенсивности вертикального перемешивания и водообмена с соседними акваториями.

Годовые колебания солености в открытых частях Океана незначительны и в поверхно­стных слоях не превышают 1%о, а с глубины 1500-2000 м соленость в течение года прак­тически неизменна. В прибрежных окраинных морях и заливах сезонные колебания солено­сти воды значительнее. В морях Северного Ледовитого океана в конце весны соленость снижается за счет притока речных вод, а в акваториях с муссонным климатом летом - еще и за счет обилия осадков. В полярных и субполярных широтах сезонные изменения со­лености поверхностных вод обусловлены в большей степени процессами замерзания во­ды осенью и таяния морских льдов весной, а также таянием ледников и айсбергов во время полярного дня, о чем будет сказано позже.

Соленость воды влияет на многие ее физические свойства: температуру, плотность, электропроводность, скорость распростра­нения звука, быстроту образования льда и др.

Интересно заметить, что в морях близ кар­стовых побережий на дне нередки мощные под­водные (субмаринные) источники пресной во­ды, поднимающиеся к поверхности в виде фон­танов. Такие «пресные окна» среди соленой воды известны у берегов Югославии в Адриа­тическом море, у берегов Абхазии в Черном море, у берегов Франции, Флориды и в дру­гих местах. Эта вода используется моряками для хозяйственно-бытовых нужд.

Газовый состав океанов. В морской во­де, кроме солей, растворены газы азот, кис­лород, диоксид углерода, сероводород и др. И хотя содержание газов в воде крайне не­значительно и заметно изменяется в прост­ранстве и во времени, их достаточно для раз­вития органической жизни и биогеохимиче­ских процессов.

Кислорода в морской воде больше, чем в атмосфере, особенно в верхнем слое (35% при температуре 0°С). Главным источником его служит фитопланктон, который называют «лег­кими планеты». Глубже 200 м содержание кис­лорода уменьшается, но с 1500 м вновь воз­растает, даже в экваториальных широтах, за счет поступления вод из приполярных обла­стей, где насыщенность кислородом достигает 70 - 90%. Расходуется кислород путем отдачи в атмосферу при избытке его в поверхност­ных слоях (особенно днем), на дыхание мор­ских организмов и на окисление различных ве­ществ. Азота в морской воде меньше, чем в атмосфере. Содержание свободного азота свя­зано с распадом органических веществ. Рас­творенный в воде азот усваивается особыми бактериями, перерабатывается в азотистые со­единения, которые имеют большое значение для жизни растений и животных. В морской воде растворено некоторое количество свобод­ной и связанной углекислоты, которая попа­дает в воду из воздуха при дыхании морских организмов, при разложении органических ве­ществ, а также при вулканических изверже­ниях. Она важна для биологических процес­сов, так как это единственный источник угле­рода, который необходим растениям для построения органического вещества. Серово­дород образуется в глубоких застойных кот­ловинах в нижних частях водных толщ при разложении органических веществ и в резуль­тате жизнедеятельности микроорганизмов (на­пример, в Черном море). Так как сероводород является сильно ядовитым веществом, он рез­ко понижает биологическую продуктивность воды.

Поскольку растворимость газов интенсив­нее при низких температурах, воды высоких широт содержат их больше, в том числе важ­нейшего для жизни газа - кислорода. По­верхностные воды там даже перенасыщены кислородом и биологическая продуктивность вод выше, чем в низких широтах, хотя видо­вое разнообразие животных и растений бед­нее. В холодное время года Океан поглощает газы из атмосферы, в теплое время он выде­ляет их.

Плотность - важное физическое свой­ство морской воды. Морская вода плотнее пресной воды. Чем выше соленость и ниже температура воды, тем плотность ее больше. Плотность поверхностных вод увеличивается от экватора к тропикам благодаря нарастанию солености и от умеренных широт к полярным кругам в результате понижения температуры, а зимой еще и за счет увеличения солености. Это приводит к интенсивному опусканию по­лярных вод в холодный сезон, который про­должается 8-9 месяцев. В придонных слоях полярные воды движутся к экватору, вследст­вие чего глубинные воды Мирового океана в целом холодные (2-4 °С), но обогащенные кислородом.

Цвет и прозрачность зависят от отра­жения, поглощения и рассеяния солнечного света, а также от взвешенных в воде веществ органического и минерального происхождения. Синий цвет присущ воде в открытой части Океана, где нет взвесей. У побережий, где много взвесей, приносимых реками и времен­ными водотоками с суши, а также за счет взмучивания прибрежного грунта при волне­нии, цвет воды зеленоватый, желтый, корич­невый и др. При обилии планктона цвет во­ды синевато-зеленый.

Для визуальных наблюдений цвета морской воды используется шкала цветности, состоя­щая из 21 пробирки с цветными раствора­ми - от синего до коричневого цвета. Цвет воды нельзя отождествлять с цветом поверх­ности моря. Он зависит от погодных условий, особенно от облачности, а также от ветра и волнения.

Прозрачность лучше в открытой части Оке--ана, например в Саргассовом море, - 67 м, хуже - у побережий, где много взвесей. Про­зрачность уменьшается в период массового развития планктона.

Свечение моря (биолюминесценция) - это свечение в морской воде живых организ­мов, содержащих фосфор и испускающих «жи­вой» свет. Светятся прежде всего простейшие низшие организмы (ночесветка и др.), неко­торые бактерии, медузы, черви, рыбы во всех слоях воды. Поэтому мрачные глубины Океа­на не совсем лишены света. Свечение усили-

вается при волнении, поэтому судам ночью со­путствует настоящая иллюминация. Среди био­логов нет единого мнения о назначении све­чения. Предполагают, что оно служит либо для отпугивания хищников, либо для поисков пи­щи, либо для привлечения особей противопо­ложного пола в темноте. Холодное свечение морских рыб позволяет находить их косяки ры­боловным судам.

Звукопроводимость - акустическое свойство морской воды. Распространение зву­ка в морской воде зависит от температуры, солености, давления, содержания газов и взве­сей. В среднем скорость звука в Мировом оке­ане колеблется в пределах 1400-1550 м/с. С повышением температуры, увеличением со­лености и давления она увеличивается, при уменьшении - убывает. В океанах обнаруже­ны слои с разной проводимостью звука: зву-корассеивающий слой и слой, обладающий звуковой сверхпроводимостью, - подводный

«звуковой канал». К звукорассеивающему слою приурочены скопления зоопланктона и соответственно рыб. Он испытывает суточные миграции: ночью поднимается, днем опускает­ся. Его используют подводники, так как он гасит шум от двигателей подводных лодок, и рыболовные суда - для обнаружения косяков рыб. «Звуковой канал» начали ис­пользовать для краткосрочного прогноза волн цунами, в практике подводной навигации для сверхдальней передачи акустических сигналов.

Электропроводность морской воды вы­сокая. Она прямо пропорциональна солено­сти и температуре.

Естественная радиоактивность мор­ских вод мала, но многие растения и живот­ные способны концентрировать радиоактивные изотопы. Поэтому в настоящее время улов ры­бы и других морепродуктов проходит спецпро­верку на радиоактивность.

Известно, что вода - идеальный растворитель. Морская вода представляет собой газово-солевой раствор, богатый по качественному составу. В воде океанов обнаружено 44 химических элемента. Больше всего растворено хлоридов, на которые приходится 88,7%, сульфатов-10,7%, карбонатов и других элементов - 0,8%. От этого океанская вода и горько-соленый вкус. Соленый вкус вызван раствором а горький - солями сульфатов (MgS0 4 , СаБОл и др.). Соленость Мирового океана измеряют в %о (промилле). Средняя соленость Мирового океана составляет 35%о, т. е. в 1 л воды растворено 35 г соли. Наибольшая соленость отмечается в тропических широтах, где велико испарение, а приток пресной воды небольшой. В экваториальной полосе соленость несколько уменьшается из-за выпадения большого количества осадков. В умеренных широтах по сравнению с тропическими соленость вновь уменьшается. Колебания солености невелики от 32 до 41 % 0 . В прибрежных морях Северного Ледовитого океана соленость уменьшается до 32%о, а в Красном море достигает 41 %о. Соотношение растворенных веществ в Мировом океане не меняется.

Моря России, за исключением морей Тихого океана, имеют небольшую соленость: Балтийское море - 8%о. Черное море 14-19 % о.

Соленость зависит от климата (в сухом климате она увеличивается). На распределение солености оказывают влияние и морские течения: теплые - увеличивают ее, холодные - уменьшают. Соленость уменьшается там, где в море впадают крупные реки.

В океанской воде растворены многочисленные газы. Особое значение имеет кислород. В холодных водах его растворено больше, чем в теплых.

Углекислый газ, в отличие от кислорода и азота, находится связанном состоянии - в виде углекислых соединений. Углекислый газ используется животными для построения раковин и костных частей тела.

Цвет океанской воды в толще приобретает голубоватый оттенок. Прозрачность воды зависит от примесей и определяется при помощи диска Сакки. Его изготовляют из цинка диаметром 30см, окрашивают в белый цвет. При погружении диска в воду следят, на какой глубине он перестает быть видимым. Эта глубина определяет степень прозрачности воды.

Температура океанской воды. В верхних слоях океана тепло распределено зонально. В экваториальной зоне температура повышается в пределах +27-28°С, колебания по сезонам незначительны: 1-3°С. В тропических широтах температура воды +20-25°С, в умеренных - от 0 до +20°С, в полярных - от 0С до -2°С.

Региональность распределения температур обусловлена морскими течениями. В тропических широтах западные части океана теплее, чем восточные, разница температур достигает 10°. В северных широтах восточные части океанов теплее, чем западные, а разница температур также составляет 10°.

Средняя температура, поверхностных вод Мирового океану + 17,4°С, т. е. на 3° выше, чем температура суши. Самая высокая зарегистрированная температура +36° С, самая низкая 2°С. Амплитуда колебания температур воды составляет 38°, тогда как для воздуха она равна 145° (-87, +58°).

В полярных широтах происходит замерзание океанской воды. Температура ее замерзания зависит прежде всего от солености. Так, при солености 20% 0 вода замерзает при t-1,1°C.

Пресная вода имеет наибольшую плотность при t +4° С, океанская -при более низких температурах. При солености 35%о наибольшая плотность воды наблюдается при t - 3,5°.

При охлаждении пресной воды более тяжелые слои ее но погружаются вниз, а более теплые и легкие поднимаются вверх Перемешивание воды происходит до тех пор, пока вся масса не охладится до + 4° С. Дальнейшее охлаждение приводит к скоплению на поверхности более легкой воды, а затем к замерзанию. В океане перемешивание воды не прекращается потому что плотность воды с понижением температуры все время нарастает. Кроме этого, при замерзании океанской воды кристаллики льда образуются из пресной воды, следовательно, общая соленость вод увеличивается. Поэтому воды океана замерзаю и при более низких температурах, а волнение замедляет этот процесс.

Рельеф дна Мирового океана

Для правильного, представления о рельефе дна Мирового океана нужно измерить его глубины. Измерение глубин производят различными способами. Мелководные бассейны измеряют при помощи простого лота, состоящего из длинного шнура с грузом на конце. Но большие глубины измерить таким лотом нельзя.

В настоящее время пользуются ультразвуковыми волнами, они посылаются и улавливаются особыми приборами, которые позволяют записывать глубины по пути следования судна. Результаты промеров наносят на карту. Места с одинаковыми глубинами соединяют линиями, которые называют изобатами.

На школьных картах глубины наносят способом раскраски, по шкале глубин можно определить глубины той или иной части океана.

Рельеф дна Мирового океана разнообразен. Это и горные системы, тянущиеся на тысячи километров, равнины с более плоскими возвышенностями, склоны материков и глубоководные желоба (с глубинами от 6000 до 11 000 м). Как и суша, кора дна океанов подразделяется на устойчивые области - платформы, покрытые мощными слоями осадочных пород, и геосинклинали - подвижные участки. Геосинклинальные области тянутся вдоль восточных берегов Азии и Центральной Америки, а также вдоль западных берегов Северной и Южной Америки. Они представляют огромные прогибы, которые заполняются осадочными породами.

Величайшие горные системы образуют срединные океанические хребты, имеющие общую протяженность до 80 тыс. км. В осевой части их расположены многочисленные рифтовые гряды и долины. С рифтовыми долинами связана интенсивная сейсмическая и вулканическая деятельность. Это наиболее активные участки земной коры. Ширина и высота срединных океанических хребтов различна. Так, в Атлантическом океане эта система суживается до 370 км, а в других расширяется до 2300 км имея высоту от 1-2 до 9 км. Это поистине крупнейшие горные сооружения на Земле.

Движение воды в Мировом океане

Вода в Мировом океане находится в постоянном движении. Различают три вида движения воды: колебательные, поступательные и смешанные.

Колебательные движения наблюдаются у волн, поступательные - у океанских течений и смешанные - у приливов и отливов.

Волны. Главная причина образования волн на поверхности Мирового океана - ветер. В некоторых случаях они возникают от землетрясений, изменения атмосферного давления и др.причин. Отдельные частицы воды при волновом движении перемещаются по круговым орбитам. В верхней части орбиты частицы перемещаются в направлении движения волны, а нижней - в обратном. Вот почему брошенный предмет колеблется на волне, но не передвигается.

Приливы и отливы. Люди, жившие по берегам морей, заметили что два раза в сутки уровень моря поднимается, затопляя плоские побережья, и два раза опускается, обнажая дно моря.

Схема образования приливов и отливов осложняется следующими причинами.

1. Приливы образуются под влиянием притяжения не только Луны, но и Солнца. В полнолуние и новолуние лунное и солнечное затмение совпадают, поэтому приливы достигают наибольшей величины.

2. В зависимости от береговой линии материков высота приливов и отливов может увеличиваться или уменьшаться.

Океанские течения. Поступательные движения огромных масс океанской воды называются течениями. В результате их происходит круговорот океанской воды. Перемещаются не только поверхностные слои воды, но и и глубинные.

Главной причиной возникновения поверхностных течений является ветер. Постоянные по направлению ветры сдувают поверхностные слои воды и заставляют их перемещаться.

Реки

В России насчитывается более 200 000 рек. Река - это естественный постоянный водоток, текущий по уклону и заключенный в берега. Начало рекам дают источники, выходящие на земную поверхность. Многие реки берут начало в озерах и болотах, на склонах гор из-под ледников. Временные водотоки, ручьи и реки образуют текучие воды. Они выравнивают поверхность Земли: разрушают возвышенности, горы и уносят продукты разрушения в более низкие ме­ста. Значение текучих вод очень велико и в хозяйственной дея­тельности человека. Родники, реки и ручьи - основные источ­ники водоснабжения. Вдоль ручьев и рек расположены насе­ленные пункты, реки используются как пути сообщения, а так­же для строительства гидроэлектростанций и лова рыбы. В за­сушливых областях вода рек идет на орошение (Мургаб, Тед-жен, Амударья, Сырдарья и др.).

Каждая река имеет исток, верхнее, среднее и нижнее тече­ние, притоки, устье. Исток - место, откуда река берет начало. Устье - место впадения в другую реку, озеро, море. В пустынях реки иногда теряются в песках, их вода расходуется на испаре­ние и фильтрацию.

Реки, протекающие по какой-либо территории, образуют речную сеть, которая состоит из отдельных систем, включаю щих главную реку и ее притоки. Обычно главная река длиннее, полноводнее и занимает осевое положение в речной системе. Как правило, у нее более древний геологический возраст, чем у притоков. Иногда бывает и наоборот. Например, Волга несет воды меньше, чем Кама, но считается главной рекой, так как ее бассейн исторически был заселен раньше, чем Кама. Неко торые притоки бывают длиннее главной реки (Миссури длин нее Миссисипи, Иртыш - Оби).

Притоки главной реки подразделяются на притоки первого, второго и последующих порядков.

Речная сеть состоит из речных систем. В речную систему входят главная река и ее притоки. Речная система характерп зуется степенью протяженности всех своих рек, площадью бас сейна, извилистостью и густотой речной сети. Протяженноеп. рек можно измерить по крупномасштабной карте с помощью циркуля, курвиметра, менее точно- путем наложения мокрой нитки.

Под бассейном реки понимают площадь, с которой она по­лучает питание. Площадь бассейна можно определить по круп­номасштабным картам с помощью палетки. Бассейны различ­ных рек разделяются водоразделами. Они чаще проходят по возвышенностям, в отдельных случаях - по равнинным заболо­ченным местам.

Извилистость - это отношение длины реки к прямой, coi 1 » диняющей исток и устье или между двумя отдельными пупк тами.

Густота речной сети есть отношение суммарной протяжен ности всех рек данной главной реки к площади бассейн л (км/км 2). Она зависит от рельефа, климата, горных пород, ела гающих местность, где она протекает. В местах, где выпадай большее количество осадков и испарение незначительное, реч- пая сеть имеет большую густоту, например на северо-западе страны. В горах густота речной сети больше, чем на равнине. Гак, на северных склонах Кавказского хребта она составляет 0,49 км/км 2 , т. е. на 1 км 2 площади приходится 490 мм длины рек, а в Предкавказье - 0,05 км/км 2 , т. е. на 1 км 2 площади при­ходится 50 м длины рек.

Питание рек осуществляется подземными водами, которые ныходят на поверхность в виде родников (ключей), а также атмосферными осадками, выпадающими в виде дождей и сне­гов. Дождевая вода, выпавшая на поверхность, частично испа­ряется, часть ее просачивается в глубь земли, а также стекает м реки. Выпавший снег весной тает. Талые воды стекают по уклону в понижения и в конечном счете попадают в реки. Та­ким образом, постоянным источником питания рек являются подземные воды, дожди летом и талые воды снегов весной. IS горных районах реки питаются водами от таяния ледников.

От характера питания зависит уровень воды в реках. Наи-оольший подъем воды на территории нашей страны наблюдает­ся весной, во время таяния снегов. Реки выходят из берегов, за­ливая огромные пространства, нередко принося большой вред народному хозяйству. В период весенних разливов стекает бо­лее половины годового объема воды. В местах, где больше осад­ков выпадает летом, реки имеют летний разлив. Например, Амур имеет два разлива: менее мощный - весенний и более сильный - в конце лета, во время муссонных дождей. Реки < "редней Азии и Кавказа имеют тоже летний разлив, но при­чина его в том, что летом усиленно тают снега и ледники в го­рах. Летний разлив имеют также реки Крайнего Севера, так |.мк там тают снега летом.

Наблюдения за уровнем рек позволили выделить периоды ■ а мой высокой (и низкой воды. Они получили названия поло-подье, паводок и межень.

Половодье - ежегодно повторяющийся подъем воды в один м гот же сезон. Весной при таянии снега в течение 2-3 меся-пев в реках удерживается высокий уровень воды. В это время происходят разливы рек.

Паводки - кратковременные непериодические подъемы во-11.1 в реках. Например, при сильных продолжительных дождях некоторые реки Восточно-Европейской равнины выходят из бе­регов, затопляя обширные пространства. Паводки бывают на i ирных реках при жаркой погоде, когда снега и ледники интен­сивно тают.

Высота подъема воды во время половодья различна (в гор-| пых странах -выше, на равнинах - ниже) и зависит от иптсн-; (41 и ности таяния снега, выпадения дождей, лесистости террито-1; |1пи, ширины поймы и характера ледохода. Так, на больших си­бирских реках во время образования заторов льда подъем н<>-: ды достигает 20 м.

Межень - наиболее низкий уровень воды в реке. В это вре­мя река питается в основном грунтовыми водами. В средней полосе нашей страны межень наблюдается в конце лета, когда вода сильно испаряется и просачивается в грунт, а также в конце зимы, когда нет поверхностного питания.

Все реки земного шара по способам питания можно подраз­делить на следующие типы: реки дождевого питания (реки экваториального, тропического и субтропического поясов - Амазонка, Конго, Нил, Янцзы и др.); реки, получающие пита­ние от таяния снегов и ледников (реки горных областей и Край­него Севера - Амударья, Сырдарья, Кубань, Юкон); реки под­земного питания (реки склонов гор в засушливом поясе - небольшие реки северного склона Тянь-Шаня); реки смешан ного питания (реки умеренного пояса с ярко выражении устойчивым снежным покровом - Волга, Днепр, Обь, Ени сей и др.).

Работа реки. Река постоянно производит работу, котора проявляется в эрозии, переносе и аккумуляции материала.

Под эрозией понимают разрушение горных" пород. Разлц чают эрозию глубинную, направленную на углубление русла, боковую, направленную на разрушение берегов. На реках мож но видеть излучины, которые называют меандрами. Один бере реки подмывается, другой намывается. Этот процесс постояне Разрушенный материал река переносит и отлагает. Отложени начинается при замедлении течения. Сначала отлагается боле крупный материал (камни, галька, крупный песок), потом бо лее мелкий песок и ил.

В устьях рек происходит накопление принесенного матерка ла. Образуются острова и мели с протоками между ними. Та кие образования называют,дельтами.

На карте можно видеть большое количество рек, образу щих дельты. Но есть реки, у которых их нет. Они впадают море в виде расширяющегося клина. Такие устья называю эстуариями, например у Темзы, Рейна.

Почему же в одних случаях река образует дельту, а в др гих нет? Это зависит от устойчивости дна моря, в которое вп дает река. Там, где оно постоянно понижается в результате в ковых движений земной коры, дельта не образуется. В места где дно моря поднимается, происходит образование дельт. Рек могут не иметь дельт и в том случае, если в море в районе вп дения реки проходит сильное течение. Оно уносит речные нан сы далеко в море. По этой причине, например, река Конг (Заир) не имеет дельты.

В результате работы реки образуются речные долины. Он представляют собой вытянутые извилистые понижения с опр деленным наклоном, по дну которых протекает река.

У речных долин различаются следующие элементы: русл пойма, террасы, склоны. Под руслом понимают пониженну часть долины, по которой протекает река. Русло имеет два бе­рега: правый и левый. Один берег пологий, другой - крутой. Русло равнинной реки имеет извилистую форму. Поэтому, кро­ме силы тяжести и трения, на характер движения потока влия­ет центробежная сила, возникающая на поворотах реки, а так­же отклоняющая сила вращения Земли. Эти силы вызывают поперечно-круговое движение. Под действием центробежной силы на повороте поток прижимается к вогнутому берегу, а струи воды, ударяясь, разрушают его. Происходит изменение направления течения. По дну поток направлен к противополож­ному, пологому берегу. Отклоняющая сила вращения Земли заставляет поток прижиматься к правому берегу (в северном полушарии). Он разрушается, русло реки перемещается. Так, во времена правления Ивана Грозного казанский кремль нахо­дился на берегу Волги, а к настоящему времени река отошла от него на 7 км.

Процесс образования излучин (меандр) непрерывен. Однако на определенное время на данном участке он может приоста­новиться. Дело в том, что река, увеличивая извилистость, умень­шает уклон, а следовательно, и среднюю скорость. Наступает момент, когда скорость даже на закруглениях становится недо­статочной для дальнейшего размыва. Кроме того, меандры мо­гут приблизиться друг к другу на такое расстояние, что соеди­нятся. Тогда русло спрямится. Бывшие меандры становятся старицами, а затем и озерами.

У равнинных рек можно выделить в качестве общего приз­нака чередование плесов и перекатов. Плесы - наиболее глу­бокие участки реки с медленным течением. Они образуются на ее изгибах. Перекаты - мелкие части реки с быстрым тече­нием. Они образуются на спрямленных участках. Постепенно плесы и перекаты перемещаются по реке.

Река постоянно углубляет русло, однако глубинная эрозия не может идти ниже уровня воды в месте впадения реки в дру­гую реку, озеро, море. Этот уровень называют базисом эрозии. Конечным базисом эрозии для всех рек является уровень Миро­вого океана. Изменения уровня океана, моря, озера отражают­ся на работе рек. При понижении базиса эрозии река сильно эродирует, углубляет русло; при повышении этот процесс за­медляется, идет интенсивное отложение.

Пойма - часть долины, заливаемая вешними водами. По­верхность ее неровная: обширные вытянутые понижения чере­дуются с небольшими песчаными возвышениями. Наиболее вы­сокие участки располагаются вдоль берегов - береговые валы. Они обычно покрыты растительностью. По характеру рельефа поймы делятся на три части: прирусловую - наиболее высокую; центральную - равнинную с плодородными наносными поч-иами, занятую лугами и огородами; притеррасную понижен­ную, нередко заболоченную. Террасы представляют собой ны-ровненные площадки, тянущиеся вдоль склонов в виде ступе­нек. На крупных реках наблюдают по нескольку террас, счет их ведется от поймы (первая, вторая и т. д.). У Волги прослежи­вается четыре террасы, а на реках Восточной Сибири - до 20. Склоны ограничивают долину с боков. В одних случаях они крутые, в других - пологие. Чаще один склон крутой, другой - пологий. Например, у Волги правый склон крутой, левый - по­логий.

Речная долина создана рекой. Однако на формирование до­лин оказывают влияние и другие факторы. К ним относятся тектонические процессы, определяющие направление, а иногда и форму долины, горные породы,"их состав, расположение пла­стов, выветривание, смыв атмосферными водами рыхлых пород, сползание грунтов и др.

У молодых рек в продольном профиле имеются участки, на которых наблюдаются пороги (места с быстрым течением и вы­ходом камней на поверхность воды), водопады (участки, где вода падает с отвесных уступов). Водопады встречаются на многих горных реках и равнинных, где твердые породы выхо­дят на поверхность.

Крупнейший водопад мира - Виктория на реке Замбези. Вода падает с высоты 120 м при ширине 1800 м. Шум падаю­щей воды слышен за десятки километров, а водопад всегда оку­тан облаком брызг.

Воды Ниагарского водопада (Северная Америка) падают с высоты 51 м, ширина потока 1237 м.

Многие горные водопады еще выше. Самый высокий из них - Анхель на реке Ориноко. Его вода падает с высоты 1054 м.

Расход и сток воды в реках. При строительстве населенных пунктов очень важно знать, какое количество воды протекает в реке, может ли она обеспечить население и предприятия во­дой. С этой целью определяют расход воды в реке. Под рас­ходом воды в реке понимают количество воды (м 3), проходящее через живое сечение реки за 1 с: P^=S-V, где 5 - площадь жп вого сечения, м, У -средняя скорость, м/с.

Для определения расхода воды в небольшой реке на спрям ленном участке ее строится временный гидрометрический nor i, состоящий из четырех створов: пускового, верхнего, главного и нижнего (рис. 30).

Из приведенной выше формулы видно, что для определения расхода воды в реке нужно измерить скорость и вычислить пли щадь живого сечения реки.

Скорость течения определяется приборами, которые назы ваются гидрометрическими вертушками. Скорость течения не большой реки можно определить с помощью поплавков. Иг пользуют обычно деревянные поплавки диаметром 15-20 см и длиной 8-10 см. На поплавке ставят флажок с номером.

Поскольку в разных частях русла скорость различная, при­меняют 3-5 поплавков. Поплавок пускают на пусковом створе и засекают время его прохождения через верхний и нижний створы. Заранее измеряют расстояние между ними. А если из-иестно расстояние и время прохождения поплавка между верх­ним и нижним створами, можно вычислить скорость. Поплавки пускают на разных расстояниях от берега: у правого берега, посередине (2-3 поплавка), у левого берега. Установлено, что скорость течения реки составляет примерно 80% от средней скорости деревянных поплавков.

На главном створе определяют площадь живого сечения. Для этого измеряют глубину реки через определенное количе­ство метров. По данным строят чертеж сечения русла реки (жи­вое сечение), вычисляют площадь отдельных фигур, а затем се суммируют. Можно вычислить площадь живого сечения и другим способом. Сначала определить среднюю глубину русла по створу и полученную величину умножить на ширину русла.

Например, скорость течения реки 1 м/с, площадь живого се­чения 10 м 2 . Значит, расход воды в реке составляет 10 м 3 /с.

Расход воды в реке за продолжительный период называется речным стоком. Обычно он определяется по многолетним дан­ным и выражается в км 3 /год.

Сток показывает многоводность реки. Приводим некоторые показатели среднего стока для главнейших рек Земли.

Сток зависит от площади бассейна реки и климатических условий. Большое количество осадков при малом испарении спо­собствует увеличению стока. Кроме того, сток зависит от гор­ных пород, которыми сложена данная территория и рельеф местности.

Многоводность реки Амазонки (см. табл. 11) объясняется огромной площадью бассейна (около 7 млн. км 2). Это самый Сюльшой речной бассейн. На его площади выпадает более УООО мм осадков в год. У Амазонки 17 притоков первого поряд­ка, каждый из них дает воды почти столько же, сколько Волга. Самая многоводная река в Советском Союзе - Енисей, ее годовой сток составляет 548 км 3 /год.

В нашей стране проведены грандиозные работы по регули­рованию речного стока. Почти на всех крупных реках (Волге, Днепре, Ангаре) построены водохранилища, которые вмещают вешние и паводковые воды, что позволяет экономно расходовать ее в течение всего года. Вода этих рек приводит в движение турбины, вырабатывающие электрический ток, идет на нужды населения и орошение полей.

Озера и болота

Около 2% всей суши занято озерами. Озера - это значительные углубления суши, заполненные водой и не имеющие связи с морем. На территории нашей страны расположены самое большое озеро в мире - Каспийское и самое глубокое - Байкал. Много озер на северо-западе страны, особенно в Карелии.

Издавна человек использует озера для водоснабжения; они служат путями сообщения, местом лова рыбы. Многие озера содержат ценное сырье: соли, железные руды, сапропель. Они являются объектами для туризма.

По характеру стока озера подразделяются па проточные, сточные и бессточные. В проточные озера впадают многочисленные реки и вытекают из них. К этому типу относятся Ладожское, Онежское и озера Финляндии.

Сточные озера принимают большое количество рек, но из них вытекает одна река. К этому типу можно отнести озеро Севан в Армении.

В засушливых областях находятся бессточные озера, не имеющие стока,- Каспийское, Аральское, Балхаш. К этому же типу относят и многочисленные озера тундры.

В процессе развития бессточные озера могут перейти в сточные, если поступление воды, будет превышать испарение.

Озерные котловины по происхождению чрезвычайно разно­образны. Есть котловины, возникшие в результате проявления внутренних сил Земли (эндогенные). Таково большинство круп­ных озер мира. Мелкие озера порождены деятельностью внеш­них сил (экзогенные). К эндогенным котловинам относятся тек­тонические и вулканические. Тектонические котловины пред­ставляют собой опустившиеся участки земной коры. Опускание может произойти в результате прогиба слоев или сбросов вдоль трещин. Так образовались крупнейшие озера Каспийское, Аральское (прогиб земных слоев), Байкал, Танганьика, Ньяса, Верхнее, Гурон, Мичиган (сбросовые).

Котловины вулканического происхождения представляют гобой кратеры вулканов или долины, перекрытые лавовыми потоками. Подобные котловины имеются на Камчатке, напри­мер Кроноцкое озеро. Разнообразны озерные котловины экзогенного происхожде­ния. В долинах рек часто встречаются озера, имеющие продол­говатую форму. Они возникли на месте бывших р"усел рек.

Много озер образовалось в ледниковый период. Материко­вый лед при своем движении выпахивал огромные котловины. Они заполнялись водой. Такие озера встречаются в Финляндии, Канаде, на северо-западе нашей страны. Многие озера вытяну­ты по направлению движения ледников.

В областях, сложенных известняками, доломитами и гип­сом, имеются котловины провального происхождения, их назы­вают карстовыми. Многие из них очень глубоки.

Котловины могут возникнуть и в результате выдувания. Та­кие котловины очень мелки, и озера в них исчезающие. Они встречаются в прибрежных засушливых областях.

Особый тип имеют озерные котловины, возникшие в резуль­тате неравномерного протаивани"я многолетней мерзлоты. Это озера термокарстового происхождения (большинство озер тундры).

В горах в результате сильных землетрясений могут возник­нуть запрудные озера. Так, в 1911 г. на Памире буквально i глазах у людей возникло Сарезское озеро: часть горного хре та в результате землетрясения была сброшена в долину реки образовалась запруда высотой более 500 м.

Немало котловин создано человеком - это искусственн водоемы.

В нашей стране сток большинства крупных рек зарегулир ван (Волга, Днепр, Ангара, Енисей), на них построены плот ны, созда"ны большие водохранилища.

Многие озерные котловины имеют смешанное происхожд ние. Например, Ладожское, Онежское озера относятся к тект ническим, но их котловины изменили свой облик под действие работы ледников, рек, морей. Каспийское море-озеро - остато большого морского бассейна, который некогда соединялся чере Кумо-Манычскую впадину с Азовским и Черным морями.

Питание озер. Озера питаются за счет подземных вод, атмо сферпых осадков и впадающих в них рек. Часть воды из озер выносится в реки, испаряется с поверхности, уходит на подзем ный сток. В зависимости от соотношения приходной и расход ной части происходит колебание уровня воды, которое приводи к изменению площадей озер. Например, озеро Чад в сухое вре мя года имеет площадь 12 тыс. км 2 , а в дождливое увеличивает ся до 26 тыс. км 2 . За последние сто лет отмечено понижени уровня воды Каспийского озера. В результате площадь озер сократилась на 30 тыс. км 2 , исчезли многие заливы, а острова превратились в полуострова. Сейчас уровень Каспийского озе­ра на 28 м ниже уровня океана.

Изменение уровня воды в озерах связано с климатическими условиями: уменьшением количества выпавших осадков в бас-сейне озера, а также испарением его с поверхности. Уровень воды в озере может измениться также в результате тектониче­ских движений.

Колебания уровня воды в проточных озерах незначительны и не достигают одного метра (Байкал, Онежское, Ладожское). По количеству растворенного в воде вещества озера делятся па пресные, солоноватые и соленые. Пресные озера имеют ра­створенных солей менее 1%о. Солоноватыми озерами считаются такие, где соленость больше 1% 0 , а солеными - свыше 24,7 % 0 (при такой солености температура замерзания воды совпадает с температурой наибольшей плотности воды).

Проточные и сточные озера обычно пресные, так как при­ход пресной воды больше, чем расход. Бессточные озера - преимущественно солоноватые или соленые. В этих озерах при­ход воды меньше, чем расход, поэтому соленость увеличи­вается. Соленые озера находятся в степной и пустынной зонах (Эльтон, Баскунчак, Мертвое, Большое Соленое и многие дру­гие). Но некоторые отличаются большим содержанием соды (Na2S04) -это содовые озера (например, озеро Ван и некото­рые озера юга Западной Сибири); другие богаты наряду с хло­ридами и сульфидами бурой (Na2B 4 0 7 - ЮПцО) такие озера встречаются на Тибете, в Калифорнии.

Стадии развития озер. Озера - недолговременные обраюиа ния на поверхности Земли. Они разнимаются и записи мост oi окружающих условий. Реки, временные водные потоки несу со склонов в озера огромное количество неорганических и оргл нических веществ, которые отлагаются на дне. Появляется рас­тительность, остатки которой также скапливаются, заполняя озерные котловины. В результате этого озера мелеют, па месте их образуются болота.

Зарастание озер и превращение их в болота происходит по­степенно. Обмелевшее озеро начинает зарастать с берегов (рис. 31). До глубины 1 м растут осоки, стрелолист, водяная гречиха, водяные лютики и др. Глубже, до 2-3 м, поселяются камыши, тростники, хвощи; еще глубже - водяные лилии, рде­сты, у которых на поверхности плавают только листья и цветы, а все остальные органы растения целиком погружены в воду. Глубокая часть озера занята различного рода водорослями. Растения, отмирая, падают на дно, а там образуются мощные слои сапропеля ". Озеро продолжает мелеть, зарастать и пре­вращается в болото. На поверхности появляются мхи и лишай­ники. Под слоем мхов отмершие остатки растительности без до­ступа кислорода превращаются в торф. В лесной полосе очень часто озера зарастают с наветренных берегов.

В развитии озер можно выделить несколько стадий.

1. Стадия юности, когда первоначальный рельеф дна сохра­няется неизменным.

2. Стадия зрелости, когда вырабатывается береговая отмель хорошо выражены конусы выноса рек при их впадении, но не ровность дна еще сохраняется.

3. Стадия старости, когда отложения выровняли дно озера. В пресных озерах растительность полукольцом окружает бе­рега.

4. Стадия полного зарастания, когда озеро становится мел­ким, растительность покрывает большую часть зеркала воды, озеро превращается в болото.

Распространение озер подчинено законам зональности. В Со­ветском Союзе наиболее густая озерная сеть наблюдается и лесной полосе, в областях древнего оледенения: на Кольском полуострове, в Карелии. Здесь озера пресные, большей частью проточные и быстро зарастающие. К югу, в лесостепной и степ­ной зонах, количество озер резко уменьшается. В пустынной зоне преобладают бессточные соленые озера, они часто перс сыхают, превращаясь в солончаки. Тектонические озера ветре чаются во всех поясах. У них большие глубины, поэтому измс нение их идет медленно, малозаметно для человека.

Бблота - участки суши, избыточно увлажненные, покрытые влаголюбивой растительностью, имеющие слой торфа не мень­ше 30 см.

Болота, как указывалось, могут образоваться при зараста­нии озер, а также в условиях постоянного переувлажнения грун­тов из-за большого количества осадков, малого испарения и за­медленного стока. Переувлажнение приводит к ухудшению кислородного и минерального питания растений. Недостаток кислорода затрудняет процесс разложения растительных остат­ков, из них образуется торф. Почвы обедняются питательными веществами, лесная и травянистая растительность голодает, в-нижнем ярусе появляется мох, менее требовательный к усло­виям питания. Мхи впитывают атмосферную влагу и задержи­вают большое количество воды. Поэтому доступ воздуха в поч­ву затрудняется, начинает накапливаться торф. Из-за недостат­ка кислорода для корневых систем гибнут деревья. Гибель де­ревьев увеличивает переувлажнепность почв. Заболачивание в лесной полосе происходит при вырубке леса. Благоприятны условия для образования болот в полосе тундр, где многолет­няя мерзлота не пропускает грунтовых вод вглубь и они оста­ются на поверхности.

По условиям питания и местонахождению болота подразде­ляются на низинные и верховые. Низинные болота питаются мгмосферными осадками, поверхностными и подземными вода­ми. Подземные воды богаты минеральными веществами. Это обусловливает богатую растительность на низинных- болотах (ольха, ива, береза, осоки, хвощи, тростник, а из кустарни­ков- багульник). Низинные болота широко распространены ъ- .йеной-полосе на поймах больших рек.

При определенных условиях низинные болота могут пре­вратиться в верховые. По мере нарастания торфа количество минеральных веществ уменьшается, а растения, требователь­ные к минеральной пище, уступают место менее требователь­ным. Обычно эти растения появляются в центре болота (сфаг­новые мхи). Они выделяют органические кислоты, которые за­медляют распад растительной массы. Возникают повышения из н>|)фа. Стекающая в болото вода уже не может попадать в титр, где распространяются сфагновые мхи, питающиеся атмо-1 ферной влагой. Такие болота называют верховыми. Верховые Оолота возникают на малорасчлененных водоразделах.

Болота занимают огромные пространства. Примерно 1/10 Территории нашей страны покрыта болотами. Обширны про­странства болот в Полесье (Белоруссия), Псковской, Новго­родской областях, Мещере и Западной Сибири. Много болот i* тундре.

В болотах добывают торф, который идет на отопление и Производство электроэнергии, а также используется как ii.m-Тистое удобрение. В нашей стране производится плановое осу шение болот, которые в результате превращаются в плодород ные сельскохозяйственные угодья.

Подземные воды

Подземными водами называются воды, находящиеся под поверхностью Земли в жидком, твердом и газообразном состоя­нии. Они скапливаются в порах, трещинах, пустотах горных пород.

Подземные воды образовались в результате просачивания воды, выпавшей на поверхность Земли, конденсации водяных паров, поступивших по порам из атмосферы, а также в резуль­тате образования водяных паров при остывании магмы на глу­бине и конденсации их в верхних слоях земной коры. Решаю­щее значение в образовании подземных вод имеют процессы просачивания воды с поверхности Земли. В отдельных зонах, например в песчаных пустынях, основную роль играют воды, поступившие из атмосферы в виде водяных паров.

Вода, испытывающая влияние силы тяжести, называете)! гравитационной. Ее движение обусловлено наклоном водоупор ного слоя.

Вода, удерживаемая молекулярными силами, называется пленочной. Молекулы воды, которые непосредственно соприк.-i саются с зернами пород, образуют гигроскопическую воду. Пле ночную и гигроскопическую воду можно удалить из породи только при прокаливании. Поэтому растения эту воду не могу! использовать.

Корневые системы растений усваивают капиллярную во (находящуюся в капиллярах почвы) и гравитационную.

Скорость движения грунтовых вод незначительна и завис от структуры горных пород. Различаются мелкозернистые пор ды (глины, суглинки), зернистые (пески), трещиноватые (" вестняки). Через пески по трещинам гравитационная вода б препятственно стекает со скоростью 0,5-2 м в сутки, в сугли" ках и лессах - 0,1-0,3 мм в сутки.

Физико-химические свойства. Океаническая вода состоит по весу на 96,5% из чистой воды, а остальные приходятся на растворенные соли, газы и взвешенные нерастворимые частицы. В воде океанов обнаружено в растворенном состоянии 44 химических элемента. В процентном отношении на долю различных растворенных солей приходится следующее количество: хлориды 88,7, сульфаты 10,7, карбонаты 0,3, прочие 0,2. Больше всего содержится поваренной соли (NaCl ), поэтому вода океана на вкус соленая; соли магния (MgCl 2 , MgSO 4 ) придают ей горький привкус. Характерно постоянство солевого состава океана. Одна из причин этого - непрерывное перемешивание воды. Океанические воды выделились из недр Земли с исходной соленостью.

Средняя соленость вод Мирового океана 35°/ 00 . Изменения солености вызываются изменениями в приходо-расходном балансе солей, связанная главным образом с изменением баланса пресной воды.

Изменения солености хорошо выражены до глубины примерно 1500 м. На большей глубине соленость Мирового океана остается почти неизменной в пределах от 34,7 до 34, 9%.

Соленость воды на поверхности морей может сильно отличаться от солености вод в открытой части океана. Если соленость моря меньше, чем соленость соседнего участка океана, то более плотная океаническая вода проникает в море и опускается, заполняя его глубины. Если море более соленое, чем соседняя часть океана, то вода двигается по дну в сторону океана, по поверхности - в сторону моря.

В воде океана растворены газы. Преобладают кислород, азот, углекислый газ, сероводород, аммиак и метан. Газы поступают в воду из атмосферы, при химических и биологических процессах в воде, при подводных извержениях.

Плотность воды на поверхности океана изменяется в пределах от 0,996 до 1,083. С увеличением солености и понижением температуры воды плотность повышается. С глубиной плотность воды увеличивается. На каждые 10 м глубины давление увеличивается на 1 атм. Давление на глубине 10 000 м равно 1119 атм.

Термический режим. Основным источником тепла, получаемого океаном, является солнечная радиация. Кроме того океан получает тепло за счет поглощения длинноволнового излучения атмосферы, теплоты, освобождающейся при конденсации влаги и льдообразования, и при химико-биологических процессах. В океан поступает тепло, приносимое осадками, речными водами, воздухом, соприкасающимися с водой, и теплыми течениями. На температуру глубоких слоев океана влияют внутреннее тепло Земли и адиабатическое нагревание опускающейся воды.

Океан расходует тепло главным образом на испарение воды с его поверхности, на нагревание прилежащего слоя воздуха, на нагревание холодной воды рек и океанических течений, на таяние льдов и на другие процессы.

Суточные амплитуды температуры воды на поверхности океана значительно меньше суточных амплитуд температур воздуха над водой. Днем тепло поступает за счет солнечной радиации, но и расходуется в результате усиленного испарения влаги. Ночью вода излучает тепло в атмосферу и получает его при конденсации влаги на остывающей поверхности воды. Колебания температуры сглаживаются также вследствие большой теплоемкости воды. Суточная амплитуда температуры воды на поверхности океана не превышает в среднем 0,5°.

Годовые амплитуды температуры воды на поверхности океана больше, чем суточные. Они зависят от годового хода радиационного баланса, от морских течений, от преобладающих ветров и от широты. В низких широтах они составляют 1°, в высоких 2°.

Наибольшие средние годовые температуры воды (27-28°) наблюдаются в экваториальных широтах. В тропических широтах под действием течений на одной и той же широте температура воды на поверхности океана у западных берегов выше, чем у восточных. Этому способствуют пассаты, отгоняющие воды от восточных берегов. На месте ушедшей воды поднимаются нижележащие, более холодные ее слои. В умеренных широтах северного полушария в связи с течениями у восточных берегов температура воды выше, чем у западных. В южном полушарии, к югу от 40°, широтное распределение температуры почти не нарушается. В полярных широтах температура воды опускает до 0° и даже до -2°.

С глубиной температура в океане, как правило понижается. Значительные изменения температуры происходят только в верхних слоях океана (200-1000 м). На больших глубинах температура от + 2 до -1°.

Температура на поверхности морей под влиянием суши, водообмена с океаном, притока речных вод и других причин может значительно отличаться от температуры океана на той же широте. Самая высокая температура (до +36°) - на поверхности тропических морей. Изменение температуры с глубиной зависит в первую очередь от водообмена с соседними частями океана.

Ледовой режим. Температура замерзания воды в Мировом океане зависит от ее солености. Чем выше соленость, тем ниже температура замерзания.

Образование льда начинается с возникновения пресных кристаллов.

При скоплении ледяных кристаллов в штилевую погоду образуется тонкая ледяная пленка - сало. У берега появляется неподвижно прикрепленная к нему полоса льда - забереги. Постепенно нарастая, забереги превращаются в береговой припай. При спокойном состоянии поверхности воды при смерзании сала возникает прозрачный тонкий лед. Во время волнения появляются отдельные ледяные диски - блинчатый лед. При смерзании блинчатого льда образуется сплошной ледяной покров.

В высоких широтах северного полушария образовавшийся за зиму лед не успевает растаять за лето, поэтому здесь встречаются льды разного возраста - от однолетних до многолетних. Толщина однолетнего льда 1-2,5 м, многолетнего 3 м иболее. Многолетние мощные плавучие льды, занимающие центральные части Северного Ледовитого океана, называются паковыми льдами. Они занимают 70-80% общей площади льдов океана.

Пространства ровного льда пересекаются трещинами. При сжатии лед по трещинам ломается, льдины становятся на ребро и вмерзают, образуя торосы. При раздроблении дрейфующего льда возникают обширные ледяные поля (до 10 км в поперечнике), крупнобитый лед (20-100 м) и мелкобитый лед (менее 20 м).

По происхождению, кроме морских льдов, в океанах и морях встречаются речные и материковые льды, переместившиеся с суши. Обломки материковых льдов образуют плавающие ледяные горы - айсберги. Особенно они распространены в Антарктике.

Таяние льда начинается с загрязненных участков (обыкновенно от берегов). На поверхности льда в результате таяния образуются озерки. В прибрежной полосе возникают сплошные полосы чистой воды - водяные забереги, постепенно превращающиеся в полыньи. Тающий лед под воздействием волн и течений распадается на отдельные льдины. Льдины ломаются, превращаются в ледяную кашу и, наконец, лед распадается на кристаллы.

Льды покрывают около 15% площади Мирового океана. Границы положения льдов испытывают значительные сезонные изменения. В Арктике к югу от области сплошных льдов Центрального бассейна Северного Ледовитого океана расположена область несплошных плавучих льдов. Плавучие льды встречаются также в Беринговом и Охотском морях, в Гудзоновом заливе, полосой вокруг Гренландии и у побережья полуострова Лабрадор. В Антарктике зимой льды плотным широким кольцом окружают материк. Летом береговой припай взламывается, и лед уносится к северу. Граница плавучих льдов в южном полушарии доходит до 50-60° ю. ш. Далеко за пределы распространения плавучих льдов заходят айсберги. Они образуются главным образом около Антарктиды, Гренландии и островов Канадского Арктического архипелага. Большая масса и глубокая осадка в воде позволяет айсбергам достигать в северном полушарии 40-50° с. ш., а в южном, где айсберги крупнее,- 30- 40° ю. ш. Наблюдались айсберги высотой до 157 м и поперечником до 170 км.

Льды оказывают влияние на климат. Вода подо льдом защищена зимой от глубокого охлаждения, а летом - от прогревания. Тепло, выделяемое при льдообразовании, смягчает зимние температуры воздуха. Тепло, поглощаемое при таянии льда, понижает летние температуры.

— Источник—

Богомолов, Л.А. Общее землеведение/ Л.А. Богомолов [и д.р.]. – М.: Недра, 1971.- 232 с.

Post Views: 322

Теоретически не растворимых в воде веществ не существует, поэтому в морской воде содержатся почти все элементы таблицы Менделеева. Правда, некоторые элементы находятся в столь малых количествах, что их присутствие обнаруживается только в морских организмах, собирающих эти элементы из окружающей их морской воды. Таковы, например, кобальт, никель и олово, найденные в крови голотурий, омаров, устриц и других животных. Присутствие некоторых других элементов доказывается лишь их наличием в морских отложениях.

Среднее количество растворенных в водах Мирового океана твердых веществ составляет около 3, 5% по весу. Больше всего в морской воде содержится хлора -- 1, 9%. натрия -- 1, 06%. магния -- 0, 13%, серы --0, 088%, кальция -- 0, 040%, калия -- 0, 038%, брома - 0, 0065%, углерода -- 0, 003%. Содержание остальных элементов, в том числе биогенных и микроэлементов, ничтожно мало, менее 0, 3%. В водах океана обнаружены драгоценные металлы, но концентрация их незначительна, и при общем большом количестве в океане (золота -- 55 * 105 т, серебра -- 137 * 106 т) добыча их нерентабельна. Главным признаком, отличающим воды Мирового океана от вод суши, является их высокая соленость. Количество граммов веществ, растворенных в 1 литре воды, называют соленостью. Морская вода -- это раствор 44 химических элементов, но первостепенную роль в ней играют соли. Поваренная соль придает воде соленый вкус, а магниевая -- горький. Соленость выражается в промилле (%о). Это тысячная доля числа. В литре океанической воды растворено в среднем 35 граммов различных веществ, значит, соленость будет 35%о.

Соленость воды в Мировом океане не везде одинакова. В открытой части она изменяется в пределах 33--37°/оо и зависит от климатических условий (разности испарения и количества выпадающих осадков). Поэтому в ее распределении четко проявляются черты широтной зональности, что позволяет картировать эту характеристику (карты изогалин). В отдельных районах широтная зональность нарушается влиянием переноса солей течениям. Средняя соленость на поверхности океанов различна. Наибольшую среднюю соленость имеет Атлантический океан -- 35, 3°/0о, наименьшую -- Северный Ледовитый -- 32%о (в приустьевых районах до 20°/оо).

Газы в воде океана. Вода поглощает (растворяет) газы, с которыми она соприкасается. Поэтому в океанической воде содержатся все атмосферные газы, а также газы, приносимые водами рек, выделяющиеся при химических и биологических процессах, при подводных извержениях. Общее количество растворенных в воде газов невелико, но они играют решающую роль в развитии всей органической жизни морей и океанов.

Углекислый газ, в отличие от кислорода и азота, находится в воде океана в основном в связанном виде, в виде углекислых соединений -- карбонатов и бикарбонатов. Запасы углекислоты в океане поддерживаются дыханием организмов и растворением известковых пород дна и берегов, а также современных органогенных отложений (скелетов, раковин и т. д.). Значительные количества углекислого газа поступают в океан при подводных вулканических извержениях. Как и кислород, углекислый газ растворяется быстрее в холодной воде. При повышении температуры вода отдает углекислый газ атмосфере, при понижении -- поглощает его, поэтому в тропиках вода выделяет углекислый газ в атмосферу, в полярных широтах, наоборот, углекислый газ из атмосферы поступает в воду.