Pasaulio vandenynas

Pasaulio vandenynas

Vandenynas
Pasaulio vandenynas
vandens sluoksnis, dengiantis didžiąją žemės paviršiaus dalį (keturi penktadaliai pietų pusrutulyje ir daugiau nei trys penktadaliai šiauriniame pusrutulyje). Tik vietomis žemės pluta pakyla virš vandenyno paviršiaus, suformuodama žemynus, salas, atolus ir kt. Nors Pasaulio vandenynas yra vientisa visuma, tyrimų patogumui atskiroms jo dalims suteikiami skirtingi pavadinimai: Ramusis, Atlanto, Indijos ir Arkties vandenynai.
Didžiausi vandenynai yra Ramusis, Atlanto ir Indijos vandenynai. Ramusis vandenynas (plotas apie 178,62 mln. km 2) yra apvalios formos ir užima beveik pusę Žemės rutulio vandens paviršiaus. Atlanto vandenynas (91,56 mln. km 2) yra plačios S raidės formos, o vakarinės ir rytinės pakrantės beveik lygiagrečios. Indijos vandenynas, kurio plotas 76,17 milijono km2, yra trikampio formos.
Arkties vandenynas, kurio plotas yra tik 14,75 milijono km 2, beveik iš visų pusių yra apsuptas sausumos.
Kaip ir Quiet, jis turi apvalią formą. Kai kurie geografai identifikuoja kitą vandenyną – Antarktidą arba pietinį – Antarktidą supantį vandens telkinį. Vandenynas ir atmosfera.
Pasaulio vandenynai, kurių vidutinis gylis yra apie. 4 km, yra 1350 milijonų km 3 vandens. Atmosfera, apgaubianti visą Žemę kelių šimtų kilometrų storio sluoksniu, turinčiu daug didesnę bazę nei Pasaulio vandenynas, gali būti laikoma „apvalkalu“. Ir vandenynas, ir atmosfera yra skysta aplinka, kurioje egzistuoja gyvybė; jų savybės lemia organizmų buveinę. Cirkuliaciniai srautai atmosferoje veikia bendrą vandens cirkuliaciją vandenynuose, o vandenynų vandenų savybės labai priklauso nuo oro sudėties ir temperatūros. Savo ruožtu vandenynas lemia pagrindines atmosferos savybes ir yra energijos šaltinis daugeliui atmosferoje vykstančių procesų. Vandens cirkuliacijai vandenyne įtakos turi vėjai, Žemės sukimasis ir sausumos kliūtys. Vandenynas ir klimatas.
Atmosfera iš vandenyno gauna nemažą dalį jai tiekiamos šilumos ir beveik visus vandens garus. Garai pakyla ir kondensuojasi, sudarydami debesis, kuriuos neša vėjai ir palaiko gyvybę planetoje, krintant lietui ar sniegui. Tačiau šilumos ir drėgmės mainuose dalyvauja tik paviršiniai vandenys; daugiau nei 95% vandens yra gelmėse, kur jo temperatūra praktiškai nesikeičia.
Jūros vandens sudėtis. Vanduo vandenyne yra sūrus. Sūrų skonį suteikia joje esantys 3,5 % ištirpusių mineralų – daugiausia natrio ir chloro junginių – pagrindinių valgomosios druskos sudedamųjų dalių. Kitas gausiausias yra magnis, o toliau seka siera; Taip pat yra visi įprasti metalai. Iš nemetalinių komponentų ypač svarbūs kalcis ir silicis, nes jie dalyvauja daugelio jūrų gyvūnų skeletų ir kriauklių struktūroje. Dėl to, kad vandenį vandenyne nuolat maišo bangos ir srovės, jo sudėtis visuose vandenynuose yra beveik vienoda.
Jūros vandens savybės. Jūros vandens tankis (esant 20 °C temperatūrai ir apie 3,5% druskingumo) yra maždaug 1,03, t.y. šiek tiek didesnis už gėlo vandens tankį (1,0). Vandens tankis vandenyne kinta priklausomai nuo gylio dėl viršutinių sluoksnių slėgio, taip pat nuo temperatūros ir druskingumo. Giliausiose vandenyno vietose vandenys būna sūresni ir šaltesni. Tankiausios vandens masės vandenyne gali išlikti gylyje ir išlaikyti žemą temperatūrą daugiau nei 1000 metų.
Kadangi jūros vanduo yra mažo klampumo ir didelio paviršiaus įtempimo, jis palyginti mažai atsparus laivo ar plaukiko judėjimui ir greitai teka nuo įvairių paviršių. Vyraujanti mėlyna jūros vandens spalva siejama su saulės šviesos sklaida mažomis vandenyje pakibusiomis dalelėmis.
Jūros vanduo yra daug mažiau skaidrus matomai šviesai nei oras, bet skaidresnis nei dauguma kitų medžiagų. Užfiksuotas saulės spindulių prasiskverbimas į vandenyną iki 700 m gylio Radijo bangos prasiskverbia į vandens stulpą tik iki nedidelio gylio, tačiau po vandeniu garso bangos gali nukeliauti tūkstančius kilometrų. Garso greitis jūros vandenyje skiriasi, vidutiniškai 1500 m per sekundę.
Jūros vandens elektrinis laidumas yra maždaug 4000 kartų didesnis nei gėlo vandens. Didelis druskos kiekis neleidžia jo naudoti žemės ūkio pasėliams drėkinti ir laistyti. Taip pat netinka gerti.
JŪROS GYVENTOJAI
Gyvenimas vandenyne yra neįtikėtinai įvairus, jame gyvena daugiau nei 200 000 organizmų rūšių. Kai kurios, pavyzdžiui, koelakantinės žuvys, yra gyvos fosilijos, kurių protėviai čia klestėjo daugiau nei prieš 300 milijonų metų; kiti pasirodė visai neseniai. Dauguma jūrų organizmų randami sekliuose vandenyse, kur prasiskverbia saulės šviesa, kad palengvintų fotosintezės procesą. Sritys, prisotintos deguonimi ir maistinėmis medžiagomis, pavyzdžiui, nitratais, yra palankios gyvybei. Reiškinys, žinomas kaip „pakilimas“, yra plačiai žinomas. . upwelling), - giliavandenių vandenų, praturtintų maistinėmis medžiagomis, iškilimas į paviršių; būtent su tuo siejamas organinės gyvybės turtas kai kuriose pakrantėse. Gyvenimas vandenyne svyruoja nuo mikroskopinių vienaląsčių dumblių ir mažyčių gyvūnų iki banginių, kurių ilgis daugiau nei 100 pėdų ir didesnis nei bet kuris kada nors sausumoje gyvenęs gyvūnas, įskaitant didžiausius dinozaurus. Okeaninė biota skirstoma į šias pagrindines grupes.
Planktonas yra mikroskopinių augalų ir gyvūnų masė, kuri negali savarankiškai judėti ir gyvena paviršiniuose, gerai apšviestuose vandens sluoksniuose, kur sudaro plūduriuojančias „maitinimo vietas“ stambesniems gyvūnams. Planktoną sudaro fitoplanktonas (įskaitant tokius augalus kaip diatomės) ir zooplanktonas (medūzos, kriliai, krabų lervos ir kt.).
Nektonas susideda iš organizmų, laisvai plaukiančių vandens storymėje, daugiausia plėšriųjų, ir apima daugiau nei 20 000 žuvų rūšių, taip pat kalmarus, ruonius, jūrų liūtus ir banginius.
Bentosas susideda iš gyvūnų ir augalų, gyvenančių vandenyno dugne arba šalia jo, tiek giliuose, tiek sekliuose vandenyse. Įvairių dumblių (pavyzdžiui, rudųjų dumblių) atstovaujami augalai randami sekliame vandenyje, kur prasiskverbia saulės šviesa. Iš gyvūnų reikėtų atkreipti dėmesį į kempines, krinoidus (vienu metu laikyti išnykusiais), brachiopodus ir kt.
Maisto grandinės. Daugiau nei 90% organinių medžiagų, kurios sudaro gyvybės jūroje pagrindą, saulės šviesoje sintetina iš mineralų ir kitų komponentų fitoplanktono, kuris gausiai gyvena viršutiniuose vandenyno vandens stulpelio sluoksniuose. Kai kurie zooplanktoną sudarantys organizmai valgo šiuos augalus ir savo ruožtu yra maisto šaltinis didesniems gyvūnams, gyvenantiems didesniame gylyje. Jas valgo didesni gyvūnai, kurie gyvena dar giliau, ir šį modelį galima atsekti pačiame vandenyno dugne, kur didžiausi bestuburiai, pavyzdžiui, stiklinės kempinės, gauna jiems reikalingas maistines medžiagas iš negyvų organizmų liekanų – organinių šiukšlių, kurios. nugrimzta į dugną nuo viršutinio vandens stulpelio. Tačiau žinoma, kad daugelis žuvų ir kitų laisvai judančių gyvūnų sugebėjo prisitaikyti prie ekstremalių aukšto slėgio, žemos temperatūros ir nuolatinės tamsos sąlygų, būdingų dideliam gyliui. Taip pat žr jūrų biologija.
BANGOS, potvyniai, potvyniai, srovės
Kaip ir visa visata, vandenynas niekada nebūna ramybės. Įvairūs gamtos procesai, įskaitant tokius katastrofiškus kaip povandeniniai žemės drebėjimai ar ugnikalnių išsiveržimai, sukelia vandenynų vandenų judėjimą.
Bangos.Įprastas bangas sukelia įvairaus greičio vėjas, pučiantis vandenyno paviršiumi. Iš pradžių atsiranda bangavimas, vėliau vandens paviršius ima ritmingai kilti ir kristi. Nors vandens paviršius kyla ir leidžiasi, atskiros vandens dalelės juda trajektorija, kuri yra beveik uždaras ratas, praktiškai nepatiria jokio horizontalaus poslinkio. Padidėjus vėjui, bangos tampa aukštesnės. Atviroje jūroje bangos keteros aukštis gali siekti 30 m, o atstumas tarp gretimų keterų – 300 m.
Artėjant prie kranto, bangos suformuoja dviejų tipų laužytojus – nardančias ir slystančias. Nardymo laužtuvai būdingi bangoms, kurios kyla toli nuo kranto; jie turi įgaubtą priekį, jų ketera išsikiša ir griūva kaip krioklys. Slenkantys pertraukikliai nesudaro įgaubto fronto, o bangos mažėjimas vyksta palaipsniui. Abiem atvejais banga rieda į krantą, o paskui rieda atgal.
Katastrofiškos bangos gali atsirasti dėl staigių jūros dugno gylio pokyčių, kai susidaro lūžiai (cunamiai), per stiprias audras ir uraganus (audros bangos) arba nuošliaužų ir pakrančių uolų nuošliaužų metu.
Atvirame vandenyne cunamiai gali keliauti iki 700–800 km/h greičiu. Cunamio banga artėjant prie kranto sulėtėja, o tuo pačiu didėja ir aukštis. Dėl to į krantą rieda iki 30 m ir aukštesnės bangos (palyginti su vidutiniu vandenyno lygiu). Cunamiai turi didžiulę naikinamąją galią. Nors labiausiai nukenčia sritys šalia seismiškai aktyvių zonų, tokių kaip Aliaska, Japonija ir Čilė, bangos iš tolimų šaltinių gali padaryti didelę žalą. Panašios bangos kyla per sprogstamus ugnikalnių išsiveržimus ar griūvančias kraterio sienas, pavyzdžiui, 1883 m. Indonezijos Krakatau saloje išsiveržus ugnikalniui.
Audros bangos, kurias sukelia uraganai (atogrąžų ciklonai), gali būti dar žalingesnės. Ne kartą panašios bangos smogė pakrantei viršutinėje Bengalijos įlankos dalyje; vienas iš jų 1737 metais žuvo maždaug 300 tūkst. Dėl labai patobulintų išankstinio perspėjimo sistemų dabar galima įspėti pakrančių miestų gyventojus prieš artėjant uraganams.
Nuošliaužų ir nuošliaužų sukeltos katastrofiškos bangos yra gana retos. Jie atsiranda dėl didelių uolienų luitų kritimo į giliavandenes įlankas; tokiu atveju išstumiama didžiulė vandens masė, kuri krenta į krantą. 1796 m. Japonijos Kyushu saloje įvyko nuošliauža, turėjusi tragiškų pasekmių: jos sukeltos trys didžiulės bangos nusinešė apie 10 žmonių gyvybių. 15 tūkstančių žmonių.
Potvyniai. Potvyniai ritasi į vandenyno krantus, todėl vandens lygis pakyla iki 15 m ar daugiau. Pagrindinė potvynių ir atoslūgių priežastis Žemės paviršiuje yra Mėnulio gravitacija. Kas 24 valandas 52 minutes yra du potvyniai ir du atoslūgiai. Nors šie lygio svyravimai pastebimi tik prie kranto ir seklumose, žinoma, kad jų pasitaiko atviroje jūroje. Potvyniai sukelia daug labai stiprių pakrančių srovių, todėl jūrininkai turi naudoti specialias srovių lenteles, kad galėtų saugiai plaukti. Sąsiauriuose, jungiančiuose Japonijos vidaus jūrą su atviru vandenynu, potvynių srovės pasiekia 20 km/h greitį, o Seymour Narrows sąsiauryje prie Britų Kolumbijos krantų (Vankuverio sala) Kanadoje – maždaug. 30 km/val.
Srovės vandenyne taip pat gali būti sukurtas bangomis. Pakrantės bangos, artėjančios prie kranto kampu, sukelia gana lėtas pakrantės sroves. Ten, kur srovė nukrypsta nuo kranto, jos greitis smarkiai padidėja – susidaro plėšimo srovė, kuri gali kelti pavojų plaukikams. Dėl Žemės sukimosi didelės vandenyno srovės šiauriniame pusrutulyje juda pagal laikrodžio rodyklę, o pietiniame pusrutulyje – prieš laikrodžio rodyklę. Kai kurios srovės yra susijusios su turtingiausiomis žvejybos vietomis, tokiomis kaip Labradoro srovė rytinėje Šiaurės Amerikos pakrantėje ir Peru (arba Humboldto) srovė prie Peru ir Čilės krantų.
Drumstumo srovės yra vienos stipriausių srovių vandenyne. Jas sukelia didelių kiekių suspenduotų nuosėdų judėjimas; Šios nuosėdos gali būti perneštos upėmis, būti bangų sekliame vandenyje pasekmė arba susidaryti dėl nuošliaužos palei povandeninį šlaitą. Idealios sąlygos tokioms srovėms atsirasti yra netoli kranto esančių povandeninių kanjonų viršūnėse, ypač upių santakose. Tokios srovės pasiekia 1,5–10 km/h greitį ir kartais pažeidžia povandeninius kabelius. Po 1929 m. žemės drebėjimo, kurio epicentras buvo Didžiojo Niufaundlendo kranto rajone, tikriausiai dėl stiprių drumstumo srovių buvo pažeista daug transatlantinių kabelių, jungiančių Šiaurės Europą ir JAV.
KRANTAS IR PAKRANTĖS
Žemėlapiuose aiškiai matyti nepaprasta pakrančių kontūrų įvairovė. Pavyzdžiai: pakrantės, nubrėžtos įlankų, su salomis ir vingiuotais sąsiauriais (Meine, pietų Aliaskoje ir Norvegijoje); palyginti paprastos pakrantės, kaip ir dauguma vakarinės JAV pakrantės; giliai įsiskverbiančios ir išsišakojusios įlankos (pavyzdžiui, Česapikas) JAV vidurio Atlanto pakrantėje; iškili žemai esanti Luizianos pakrantė netoli Misisipės upės žiočių. Panašūs pavyzdžiai gali būti pateikti bet kuriai platumai ir bet kuriam geografiniam ar klimato regionui.
Pakrantės evoliucija. Pirmiausia pažiūrėkime, kaip pasikeitė jūros lygis per pastaruosius 18 tūkstančių metų. Prieš pat tai didžiąją žemės dalį didelėse platumose dengia didžiuliai ledynai. Tirpstant šiems ledynams tirpsmo vanduo pateko į vandenyną, todėl jo lygis pakilo apie 100 m Tuo pat metu buvo apsemtos daugybės upių žiočių – taip susiformavo žiotys. Ten, kur ledynai sukūrė slėnius, pagilėjusius žemiau jūros lygio, susiformavo gilios įlankos (fiordai) su daugybe uolėtų salų, kaip, pavyzdžiui, Aliaskos ir Norvegijos pakrantės zonoje. Plaukdama žemomis pakrantėmis jūra užtvindė ir upių slėnius. Smėlėtose pakrantėse dėl bangų veiklos susidarė žemų barjerų salos, nusidriekusios palei pakrantę. Tokios formos randamos prie pietinių ir pietrytinių JAV pakrančių. Kartais barjerinės salos sudaro kaupiamąsias pakrantės iškyšas (pvz., Hateraso kyšulys). Deltos atsiranda upių žiotyse, nešančiose daug nuosėdų. Tektoninių blokų pakrantėse, patiriančiose jūros lygio kilimą kompensuojančius pakilimus, gali susidaryti tiesios abrazyvinės briaunos (uolos). Havajų saloje dėl vulkaninės veiklos lavos srautai nutekėjo į jūrą ir susidarė lavos deltos. Daug kur pakrantės plėtra vyko taip, kad įlankos, susidariusios užtvindžius upių žiotis, ir toliau egzistavo – pavyzdžiui, Česapiko įlanka arba įlankos šiaurės vakarinėje Iberijos pusiasalio pakrantėje.
Atogrąžų zonoje kylantis jūros lygis prisidėjo prie intensyvesnio koralų augimo išorinėje (jūrinėje) rifų pusėje, todėl vidinėje pusėje susiformavo lagūnos, atskiriančios barjerinį rifą nuo kranto. Panašus procesas įvyko ten, kur sala nuskendo kylančio jūros lygio fone. Tuo pačiu metu išorinėje pusėje esantys barjeriniai rifai per audras buvo iš dalies sunaikinti, o virš ramaus jūros lygio audros bangos sukrovė koralų fragmentus. Rifų žiedai aplink apsemtas vulkanines salas suformavo atolus. Per pastaruosius 2000 metų jūros lygis praktiškai nepakilo.
Paplūdimiaižmonės visada buvo labai vertinami. Jie daugiausia sudaryti iš smėlio, nors yra ir akmenukų ir net nedidelių riedulių paplūdimių. Kartais smėlis yra bangų sutraiškytos kriauklės (vadinamasis lukšto smėlis). Paplūdimio profilis turi nuožulnias ir beveik horizontalias dalis. Pakrantės dalies pasvirimo kampas priklauso nuo jį sudarančio smėlio: plono smėlio paplūdimiuose frontalinė zona yra plokščiiausia; Šiurkščiavilnių smėlio paplūdimiuose šlaitai yra šiek tiek didesni, o stačiausią atbrailą formuoja akmenukų ir riedulių paplūdimiai. Paplūdimio užpakalinė zona dažniausiai yra virš jūros lygio, tačiau kartais ją užlieja ir didžiulės audros bangos.
Yra keletas paplūdimių tipų. JAV pakrantei labiausiai būdingi ilgi, palyginti tiesūs paplūdimiai, besiribojantys su išorine barjerinių salų puse. Tokiems paplūdimiams būdingos pakrantės įdubos, kuriose gali išsivystyti plaukikams pavojingos srovės. Išorinėje įdubų pusėje pakrantėje ištempti smėlio strypai, kuriuose vyksta bangų destrukcija. Kai bangos stiprios, čia dažnai atsiranda plyšimo srovės.
Netaisyklingos formos uolėti krantai dažniausiai sudaro daug mažų įlankėlių su nedidelėmis izoliuotomis paplūdimių zonomis. Šias įlankas nuo jūros dažnai saugo uolos arba virš vandens paviršiaus išsikišę povandeniniai rifai.
Paplūdimiuose dažni bangų susidarę dariniai – paplūdimių apnašos, raibuliavimo žymės, bangų purslų pėdsakai, atoslūgio metu vandens tėkmės susidarančios daubos, taip pat gyvūnų palikti pėdsakai.
Kai žiemos audrų metu paplūdimiai ardo, smėlis juda atviros jūros link arba palei krantą. Vasarą ramesniems orams į paplūdimius atkeliauja naujos smėlio masės, kurias atneša upės ar susiformuoja bangoms nuplaunant pakrantės atbrailas ir taip atkuriami paplūdimiai. Deja, šis kompensavimo mechanizmas dažnai sutrinka dėl žmogaus įsikišimo. Užtvankų tiesimas ant upių ar kranto apsauginių sienelių statyba neleidžia į paplūdimius tekėti medžiagoms pakeisti žiemos audrų išplautus.
Daug kur smėlis bangomis nešasi palei pakrantę, daugiausia viena kryptimi (vadinamasis pakrantės nuosėdų srautas). Jei pakrantės statiniai (užtvankos, molai, molai, kirkšnys ir kt.) blokuoja šį srautą, paplūdimiai „prieš srovę“ (t. y. esantys toje pusėje, iš kurios teka nuosėdos) arba nuplaunami bangomis, arba plečiasi už nuosėdų tiekimo. , o paplūdimiai „pasroviui“ beveik nepasipildo naujomis nuosėdomis.
VANDENYNO DUGNO RELIEFAS
Vandenynų dugne yra didžiulės kalnų grandinės, gilios bedugnės su stačiomis sienomis, ilgais kalnagūbriais ir giliais plyšių slėniais. Tiesą sakant, jūros dugnas yra ne mažiau tvirtas nei žemės paviršius.
Šelfas, žemyninis šlaitas ir žemyninė pėda. Platforma, besiribojanti su žemynais, vadinama kontinentiniu šelfu, nėra tokia lygi, kaip kadaise manyta. Išorinėje lentynos dalyje dažnos uolų atodangos; greta šelfo esančioje žemyninio šlaito dalyje dažnai atsiranda pamatinė uoliena.
Vidutinis lentynos išorinio krašto (krašto), skiriančio jį nuo žemyninio šlaito, gylis yra apytiksl. 130 m. Pakrantėse, kurios buvo apledėjusios, šelfe dažnai pastebimi įdubimai (loviai) ir įdubimai. Taigi, prie Norvegijos, Aliaskos ir pietinės Čilės fiordų krantų, netoli šiuolaikinės pakrantės randamos giliavandenės zonos; giliavandenių apkasų yra prie Meino krantų ir Sent Lauryno įlankoje. Ledynuose pagaminti loviai dažnai driekiasi per visą lentyną; Kai kuriose vietose palei juos yra seklumos, kuriose ypač gausu žuvų, pavyzdžiui, Georges Banks arba Great Newfoundland Bank.
Pakrantėje esančios lentynos, kuriose nebuvo apledėjimo, yra vienodesnės struktūros, tačiau dažnai jose aptinkama smėlėtų ar net uolėtų kalnagūbrių, kylančių virš bendro lygio. Ledynmečiu, nukritus jūros lygiui dėl to, kad sausumoje ledo lakštų pavidalu susikaupė didžiulės vandens masės, dabartiniame šelfe daug kur susidarė upių deltos. Kitose vietose žemynų pakraščiuose, tuometinio jūros lygio lygiuose, paviršiuje buvo išpjautos abrazyvinės platformos. Tačiau šių procesų, įvykusių žemo jūros lygio sąlygomis, rezultatus labai pakeitė tektoniniai judėjimai ir sedimentacija vėlesnėje poledyninėje eroje.
Labiausiai stebina tai, kad daug kur išoriniame šelfe vis dar galima aptikti nuosėdų, susidariusių seniau, kai jūros lygis buvo daugiau nei 100 m žemesnis nei šiandien. Ten taip pat randami ledynmečiu gyvenusių mamutų kaulai, kartais pirmykščio žmogaus įrankiai.
Kalbant apie žemyninį šlaitą, būtina atkreipti dėmesį į šiuos požymius: pirma, jis paprastai sudaro aiškią ir aiškiai apibrėžtą ribą su šelfa; antra, jį beveik visada kerta gilūs povandeniniai kanjonai. Vidutinis žemyninio šlaito nuolydis yra 4°, tačiau yra ir statesnių, kartais beveik vertikalių atkarpų. Atlanto ir Indijos vandenynų šlaito apatinėje riboje yra švelniai pasviręs paviršius, vadinamas „žemynine pėda“. Ramiojo vandenyno pakraščiuose žemyninės pėdos paprastai nėra; ji dažnai pakeičiama giliavandeniais grioviais, kur dėl tektoninių judėjimų (lūžių) susidaro žemės drebėjimai ir daugiausiai cunamių.
Povandeniniai kanjonai.Šie kanjonai, įpjauti į jūros dugną 300 m ir daugiau, dažniausiai išsiskiria stačiais bortais, siauru dugnu ir vingiuotu planu; kaip ir jų kolegos sausumoje, jie gauna daugybę intakų. Giliausias žinomas povandeninis kanjonas, Grand Bahama, yra iškirstas beveik 5 km gylyje.
Nepaisant panašumo su to paties pavadinimo dariniais sausumoje, dauguma povandeninių kanjonų nėra senoviniai upių slėniai, panirę žemiau vandenyno lygio. Drumstumo srovės gana pajėgios ir suformuoti slėnį vandenyno dugne, ir pagilinti bei transformuoti užtvindytą upės slėnį ar įdubimą išilgai lūžio linijos. Povandeniniai slėniai nelieka nepakitę; išilgai jų pernešamos nuosėdos, tai liudija dugno raibuliavimo požymiai, o jų gylis nuolat kinta.
Gilios jūros tranšėjos. Daug sužinota apie vandenyno dugno gelmių topografiją dėl didelio masto tyrimų, prasidėjusių po Antrojo pasaulinio karo. Didžiausias gylis yra Ramiojo vandenyno giliavandenės tranšėjos. Giliausia vieta yra vadinamoji. „Challenger Deep“ yra Marianos įduboje Ramiojo vandenyno pietvakariuose. Žemiau pateikiami didžiausi vandenynų gyliai kartu su jų pavadinimais ir vietomis:
Arkties– 5527 m Grenlandijos jūroje;
Atlanto vandenynas– Puerto Riko griovys (prie Puerto Riko krantų) – 8742 m;
Indijos– Sundos (Javano) griovys (į vakarus nuo Sundos archipelago) – 7729 m;
Tyliai– Marianų griovys (prie Marianų salų) – 11 033 m; Tongos griovys (netoli Naujosios Zelandijos) – 10 882 m; Filipinų tranšėja (netoli Filipinų salų) – 10 497 m.
Vidurio Atlanto kalnagūbris. Didelis povandeninis kalnagūbris, besitęsiantis iš šiaurės į pietus per centrinį Atlanto vandenyną, buvo žinomas jau seniai. Jo ilgis – beveik 60 tūkstančių km, viena atšaka driekiasi į Adeno įlanką iki Raudonosios jūros, o kita baigiasi prie Kalifornijos įlankos krantų. Kraigo plotis – šimtai kilometrų; Ryškiausias jo bruožas yra plyšių slėniai, kuriuos galima atsekti beveik per visą ilgį ir primenantys Rytų Afrikos plyšių zoną.
Dar labiau nustebino atradimas, kad pagrindinį keterą stačiu kampu jos ašiai kerta daugybė gūbrių ir slėnių. Šiuos skersinius kalvagūbrius galima atsekti vandenyne tūkstančius kilometrų. Tose vietose, kur jie susikerta su ašine ketera, yra vadinamieji. lūžių zonos, kuriose apsiriboja aktyvūs tektoniniai judėjimai ir kur yra didelių žemės drebėjimų centrai.
A. Wegenerio kontinentinio dreifo hipotezė. Iki maždaug 1965 m. dauguma geologų manė, kad žemynų ir vandenynų baseinų padėtis ir forma išliko nepakitusi. Buvo gana miglota mintis, kad Žemė susispaudžia, ir dėl šio susispaudimo susiformavo susilenkusios kalnų grandinės. Kai 1912 m. vokiečių meteorologas Alfredas Wegeneris pasiūlė idėją, kad žemynai juda („drift“) ir kad Atlanto vandenynas susiformavo išsiplėtus plyšiui, padalijusiam senovinį superkontinentą, ši idėja buvo sutikta nepatikliai, nepaisant daugybės faktų, liudijančių. jos naudai (rytinės ir vakarinės Atlanto vandenyno pakrančių kontūrų panašumas; iškastinių liekanų panašumas Afrikoje ir Pietų Amerikoje; didžiųjų anglies ir permo periodų ledynų pėdsakai prieš 350–230 mln. dabar esančiose netoli pusiaujo).
Vandenyno dugno plėtimasis (išplitimas). Pamažu Wegenerio argumentus patvirtino tolesnių tyrimų rezultatai. Buvo pasiūlyta, kad plyšių slėniai vandenyno vidurio kalnagūbriuose atsiranda kaip įtempimo įtrūkimai, kuriuos vėliau užpildo iš gelmių kylanti magma. Žemynai ir gretimos vandenynų sritys sudaro didžiules plokštes, tolstančias nuo povandeninių kalnagūbrių. Priekinė Amerikos plokštės dalis yra perkelta virš Ramiojo vandenyno plokštumos; pastarasis savo ruožtu juda po žemynu – vyksta procesas, vadinamas subdukcija. Yra daug kitų įrodymų, patvirtinančių šią teoriją: pavyzdžiui, žemės drebėjimų centrų, ribinių giliavandenių griovių, kalnų grandinės ir ugnikalnių vietos šiose srityse. Ši teorija leidžia paaiškinti beveik visas pagrindines žemynų ir vandenynų baseinų reljefo formas.
Magnetinės anomalijos.Įtikinamiausias argumentas, palaikantis vandenyno dugno plitimo hipotezę, yra tiesioginio ir atvirkštinio poliškumo juostų kaitaliojimas (teigiamos ir neigiamos magnetinės anomalijos), simetriškai atsekamos abiejose vandenyno vidurio keterų pusėse ir einančios lygiagrečiai joms. ašį. Šių anomalijų tyrimas leido nustatyti, kad vandenynas plinta vidutiniškai kelių centimetrų per metus greičiu.
Plokštės tektonika. Kiti šios hipotezės tikimybės įrodymai buvo gauti atliekant giliavandenius gręžinius. Jei, kaip rodo istorinė geologija, vandenynų plėtra prasidėjo juros periodu, jokia Atlanto vandenyno dalis negali būti senesnė už tą laiką. Kai kur giliavandeniai gręžiniai prasiskverbė į Juros periodo klodus (susiformavo prieš 190–135 mln. metų), tačiau niekur daugiau senesnių neaptikta. Ši aplinkybė gali būti laikoma reikšmingu įrodymu; kartu tai veda prie paradoksalios išvados, kad vandenyno dugnas yra jaunesnis už patį vandenyną.
VANDENYNO TYRINIMAS
Ankstyvieji tyrimai. Pirmieji bandymai tyrinėti vandenynus buvo grynai geografinio pobūdžio. Praeities keliautojai (Kolumbas, Magelanas, Kukas ir kt.) leidosi į ilgas nuobodžias keliones per jūras ir atrado salas bei naujus žemynus. Pirmą kartą patyrinėti patį vandenyną ir jo dugną bandė britų ekspedicija Challenger (1872–1876). Ši kelionė padėjo šiuolaikinės okeanologijos pagrindus. Pirmojo pasaulinio karo metais sukurtas echo zondavimo metodas leido sudaryti naujus šelfo ir žemyno šlaito žemėlapius. Specialios okeanologijos mokslo institucijos, atsiradusios XX amžiaus trečiajame ir trečiajame dešimtmetyje, išplėtė savo veiklą į giliavandenes teritorijas.
Šiuolaikinė scena. Tačiau tikroji mokslinių tyrimų pažanga prasidėjo tik pasibaigus Antrajam pasauliniam karui, kai į vandenyno tyrimus įsitraukė įvairių šalių laivynai. Tuo pačiu metu daugelis okeanografinių stočių gavo paramą.
Pagrindinis vaidmuo šiose studijose teko JAV ir SSRS; mažesniu mastu panašų darbą atliko Didžioji Britanija, Prancūzija, Japonija, Vakarų Vokietija ir kitos šalys. Maždaug per 20 metų buvo galima gauti gana išsamų vandenyno dugno topografijos vaizdą. Publikuotuose dugno reljefo žemėlapiuose išryškėjo gelmių pasiskirstymo vaizdas. Taip pat svarbūs tapo vandenyno dugno tyrimai naudojant echo zondavimą, kurio metu garso bangos atsispindi nuo pamatinės uolienos paviršiaus, palaidotų po puriomis nuosėdomis. Dabar apie šias palaidotas nuosėdas žinoma daugiau nei apie žemyninės plutos uolienas.
Povandeniniai laivai su įgula laive. Didelis žingsnis į priekį tyrinėjant vandenynus buvo giliavandenių povandeninių laivų su iliuminatoriais sukūrimas. 1960 metais Jacques'as Piccardas ir Donaldas Walshas ant batiskafo Triestas I nėrė į giliausią žinomą vandenyno regioną – Challenger Deep, 320 km į pietvakarius nuo Guamo. Jacques'o Cousteau „Nardomoji lėkštė“ pasirodė sėkmingiausia tarp tokio tipo įrenginių; su jo pagalba buvo galima atrasti nuostabų koralinių rifų ir povandeninių kanjonų pasaulį iki 300 m gylio. Kitas įrenginys Alvin nusileido į 3650 m gylį (projektinis nardymo gylis iki 4580 m) ir. buvo aktyviai naudojamas moksliniuose tyrimuose.
Giluminis gręžimas. Lygiai taip pat, kaip plokščių tektonikos koncepcija pakeitė geologijos teoriją, giliavandenių gręžinių gręžimas pakeitė geologijos istorijos supratimą. Pažangus gręžimo įrenginys gali išgręžti šimtus ar net tūkstančius metrų į magmines uolienas. Jei prireikdavo pakeisti šios instaliacijos nuobodų antgalį, šulinyje buvo palikta gaubto styga, kurią nesunkiai aptikdavo sonaras, sumontuotas ant naujo gręžimo vamzdžio antgalio, ir taip toliau gręžti tą patį gręžinį. Giliavandenių šulinių šerdys leido užpildyti daugybę spragų mūsų planetos geologinėje istorijoje ir, visų pirma, pateikė daug įrodymų, patvirtinančių vandenyno dugno plitimo hipotezės teisingumą.
VANDENYNŲ IŠTEKLIAI
Kadangi planetos ištekliai vis labiau stengiasi patenkinti augančios populiacijos poreikius, vandenynas tampa vis svarbesnis kaip maisto, energijos, mineralų ir vandens šaltinis.
Vandenyno maisto ištekliai. Kasmet vandenynuose sugaunama dešimtys milijonų tonų žuvų, vėžiagyvių ir vėžiagyvių. Kai kuriose vandenynų dalyse žvejyba naudojant modernias plaukiojančias žuvų peryklas yra labai intensyvi. Kai kurios banginių rūšys buvo beveik visiškai išnaikintos. Tęsianti intensyvi žvejyba gali padaryti didelę žalą tokioms vertingoms verslinėms žuvų rūšims kaip tunas, silkė, menkė, ešeriai, sardinės, jūrų lydekos.
Žuvų auginimas. Didžiulius lentynos plotus būtų galima skirti žuvų auginimui. Tokiu atveju galite tręšti jūros dugną, kad užtikrintumėte jūrinių augalų, kuriais minta žuvys, augimą.
Vandenynų mineraliniai ištekliai. Visų sausumoje esančių mineralų yra ir jūros vandenyje. Labiausiai paplitusios druskos yra magnio, sieros, kalcio, kalio ir bromo druskos. Neseniai okeanografai išsiaiškino, kad daugelyje vietų vandenyno dugnas tiesiogine to žodžio prasme yra padengtas feromangano mazgeliais, kuriuose yra daug mangano, nikelio ir kobalto. Fosforito mazgeliai, esantys sekliuose vandenyse, gali būti naudojami kaip žaliava trąšoms gaminti. Jūros vandenyje taip pat yra vertingų metalų, tokių kaip titanas, sidabras ir auksas. Šiuo metu iš jūros vandens dideliais kiekiais išgaunama tik druska, magnis ir bromas.
Aliejus. Nemažai didelių naftos telkinių jau kuriama atviroje jūroje, pavyzdžiui, prie Teksaso ir Luizianos krantų, Šiaurės jūroje, Persijos įlankoje ir prie Kinijos krantų. Tyrimai vykdomi daugelyje kitų sričių, pavyzdžiui, prie Vakarų Afrikos krantų, prie rytinių JAV ir Meksikos krantų, prie Arkties Kanados ir Aliaskos, Venesuelos ir Brazilijos krantų.
Vandenynas yra energijos šaltinis. Vandenynas yra praktiškai neišsenkantis energijos šaltinis.
Potvynių energija. Jau seniai žinoma, kad potvynių ir atoslūgių srovės, einančios per siaurus sąsiaurius, gali būti panaudotos energijai generuoti tiek pat, kiek kriokliai ir upių užtvankos. Pavyzdžiui, Sen Malo mieste Prancūzijoje potvynių ir atoslūgių hidroelektrinė sėkmingai veikia nuo 1966 m.
Bangų energija taip pat gali būti naudojamas elektros gamybai.
Šiluminio gradiento energija. Beveik trys ketvirtadaliai Žemės saulės energijos gaunama iš vandenynų, todėl vandenynas yra idealus milžiniškas šilumos šalintuvas. Energijos gamyba, pagrįsta paviršinio ir giluminio vandenyno sluoksnių temperatūrų skirtumo panaudojimu, galėtų būti vykdoma didelėse plaukiojančiose elektrinėse. Šiuo metu tokių sistemų kūrimas yra eksperimentinėje stadijoje.
Kiti ištekliai. Kiti ištekliai yra perlai, kurie susidaro kai kurių moliuskų kūne; kempinės; dumbliai, naudojami kaip trąšos, maisto produktai ir maisto priedai, taip pat medicinoje kaip jodo, natrio ir kalio šaltinis; guano nuosėdos – paukščių išmatos, iškasamos kai kuriuose Ramiojo vandenyno atoluose ir naudojamos kaip trąšos. Galiausiai gėlinimas leidžia gauti gėlo vandens iš jūros vandens.
VANDENYNAS IR ŽMOGUS
Mokslininkai mano, kad gyvybė vandenyne prasidėjo maždaug prieš 4 milijardus metų. Ypatingos vandens savybės turėjo didžiulę įtaką žmogaus evoliucijai ir vis dar leidžia gyvybei mūsų planetoje. Žmogus naudojo jūras kaip prekybos ir susisiekimo kelius. Plaukdamas jūromis jis padarė atradimų. Jis pasuko į jūrą ieškodamas maisto, energijos, materialinių išteklių ir įkvėpimo.
Okeanografija ir okeanologija. Vandenyno tyrimai dažnai skirstomi į fizinę okeanografiją, cheminę okeanografiją, jūrų geologiją ir geofiziką, jūrų meteorologiją, vandenynų biologiją ir inžinerinę okeanografiją. Okeanografiniai tyrimai atliekami daugumoje šalių, turinčių prieigą prie vandenyno.

Vandens telkinys už sausumos yra vadinamas pasaulio vandenynai. Pasaulio vandenyno vandenys užima apie 70,8% mūsų planetos paviršiaus ploto (361 mln. km 2) ir vaidina nepaprastai svarbų vaidmenį plėtojant geografinį apvalkalą.

Pasaulio vandenynuose yra 96,5% hidrosferos vandenų. Jos vandenų tūris yra 1 336 milijonai km 3 . Vidutinis gylis – 3711 m, didžiausias – 11022 m. Vyrauja nuo 3000 iki 6000 m. Jie sudaro 78,9 % ploto.

Vandens paviršiaus temperatūra svyruoja nuo 0°C ir žemiau poliarinėse platumose iki +32°C tropikuose (Raudonojoje jūroje). Apatinių sluoksnių link nukrenta iki +1°C ir žemiau. Vidutinis druskingumas yra apie 35 ‰, didžiausias - 42 ‰ (Raudonoji jūra).

Pasaulio vandenynai skirstomi į vandenynus, jūras, įlankas ir sąsiaurius.

Sienos vandenynai Ne visada ir ne visur jos vyksta žemynų pakrantėse, jos dažnai vykdomos labai sąlygiškai. Kiekvienas vandenynas turi jam būdingų savybių rinkinį. Kiekvienai iš jų būdinga sava srovių sistema, atoslūgių ir atoslūgių sistema, specifinis druskingumo pasiskirstymas, sava temperatūra ir ledo režimas, sava cirkuliacija su oro srovėmis, savi gylio modeliai ir dominuojančios dugno nuosėdos. Yra Ramusis (Didysis), Atlanto, Indijos ir Arkties vandenynai. Kartais pietinis vandenynas taip pat yra izoliuotas.

jūra - didelė vandenyno sritis, daugiau ar mažiau izoliuota nuo jo sausumos ar povandeniniais pakilimais ir išsiskirianti savo gamtinėmis sąlygomis (gyliu, dugno topografija, temperatūra, druskingumu, bangomis, srovėmis, potvyniais, atoslūgiais, organine gyvybe).

Priklausomai nuo kontinentų ir vandenynų kontakto pobūdžio jūros skirstomos į tris tipus:

1. Viduržemio jūra: yra tarp dviejų žemynų arba yra žemės plutos lūžių zonose; joms būdinga stipriai raižyta pakrantė, staigus gylio pokytis, seismiškumas ir vulkanizmas (Sargaso jūra, Raudonoji jūra, Viduržemio jūra, Marmuro jūra ir kt.).

2. Vidaus jūros: jie išsikišę giliai į žemę, išsidėstę žemynų viduje, tarp salų ar žemynų arba salyno viduje, gerokai atskirti nuo vandenyno, pasižymintys nedideliu gyliu (Baltoji jūra, Baltijos jūra, Hadsono jūra ir kt.).

3. Kraštinės jūros: išsidėsčiusi palei žemynų ir didelių salų pakraščius, žemyninėse seklumose ir šlaituose. Jie yra plačiai atviri vandenyno link (Norvegų jūra, Kara jūra, Okhotsko jūra, Japonijos jūra, Geltonoji jūra ir kt.).

Jūros geografinė padėtis daugiausia lemia jos hidrologinį režimą. Vidaus jūros yra silpnai sujungtos su vandenynu, todėl jų vandens druskingumas, srovės ir potvyniai smarkiai skiriasi nuo vandenyno. Kraštinių jūrų režimas iš esmės yra okeaninis. Dauguma jūrų yra prie šiaurinių žemynų, ypač prie Eurazijos krantų.

Įlanka - vandenyno ar jūros dalis, išsikišusi į sausumą, tačiau turinti laisvą vandens apykaitą su likusia akvatorijos dalimi, šiek tiek skiriasi nuo jos gamtinėmis savybėmis ir režimu. Skirtumas tarp jūros ir įlankos ne visada pastebimas. Iš esmės įlanka mažesnė už jūrą; Kiekviena jūra sudaro įlankas, bet nebūna priešingai. Istoriškai Senajame pasaulyje mažos vandens teritorijos, pavyzdžiui, Azovo ir Marmuro jūros, vadinamos jūromis, o Amerikoje ir Australijoje, kur pavadinimus davė Europos atradėjai, net didelės jūros vadinamos įlankomis – Hudsono, Meksikos. Kartais identiški vandens plotai vadinami viena jūra, kita – įlanka (Arabijos jūra, Bengalijos įlanka).

Atsižvelgiant į pakrantės kilmę, struktūrą, formą ir dydį, įlankos vadinamos įlankomis, fiordais, estuarijomis, lagūnomis:

Įlankos (uostai)– nedidelės įlankos, nuo bangų ir vėjų apsaugotos į jūrą kyšančiais kyšuliais. Jie yra patogūs švartuoti laivus (Novorosijskas, Sevastopolis - Juodoji jūra, Auksinis ragas - Japonijos jūra ir kt.).

Fjordai– siauros, gilios, ilgos įlankos išsikišusiais, stačiais, uolėtais krantais ir lovio formos profiliu, dažnai nuo jūros atskirtos povandeniniais slenksčiais. Kai kurių ilgis gali siekti per 200 km, gylis – virš 1000 m. Jų kilmė siejama su kvartero ledynų (Norvegijos, Grenlandijos, Čilės pakrantės) lūžiais ir eroziniu aktyvumu.

Estuarijos– giliai į žemę išsikišusios seklios įlankos su nerijomis ir įlankomis. Jie susidaro išsiplėtusiose upių žiotyse, kai nuslūgsta pakrantės žemė (Dniepro ir Dniestro estuarijos Juodojoje jūroje).

Lagūnos– seklios įlankos su sūriu arba sūriu vandeniu, nusidriekusios palei pakrantę, atskirtos nuo jūros nerijomis arba sujungtos su jūra siauru sąsiauriu (gerai išvystytos Persijos įlankos pakrantėje).

Lūpos- mažos įlankos, į kurias dažniausiai įteka didelės upės. Čia vanduo yra labai gėlintas, jo spalva smarkiai skiriasi nuo vandens gretimoje jūros dalyje ir turi gelsvų ir rusvų atspalvių (Penžinskajos įlanka).

Sąsiaurai - santykinai siauri vandens plotai, jungiantys atskiras Pasaulio vandenyno dalis ir atskirus sausumos plotus. Pagal vandens mainų pobūdį jie skirstomi į: pratekėjimas– srovės nukreipiamos per visą skerspjūvį viena kryptimi; mainai– vandenys juda priešingomis kryptimis. Juose vandens mainai gali vykti vertikaliai (Bosforas) arba horizontaliai (La Perouse, Davisov).

Struktūra Pasaulio vandenynų sandara vadinama vertikalia vandenų stratifikacija, horizontaliu (geografiniu) zoniškumu, vandens masių prigimtimi ir vandenynų frontais.

Vertikalioje atkarpoje vandens stulpelis skyla į didelius sluoksnius, panašius į atmosferos sluoksnius. Išskiriamos šios keturios sferos (sluoksniai):

Viršutinė sfera susidaro tiesiogiai keičiantis energijai ir medžiagai su troposfera. Jis dengia 200–300 m storio sluoksnį. Šiai viršutinei sferai būdingas intensyvus maišymasis, šviesos prasiskverbimas ir dideli temperatūros svyravimai.

Tarpinė sfera tęsiasi iki 1500–2000 m gylio; jos vandenys susidaro iš paviršinių vandenų jiems nuskendus. Tuo pačiu metu jie atšaldomi ir sutankinami, o po to sumaišomi horizontaliomis kryptimis, daugiausia su zoniniu komponentu. Poliariniuose regionuose jie išsiskiria padidėjusia temperatūra, vidutinio klimato platumose ir atogrąžų regionuose – mažu arba dideliu druskingumu. Vyrauja horizontalūs vandens masių pernešimai.

Gilioji sfera nepasiekia dugno apie 1000 m. Šiai sferai būdingas tam tikras vienalytiškumas. Jo storis yra apie 2000 m ir jame yra daugiau nei 50% viso pasaulio vandenyno vandens.

Apatinė sfera užima žemiausią vandenyno sluoksnį ir tęsiasi iki maždaug 1000 m atstumo nuo dugno. Šios sferos vandenys susidaro šaltose zonose, Arktyje ir Antarktidoje, slenka didžiuliais plotais giliais baseinais ir grioviais, pasižymi žemiausia temperatūra ir didžiausiu tankiu. Jie suvokia šilumą iš Žemės žarnų ir sąveikauja su vandenyno dugnu. Todėl judėdami jie gerokai transformuojasi.

Vandens masė yra santykinai didelis vandens tūris, susidarantis tam tikroje Pasaulio vandenyno srityje ir ilgą laiką turintis beveik pastovias fizines (temperatūra, šviesa), chemines (dujos) ir biologines (planktono) savybes. Vieną masę nuo kitos skiria vandenyno frontas.

Skiriami šie vandens masių tipai:

1. Pusiaujo vandens masėms būdinga aukščiausia atviro vandenyno temperatūra, mažas druskingumas (iki 34–32 ‰), minimalus tankis, didelis deguonies ir fosfatų kiekis.

2. Tropinės ir subtropinės vandens masės susidaro atogrąžų atmosferos anticiklonų zonose ir pasižymi dideliu druskingumu (iki 37 ‰ ir daugiau) bei dideliu skaidrumu, maistinių druskų ir planktono skurdu. Ekologiškai tai yra vandenyno dykumos.

3. Vidutinio klimato vandens masės išsidėsčiusios vidutinio klimato platumose ir pasižymi dideliu savybių kintamumu tiek pagal geografinę platumą, tiek pagal sezoną. Vidutinio klimato vandens masėms būdingas intensyvus šilumos ir drėgmės mainai su atmosfera.

4. Arkties ir Antarkties poliarinės vandens masės pasižymi žemiausia temperatūra, didžiausiu tankiu ir dideliu deguonies kiekiu. Antarkties vandenys intensyviai grimzta į dugno sferą ir aprūpina ją deguonimi.

Pasaulio vandenyno vandenys yra ištisiniai judėjimas ir maišant. Neramumai- svyruojantys vandens judesiai, srovės– progresyvus. Pagrindinė trikdžių (bangų) paviršiuje priežastis – vėjas, kurio greitis didesnis nei 1 m/s. Vėjo sukeltas jaudulys blėsta su gyliu. Žemiau 200 m net stiprių bangų nebepastebi, kai vėjo greitis yra maždaug 0,25 m/s. raibuliavimas Padidėjus vėjui vanduo patiria ne tik trintį, bet ir pučia orą. Bangos auga į aukštį ir ilgį, padidindamos virpesių periodą ir greitį. Bangavimas virsta gravitacinėmis bangomis. Bangų dydis priklauso nuo vėjo greičio ir pagreičio. Maksimalus aukštis vidutinio klimato platumose (iki 20 - 30 metrų). Mažiausiai banguoja pusiaujo juostoje, nurimo dažnis 20 - 33%.

Dėl povandeninių žemės drebėjimų ir ugnikalnių išsiveržimų kyla seisminės bangos - cunamis. Šių bangų ilgis – 200–300 metrų, greitis – 700–800 km/val. Seiches(stovinčios bangos) kyla dėl staigių slėgio pokyčių vandens paviršiuje. Amplitudė 1 – 1,5 metro. Būdinga uždaroms jūroms ir įlankoms.

Jūros srovės– Tai horizontalūs vandens judesiai plačių upelių pavidalu. Paviršines sroves sukelia vėjas, o giliąsias – skirtingo tankio vandens. Šiltosios srovės (Gulf Stream, Šiaurės Atlanto vandenynas) nukreipiamos iš žemesnių platumų į platesnes, šaltos (Labrodoro, Peru) – atvirkščiai. Atogrąžų platumose prie vakarinių žemynų pakrančių pasatai varo šiltą vandenį ir neša jį į vakarus. Jo vietoje iš gelmių kyla šaltas vanduo. Susidaro 5 šaltos srovės: Kanarų, Kalifornijos, Peru, Vakarų Australijos ir Bengelos. Pietiniame pusrutulyje į juos įteka šaltos Vakarų vėjų srovės. Šilti vandenys susidaro judant lygiagrečiai pasatų srovėms: Šiaurės ir Pietų. Indijos vandenyne šiauriniame pusrutulyje yra musonų sezonas. Rytinėse žemynų pakrantėse jie skirstomi į dalis, nukrypsta į šiaurę ir pietus ir eina palei žemynus: 40–50º šiaurės platumos. veikiant vakarų vėjams, srovės nukrypsta į rytus ir susidaro šiltos srovės.

Potvynių judesiai Vandenynai kyla veikiami Mėnulio ir Saulės gravitacijos jėgų. Didžiausi potvyniai ir atoslūgiai būna Fundy įlankoje (18 m). Yra pusdieniai, dieniniai ir mišrūs potvyniai.

Taip pat vandenų dinamikai būdingas vertikalus maišymasis: konvergencijos zonose - vandens nusėdimas, divergencijos zonose - pakilimas.

Vandenynų ir jūrų dugnas yra padengtas nuosėdų nuosėdomis, vadinamomis jūrinės nuosėdos , dirvožemiai ir dumblai. Pagal mechaninę sudėtį dugno nuosėdos skirstomos į: stambiąsias nuosėdines uolienas arba psefitai(blokai, rieduliai, akmenukai, žvyras), smėlio uolienos arba psammitai(rupus, vidutinis, smulkus smėlis), dumbluotos uolienos arba dumblas(0,1 - 0,01 mm) ir molingos uolienos arba pellitai.

Pagal medžiagų sudėtį dugno nuosėdos skiriamos silpnai kalkingos (kalkių kiekis 10–30%), kalkingos (30–50%), labai kalkingos (daugiau nei 50%), silpnai silicio (silicio kiekis 10–30%), silicio (30–50 %) ir labai silicio (daugiau nei 50 %) nuosėdos. Pagal jų kilmę skiriami terigeniniai, biogeniniai, vulkanogeniniai, poligeniniai ir autentiški telkiniai.

Terigeniškas kritulius iš sausumos atneša upės, vėjas, ledynai, banglenčių sportas, potvyniai ir atoslūgiai uolienų sunaikinimo produktų pavidalu. Prie kranto juos atstoja rieduliai, vėliau – akmenukai, smėlis, galiausiai – dumblas ir molis. Jie užima maždaug 25% Pasaulio vandenyno dugno ir daugiausia guli šelfe ir žemyno šlaite. Ypatingas terigeninių nuosėdų tipas yra ledkalnio nuosėdos, pasižyminčios mažu kalkių, organinės anglies kiekiu, prastu rūšiavimu ir įvairia granulometrine sudėtimi. Jie susidaro iš nuosėdinių medžiagų, kurios tirpstant ledkalniams patenka į vandenyno dugną. Jie būdingiausi Pasaulio vandenyno Antarkties vandenims. Taip pat yra terigeninių Arkties vandenyno telkinių, susidarančių iš upių, ledkalnių ir upių ledo atneštų nuosėdinių medžiagų. Drumstumo srautų nuosėdos – taip pat dažniausiai terigeninės sudėties. Jie būdingi žemyno šlaitui ir žemyninei pėdai.

Biogeninės nuosėdos susidaro tiesiogiai vandenynuose ir jūrose dėl įvairių jūrų organizmų, daugiausia planktoninių, mirties ir jų netirpių liekanų kritulių. Pagal medžiagų sudėtį biogeninės nuosėdos skirstomos į silikatines ir kalkingas.

Silicio nuosėdos susideda iš diatomų, radiolarijų ir titnago kempinių liekanų. Diatominės nuosėdos yra plačiai paplitusios pietinėse Ramiojo vandenyno, Indijos ir Atlanto vandenynų dalyse ištisinės juostos aplink Antarktidą pavidalu; šiaurinėje Ramiojo vandenyno dalyje, Beringo ir Ochotsko jūrose, tačiau čia jose yra daug terigeninės medžiagos priemaišų. Ramiojo vandenyno atogrąžų zonose dideliame gylyje (daugiau nei 5000 m) buvo aptiktos atskiros diatomito dėmės. Diatominės-radiolinės nuosėdos dažniausiai yra Ramiojo vandenyno ir Indijos vandenynų atogrąžų platumose, Antarktidos ir Okhotsko jūros šelfe.

Kalkių nuosėdos, kaip ir silikatiniai, skirstomi į daugybę tipų. Plačiausiai išsivysčiusios yra foraminiferinės-kokolitinės ir foraminiferinės oozos, paplitusios daugiausia tropinėse ir subtropinėse vandenynų dalyse, ypač Atlanto vandenyne. Tipiškame foraminiferaliniame dumble yra iki 99% kalkių. Nemažą tokių dumblų dalį sudaro planktoninių foraminiferų kriauklės, taip pat kokolitoforai – planktoninių kalkingų dumblių kriauklės. Kai dugno nuosėdose yra daug planktoninių pteropodų moliuskų kiautų priemaišos, susidaro pteropodų-foraminiferinių nuosėdos. Dideli jų plotai aptinkami pusiaujo Atlanto vandenyne, taip pat Viduržemio, Karibų jūrose, Bahamų salose, vakarinėje Ramiojo vandenyno dalyje ir kitose Pasaulio vandenyno srityse.

Koralų-dumblių telkiniai užima seklius pusiaujo ir atogrąžų vandenis Ramiojo vandenyno vakarinėje dalyje, dengia šiaurinės Indijos vandenyno dugną, Raudonąją ir Karibų jūras, o kriauklių karbonato telkiniai užima vidutinio klimato ir subtropinių zonų jūrų pakrantės zonas.

Piroklastinės, arba vulkanogeninės, nuosėdos susidaro dėl ugnikalnių išsiveržimų produktų patekimo į Pasaulio vandenyną. Dažniausiai tai yra tufai arba tufinės brekšos, rečiau – nesutvirtintas smėlis, dumblas, rečiau gilių, labai druskingų ir aukštos temperatūros povandeninių šaltinių nuosėdos. Taigi jų išleidimo angose ​​Raudonojoje jūroje susidaro labai juodos nuosėdos, kuriose yra daug švino ir kitų spalvotųjų metalų.

KAM poligeninės nuosėdos Egzistuoja vienas dugno nuosėdų tipas – giliavandenis raudonasis molis – pelitinės sudėties rudos arba rudai raudonos spalvos nuosėdos. Šią spalvą lemia didelis geležies ir mangano oksidų kiekis. Giliavandeniai raudonieji moliai yra paplitę vandenynų bedugniniuose baseinuose, esančiuose daugiau nei 4500 m gylyje. Jie užima reikšmingiausius Ramiojo vandenyno plotus.

Autigeninės arba chemogeninės nuosėdos susidaro cheminiu ar biocheminiu tam tikrų druskų nusodinimu iš jūros vandens. Tai oolitinės nuosėdos, glaukonitinis smėlis ir dumblas bei feromangano mazgeliai.

Oolitai- mažyčiai kalkių rutuliukai, randami šiltuose Kaspijos ir Aralo jūrų vandenyse, Persijos įlankoje ir Bahamų salose.

Glaukonito smėlis ir dumblas– įvairios sudėties nuosėdos su pastebima glaukonito priemaiša. Labiausiai jie paplitę šelfe ir žemyniniame šlaite prie Atlanto vandenyno pakrantės JAV, Portugalijoje, Argentinoje, Afrikos povandeniniame pakraštyje, prie pietinės Australijos pakrantės ir kai kuriose kitose vietovėse.

Feromangano mazgeliai– geležies ir mangano hidroksidų kondensacijos su kitų junginių, pirmiausia kobalto, vario ir nikelio, priemaišomis. Jie atsiranda kaip intarpai giliavandeniuose raudonuosiuose moliuose ir vietomis, ypač Ramiajame vandenyne, sudaro dideles sankaupas.

Daugiau nei trečdalį viso Pasaulio vandenyno dugno ploto užima giliavandenis raudonasis molis, o foraminiferinių nuosėdų pasiskirstymo plotas yra maždaug toks pat. Nuosėdų kaupimosi greitį lemia dugne per 1000 metų nusėdusio nuosėdų sluoksnio storis (kai kuriose vietovėse 0,1–0,3 mm per tūkstantį metų, upių žiotyse, pereinamosiose zonose ir tranšėjose – šimtai milimetrų per tūkstantį metų) .

Dugno nuosėdų pasiskirstymas Pasaulio vandenyne aiškiai atskleidžia platumos geografinio zonavimo dėsnį. Taigi atogrąžų ir vidutinio klimato zonose vandenyno dugnas iki 4500–5000 m gylio yra padengtas biogeninėmis kalkingomis nuosėdomis, o giliau - raudonais moliais. Popoliarines juostas užima silicio biogeninė medžiaga, o poliarines juostas – ledkalnių nuosėdos. Vertikalus zonavimas išreiškiamas dideliame gylyje esančių karbonatinių nuosėdų pakeitimu raudonaisiais moliais.

Vienintelis praktinės svarbos šaltinis, valdantis vandens telkinių šviesos ir šiluminį režimą, yra saulė.

Jei ant vandens paviršiaus krintantys saulės spinduliai iš dalies atsispindi, iš dalies sunaudojami vandeniui išgarinti ir apšviesti sluoksnį, į kurį prasiskverbia, o iš dalies sugeria, tai akivaizdu, kad paviršinio vandens sluoksnio kaitimas vyksta tik dėl sugertos saulės energijos dalies.

Ne mažiau akivaizdu, kad šilumos pasiskirstymo Pasaulio vandenyno paviršiuje dėsniai yra tokie patys kaip šilumos pasiskirstymo žemynų paviršiuje dėsniai. Daliniai skirtumai paaiškinami dideliu vandens šiluminiu pajėgumu ir didesniu vandens homogeniškumu, palyginti su žeme.

Šiauriniame pusrutulyje vandenynai yra šiltesni nei pietiniame pusrutulyje, nes pietiniame pusrutulyje yra mažiau sausumos, o tai labai įkaitina atmosferą, taip pat turi platų priėjimą prie šaltojo Antarktidos regiono; šiauriniame pusrutulyje yra daugiau sausumos masių, o poliarinės jūros yra daugiau ar mažiau izoliuotos. Šiaurinis vandens ekvatorius yra šiauriniame pusrutulyje. Temperatūra natūraliai mažėja nuo pusiaujo iki ašigalių.

Vidutinė viso pasaulio vandenyno paviršiaus temperatūra yra 17°,4, t.y. 3° aukštesnė už vidutinę Žemės rutulio oro temperatūrą. Didelė vandens šiluminė talpa ir turbulentinis maišymasis paaiškina didelių šilumos atsargų buvimą Pasaulio vandenyne. Gėlo vandens jis lygus I, jūros vandens (kurio druskingumas 35‰) yra šiek tiek mažesnis, būtent 0,932. Pagal vidutinę metinę produkciją šilčiausias vandenynas yra Ramusis vandenynas (19°,1), po jo seka Indijos (17°) ir Atlanto vandenynas (16°,9).

Temperatūros svyravimai Pasaulio vandenyno paviršiuje yra neišmatuojamai mažesni nei oro temperatūros svyravimai virš žemynų. Žemiausia patikima temperatūra, stebima vandenyno paviršiuje –2°, aukščiausia +36°. Taigi absoliuti amplitudė yra ne didesnė kaip 38 °. Kalbant apie vidutinių temperatūrų amplitudes, jos dar siauresnės. Paros amplitudės neviršija 1°, o metinės amplitudės, apibūdinančios šalčiausio ir šilčiausio mėnesių vidutinės temperatūros skirtumą, svyruoja nuo 1 iki 15°. Šiauriniame pusrutulyje šilčiausias mėnuo jūrai yra rugpjūtis, šalčiausias – vasaris; pietiniame pusrutulyje yra priešingai.

Pagal termines sąlygas paviršiniuose Pasaulio vandenyno sluoksniuose išskiriami atogrąžų vandenys, poliarinių regionų vandenys ir vidutinio klimato regionų vandenys.

Tropiniai vandenys yra abiejose pusiaujo pusėse. Čia viršutiniuose sluoksniuose temperatūra niekada nenukrenta žemiau 15-17°, o dideliuose plotuose vandens temperatūra siekia 20-25° ir net 28°. Vidutiniškai metiniai temperatūros svyravimai neviršija 2°.

Poliarinių regionų (šiauriniame pusrutulyje jie vadinami arktine, pietų pusrutulyje – Antarktida) vandenims būdinga žema temperatūra, dažniausiai žemiau 4-5°. Metinės amplitudės čia taip pat nedidelės, kaip ir tropikuose – tik 2-3°.

Vidutinio klimato regionų vandenys užima tarpinę padėtį – tiek geografiškai, tiek pagal kai kurias jų savybes. Dalis jų, išsidėsčiusių šiauriniame pusrutulyje, buvo vadinama borealiniu regionu, o pietų pusrutulyje – notaline. Borealiniuose vandenyse metinės amplitudės siekia 10°, o notaliniame regione – perpus mažesnės.

Šilumos perdavimas iš vandenyno paviršiaus ir gelmių praktiškai vyksta tik konvekcijos būdu, t.y., vertikaliu vandens judėjimu, kurį sukelia tai, kad viršutiniai sluoksniai yra tankesni nei apatiniai.

Vertikalus temperatūros pasiskirstymas turi savo ypatybes pasaulio vandenyno poliariniams ir karštiems bei vidutinio klimato regionams. Šias savybes galima apibendrinti grafiko pavidalu. Viršutinė linija rodo vertikalų temperatūros pasiskirstymą esant 3 °S. w. ir 31° vakarų ilgumos. Atlanto vandenyne, t.y. yra vertikalaus pasiskirstymo atogrąžų jūrose pavyzdys. Stebina lėtas temperatūros kritimas pačiame paviršiniame sluoksnyje, staigus temperatūros kritimas nuo 50 m gylio iki 800 m gylio ir vėl labai lėtas kritimas iš 800 m ir žemiau gylio: temperatūra čia beveik nesikeičia, be to, jis yra labai žemas (mažiau nei 4 °). Ši pastovi temperatūra dideliame gylyje paaiškinama visu likusiu vandens kiekiu.

Apatinė eilutė rodo vertikalų temperatūros pasiskirstymą 84 ° šiaurės platumos. w. ir 80° rytų ilgumos. ir kt., ty yra vertikalaus pasiskirstymo poliarinėse jūrose pavyzdys. Jam būdingas šiltas sluoksnis, esantis 200–800 m gylyje, kurį dengia šalto vandens sluoksniai, kurių temperatūra yra neigiama. Tiek Arktyje, tiek Antarktidoje aptinkami šiltieji sluoksniai susidarė nuslūgus šiltų srovių į poliarines šalis atnešamiems vandenims, nes šie vandenys dėl didesnio druskingumo, palyginti su poliarinių jūrų nudruskintais paviršiniais sluoksniais, pasisuko. tankesni ir todėl sunkesni už vietinius poliarinius vandenis.

Trumpai tariant, vidutinio klimato ir atogrąžų platumose temperatūra nuolat mažėja didėjant gyliui, tik šio mažėjimo greitis skiriasi įvairiais intervalais: mažiausias šalia paviršiaus ir giliau nei 800–1000 m, didžiausias intervale tarp šių. sluoksnių. Poliarinių jūrų, tai yra Arkties vandenyno ir kitų trijų vandenynų pietinės poliarinės erdvės, modelis skiriasi: viršutiniame sluoksnyje yra žema temperatūra; Didėjant gyliui, šios temperatūros, didėjant, sudaro šiltą sluoksnį su teigiama temperatūra, o po šiuo sluoksniu temperatūra vėl mažėja, pereinant prie neigiamų verčių.

Tai vertikalių temperatūros pokyčių Pasaulio vandenyne vaizdas. Kalbant apie atskiras jūras, vertikalus temperatūros pasiskirstymas jose dažnai labai skiriasi nuo modelių, kuriuos ką tik nustatėme Pasauliniam vandenynui.

Vanduo yra gausiausia medžiaga Žemėje. Žemės vandens apvalkalas vystėsi kartu su litosfera, atmosfera ir gyvąja gamta. Beveik visi procesai mūsų planetoje vyksta dalyvaujant vandeniui. Hidrosfera susideda iš vandenynų, sausumos vandenų ir požeminio vandens. Didžioji vandens dalis yra sutelkta vandenynuose.

Vandenynai yra mėlynas mūsų planetos veidrodis, gyvybės lopšys Žemėje. Jame yra ne tik mūsų planetos praeitis, bet ir ateitis. Norint suprasti didelį vandenyno vaidmenį, būtina žinoti jo prigimties ypatumus: vandens masių savybes, suprasti srovių vaidmenį, vandenyno sąveikos su atmosfera ir sausuma reikšmę. Apie visa tai sužinosite studijuodami šią temą.

§ 9. Pasaulio vandenyno vandenys

1. Kaip vadinama hidrosfera? Pasaulio vandenynai?
2. Ką jau žinai apie vandenyno gamtą?
3. Sudarykite vandenynų žemėlapio aprašymą (planą žr. priede).

Vandenyno vaidmuo Žemės gyvenime. Vandenynas užima beveik 3/4 mūsų planetos paviršiaus (22 pav.). Vanduo – viena nuostabiausių medžiagų Žemėje, brangus skystis, gamtos dovana mūsų planetai. Niekur Saulės sistemoje jo nerandama tokiais kiekiais kaip Žemėje.

Ryžiai. 22. Žemės ir vandenyno plotas: a) visoje Žemėje; b) Šiaurės pusrutulyje; c) pietiniame pusrutulyje

Vandenynas... Sunku įsivaizduoti, kokia didelė jo reikšmė Žemės gyvenime. Debesys danguje, lietus ir sniegas, upės ir ežerai, šaltiniai – visa tai tik laikinai jį palikusios vandenyno dalelės.

Vandenynas lemia daugelį Žemės prigimties ypatybių: išskiria sukauptą šilumą į atmosferą, maitina ją drėgme, kurios dalis persikelia į sausumą. Tai daro didelę įtaką klimatui, dirvožemiui, žemės florai ir faunai. Jo vaidmuo žmogaus ekonominėje veikloje yra didelis. Vandenynas yra gydytojas, tiekiantis vaistus ir prie jo krantų priėmęs milijonus poilsiautojų. Tai jūros gėrybių, daugelio mineralų, energijos šaltinis; tai ir „orų virtuvė“, ir erdviausias pasaulyje kelias, jungiantis žemynus. Dėl bakterijų darbo vandenynas turi galimybę (tam tikru mastu) apsivalyti, todėl jame sunaikinama didelė dalis Žemėje susidarančių atliekų.

Žmonijos istorija yra neatsiejamai susijusi su vandenyno tyrinėjimu ir vystymusi. Jo žinios prasidėjo senovėje. (Kada? Kas?) Ypač daug naujų duomenų per pastaruosius dešimtmečius buvo gauta naudojant naujausias technologijas. Moksliniuose laivuose atlikti tyrimai, surinkti automatinėmis okeanografinėmis stotimis, taip pat dirbtiniais Žemės palydovais, padėjo aptikti vandenynų vandenų sūkurius, gilias priešsroves, įrodyti gyvybės egzistavimą dideliame gylyje. Ištyrus vandenyno dugno struktūrą, buvo galima sukurti litosferos plokščių judėjimo teoriją.

Pasaulio vandenyno vandenų kilmė. Vandenynas yra pagrindinis vandens, labiausiai paplitusios Žemėje medžiagos, saugotojas, kuris ilgą laiką stebina tyrinėtojus savo savybių neįprastumu. Tik vanduo normaliomis žemiškomis sąlygomis gali egzistuoti trijose būsenose. Ši savybė užtikrina vandens buvimą visur. Jis persmelkia visą geografinį apvalkalą ir sukuria įvairius darbus.

Kaip Žemėje atsirado vanduo? Šis klausimas mokslu dar nėra galutinai išspręstas. Daroma prielaida, kad iš viršutinės mantijos susiformuojant litosferai vanduo iš karto išsiskyrė arba kaupėsi palaipsniui. Vanduo vis dar išsiskiria iš magmos, nukrenta ant planetos paviršiaus ugnikalnių išsiveržimų metu ir formuojantis vandenyno plutai litosferos plokščių tempimo zonose. Tai tęsis daugelį milijonų metų. Dalis vandens į Žemę patenka iš kosmoso.

Vandenynų vandenų savybės. Būdingiausios jų savybės – druskingumas ir temperatūra – jums jau žinomos. (Prisiminkite jų pagrindinius rodiklius iš 6 klasės kurso.) Okeaninis režimas – silpnas sprendimas, kuriame beveik nerasta chemikalų. Jame ištirpsta dujos, mineralai ir organinės medžiagos, susidarančios dėl gyvybinės organizmų veiklos.

Pagrindiniai druskingumo pokyčiai pastebimi paviršiniame sluoksnyje. Vandens druskingumas daugiausia priklauso nuo kritulių ir garavimo santykio, kuris skiriasi priklausomai nuo platumos. Prie pusiaujo druskingumas yra apie 34%, prie tropikų - 36%, o vidutinio klimato ir poliarinėse platumose - apie 33%. Druskingumas mažesnis ten, kur kritulių kiekis viršija garavimą, kur didelis upės vandens antplūdis, kur tirpsta ledas.

Jūs žinote, kad vandenyno vandenis, kaip ir žemę, kaitina saulės šilumos antplūdis į jo paviršių. Užimdamas didesnį plotą, vandenynas gauna daugiau šilumos nei žemė. Paviršinių vandenų temperatūra kinta ir pasiskirsto priklausomai nuo platumos (23 pav.). Kai kuriose vandenyno vietose šį modelį trikdo vandenyno srovės, o pakrantės dalyse – šiltesnių vandenų nuotėkis iš žemynų. Vandenyno vandens temperatūra taip pat kinta didėjant gyliui. Iš pradžių sumažėjimas yra labai didelis, o vėliau sulėtėja. Daugiau nei 3-4 tūkstančių m gylyje temperatūra dažniausiai svyruoja nuo +2 iki O °C.

Ryžiai. 23. Vidutinė metinė vandens temperatūra Pasaulio vandenyno paviršiuje. Palyginkite vandens temperatūrą tose pačiose platumose. Paaiškinkite savo rezultatą

Ledas vandenyne. Ledo susidarymas priklauso nuo vandenyno vandens temperatūros. Jau žinote, kad jūros vanduo užšąla esant -2 °C temperatūrai. Vėsdamas sūraus vandens tankis didėja, jo viršutinis sluoksnis pasunkėja ir grimzta žemyn, o į paviršių iškyla šiltesni vandens sluoksniai. Toks vandens maišymas neleidžia susidaryti ledui. Ledas susidaro tik arktinėse ir subarktinėse platumose, kur žiemos ilgos ir labai šaltos. Kai kurios seklios jūros, esančios vidutinio klimato zonoje, taip pat užšąla. Yra pirmamečių ir daugiamečių ledų. Vandenyno ledas gali būti nejudantis, jei yra prijungtas prie žemės, arba plūduriuojantis, tai yra, dreifuojantis. Vandenyne yra nuo sausumos ledynų atlūžęs ir į vandenyną nusileidęs ledas – ledkalniai (24 pav.).

Ryžiai. 24. Tirpstantys ledkalniai vandenyne

Vandenyno ledas daro didžiulę įtaką Žemės klimatui ir gyvybei joje. Ledas atspindi saulės spindulius, vėsina orą, prisideda prie rūko susidarymo. Jie trukdo laivybai ir jūrų prekybai.

Vandens masės. Vanduo yra pagrindinis vandenyno gamtos komponentas. Dideli vandens kiekiai, susidarantys tam tikrose vandenyno dalyse ir skiriasi vienas nuo kito temperatūra, druskingumu, tankiu, skaidrumu, deguonies kiekiu ir tam tikrų gyvų organizmų buvimu, vadinami vandens masėmis. Šios savybės išsaugomos visoje erdvėje, kurią užima viena ar kita vandens masė.

Vandenyne išskiriamos paviršinio, tarpinio, giluminio ir dugno vandens masės. Paviršiuje madingose ​​masėse iki 200 m gylio išskiriamos ekvatorinės. atogrąžų, vidutinio klimato ir poliarinių vandenų masės. Jie susidaro dėl netolygaus saulės šilumos patekimo įvairiose platumose ir atmosferos įtakos. Tose pačiose platumose paviršinių vandens masių savybės gali skirtis, todėl išskiriamos ir pakrantės bei okeaninės masės.

Vandens masės aktyviai sąveikauja su atmosfera: suteikia jai šilumą ir drėgmę, sugeria iš jos anglies dvideginį, išskiria deguonį. Sumaišius jie keičia savo savybes.

1. Kas lemia vandenynų vandenų druskingumą?
2. Kokie yra vandenyno vandens temperatūros skirtumai?
3. Kokiose vandenyno vietose susidaro ledas? Kaip jie veikia Žemės prigimtį ir žmogaus ekonominę veiklą?
4. Kaip vadinama vandens masė? Įvardykite pagrindines vandens masių rūšis. Kokios vandens masės yra paviršiniame vandenyno sluoksnyje?

Vanduo – paprasčiausias cheminis vandenilio ir deguonies junginys, o vandenyno vanduo – universalus, vienalytis jonizuotas tirpalas, kuriame yra 75 cheminiai elementai. Tai kietieji mineralai (druskos), dujos, taip pat organinės ir neorganinės kilmės suspensijos.

Vola turi daug skirtingų fizinių ir cheminių savybių. Visų pirma, jie priklauso nuo turinio ir aplinkos temperatūros. Trumpai apibūdinkime kai kuriuos iš jų.

Vanduo yra tirpiklis. Kadangi vanduo yra tirpiklis, galime spręsti, kad visi vandenys yra skirtingos cheminės sudėties ir skirtingos koncentracijos dujų-druskos tirpalai.

Vandenynų, jūros ir upių vandens druskingumas

Jūros vandens druskingumas(1 lentelė). Vandenyje ištirpusių medžiagų koncentracijai būdinga druskingumas, kuris matuojamas ppm (%o), t.y. medžiagos gramais 1 kg vandens.

1 lentelė. Druskos kiekis jūros ir upių vandenyje (% visos druskų masės)

Žemėlapyje vadinamos linijos, jungiančios vienodo druskingumo taškus izohalines.

Gėlo vandens druskingumas(žr. 1 lentelę) yra vidutiniškai 0,146 %o, o jūros - vidutiniškai 35 %O. Vandenyje ištirpintos druskos suteikia kartaus sūrumo skonį.

Apie 27 iš 35 gramų yra natrio chlorido (valgomosios druskos), todėl vanduo yra sūrus. Magnio druskos suteikia kartaus skonio.

Kadangi vanduo vandenynuose susidarė iš karštų sūrių žemės vidaus tirpalų ir dujų, jo druskingumas buvo originalus. Yra pagrindo manyti, kad pirmaisiais vandenyno formavimosi etapais jo vandenys mažai skyrėsi druskine sudėtimi nuo upių vandenų. Skirtumai atsirado ir ėmė stiprėti po uolienų transformacijos dėl jų oro sąlygų, taip pat dėl ​​biosferos vystymosi. Šiuolaikinė vandenyno druskos sudėtis, kaip rodo fosilijos liekanos, susiformavo ne vėliau kaip proterozojaus.

Be chloridų, sulfitų ir karbonatų, jūros vandenyje buvo rasti beveik visi Žemėje žinomi cheminiai elementai, įskaitant tauriuosius metalus. Tačiau daugumos elementų kiekis jūros vandenyje yra nereikšmingas, pavyzdžiui, kubiniame metre vandens buvo aptikta tik 0,008 mg aukso, o alavo ir kobalto buvimą rodo jų buvimas jūros gyvūnų kraujyje ir dugne; nuosėdos.

Vandenynų vandenų druskingumas— reikšmė nėra pastovi (1 pav.). Tai priklauso nuo klimato (kritulių ir garavimo nuo vandenyno paviršiaus santykio), ledo susidarymo ar tirpimo, jūros srovių, o šalia žemynų – nuo ​​gėlo upių vandens antplūdžio.

Ryžiai. 1. Vandens druskingumo priklausomybė nuo platumos

Atvirame vandenyne druskingumas svyruoja nuo 32-38%; ribinėse ir Viduržemio jūrose jo svyravimai yra daug didesni.

Vandens druskingumui iki 200 m gylio ypač didelę įtaką turi kritulių kiekis ir garavimas. Remdamiesi tuo, galime teigti, kad jūros vandens druskingumui galioja zonavimo dėsnis.

Pusiaujo ir subekvatoriniuose regionuose druskingumas yra 34% c, nes kritulių kiekis yra didesnis nei vandens išgaravimui. Atogrąžų ir subtropikų platumose - 37, nes čia mažai kritulių ir didelis garavimas. Vidutinio klimato platumose - 35%o. Mažiausias jūros vandens druskingumas stebimas popoliariniame ir poliariniame regionuose - tik 32, nes kritulių kiekis viršija garavimą.

Jūros srovės, upių nuotėkis ir ledkalniai sutrikdo zoninį druskingumo modelį. Pavyzdžiui, Šiaurės pusrutulio vidutinio klimato platumose vandens druskingumas didesnis prie vakarinių žemynų krantų, kur srovės atneša sūresnius subtropinius vandenis, o prie rytinių krantų, kur šaltos srovės atneša mažiau sūraus vandens, druskingumas yra mažesnis.

Subpolinėse platumose vyksta sezoniniai vandens druskingumo pokyčiai: rudenį dėl ledo susidarymo ir upės tėkmės stiprumo sumažėjimo druskingumas didėja, o pavasarį ir vasarą dėl ledo tirpimo ir padidėjimo. upės tėkmėje mažėja druskingumas. Aplink Grenlandiją ir Antarktidą druskingumas mažėja vasarą, nes tirpsta netoliese esantys ledkalniai ir ledynai.

Iš visų vandenynų sūriausias yra Atlanto vandenynas, kurio druskingumas yra Arkties vandenynas (ypač prie Azijos krantų, prie Sibiro upių žiočių – mažiau nei 10%).

Tarp vandenyno dalių - jūrų ir įlankų - didžiausias druskingumas stebimas dykumų apribotose vietose, pavyzdžiui, Raudonojoje jūroje - 42% c, Persijos įlankoje - 39% c.

Vandens druskingumas lemia jo tankį, elektrinį laidumą, ledo susidarymą ir daugelį kitų savybių.

Vandenyno vandens dujų sudėtis

Pasaulio vandenyno vandenyse, be įvairių druskų, yra ištirpusios įvairios dujos: azotas, deguonis, anglies dioksidas, sieros vandenilis ir kt. Vandenynuose, kaip ir atmosferoje, vyrauja deguonis ir azotas, tačiau kiek kitokiomis proporcijomis (dėl Pavyzdžiui, bendras laisvo deguonies kiekis vandenyne yra 7480 milijardų tonų, tai yra 158 kartus mažiau nei atmosferoje). Nepaisant to, kad dujos vandenyje užima palyginti mažai vietos, to pakanka, kad paveiktų organinę gyvybę ir įvairius biologinius procesus.

Dujų kiekį lemia vandens temperatūra ir druskingumas: kuo aukštesnė temperatūra ir druskingumas, tuo mažesnis dujų tirpumas ir mažesnis jų kiekis vandenyje.

Taigi, pavyzdžiui, 25 °C temperatūroje vandenyje gali ištirpti iki 4,9 cm/l deguonies ir 9,1 cm3/l azoto, 5 °C temperatūroje – atitinkamai 7,1 ir 12,7 cm3/l. Iš to išplaukia dvi svarbios pasekmės: 1) deguonies kiekis vandenyno paviršiniuose vandenyse yra daug didesnis vidutinio klimato ir ypač poliarinėse platumose nei žemose (subtropinėse ir atogrąžų) platumose, o tai turi įtakos organinės gyvybės vystymuisi – jūros turtingumui. pirmųjų ir pastarųjų vandenų santykinis skurdas; 2) tose pačiose platumose deguonies kiekis vandenynų vandenyse yra didesnis žiemą nei vasarą.

Kasdieniniai vandens dujų sudėties pokyčiai, susiję su temperatūros svyravimais, yra nedideli.

Deguonies buvimas vandenyno vandenyje skatina organinės gyvybės vystymąsi jame ir organinių bei mineralinių produktų oksidaciją. Pagrindinis deguonies šaltinis vandenyno vandenyje yra fitoplanktonas, vadinamas „planetos plaučiais“. Deguonis daugiausia sunaudojamas augalų ir gyvūnų kvėpavimui viršutiniuose jūros vandenų sluoksniuose bei įvairių medžiagų oksidacijai. 600-2000 m gylio srityje yra sluoksnis deguonies minimumas. Nedidelis deguonies kiekis čia derinamas su dideliu anglies dioksido kiekiu. Priežastis – šiame vandens sluoksnyje suyra didžioji dalis iš viršaus patenkančių organinių medžiagų ir intensyviai tirpsta biogeninis karbonatas. Abiem procesams reikalingas laisvas deguonis.

Azoto kiekis jūros vandenyje yra daug mažesnis nei atmosferoje. Šios dujos daugiausia patenka į vandenį iš oro skylant organinėms medžiagoms, tačiau taip pat susidaro kvėpuojant jūrų organizmams ir jiems irstant.

Vandens storymėje, giliuose sustingusiuose baseinuose, dėl gyvybinės organizmų veiklos susidaro sieros vandenilis, kuris yra toksiškas ir slopina biologinį vandenų produktyvumą.

Vandenyno vandenų šiluminė talpa

Vanduo yra vienas iš karščiausių kūnų gamtoje. Vos dešimties metrų vandenyno sluoksnio šiluminė talpa keturis kartus didesnė už visos atmosferos šiluminę talpą, o 1 cm vandens sluoksnis sugeria 94% į jo paviršių patenkančios saulės šilumos (2 pav.). Dėl šios aplinkybės vandenynas lėtai įšyla ir lėtai išskiria šilumą. Dėl didelės šiluminės talpos visi vandens telkiniai yra galingi šilumos akumuliatoriai. Vėsdamas vanduo palaipsniui išskiria šilumą į atmosferą. Todėl Pasaulio vandenynas atlieka funkciją termostatas mūsų planetos.

Ryžiai. 2. Šilumos talpos priklausomybė nuo temperatūros

Ledas ir ypač sniegas turi mažiausią šilumos laidumą. Dėl to ledas saugo vandenį rezervuaro paviršiuje nuo hipotermijos, o sniegas apsaugo dirvą ir žiemkenčius nuo užšalimo.

Garavimo šiluma vandens - 597 cal/g, ir sintezės šiluma - 79,4 cal/g – šios savybės labai svarbios gyviems organizmams.

Vandenyno temperatūra

Vandenyno šiluminės būklės rodiklis yra temperatūra.

Vidutinė vandenyno temperatūra-4 °C.

Nepaisant to, kad paviršinis vandenyno sluoksnis veikia kaip Žemės termostatas, savo ruožtu jūros vandens temperatūra priklauso nuo šiluminio balanso (šilumos pritekėjimo ir ištekėjimo). Šilumos srautą sudaro , o šilumos suvartojimą sudaro vandens išgarinimo ir turbulentinės šilumos mainų su atmosfera kaštai. Nepaisant to, kad šilumos dalis, išleidžiama turbulentiniam šilumos perdavimui, nėra didelė, jos reikšmė yra didžiulė. Būtent su jo pagalba vyksta planetos šilumos perskirstymas per atmosferą.

Paviršiuje vandenyno temperatūra svyruoja nuo -2°C (užšalimo temperatūra) iki 29°C atvirame vandenyne (35,6°C Persijos įlankoje). Pasaulio vandenyno paviršinių vandenų vidutinė metinė temperatūra yra 17,4°C, o šiauriniame pusrutulyje – maždaug 3°C aukštesnė nei pietiniame pusrutulyje. Aukščiausia paviršinio vandenyno vandens temperatūra šiauriniame pusrutulyje yra rugpjūčio mėnesį, o žemiausia – vasario mėnesį. Pietų pusrutulyje yra atvirkščiai.

Kadangi ji turi šiluminių ryšių su atmosfera, paviršinių vandenų temperatūra, kaip ir oro temperatūra, priklauso nuo vietovės platumos, t.y. jai galioja zonavimo dėsnis (2 lentelė). Zonavimas išreiškiamas laipsnišku vandens temperatūros mažėjimu nuo pusiaujo iki ašigalių.

Atogrąžų ir vidutinio klimato platumose vandens temperatūra daugiausia priklauso nuo jūros srovių. Taigi dėl šiltų srovių atogrąžų platumose temperatūra vakarų vandenynuose yra 5-7 °C aukštesnė nei rytuose. Tačiau Šiaurės pusrutulyje dėl šiltų srovių rytiniuose vandenynuose temperatūra yra teigiama ištisus metus, o vakaruose dėl šaltų srovių žiemą vanduo užšąla. Aukštose platumose poliarinę dieną temperatūra siekia apie 0 °C, o poliarinę naktį po ledu – apie -1,5 (-1,7) °C. Čia vandens temperatūrai daugiausia įtakos turi ledo reiškiniai. Rudenį išsiskiria šiluma, sušvelnindama oro ir vandens temperatūrą, o pavasarį šiluma eikvojama tirpimui.

2 lentelė. Vandenyno paviršinių vandenų vidutinė metinė temperatūra

Šalčiausias iš visų vandenynų- Šiaurės Arktis ir šilčiausias— Ramusis vandenynas, nes jo pagrindinė sritis yra pusiaujo-tropinėse platumose (vidutinė metinė vandens paviršiaus temperatūra –19,1 °C).

Didelę įtaką vandenyno vandens temperatūrai turi aplinkinių vietovių klimatas, taip pat metų laikas, nes nuo to priklauso saulės šiluma, šildanti viršutinį Pasaulio vandenyno sluoksnį. Aukščiausia vandens temperatūra šiauriniame pusrutulyje stebima rugpjūtį, žemiausia – vasarį ir atvirkščiai – pietiniame pusrutulyje. Dienos jūros vandens temperatūros svyravimai visose platumose yra apie 1 °C, didžiausi metiniai temperatūros svyravimai stebimi subtropinėse platumose – 8-10 °C.

Vandenyno vandens temperatūra taip pat kinta didėjant gyliui. Jis mažėja ir jau 1000 m gylyje beveik visur (vidutiniškai) žemiau 5,0 °C. 2000 m gylyje vandens temperatūra išsilygina, nukrenta iki 2,0-3,0 ° C, o poliarinėse platumose - iki dešimtųjų laipsnio virš nulio, po to ji labai lėtai mažėja arba net šiek tiek pakyla. Pavyzdžiui, vandenyno plyšio zonose, kur dideliame gylyje yra galingi aukšto slėgio požeminio karšto vandens ištekliai, kurių temperatūra siekia 250–300 ° C. Apskritai Pasaulio vandenyne vertikaliai yra du pagrindiniai vandens sluoksniai: šiltas paviršinis Ir stiprus šaltis, besitęsiantis iki apačios. Tarp jų yra perėjimas temperatūros šuolių sluoksnis, arba pagrindinis terminis klipas, jo viduje yra staigus temperatūros kritimas.

Šis vertikalaus vandens temperatūros pasiskirstymo vaizdas vandenyne yra sutrikęs didelėse platumose, kur 300–800 m gylyje galima atsekti šiltesnio ir sūresnio vandens sluoksnį, ateinantį iš vidutinio klimato platumų (3 lentelė).

3 lentelė. Vidutinė vandenyno vandens temperatūra, °C

Vandens tūrio pokytis keičiantis temperatūrai

Staigus vandens tūrio padidėjimas užšalimo metu– Tai savotiška vandens savybė. Staigiai nukritus temperatūrai ir perėjus per nulinę ženklą, smarkiai padidėja ledo tūris. Didėjant tūriui, ledas tampa lengvesnis ir plūduriuoja į paviršių, tampa mažiau tankus. Ledas apsaugo gilius vandens sluoksnius nuo užšalimo, nes yra prastas šilumos laidininkas. Ledo tūris padidėja daugiau nei 10%, palyginti su pradiniu vandens tūriu. Kaitinant, vyksta priešingas plėtimosi procesas - suspaudimas.

Vandens tankis

Temperatūra ir druskingumas yra pagrindiniai vandens tankį lemiantys veiksniai.

Jūros vandens atveju, kuo žemesnė temperatūra ir didesnis druskingumas, tuo didesnis vandens tankis (3 pav.). Taigi, esant 35%o druskingumui ir 0 °C temperatūrai, jūros vandens tankis yra 1,02813 g/cm 3 (kiekvieno kubinio metro tokio jūros vandens masė yra 28,13 kg didesnė nei atitinkamas distiliuoto vandens tūris). ). Didžiausio tankio jūros vandens temperatūra yra ne +4 °C, kaip gėlo vandens, o neigiama (-2,47 °C, kai druskingumas 30% ir -3,52 °C, kai druskingumas 35%o).

Ryžiai. 3. Jūros jaučio tankio ir jo druskingumo bei temperatūros ryšys

Dėl padidėjus druskingumui vandens tankis didėja nuo pusiaujo iki tropikų, o dėl temperatūros mažėjimo – nuo ​​vidutinio platumo iki poliarinio rato. Žiemą poliariniai vandenys leidžiasi žemyn ir juda apatiniuose sluoksniuose pusiaujo link, todėl Pasaulio vandenyno giluminiai vandenys paprastai būna šalti, tačiau prisodrintas deguonies.

Atskleista vandens tankio priklausomybė nuo slėgio (4 pav.).

Ryžiai. 4. Jūros vandens tankio (L"=35%o) priklausomybė nuo slėgio esant skirtingoms temperatūroms

Vandens gebėjimas apsivalyti

Tai svarbi vandens savybė. Garavimo metu vanduo praeina per dirvožemį, kuris, savo ruožtu, yra natūralus filtras. Tačiau pažeidžiant taršos ribą, savaiminio išsivalymo procesas sutrinka.

Spalva ir skaidrumas priklauso nuo saulės šviesos atspindžio, sugerties ir sklaidos, taip pat nuo suspenduotų organinės ir mineralinės kilmės dalelių. Atviroje dalyje vandenyno spalva mėlyna prie kranto, kur daug skendinčios medžiagos, žalsva, geltona, ruda.

Atviroje vandenyno dalyje vandens skaidrumas didesnis nei prie kranto. Sargaso jūroje vandens skaidrumas yra iki 67 m Planktono vystymosi laikotarpiu skaidrumas mažėja.

Jūrose toks reiškinys kaip jūros švytėjimas (bioliuminescencija). Švyti jūros vandenyje gyvi organizmai, turintys fosforo, pirmiausia tokie kaip pirmuonys (naktinė šviesa ir kt.), bakterijos, medūzos, kirminai, žuvys. Manoma, kad švytėjimas padeda atbaidyti plėšrūnus, ieškoti maisto arba tamsoje pritraukti priešingos lyties asmenis. Švytėjimas padeda žvejybos laivams rasti žuvų būrius jūros vandenyje.

Garso laidumas - vandens akustines savybes. Rasta vandenynuose garsą skleidžiantis mano Ir povandeninis "garso kanalas" turintys garso superlaidumą. Garsą išsklaidantis sluoksnis naktį pakyla, o dieną krenta. Jį naudoja povandeniniai laivai, norėdami slopinti povandeninių laivų variklių keliamą triukšmą, o žvejybos laivai – žuvų būriams aptikti. "Garsas
signalas“ naudojamas trumpalaikei cunamio bangų prognozei, povandeninėje navigacijoje – akustinių signalų perdavimui itin dideliais atstumais.

Elektros laidumas jūros vanduo yra didelis, jis yra tiesiogiai proporcingas druskingumui ir temperatūrai.

Natūralus radioaktyvumas jūros vandenys nedideli. Tačiau daugelis gyvūnų ir augalų turi galimybę koncentruoti radioaktyvius izotopus, todėl sugautų jūros gėrybių radioaktyvumas yra tiriamas.

Mobilumas- būdinga skysto vandens savybė. Veikiamas gravitacijos, vėjo, Mėnulio ir Saulės traukos bei kitų veiksnių, vanduo juda. Judant vanduo maišomas, todėl skirtingo druskingumo, cheminės sudėties ir temperatūros vandenys pasiskirsto tolygiai.