Мировой океан, общие характеристики

Январь 24th, 2014 Океанология

Мировой океан, общие характеристики

Мировой океан — основная часть гидросферы, составляющая 94,2 % всей её площади, непрерывная, но не сплошная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова, и отличающаяся общностью солевого состава.

Континенты и большие архипелаги разделяют мировой океан на четыре большие части (океаны):

  • Атлантический океан,
  • Индийский океан,
  • Тихий океан,
  • Северный Ледовитый океан.

Иногда из них также выделяется — Южный океан.

Большие регионы океанов известны как моря, заливы, проливы и т. п. Учение о земных океанах называется океанологией.

Происхождение Мирового океана

Происхождение Мирового океана является предметом идущих уже сотни лет споров.Мировой океан

Считается, что в архее океан был горячим. Благодаря высокому парциальному давлению углекислого газа в атмосфере, достигавшему 5 бар, его воды были насыщены угольной кислотой Н2СО3 и характеризовались кислой реакцией (рН ≈ 3−5). В этой воде было растворено большое количество различных металлов, в особенности железа в форме хлорида FeCl2.

Деятельность фотосинтезирующих бактерий привела к появлению в атмосфере кислорода. Он поглощался океаном и расходовался на окисление растворенного в воде железа.

Существует гипотеза, что начиная с силурийского периода палеозоя и вплоть до мезозоя суперконтинент Пангею окружал древний океан Панталасса, который покрывал около половины земного шара.

История исследования

Первыми исследователями океана были мореплаватели. Во время эпохи географических открытий были изучены очертания континентов, океанов и островов. Путешествие Фернана Магеллана (1519—1522) и последующие экспедиции Джеймса Кука (1768—1780) позволили европейцам получить представление об огромных водных пространствах, окружающих материки нашей планеты, и в общих чертах определить очертания континентов. Были созданы первые карты мира. В XVII и XVIII веках очертания береговой линии были детализированы, и карта мира приобрела современный вид. Однако глубины океана были изучены очень слабо. В середине XVII столетия нидерландский географ Бернхардус Варениус предложил употреблять по отношению к водным пространствам Земли термин «Мировой океан».

22 декабря 1872 года из английского порта Портсмута вышел парусно-паровой корвет «Челленджер», специально оборудованный для участия в первой океанографической экспедиции.

Современную концепцию Мирового океана составил в начале 20 века российский и советский географ, океанограф и картограф Юлий Михайлович Шокальский (1856 — 1940). Он впервые ввел в науку понятие «Мировой океан», считая все океаны — Индийский, Атлантический, Северный Ледовитый, Тихий — частями Мирового океана.

Во второй половине XX века началось интенсивное изучение глубин океана. Методом эхолокации были составлены детальные карты глубин океана, были открыты основные формы рельефа океанического дна. Эти данные, объединённые с результатами геофизических и геологических исследований, привели в конце 1960-х годов к созданию теории тектоники плит. Текто́ника плит — современная геологическая теория о движении литосферы. Для изучения строения океанической коры была организована международная программа по бурению океанического дна. Одним из основных результатов программы стало подтверждение теории.

Методы исследования

  • Исследования Мирового океана в XX веке активно велись на научно-исследовательских судах. Они совершали регулярные рейсы в определённые районы океанов. Большой вклад в науку внесли исследования на таких отечественных судах, как Витязь, Академик Курчатов, Академик Мстислав Келдыш. Проводились крупные международные научные эксперименты в океане Полигон-70, МОДЕ-I, ПОЛИМОДЕ.
  • При исследовании использовались глубоководные обитаемые аппараты, такие как «Пайсис», «Мир», «Триест». На исследовательском батискафе «Триест» в 1960 году было совершено рекордное погружение в Марианскую впадину. Одним из важнейших научных результатов погружения стало обнаружение высокоорганизованной жизни на таких глубинах.
  • В конце 1970-х гг. были запущены первые специализированные океанографические спутники (SEASAT — в США, «Космос-1076» — в СССР).
  • 12 апреля 2007 года для исследования окраски и температуры океана был запущен китайский спутник «Хайян-1B» («Ocean 1B»).
  • В 2006 году спутник НАСА Jason-2 начал участвовать в международном океанографическом проекте Ocean Surface Topography Mission (OSTM) для исследования циркуляции Мирового океана и колебаний уровня Мирового океана.
  • К июлю 2009 года в Канаде построен один из самых больших научных комплексов для исследования Мирового океана.

Научные организации

  • ААНИИ
  • ВНИИ Океангеология
  • Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН
  • Тихоокеанский океанологический институт им. В. И. Ильичева ДВО РАН.
  • Калифорнийский Океанографический институт Скриппса.

Музеи и океанариумы

  • Музей Мирового океана
  • Океанографический музей Монако
  • Океанариум в Москве

В России пока есть только 4 океанариума: Санкт-Петербургский Океанариум, «Аквамир» во Владивостоке, океанариум в Сочи и океанариум в Москве на Дмитровском шоссе (недавно открылся).

Деление Мирового океана

Основные морфологические характеристики океанов 

Океаны

Площадь поверхности воды, млн.км²

Объём, млн.км³

Средняя глубина, м

Наибольшая глубина океана, м

Атлантический

91,66

329,66

3597

жёлоб Пуэрто-Рико (8742)

Индийский

76,17

282,65

3711

Зондский жёлоб (7209)

Северный Ледовитый

14,75

18,07

1225

Гренландское море (5527)

Тихий

178,68

710,36

3976

Марианская впадина (11022)

Мировой

361,26

1340,74

3711

11022

На сегодняшний день существует несколько взглядов на деление Мирового океана, учитывающих гидрофизические и и климатические особенности, характеристики воды, биологические факторы и т. д. Уже в XVIII—XIX веках существовало несколько таких версий. Мальте-Брён, Конрад Мальте-Брён и Флерье, Шарль де Флерье выделили два океана. Деление на три части предложили, в частности, Филипп Буаше и Генрих Стенффенс. Итальянский географ Адриано Бальби (1782—1848) выделил в Мировом океане четыре региона: Атлантический океан, Северное и Южное Ледовитые моря и Великий океан, частью которого стал современный Индийский (такое деление было следствием невозможности определения точной границы между Индийским и Тихим океанами и сходством зоогеографических условий этих регионов). Сегодня нередко говорят об Индо-Тихоокеанском регионе — расположенной в тропической сфере зоогеографической зоне, в состав которой входят тропические части Индийского и Тихого океанов, а также Красное море. Граница региона проходит вдоль берегов Африки до Игольного мыса, позже — от Жёлтого моря к северным берегам Новой Зеландии, и от Южной Калифорнии к тропику Козерога.Океанариум

Международное гидрогеографическое бюро в 1953 году разработало новое деление Мирового океана: именно тогда были окончательно выделены Северный Ледовитый, Атлантический, Индийский и Тихий океаны.

География океанов

Общие физико-географические сведения:

  • Средняя температура: 5 °C;
  • Среднее давление: 20 МПа;
  • Средняя плотность: 1,024 г/см³;
  • Средняя глубина: 3730 м;
  • Общая масса: 1,4·1021 кг;
  • Общий объём: 1370 млн км³[7];
  • pH: 8,1±0,2.

Глубочайшей точкой океана является Марианская впадина, находящаяся в Тихом океане вблизи Северных Марианских островов. Её максимальная глубина — 11022 м. Она была исследована в 1951 году британской подводной лодкой «Челленджер II», в честь которой самая глубокая часть впадины получила название «Бездна Челленджера».

Воды Мирового океана

Воды Мирового океана составляют основную часть гидросферы Земли — океаносферу. На воды океана приходится более 96 % (1338 млн куб. км.) воды Земли. Объем пресных вод, поступающих в океан с речным стоком и осадками, не превышает 0,5 миллионов кубических километров, что соответствует слою воды на поверхности океана толщиной около 1,25 м. Это обуславливает постоянство солевого состава вод океана и незначительные изменения их плотности. Единство океана как водной массы обеспечивается её непрерывным движением как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. В океане, как и в атмосфере, нет резких природных границ, все они более или менее постепенны. Здесь осуществляется глобальный механизм трансформации энергии и обмена веществ, который поддерживается неравномерным нагревом солнечной радиацией поверхностных вод и атмосферы.

Рельеф дна

Систематическое изучение дна мирового океана началось с появлением эхолота. Большая часть дна океанов представляет собой ровные поверхности, так называемые абиссальные равнины. Их средняя глубина — 5 км. В центральных частях всех океанов расположены линейные поднятия на 1—2 км — срединно-океанические хребты, которые связаны в единую сеть. Хребты разделены трансформными разломами на сегменты, проявляющиеся в рельефе низкими возвышенностями, перпендикулярными хребтам.

На абиссальных равнинах расположено множество одиночных гор, часть из которых выступает над поверхностью воды в виде островов. Большинство этих гор — потухшие или действующие вулканы. Под тяжестью горы океаническая кора прогибается и гора медленно погружается в воду. На ней образуется коралловый риф, который надстраивает вершину, в результате формируется кольцевидный коралловый остров — атолл.

Если окраина континента пассивная, то между ним и океаном расположен шельф — подводная часть континента, и континентальный склон, плавно переходящий в абиссальную равнину. Перед зонами субдукции, там, где океаническая кора погружается под континенты, расположены глубоководные желоба — самые глубокие части океанов.

Морские течения

Морские течения — перемещения больших масс океанской воды — оказывают серьёзное влияние на климат многих регионов мира.

Климат

Океан играет огромную роль в формировании климата Земли. Под действием солнечной радиации вода испаряется и переносится на континенты, где выпадает в виде различных атмосферных осадков. Океанические течения переносят нагретые или охлаждённые воды в другие широты и в значительной мере ответственны за распределение тепла по планете.

Вода обладает огромной теплоёмкостью, поэтому температура океана меняется гораздо медленнее, чем температура воздуха или суши. Близкие к океану районы имеют меньшие суточные и сезонные колебания температуры.

Если факторы, вызывающие течения, постоянны, то образуется постоянное течение, а если они носят эпизодический характер, то формируется кратковременное, случайное течение. По преобладающему направлению течения делятся на меридиональные, несущие свои воды на север или на юг, и зональные, распространяющиеся широтно. Течения, температура воды в которых выше средней температуры для тех же широт, называют тёплыми, ниже — холодными, а течения, имеющие ту же температуру, что и окружающие его воды, — нейтральными.

На направление течений в Мировом океане оказывает влияние отклоняющая сила, вызванная вращением Земли, — сила Кориолиса. В Северном полушарии она отклоняет течения вправо, а в Южном — влево. Скорость течений в среднем не превышает 10 м/с, а в глубину они распространяются не более чем на 300 м.

Экология, животный и растительный мир

Океан является средой обитания для множества форм жизни; в их числе:

  • рыбы
  • китообразные, такие как киты и дельфины
  • головоногие, такие как осьминоги, кальмары
  • ракообразные, такие как лобстеры, креветки, криль
  • морские черви
  • планктон
  • кораллы
  • водоросли

Уменьшение концентрации озона в стратосфере над антарктическими водами приводит к меньшему поглощению океаном углекислого газа, что угрожает кальциевым раковинам и экзоскелетам моллюсков, ракообразным и др.

Экономическое значение

Океаны имеют громадное транспортное значение: огромное количество грузов перевозится судами между мировыми морскими портами. По цене перевозки единицы груза, на единицу расстояния, морской транспорт один из самых дешёвых, но далеко не самый быстрый. Для сокращения протяжённости морских путей построены каналы, важнейшие из которых включают Панамский и Суэцкий.

Интересные факты

  • Чтобы нагреть Мировой океан до температуры кипения, необходима энергия, выделяющаяся при распаде 6,8 миллиардов тонн урана.
  • Если взять всю воду океана (1,34 млрд км3) и сделать из неё шар, то получится планета диаметром около 1400 км.
  • В Мировом океане содержится примерно 37 септиллионов (37*1024) капель.