Циркуляційні системи у океані. Географічна структура океану Зразковий перелік завдань УСР

Горизонтальне та вертикальне перенесення мас води в океан здійснюються циркуляційними системами різних розмірів. Прийнято ділити їх на мікро-, мезо- і макроциркуляційні. Звернення води зазвичай відбувається у формі системи вихорів, які можуть бути циклонічними (маса води рухається проти ходу годинникової стрілки та піднімається) та антициклонічним (з рухом води по ходу годинникової стрілки та вниз). Рухи обох пологів відповідають атмосферним та породжуються хвильовими фронтальними обуреннями. Цикло-антициклонічна діяльність у тропосфері продовжується вниз, в океаносфері локалізована вона, як побачимо нижче, відповідно до атмосферних фронтів та центрів дії атмосфери.

При постійному переміщенні водних мас в одних місцях він сходяться, інші розходяться. Збіжність називається конвергенцією, розбіжність - дивергенцією. При конвергенції вода накопичується, рівень океану підвищується, збільшується тиск та щільність води і вона опускається. При дивергенції (наприклад розбіжності течій) відбувається зниження рівня і під глибинної води.

Сходження та розбіжності можуть бути між рушійною водною масою (наприклад, течією) та берегом. Якщо в результаті дії сили Коріоліса течія підходить до берега, виникає конвергенція і вода опускається. При віддаленні течії від берега спостерігається дивергенція, у результаті якої піднімається глибинна вода.

Нарешті, вертикальна і горизонтальна циркуляція викликається різницею щільностей воли. У середньому лежить на поверхні вона дорівнює 1,02474; зі збільшенням солоності і зниженням температури води вона підвищується, зі зниженням солоності і потеплінням- падає (згадаємо, що 1%о=1 кг солей на 1 т води).

Мікроциркуляційні системи в океані мають форму вихорів циклонічного та антициклонічного характеру діаметром від 200 м до 30 км (Степанов, 1974). Утворюються вони зазвичай вздовж хвильових збурень фронту, в глибину проникають на 30-40 м-коду місцями до 150 м-код і існують кілька діб.

Мезоциркуляційні системи є кругообігами води також цикло- і антициклонічного характеру діаметром від 50 до 200 км і глибиною зазвичай 200-300 м, іноді до 1000 м. Вони виникають на вигинах або меандрах фронтів. Замкнуті кругообіги води формуються і поза зв'язками з фронтами. Їх можуть спричинити вітер, нерівності океанського дна або конфігурація берегів.

Макроциркуляційні системи - це квазістаціонарні системи планетарного обміну вод, які зазвичай називають океанськими течіями.Вони розглядаються нижче.

Структура Світового океану.Структурою Світового океану називається його будова – вертикальна стратифікація вод, горизонтальна (географічна) поясність, характер водних мас та океанських фронтів.

У процесі планетарного обміну речовинами та енергією в атмо- та гідросфері формуються властивості вод Світового океану. Енергія руху води, що приходить із сонячною радіацією, в океан надходить зверху. Звичайно тому, що у вертикальному розрізі товща води розпадається на великі шари, аналогічні шарам атмосфери; їх треба також називати сферами.

Оскільки в геологічне час океан змінювався (а планетарному обміні завжди дотримується динамічне рівновагу), то, очевидно, як і стратифікація океану і горизонтальна циркуляція води (течії) у кожну геологічну епоху мали певні риси.

У процесі планетарного обміну речовинами та енергією в атмо- та гідросфері формуються властивості вод Світового океану. Енергія руху води, що приходить із сонячною радіацією, в океан надходить зверху. Природно тому, що у вертикальному розрізі товща води розпадається великі шари, аналогічні шарам атмосфери, їх теж називають сферами. Прийнято виділяти чотири сфери: верхню, проміжну, глибинну та придонну.

Верхня сфера - шар потужністю 200-300 м, що характеризується перемішуванням, проникненням світла та коливаннями температури.

Проміжна сфера тягнеться до глибин 1500-2000 м. Її води утворюються з поверхневих при їх опусканні. При цьому вони охолоджуються та ущільнюються, а потім переміщуються в горизонтальних напрямках, переважно із зональною складовою.

Глибинна сфера не сягає дна приблизно 1000 м. Їй властива гомогенність (однорідність) води. У цій сфері завтовшки не менше 2000 м укладено майже половину всієї води океану.

Придонна сфера – завтовшки близько 1000 м від дна. Її води утворюються в холодних поясах, в Антарктиді та Арктиці і переміщуються на величезних просторах глибокими (понад 4000 м) улоговинами і жолобами. Вони сприймають тепло з надр землі та хімічно взаємодіють з дном океану. Тож значно трансформуються.

У верхній сфері існують водні маси - порівняно великі об'єми води, що формуються в певній акваторії Світового океану і володіють протягом тривалого часу майже постійними фізичними (температура, світло), хімічними (солоність, гази), біологічними (планктон) властивостями і переміщуються як єдине ціле .

У Світовому океані виділяються такі зональні типи водних мас: екваторіальні, тропічні та субтропічні, помірні, полярні.

Екваторіальні водні маси характеризуються найвищою у відкритому океані температурою, зниженою (до 32-34°/0о) солоністю, мінімальною щільністю, великим вмістом кисню та фосфатів. Тропічні та субтропічні водні маси утворюються в області тропічних атмосферних антициклонів, характеризуються підвищеною (до 37°/оо і вище) солоністю та великою прозорістю, бідністю поживними солями та планктоном. Це океанські пустелі.

Помірні водні маси розташовуються в помірних широтах і відрізняються великою мінливістю як за географічними широтами, так і по сезонах року. Їх характерний інтенсивний обмін теплом і вологою з атмосферою.

Полярні водні маси Арктики та Антарктики характеризуються найнижчою температурою, найбільшою щільністю, підвищеним вмістом кисню. Води Антарктики інтенсивно занурюються у придонну сферу та забезпечують її киснем. Арктична вода, що має низьку солоність і тому невелику щільність, не виходить за межі верхньої проміжної сфери. Водна маса квазістаціонарна. Кожна водна маса має своє вогнище формування Переміщаючись, маси води змішуються, змінюють властивості. При зустрічах водних мас виникають фронтальні зони, що відрізняються градієнтами температури, солоності, а отже, і щільності (рис. 8).

Фронтальні зони – це зони конвергенції (збіжності). При конвергенції вода накопичується, рівень океану підвищується, збільшується тиск і густина води, і вона опускається.

Так як в океані не може відбуватися тільки опускання води, а має існувати і компенсаційний підйом вод, то поряд із зонами конвергенції відзначаються і зони дивергенції (витратності) течій, де здійснюється підйом вод. Середня швидкість неперіодичних вертикальних рухів в океані всього кілька сантиметрів на добу. Тому підйом холодних вод із глибини океану до поверхні біля східних берегів океанів зі швидкістю кілька десятків сантиметрів на добу називають потужним (апвелінг). Холодна вода, що піднімається з глибин океану, містить багато поживних речовин, тому такі райони більш багаті на рибу.

Холодні глибинні води, потрапляючи в поверхневий шар, Поступово нагріваються і під впливом вітрової циркуляції переміщаються в системі дрейфових течій у високі широти, переносячи тепло. В результаті океан переносить із низьких широт більше тепла, ніж атмосфера.

Світовий океан та атмосфера утворюють єдину систему. Океан – головний акумулятор тепла на Землі, гігантський перетворювач променистої енергії на теплову. Майже все тепло, що отримується нижніми шарами атмосфери, є прихованим теплом конденсації, закладеним у водяній парі. При цьому більше половини цього тепла надходить із тропічних районів. Прихована енергія, що надходить в атмосферу з водяними парами, частково перетворюється на механічну енергію, Що забезпечує переміщення повітряних мас і виникнення вітру Вітер передає енергію водної поверхні, викликаючи хвилювання та океанічні течії, що переносять тепло з низьких широт у вищі.

Поряд з енергетичним обміном, взаємодія океану та атмосфери супроводжується і обміном речовинами (водяні пари, гази, солі). Процеси взаємодії двох рухомих оболонок Землі надзвичайно складні, і вивчення їх дуже важливо. для задоволення практичних вимог фахівців щодо прогнозу погоди, промислової океанології, навігації, підводної, акустики тощо.

(близько 70%), що складається з низки окремих компонентів. Будь-який аналіз будівлі М.о. пов'язані з компонентними приватними структурами океану.

Гідрологічна структура МО.

Температурна стратифікація.У 1928 р. Дефантом було сформульовано теоретичне положення про горизонтальне поділ МО на дві товщі вод. Верхню частину - океанічну тропосферу, або "Теплий океан" і океанічну стратосферу або "Холодний океан" Кордон між ними проходить похило, варіюючи від практично вертикального до горизонтального положення. На екваторі кордон знаходиться на глибині близько 1 км, у полярних широтах може проходити майже вертикально. Води «теплого» океану легші за полярні води і розташовуються на них як на рідкому дні. Незважаючи на те, що теплий океан є практично скрізь і, отже, межа між ним і холодним океаном має значну протяжність, водообмін між ними відбувається тільки в небагатьох місцях, за рахунок підняття глибинних вод (апвеллінга), або опускання теплих вод (даунвеллінгу) .

Геофізична структура океану(Наявність фізичних полів). Один із факторів її наявності – термодинамічний обмін між океаном та атмосферою. На думку Шулейкіна (1963), океан треба розглядати як теплову машину, що працює в меридіональному напрямку. Екватор – нагрівач, а полюси – холодильники. За рахунок циркуляції атмосфери та океанічних течій відбувається постійний відтік тепла від екватора до полюсів. Екватор ділить океани а 2 частини з частково відокремленими системами течій, а материки ділять М.о. на регіони. Таким чином океанографії поділяють МО на 7 частин: 1) Північний Льодовитий, 2) Північна частина Атлантичного, 3) Північна частина Індійського, 4) Північна частина Тихого, 5) Південна частина Атлантичного, 6) Південна частина Тихого, 7) Південна частина Індійського.

В океані, як і скрізь в географічній оболонці є поверхні, що межують (океан/атмосфера, берег/океан, дно/водна маса, холодна/тепла ВМ, більш солона/менш солона ВМ і т.д.). Встановлено, що найбільша активність протікання хімічних процесів відбувається саме на прикордонних поверхнях (Айзатулін, 1966). Навколо кожної такої поверхні спостерігається підвищене поле хімічної активності та фізичних аномалій. МО ділять на активні шари, товщина яких при наближенні до кордону, що їх породжує, зменшується аж до молекулярного, а хімічна активність та кількість вільної енергії максимально зростає. Якщо відбувається перетин декількох кордонів, то всі процеси відбуваються ще активніше. Максимальна активність спостерігається на узбережжях, на кромці льоду, на океанічних фронтах. різного походженнята характеристик).

Найбільш активні:

  1. екваторіальна зона, де контактують ВМ північної та південної частин океанів, що закручуються в протилежних напрямках (за або проти годинникової стрілки).
  2. зони контакту океанічних вод з різною глибиною. У районах апвелінгу до поверхні піднімаються води стратосфери, в яких розчинено велика кількістьмінеральних речовин, які є їжею рослин. У районах даунвелліна на дно океану опускаються багаті киснем поверхневі води. У таких районах біомаса збільшується вдвічі.
  3. райони гідротерм (підводних вулканів). Тут формуються засновані на хемосинтезі «екологічні оази». Вони організми існують при температурі до +400ºС і солоності до 300 ‰. Тут виявлені археобактерії гинуть при +100ºС від переохолодження і споріднені з 3,8 млрд. років тому, що існували на Землі, щетинкові черв'яки – живуть у розчинах нагадують сірчану кислоту при температурі +260ºС.
  4. гирла рік.
  5. протоки.
  6. підводні пороги

Найменш активними є центральні частини океанів віддалені від дна і берегів.

Біологічна структура

До середини 60-х. існувала думка, що океан може прогодувати людство. Але виявилося, що лише близько 2% водних мас океану насичено життям. У характеристиці біологічної структури океану є кілька підходів.

  1. Підхід пов'язані з виявленням накопичень життя у океані. Тут виділяється 4 статичні скупчення життя: 2 плівки життя поверхнева і придонна товщиною приблизно по 100 м і 2 згущення життя: прибережне та саргасове – скупчення організмів у відкритому океані, де дно не відіграє ніякої ролі, пов'язані з підйомами та опусканнями вод в океані, фронтальними зонами в океані,
  2. Підхід Зенкевич пов'язаний з виявленням симетрії в океані існує. Тут існує 3 площини симетрії в явищах біотичного середовища: екваторіальне, 2 меридіональних проходять відповідно центром океану і центром материка. По відношенню до них відбувається зміна біомаси від берега до центру океану біомаса зменшується. Широтні пояси в океані виділяють по відношенню до екватора.

    1. екваторіальна зона протяжністю близько 10 0 (від 5 0 пн.ш. до 5 0 пд.ш.) – смуга багата життям. Дуже багато видів при невеликій кількості кожного. Рибопромисел зазвичай не дуже вигідний.
    2. субтропічно-тропічні зони (2) – зони океанічних пустель. Мешкає досить багато видів, фітопланктон активний цілий рік, але біопродуктивність дуже низька. Максимальна кількість організмів мешкає на коралових рифах та в мангрових заростях (прибережні напівзатоплені водою рослинні формації).
    3. Зони помірних широт (2 зони) мають найбільшу біопродуктивність. Видове розмаїття проти екватором різко зменшується, але кількість особин одного виду різко збільшується. Це райони активного рибопромислу. 4) полярні зони – райони з мінімальною біомасою через те, що фотосинтез фітопланктону взимку припиняється.
  3. Екологічна класифікація. Вирізняють екологічні групи живих організмів.

    1. планктон (від грец. Planktos - блукаючий), сукупність організмів, що мешкають у товщі води і нездатних протистояти перенесенню течією. Складається з бактерій, діатомових та деяких інших водоростей (фітопланктон), найпростіших, деяких кишковопорожнинних, молюсків, ракоподібних, ікри та личинок риб, личинок безхребетних (зоопланктон).
    2. нектон (від грец. nektos - плаваючий), сукупність тварин, що активно плавають, що живуть в товщі води, здатних протистояти течії і переміщатися на значні відстані. До нектону відносяться кальмари, риби, морські змії та черепахи, пінгвіни, кити, ластоногі та ін.
    3. бентос (від грец. benthos - глибина), сукупність організмів, що мешкають на грунті та в грунті дна водойм. Частина з них пересувається дном: морські зірки, краби, морські їжаки. Інші прикріплюються на дно – корали, гребінці, водорості. Деякі риби плавають біля дна або лежать на дні (скати, камбала), можуть закопуватись у ґрунт.
    4. Виділяють та інші, дрібніші екологічні групи організмів: плейстон – організми, що плавають поверхнею; нейстон – організми, що прикріплюються до плівки води зверху чи знизу; гіпонейстон - живуть безпосередньо під плівкою води.
У будові географічної оболонки МО виділяють кілька особливостей:
  1. Єдність МО
  2. Усередині структури МО виділяються кругові структури.
  3. Океан анізотропен, тобто. передає вплив поверхонь, що межують, з різною швидкістю в різних напрямках. Крапля води від поверхні Атлантичного океану на дно рухається 1000 років, а зі сходу на захід від 50 діб до 100 років.
  4. Океан має вертикальну і горизонтальну поясність, що призводить до формування всередині океану внутрішніх кордонів нижчого рангу.
  5. Значні розміри МО зрушують нижню межу ГО у ньому до 11 км. глибини.
Існують значні складності аналізу єдиного географічного середовища океану.
  1. мала доступність для людини;
  2. складнощі у розробці техніки вивчення океану;
  3. Мінімальний час у який океан вивчається.
Гідрологічна структура Світового океанубагато в чому визначає розподіл органічного світу. Властивості океанічних вод та особливості циркуляції дозволяють розділити водні маси на поверхневі, проміжні, глибинні та придонні.
Поверхневі води внаслідок високої перемішування однорідні, товщина їхнього шару через особливості теплообміну помітно змінюється за сезонами та залежно від географічної широти району. Зазвичай за нижню межу поверхневих вод приймають глибину, де амплітуда річного ходу температури практично невиразна. У середньому вона розташовується на глибині 200-300 м, в районах циклонічних циркуляції і дивергенцій піднімається до 150-200 м, а в областях антициклонічних кругообігів і конвергенції опускається до 300-400 м. У широтному напрямку поверхневі води поділяються на еква та полярні. Перші відрізняються найвищою температурою, зниженою солоністю та щільністю, складною циркуляцією. Для тропічних вод характерна висока солоність та щільність. Субполярні води у різних океанах досить мінливі за своїми характеристиками. Полярні води відрізняються негативними температурами (-1,2-1,5 °), низькою солоністю (32,5-34,6% о), формуються вище арктичного та антарктичного фронтів.
Проміжні води залягають під поверхневими до глибини 1000-1200 м. Максимальної товщини їх шар досягає в полярних областях і центральних областях антициклонічних кругообігів В екваторіальній зоні, де відбувається підйом вод, товщина шару проміжних вод зменшується до 600-900 м.
Антарктичні проміжні води утворюються внаслідок діяльності Антарктичної циркумполярної течії. Рух придонних вод у південному напрямку компенсується відпливом на північ глибинних та поверхневих вод. Далі на північ антарктичні компоненти поступово трансформуються і ці води повертаються в антарктичні широти у вигляді циркумполярних глибинних вод. Вони містять помітну домішку щодо більш солоних глибинних вод із Південної Атлантики. При перебігу Схід ці водні маси повністю включаються в циркумполярную циркуляцію. Близько 55-60% становлять антарктичні поверхневі води, решта - антарктичні придонні води. Циркумполярні глибинні води приносять велику кількість тепла в антарктичні моря, де воно витрачається на нагрівання холодних вод та атмосфери. Антарктичні поверхневі води простежуються до зони між 50° і 60° півд. Зона контакту між двома поверхневими водними масами відома як зона антарктичної конвергенції.
Глибинні води формуються у високих широтах внаслідок змішування поверхневих та проміжних вод. Вони однорідні і простягаються до глибин 3000-4000 м-коду.
Найпотужнішою течією у Світовому океані є Антарктична циркумполярна течія (протягом Західних вітрів). Воно дрейфує вздовж берегів Антарктиди, перетинаючи три океани, переміщуючи щомиті понад 250 млн м3 морської води. Його довжина до 30 тис. км, ширина - 1000-1500 км, глибина від 2 до 3 км. Швидкість у верхніх шарах сягає 2 км/год.
Придонні води також утворюються внаслідок опускання лежачих вод головним чином високих широтах.
Вся товща океанської води знаходиться в безперервному русі, що збуджується термогалинними (нагрівання, охолодження, опади, випаровування) та механічними факторами (напружена напруга вітру, атмосферний тиск), і навіть приливообразующими силами.
Загальна схема виникнення течій (рис. 5) в океані в основному визначається характером циркуляції атмосфери та географічним розташуванням материків. Поділяють систему горизонтальних та вертикальних течій.
У тропічній зоні вітру (пасати) дмуть з великою сталістю та силою зі сходу на захід, і лише поблизу екватора існує штильова зона. Відповідно в океані утворюються північна і південна пасатні течії, а між ними — протилежно спрямована (з заходу на схід) міжпасатовна течія. Пасатні вітри створюють екваторіальну течію, що йде зі сходу на захід. Зустрівши материковий бар'єр, воно повертає в Північній півкулі праворуч, у Південній ліворуч. По обидва боки від екватора утворюються кільцеві течії, спрямовані у Північній півкулі за годинниковою стрілкою, у Південному проти годинникової.

Мал. 5. Схема освіти течій (по А.С. Константинову, 1986)
У північній та південній помірних зонах панують західні вітри, а у високих широтах – східні. Під їх впливом виникають течії, різноспрямованість яких веде до формування гігантських кругообігів океанської води. На північ від екватора розташовується область північного тропічного круговороту (проти годинникової стрілки), далі - субтропічного (за годинниковою стрілкою) субарктичного (проти годинникової стрілки). У Південному півкулі є три аналогічних круговороту, але з іншим напрямком обертання. Розглянута циркуляція зумовлює східно-західну асиметрію температурного поля океану та визначає поширення морських організмів.
Життя у всьому Світовому океані безпосередньо залежить від Антарктичного циркуму континентального течії (АЦТ), що піднімає на поверхню багаті поживними речовинами глибинні води. Результати досліджень дають підстави вважати, що морське життя повинне мати більшу чутливість до змін клімату, ніж вважалося до цього — адже відповідно до більшості моделей змін клімату при цьому має змінитися й океанічна циркуляція. Хоча океанографи виділили кілька напрямів океанічної циркуляції, нове дослідження, проведене в Прінстонському університеті, показало, що три чверті всієї біологічної активності в океанах залежить лише від АЦТ. За розрахунками за зміни цієї циркуляції біологічна продуктивність всіх океанів знизиться вчетверо.
Крім поверхневих течій, у Світовому океані є складна система глибинних. Придонні води, що заповнюють глибини Світового океану, переважно формуються на шельфі Антарктиди. Тут у результаті утворення льоду солоність води підвищується, і вона (як щільніша) занурюється на дно і рухається на північ. Приплив добре аерованих антарктичних вод забезпечує киснем глибини океанів, забезпечуючи існування тут життя.
Атлантична тріска мігрує між нерестовищами, розташованими на південь від Ісландії, і районами харчування вздовж Східно-Гренландської течії.
Швидкість глибинних течій може досягати 10-20 см/с, тобто порівнянна з середніми швидкостями поверхневих течій. Це справедливо щодо як середньоглибинних течій, і придонних потоків.
Вертикальні переміщення води можуть бути викликані зміною щільності розташованих один над одним шарів води, занурення її біля навітряного берега та підйому у підвітряного, внаслідок проходження циклонів та антициклонів. Кожне занурення водних мас відповідає компенсаційне підняття води в іншому місці. Розрізняють райони конвергенції (сходження) водних мас, де поверхневі води занурюються в глибину, і райони дивергенцій (розходжень), де глибинні води виходять на поверхню.
Разом із глибинними водами на поверхню піднімаються сполуки азоту та фосфору, це призводить до бурхливого розвитку фітопланктону в зонах апвелінгу. Фітопланктоном харчуються рачки, що служать кормом для риби. Тому тут зазвичай буває більше риби, ніж інших ділянках океану.
Поверхня океану має складний динамічний рельєф, особливості якого взаємопов'язані із циркуляцією вод. Дивергенції, присвячені улоговинам динамічного рельєфу в центральних частинахциклонічних кругообігів, у полі дрейфових течій приблизно збігаються з областями згону вод та їх підйому з глибин — апвелінгу (рис. 6). Конвергенції, присвячені гребеням динамічного рельєфу в центральних частинах антициклонічних кругообігів, в області дрейфових течій приблизно збігаються з областями нагону вод і опускання вглиб - даунвеллінг.
Величезне значення в гідродинаміці океану мають хвилі, що здебільшого викликаються вітром і дією приливних сил, які одночасно зумовлюють і виникнення припливно-відливних течій (рис. 7). Розрізняють напівдобові, добові та змішані припливи.
У Світовому океані функціонування гідрологічної ланки йде у двох взаємно протилежних напрямках: з одного боку, воно спрямоване на формування щодо стійкої динамічної структури океану - відокремлення водних мас, страти-

Мал. 7. Динаміка припливної хвилі на о. Сахалін (по: Атлас, 2002)
фікацію його вод, з другого — на руйнування цих структур, вирівнювання градієнтів фізико-хімічних властивостей морської води.
Гідрологічні структури завдяки інерційності водного середовища мають відносну стійкість у часі, мають природні межі, через що їхня роль у фізико-географічній диференціації Світового океану особливо значна. Однак через рухливість вод аквальні екосистеми можуть руйнуватися, мати хиткі розпливчасті межі. Результатом функціонування гідрологічної ланки Світового океану є впорядкування гідрокліматичних умов.

Водний простір поза сушею називається Світовим океаном. Води Світового океану займають близько 70,8 % площі поверхні нашої планети (361 млн. км 2 ) і відіграють важливу роль розвитку географічної оболонки.

Світовий океан містить 965% вод гідросфери. Обсяг його вод дорівнює 1336 млн. км 3 . Середня глибина дорівнює 3711 м, максимальна - 11022 м. Переважні глибини від 3000 до 6000 м. На них припадає 78,9% площі.

Температура поверхні води від 0°С та нижче в полярних широтах до +32°С у тропіках (Червоне море). До придонних шарів вона знижується до +1°С та нижче. Середня солоність - близько 35 ‰, максимальна - 42 ‰ (Червоне море).

Світовий океан поділяється на океани, моря, затоки, протоки.

Межі океанів не завжди і не скрізь проходять берегами материків, нерідко вони проводяться досить умовно. Кожен океан має комплекс лише йому властивих якостей. Для кожного з них характерна своя система течій, система припливів і відливів, специфічний розподіл солоності, свій температурний і льодовий режим, своя циркуляція з повітряними течіями, характер глибин і панівні донні відкладення. Виділяють Тихий (Великий), Атлантичний, Індійський та Північний Льодовитий океани. Іноді виділяють і Південний океан.

Море - Значна акваторія океану, більш-менш відокремлена від нього сушею або підводними підняттями і відрізняється своїми природними умовами(глибина, рельєф дна, температура, солоність, хвилювання, течії, припливи, органічне життя).

Залежно від характеру контакту материків та океанівморя поділяються на такі три типи:

1. Середземні моря:розташовуються між двома материками або знаходяться в поясах розлому земної кори; вони характеризуються сильною порізаністю берегової лінії, різким перепадом глибин, сейсмічності і вулканізмом (Саргасове море, Червоне море, Середземне море, Мармурове море та ін.).

2. Внутрішні моря: глибоко вдаються у сушу, розташовуються всередині материків, між островами чи материками чи межах архіпелагу, значно відокремлені від океану, характеризуються невеликими глибинами (Біле море, Балтійське море, Гудзонове море та інших.).

3. Окраїнні моря: розташовуються по околицях материків та великих островів, на материкових мілинах та схилах. Вони широко відкриті у бік океану (Норвезьке море, Карське море, Охотське море, Японське море, Жовте море та інших.).

Географічне положення моря багато в чому визначає його гідрологічний режим. Внутрішні моря слабко пов'язані з океаном, тому солоність їхньої води, течії та припливи помітно відрізняються від океанських. Режим околиць морів по суті океанічний. Більшість морів знаходиться біля північних материків, особливо біля берегів Євразії.



Затока - Частина океану або моря, що вдається в сушу, але має вільний водообмін з рештою акваторії, слабко відрізняється від неї за природними особливостями і режимом. Не завжди вловима різниця між морем та затокою. У принципі затока менша за море; кожне море утворює затоки, а навпаки не буває. Історично склалося так, що у Старому світі і невеликі акваторії, наприклад Азовське та Мармурове, називаються морями, а в Америці та Австралії, де назви давали європейські першовідкривачі, навіть великі моря називаються затоками – Гудзонов, Мексиканська. Іноді однакові акваторії називаються одна морем, інша – затокою (Аравійське море, Бенгальська затока).

Залежно від походження, будови берега, форми та розмірів затоки називаються бухтами, фіордами, лиманами, лагунами:

Бухти (гавані)– затоки невеликих розмірів, захищені від хвилювання та вітрів мисами, що виступають у морі. Є зручними для стоянки суден (Новоросійська, Севастопольська – Чорне море, Золотий Ріг – Японське море та ін.).

Фіорди- Вузькі, глибокі, довгі затоки з виступаючими, крутими, скелястими берегами і коритоподібним профілем, часто від моря відокремлюються підводними порогами. Довжина деяких може сягати понад 200 км, глибина – понад 1000 м. Їхнє походження пов'язане з розломами та ерозійною діяльністю четвертинних льодовиків (узбережжя Норвегії, Гренландії, Чилі).

Лимани– мілководні затоки, що глибоко вдаються в сушу, з косами і пересипами. Вони утворюються у розширених гирлах річок при опусканні берегової суші (Дніпровський, Дністровський лимани у Чорному морі).



Лагуни– витягнуті вздовж берега мілководні затоки з солоною або солонуватою водою, відокремлені від моря косами, або з'єднані з морем вузькою протокою (добре розвинені на узбережжі Мексиканської затоки).

Губи- дрібні затоки, в які зазвичай впадають великі річки. Тут вода сильно опріснена, за кольором різко відрізняється від води прилеглої ділянки моря і має жовтуваті та коричневі відтінки (Пенжинська губа).

Протоки – відносно вузькі водні простори, що з'єднують окремі частини Світового океану та ділянки суші. За характером водообміну поділяються на: проточні- Течії спрямовані по всьому поперечному перерізу в один бік; обмінні– води рухаються у протилежних напрямках. Вони водообмін може відбуватися по вертикалі (Босфор) чи горизонталі (Лаперуза, Девисов).

СтруктуроюСвітового океану називається його будова – вертикальна стратифікація вод, горизонтальна (географічна) поясність, характер водяних мас та океанічних фронтів.

У вертикальному розрізі товща води розпадається великі шари, аналогічні шарам атмосфери. Виділяються такі чотири сфери (шару):

Верхня сфераформується безпосереднім обміном енергією та речовиною з тропосферою. Вона охоплює шар 200–300 м потужності. Ця верхня сфера характеризується інтенсивним перемішуванням, проникненням світла та значними коливаннями температури.

Проміжна сферапростягається до глибин 1500-2000 м; її води утворюються з поверхневих вод за її опусканні. При цьому вони охолоджуються та ущільнюються, а потім перемішуються у горизонтальних напрямках, переважно із зональною складовою. Вони виділяються у полярних областях підвищеною температурою, в помірних широтах та тропічних областях зниженою чи підвищеною солоністю. Переважають горизонтальні перенесення водяних мас.

Глибинна сферане доходить до дна приблизно на 1000 м. Цій сфері властива певна однорідність. Її потужність становить близько 2000 м і вона концентрує понад 50% усієї води Світового океану.

Придонна сферазаймає самий нижній шартовщі океану і тягнеться на відстань приблизно 1000 м від дна. Води цієї сфери утворюються в холодних поясах, в Арктиці та Антарктиці і переміщаються на величезних просторах по глибоких улоговинах і жолобах, відрізняються найбільш низькими температурамита найбільшою щільністю. Вони сприймають тепло з надр Землі та взаємодіють із дном океану. Тому за свого руху вони значно трансформуються.

Водною масою називається порівняно великий об'єм води, що формується у певній акваторії Світового океану і має протягом тривалого часу майже постійні фізичні (температура, світло), хімічні (гази) та біологічні (планктон) властивості. Одна маса від іншої відокремлюється океанським фронтом.

Виділяються такі типи водних мас:

1.Екваторіальні водні маси характеризуються найвищою у відкритому океані температурою, зниженою солоністю (до 34-32 ‰), мінімальною щільністю, великим вмістом кисню та фосфатів.

2.Тропічні та субтропічні водні маси створюються в областях тропічних атмосферних антициклонів і характеризуються підвищеною солоністю (до 37 ‰ і більше) та великою прозорістю, бідністю поживними солями та планктоном. В екологічному відношенні вони є океанськими пустелі.

3. Помірні водні маси розташовуються в помірних широтах і відрізняються великою мінливістю властивостей як за географічними широтами, так і по сезонах року. Для помірних водних мас характерний інтенсивний обмін теплом та вологою з атмосферою.

4.Полярні водні маси Арктики та Антарктики характеризуються найнижчою температурою, найбільшою щільністю, підвищеним вмістом кисню. Води Антарктики інтенсивно занурюються у придонну сферу та забезпечують її киснем.

Води Світового океану перебувають у безперервному русіта перемішуванні. Хвилювання- коливальні рухи води, течії- Поступальні. Головна причинахвилювань (хвиль) на поверхні – вітер при швидкості понад 1м/с. Хвилювання, спричинене вітром, з глибиною згасає. Глибше 200 м навіть сильне хвилювання вже непомітно. При швидкості вітру приблизно 0,25 м/с утворюється брижі.При посиленні вітру вода відчуває як тертя, а й удари повітря. Хвилі ростуть у висоту та довжину, збільшуючи період коливання та швидкість. Горобина перетворюється на гравітаційні хвилі. Величина хвиль залежить від швидкості вітру та розгону. Максимальна висота у помірних широтах (до 20 – 30 метрів). Найменше хвилювання - в екваторіальному поясі, повторюваність штилів 20 - 33%.

Внаслідок підводних землетрусів та вивержень вулканів виникають сейсмічні хвилі – цунамі. Довжина цих хвиль 200 – 300 метрів, швидкість – 700 – 800 км/год. Сейші(стоячі хвилі) виникають у результаті різких змін тиску над водяною поверхнею. Амплітуда 1 – 1,5 метра. Характерні для замкнутих морів та заток.

Морські течії- Це горизонтальні переміщення води у вигляді широких потоків. Причиною поверхневих течій є вітер, глибинних – різна густина води. Теплі течії (Гольфстрім, Північно-Атлантичне) прямують із нижчих широт у бік ширших, холодні (Лабродорське, Перуанське) – навпаки. У тропічних широтах біля західних берегів материків пасати зганяють теплу воду і захоплюють в західному напрямку. На її місце піднімається із глибини холодна вода. Утворюється 5 холодних течій: Канарська, Каліфорнійська, Перуанська, Західно-Австралійська та Бенгельська. У південній півкулі в них вливаються холодні струмені течії Західних Вітрів. Теплі води утворюються паралельними пасатним течіям, що рухаються: Північне і Південне. В Індійському океані у північній півкулі – мусонна. Біля східних берегів материків вони поділяються на частини, відхиляються на північ і південь і йдуть вздовж материків: на 40 - 50 с.ш. під впливом західних вітрів течії вклоняються на схід і утворюють теплі течії.

Припливно-відливні рухиокеанських вод виникають під впливом сил тяжіння Місяця та Сонця. Найвищі припливи спостерігаються у затоці Фанді (18 м). Розрізняють припливи напівдобові, добові та змішані.

Також для динаміки вод характерне вертикальне перемішування: у зонах конвергенції – занурення вод, у зонах дивергенції – апвелінг.

Дно океанів і морів покрите осадовими відкладеннями, які називаються морськими опадами , ґрунтами та мулами. За механічним складомдонні відкладення класифікують на: грубоуламкові осадові породи або псефіти(брили, валуни, галечники, гравій), піщані породи або псаміті(піски великі, середні, дрібні), алевритові породи або алеврити(0,1 – 0,01 мм) та глинисті гірські породи або пеліти.

За речовим складом серед донних відкладень розрізняють слабовапняні (зміст вапна 10-30%), вапнякові (30-50%), сильновапняні (більше 50%), слабокремнисті (вміст кремнію 10-30%), крем'янисті (30-50%) і сильнокремнисті (понад 50%) відкладення. За генезою виділяють теригенні, біогенні, вулканогенні, полігенні та аутигенні відкладення.

Теригенніопади приносяться із суші річками, вітром, льодовиками, прибоєм, припливами та відливами у вигляді продуктів руйнування гірських порід. Поблизу берега вони представлені валунами, далі галькою, пісками, нарешті, алевритами та глинами. Вони покривають приблизно 25% дна Світового океану, залягають переважно на шельфі та материковому схилі. Особливий різновид теригенних відкладень складають айсбергові відкладення, які відрізняються низьким вмістом вапна, органічного вуглецю, поганим сортуванням та різноманітним гранулометричним складом. Вони утворюються з осадового матеріалу, що випадає на океанічне дно під час танення айсбергів. Вони найбільш характерні для антарктичних вод Світового океану. Виділяються також теригенні відкладення Північного Льодовитого океану, що утворюються з осадового матеріалу, що приносить річки, айсберги, річковими льодами. Здебільшого теригенний склад мають і турбідити – опади каламутних потоків. Вони типові для материкового схилу та материкового підніжжя.

Біогенні опадиутворюються безпосередньо в океанах і морях в результаті відмирання різних морських організмів, головним чином планктонних, і випадання осад їх нерозчинних залишків. Біогенні відкладення за речовинним складом поділяються на крем'янисті та вапняні.

Кремнисті опадискладаються із залишків діатомових водоростей, радіолярій та крем'яних губок. Діатомові опади широко поширені у південних частинах Тихого, Індійського та Атлантичного океаніву вигляді суцільного пояса навколо Антарктиди; у північній частині Тихого океану, у Беринговому та Охотському морях, але тут у них висока домішка теригенного матеріалу. Окремі плями діатомових мулів виявлено на великих глибинах (понад 5000 м) у тропічних поясах Тихого океану. Діатомово-радіолярієві відкладення найбільш поширені в тропічних широтах Тихого та Індійського океанів, кремнієво-губкові зустрічаються на шельфі Антарктиди, Охотському морі.

Вапняні відкладення, Як і крем'янисті, діляться на ряд видів. Найбільш широко розвинені форамініферово-кокколітові та форамініферові мули, поширені головним чином у тропічних та субтропічних частинах океанів, особливо в Атлантиці. Типовий форамініферовий мул містить до 99% вапна. Значну частину таких мулів становлять раковини планктонних форамініфер, а також кококолітофорид – раковини планктонних вапняних водоростей. При суттєвій домішки в донних опадах раковин планктонних молюсків птеропод утворюються птероподово-форамініферові відкладення. Великі їхні ділянки зустрічаються в екваторіальній Атлантиці, а також Середземному, Карибському морях, в районі Багамських островів, в західній частині Тихого океану та інших районах Світового океану.

Коралово-водоростіві відкладення займають екваторіальні та тропічні мілководдя західної частини Тихого океану, покривають дно на півночі Індійського океану, у Червоному та Карибському морях, черепашкові карбонатні відкладення – прибережні зони морів помірних та субтропічних поясів.

Пірокластичні, або вулканогенні, опадиутворюються в результаті надходження до Світового океану продуктів вулканічних вивержень. Зазвичай це туфи чи туфобрекчіі, рідше – неконсолідовані піски, алеврити, рідше опади глибинних, сильносолених та високотемпературних підводних джерел. Так, у їхніх виходів у Червоному морі формуються сильно залізисті опади з високим вмістом свинцю та інших кольорових металів.

До полігенним опадам відноситься один тип донних відкладень - глибоководна червона глина - осад пелітового складу коричневого або коричнево-червоного кольору. Таке забарвлення зумовлене високим вмістом оксидів заліза та марганцю. Глибоководні червоні глини поширені в абісальних улоговинах океанів на глибинах понад 4500 м. Найбільші площі вони займають в Тихому океані.

Аутигенні, або хемогенні, опадиутворюються внаслідок хімічного чи біохімічного випадання тих чи інших солей з морської води. До них відноситься оолітові відкладення, глауконітові піски та мули та залізомарганцеві конкреції.

Ооліти- дрібні кульки вапна, зустрічаються в теплих водах Каспійського і Аральського морів, Перської затоки, в районі Багамських островів.

Глауконітові піски та мули- Опади різного складу з помітною домішкою глауконіту. Найбільше поширення мають на шельфі та материковому схилі біля атлантичного узбережжя США, Португалії, Аргентини, на підводній околиці Африки, біля південного берега Австралії та деяких інших районах.

Залізомарганцеві конкреції– стягнення гідроксидів заліза та марганцю з домішкою інших сполук, насамперед кобальту, міді, нікелю. Зустрічаються як включення у глибоководних червоних глинах та місцями, особливо у Тихому океані, утворюють великі скупчення.

Понад третину всієї площі дна Світового океану зайнято глибоководною червоною глиною і приблизно таку ж площу поширення мають форамініферові опади. Швидкість накопичення опадів визначається товщиною шару опадів, що відклалися на дні за 1000 років (у деяких районах 0,1–0,3 мм за тисячу років, у гирлах річок, перехідних зонах та жолобах – сотні міліметрів за тисячу років).

У розподілі у Світовому океані донних відкладень яскраво проявляється закон широтної географічної зональності. Так, у тропічних та помірних поясах дно океану до глибини 4500–5000 м вкрите біогенними вапняними відкладеннями, глибше – червоними глинами. Субполярні пояси займає крем'янистий біогенний матеріал, а полярні – айсбергові відкладення. Вертикальна зональність виявляється у зміні карбонатних опадів на великих глибинах червоними глинами.

Поділіться з друзями або збережіть для себе:

Завантаження...