Мировой океан

Мировой океан

Из 510 млн. кв. км площади  земного шара на Мировой океан  приходится 361 млн. кв. км, или почти 71% (южное полушарие более океаническое - 81%, чем северное -61%). Океаническая часть земной поверхности - наиболее крупный горизонтальный компонент  географической оболочки. Сам факт существования глобальной неоднородности (материковость - океаничность) в сочетании с географической широтой и высотой определяет главнейшие особенности природы Земли. Кроме того, суша и океан распределены по поверхности Земли неравномерно. Асимметрия суши и океана влечет за собой асимметрию в распределении всех остальных компонентов природы: климата, почв, животного и растительного мира; оказывает влияние на характер хозяйственной деятельности человека. Таким образом, познание географических объектов, явлений, процессов невозможно без изучения природы Мирового океана.

Средняя глубина  Мирового океана - около 4 тыс. м - это  всего только 0,0007 радиуса земного  шара. На долю океана, учитывая, что  плотность его воды близка к 1, а  плотность твердого тела Земли - около 5,5, приходится лишь малая часть массы  нашей планеты. Но если обратиться к  географической оболочке Земли - тонкому  слою в несколько десятков километров, то большую ее часть составит именно Мировой океан. Поэтому для географии  он важнейший объект исследования. В системе наук о Земле важное место занимает океанология, охватывающая всю сумму знаний о Мировом  океане и его взаимосвязях с материковой  частью Земли и атмосферой. Современная  океанология опирается на достижения физики, химии, биологии, геологии и  сама вносит существенный вклад в  развитие этих наук.

Образование Мирового океана

Согласно самой  распространенной гипотезе, Земля возникла из вращающейся раскаленной газовой  туманности, которая, постепенно охлаждаясь и сжимаясь, достигла огненно-жидкого  состояния, а затем на ней образовалась кора. Состояние земной коры определяется силами напряжения и деформации, вызванными охлаждением и сжатием внутренней массы Земли. По другой теории, выдвинутой в начале нашего века американскими  учеными Т.Ч. Чемберленом и Ф.Р. Мултоном, Земля первоначально представляла собой массу газа, извергнутого под действием приливных сил из поверхности Солнца. Одновременно высвобождались мелкие частицы газа, которые, быстро сгущаясь, превращались в твердые тела, называемые планетезималями. Обладая большой силой тяжести, земная масса притягивала их. Таким образом, Земля достигла современных размеров благодаря процессу наращения, а не в результате сжатия, как утверждает первая гипотеза.

Почти все гипотезы сходятся на том, что образование  океанических бассейнов было вызвано  двумя главными причинами: во-первых, перераспределением пород различной  плотности, происходившим в период отвердевания земной коры, и, во-вторых, взаимодействием сил в недрах сжимающейся Земли, которое вызвало  революционные изменения в рельефе  поверхности. Оригинальна гипотеза происхождения материков и океанов, связанная с именем австрийского геолога Альфреда Лотара Вегенера. Ученый считал, что в какой-то момент истории Земли равномерный слой сиаля скопился на одной стороне. Так возник материк Пангея. Вегенер высказал предположение, что эта масса сиаля держалась на поверхности более плотного слоя симы. Когда сиаль стал распадаться на части, горизонтальное движение материков вызвало изгибание передних краев сиаля. Этим можно объяснить происхождение таких высоких прибрежных горных цепей, как Анды и Скалистые горы.

Хотя происхождение  океанических бассейнов остается пока тайной, картину того, как они  заполнялись водой и как появлялись и исчезали океаны в геологическом  прошлом Земли, можно представить  себе более или менее точно. После  образования земной коры, ее поверхность  начала быстро охлаждаться, так как  тепло, получаемое ею из недр Земли, недостаточно компенсировало потерю тепла, излучаемого  в пространство. По мере охлаждения водяные пары, окружавшие Землю, образовали облачный покров. Когда температура  упала до уровня, при котором влага  превратилась в воду, пролились первые дожди. Дожди, веками низвергавшиеся на поверхность Земли, были главным  источником воды, которая заполнила  океанические впадины. Море, таким образом, было детищем атмосферы, в свою очередь  представлявшей собой газообразные выделения древней Земли. Часть  воды поступала из недр Земли. На Земле  начал действовать процесс эрозии, или размыва. Этот процесс оказал глубокое воздействие на эволюцию суши и моря. Очертания морей, а вместе с ними и контуры океанов постоянно  менялись. В результате эрозии и  движения земной коры создавались новые  моря, а дно старых поднималось и превращалось в сушу. По мере того как из-за постепенной потери тепла расплавленные недра Земли уменьшались в объеме, происходило горизонтальное сжатие коры, которая деформировалась. Возникали складчатые горные цепи, оседания коры. В результате повторяющихся циклов сжатия и ослабления очертания больших океанических бассейнов претерпевали значительные изменения. Очертания Мирового океана в первый период палеозойской эры - кембрийский, возраст которого исчисляется почти 500 миллионами лет, были совершенно не похожи на современные. Тихий океан, представлявший, возможно, рубец на земной коре, имел почти такие же очертания, как и теперь. Однако другие океаны захватывали большие районы, занятые теперь сушей.

Движение вод Мирового океана

По своему физическому  состоянию вода - очень подвижная  среда, поэтому в природе она  находится в непрерывном движении. Это движение вызывают различные  причины, прежде всего ветер. Воздействуя  на воды океана, он возбуждает поверхностные  течения, которые переносят огромные массы воды их одного района океана в другой. Энергия поступательного  движения поверхностных вод вследствие внутреннего трения передается в  нижележащие слои, которые также  вовлекаются в движение. Однако непосредственное влияние ветра распространяется на сравнительно небольшое (до 300 м) расстояние от поверхности. Ниже в толще воды и в придонных горизонтах перемещение  происходит медленно и имеет направления, связанные с рельефом дна. Поверхностные  течения образуют два больших  круговорота, разделенных противотечением в районе экватора. Водоворот северного полушария вращается по часовой стрелке, а южного - против. При сопоставлении этой схемы с течениями реального океана можно увидеть значительное сходство между ними для Атлантического и Тихого океанов. В то же время нельзя не заметить, что реальный океан имеет более сложную систему противотечений у границ континентов, где, например, располагаются Лабрадорское течение (Северная Атлантика) и Аляскинское возвратное течение (Тихий океан). Кроме того, течения у западных окраин океанов отличаются большими скоростями перемещения воды, чем у восточных. Ветры прилагают к поверхности океана пару сил, вращающих воду в северном полушарии по часовой стрелке, а в южном - против нее. Большие водовороты океанических течений возникают в результате действия этой пары вращающих сил. Важно подчеркнуть, что ветры и течения не относятся «один к одному». Например, наличие быстрого течения Гольфстрим у западных берегов Северной Атлантики не означает, что в этом районе дуют особенно сильные ветры. Баланс между вращающей парой сил среднего поля ветра и результирующими течениями складывается на площади всего океана. Кроме того, течения аккумулируют огромное количество энергии. Поэтому сдвиг в поле среднего ветра не приводит автоматически к сдвигу больших океанических водоворотов.

На водовороты, приводимые в движение ветром, накладывается  другая циркуляция, термохалинная («халина» - соленость). Вместе температура и соленость определяют плотность воды. Океан переносит тепло из тропических широт в полярные. Этот перенос осуществляется при участии таких крупных течений, как Гольфстрим, но существует также и возвратный сток холодной воды в направлении тропиков. Он происходит в основном на глубинах, расположенных ниже слоя возбуждаемых ветром водоворотов. Ветровая и термохалинная циркуляции представляют собой составные части общей циркуляции океана и взаимодействуют друг с другом. Так, если термохалинные условия объясняют в основном конвективные движения воды (опускание холодной тяжелой воды в полярных районах и ее последующий сток к тропикам), то именно ветры вызывают расхождение (дивергенцию) поверхностных вод и фактически «выкачивают» холодную воду обратно к поверхности, завершая цикл. Представления о термохалинной циркуляции менее полны, чем о ветровой, но некоторые особенности этого процесса более или менее известны. Считается, что образование морских льдов в море Уэдделла и в Норвежском море имеет важное значение для формирования холодной плотной воды, распространяющейся у дна в Южной и Северной Атлантике. В оба района поступает вода повышенной солености, которая охлаждается зимой до температуры замерзания. При замерзании воды значительная часть содержащихся в ней солей не включается в новообразующийся лед. В результате соленость и плотность остающейся незамерзшей воды увеличиваются. Эта тяжелая вода опускается ко дну. Обычно ее соответственно называют антарктической донной и североатлантической глубинной водой. Другая важная особенность термохалинной циркуляции связана с плотностной стратификацией океана и ее влиянием на перемешивание. Плотность воды в океане с глубиной возрастает и линии постоянной плотности идут почти горизонтально. Воду с разными характеристиками значительно легче перемешать в направлении линий постоянной плотности, чем поперек них. Термохалинную циркуляцию трудно с определенностью охарактеризовать. По сути, и горизонтальная адвекция (перенос воды морскими течениями), и диффузия должны играть важную роль в термохалинной циркуляции. Определение относительного значения этих двух процессов в каком-либо районе или ситуации представляет важную задачу.

Главные черты поверхностной  циркуляции вод мирового океана определяются ветровыми течениями. Важно отметить, что движение водных масс в Атлантическом  и Тихом океанах очень сходно. И в том и в другом океане существуют два огромных антициклонических круговых течения, разделенных экваториальным противотечением. В обоих океанах есть, кроме того, мощные западные (в северном полушарии) пограничные течения (Гольфстрим в Атлантическом и Куросио в Тихом) и такие же по характеру, но более слабые восточные течения (в южном полушарии) - Бразильское и Восточно-Австралийское. Вдоль их западных побережий прослеживаются холодные течения - Ойясио в Тихом океане, Лабрадорское и Гренландское течения в Северной Атлантике. Кроме того, в восточной части каждого бассейна к северу от основного круговорота обнаружен циклонический круговорот меньшего масштаба. Некоторые различия между океанами связаны с различиями в очертаниях их бассейнов. Атлантический, Индийский и Тихий океаны имеют разную форму. Но некоторые из различий определяются особенностями поля ветра, как, например, в Индийском океане. Циркуляция в южной части Индийского океана в основных чертах сходна с циркуляцией в южных бассейнах Атлантического и Тихого океанов. Но в северной части Инд7ийского океана она явно подчиняется муссонным ветрам, где в период летнего и зимнего муссонов картина циркуляции полностью меняется.

По ряду причин по мере приближения к берегу отклонения от общей картины циркуляции становятся все более существенными. В результате взаимодействия основных климатических  характеристик течений с такими же характеристиками побережий часто  возникают устойчивые или квазиустойчивые  вихри. Заметные отклонения от средней  картины циркуляции могут вызывать у побережий и местные ветры. В отдельных районах возмущающими факторами режима циркуляции служат речной сток и приливы.

Жизнь океана

Море всегда тянуло человека к себе, может быть даже больше, чем небо. Мировой океан  является местом обитания огромного  количества растений, рыб, морских животных, в том числе млекопитающих. Различают  несколько зон жизни океана. Наиболее населена верхняя толща воды, глубиной до 300 метров, так как это наиболее освещенная часть. Зона на глубине от 300 до 1000 метров носит названия области  полумрака. На глубине свыше 1000 метров царит абсолютная тьма и сильный  холод, здесь нет растений. Давление на больших глубинах очень велико, так на глубине 3800 м давление составляет 400 кг/см 3 , а на глубине 10900 м –  уже 7250 кг/см 3 . Обитатели морских  глубин по-разному приспособились к  этим трудным условиям. Единственный источник пищи глубоководных животных – трупы обитателей верхней части  океана и бактерии. У них глаза  либо отсутствуют, либо достигают высокой  степени развития: иногда они огромных размеров, часто помещаются на боковых  выростах – стебельках – или  телескопические, снабженные системой линз. Так, глаза рыбы целаканта имеют форму цилиндра, это позволяет ей видеть отдаленные объекты. Пасть у этой рыбы обращена вверх, так как она заглатывает пищу, которая опускается из верхних слоев океана. Другое ее название – рыба-топор, так как особая форма ее серебристого тела напоминает топор.

У слепых форм для  разыскивания добычи есть особые длинные  придатки тела – чувствительные щупальца. Многие организмы имеют сложные  органы свечения, привлекающие добычу. Например, у рыбы-гадюки в пасти  и на теле имеются светящиеся точки, которые выполняют роль приманки. Этим названием рыба-гадюка обязана своим длинным иглообразным зубам и змеевидному телу. Атакуя добычу, она широко раскрывает челюсти, и передний, похожий на копье зуб поражает жертву. Днем рыба-гадюка обитает на больших глубинах – 1000 – 2800 м, а ночью поднимается к поверхности на глубину всего лишь 50 м. Наибольшая глубина, на которой была обнаружена рыба – 10911м. Это особая плоская рыба – морской язык. Господствующими среди глубоководных животных являются в первую очередь иглокожие, затем ракообразные и от части рыбы Глубоководная фауна добывается для исследования при помощи ловчих приборов и тралов, спускаемых с судна как ловушки на стальном тросе. Не знаю, есть ли занятие более интересное, чем исследование морских глубин, ведь даже сейчас не только большинство тайн океана остаются загадками для людей, но и далеко не во всех частях океана побывал человек. Каждый год ученые открывают все новые и новые виды неведомых прежде животных и растений.

По следам загадок морей и океанов

Древняя и современная  историческая литература сообщает о  встрече военных и гражданских  моряков с загадочными животными  морей и океанов.

Свидетелями этих небезопасных встреч с неизвестными науке чудовищами являлись как наши отечественные, так  и зарубежные граждане, которые дали о них сведения.

 Например, бывший  морской офицер Ю. Стариков  сообщал, что в 1953 г. в районе  острова Кунашир (Южно-Курильские  острова) вместе с командой  корабля видел морского змея, который проплывал невдалеке  от корабля на большой скорости, а затем, опустив голову на  длинной шее в воду, нырнул, не  вызывая брызг. 

Другой очевидец - морской офицер Ю. Литвиненко в 1955 г. вместе с другими членами команды  моряков видел в Татарском  проливе также громадного змея, голова которого была с большой арбуз  и выступала над водой на 4 метра. Длину туловища они определили в 25 метров.

 В Баренцевом  море в 1959 г. команда сторожевого  корабля СКР-55 под командованием  капитана А. Лезова неоднократно встречала плывущего змея.

 Змеи в северных  морях имели тёмно-коричневый  цвет, в то время как в южных  морях у Антарктиды они имели  светло-коричневый цвет и плавали  группами до 30 особей.