Океан как глобальная планетарная система

Введение

Мировой океан - это одна из естественных оболочек Земли, представляющая собой своеобразный природный объект - непрерывную водную оболочку Земли, окружающую все материки и острова и обладающую общностью солевого состава. Слово «океан» в переводе с древнегреческого - это великая река, обтекающая всю Землю.

Мировой океан находится в непрерывном взаимодействии с земной корой, атмосферой и космосом. Будучи самым большим аккумулятором тепла и влаги на Земле, он оказывает значительное влияние на погоду и климат нашей планеты. Рассматривая земную поверхность как объект географической науки, необходимо учитывать, что Мировой океан отличается сложностью состава и строения от других земных сфер, но при этом сохраняет внутренне целостную материальную систему в глобальном или планетарном масштабе. Поверхностный слой активно взаимодействует со средой, а также с внутренними слоями этого тела, трансформирует вещество и энергию и вместе с тем трансформируется сам.

Мировой океан как природная среда характеризуется определёнными специфическими особенностями:

* огромной поверхностью - 361 млн. км² (составляет 70,8% поверхности земного шара);

* объём вод превышает 1,3 млрд. км³. Общая масса его вод равна 1,37Ч1018т;

* в толще вод океана вертикальные различия океанологических характеристик вполне сравнимы с пространственными;

* жизненная среда океана непрерывна. В ней нет жёстких гpaниц. Живые организмы распространены на всех глубинах. Условия распространения жизни регулируются природой - температурой вод, их солёностью и глубиной;

* воды океана обладают солёностью (они содержат в среднем 3,5% минеральных солей);

* в Мировом океане осуществляется глобальный механизм трансформации энергии и обмена веществ;

* океан живёт и эволюционирует в тесной связи с атмосферой и литосферой.

При этом многообразные внутренние процессы в нем неразрывно связаны. Эта взаимосвязь прослеживается как между малыми водными объёмами, так и между водами всего океана в целом. В основе этой взаимосвязи лежат циркуляционные процессы.

океан водный рельеф архипелаг

1. Основные составляющие мирового океана

К основным понятиям и подразделениям Мирового океана относятся океан, море, залив, пролив:

· океан - часть Мирового океана, расположенная среди материков, обладающая самостоятельной системой циркуляции вод и специфическими особенностями гидрологического режима;

· море - это часть океана, которая вдаётся в сушу или отделена от других его частей островами, в которой, вследствие её обособленности, формируются специфические черты гидрологического режима (различают моря: средиземные, внутренние, окраинные, межостровные, а по географическому положению - межматериковые и внутриматериковые);

· озеро -- компонент гидросферы, представляющий собой естественно возникший водоём, заполненный в пределах озёрной чаши (озёрного ложа) водой и не имеющий непосредственного соединения с морем (океаном). Самое крупное Каспийское море-озеро - 376 тысяч км².

· Река - природный водный поток (водоток), текущий в выработанном им углублении -- постоянном естественном русле питающийся за счёт поверхностного и подземного стока с его бассейна. Самая длинная река Нил (6650 км.) и самая полноводная Амазонка (6200-6800 км.);

· залив - часть океана (моря), вдающаяся в сушу и слабо отчленённая от основного водного бассейна, вследствие чего её режим мало отличается от режима прилегающего бассейна;

· пролив - относительно узкая часть океана (моря), простирающаяся между двумя участками суши и соединяющая водные пространства.

2. Архипелаги и острова мирового океана

Относительно небольшие по сравнению с материками участки суши, со всех сторон окружённые водой, называются островами. На долю островов в Мировом океане приходится около 9,9 млн. км² земной поверхности. Наряду с очень крупными островами, площадь которых составляет несколько сотен тысяч км², встречается большое количество более мелких островов, площадь которых не превышает 1 км².

Архипелаг - группа островов, лежащих на небольших расстояниях друг от друга, но с географической точки зрения обычно рассматриваемых как единое целое. Острова и архипелаги имеют различную форму. В зависимости от того, какие острова входят в его состав, архипелаги бывают материковыми, коралловыми и вулканическими.

Острова в океанах при всём разнообразии их природы представляют собой отличный от материковой суши тип природной среды. Это обусловлено многими причинами и прежде всего тем, что в рельефе островной суши в большей степени, чем в материковой, запечатлелись процессы, протекавшие в самом океане и в его прибрежной зоне. В климате островов обычно отчётливо проявляется влияние океана. Относительно малые размеры островной суши ограничивают развитие систем поверхностного стока, а вместе с тем и форм рельефа и т.д.

Специфические особенности островной суши состоят в проявлении совокупности многих признаков, а не одного из них. Наиболее обычным является деление островов в океане на типичные океанические и материковые.

К первой группе относятся острова, расположенные в центральных частях океана в зоне земной коры океанического типа. В основном это острова вулканического происхождения и атоллы.

Ко второй группе относятся материковые острова, расположенные вблизи континентов. Они имеют с ними структурные связи, сложены горными породами, которые близки по составу к комплексам пород материков. Как правило, эти острова в сравнительно недавнем времени были тесно связаны с тем или иным континентом.

Между этими двумя группами островов встречаются промежуточные формы - острова переходной зоны и островных дуг. Для них, как правило, характерны сочетание горного и равнинного рельефа, высокая сейсмичность, вулканизм, большая интенсивность тектонических движений.

Острова могут располагаться отдельно от других или компактной группой: Исландия, Земля Франца Иосифа, Новая Земля, Филиппинские о-ва и др. Они могут быть вытянуты в виде гряд, дуг или гирлянд о-вов: Курильские, Алеутские, Японские о-ва.

По происхождению острова разделяются на две большие группы: материковые острова и самостоятельные острова. Первая группа - материковые острова - представляет собой отдельные части материков (континентов). Часто они близко к ним расположены. В большинстве случаев такие острова сходны с соседним материком по геологическому строению и составу горных пород. В состав материковых островов входят прибрежные острова (они же краевые материковые), представляющие собой краевые части материков, отделённые от них водой. Примером такого рода островов служат о-ва Финляндии и Норвегии.

Вторая группа - самостоятельные (отдельные) острова. Эти острова не имеют никакой генетической связи с материками, могут быть расположены как близко, так и достаточно далеко от побережий материков. В большинстве случаев это небольшие по размерам острова. К ним относятся также вулканические острова - ряд о-вов Южной части Тихого океана, Гавайские о-ва, о. Вознесения и др.

Дополнительно острова и группы островов можно квалифицировать по ряду других признаков.

Шельфовые острова - представляют собой разновидность материковых островов, но отличаются более крупными размерами и Расположены на материковой отмели. Они являются как бы частями соседних материков. Эти острова нередко образуют архипелаги: Арктический арх. Северной Америки, Северная Земля и Новосибирские о-ва.

Острова глубокого моря представляют собой возвышения материкового склона и отделены от материка, как правило, очень глубоким проливом - о-ва Гренландия и Мадагаскар.

Коралловые острова. На побережьях тропических морей активная роль в формировании морских берегов может принадлежать некоторый морским организмам. Это различные рифообразующие организмы мандрепоровые кораллы, сопутствующие им известковые водоросли различные гидроидные и мшанки, способные усваивать из морской воды известь и строить из неё свои скелеты, из которых впоследствии формируется массивная горная порода - коралловый или рифовый известняк.

3. Ресурсы мирового океана

Ресурсы Мирового океана-- природные элементы, вещества и виды энергии, которые добываются или могут быть добыты непосредственно из вод, прибрежной суши, дна или недр океанов. Мировой океан -- огромная кладовая природных ресурсов. Биологические ресурсы-- рыба, моллюски, ракообразные, китообразные, водоросли. Около 90% добываемых промысловых объектов -- рыба. На шельфовую зону приходится более 90% общемирового улова рыбы и нерыбных объектов. Наибольшая часть мирового улова добывается в водах умеренных и высоких широт Северного полушария. Из океанов самый большой улов дает Тихий океан. Из морей Мирового океана самыми продуктивными являются Норвежское, Берингово, Охотское, Японское.

Минеральные ресурсы Мирового океана -- это твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые. В прибрежно-морских россыпях содержатся цирконий, золото, платина, алмазы. Недра шельфовой зоны богаты нефтью и газом. Основные районы нефтедобычи -- Персидский, Мексиканский, Гвинейский заливы, берега Венесуэлы, Северное море. Шельфовые нефтегазоносные районы есть в Беринговом, Охотском морях. Из подводных недр добывают железную руду (у берегов острова Кюсю, в Гудзоновом заливе), каменный уголь (Япония, Великобритания), серу (США). Главное богатство глубоководного ложа океана -- железомарганцевые конкреции.

Морская вода также является ресурсом Мирового океана. Она содержит около 75 химических элементов. Из вод морей извлекают около 1/3 добываемой в мире поваренной соли, 60% магния, 90% брома и калия. Воды морей в ряде стран используются для промышленного опреснения. Крупнейшие производители пресной воды -- Кувейт, США, Япония.

Энергетические ресурсы-- принципиально доступная механическая и тепловая энергия Мирового океана, из которой используется главным образом приливная энергия. Приливные электростанции имеются во Франции в устье реки Ране, в России -- Кислогубская ПЭС на Кольском полуострове. Разрабатываются и частично реализуются проекты использования энергии волн и течений. При интенсивном использовании ресурсов Мирового океана происходит его загрязнениев результате сброса в реки и моря промышленных, сельскохозяйственных, бытовых и других отходов, судоходства, добычи полезных ископаемых. Особую угрозу представляет нефтяное загрязнение и захоронение в глубоководных частях океана токсичных веществ и радиоактивных отходов.

4. Разновидности льда

Весьма существенной особенностью природы Мирового океана является существование льдов на его поверхности. Распространение и продолжительность существования льдов различна в разных районах замерзающих морей. Льды занимают около 10 % площади Мирового океана. В Северном Ледовитом океане площадь льдов составляет до 11 млн. км².

В море встречается несколько форм плавучего (плавающего) льда.

Плавучий лед - любая форма льда, плавающего в воде. Основными видами плавучего льда являются: озерный лёд, речной лёд, морской лёд, которые образуются вследствие замерзания воды у поверхности, и глетчерный лёд (лёд материкового происхождения), образующийся на суше или на ледяном шельфе. Это понятие включает и лед, севший на мель. Самая распространённая форма плавучего льда - морской лёд.

Морской лед - любая форма льда, встречающегося в море и образовавшегося в результате замерзания морской воды.

Речной лед - лед, образовавшийся на реке, независимо от его местоположения.

Озерный лед - лед, образовавшийся на озере, независимо от его происхождения.

Лед материкового происхождения - плавучий лед, образовавшийся па суше или на ледяном шельфе. Это понятие включает лед, севший на мель.

Характеристики льда

Ровный лед - морской лед, не подвергшийся деформации.

Деформированный лед - общий термин для льда, который в результате сжатия был взломан с образованием надводных и подводных нагромождений. Он подразделяется на наслоенный лед, лед с чередующимися грядами и торосистый лед.

Наслоенный лед - тип деформированного льда, образовавшегося в результате наслоения части одного ледяного поля на другое.

Торосистый лед - морской лед с беспорядочным нагромождением обломков, образующих неровную поверхность.

Прибрежный навал льда - зона крайне деформированного морского льда необычной толщины, сформированная в течение зимы при столкновении дрейфующего льда или его проходе рядом с выступающей скалой, островком или другими препятствиями.

Возрастные характеристики льда

Начальные виды льдов - общий термин для недавно образовавшегося льда, который включает в себя ледяные иглы, ледяное сало, снежуру и шугу. Эти виды льда состоят из слабо смерзшихся кристаллов, имеющих определенную форму, только когда они на плаву.

Нилас - тонкая эластичная корка льда, легко прогибающаяся на волне и зыби и при сжатии образующая зубчатые наслоения. Имеет матовую поверхность и толщину до 10 см.

Склянка - легко ломающаяся блестящая корка льда, образующаяся на спокойной поверхности воды в результате непосредственного замерзания или из ледяного сала обычно в воде малой солености. Толщина ее достигает 5 см. Легко ломается при ветре, причем обычно разламывается на прямоугольные куски.

Молодой лед - лед в его переходной стадии между ниласом и однолетним льдом толщиной 10 - 30 см.

Однолетний лед - морской лед, просуществовавший не более одной зимы, развивающийся из молодого льда, толщиной от 30 см до 2 м. Может быть подразделен на тонкий однолетний лед (белый лед), однолетний лед средней толщины и толстый однолетний лед.

Старый лед - морской лед, который подвергся таянию, по крайней мере, в течение одного лета. Его толщина достигает трех метров и более. Рельеф многолетнего льда в большинстве случаев более сглажен, чем у однолетних льдов. По своей подвижности морской лёд делится на два основных типа: дрейфующий лёд и припай.

Дрейфующий лёд - поступательное перемещение льдин в результате воздействия ветра и течения.

Припай - морской лед, который образуется и остается неподвижным вдоль побережья, где он прикреплен к берегу (к ледяной стене, к ледяному барьеру) между отмелями или севшими на отмели айсбергами. Он может простираться на расстояние от нескольких метров до сотен километров от берега. Неподвижный лед, возраст которого превышает 1 год, может иметь соответствующую возрастную категорию (старый, двухлетний или многолетний). Если его толщина более 2 м над уровнем моря, он называется шельфовым льдом.

Айсберг - массивный отколовшийся от ледника кусок льда различной формы, выступающий над уровнем моря более чем на 5 м, который может быть на плаву или сидящим на мели.

Как морской лёд, так и лёд материкового происхождения, в том числе и айсберги, могут представлять опасность для судоходства.

5. Климат мирового океана

Климат - это статистический ансамбль состояний, которые проходит система океан - суша - атмосфера в течение нескольких десятилетий. Статистическим ансамблем называется и определяется множество, состоящее из известных элементов, с указанием, как часто встречается каждый из них. В этом случае для любой количественной характеристики элементов можно найти среднее значение всего множества.

В рассматриваемой глобальной системе океан - суша - атмосфера и космос климатообразующие факторы можно определить как астрономические, геофизические и метеорологические.

Первая группа - внешние, или астрономические климатообразующие факторы - это светимость Солнца, положение и движение Земли в Солнечной системе, наклон её оси вращения к плоскости орбиты и скорость вращения. Эти факторы определяют воздействия на Землю со стороны других тел Солнечной системы, прежде всего её инсоляцию и гравитационные воздействия внешних тел и, кроме того, колебания в распределении инсоляции по внешней границе атмосферы.

Вторая группа климатообразующих факторов включает в себя так называемые геофизические факторы. Они связаны со свойствами Земли как планеты. Некоторые из них воздействуют на климатическую систему в целом (в каждой её точке), другие определяют условия (потоки свойств и субстанций) на нижней границе. К этим факторам относятся размеры и масса планеты, скорость вращения вокруг оси, собственное гравитационное и магнитное поле, внутренние источники тепла, свойства поверхности планеты, которые определяют её взаимодействие с атмосферой.

Существенным климатообразующим фактором этой группы является скорость вращения Земли вокруг оси, оказывающая решающее влияние на характер всей атмосферной циркуляции. Вследствие вращения Земли многие метеорологические элементы испытывают суточные колебания благодаря изменению притока солнечного тепла. Если бы скорость собственного вращения Земли была очень малой или сравнимой с периодом обращения Земли вокруг Солнца, то основные термические контрасты, которые создают циркуляцию атмосферы, возникали бы между нагретым дневным и охлаждённым ночным полушариями. Когда скорость вращения увеличивается, преобладающими становятся различия между полярными и экваториальными районами.

Большая часть тепловой энергии, которую получает атмосфера, поступает от подстилающей поверхности, тепловое состояние которой зависит от таких физических её свойств, как отражательная способность, или альбедо, излучательная способность, теплоёмкость и теплопроводность, а также подвижность.

Важную роль в формировании климата играют так называемые термодинамические активные примеси, т.е. переменные компоненты атмосферы. К ним относятся водяной пар, углекислый газ, аэрозоль и др. Главным источником водяного пара в атмосфере являются океаны. Содержание в атмосфере зависит от площади поверхности океанов и от температуры. При постоянстве этих факторов большое значение имеет распределение океанов и материков по широтным зонам. В то же время океан служит в основном стоком для аэрозолей, главным источником которых являются материки.

Углекислый газ поступает в атмосферу при извержении вулканов, разложении органического вещества в верхнем слое почвы (так называемое дыхание почвы) и при дыхании растений суши. В XX в. стал особенно заметен приток углекислого газа в атмосферу в результате антропогенной деятельности. Единственным потребителем углекислого газа на суше является растительность, которая ассимилирует его в основном путём фотосинтеза. Между океаном и атмосферой постоянно происходит интенсивный обмен углекислым газом. Его растворимость существенно зависит от температуры океана и значительно ухудшается с повышением последней. Поэтому холодный океан может быть стоком для углекислого газа, а тёплый, наоборот, его источником.

Различия в свойствах поверхности океанов и суши приводят к такому явлению, как циркумконтинентальность, т.е. изменение климатических характеристик в направлении, поперечном границам материков. Особенно ярко это проявляется над массивными и изолированными блоками суши. С удалением вглубь материка усиливается континентальность климата, т.е. увеличиваются годовые и суточные амплитуды температуры воздуха, уменьшаются относительная влажность и облачность летом и днём, а также количество осадков, и их выпадение становится нерегулярным и т.п.

В некоторых районах возникают так называемые муссонные эффекты, заключающиеся в резкой сезонной смене атмосферной циркуляции и связанной с ней погоды. Обычно это наблюдается при формировании над сушей термического антициклона зимой и циклона летом.

Во многих случаях муссонные эффекты усиливаются сезонными миграциями планетарных фронтальных зон. Большинство из них приурочено к пограничным зонам суши и океана.

Главными метеорологическими климатообразующими факторами являются масса и химический состав атмосферы.

Масса атмосферы равна 5,3-1021 г. Она определяет её механическую и тепловую инерцию, её возможности как теплоносителя, способного передавать тепло от нагретых областей к охлаждённым.

Атмосферный воздух представляет собой смесь газов, одни из которых имеют почти постоянную концентрацию, другие - переменную. Кроме того, в атмосфере содержатся различные жидкие и твёрдые аэрозоли, которые также оказывают существенное влияние и имеют важное значение в формировании климата.

Океан, являющийся неотъемлемой частью климатической системы, играет в ней исключительно важную роль. Первичным свойством океана является его масса. Однако для климата существенно и то, на какой части поверхности Земли эта масса размещается.

Среднее атмосферное давление на уровне моря принимается равным 1013,25 мбар (гПа). Температура атмосферы довольно низкая. Приведённая к уровню моря средняя климатическая температура воздуха у поверхности Земли в северном полушарии в среднем за год составляет 15,2°С, в южном -- 13,3 °С. Разность температур между экватором и Северным полюсом в январе равна 59,7 °С, в июле - 28,2 °С. Между экватором и Южным полюсом, соответственно, в январе 40,2 °С и в июле 74,2 °С.

Температурное поле Мирового океана таково, что средняя температура его поверхности равна 17,82 °С. Средняя температура всей толщи вод, без Арктического бассейна, равна 5,7 °С.

Средняя солёность всей толщи вод Мирового океана (без Арктического бассейна) равна 34,71 %0.

Таким образом, обладая разными свойствами и характеристиками в своих геосферах океаны, атмосфера и материки формируют климат Земли и Мирового океана.

6. Течения

Циркуляция вод в морях, широко и свободно связанных с океаном, зависит от океанических течений.

Океанические и морские течения подразделяются на следующие виды:

* океанические (морские) течения - поступательные движения масс вод в океане (море);

* волновое течение - течение, возникающее вследствие разомкнутости орбит волнового движения;

* ветровое течение - течение, обусловленное как непосредственно влекущим действием ветра, так и наклоном уровненной поверхности и перераспределением плотности воды, вызванных ветром;

* дрейфовое течение - течение, обусловленное влекущим действием ветра;

* глубинное течение - течение на некоторой глубине между поверхностным и придонным течениями;

* тёплое течение - течение, температура в котором выше температуры окружающих вод;

* холодное течение - течение, температура которого ниже температуры окружающих вод.

7. Подводный рельеф

Рельефом дна, или подводным рельефом, называются внешние очертания поверхности дна, представляющие собой в морях и океанах сочетания неровностей различного порядка. Рельеф дна состоит из форм, последние, в свою очередь, - из элементов.

Элементы рельефа - это простейшие и неделимые составные части (поверхности, линии, точки), создающие каркас форм рельефа. Наиболее распространёнными элементами рельефа являются различные поверхности, большинство из которых является склонами.

Формы рельефа - различные по размерам неровности дна с определёнными комбинациями элементов рельефа. Формы рельефа бывают положительные (возвышенности, горы, холмы) и отрицательные (долина, котловина), замкнутые (впадина) и незамкнутые (каньон), крупные и мелкие, простые и сложные.

Типы подводного рельефа - это закономерное сочетание форм в пределах определённого участка дна, сходных по своим внешним признакам и по происхождению. Это может быть возвышенность, гора, холм, порог, плато, хребет, гряда, желоб, долина, каньон, ложбина, седловина, котловина, впадина, мель, банка и др.

Основными крупнейшими элементами рельефа дна Мирового океана являются шельф, или материковая отмель, материковый склон, ложе океана и глубоководные впадины.

Шельф - это относительно мелководная часть морского дна, представляющая собой продолжение прилегающей суши.

Материковый склон - зона морского дна, располагающаяся ниже (глубже) бровки шельфа, которая характеризуется относительно крутым уклоном поверхности. Средний уклон материкового склона 5-7°.

Заключение

Нашу планету вполне можно было бы назвать Океанией, так как площадь, занимаемая водой, в 2,5 раза превышает территорию суши. Мировой океан, являясь совокупностью всех морей и океанов Земли, оказывает огромное влияние на жизнедеятельность планеты. Огромная масса вод океана формирует климат планеты, служит источником атмосферных осадков. Из него поступает более половины кислорода, и он же регулирует содержание углекислоты в атмосфере, так как способен поглощать ее избыток. На дне Мирового океана происходит накопление и преобразование огромной массы минеральных и органических веществ, поэтому геологические и геохимические процессы, протекающие в океанах и морях, оказывают очень сильное влияние на всю земную кору.

Ресурсы Мирового океана велики. Среди них различают водные, биологические, минеральные и энергетические ресурсы. По масштабам использования и значению они занимают ведущее место. Последствия, к которым ведёт расточительное, небрежное отношение человечества к Океану, ужасающи. Загрязнения способны вызвать весьма существенные изменения характеристик, жизненно важных для режима климата и погоды на всей планете. Охрана океана является одной из глобальных проблем человечества. Мертвый океан - мертвая планета, а значит, и все человечество.

Размещено на Allbest.ru