Мировой океан и его части. Воды суши

Мировой океан — главная часть гидросферы, представляющая собой непрерывную, но не сплошную водную оболочку Земли, омывающую материки и острова и объединённую единой солёностью. Его площадь составляет 370,8 млн км², что соответствует почти 70,8 % земной поверхности.

Он выступает в роли терморегулятора Земли, поглощая и трансформируя значительную часть солнечной радиации, достигающей её поверхности. При этом между поверхностью океана и атмосферой постоянно происходит обмен водой и энергией.

Под влиянием солнечной радиации вода испаряется с поверхности океана и переносится на материки, где выпадает в виде различных осадков. Морские течения перевозят нагретые или охлаждённые воды в другие широты, существенно влияя на распределение тепла на планете.

Океаны обладают значительным транспортным значением: между мировыми морскими портами судами перевозится огромное количество грузов.

Океанская вода используется не только для обеспечения населения пресной водой посредством опреснения, но и для извлечения из неё химических элементов и соединений.

Из Мирового океана человечество получает значительные объёмы белковых продуктов (морепродуктов).

Между материками и крупными архипелагами выделяют четыре основных бассейна Мирового океана: Атлантический, Индийский, Тихий и Северный Ледовитый океаны. В 2000 году Международной гидрографической организацией было предложено выделить из них Южный океан.

В Мировом океане различают моря, заливы, океаны и проливы.

Океан — крупнейший из водных объектов, входящих в Мировой океан, расположенный между материками; характеризуется собственными циркуляционными системами воды и другими специфическими особенностями.

Море — часть Мирового океана, ограниченная сушей или подводными возвышенностями. По уровню обособленности и гидрологическим особенностям моря делятся на внутренние (Чёрное море) и окраинные (Баренцево море). Внутренние моря в свою очередь подразделяются на средиземные (Средиземное море и Красное море) и полузамкнутые (Японское море и Берингово море).

Среди наиболее крупных: Баренцево, Северное, Японское, Андаманское, Бофорта, Карибское, Берингово, Тасманово и Арафурское.

Залив — углубление океана, вдающееся в сушу и имеющее свободный обмен водой с его основной частью. Среди типов заливов — бухта (на морях и озёрах), губа (часто речные устья), эстуарий, фьорд, лиман, лагуна (преимущественно вдоль песчаных берегов), гавань и другие. Крупнейшими заливами являются Бискайский, Аденский и Большой Австралийский залив.

Пролив — водное пространство между двумя участками суши, соединяющее соседние водные бассейны или их части. Самым широким считается пролив Дрейка, его ширина достигает 900 км. Среди значительных проливов — Мозамбикский и Девисов пролив.

К главным характеристикам вод Мирового океана относятся температура и солёность.

Солёность — концентрация солей в воде, измеряемая в «‰» (промилле). Одна промилле солёности соответствует массе твёрдых веществ в граммах, растворённых в 1 кг морской воды.

Средняя солёность вод Мирового океана составляет 35 ‰. Выше неё показатели наблюдаются в районах с максимальным испарением и минимальным количеством осадков. Снижение солёности (менее 34 ‰) характерно для приарктических и приантарктических вод, где опресняющее влияние талых ледниковых вод наиболее существенно. В поверхностном слое (до 200 м) солёность изменяется с широтой: с увеличением глубины она слегка уменьшается и в более глубоких горизонтах остаётся практически постоянной. В экваториальном и умеренных поясах солёность составляет около 34 ‰, в полярных водах — 33 ‰, в тропических — 36 ‰.

Пресные воды — воды с солёностью менее 1 ‰. Максимальная солёность достигается в Красном море (до 41 ‰), минимальная — в Балтийском море (около 5 ‰).

Около двух третей солнечной радиации задерживается Мировым океаном: часть её расходуется на нагрев воздуха и поверхностного слоя воды, а часть уходит на испарение. Благодаря высокой теплоёмкости воды температура океана меняется заметно медленнее, чем температура атмосферы или суши. Прибрежные территории характеризуются меньшими суточными и сезонными колебаниями температуры.

Средняя температура океанической массы вод составляет около 4 °C, а в верхнем слое — +17,5 °C. На глубинах 2000-4000 м температура воды практически постоянна в пределах от 0 до +2 °C. Выше 200 м температура варьируется в зависимости от сезона.

Температура поверхностных вод океана зонально распределена и определяется широтой: в приполярных областях она колеблется между 0 и 2 °C, в умеренных — от 0 до +10 °C, в тропиках — +20-25 °C, а в приэкваториальных зонах достигает около +28 °C.

Движения вод Мирового океана подразделяют на колебательные, поступательные и смешанные.

К колебательным движениям относятся волны. Волны — это горизонтальные колебания воды. Их структура включает гребень, подошву, вершину и ложбину. Основными параметрами волн являются длина, высота и крутизна. Различают ветровые волны, зыбь и волны прибоя.

Ветровые волны возникают под действием ветра (перемещения воздушных масс), который нагнетает воду.

Зыбь — волны на поверхности водоёмов, формирующиеся из ветровых волн после ослабления ветровой энергии или при выходе волн из зоны сильного ветра в более спокойную область.

Волны прибоя — деформированные волны, возникающие у берегов морей или крупных озёр.

Цунами — сейсмические волны в поверхностных водах планеты, возникающие при землетрясениях и моретрясениях. Это длинные волны, обусловленные мощным воздействием на всю толщу воды в океане или другом водоёме. В открытом море они почти незаметны, но на мелководье у берегов превращаются в разрушительный водяной вал.

Поступательные движения вод представляют собой океанические течения. Течения — это постоянные или периодические потоки в толще Мирового океана.

Дрейфовые течения образуются под тягой ветра (например, течение Западных ветров).

Ветровые течения вызваны сезонными изменениями ветра.

Сточные течения возникают при избытке воды в определённом регионе (за счёт притока материковых вод, осадков, таяния льдов); пример: Гольфстрим.

Компенсационные течения возникают из-за наклона уровня моря под воздействием ветра и компенсируют отток воды из разных частей океана (например, Перуанское течение).

Приливно-отливные течения регулярно меняются с определённым периодом.

Плотностные течения обусловлены горизонтальным градиентом плотности (например, Гибралтарское течение).

Течения с температурой воды выше средней для данной широты называют тёплыми (например, Лабрадорское течение), а ниже — холодными (Северное пассатное течение). Кроме того, различают поверхностные, глубинные, придонные, постоянные, периодические и временные течения.

Смешанными движениями вод Мирового океана считаются приливы и отлив. Прилив и отлив — регулярные изменения уровня океана или моря, обусловленные воздействием приливных сил Луны и Солнца. Для объяснения приливно-отливных явлений ключевыми факторами являются:

• суточное вращение Земли;
• деформация водной оболочки под воздействием гравитационных сил, придающая ей форму эллипсоида.

При отсутствии хотя бы одного из этих условий приливы и отливы были бы невозможны.

• Морская вода — её запасы составляют около 1370 млн км³, или 96,5 % объёма гидросферы. В состав морской воды входят многочисленные химические элементы, такие как поваренная соль, магний, калий, йод, бром, уран, золото.
• Минеральные ресурсы дна океана — на шельфе сосредоточена примерно треть мировых запасов нефти и газа. Кроме того, на шельфе добывают твёрдые полезные ископаемые (например, титан, цирконий, олово, золото, платину и другие) и материалы для строительства: песок, гравий, известняк, ракушечник и др.
• Биологические ресурсы — к ним относятся все виды рыб, морских животных и растений, обитающих и растущих в океане. Общая биомасса океана насчитывает более 140 000 видов организмов.
• Энергетические ресурсы — человек использует энергию приливов и отливов, а также энергию морских течений.

К континентальным водам относятся: озёра, подземные воды, болота и реки.

Река — природный водный поток значительной величины, текущий по руслу от истока до устья. К самым длинным рекам мира относятся Амазонка и Нил. Реки подразделяются на равнинные и горные.

Горные реки обычно характеризуются крутыми уклонами, бурным течением и узкими долинами, а также активным размывом. Равнинные реки отличаются извилистым руслом или меандрами, образующимися в результате русловых процессов.

В реке различают место происхождения — исток и участок впадения — устье (в море, озеро или другую реку). Реки, впадающие непосредственно в океаны, моря или озёра, а также исчезающие в песках и болотах, считаются главными, а втекающие в них — притоками.

Разность отметок истока и устья реки называется падением реки, а отношение падения отдельного участка к его длине — уклоном реки.

Под водный режимом реки понимают изменение расхода воды и связанные с ним колебания уровня. Выделяют следующие фазы водного режима:

• Половодье — ежегодный в один и тот же сезон длительный подъём водности реки, сопровождающийся выходом воды из меженного русла и затоплением поймы.
• Межень — сезонный период устойчиво низких уровней воды (не менее 10 дней), наступающий при сухой или морозной погоде, когда водность поддерживается главным образом грунтовым питанием при уменьшении или прекращении поверхностного стока.
• Паводок — кратковременное и нерегулярное повышение уровня воды, вызванное быстрым таянием снега (оттепели) или сильными дождями; последовательные паводки могут привести к половодью.
• Ледостав — период образования и существования неподвижного ледяного покрова на водотоках и водоёмах.

Весь речной сток формируется за счёт выпадения осадков. Питание рек обеспечивается за счёт дождевого, снегового, ледникового, подземного и смешанного типов.

Озеро — замкнутое углубление рельефа, в котором накапливается вода. Озёра классифицируют на:

• тектонические — образуются при заполнении трещин в земной коре (Байкал);
• вулканические — располагаются в кратерах потухших вулканов и трубок взрыва (Кроноцкое);
• ледниковые — формируются от таяния ледников;
• термокарстовые — периодически исчезающие и появляющиеся в зависимости от динамики подземных вод;
• пойменные — образуются в поймах;
• сточные — обладающие поверхностным стоком (чаще в виде реки);
• бессточные — не имеют поверхности или подземного стока (расход воды осуществляется за счёт испарения);
• остаточные;
• запрудные;
• моренные;
• озёра-старицы;
• пресные — содержат до 1 % солей;
• солёные — содержат более 24 % солей;
• солоноватые — содержат 1-24 % солей.

Крупнейшим считается Каспийское море, расположенное на границе Европы и Азии. Его протяжённость с севера на юг достигает около 1200 км, а с запада на восток — в среднем 310—320 км.

Подземные воды — жидкости, находящиеся в породах верхней части земной коры, в жидком, твёрдом и газообразном состояниях. По условиям залегания подразделяются на грунтовые и межпластовые.

Грунтовые воды образуют водоносный горизонт над первым водоупорным слоем. Из-за неглубокого залегания их уровень существенно колеблется в зависимости от сезона: повышается после осадков или таяния снега и снижается в сухой период; в сильные морозы могут промерзать. Эти воды более подвержены загрязнению.

Межпластовые воды — горизонты, заключённые между двумя водоупорными слоями. Их уровень более стабильный и они чище грунтовых. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением (характерно для залегания в вогнутых тектонических структурах). Противоположная категория — безнапорные воды.

По минерализации выделяют пресные (до 1 г соли на 1 л), солёные (1-50 г) и рассолы (свыше 50 г). По температуре различают горячие (37-42 °C), тёплые (20-27 °C), термальные (свыше 37 °C) и холодные (до 20 °C) источники.

Артезианский колодец — буровая скважина, пробуренная для добычи артезианских вод.

Болото — участок ландшафта с избыточным увлажнением и влаголюбивым растительным покровом. Для болот характерно накопление на поверхности почвы не полностью разложившихся органических остатков, превращающихся в торф. Болота подразделяются на низинные, верховые и переходные.

Низинные располагаются в понижениях рельефа, например, в поймах рек или у берегов озёр, и обладают богатым водно-минеральным питанием в основном за счёт грунтовых вод.

Верховые болота расположены на плоских водоразделах и питаются исключительно за счёт атмосферных осадков. Низинные болота представляют начальную стадию развития, а со временем через переходную форму могут превращаться в верховые.

По содержанию торфа болота делят на богатые (евтрофные), средние (мезотрофные) и бедные (олиготрофные).

Ледник — масса льда преимущественно атмосферного происхождения, движущаяся вязкопластически под действием силы тяжести, принимающая форму потока, системы потоков, купола (щита) или плавучей плиты. Выделяют покровные и горные ледники.

Покровные ледники — остатки обширных ледниковых щитов, существовавших в ледниковые эпохи в умеренных широтах; крупнейший из них — Антарктический ледниковый покров.

Горные ледники — ледники, расположенные в горном рельефе и классифицируемые по морфологическим признакам (например, ледник Федченко). Крупнейшим считается ледник Росса.

Многолетняя мерзлота («вечная мерзлота») — часть криолитозоны, где отсутствует периодическое протаивание. В районах вечной мерзлоты отапливаемые здания и сооружения возводят на сваях для обеспечения вентиляции под основанием и предотвращения оттаивания грунта из‑за тепла строений. На полуострове Ямал находится крупнейший Новопортовский мерзлотник — подземное рыбохранилище с естественно поддерживаемой температурой. Также в районах вечной мерзлоты при разработке рудников и шахт можно экономить на крепёжном материале.

Водные ресурсы — совокупность запасов пресной воды на планете, включающая поверхностные и подземные воды. В понятие водных ресурсов входят все воды гидросферы: реки, озёра, каналы, водохранилища, моря и океаны, подземные воды, почвенная влага, ледники и атмосферная водяная пара.

Общий объём (единовременный запас) водных ресурсов составляет около 1390 млн км³, из которых примерно 1340 млн км³ приходится на воды Мирового океана. Доля пресной воды составляет менее 3 %, из которых лишь 0,3 % технически доступно. Водные ресурсы считаются возобновляемыми, однако скорость их восполнения и степень угрозы экосистеме при дефиците остаются предметом исследований.

Существуют технологии опреснения солёных морских вод.