Сделай Сам Свою Работу на 5

Мировой океан и его подразделения





Лекция 11.

Гидросфера. Характеристика состояния мирового океана и внутренних водоемов

Происхождение и формирование гидросферы

Проблема происхождения воды и формирования гидросферы (греч. “гюдор” — вода, “сфера” — шар), несмотря на довольно высокий современный уровень развития наук о Земле, до сих пор является наименее разработанной. Существует множество гипотез происхождения воды и развития гидросферы, но ни одна из них не вышла из стадии рабочей гипотезы, накопления, предварительной систематизации и обобщения материалов. Все гипотезы условно можно объединить в две большие группы: 1) теллурического происхождения, 2) космического происхождения воды.

Наиболее убедительными представляются гипотезы первой группы, согласно которым литосфера, атмосфера и гидросфера образовались в едином процессе, в результате выплавления и дегазации вещества мантии. По мнению А. П. Виноградова, в момент формирования Земли из протопланетного облака все элементы ее будущей атмосферы и гидросферы находились в связанном виде в составе твердых веществ: вода — в гидроокислах, азот — в нитридах и нитратах, кислород — в окислах металлов, углерод — в графитах, карбидах и карбонатах. Достигнув примерно современной массы, Земля стала разогреваться в результате гравитационного сжатия ее недр и за счет распада радиоактивных изотопов, и в мантии началось плавление и дифференциация вещества на летучие, легкоплавкие и тугоплавкие. Тугоплавкие вещества остались в недрах Земли, легкоплавкие в виде базальта образовали земную кору. Летучие вещества: водяной пар вулканических газов, соединения углерода, серы, аммиак, галоидные кислоты, водород, аргон и некоторые другие газы — поднялись на поверхность и образовали атмосферу и гидросферу. Причем почти весь водяной пар конденсировался (температура над поверхностью Земли не превышала +15° С), превратился жидкую воду и тем самым сформировал “праокеаны”. В первичный океан переходили, растворяясь в воде, также и другие составные части вулканических газов — большая доля углекислого газа, кислоты, соединения серы и часть аммиака. Кислоты, особенно в воде, реагировали с силикатами горных пород, извлекая из них щелочные, щелочноземельные и другие элементы. В результате вода переставала быть кислой, а растворимые соли извлеченных из силикатов элементов переходили в океан, поэтому вода в нем сразу же становилась соленой. Первичный океан, вероятно, был неглубоким, но покрывал почти всю Землю. С ростом массы гидросферы увеличивался и объем океана, изменялись его очертания, что было связано и с формированием континентальной и океанической коры. С поверхности океана испарялась вода (пресная), которая, возвращаясь в виде дождей на земную поверхность, сформировала воды суши. Воды океана, суши и атмосферы составили единую земную оболочку — гидросферу. Это и определило одну из специфических особенностей Земли, отличающую ее от других планет Солнечной системы,— постоянное наличие на ней гидросферы.





Понятие “гидросфера” постоянно трансформировалось. В настоящее время гидросферой принято называть водную оболочку Земли, включающую всю несвязанную воду независимо от ее состояния: жидкую, твердую, газообразную. Нижняя граница гидросферы принимается на уровне поверхности мантии, а верхняя проходит в верхних слоях атмосферы. Гидросфера включает в себя Мировой океан, воды суши — реки, озера, болота, ледники — атмосферную влагу, а также подземные воды, залегающие всюду на материках, на дне озерных и морских впадин и под толщей вечных льдов.

Общий объем гидросферы по последним данным составляет около 1390 млн кубических километров. Предполагается, что это количество воды в течение геологического времени и практически остается неизменным, несмотря на продолжающее поступление воды из мантии и из Космоса (ледяные ядра комет; метеорное вещество, пыль...) и потери ее за счет разложения воды фотосинтезом и диссипации легких газов в Космосе. Однако соотношение отдельных ее видов нельзя считать постоянным. Оно менялось в разные периоды жизни Земли.



В современную эпоху основные запасы воды сосредоточены в Мировом океане (96,5%). Пресных вод в гидросфере всего 2,58% от общих запасов воды. Больше всего пресных вод содержится в ледниках и снежном покрове Антарктиды, Арктики и горных стран (1,78% объема гидросферы или69,3% от запасов пресных вод на Земле). Громадные запасы воды аккумулированы в литосфере. Доля пресных подземных вод от общего запаса пресных вод на Земле составляет 29,4%. На долю рек приходится 0,006%, пресных озер —0,25%, на воду, содержащуюся в атмосфере,— 0,03% общего количества пресных вод.

Мировой океан и его подразделения

Водная поверхность земного шара представляет собой единую поверхность, называемую Мировым океаном. Его площадь равна 361,3 млн км3 (71% поверхности Земли), а средняя глубина 3,7 км. Океан и суша распределены на земном шаре неравномерно. Южное полушарие более океаническое, чем северное. Здесь океан занимает 81% площади полушария, в северном полушарии — 61%. Неравномерное распределение воды и суши на нашей планете — важнейший фактор формирования природы земного шара.

Условно Мировой океан разделяют на более или менее самостоятельные крупные части — океаны, сообщающиеся между собой.. Впервые деление Мирового океана на части было выполнено в 1650 году, голландским ученым Б.Варениусом. Он выделил пять океанов Северный Ледовитый, Атлантический, Тихий, Индийский и Южный. Этого деления придерживаются и сейчас во многих странах мира. В Советском Союзе согласно классификации, принятой для Атласа Океанов, выделяют четыре океана, Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. Существование Южного океана, с учетом физических, химических, биологических и динамических особенностей южных частей Индийского, Атлантического и Тихого океанов, многими советскими учеными признается. Однако в действующую у нас классификацию океанов он не внесен из-за недостаточной изученности и неопределенности границ.

Состав растворенных солей (в %) океанических и речных вод

Химические вещества Воды океана Речные воды
Хлориды Сульфаты Карбонаты Прочие вещества 88,7 10,8 0,3 0,2 5,2 9,9 60,1 24,8

Газы в воде океана.Вода поглощает (растворяет) газы, с которыми она соприкасается. Поэтому в океанической воде содержатся все атмосферные газы, а также газы, приносимые водами рек, выделяющиеся при химических и биологических процессах, при подводных извержениях. Общее количество растворенных в воде газов невелико, но они играют решающую роль в развитии всей органической жизни морей и океанов.

Особое значение имеет кислород.Содержание его изменяется, как и содержание всех других газов, в зависимости от солености и температуры воды, от степени перемешивания поверхностных вод и т.д. Чем выше температура и соленость воды, тем меньше кислорода может в ней раствориться. Поэтому содержание его от экватора к полюсам возрастает

Кислород поступает в воду океана не только в результате контактаводы с воздухом, но и в результате фотосинтеза водорослей, населяющих воды океанов и морей. На глубине количество кислорода, как правило, уменьшается, так как процесс фотосинтеза имеет наибольшее развитие в поверхностном слое. В этом слое, особенно на мелководье, наблюдается повышенное содержание кислорода (до 180%). Избыток его передается атмосфере. Кислород в океане расходуется также на дыхание живых организмов и на окисление различных веществ.

Азотпроникает в воду из атмосферы и образуется при распаде органического вещества. Содержание его в воде изменяется мало, так как он плохо вступает в соединения, редко и в небольших количествах потребляется. Только некоторые придонные бактерии превращают его в нитраты и аммиак. Большой роли в океане он не играет.

Углекислый газ,в отличие от кислорода и азота, находится в воде океана в основном в связанном виде, в виде углекислых соединений — карбонатов и бикарбонатов. Запасы углекислоты в океане поддерживаются дыханием организмов и растворением известковых пород дна и берегов, а также современных органогенных отложений (скелетов, раковин и т. д.). Значительные количества углекислого газа поступают в океан при подводных вулканических извержениях. Как и кислород, углекислый газ растворяется быстрее в холодной воде. При повышении температуры вода отдает углекислый газ атмосфере, при понижении — поглощает его, поэтому в тропиках вода выделяет углекислый газ в атмосферу, в полярных широтах, наоборот, углекислый газ из атмосферы поступает в воду.

Растворимость углекислого газа в воде в десятки и сотни раз превышает растворимость кислорода, поэтому океан его содержит в 60 раз больше, чем атмосфера. Расходуется углекислота на фотосинтез растений и на образование организмами скелетов и раковин.

В воде морей количество и распределение газов может быть существенно иным, чем в океанах. На дне некоторых морей при разложении органических веществ и в результате жизнедеятельности микроорганизмов образуется сероводород. Это очень ядовитое вещество. Главное условие его образования — слабое вертикальное перемешивание и, как следствие его, отсутствие кислорода на глубинах. Присутствие сероводорода отмечено в некоторых глубоких фьордах Норвегии, в Каспийском, Черном, Красном и Аравийском морях. Не исключена возможность сероводородного заражения океанов.

Поверхность океана способна поглощать 99,6% поступающегона нее солнечного тепла, тогда как для суши этот показатель равен всего 55—65%. Благодаря этому и большой теплоемкости воды, океан представляет собой мощный аккумулятор тепла, оказывающий исключительно большое влияние на температурные условия прилегающих слоев атмосферы. Велико термическое воздействие океана и на климат прилегающих окраин континентов.

Природные ресурсы океана

Со времен палеолита человек пользовался ресурсами океана. Сначала это было использование для питания моллюсков и рыболовство; во времена древних цивилизаций возникло мореплавание, затем человечество приступило к освоению минеральных и энергетических богатств океана. Однако сегодня ресурсы Мирового океана используются недостаточно. Больше всего эксплуатируются органические богатства океана, причем наблюдается явное несоответствие между запасами и потреблением их разных видов. Около 90%. биомассы, получаемой человеком из океана, приходится на рыбу. Рыба — один из немногих пищевых продуктов моря, темпы добычи котов мировом масштабе продолжают опережать темпы роста населения Земли. Рыбные продукты употребляются не только в пищу лей. Рыба перерабатывается в кормовую муку для животных, пользуется для получения жира, различных технических веществ и удобрений. Так, в Перу только 0,5% улова рыбы идет в пищу людей, ильная часть перерабатывается на кормовую муку. В последние десятилетия, когда значительно увеличилось количество судов океанического лова и неизмеримо возросла их техническая оснащенность, под угрозой полного уничтожения оказались многие промысловые виды рыб. Истощились запасы анчоуса у Тихоокеанского побережья Южной Америки, морского окуня в водах Лабрадора, Ньюфаундленда, трески и камбалы — в Северном и Норвежском морях и т. д. Поэтому необходимо строгое международное регулирование промыслов в Мировом океане, разработка методов научного прогноза в рыболовстве и способов искусственного увеличения биопродуктивности промысловых районов. Из морских млекопитающих промысловое значение имеют мор-котик, гренландский тюлень, нерпа и морской заяц. Несмотря на совершенно исключительную ценность других морских зверей чей, каланов, тюленей) и китов, промысел их очень ограничени ведется в в соответствии с международной конвенцией по лицензиям, выдаваемым отдельным странам на определенные районы.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.