Мировой океан

Мировой океан – это всё водное пространство вне суши. Его площадь – 361,3 млн. км², что составляет 71 % земной поверхности. Северное полушарие на 61 %, а южное на 81 % покрыто водами М.о. Его объём равен 1,338 млрд. км³, что составляет 1/800 объёма Земли. Мировой океан содержит 96,4 % воды гидросферы. Средняя глубина океана – 3711 м, максимальная – 11022 м (Марианский желоб), преобладающая глубина которые имеют 78,2 площади М.о. – 3-6 тыс. м. Средняя температура вод Мирового океана +3,9⁰ С, в полярных широтах около 0⁰ и ниже, в тропиках +32⁰ – самое тёплое Красное море (+32⁰). Характерны сезонные колебания температуры, особенно в умеренном поясе. Температура с глубиной уменьшается. Ниже 1 км температура +1 на всех широтах. Средняя соленость 35,16 ⁰/₀₀, максимальная – 42 ⁰/₀₀ (Красное море). Средняя плотность морской воды 1045 кг/м³. Общая масса воды 138*10¹⁶ т, солей 4,87*10¹⁶ т.

Мировой океан имеет ряд структурных подразделений. Океаны делятся на моря, а моря на заливы и проливы.

Мировой океан делится на ряд структурных подразделений: океаны, моря, заливы, проливы.

Океан – обширная часть М.о., расположенная между материками, обладающая самостоятельной системой циркуляции вод и специфическими особенностями гидрологического режима.

Море – это значительная акватория океана, более или менее обособленная от него сушей (подводными поднятиями), отличающееся своими природными условиями (глубиной, рельефом дна, температурой, солёностью, волнением, течениями, приливами, органической жизнью). Моря бывают трёх типов: окраинные, внутренние и межостровные. Окраинные располагаются по краю материков (больших островов). Их дно – шельф и материковый склон, связь с М.о. очень большая и природные условия сильно схожи с М.о. (Баренцево, Чукотское, Лаптевых, Бофорта). Внутренние моря обычно очень глубоко вдаются в сушу. Делятся на внутриматериковые (Чёрное, Балтийской, Азовские, Белое) и межматериковыми (Средиземное, Карибской). Межостровные моря – располагаются между островами и их архипелагами (Филиппинские, Банда, Сулавеси, Фиджи).

Залив – часть океана или моря, вдающаяся в сушу, но имеющая свободный водообмен с остальной акваторией и слабо отличающаяся от неё по природным условиям и режимам. Среди заливов выделяют бухты (небольшой, хорошо защищённый от ветров залив), фьорды (узкие извилистые заливы, формирование которых связано с деятельностью ледников), лиманы (мелководные заливы, отделённые от моря песчаной косой или пересыпью), лагуны (заливы внутри коралловых атоллов), эстуарии или губы (приустьевые части рек, затопленные морем).

Поскольку, выделение отдельных заливов и морей проводилось в силу исторической традиции, то многие моря и заливы названы неверно. Например, Гудзонов, Мексиканский, Персидский заливы – внутренние моря, а Аравийское море – залив, Саргассово море вообще не является не тем ни другим.

Пролив – это относительно узкое водное пространство соединяющее отдельные части М.о. и разделяющее отдельные участки суши. Они имеют своеобразный режим и по характеру водообмена могут быть проточными (течение по всему поперечному сечению пролива направлено в одну сторону (Флоридский пролив – Флоридское течение)) и обменными (течения по периметру сечения направлены в разные стороны: по вертикали – в Босфоре, по горизонтали в Девисовом проливе (течения Западногренландское и Лабрадор).

Первое районирование М.о. было проведено в книге «Всеобщая география» Бернхардуса Варениуса в 1650 г. В ней были выделены Атлантический, Тихий, Южный, Индийский, и Гиперборейский (Северный Ледовитый) океаны. В 1845 г. по заданию Королевского географического общества в Лондоне было проведено новое районирование. Выделено 5 океанов: Атлантический, Тихий, Индийский, Северный Ледовитый (по полярному кругу), Антарктический или Южный (по параллелям 67⁰30^/, 60⁰, 55⁰ ю.ш.). Немецкий ученый Крюммель в 1878 и Юлий Михайлович Шокальский (1917) – 3 океана: Атлантический, Тихий, Индийский – все на юге до Антарктиды, Северный Ледовитый – часть Атлантического. На советских картах Северный Ледовитый океан как самостоятельный стали выделять с 1935 г. В 1928 и 1937 гг. две классификации с 5-ю океанами Международного гидрографического бюро. В 1953 – престают выделять Южный, а Атлантический и Тихий делят каждый на 2 части. 1966 – II Международный географический конгресс в Москве признал целесообразным выделение Южного океана.

Границы океанов проводятся исходя из следующих принципов:

1. По конфигурация береговой линии материков и островов.
2. Рельефу дна.
3. Степени самостоятельности систем течений и приливов.
4. Степени независимости атмосферной циркуляции.
5. Характерным особенностям вертикального и горизонтального распределения температуры и солености воды.
6. По другим признакам.

На современных российских картах выделено 4 океана: Атлантический (название дано в 1507 г. на карте Вальдземюллера, в честь древнегреческого мифологического героя Атланта, до этого – Западный (Птолемей), Северное море (Меркатор), Эфиопский океан (Эратосфен). Индийский ок. 1507 в работе Мюнстера «Космография», до этого Восточный, Индийское море (Птолемей, где этот океан изображался в виде озера), Эритрейское море (Эратосфен). Тихий океан – назван Магелланом, второе название – Великий дал Бальбоа, на карте Меркатора – Южное море. Северный Ледовитый назывался ранее Северным морем, Московским морем, у поморов Студёным морем.

Границы между океанами проходят по Фареро-Исландскому поднятию дна (юг Норвежского моря), Исландии, северным оконечностям Датского и Девисова проливов (Северный Ледовитый-Атлантический). От Огненной Земли до Антарктического п-ова (Атлантический-Тихий). По 20? в.д. (Атлантический-Индийский), по границе между Андаманским морем и Малаккским проливом. По проливам между Суматрой, Явой, Тимором, Новой Гвинеей, Торресову, Басову, а далее по 146⁰ в.д. (Индийский-Тихий). По Берингову проливу (Тихий-Северный Ледовий).

До сих пор ведется дискуссия о выделении Южного океана Границы южного океана проводят или по южным оконечностям Огненной Земли, Африки, Тасмании, Новой Зеландии. Или по северной границе Течения Западных ветров.

Физико-химические свойства морских вод.

Солёность является важнейшая особенность океанской воды. Этот раствор содержит почти все известные на Земле химические элементы. Общее количество солей 50-10 ¹⁶т. Они могут покрыть дно океана слоем могут покрыть дно океана слоем 60 м, всю Землю – 45 м, сушу – 153 м. Соотношение солей в океанской воде остается постоянным, это обеспечивается высокой динамикой океанских вод. В составе преобладают NaCl (77,8 %), MgCl (10,9 %) и др.

Средняя соленость океана воды 35 ⁰/₀₀. Отклонение от средней солености в ту или иную сторону вызывается изменениями в приходно-расходном балансе пресной воды. Так, атмосферные осадки, воды с ледников, сток с суши уменьшают соленость; испарение – повышает соленость.

В распределении солености в океане существуют как зональные, так и региональные черты. Зональные черты связаны с климатическими условиями (распределение осадков и испарения). В экваториальной зоне воды слегка рассолены , в тропических и субтропических широтах соленость максимальная для поверхностных вод океана – 36-37 ⁰ /₀₀, к северу и югу от этой зоны соленость понижается. Понижению солености в высоких широтах способствует таяние льдов.

Широтную зональность в распределении солености на поверхности океана нарушают течения. Теплые повышают соленость, холодные – понижают. Средняя соленость океанов на поверхности различна. Наибольшей соленостью обладает Атлантический океан – 35,4 ⁰ /₀₀, наименьшей Северный Ледовитый океан – 32 ⁰ /₀₀ (велика опресняющая роль сибирских вод). Изменения солености связаны в основном с поверхностными слоями, непосредственно получающими пресные воды и определяемые глубиной перемешивания. Все изменения солености происходят в верхних слоях до глубин 1500 м., глубже соленость не меняется.

Температура воды Мирового океана.

Изменения в ходе элементов теплового баланса определяют ход температуры воды. Суточные амплитуды колебания температуры воды на поверхности океана не превышают в среднем 0,5⁰C, Наибольшая суточная амплитуда в низких широтах (до 1⁰C), наименьшая – в высоких (до 0⁰C). Суточные колебания температуры в океане играют подчиненную роль.

Годовые амплитуды колебаний температуры на поверхности океана больше, чем суточные. Годовые колебания температуры невелики в низких (1⁰) и высоких (2⁰) широтах. В первом случае большое количества равномерно распределяется в течение года, во втором – за короткое лето вода не успевает сильно нагреваться. Наибольшие годовые амплитуды (от 10⁰ до 17⁰) отмечаются в умеренных широтах. Наибольшие средние годовые температуры воды (27-28⁰) наблюдаются в экваториальных и тропических широтах, к северу и югу от них температура понижается до 0⁰С и ниже в полярных широтах. Термический экватор располагается примерно на 5⁰С с.ш. Океанские течения нарушают зональное распределение температуры. Течения, которые переносят тепло по направлению к полюсам (например, Гольфстрим), выделяются в виде положительных температурных аномалий. Поэтому в тропических широтах под воздействием течений температура воды у восточных берегов выше, чем у западных, а в умеренных широтах, наоборот у западных выше, чем у восточных. В южном, более мористом полушарии, зональность в распределении температур воды почти не нарушается. Самая высокая температура на поверхности океана (+32 ⁰С) наблюдалась в августе в Тихом океане, самая низкая в феврале в Северном Ледовитом океане (-1,7 ⁰С). В среднем за год поверхность океана в южном полушарии холоднее, чем в северном (влияние Антарктиды). Средняя годовая температура на поверхности океана +17,4⁰С, что выше, чем годовая температура воздуха +14⁰. Самый теплый – Индийский океан – около +20⁰С. Тепло солнечной радиации, нагревающей верхний слой воды, крайне медленно передается нижележащим слоям. Перераспределение тепла в толще океанской воды происходит благодаря конвекции и перемешиванию волнениями и течениями. Отсюда, температура с глубиной понижается. На глубине где-то около 100-200 м температура резко падает. Слой резкого падения температуры воды с глубиной называют термоклином.

Термоклин в океане от экватора до 50-60 ⁰с. и ю.ш. существует постоянно на глубинах от 100 до 700 м. В Северном Ледовитом океане температура воды до глубины 50-100 м падает, а затем растет достигая максимума на глубине 200-600 м. Это повышение температуры вызвано проникновением из умеренных широт теплых вод, более соленых, чем верхние слои воды.

Лед в океане появляется в высоких широтах при понижении температуры воды ниже точки замерзания. Температура замерзания зависит от её солености. Чем выше соленость, тем ниже температура замерзания. Лед имеет меньшую плотность, чем пресный лед. Соленый лед менее прочный, чем пресный, но более пластичный и вязкий. Он не ломается на зыби (слабом волнении). Приобретает зеленоватый оттенок, в отличие от голубого цвета у пресного льда. Лед в океане может быть неподвижным и плавучим. Неподвижный лед – сплошной ледяной покров, связанный с сушей или мелью. Обычно это ледяной припай. Плавучий лед (дрейфующий) не связан с берегом и перемещается под действием ветра и течений.

Многолетние мощные плавучие льды (толщиной 5 м и более), покрывающие центральную часть Северного Ледовитого океана, называют паковыми. Поверхность их в результате торошения неровная и обычно, трудно проходимая. Паковые льды имеют голубоватый цвет. Занимают 70-80 % общей площади льдов.

В океане встречаются и обломки льда, сползшие с материков – айсберги. Образуются у берегов Антарктиды и Гренландии. Представляют опасность судоходству.

Льды покрывают около 15 % всей акватории Мирового океана, или 55 млн. км², в том числе 38 млн.км² в южном полушарии. Ледяной покров в целом предохраняет океанские воды от промерзания, оказывает охолаживающее воздействие на климат Земли. Льда затрудняют судоходство и морской промысел.

Динамика океанических вод

Вся масса океана непрерывно движется. Вечное движение океанских вод находит проявление в поверхностных и глубинных течениях, в волнении, приливах и отливах.

Течения – это перемещения водных масс. Причины этих перемещений могут быть различными: ветер, градиенты плотности. На поверхностные течения большую роль оказывают постоянные ветры, трение нижележащих слоев, вращение Земли (сила Кориолиса). В зависимости от глубины проявления различают поверхностные, глубинные и придонные течения. По продолжительности действия выделяют постоянные, периодические и временные течения.

Виды течений:

1. Фрикционные – вызванные ветрами (ветровые – временные, дрейфовые – постоянные);

2. Градиентные – вызванные неравномерным распределением плотности океанских вод (сточные, плотностные);

3. Приливно-отливные (полусуточными, суточными и смешанными) как результат действия приливообразующих сил Солнца и Луны на океаносферу. По температурному режиму выделяют теплые, холодные и нейтральные течения. Они имеют различные скорости и направления. Скорость течения с глубиной убывает в геометрической прогрессии, а направление течения отклоняется (сила Кориолиса) с глубиной все больше, и на некоторой глубине оказывается противоположно первоначальному.

По температурному режиму выделяют теплые, холодные и нейтральные течения. Первые теплее, вторые холоднее, чем окружающие их воды. Третьи не отличаются от окружающей воды температурой. Например, Перуанское холодное течение с температурой +22 ⁰ С на 5-6 ⁰ С холоднее экваториальных вод. Теплое течение в Арктике, имея температуру +2 ⁰ С теплее окружающей воды (0 ⁰ С).

В Мировом океане выделяют десять крупных систем циркуляции: пять тропических (Азорская, Гавайская, Южноатлантическая, Южнотихоокеанская, Южноиндийская), два умеренных северного полушария (Исландская, Алеутская), Индийская муссонная, Антарктическая, Арктическая. Циркумполярная антарктическая система «Южного океана» представлена одним течением Западных ветров. Это самое мощное течение в Мировом океане. Занимает пространство от 35-40 ⁰ ю.ш. до 50-60 ⁰ ю.ш. Ширина течения достигает 2000 км, расход воды 185-215 км ³ /сек, скорость 0,2-03 м/сек. Течение незамкнутое, от него отходят ветви Перуанского, Бенгельского, Западноавстралийского.

Волнения воды – результат нарушения равновесия уровенной поверхности и стремления силы тяжести восстановить это равновесие. Главная причина волнений на поверхности океана – ветер. Волнения могут также вызываться землетрясениями, приливообразующими силами, которые в отличие от ветровых, затрагивают всю толщу океанских вод.

Ветровые волны обладают энергией, переданной им ветром. Передача энергии ветра волне находится в прямой зависимости от скорости, продолжительности действия и разгона ветра. Волна получает энергию ветра, если ее скорость меньше скорости ветра, в противном случае ветер «гасит» волны. При высоте волн 5 м и длине 100 м (средние размеры штормовых волн) на каждый км ² волнующейся поверхности приходится 3 млрд. кВт-ч энергии.

Огромна сила удара ветровых волн. При ударе о препятствие разрушительная сила волны увеличивается за счет обрушивания масс гребня волны, достигающих сотни тонн. Волны разрушают и одновременно переносят и откладывают продукты разрушения, формируя рельеф побережья. Высота большинства ветровых океанских волн 4-4,5 м. Волны выше 6-7 м возникают сравнительно редко. Максимальная достоверно зафиксированная высота ветровых волн около 34 м.

При землетрясениях, подводных извержениях и подводных оползнях возникают сейсмические волны, охватывающие всю толщу воды. Они получили название цунами . Так как при очень большой длине волны высота цунами обычно всего 0,3-0,6 м, в открытом Океане они незаметны. Но на мелководье высота их увеличивается до 20-30 м в узких заливах. Цунами высоко поднимаются в местах резких переходов с больших глубин на узкую полосу пляжа. На низких побережьях цунами имеют незначительную высоту. С цунами связаны огромные разрушения и человеческие жертвы. Цунами в 2005 г. в Индийском океане вызвало огромные разрушения инфраструктуры побережий и огромные человеческие жертвы (около 300 тыс. чел).

Приливные волны возникают в океанах вследствие воздействия силы притяжения Луны и Солнца. Так как Луна расположена ближе, то ее воздействие сильнее солнечного. В результате притяжения в гидросфере возникает приливные волны. В течение суток Землю обходят 2 приливные волны. В океане приливная волна вызывает поднятие уровня до наивысшего положения (полная вода) и опускание его до наименьшего (малая вода). Теоретически полный цикл (два прилива и два отлива) должен завершаться за 24 ч 50 мин, а смены прилива отливом должна быть равна 6 ч 12 мин 30 сек. В действительности существует неравенство приливов. Причины могут иметь разную природу. Самый большой на Земле прилив (до 18 м.) бывает в бухте Фанди у Новой Шотландии. В России самый высокий прилив (до 12 м) образуется на севере Охотского моря, в Пенжинской губе.

Географическое значение приливов: в приливной зоне возникают и существуют особые экологические условия. Это переходная зона от океана (колыбели жизни) к суше. Приливные волны обладают колоссальной энергией. Эту энергию человек пытается поставить на службу народного хозяйства. Приливные электростанции уже действуют в ряде стран, в том числе и в России (Кислогубская у г. Мурманска). Перспективы развития строительства ПЭС огромны.

Географическая структура океана

Океан – часть географической оболочки (около 70 %), состоящая из целого ряда отдельных компонентов. Всякий разбор строения М.о. связан с компонентными частными структурами океана.

Гидрологическая структура МО.

Температурная стратификация. В 1928 г. Дефантом было сформулировано теоретическое положение о горизонтальном разделении МО на две толщи вод. Верхнюю часть – океаническую тропосферу, или «Тёплый океан» и океаническую стратосферу или «Холодный океан» Граница между ними проходит наклонно, варьируясь от практически вертикального до горизонтального положения. На экваторе граница находится на глубине около 1 км, в полярных широтах может проходить почти вертикально. Воды «теплого» океана легче полярных вод и располагаются на них как на жидком дне. Несмотря на то, что теплый океан имеется практически везде и, следовательно, граница между ним и холодным океаном имеет значительную протяженность, водообмен между ними происходит только в очень немногих местах, за счет поднятия глубинных вод (апвеллинга), или опускания теплых вод (даунвеллинга).

Геофизическая структура океана (наличие физических полей). Один из факторов ее наличия – термодинамический обмен между океаном и атмосферой. По мнению Шулейкина (1963) океан надо рассматривать как тепловую машину, работающую в меридиональном направлении. Экватор – нагреватель, а полюса – холодильники. За счет циркуляции атмосферы и океанических течений происходит постоянный отток тепла от экватора к полюсам. Экватор делит океаны а 2 части с частично обособленными системами течений, а материки делят М.о. на регионы. Таким образом океанографии подразделяют МО на 7 частей: 1) Северный Ледовитый, 2) Северная часть Атлантического, 3) Северная часть Индийского, 4) Северная часть Тихого, 5) Южная часть Атлантического, 6) Южная часть Тихого, 7) Южная часть Индийского.

В океане, как и везде в географической оболочке есть граничащие поверхности (океан/атмосфера, берег/океан, дно/водная масса, холодная/теплая ВМ, более соленая/менее соленая ВМ и т.д.). Установлено, что наибольшая активность протекания химических процессов происходит именно на пограничных поверхностях (Айзатулин, 1966). Вокруг каждой такой поверхности наблюдается повышенное поле химической активности и физических аномалий. МО делят на активные слои, толщина которых при приближении к границе, которая их порождает уменьшается вплоть до молекулярного, а химическая активность и количество свободной энергии максимально возрастает. Если происходит пересечение нескольких границ, то все процессы происходят еще более активно. Максимальная активность наблюдается на побережьях, на кромке льда, на океанических фронтах (ВМ разного происхождения и характеристик).

Наиболее активны:

1. экваториальная зона, где контактируют ВМ северной и южной частей океанов, закручивающиеся в противоположных направлениях (по или против часовой стрелки).
2. зоны контакта океанических вод с разной глубины. В районах апвеллинга к поверхности поднимаются воды стратосферы, в которых растворено большое количество минеральных веществ, являющихся пищей для растений. В районах даунвеллина ко дну океана опускаются богатые кислородом поверхностные воды. В подобных районах биомасса увеличивается в 2 раза.
3. районы гидротерм (подводных вулканов). Здесь формируются основанные на хемосинтезе «экологические оазисы». В них организмы существуют при температуре до +400?С и солености до 300 ‰. Здесь обнаружены археобактерии гибнущие при +100?С от переохлаждения и родственные существовавшим на Земле 3,8 млрд. лет назад, щетинковые черви – живущие в растворах напоминающих серную кислоту при температуре +260?С.
4. устья рек.
5. проливы.
6. подводные пороги

Наименее активны центральные часть океанов удаленные от дна и берегов.

Биологическая структура.

До середины 60-х гг. бытовало мнение, что океан может прокормить человечество. Но оказалось, что только около 2% водных масс океана насыщено жизнью. В характеристике биологической структуры океана имеется несколько подходов.

1. Подход В.И. Вернадского связан с выявлением скоплений жизни в океане. Здесь выделяется 4 статических скопления жизни: 2 пленки жизни поверхностная и придонная толщиной приблизительно по 100 м и 2 сгущения жизни: прибрежное и саргассово – скопление организмов в открытом океане, где дно не играет никакой роли, связанные с подъемами и опусканиями вод в океане, фронтальными зонами в океане,
2. Подход Зенкевича связан с выявлением симметрии в океане существует. Здесь существует 3 плоскости симметрии в явлениях биотической среды: экваториальная, 2 меридиональных проходящих соответственно по центру океана и по центру материка. По отношению к ним происходит изменение в биомассе от берега к центру океана биомасса уменьшается. Широтные пояса в океане выделяют по отношению к экватору.
   1. экваториальная зона протяженностью около 10⁰ (от 5⁰ с.ш. до 5⁰ ю.ш.) – полоса богатая жизнью. Очень много видов при небольшой численности каждого. Рыбопромысел обычно не очень выгоден.
   2. субтропическо-тропические зоны (2) – зоны океанических пустынь. Обитает довольно много видов, фитопланктон активен круглогодично, но биопродуктивность очень низкая. Максимальное количество организмов обитает на коралловых рифах и в мангровых зарослях (прибрежные полузатопленные водой растительные формации).
   3. зоны умеренных широт (2 зоны) имеют наибольшую биопродуктивность. Видовое разнообразие по сравнению с экватором резко уменьшается, но количество особей одного вида резко увеличивается. Это районы активного рыбопромысла. 4) полярные зоны – районы с минимальной биомассой из-за того, что фотосинтез фитопланктона в зимнее время прекращается.
3. Экологическая классификация. Выделяют экологические группы живых организмов.
   1. планктон (от греч. Planktos – блуждающий), совокупность организмов, обитающих в толще воды и неспособных противостоять переносу течением. Состоит из бактерий, диатомовых и некоторых других водорослей (фитопланктон), простейших, некоторых кишечнополостных, моллюсков, ракообразных, икры и личинок рыб, личинок беспозвоночных (зоопланктон).
   2. нектон (от греч. nektos – плавающий), совокупность активно плавающих животных, обитающих в толще воды, способных противостоять течению и перемещаться на значительные расстояния. К нектону относятся кальмары, рыбы, морские змеи и черепахи, пингвины, киты, ластоногие и др.
   3. бентос (от греч. benthos – глубина), совокупность организмов, обитающих на грунте и в грунте дна водоемов. Часть из них передвигается по дну: морские звезды, крабы, морские ежи. Другие прикрепляются ко дну – кораллы, гребешки, водоросли. Некоторые рыбы плавают у дна или лежат на дне (скаты, камбала), могут закапываться в грунт.
   4. Выделяют и другие, более мелкие экологические группы организмов: плейстон – организмы, плавающие по поверхности; нейстон – организмы, которые прикрепляются к пленке воды сверху или снизу; гипонейстон – живут непосредственно под пленкой воды.

1. Единство МО
2. Внутри структуры МО выделяются круговые структуры.
3. Океан анизотропен, т.е. передает влияние граничащих поверхностей с разной скоростью в разных направлениях. Капля воды от поверхности Атлантического океана ко дну движется 1000 лет, а с востока на запад от 50 суток до 100 лет.
4. Океан имеет вертикальную и горизонтальную поясность, что приводит к формированию внутри океана внутренних границ более низкого ранга.
5. Значительные размеры МО сдвигают нижнюю границу ГО в нем до 11 км глубины.

1. малая доступность для человека;
2. сложности в разработке техники для изучения океана;
3. малый отрезок времени в который океан изучается.

История океанологических и океанографических исследований в океане

Географических открытия в океане можно разделить на 2 группы: океанографические – описание различных объектов океана (островов, заливов, проливов и т.п.) и океанологические изучение водных масс, рельефа дна, биологии, экологии океана. Океанографическое изучение океанов всегда предшествовало океанологическому.

Океанографические исследования. Первыми исследователями океана стали лучшие мореходы древности финикийцы. В 7-6 вв. до н.э. они обошли вокруг Африки, хорошо изучили Средиземное море. В то же время исследование Индийского океана начали шумеры, индийцы, малайцы, Тихого – полинезийцы, китайцы, малайцы. Считается, что первые письменные документы об океане и карты отдельных его частей появились в Древней Греции (V-IV вв. до н. э.). Греки и римляне исследовали Черное море, достигли Британских островов (Пифей) и Скандинавского полуострова.

В VII-IX вв. активны арабы. Ими исследуется африканское побережье Индийского океана, Мадагаскар, малайский архипелаг. В X-XI вв. северную часть Атлантического океана исследуют викинги (Эрик Рыжий, Лейф Эйриксон) открывая Исландию, Гренландию, и Северную Америку. В XI-XVI вв. поморы исследуют белое и Баренцево моря, открывают Шпицберген, Новую Землю.

С XV в ведет свое начало эпоха Великих географических открытий. Первыми на этот путь встали португальцы изучившие атлантическое побережье Африки. В 1488 Бартоломеу Диаш открыл мыс Доброй Надежды. В 1497-99 Васко да Гамма достиг восточным путем Индии. В 1500 Педру Алвариш Кабрал открывает Бразилию.

Испанские открытия начинаются с плаваний Христофора Колумба (4 с 1492-93 до 1502-04), открывшего часть Больших и Малых Антильских островов и часть побережья Америки. В 1519-22 гг. совершается первое в мире кругосветное плавание Фернана Магеллана (завершено Хуаном Элькано).

В дальнейшем на путь географических открытий встали англичане, голландцы, французы. В XVIII-XIX вв. были проведены первые специальные экспедиции В. Беринга, Г. И. Чирикова, X. П. Лаптева, С. И. Челюскина, Дж. Кука, Ж. Ф. Лаперуза, И. Ф. Крузенштерна и Ю. Ф. Лисянского, Ф. Ф. Беллинсгаузена и М. П. Лазарева, О. Е. Коцебу и Э. X. Ленца, Ф. П. Литке и многих других. Благодаря этим экспедициям уточнялась карта М.о. и накапливались сведения о свойствах его вод – температуре, удельном весе (плотности), прозрачности, в том числе и на глубинах.

Последние белые пятна с карты М.о. были стерты только в ХХ в. после исследования Советского и канадского секторов Арктики и плаваний к побережью Антарктиды.

Океанологические исследования также имеют достаточно длительную историю. В работах Геродота и Посидония описывались приливы, Аристотель указывал на различия в температуре воды и глубинах морей, течениях в проливах. Плиний Старший изучал биологию моря в его работах описывалось 179 видов морских животных, что он трактовал как высокую изученность океана. Сейчас известно около 160 тыс. видов.

Океанологические наблюдения проводились уже в эпоху великих географических открытий и нового времени. Но первой в полном смысле научной океанологической экспедицией считают кругосветную экспедицию на английском корвете «Челленджер» в 1872-1876 гг., когда были проведены комплексные исследования в Мировом океане на 362 станциях, на которых получены новые данные о физических, химических, биологических характеристиках морских вод и геологических особенностях дна океана. Обработку уникальных результатов этой экспедиции проводили 76 ученых более 20 лет, издав собрание трудов в 50 томах.

Крупный вклад в развитие науки внесли С. О. Макаров, В. Бьеркнес, В. Экман, М. Кнудсен, Ф. Нансен. Авторами одних из первых обобщающих научных трудов по океанологии были в Германии О. Крюммель, в России И. Б. Шпиндлер и Ю. М. Шокальский.

В России в 1874 г. при Главной геофизической обсерватории открылось Морское отделение, создавшее на всех морях службу штормовых предупреждений.

В конце XIX в. экспедиционные исследования океанов и морей стали дополняться стационарными, были созданы биологические станции в Севастополе, на Соловецких островах.

В 1921 г. в нашей стране было создано первое крупное научное океанологическое учреждение – Плавучий морской научный институт (Плавморнин). С 1937 г. ведется исследование СЛо. с дрейфующих на льду НИС «Северный Полюс». Крупный вклад в советскую океанологию внесли Н. М. Книпович, Ю. М. Шокальский, В. Ю. Визе, Н. Н. Зубов, В. Б. Штокман, В. В. Шулейкин

В 1946 г. учеными СССР и США был открыт подводный звуковой канал, звук по которому распространялся на сверхбольшие расстояния. В 1940-х гг. на дне океана открыты СОХи благодаря чему в 1961 г. была сформулирована теория ТЛП. В 1960-х гг под основными течениями океана были открыты противотечения.

В последнее время целенаправленные океанологические исследования в России ведут Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН (ИОРАН) и его отделения в Санкт-Петербурге, Калининграде, Геленджике, Государственный океанографический институт (ГОИН), Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ), Всероссийский научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО), Московский, Санкт-Петербургский, Калининградский, Дальневосточный государственные университеты и др. Отечественными учеными подготовлены.

Существуют 3 основных подхода к районированию океана: вертикальное, горизонтальное и целостное.

Вертикальное районирование океана.

Впервые о наличии вертикальных зон указывал Лев Семенович Берг. Различают следующие зоны:

1. прибрежная;
2. мелководная;
3. материковый склон;
4. абиссальная.

В ее вертикальной структуре океана очень большую рель играет подводный рельеф. Индикатором вертикального строения являются донные отложения, они зависят от широт и рельефа дна. На шельфе, материковом склоне и материковом подножии преобладают терригенные отложения; дно океана на глубине 3-5 тыс. м. покрыто в основном карбонатными отложениями; глубже 5 км – красными глинами и радиоляриевыми илами.

Вертикальные слои ВМ.

1. слой – поверхностный активный слой. Его вертикальная мощность – 5 см, но внутри него – целый ряд микрослоев (от нескольких мм до молекулярного). Здесь происходит аккумуляция активных органических соединений ответственных за пену на воде. концентрация органического вещества на порядок выше, чем в нижележащих слоях. В то же время концентрация фосфатов намного ниже. Этот слой отличается повышенным содержанием кислорода, характерны значительные перепады температуры (1 см – 2⁰), солености. Здесь сконцентрирован плейстон. С географической точки зрения эти 5 см особого значения не имеют. Для практической жизни человека они очень важны, так как именно здесь концентрируется нефтяное загрязнение океана.
2. Активный слой мощностью до 100 м. Это слой высокоупорядоченных структурных элементов, связанных в сложные органические комплексы. Этот слой максимально насыщен жизнью. Физические, химические и биологические процессы в слое зависят от температуры воды и географической широты. В этом слое происходят основные процессы синтеза органического вещества, хотя присутствуют и процессы его деструкции (распада).
3. Переходный слой мощностью до 1 км. В нем наблюдаются значительные перепады всех показателей: температуры, солености, жизни. Бывают линзы воды с повышенной температурой – термоклины, повышенной соленостью – галлоклины. В верхней чати слоя наблюдаются сезонные колебания температуры, выражены ее широтные особенности. В нижней части слоя этого нет.
4. Глубинный квазиинертный слой. Его мощность – вся толща океанических вод (несколько км). Для слоя характерна малая изменчивость свойств, малая упорядоченность структур. Все процессы замедлены. В основном характерны процессы распада. Из живых организмов преобладают микроорганизмы группы минерализаторов, которые питаются мертвым органическим веществом, поступающим сверху, разлагая его до неорганических веществ.
5. Пограничный придонный слой мощностью в несколько десятков метров. Повышается насыщенность жизнью. Синтез преобладает над деструкцией, но организмы в основном питаются мертвой органикой. Фотосинтеза нет, а есть хемосинтез.

Структура океан по Ф. М. Милькову.

Мильков предложил выделять критические точки на гипсографической кривой на которых происходит резкое изменение свойств воды.

1. Уровень океана (0 м) ниже аквальные ландшафты, выше – наземные.
2. Уровень 200 м. – материковая отмель (шельф) переходит в материковый склон, глубже него располагаются глубинные батиальные ландшафты. Это нижний предел для фотосинтеза.
3. Уровень 3000 м – изобата ограничивающая внешний край материкового подножия. Ниже будут находиться абиссальные ландшафты, до этой глубины развиваются склоновые процессы и формируются терригенные отложения.
4. Уровень 4-5 тыс. м. – уровень внутриабиссального минимума температур - уровень, который разделяет природные комплексы с преобладанием карбонатных грунтов от абиссального комплекса, где карбонатных грунтов нет.
5. Уровень 6000 м – ниже него располагаются ультраабиссальные ПК.

Классификация вертикальной структуры связанная с температурой ВМ и содержанием в ней живых организмов.

Типы ВМ

1. Верхняя ВМ – поверхностная до 75-100 м. Биомасса зообентоса до 1000 гр/м².
2. Подповерхностная до глубины 300 м, биомасса 200 гр/м².
3. Промежуточная масса до глубины 500-1000 м, биомасса 20 гр/м².
4. Глубинная до глубины 1200-5000 м., биомасса от 10 до 1 гр/м².
5. Придонные ВМ – 0,9-0,008 гр/м².

Классификация вертикальной зональности донной фауны.

1. Мелководная область (продуцирующая). Зоны: супралитораль (район приливов); литораль (глубина ± 0 м); сублитораль (глубина 0-200 м).
2. Переходный горизонт от 200-500 до 1000 м.
3. Глубинная область (потребляющая). Зоны: батиаль (500-1000 до 2,5-3 тыс. м); переходный горизонт (2,5-3,5 тыс. м); абиссаль (3-3,5 до 6 тыс. м) – делится на верхнюю абиссаль (3-4,5 тыс. м) и нижнюю абиссаль (4,5-6 тыс. м); ультраабиссальная (глубины больше 6 км – это глубоководные желоба).

Горизонтальное районирование.

Впервые районы в океане (морские ландшафты) выделял Шотт. В нашей стране сетку районирования разрабатывал Богданов (1961). Им были выделены следующие океанические пояса.

В последующие годы были разработаны и другие классификации.

Общая схема широтной океанической зональности (Лымарев, 1978).

Объемное районирование океана.

Это очень сложная и пока до конца не разработанная тема. В районировании Богорова океан делят тремя плоскостями симметрии: экваториальной, континентальной и срединноокеанической на 8 зеркально симметричных частей. Зенкевич выделяет 7 поясов отличающихся по биологической продуктивности.

Но подобные районирования не решают ряд важных проблем.

1. Вопрос выделения крупных по размеру, по объединенных единой циркуляцией районов которые охватывают несколько географических зон. Эти районы соответствуют рангу физико-географических стран на суше.
2. западно-восточная асимметрия океанов хорошо изучена в гидродинамике. географический аспект до конца не проработан.
3. связана с выделением и изучением не больших морских ландшафтов (типологических) в т.ч. связанных с очень большой биологической активностью и часть загрязненным. Типологический комплекс – повторяющиеся географические объекты на небольшой территории (Пример – овраги похожи друг на друга).

Методы физико-географического районирования.

1. Ландшафтно-геоморфологический. Он базируется на ведущей роли геолого-геоморфологических условий формирования и дифференциации аквальных комплексов. Он является главным, при выделении донных ландшафтов.
2. Ландшафтно-гидро-метеорологический. В нем сочетается учет гидрологических и метеорологических характеристик. Он позволяет выделять ВМ. Климатические показатели и на суше и в океана одинаковы и метод позводяет сравнивать климатические условия суши и океана.
3. Ландшафтно-экологический. Метод базируется на учете взаимосвязи живых организмов и их сообществ с неорганическими природными компонентами. Наиболее важна здесь оценка рыбных ресурсов.
4. Сравнительно-географический метод. Связан с анализом картографического материала и описательных характеристик. По выявленным сходстваи и различиям производится группировка районов.
5. Ландшафтно-структурный метод. Основывается на сопряженном анализе взаимосвязанного комплекса компонентов, что позволяет выделить его структуру.

Сетка таксонов физико-географического районирования Мирового океана.

1. географический пояс
2. физико-географическая страна
3. провинция
4. область
5. район.

Эти единицы выявлены на основе анализа различных факторов: зональных, связанных с поступлением солнечной радиации и азональных – неровностей дна. Эта система единиц разбивается на несколько рядов. Один из них зональный. В нем выделяют пояс и зону, которые будут отличаться достаточно большой широтой в рамках Мирового океана и однородностью в своих пределах. Проявление связано с разной циркуляцией вод. Азональные таксоны – область, провинция, округ. Глубинный ряд – ярус, пояс, зона. Лучше всего выделяются в океане типы ландшафтов: океанических островов, поверхности океана и донные. Лучшие сетки районирования существуют для Северного Ледовитого, Атлантического и Индийского океанов.