De wereldoceaan en zijn samenstelling. De wereldoceaan en zijn delen. De structuur van de oceanen. De beweging van de wateren van de oceanen. Bodemsedimenten van de wereldoceaan. Wolken en waterdamp
In veel opzichten blijft deze geosfeer raadselachtig. Zo weerlegde de ontwikkeling van de ruimtevaart de "voor de hand liggende" waarheid over het nuloppervlak van de Wereldoceaan. Het bleek dat zelfs in volledige rust het wateroppervlak zijn eigen reliëf heeft. Depressies en heuvels met een absolute overmaat van tientallen meters stapelen zich op op afstanden van duizenden kilometers, en zijn daarom onzichtbaar. Vijf planetaire anomalieën (in meters) zijn opmerkelijk: Indiaas min 112, Californië min 56, Caribisch gebied plus 60, Noord-Atlantische Oceaan plus 68, Australisch plus 78.
De redenen voor dergelijke stabiele anomalieën zijn nog niet opgehelderd. Maar er wordt aangenomen dat de excessen en depressies van het oppervlak van de Wereldoceaan geassocieerd zijn met afwijkingen in de zwaartekracht. Het meerlagenmodel van de planeet zorgt voor een toename van de dichtheid van elke volgende laag in de diepte. De grenzen van de verdeling van ondergrondse geosferen zijn ongelijk. De bergen van het oppervlak van Mohorovichich zijn twee keer zo hoog als de aardse Himalaya. Op een diepte van 50 tot 2900 kilometer kunnen de bronnen van zwaartekrachtafwijkingen zones van faseovergangen van materie zijn. De richting van de zwaartekracht als gevolg van verstoringen wijkt af van de radionale richting. Er wordt aangenomen dat er op een diepte van 400 - 900 kilometer massa's met een lage dichtheid en massa's van bijzonder dichte materie zijn. Onder de positieve anomalieën in de dichtheid van het oceaanoppervlak bevinden zich massa's met verhoogde dichtheid, onder de depressies - gedecomprimeerde massa's. kan worden gebruikt om het reliëf van de wereldoceaan te verklaren. De uitgestrektheid van anomalieën aan het wateroppervlak komt overeen met de grote inhomogeniteiten van het interne, die niet alleen worden geassocieerd met faseovergangen van materie, maar ook met de aanvankelijk verschillende materie van protoplanetaire modules. In de aarde worden zowel het relatief lichte materiaal van de maanmodules als het relatief zware materiaal herenigd. In 1955 viel de Twin City-meteoriet, bestaande uit 70 procent ijzer en 30 procent nikkel, in het zuiden van de Verenigde Staten. Maar de martensitische structuur die typerend is voor dergelijke meteorieten werd niet gevonden in de Twin City-meteoriet. De Amerikaanse wetenschapper R. Knox suggereerde dat deze meteoriet een ongewijzigd fragment is van het planetesimal, waaruit met name planeten miljarden jaren geleden zijn gevormd. De aanwezigheid in de diepten van de massa's materie die overeenkomen met de Twin City-meteoriet zal zorgen voor een stabiel bestaan van zwaartekrachtanomalieën.
Zoals eerder vermeld, vallen de anomalieën van het oppervlak van de Wereldoceaan en de projecties van stralingsanomalieën ruimtelijk samen. Het is mogelijk dat de verstoringen van het zwaartekrachtveld en het magnetische veld één hebben interne oorzaak geassocieerd met de primaire inhomogeniteit van de planeet.
Het oppervlak van de Wereldoceaan wordt zorgvuldig bestudeerd vanuit bemande en automatische satellieten. De Geo-3-satelliet boven de oostkust van Australië op een afstand van 3.200 kilometer stelde een hoogteverschil van 2 m vast in het oceaanoppervlak: het waterpeil is hoger voor de noordkust van het vasteland. Een speciale satelliet "Sisat", gelanceerd in 1978, meet het wateroppervlak met een nauwkeurigheid van 10 centimeter.
Niet minder interessant is het probleem van interne golven van de Wereldoceaan. In het midden van de 18e eeuw merkte B. Franklin tijdens een zeereis dat de olie in de lamp niet reageerde op het rollen, en periodiek verscheen er een golf in de laag onder de olie. De publicatie van B. Franklin was het eerste wetenschappelijke rapport over onderwatergolven, hoewel het fenomeen zelf goed bekend was bij zeevaarders.
Soms, met een kalme wind en weinig opwinding, verloor het schip plotseling snelheid. De matrozen spraken over het mysterieuze "dode water", maar pas na 1945 begon systematisch onderzoek naar dit fenomeen. Het bleek dat met volledige rust stormen van ongekende kracht op een diepte woeden: de hoogte van onderwatergolven bereikt 100 meter! Toegegeven, de frequentie van de golven varieert van enkele minuten tot meerdere dagen, maar deze langzame golven dringen door over de gehele dikte van het oceaanwater.
Het is mogelijk dat het de interne golf was die de dood van de Amerikaanse kernonderzeeër Thresher veroorzaakte: de boot werd plotseling door de golf meegesleurd tot grote diepte en werd verpletterd.
Sommige interne oceaangolven worden veroorzaakt door getijden (de periode van dergelijke golven is een halve dag), andere worden veroorzaakt door wind en stroming. Dergelijke natuurlijke verklaringen zijn echter niet langer voldoende, dus voeren talloze schepen 24 uur per dag observaties uit in de oceaan.
De mens heeft altijd geprobeerd diep in de oceanen door te dringen. De eerste afdaling in een onderwaterklok op de Tahoe-rivier werd geregistreerd in 1538. In 1911 zonk de Amerikaan G. Hartmann in de Middellandse Zee tot een recorddiepte van 458 meter. Experimentele onderzeeërs bereikten 900 meter (Dolphin in 1968). Bathyscafen bestormden de superdiepten. Op 23 januari 1960 zonken de Zwitser J. Picard en de Amerikaan D. Walsh tot een diepte van 10919 meter op de bodem van de Mariana Trench. Dit zijn niet alleen gevallen die de technische en wilsvermogens van een persoon aantonen, maar ook een directe onderdompeling in de "oceaan van mysteries".
Gedurende de geologische tijd is de zoutbalans van de Wereldoceaan en de vaste aardkorst ontstaan. Het gemiddelde zoutgehalte van oceaanwater is 34,7 ppm, de fluctuaties zijn 32-37,5 ppm.
De belangrijkste ionen van de Wereldoceaan (in procenten): CI 19.3534, SO24- 2.707, HCO 0.1427, Br- 0.0659, F-0.0013, H3BO3 0.0265, Na+ 10.7638, Mg2+ 1.2970, Ca2+ 0.4080, K+ 0.3875, Sr2+ 0.0136/
De oceaan wordt aangevuld met ionen uit verschillende bronnen als gevolg van ontgassen van de diepten van de planeet, vernietiging van de oceaanbodem, winderosie en de biologische circulatie van materie. Een groot aantal ionen komt met rivierafvoer. Al het land met een totale rivierstroom van 33.540 kubieke kilometer levert meer dan twee miljard ton ionen per jaar.
De watermassa van de Wereldoceaan is heterogeen. Naar analogie met de atmosfeer begonnen wetenschappers volumetrische massagrenzen in de Wereldoceaan te onderscheiden. Maar als in de atmosfeer cyclonen en anticyclonen met een diameter van duizend kilometer veel voorkomen, dan zijn wervelingen in de oceaan 10 keer kleiner. De redenen zijn de grotere hydrostatische stabiliteit van watermassa's en grote invloed laterale kustgrenzen; bovendien zijn de dichtheid, viscositeit en dikte van de oceaan ook verschillend. Maar het belangrijkste is dat wateren met een verschillend zoutgehalte en vervuiling niet goed mengen. Interne waterstromingen, wind en golven creëren een uniforme laag nabij het oppervlak van de oceaan. De verticale gelaagdheid van de Wereldoceaan is zeer stabiel. Maar er zijn beperkte "vensters" van verticale beweging van wateren met verschillende temperatuur en zoutgehalte. Vooral belangrijk zijn de "opwelling" -zones, waar koude diepe wateren naar het zeeoppervlak stijgen en aanzienlijke massa's en voedingsstoffen uitvoeren.
De grenzen van de secties van watermassa's zijn duidelijk zichtbaar vanaf vliegtuigen en ruimtesatellieten. Maar dit is slechts een deel van de grenzen van watermassa's. Een aanzienlijk deel van de grenzen is op diepte verborgen. K.N. Fedorov vestigt de aandacht op verbazingwekkend fenomeen: de wateren van de Middellandse Zee, die uitstromen in de onderste laag van de Straat van Gibraltar, stromen langs de hellingen van het plat en de continentale helling naar beneden, breken dan los van de grond op een diepte van ongeveer duizend meter en steken de hele Atlantische Oceaan over Oceaan in de vorm van een laag van honderden meters dik. In de richting van oost naar west is de laag Middellandse Zeewater opgedeeld in dunne lagen, die door het hogere zoutgehalte en de verhoogde temperatuur duidelijk zichtbaar zijn op een diepte van 1,5 - 2 kilometer in de Sargassozee. De wateren van de Rode Zee die in de Indische Oceaan stromen, gedragen zich op dezelfde manier. In de Rode Zee zelf worden thermische ertshoudende pekels bedekt door een waterkolom van twee kilometer, waarvan de temperatuur lager is dan 20-30 ° C. Ze vermengen zich echter niet. Thermaal water wordt verwarmd tot 45-58 ° C, sterk gemineraliseerd (tot 200 gram per liter) De bovengrens van thermaal water wordt weergegeven door een reeks scherpe dichtheidsstappen, waarbij warmte- en massaoverdracht plaatsvindt.
Zo zijn de watermassa's van de Wereldoceaan om natuurlijke redenen verdeeld in isometrische gebieden, lagen en de dunste tussenlagen. In de praktijk worden deze eigenschappen veel gebruikt bij de geheime doorvaart van onderzeeërs. Dit is echter niet alles. Het blijkt dat het zonder betonnen dammen en hekken mogelijk is om kunstmatig zwak overbrugbare grenzen van wateren met verschillende zoutgehaltes en temperaturen te creëren, en dit is de manier om gecontroleerde aquacultuurzones te creëren. Zo zijn er voorstellen bekend om kunstmatige "opwelling" voor de kust van Brazilië te creëren met behulp van pompen om oppervlaktewateren te "bemesten", wat de kansen zal vergroten.
Laagjescake in de oceaan
In 1965 testten de Amerikaanse wetenschapper Henry Stommel en de Sovjetwetenschapper Konstantin Fedorov gezamenlijk een nieuw Amerikaans instrument voor het meten van de temperatuur en het zoutgehalte van oceaanwater. De werkzaamheden zijn uitgevoerd in grote Oceaan tussen de eilanden Mindanao (Filipijnen) en Timor. Het apparaat werd aan een kabel in de diepten van het water neergelaten.
Op een dag vonden de onderzoekers een ongebruikelijke registratie van metingen op de recorder van het instrument. Op een diepte van 135 m, waar de gemengde laag van de oceaan eindigde, zou de temperatuur, volgens bestaande ideeën, gelijkmatig met de diepte moeten beginnen af te nemen. En het apparaat registreerde zijn stijging met 0,5 °C. Een laag water met zo'n verhoogde temperatuur had een dikte van ongeveer 10 m. Toen begon de temperatuur af te nemen.
Dit is wat doctor in de technische wetenschappen N.V. Vershinsky, hoofd van het laboratorium voor mariene meetinstrumenten van het Instituut voor Oceanologie van de USSR Academie van Wetenschappen, schreef over deze opmerkelijke observatie van wetenschappers: zou zoiets als het volgende kunnen lezen. Aanvankelijk strekt de bovenste gemengde laag zich uit van het oppervlak naar de diepte. In deze laag blijft de watertemperatuur nagenoeg onveranderd. De dikte van de gemengde laag is meestal 60 - 100 m. Wind, golven, turbulentie, stroming mengen het water de hele tijd in de oppervlaktelaag, waardoor de temperatuur ongeveer hetzelfde wordt. Maar de mogelijkheden om krachten te mengen zijn beperkt, op een bepaalde diepte stopt hun actie. Bij verdere onderdompeling neemt de temperatuur van het water sterk af. Sprong!
Deze tweede laag wordt de springlaag genoemd. Meestal is het klein en is het slechts 10-20 m. Over deze paar meter daalt de watertemperatuur met enkele graden. Het temperatuurverloop in de schoklaag is meestal enkele tienden graad per meter. Deze laag is een verbazingwekkend fenomeen dat geen analoog in de atmosfeer heeft. Het speelt een grote rol in de fysica en biologie van de zee, evenals in menselijke activiteiten die verband houden met de zee. Door de grote dichtheidsgradiënt in de springlaag worden verschillende zwevende deeltjes, planktonische organismen en pootvis verzameld. De onderzeeër kan erin liggen, net als op de grond. Daarom wordt het soms een laag "vloeibare grond" genoemd.
De springlaag is een soort scherm: de signalen van echolood en sonar gaan er niet goed doorheen. Hij blijft trouwens niet altijd op één plek. De laag beweegt omhoog of omlaag, en soms met een vrij hoge snelheid. Onder de schoklaag bevindt zich een laag van de hoofdthermocline. In deze derde laag blijft de watertemperatuur dalen, maar niet zo snel als in de springlaag, het temperatuurverloop is hier enkele honderdsten graad per meter...
In de loop van twee dagen herhaalden de onderzoekers hun metingen meerdere keren. De resultaten waren vergelijkbaar. De archieven getuigden ontegensprekelijk van de aanwezigheid in de oceaan van dunne waterlagen met een lengte van 2 tot 20 km, waarvan de temperatuur en het zoutgehalte sterk verschilden van de naburige. De dikte van de lagen varieert van 2 tot 40 m. De oceaan in dit gebied leek op een lagencake.”
In 1969 vond de Engelse wetenschapper Woods elementen van microstructuur in de Middellandse Zee bij het eiland Malta. Hij gebruikte eerst een twee meter lange rail voor metingen, waarop hij een tiental halfgeleidertemperatuursensoren bevestigde. Woods ontwierp vervolgens een op zichzelf staande vallende sonde die hielp om de gelaagde structuur van de watertemperatuur en het zoutgehalte duidelijk vast te leggen.
En in 1971 werd de gelaagde structuur voor het eerst ontdekt in de Timorzee door Sovjetwetenschappers op de R/V Dmitry Mendeleev. Toen, tijdens de reis van het schip in de Indische Oceaan, vonden wetenschappers in veel gebieden elementen van een dergelijke microstructuur.
Dus, zoals vaak het geval is in de wetenschap, heeft het gebruik van nieuwe instrumenten om eerder herhaaldelijk gemeten fysieke parameters te meten geleid tot nieuwe sensationele ontdekkingen.
Voorheen werd de temperatuur van de diepe lagen van de oceaan gemeten met kwikthermometers op afzonderlijke punten op verschillende diepten. Vanaf dezelfde punten werden met behulp van flessenmeters watermonsters uit de diepte genomen voor de latere bepaling van het zoutgehalte in het laboratorium van het schip. Vervolgens bouwden oceanologen op basis van de resultaten van metingen op afzonderlijke punten vloeiende grafieken van veranderingen in waterparameters met diepte onder de schoklaag.
Nu hebben nieuwe instrumenten - sondes met lage inertie en halfgeleidersensoren - het mogelijk gemaakt om de continue afhankelijkheid van de watertemperatuur en het zoutgehalte van de diepte van de onderdompeling van de sonde te meten. Het gebruik ervan maakte het mogelijk om zeer kleine veranderingen in de parameters van watermassa's op te vangen wanneer de sonde binnen tientallen centimeters verticaal bewoog en hun veranderingen in de loop van de tijd in fracties van seconden vast te leggen.
Het bleek dat overal in de oceaan de hele watermassa van het oppervlak tot grote diepte is verdeeld in dunne homogene lagen. Het temperatuurverschil tussen aangrenzende horizontale lagen bedroeg enkele tienden van een graad. De lagen zelf hebben een dikte van tientallen centimeters tot tientallen meters. Het meest opvallende was dat tijdens de overgang van laag naar laag de temperatuur van het water, het zoutgehalte en de dichtheid abrupt veranderden en de lagen zelf stabiel bestaan, soms enkele minuten, soms enkele uren en zelfs dagen. En in horizontale richting strekken dergelijke lagen met uniforme parameters zich uit over een afstand van maximaal tientallen kilometers.
De eerste berichten over de ontdekking van de fijne structuur van de oceaan werden niet door alle oceanologen rustig en gunstig ontvangen. Veel wetenschappers beschouwden de meetresultaten als een ongeluk en een misverstand.
Er viel inderdaad iets te verbazen. Water is immers door alle eeuwen heen een symbool geweest van mobiliteit, variabiliteit, vloeibaarheid. Vooral het water in de oceaan, waar de structuur extreem variabel is, vermengen golven, oppervlakte- en onderwaterstromingen de watermassa's de hele tijd.
Waarom blijft zo'n stabiele gelaagdheid behouden? Er is nog geen eenduidig antwoord op deze vraag. Eén ding is duidelijk: al deze metingen zijn geen toeval, geen hersenschim - er is iets belangrijks ontdekt dat een significante rol speelt in de dynamiek van de oceaan. Volgens de doctor in de geografische wetenschappen A. A. Aksenov zijn de redenen voor dit fenomeen niet helemaal duidelijk. Tot nu toe leggen ze het zo uit: om de een of andere reden verschijnen er talloze vrij duidelijke grenzen in de waterkolom, die lagen met verschillende dichtheden scheiden. Op de grens van twee lagen van verschillende dichtheid ontstaan heel gemakkelijk interne golven, die het water vermengen. Met de vernietiging van interne golven ontstaan nieuwe homogene lagen en worden de grenzen van de lagen op andere diepten gevormd. Dit proces herhaalt zich vele malen, de diepte en dikte van lagen met scherpe grenzen veranderen, maar de algemene aard van de waterkolom blijft ongewijzigd.
De onthulling van de dunnelaagstructuur ging door. Sovjetwetenschappers A.S. Monin, K.N. Fedorov, V.P. Shvetsov ontdekten dat diepe stromingen in de open oceaan ook een gelaagde structuur hebben. De stroom blijft constant binnen een laag met een dikte van 10 cm tot 10 m, dan verandert de snelheid abrupt bij het verplaatsen naar een aangrenzende laag, enz. En toen ontdekten wetenschappers een "gelaagde taart".
Een belangrijke bijdrage aan de studie van de fijne structuur van de oceaan werd geleverd door onze oceanologen, met behulp van de wetenschappelijke apparatuur van nieuwe gespecialiseerde R/V's voor middelzware tonnage met een waterverplaatsing van 2600 ton, gebouwd in Finland.
Dit is de R/V Akademik Boris Petrov, eigendom van het Instituut voor Geochemie en Analytische Chemie genoemd naar V.I. V. I. Vernadsky van de Academie van Wetenschappen van de USSR, "Academicus Nikolai Strakhov", werkend volgens de plannen van het Geologisch Instituut van de Academie van Wetenschappen van de USSR, en eigendom Verre Oosten tak Academie van Wetenschappen van de USSR "Academician M. A. Lavrentiev", "Academician Oparin".
Deze schepen zijn vernoemd naar vooraanstaande Sovjetwetenschappers. Held van Socialistische Arbeid, academicus Boris Nikolajevitsj Petrov (1913-1980) was een belangrijke wetenschapper op het gebied van managementproblemen, een getalenteerde organisator van ruimtewetenschap en internationale samenwerking in deze regio.
Het verschijnen van de naam van academicus Nikolai Mikhailovich Strakhov (1900 - .1978) aan boord van het schip van de wetenschap is ook natuurlijk. De uitstekende Sovjet-geoloog heeft een belangrijke bijdrage geleverd aan de studie van afzettingsgesteenten op de bodem van de oceanen en zeeën.
De Sovjet wiskundige en monteur academicus Mikhail Alekseevich Lavrentiev (1900-1979) werd algemeen bekend als een belangrijke organisator van de wetenschap in Siberië en het oosten van de USSR. Hij was het die aan de basis stond van de oprichting van de beroemde Akademgorodok in Novosibirsk. In de afgelopen decennia heeft het onderzoek aan de instituten van de Siberische afdeling van de USSR Academie van Wetenschappen een zodanige omvang gekregen dat het nu onmogelijk is om het algemene beeld op bijna elk wetenschapsgebied voor te stellen zonder rekening te houden met het werk van Siberische wetenschappers.
Van de vier R/V's van deze serie zijn er drie (behalve de R/V Akademik Oparin) gebouwd voor hydrofysische studies van de watermassa's van de oceanen en zeeën, studies van de oceaanbodem en atmosferische lagen naast het oceaanoppervlak. Op basis van deze taken is het op de schepen geïnstalleerde onderzoekscomplex ontworpen.
belangrijk integraal deel van dit complex zijn onderwatersondes. Hydrologische en hydrochemische laboratoria, evenals het zogenaamde "natte laboratorium" bevinden zich in het voorste deel van het hoofddek van de schepen van deze serie. De wetenschappelijke apparatuur die erin is geplaatst, omvat opname-eenheden van onderwatersondes met elektrische geleidbaarheids-, temperatuur- en dichtheidssensoren. Bovendien voorziet het ontwerp van de hydrosonde in de aanwezigheid van een set flessen erop voor het nemen van watermonsters van verschillende horizonten.
Deze schepen zijn niet alleen uitgerust met diepzee smalstralende onderzoeksecholoodsen, maar ook met multibeams.
Zoals de bekende onderzoeker van de Wereldoceaan, doctor in de geografische wetenschappen Gleb Borisovich Udintsev, zei, moet het uiterlijk van deze apparaten - multibeam echolood - worden beoordeeld als een revolutie in de studie van de oceaanbodem. Onze schepen waren immers jarenlang uitgerust met echoloodsen die diepten meten met een enkele straal die vanaf het schip verticaal naar beneden werd gericht. Dit maakte het mogelijk om een tweedimensionaal beeld te krijgen van het reliëf van de oceaanbodem, zijn profiel langs de route van het schip. Tot nu toe zijn met behulp van een grote hoeveelheid gegevens verzameld met behulp van single-beam echoloods kaarten samengesteld van het reliëf van de bodem van de zeeën en oceanen.
De constructie van kaarten volgens bodemprofielen, waartussen lijnen van gelijke diepte moesten worden getrokken - isobaten, was echter afhankelijk van het vermogen van een cartograaf-geomorfoloog of hydrograaf om een ruimtelijk driedimensionaal beeld te creëren op basis van de synthese van alle beschikbare geologische en geofysische informatie. Het is duidelijk dat kaarten van het reliëf van de oceaanbodem, die toen als basis dienden voor alle andere geologische en geofysische kaarten, tegelijkertijd veel subjectiviteit bevatten, wat vooral duidelijk werd toen ze werden gebruikt om hypothesen te ontwikkelen voor de oorsprong van de bodem van de zeeën en oceanen.
De situatie is aanzienlijk veranderd met de komst van multibeam echolood. Hiermee kunt u geluidssignalen ontvangen die door de bodem worden gereflecteerd, verzonden door de echolood, in de vorm van een waaier van stralen; die een strook van het bodemoppervlak bedekt met een breedte gelijk aan twee oceaandiepten op het meetpunt (tot enkele kilometers). Dit verhoogt niet alleen de productiviteit van het onderzoek enorm, maar, wat vooral belangrijk is voor de mariene geologie, is het mogelijk om met behulp van elektronische computertechnologie zowel onmiddellijk een driedimensionaal beeld van het reliëf op het display als grafisch weer te geven. Zo maken multibeam echolood het mogelijk om gedetailleerde bathymetrische kaarten te verkrijgen met een continue gebiedsdekking van de bodem door instrumentele metingen, waardoor het aandeel subjectieve ideeën tot een minimum wordt beperkt.
De allereerste reizen van Sovjet R/V's uitgerust met multibeam echolood toonden onmiddellijk de voordelen van de nieuwe instrumenten. Het belang ervan werd niet alleen duidelijk voor het uitvoeren van fundamenteel werk om de oceaanbodem in kaart te brengen, maar ook als een middel om onderzoekswerk actief te beheren als instrumenten van een soort akoestische navigatie. Dit maakte het mogelijk om actief en met minimale tijd plaatsen voor geologische en geofysische stations te selecteren, de beweging van boven de zeebodem of langs de zeebodem gesleepte instrumenten te sturen, te zoeken naar morfologische bodemobjecten, bijvoorbeeld minimale dieptes boven de toppen van zeebodems, enz.
Bijzonder effectief bij het realiseren van de mogelijkheden van een multibeam echolood was de cruise van de R/V Akademik Nikolai Strakhov, uitgevoerd van 1 april tot 5 augustus 1988 in de equatoriale Atlantische Oceaan.
De studies werden uitgevoerd op een volledige reeks van geologische en geofysische werken, maar het belangrijkste was multibeam echolood. Voor onderzoek is het equatoriale deel van de Mid-Atlantische Rug in het gebied van ongeveer. So Paulo. Dit weinig bestudeerde gebied viel op door zijn ongebruikelijkheid in vergelijking met andere delen van de bergkam: de hier ontdekte stollings- en sedimentgesteenten bleken ongewoon oud te zijn. Er moest worden nagegaan of dit deel van de nok zich onderscheidt van andere in andere kenmerken en vooral in reliëf. Maar om dit probleem op te lossen was het nodig om een zeer gedetailleerd beeld te hebben van het onderwaterreliëf.
Een dergelijke taak was vóór de expeditie ingesteld. Gedurende vier maanden werden onderzoeken uitgevoerd met tussenpozen van niet meer dan 5 mijl. Ze bestreken een uitgestrekt gebied van de oceaan tot 700 mijl breed van oost naar west en tot 200 mijl van noord naar zuid. Als resultaat van de uitgevoerde studies werd het duidelijk dat het equatoriale segment van de Mid-Atlantische Rug, ingesloten tussen de 4° breuken in het noorden en rond. Sao Paulo in het zuiden heeft echt een afwijkende structuur. De structuur van het reliëf, de afwezigheid van een dikke sedimentaire bedekking en de kenmerken van het magnetische veld van de rotsen, gemeenschappelijk voor de rest van de bergkam (ten noorden en zuiden van het bestudeerde gebied), bleken hier typerend te zijn alleen voor het smalle axiale deel van het segment niet meer dan 60-80 mijl breed, dat de Peter en Paul Range werd genoemd.
En wat voorheen werd beschouwd als de hellingen van de bergkam, bleken uitgestrekte plateaus te zijn met een heel ander karakter van het reliëf en magnetisch veld, met een krachtige sedimentaire bedekking. Dus blijkbaar zijn de oorsprong van het reliëf en de geologische structuur van het plateau totaal anders dan die van de Peter en Paul Range.
De betekenis van de verkregen resultaten kan van groot belang blijken te zijn voor de ontwikkeling van algemene ideeën over de geologie van de bodem van de Atlantische Oceaan. Er moet echter veel worden doordacht en getest. En dit vereist nieuwe expedities, nieuw onderzoek.
Van bijzonder belang is de apparatuur voor het bestuderen van watermassa's geïnstalleerd op de R/V Arnold Veimer met een waterverplaatsing van 2140 ton. Deze gespecialiseerde R/V werd gebouwd door Finse scheepsbouwers voor de Academie van Wetenschappen van de ESSR in 1984 en vernoemd naar de prominente staatsman en wetenschapper van de ESSR voorzitter van de Academie van Wetenschappen van de ESSR in 1959-1973. Arnold Weimer.
Onder de scheepslaboratoria bevinden zich drie mariene fysica (hydrochemisch, hydrobiologisch, mariene optica), een computercentrum en een aantal andere. Voor het uitvoeren van hydrofysische studies beschikt het schip over een set stroommeetinstrumenten. De signalen van hen worden ontvangen door de hydrofoonontvanger die op het schip is geïnstalleerd en verzonden naar het gegevensregistratie- en verwerkingssysteem, en ook vastgelegd op magneetband.
Voor hetzelfde doel worden vrij zwevende stroomdetectoren van het bedrijf Bentos gebruikt om de waarden van de huidige parameters vast te leggen, waarvan de signalen ook worden ontvangen door het ontvangstapparaat van het schip.
Het schip heeft een geautomatiseerd systeem voor het bemonsteren van verschillende horizonten en het meten van hydrofysische en hydrochemische parameters met behulp van onderzoekssondes met akoestische stroommeters, sensoren voor opgelost zuurstofgehalte, waterstofionconcentratie (pH) en elektrische geleidbaarheid.
Het hydrochemisch laboratorium is uitgerust met zeer nauwkeurige apparatuur, die het mogelijk maakt om monsters van zeewater en bodemsedimenten te analyseren op het gehalte aan sporenelementen. Hiervoor worden complexe en nauwkeurige instrumenten ontworpen: spectrofotometers van verschillende systemen (inclusief atomaire absorptie), een fluorescerende vloeistofchromatograaf, een polarografische analysator, twee automatische chemische analysatoren, enz.
Bij het hydrochemisch laboratorium zit een doorgaande as in een behuizing van 600X600 mm. Hieruit is het mogelijk om zeewater van onder het schip te halen en de instrumenten in het water te laten zakken onder ongunstige weersomstandigheden die het gebruik van dekapparatuur voor deze doeleinden niet toestaan.
Het optisch laboratorium heeft twee fluorometers, een spectrofotometer met dubbele bundel, een optische meerkanaals analysator en een programmeerbare meerkanaals analysator. Met dergelijke apparatuur kunnen wetenschappers een breed scala aan onderzoeken uitvoeren met betrekking tot de studie van de optische eigenschappen van zeewater.
In het hydrobiologisch laboratorium staat naast de standaardmicroscopen een Olympus planktonmicroscoop, speciale apparatuur voor het doen van onderzoek met radioactieve isotopen: scintillatieteller en deeltjesanalysator.
Van bijzonder belang is het geautomatiseerde systeem van het schip voor het registreren en verwerken van de verzamelde wetenschappelijke gegevens. Het computercentrum herbergt een in Hongarije gemaakte minicomputer. Deze computer is een systeem met twee processors, dat wil zeggen dat de oplossing van problemen en de verwerking van experimentele gegevens parallel in de computer wordt uitgevoerd met behulp van twee programma's.
Voor geautomatiseerde registratie van de verzamelde experimentele gegevens afkomstig van tal van instrumenten en apparaten, zijn er twee kabelsystemen op het schip geïnstalleerd. De eerste is een radiaal kabelnetwerk voor het verzenden van gegevens van laboratoria en meetlocaties naar het hoofdschakelbord.
Op de console kunt u de meetlijnen op elk contact aansluiten en de binnenkomende signalen naar elke scheepscomputer sturen. Verdeelkasten van deze lijn zijn geïnstalleerd in alle laboratoria en op werklocaties in de buurt van de lieren. Het tweede kabelnetwerk is een back-up voor het aansluiten van nieuwe instrumenten en apparaten die in de toekomst op het schip zullen worden geïnstalleerd.
Een uitstekend systeem, maar dit relatief krachtige en uitgebreide systeem voor het verzamelen en verwerken van gegevens met behulp van een computer is zo succesvol geplaatst op een kleine middelgrote tonnage R/V.
R/V "Arnold Veimer" is exemplarisch voor een middelzware R/V wat betreft de samenstelling van wetenschappelijke apparatuur en de mogelijkheden om veelzijdige studies uit te voeren. Tijdens de constructie en uitrusting werd de samenstelling van wetenschappelijke apparatuur zorgvuldig uitgedacht door wetenschappers van de Academie van Wetenschappen van de Estse SSR, wat de efficiëntie van de onderzoekswerk nadat het vaartuig in dienst is getreden.
Uit het boek Crew Life Support vliegtuigen na een noodlanding of landing (niet afgebeeld) schrijver Volovich Vitaly Georgievich Uit het boek Life Support for Aircraft Crews na een noodlanding of landing [met illustraties] schrijver Volovich Vitaly Georgievich Uit het boek Het nieuwste feitenboek. Deel 1. Astronomie en astrofysica. Aardrijkskunde en andere aardwetenschappen. Biologie en geneeskunde schrijver Kondrashov Anatoly Pavlovich Uit het boek De betoverde eilanden van de Galapagos schrijver von Eibl-Eibesfeldt Irenius Uit het boek van de auteurWaar meer bacteriën - in de oceaan of in stadsriolen? Volgens de Engelse microbioloog Thomas Curtis bevat een milliliter oceaanwater gemiddeld 160 soorten bacteriën, een gram grond van 6.400 tot 38.000 soorten en een milliliter rioolwater uit stadsriolen, hoe dan ook.
Uit het boek van de auteurEden in de Stille Oceaan Er werd besloten om een biologisch station te creëren op de Galapagos Eilanden! Ik ontving dit heugelijke nieuws in het voorjaar van 1957, toen ik me voorbereidde op een expeditie naar de Indo-Maleisische regio. De International Union for the Conservation of Nature en UNESCO nodigden me uit om naar
De bovenste laag van de oceaan (UML + seizoensgebonden thermocline) vereist een veel gedetailleerdere beschrijving. De volgende paragraaf zal aan dit onderwerp worden gewijd.[ ...]
In een belangrijkere dynamische formulering die gebruik maakt van de Väissälä-Brunt-frequentie N, is de dichtheidsspronglaag merkbaar stabieler gestratificeerd (L3-10 2 s-1) dan de troposfeer als geheel, waarbij 10-2 s"1, hoewel minder stabieler dan sterke atmosferische inversies (TP"1.7-10-1 s-1). Met de alomtegenwoordige verdeling van de dichtheidsspronglaag in de oceaan en de zeldzaamheid van sterke inversies in de atmosfeer, verklaart dit de veel bredere voortplanting van interne golven in de oceaan in vergelijking met de atmosfeer.[ ...]
De meest actieve bovenlaag van de oceaan, waar de levende materie plankton domineert, is maximaal 150-200 m. Vervuiling wordt hier blootgesteld aan de werking van levende organismen. Deze laatste binden een enorme hoeveelheid opgeloste en gesuspendeerde stoffen. Zo'n krachtig biofiltratiesysteem bestaat niet op het land.[ ...]
Een eigenaardige zone van de Wereldoceaan, gekenmerkt door een hoge visproductiviteit, is opwelling, d.w.z. de opkomst van water uit de diepten naar de bovenste lagen van de oceaan, in de regel aan de westelijke kusten van contingenten.[ ...]
Kachel - warm water van bovenste lagen oceaan. De hoogste watertemperatuur wordt in augustus waargenomen in de Perzische Golf - meer dan 33 ° C (en de hoogste watertemperatuur werd geregistreerd in de Rode Zee - plus 36 ° C). Maar de converter kan niet vertrouwen op de maximale temperatuur: hij wordt gevonden in beperkte delen van de Wereldoceaan en grote gebieden hebben een oppervlaktelaagtemperatuur van ongeveer 25 ° C. Dit is een voldoende hoge temperatuur waarbij veel vloeistoffen koken. D'Arsonval stelde voor om ammoniak als werkvloeistof te gebruiken - een vloeistof met een temperatuur; kookpunt minus 33,4°C, wat goed kookt ■ bij 25°C. Bij normale temperatuur(20 °C) ammoniak is een kleurloos gas met een penetrante geur. Naarmate de druk toeneemt, verandert gasvormig ammoniak weer in een vloeistof. Bij 20 °C moet hiervoor de druk worden verhoogd tot 8,46 atm, maar bij 5 °C is dit veel minder.[ ...]
Energie-actieve gebieden van de Wereldoceaan zijn de minimale structurele componenten die betrokken zijn bij de vorming van grootschalige warmte-uitwisseling tussen de oceaan en de atmosfeer. Ze bezetten “¿20% van de oppervlakte van de Wereldoceaan en zijn verantwoordelijk voor “40% van de totale warmte-uitwisseling in het oceaan-atmosfeer-landsysteem. Dit zijn gebieden met een maximale mismatch tussen de thermische en vochtigheidsvelden van de bovenste laag van de oceaan en de planetaire grenslaag van de atmosfeer: hier is de intensiteit van het werk om deze velden te matchen maximaal. En hoewel we beweren dat EAO karakteristieke structuren zijn in grootschalige velden, betekent dit niet dat hun ruimtelijke ordening star vastligt en de intensiteit constant is. Dezelfde gebieden worden gekenmerkt door de maximale variabiliteit van de warmteflux, wat aangeeft dat ze dienen als de meest informatieve watergebieden voor het bewaken van de toestand van het klimaatsysteem. Dat wil zeggen, ze zijn misschien niet allemaal tegelijkertijd in een actieve toestand, maar het is in deze gebieden dat de meest actieve lokale warmteoverdracht wordt gevormd en geëxciteerd in een bepaalde polycyclische volgorde.[ ...]
Als gevolg van deze factoren is de bovenste laag van de oceaan meestal goed gemengd. Het wordt zo genoemd - gemengd. De dikte is afhankelijk van het seizoen, de windkracht en het geografische gebied. In de zomer, bij rustig weer, is de dikte van de gemengde laag in de Zwarte Zee bijvoorbeeld slechts 20-30 m. En in de Stille Oceaan, nabij de evenaar, werd een gemengde laag ontdekt met een dikte van ongeveer 700 m ( door een expeditie op het onderzoeksschip "Dmitry Mendeleev"). Vanaf het oppervlak tot een diepte van 700 m was er een laag warm en helder water met een temperatuur van ongeveer 27 ° C. Deze regio van de Stille Oceaan is qua hydrofysische eigenschappen vergelijkbaar met de Sargassozee in de Atlantische Oceaan. In de winter is de gemengde laag aan de Zwarte Zee 3-4 keer dikker dan de zomerlaag, de diepte bereikt 100-120 m. Zo'n groot verschil wordt verklaard door intensieve menging in wintertijd: hoe sterker de wind, hoe groter de golf op het oppervlak en hoe meer vermenging optreedt. Zo'n springlaag wordt ook wel seizoensgebonden genoemd, aangezien de diepte van de laag afhangt van het seizoen van het jaar.[ ...]
OPWELLING opwelling] - de opkomst van water uit de diepten naar de bovenste lagen van de oceaan (zee). Vaak aan de westelijke kusten van continenten waar de wind wegjaagt oppervlaktewater van de kust, en hun plaats wordt ingenomen door koude watermassa's die rijk zijn aan voedingsstoffen.[ ...]
De uitwisseling van koolstofdioxide vindt ook plaats tussen de atmosfeer en de oceaan. Opgelost in de bovenste lagen van de oceaan een groot aantal van koolstofdioxide in evenwicht met de atmosfeer. In totaal bevat de hydrosfeer ongeveer 13-1013 ton opgeloste koolstofdioxide, en de atmosfeer bevat 60 keer minder. Het leven op aarde en de gasbalans van de atmosfeer worden ondersteund door relatief kleine hoeveelheden koolstof die betrokken zijn bij de kleine circulatie en die aanwezig zijn in plantenweefsels (5-1011 ton), in dierlijke weefsels (5-109 ton). De koolstofcyclus in biosferische processen wordt getoond in Fig. 2.[ ...]
In het algemeen moet worden opgemerkt dat de amplitude van jaarlijkse temperatuurschommelingen in de bovenste lagen van de oceaan niet meer is dan 10-15°С, in continentale wateren -30-35°С.[ ...]
Kisloe A.V., Semenchenko B.A., Tuzhilkin V.S. Over de factoren van variabiliteit in de structuur van de bovenste laag van de oceaan in de tropen//Meteorology and Hydrology, No. 4, 1983, p. 84-89.[ ...]
De biosfeer is voornamelijk geconcentreerd in de vorm van een relatief dunne film op het landoppervlak en voornamelijk (maar niet uitsluitend) in de bovenste lagen van de oceaan. Het kan niet functioneren zonder nauwe interactie met de atmosfeer, hydrosfeer en lithosfeer, en de pedosfeer zou eenvoudigweg niet bestaan zonder levende organismen.[ ...]
Andere geïntegreerde indicatoren zijn ook mogelijk. Dus, om de verdeling van makreelgeep in de Stille Oceaan te modelleren, bleek de temperatuur in de bovenste laag van de oceaan zo'n integraal kenmerk te zijn, aangezien de verdeling van stromingen, watermassa's, zoutgehalte en andere hydrologische en hydrochemische indicatoren in de noordwestelijk deel van de Stille Oceaan hangt nauw samen met de verdeling van de watertemperatuur in de bovenste laag (Kashkin, 1986).[ ...]
Verwarming van bovenaf (door contact en door de sterke absorptie van licht dat erin door water binnendringt) en ontzilting (door neerslag, rivierafvoer, smelten van ijs) kunnen alleen een zeer dunne bovenste laag van de oceaan aantasten, slechts tientallen meters, aangezien vanwege de hydrostatische stabiliteit van een verwarmde of ontzilt laag, kan het niet onafhankelijk mengen met het onderliggende water, en de geforceerde vermenging gecreëerd door brekende oppervlaktegolven dringt niet diep door (vermenging op turbulente plekken gevormd op plaatsen van hydrodynamische instabiliteit van interne golven is, op gemiddeld, zeer zwak en handelt blijkbaar extreem langzaam).[ ...]
Als vergelijking (4.9.2) of zijn equivalente vorm met priemgetallen in de variabelen wordt geïntegreerd over de hele oceaan, dan krijgen we dezelfde duidelijke tegenstrijdigheid als in het geval van de mechanische energievergelijking. Op grote schaal is er instroom door het oceaanoppervlak (omdat het zoutgehalte van het oppervlak hoog is waar zout in de oceaan stroomt, zie bijvoorbeeld), maar zoutverlies door diffusie is op grote schaal verwaarloosbaar. Net als bij energie is er een overdracht van zoutgehalte van de ene schaal naar de andere vanwege de niet-lineaire advectieve term in (4.3.8), terwijl zeer kleine schalen een significante bijdrage leveren aan de rechterkant van (4.9.2 ). Volgens de schatting is de rms-zoutgradiënt in de bovenste laag van de oceaan 1000 keer groter dan de gemiddelde gradiënt.[ ...]
Stikstofverbindingen (nitraten, nitrieten) in oplossingen komen plantaardige organismen binnen en nemen deel aan de vorming van organisch materiaal (aminozuren, complexe eiwitten). Een deel van de stikstofverbindingen wordt afgevoerd naar rivieren, zeeën, dringt door in het grondwater. Van de verbindingen die zijn opgelost in zeewater, wordt stikstof geabsorbeerd door waterorganismen en na hun dood verplaatst het zich naar de diepten van de oceaan. Daarom neemt de stikstofconcentratie in de bovenste lagen van de oceaan aanzienlijk toe.[ ...]
Een analyse van de oorzaken van de bestaande faserelatie tussen jaarlijkse temperatuurschommelingen in lucht en water wordt gegeven op basis van modelinterpretaties van de jaarlijkse variatie in . Dergelijke modellen gaan in de regel uit van de warmteoverdrachtsvergelijking, waarin verschillende auteurs in verschillende mate van volledigheid rekening houden met de factoren van vorming van cycliciteit in de oceaan en in de atmosfeer. A. A. Pivovarov en Wo Wang Lan construeerden een niet-lineair model voor een gelaagde oceaan en hielden rekening met de volumetrische absorptie van stralingsenergie door de bovenste laag van de oceaan. De dagelijkse variatie van water- en luchtoppervlaktetemperaturen wordt geanalyseerd. Er werd een fasevertraging van de luchttemperatuur uit de watertemperatuur verkregen, die niet consistent is met empirische gegevens, volgens welke de luchttemperatuur in het dagelijkse verloop voorloopt op de watertemperatuur.[ ...]
Natuurlijk voorkomende humus- en stearinezuren, die veel voorkomende onzuiverheden zijn in veel afvalwater, vertraagden ook de vorming van calciet. Deze remming wordt waarschijnlijk veroorzaakt door de adsorptie van het zure anion, aangezien de ionische vormen van deze verbindingen overheersen onder de experimentele omstandigheden. Sewess en Myers en Quine ontdekten dat stearinezuur en andere natuurlijk voorkomende organische stoffen sterk kunnen worden geadsorbeerd wanneer calciumcarbonaat in contact komt met zeewater. Blijkbaar verklaart deze adsorptie de remming van de vorming van calciumcarbonaat in de bovenste lagen van de oceaan. In aanwezigheid van stearinezuur (1-1O-4 M) treedt een lichte maar meetbare kristallisatiereactie op (zie Fig. 3.4), waaruit blijkt dat dit zuur de kristallisatiereactie niet zo volledig remt als metafosfaat.[ ... ]
Het tweede speciale experiment om de synoptische variabiliteit van oceaanstromingen ("Polygon-70") te bestuderen, werd uitgevoerd door Sovjet-oceanologen onder leiding van het Instituut voor Oceanologie van de Academie van Wetenschappen van de USSR in februari-september 1970 in de noordelijke passaatwindzone van de Atlantic, waar gedurende zes maanden continu stromingsmetingen werden uitgevoerd op 10 diepten van 25 tot 1500 m op 17 afgemeerde boeistations, een kruis vormend van 200x200 km gecentreerd op 16°W 14, 33°30 N, en een aantal hydrologische er werden ook enquêtes gehouden.[ ...]
Het grootschalige contrast van de warmte-inhoud in de oceaan is veel groter dan zowel de potentiële energie van de helling van het niveau als de energie van de dichtheidsdifferentiatie van wateren. De thermale waterverschillen zelf worden in de regel gevormd over grote gebieden en gaan gepaard met vloeiende ruimtelijk uitgestrekte bewegingen van het convectieve type. In ongelijk verwarmd water met ruimtelijk variërende dichtheden zijn er horizontale gradiënten, die ook bronnen van lokale bewegingen kunnen zijn. In dergelijke gevallen gaat een deel van de beschikbare potentiële energie erin. Als we bij de berekening uitgaan van het verschil in de reserves van potentiële energieën van twee aangrenzende gelijke volumes met verschillende dichtheden in de bovenste delen, dan komen we voor de hele oceaan tot de schatting die we eerder hebben bepaald als de energie van dichtheidsdifferentiatie , d.w.z. tot 1018-1019 J. De leeftijd van de wateren van de bovenste laag van de oceaan (>1000 m) wordt geschat op 10-20 jaar. Uit een vergelijking van de energie van het thermische contrast van oceaanwater en het contrast van de instroom van zonne-energie met het warme en koude oceaanwater [(1-3) -1023 J/jaar] volgt dat het ongeveer 10-15 jaar duurt om te accumuleren deze tegenstelling. Dan kunnen we voorlopig veronderstellen dat de belangrijkste kenmerken van de dichtheidsdifferentiatie van de bovenlaag over 10 jaar gevormd zullen worden. Jaarlijks wordt een tiende van deze energie overgedragen mechanische bewegingen oceaan. Daarom moet de jaarlijkse energie-input als gevolg van baroklinische instabiliteit ruwweg worden geschat op ongeveer 1018 J.[ ...]
In 1905 creëerde de Zweedse wetenschapper V. Ekman de theorie van de windstroom, die een wiskundige en grafische uitdrukking kreeg, bekend als de Ekman-spiraal. Volgens haar moet de waterstroom loodrecht op de windrichting worden gericht, met diepte wordt het zo afgebogen door de Coriolis-kracht dat het in de tegenovergestelde richting van de wind begint te stromen. Een van de effecten van watertransport is volgens Ekmens theorie dat de passaatwinden ervoor zorgen dat de stroming naar het noorden en zuiden van de evenaar verschuift. Om de uitstroom te compenseren, stijgen hier koude diepe wateren. Daarom is de temperatuur van het oppervlaktewater op de evenaar 2-3 ° C lager dan in aangrenzende regio's. tropische gebieden. De langzame opkomst van diep water in de bovenste lagen van de oceaan wordt opwelling genoemd, en het zinken wordt downwelling genoemd.
Water is de meest voorkomende stof op aarde. De waterschil van de aarde ontwikkelde zich samen met de lithosfeer, atmosfeer en dieren in het wild. Bijna alle processen op onze planeet gaan door met de deelname van water. De hydrosfeer bestaat uit de oceanen, het landwater en het grondwater. Het grootste deel van het water is geconcentreerd in de oceanen.
De Wereldoceaan is de blauwe spiegel van onze planeet, de bakermat van het leven op aarde. Het bevat niet alleen het verleden, maar ook de toekomst van onze planeet. Begrijpen geweldige rol oceaan, is het noodzakelijk om de kenmerken van zijn aard te kennen: de eigenschappen van watermassa's, om de rol van stromingen te begrijpen, de betekenis van de interactie van de oceaan met de atmosfeer en het land. U zult dit allemaal leren door dit onderwerp te bestuderen.
§ 9. Wateren van de oceanen
- Wat wordt de hydrosfeer genoemd? Wereld oceaan?
- Wat weet je al over de aard van de oceaan?
- Maak een karakterisering van de kaart van de oceanen (zie het plan in de bijlage).
De rol van de oceaan in het leven van de aarde. De oceaan beslaat bijna 3/4 van het oppervlak van onze planeet (Fig. 22). Water is een van de meest verbazingwekkende stoffen op aarde, een kostbare vloeistof, een geschenk van de natuur aan onze planeet. In zulke hoeveelheden als op aarde, wordt het nergens in het zonnestelsel gevonden.
Rijst. 22. Het gebied van land en oceaan: a) in het algemeen op aarde; b) op het noordelijk halfrond; c) in zuidelijk halfrond
De oceaan... Het is moeilijk voor te stellen hoe groot het belang ervan voor het leven op aarde is. Wolken in de lucht, regen en sneeuw, rivieren en meren, bronnen - dit zijn allemaal deeltjes van de oceaan die hem slechts tijdelijk hebben verlaten.
De oceaan bepaalt veel kenmerken van de aard van de aarde: het geeft de atmosfeer de opgehoopte warmte, voedt het met vocht, waarvan een deel naar het land wordt overgebracht. Het heeft een grote invloed op klimaat, bodem, vegetatie en dieren wereld sushi. Zijn rol in de menselijke economische activiteit is groot. De oceaan is een genezer, geeft medicijnen en brengt miljoenen vakantiegangers naar zijn kusten. Hij is een bron van zeevruchten, veel mineralen, energie; hij is de "keuken van het weer", en de ruimste weg ter wereld die de continenten met elkaar verbindt. Dankzij het werk van bacteriën heeft de oceaan het vermogen (tot een bepaalde limiet) om zichzelf te reinigen, en daarom wordt veel van het afval dat op aarde wordt gegenereerd erin vernietigd.
De geschiedenis van de mensheid is onlosmakelijk verbonden met de studie en ontwikkeling van de oceaan. Zijn kennis begon in de oudheid. (Wanneer? Door wie?) Vooral de afgelopen decennia is er met behulp van de nieuwste technologie veel nieuwe data verkregen. Onderzoek uitgevoerd op wetenschappelijke schepen, verzameld door automatische oceanografische stations, evenals kunstmatige aardsatellieten, hielp bij het detecteren van wervelingen in de wateren van de oceaan, diepe tegenstromen, en het bewijzen van het bestaan van leven op grote diepte. De studie van de structuur van de oceaanbodem maakte het mogelijk om een theorie te creëren over de beweging van lithosferische platen.
Oorsprong van de wateren van de oceanen. De oceaan is de belangrijkste bewaarder van water, de meest voorkomende stof op aarde, die onderzoekers al lang verbaasde met zijn ongewone eigenschappen. Alleen water onder normale terrestrische omstandigheden kan in drie staten zijn. Deze eigenschap zorgt voor de alomtegenwoordigheid van water. Ze doordringt alles geografische envelop en doet verschillende klussen.
Hoe is water op aarde ontstaan? Ten slotte is deze "enquête" nog niet door de wetenschap opgelost. Aangenomen wordt dat water of direct tijdens de vorming van de lithosfeer uit bovenmantel of geleidelijk opgebouwd. Water komt nog steeds vrij uit magma, dat op het oppervlak van de planeet valt tijdens vulkaanuitbarstingen, tijdens de vorming van oceanische korst in de rekzones van lithosferische platen. Dit zal nog vele miljoenen jaren doorgaan. Een deel van het water komt vanuit de ruimte naar de aarde.
eigenschappen van oceaanwater. Hun meest karakteristieke eigenschappen - zoutgehalte en temperatuur - zijn u al bekend. (Herinner je hun kerncijfers uit jaar 6.) Oceanic-modus is een zwakke oplossing waarin bijna geen chemicaliën worden gevonden. Gassen, minerale en organische stoffen, gevormd als gevolg van vitale activiteit van organismen, worden erin opgelost.
De belangrijkste veranderingen in het zoutgehalte worden waargenomen in de oppervlaktelaag. Het zoutgehalte van wateren hangt voornamelijk af van de verhouding tussen atmosferische neerslag en verdamping, die varieert afhankelijk van de geografische breedtegraad. Op de evenaar is het zoutgehalte ongeveer 34%..., in de buurt van de tropen - 36%, en op gematigde en polaire breedtegraden - ongeveer 33%. Het zoutgehalte is lager wanneer de hoeveelheid neerslag groter is dan de verdamping, waar er een grote toestroom van rivierwater is, waar ijs smelt.
Je weet dat het water van de oceaan wordt verwarmd, net als het land, door de instroom van zonnewarmte op het oppervlak. De oceaan beslaat een groot gebied en ontvangt meer warmte dan land. De temperatuur van het oppervlaktewater varieert en wordt verdeeld afhankelijk van de breedtegraad (Fig. 23). In sommige delen van de oceaan wordt deze regelmaat verstoord door oceaanstromingen en in kustgebieden door de afvoer van warmer water van de continenten. De temperatuur van het oceaanwater verandert ook met de diepte. In het begin is de afname erg significant, en dan vertraagt het. Op diepten van meer dan 3-4 duizend meter varieert de temperatuur meestal van +2 tot 0 °C.
Rijst. 23. De gemiddelde jaarlijkse watertemperatuur op het oppervlak van de oceanen. Vergelijk watertemperaturen op dezelfde breedtegraden. Leg het resultaat uit
IJs in de oceaan. De vorming van ijs hangt af van de temperatuur van het oceaanwater. Je weet al dat zeewater bevriest bij -2°C. Naarmate zout water afkoelt, neemt de dichtheid van zout water toe, wordt de bovenste laag zwaarder en zakt naar beneden, en warmere waterlagen komen naar de oppervlakte. Deze vermenging van het water voorkomt de vorming van ijs. IJs vormt zich alleen op arctische en subarctische breedtegraden, waar de winters lang en erg koud zijn. Sommige ondiepe zeeën, gelegen in gematigde zone. Maak onderscheid tussen eenjarigen en meerjarig ijs. Oceaanijs kan onbeweeglijk zijn als het is verbonden met het land, of drijvend, d.w.z. drijvend. In de oceaan is er ijs dat is afgebroken van de gletsjers van het land en is afgedaald in de oceaan - ijsbergen (Fig. 24).
Rijst. 24. Smeltende ijsbergen in de oceaan
De ijsbedekking van de oceaan heeft een enorme impact op het klimaat van de aarde, op het leven erop. IJs weerkaatst de zonnestralen, koelt de lucht af en draagt bij aan de vorming van mist. Ze belemmeren de scheepvaart en de zeevisserij.
watermassa's. Water is het belangrijkste onderdeel van de aard van de oceaan. Grote hoeveelheden water die zich in bepaalde delen van de oceaan vormen en van elkaar verschillen in temperatuur, zoutgehalte, dichtheid, transparantie, de hoeveelheid zuurstof, de aanwezigheid van bepaalde levende organismen, worden watermassa's genoemd. Deze eigenschappen blijven behouden in de ruimte die wordt ingenomen door een of andere watermassa.
In de oceaan worden oppervlakte-, tussenliggende, diepe en bodemwatermassa's onderscheiden. In modieuze oppervlaktemassa's tot een diepte van 200 m worden equatoriale massa's onderscheiden. tropische, gematigde en polaire watermassa's. Ze worden gevormd als gevolg van de ongelijke toevoer van zonnewarmte op verschillende breedtegraden en de invloed van de atmosfeer. Op dezelfde breedtegraden kunnen de eigenschappen van oppervlaktewatermassa's verschillen, daarom worden ook kust- en intra-oceanische massa's onderscheiden.
Watermassa's hebben een actieve wisselwerking met de atmosfeer: ze geven hem warmte en vocht, nemen er koolstofdioxide uit op en geven zuurstof af. Wanneer ze worden gemengd, veranderen ze hun eigenschappen.
- Wat bepaalt het zoutgehalte van oceaanwater?
- Wat zijn de verschillen in temperatuur van het oceaanwater?
- Waar ontstaat ijs in de oceaan? Hoe beïnvloeden ze de aard van de aarde en de menselijke economische activiteit?
- Wat is een watermassa? Noem de belangrijkste soorten watermassa's. Welke watermassa's zijn geïsoleerd in de oppervlaktelaag van de oceaan?
wereld oceaan
wereld oceaan
Oceaan
wereld oceaan
een waterige laag die het grootste deel van aardoppervlak(viervijfde op het zuidelijk halfrond en meer dan drievijfde op het noordelijk). Slechts op sommige plaatsen komt de aardkorst boven het oppervlak van de oceaan uit en vormt continenten, eilanden, atollen, enz. Hoewel de Wereldoceaan één geheel is, hebben de afzonderlijke delen voor het gemak van onderzoek verschillende namen gekregen: de Stille, Atlantische, Indische en Arctische oceanen.
De grootste oceanen zijn de Stille, Atlantische en Indische Oceaan. De Stille Oceaan (een gebied van ca. 178,62 miljoen km 2) is rond van plan en beslaat bijna de helft van het wateroppervlak de wereldbol. De Atlantische Oceaan (91,56 miljoen km 2) heeft de vorm van een brede letter S, en de west- en oostkust lopen bijna parallel. De Indische Oceaan met een oppervlakte van 76,17 miljoen km 2 heeft de vorm van een driehoek.
De Noordelijke IJszee met een oppervlakte van slechts 14,75 miljoen km 2 is aan bijna alle kanten omgeven door land. Net als Quiet heeft het een ronde vorm. Sommige geografen identificeren een andere oceaan - de Antarctische wateren of het zuiden - het waterlichaam rond Antarctica.
Oceaan en sfeer. De oceanen, waarvan de gemiddelde diepte ca. 4 km, bevat 1350 miljoen km 3 water. De atmosfeer, die de hele aarde omhult in een laag van honderden kilometers dik, met een veel grotere basis dan de wereldoceaan, kan worden beschouwd als een "schil". Zowel de oceaan als de atmosfeer zijn de vloeistoffen waarin het leven bestaat; hun eigenschappen bepalen de habitat van organismen. Circulatiestromen in de atmosfeer beïnvloeden de algemene circulatie van water in de oceanen, en de eigenschappen van oceaanwater hangen grotendeels af van de samenstelling en temperatuur van de lucht. De oceaan bepaalt op zijn beurt de belangrijkste eigenschappen van de atmosfeer en is een bron van energie voor veel processen die in de atmosfeer plaatsvinden. De circulatie van water in de oceaan wordt beïnvloed door wind, de rotatie van de aarde en landbarrières.
Oceaan en klimaat. Het is algemeen bekend dat het temperatuurregime en andere klimatologische kenmerken terrein op elke breedtegraad aanzienlijk kan veranderen in de richting van de kust van de oceaan naar het binnenland van het vasteland. In vergelijking met het land warmt de oceaan in de zomer langzamer op en koelt hij in de winter langzamer af, waardoor temperatuurschommelingen op aangrenzend land worden afgevlakt.
De atmosfeer ontvangt van de oceaan een aanzienlijk deel van de warmte die eraan komt en bijna alle waterdamp. De damp stijgt op, condenseert en vormt wolken die door de wind worden gedragen en het leven op de planeet ondersteunen, vallend als regen of sneeuw. Alleen oppervlaktewateren nemen echter deel aan warmte- en vochtuitwisseling; meer dan 95% van het water bevindt zich in de diepte, waar de temperatuur vrijwel onveranderd blijft.
Samenstelling van zeewater. Het oceaanwater is zout. De zoute smaak komt van de 3,5% opgeloste mineralen die het bevat - voornamelijk natrium- en chloorverbindingen - de belangrijkste ingrediënten in keukenzout. Magnesium is de volgende in aantal, gevolgd door zwavel; alle gewone metalen zijn ook aanwezig. Van de niet-metalen componenten zijn vooral calcium en silicium belangrijk, omdat ze betrokken zijn bij de structuur van de skeletten en schelpen van veel zeedieren. Doordat het water in de oceaan constant vermengd wordt door golven en stromingen, is de samenstelling in alle oceanen bijna hetzelfde.
eigenschappen van zeewater. De dichtheid van zeewater (bij een temperatuur van 20°C en een zoutgehalte van ca. 3,5%) is ongeveer 1,03, d.w.z. iets hoger dan de dichtheid van zoet water (1,0). De dichtheid van water in de oceaan varieert met de diepte als gevolg van de druk van de bovenliggende lagen, evenals afhankelijk van de temperatuur en het zoutgehalte. In de diepste delen van de oceaan is het water vaak zouter en kouder. De dichtste watermassa's in de oceaan kunnen op diepte blijven en vasthouden lage temperatuur meer dan 1000 jaar oud.
Omdat zeewater een lage viscositeit en een hoge oppervlaktespanning heeft, biedt het relatief weinig weerstand tegen de beweging van een schip of zwemmer en stroomt het snel van verschillende oppervlakken. De overheersende blauwe kleur van zeewater is te wijten aan verstrooiing zonnestralen fijne deeltjes gesuspendeerd in water.
Zeewater is veel minder transparant voor zichtbaar licht dan lucht, maar transparanter dan de meeste andere stoffen. Het binnendringen van zonlicht in de oceaan tot een diepte van 700 m. Radiogolven dringen de waterkolom slechts tot een ondiepe diepte binnen, maar geluidsgolven kunnen zich duizenden kilometers onder water voortplanten. De voortplantingssnelheid van geluid in zeewater fluctueert, gemiddeld 1500 m per seconde.
De elektrische geleidbaarheid van zeewater is ongeveer 4000 keer hoger dan die van zoet water. Het hoge zoutgehalte verhindert het gebruik ervan voor irrigatie en irrigatie van landbouwgewassen. Het is ook niet geschikt om te drinken.
INWONERS VAN DE ZEE
Het leven in de oceaan is zeer divers - er leven meer dan 200.000 soorten organismen. Sommigen van hen, zoals de coelacanth-vis met lobvin, zijn levende fossielen waarvan de voorouders hier meer dan 300 miljoen jaar geleden floreerden; anderen zijn meer recentelijk verschenen. De meeste mariene organismen worden aangetroffen in ondiepe wateren waar zonlicht doordringt om de fotosynthese te bevorderen. Zones verrijkt met zuurstof en voedingsstoffen, zoals nitraten, zijn gunstig voor het leven. Het fenomeen dat bekend staat als "opwelling" is algemeen bekend. .
opwelling) - de opkomst van diepzeewater verrijkt met voedingsstoffen; het is met hem dat de rijkdom van het organische leven langs sommige kusten wordt geassocieerd. Het leven in de oceaan wordt het meest vertegenwoordigd verschillende organismen- van microscopisch kleine eencellige algen en kleine dieren tot walvissen met een lengte van meer dan 30 m en groter dan enig ander dier dat ooit op het land heeft geleefd, inclusief de grootste dinosauriërs. Oceanische biota is onderverdeeld in de volgende hoofdgroepen.
Plankton is een massa microscopisch kleine planten en dieren die niet in staat zijn tot onafhankelijke beweging en leven in de goed verlichte waterlagen aan de oppervlakte, waar ze drijvende "voedergronden" vormen voor grotere dieren. Plankton bestaat uit fytoplankton (inclusief planten zoals diatomeeën) en zoöplankton (kwallen, krill, krablarven, enz.).
nekton bestaat uit organismen die vrij in de waterkolom drijven, meestal roofzuchtig, en omvat meer dan 20.000 vissoorten, evenals inktvissen, zeehonden, zeeleeuwen en walvissen.
benthos bestaat uit dieren en planten die op of nabij de oceaanbodem leven, zowel op grote diepte als in ondiep water. Planten vertegenwoordigd door verschillende algen (bijvoorbeeld bruine) worden gevonden in ondiep water, waar zonlicht doordringt. Van de dieren moeten sponzen, zeelelies (die ooit als uitgestorven werden beschouwd), brachiopoden en andere worden opgemerkt.
voedselketens. meer dan 90% organisch materiaal, die de basis vormen van het leven in de zee, wordt onder zonlicht gesynthetiseerd uit mineralen en andere componenten door fytoplankton, dat overvloedig aanwezig is in de bovenste lagen van de waterkolom in de oceaan. Sommige organismen waaruit zoöplankton bestaat, eten deze planten en zijn op hun beurt een voedselbron voor grotere dieren die op grotere diepten leven. Die worden gegeten door grotere dieren die nog dieper leven, en dit patroon kan worden herleid tot de bodem van de oceaan, waar de grootste ongewervelde dieren, zoals glazen sponzen, de voedingsstoffen krijgen die ze nodig hebben uit de overblijfselen van dode organismen - organisch afval dat zinkt naar de bodem van de bovenliggende waterkolom. Het is echter bekend dat veel vissen en andere vrij rondlopende dieren zich hebben aangepast aan: extreme condities hoge druk, lage temperatuur en constante duisternis, kenmerkend voor grote diepten. zie ook marine biologie.
GOLVEN, GETIJDEN, STROOM
Net als het hele universum is de oceaan nooit in rust. Verschillend natuurlijke processen, waaronder catastrofale zoals aardbevingen onder water of vulkaanuitbarstingen, veroorzaken bewegingen van oceaanwater.
Golven. Gewone golven worden veroorzaakt door wind die met verschillende snelheden over het oppervlak van de oceaan waait. Eerst verschijnen er rimpelingen, dan begint het wateroppervlak ritmisch te stijgen en dalen. Hoewel het wateroppervlak stijgt en daalt, bewegen individuele waterdeeltjes zich langs een traject dat bijna een vicieuze cirkel is, met weinig of geen horizontale verplaatsing. Naarmate de wind sterker wordt, worden de golven hoger. In de open zee kan de hoogte van de top van een golf 30 m bereiken en de afstand tussen aangrenzende toppen is 300 m.
Bij het naderen van de kust vormen de golven twee soorten brekers: duiken en glijden. Duikbrekers zijn kenmerkend voor golven die op afstand van de kust zijn ontstaan; ze hebben een holle voorkant, hun kuif steekt over en stort in als een waterval. Glijdende brekers vormen geen concaaf front en de golf neemt geleidelijk af. In beide gevallen rolt de golf de kust op en rolt vervolgens terug.
catastrofale golven kan optreden als gevolg van een sterke verandering in de diepte van de zeebodem tijdens de vorming van breuken (tsunami's), tijdens zware stormen en orkanen (stormvloeden), of tijdens lawines en aardverschuivingen van kustkliffen.
Tsunami's kunnen zich in de open oceaan voortplanten met snelheden tot 700-800 km/u. Bij het naderen van de kust vertraagt de tsunami-golf en neemt tegelijkertijd de hoogte toe. Hierdoor rolt een golf met een hoogte tot 30 m of meer (ten opzichte van het gemiddelde oceaanniveau) de kust op. Tsunami's hebben een enorme vernietigende kracht. Hoewel gebieden in de buurt van seismisch actieve zones zoals Alaska, Japan en Chili er het meest onder lijden, kunnen golven van verre bronnen aanzienlijke schade aanrichten. Soortgelijke golven treden op tijdens explosieve vulkaanuitbarstingen of het instorten van kraterwanden, zoals bijvoorbeeld tijdens de vulkaanuitbarsting op het eiland Krakatau in Indonesië in 1883.
Nog destructiever kunnen stormgolven zijn die worden gegenereerd door orkanen (tropische cyclonen). Herhaaldelijk beukten soortgelijke golven aan de kust in het bovenste deel van de Golf van Bengalen; een van hen leidde in 1737 tot de dood van ongeveer 300 duizend mensen. Dankzij een aanzienlijk verbeterd systeem voor vroegtijdige waarschuwing is het nu mogelijk om de bevolking van kuststeden te waarschuwen voor naderende orkanen.
Catastrofale golven veroorzaakt door aardverschuivingen en vallen van rotsen zijn relatief zeldzaam. Ze ontstaan als gevolg van het vallen van grote rotsblokken in diepzeebaaien; in dit geval wordt een enorme hoeveelheid water verplaatst, die op de kust valt. In 1796 kwam er een aardverschuiving op het eiland Kyushu in Japan, die tragische gevolgen had: drie enorme golven die hierdoor werden veroorzaakt, eisten het leven van ongeveer. 15 duizend mensen.
getijden. Getijden rollen op de kusten van de oceaan, waardoor het waterpeil stijgt tot een hoogte van 15 m of meer. De belangrijkste oorzaak van getijden op het aardoppervlak is de aantrekkingskracht van de maan. Elke 24 uur en 52 minuten is er twee vloed en twee eb. Hoewel deze niveauschommelingen alleen aan de kust en in het ondiepe water waarneembaar zijn, is het bekend dat ze zich ook in de open zee manifesteren. Veel zeer sterke stromingen in de kustzone worden veroorzaakt door getijden, daarom moeten zeilers voor een veilige navigatie speciale stromingstabellen gebruiken. In de zeestraat die de binnenzee van Japan verbindt met de open oceaan, bereiken de getijstromen een snelheid van 20 km/u, en in de Seymour-Narrows Strait voor de kust van British Columbia (Vancouver Island) in Canada, een snelheid van ca. 30 km/u.
stromingen in de oceaan kan ook door golven ontstaan. Kustgolven die de kust onder een hoek naderen, veroorzaken relatief langzame stromingen langs de kust. Waar de stroming afwijkt van de kust, neemt de snelheid sterk toe - er ontstaat een discontinue stroming, die gevaarlijk kan zijn voor zwemmers. De rotatie van de aarde zorgt ervoor dat grote oceaanstromingen met de klok mee bewegen op het noordelijk halfrond en tegen de klok in op het zuidelijk halfrond. Sommige stromingen worden geassocieerd met de rijkste visgronden, zoals de Labrador-stroom voor de oostkust van Noord-Amerika en de Peruaanse stroom (of Humboldt) voor de kust van Peru en Chili.
Troebele stromingen behoren tot de sterkste stromingen in de oceaan. Ze worden veroorzaakt door de beweging van een grote hoeveelheid gesuspendeerd sediment; deze sedimenten kunnen worden meegevoerd door rivieren, het gevolg zijn van golven in ondiep water of worden gevormd door een aardverschuiving op een onderwaterhelling. Ideale omstandigheden want de oorsprong van dergelijke stromingen bestaat in de toppen van onderwatercanyons nabij de kust, vooral bij de samenvloeiing van rivieren. Dergelijke stromen ontwikkelen snelheden van 1,5 tot 10 km / u en beschadigen soms onderzeese kabels. Na de aardbeving van 1929 met zijn epicentrum in het gebied van de Great Newfoundland Bank, werden veel trans-Atlantische kabels die Noord-Europa en de VS met elkaar verbonden, beschadigd, waarschijnlijk als gevolg van sterke troebelheidsstromen.
KUSTEN EN KUSTLIJNEN
De kaarten laten duidelijk een buitengewone verscheidenheid aan kustlijnen zien. Voorbeelden zijn ingesprongen kustlijnen met eilanden en kronkelende zeestraten (in Maine, Zuid-Alaska en Noorwegen); kusten met een relatief eenvoudige omtrek, zoals aan een groot deel van de westkust van de Verenigde Staten; diep doordringende en vertakte baaien (bijvoorbeeld Chesapeake) in het midden van de Atlantische kust van de VS; vooruitstekende laaggelegen kust van Louisiana in de buurt van de monding van de rivier de Mississippi. Soortgelijke voorbeelden kunnen worden gegeven voor elke breedtegraad en elke geografische of klimatologische regio.
Kust evolutie. Laten we eerst eens kijken hoe de zeespiegel de afgelopen 18 duizend jaar is veranderd. Vlak daarvoor was het grootste deel van het land op hoge breedtegraden bedekt met enorme gletsjers. Toen deze gletsjers smolten, kwam er smeltwater in de oceaan terecht, waardoor het niveau steeg met ongeveer 100 m. Tegelijkertijd kwamen veel riviermondingen onder water - zo werden estuaria gevormd. Waar gletsjers valleien hebben gecreëerd die tot onder de zeespiegel zijn uitgediept, hebben zich diepe baaien (fjorden) gevormd met talrijke rotseilanden, zoals bijvoorbeeld in de kustzone van Alaska en Noorwegen. Bij het aanvallen van laaggelegen kusten overstroomde de zee ook de rivierdalen. Op de zandige kusten ontstonden als gevolg van golfactiviteit lage barrière-eilanden, uitgerekt langs de kust. Dergelijke vormen worden gevonden voor de zuidelijke en zuidoostelijke kusten van de Verenigde Staten. Soms vormen barrière-eilanden cumulatieve kustuitsteeksels (bijvoorbeeld Cape Hatteras). Aan de mondingen van rivieren die een grote hoeveelheid sediment vervoeren, verschijnen delta's. Op kusten van tektonische blokken die opwaartse bewegingen ervaren die de stijging van de zeespiegel compenseerden, kunnen zich rechtlijnige schurende richels (kliffen) vormen. Op het eiland Hawaï stroomden als gevolg van vulkanische activiteit lavastromen de zee in en ontstonden lavadelta's. Op veel plaatsen verliep de ontwikkeling van de kust zodanig dat de baaien gevormd tijdens het overstromen van de mondingen van de rivieren bleven bestaan - bijvoorbeeld de Chesapeake Bay of de baaien aan de noordwestkust van het Iberisch schiereiland.
BIJ tropische zone stijgende zeespiegels hebben geleid tot meer koraalgroei aan de buitenzijde (mariene) kant van de riffen, dus binnenkant lagunes gevormd, die het barrièrerif van de kust scheiden. Een soortgelijk proces vond ook plaats waar het eiland, tegen de achtergrond van een stijging van de zeespiegel, onder water kwam te staan. Tegelijkertijd werden de barrièreriffen aan de buitenzijde gedeeltelijk vernietigd tijdens stormen en werden koraalfragmenten opgestapeld door stormgolven boven kalm zeeniveau. Rifringen rond ondergedompelde vulkanische eilanden hebben atollen gevormd. In de afgelopen 2000 jaar is het niveau van de Wereldoceaan praktisch niet gestegen.
Stranden zijn altijd zeer gewaardeerd door de mens. Ze bestaan voornamelijk uit zand, hoewel er ook kiezel- en zelfs kleine keienstranden zijn. Soms is zand een door golven verpletterde schelp (het zogenaamde schelpenzand). In het profiel van het strand vallen glooiende en bijna horizontale delen op. De hellingshoek van het kustgedeelte hangt af van het zand waaruit het bestaat: op stranden die uit fijn zand bestaan, is de frontale zone het zachtst; op grofkorrelige zandstranden zijn de hellingen iets groter en de steilste richel wordt gevormd door kiezel- en keistranden. De achterste zone van het strand bevindt zich meestal boven zeeniveau, maar soms overspoelen ook enorme stormgolven het.
Er zijn verschillende soorten stranden. Voor de kusten van de Verenigde Staten zijn de meest typische lange, relatief rechte stranden, die van buitenaf grenzen aan de barrière-eilanden. Dergelijke stranden worden gekenmerkt door holtes langs de kust, waar stromingen kunnen ontstaan die gevaarlijk zijn voor zwemmers. Aan de buitenzijde van de holtes zijn langs de kust zandbanken gespannen, waar de vernietiging van de golven plaatsvindt. Bij sterke golven treden hier vaak discontinue stromingen op.
Onregelmatig gevormde rotskusten vormen meestal vele kleine baaien met kleine geïsoleerde stranden. Deze baaien worden vaak tegen de zee beschermd door rotsen of onderwaterriffen die boven het wateroppervlak uitsteken.
Op de stranden zijn formaties gecreëerd door golven gebruikelijk - strandslingers, rimpelingen, sporen van golfspatten, geulen gevormd tijdens de afvoer van water bij eb, evenals sporen achtergelaten door dieren.
Wanneer stranden tijdens winterstormen worden weggespoeld, verplaatst zand zich naar de open zee of langs de kust. Wanneer het weer in de zomer rustiger is, komen er nieuwe zandmassa's naar de stranden, aangevoerd door rivieren of gevormd wanneer kustrichels worden weggespoeld door golven, en zo worden de stranden hersteld. Helaas wordt dit compensatiemechanisme vaak verstoord door menselijk ingrijpen. De bouw van dammen in rivieren of de bouw van oeverbeschermende muren voorkomt dat materiaal naar de stranden stroomt om het materiaal te vervangen dat is weggespoeld door winterstormen.
Op veel plaatsen wordt zand door golven langs de kust meegevoerd, voornamelijk in één richting (de zogenaamde langslandige sedimentstroom). Als kuststructuren (dammen, golfbrekers, pieren, liezen, enz.) deze stroom blokkeren, dan worden de stranden "stroomopwaarts" (d.w.z. gelegen aan de kant waar het sediment vandaan komt) ofwel weggespoeld door golven of breiden ze uit tot voorbij de sedimentinvoer , terwijl de "stroomafwaartse" stranden nauwelijks worden gevoed door nieuwe sedimenten.
RELIF VAN DE BODEM VAN DE OCEANEN
Op de bodem van de oceanen zijn er enorme bergketens, diepe spleten met steile wanden, uitgestrekte richels en diepe spleetvalleien. In feite is de zeebodem niet minder ruig dan het landoppervlak.
Plat, continentale helling en continentale voet. Het platform dat de continenten omzoomt en het continentale plat of plat wordt genoemd, is niet zo plat als het ooit werd aangenomen. Rotsrichels komen vaak voor op het buitenste deel van de plank; Gesteente komt vaak uit op het deel van de continentale helling dat grenst aan de plank.
De gemiddelde diepte van de buitenrand (rand) van de plank die deze scheidt van de continentale helling is ongeveer. 130 m. In de buurt van de kusten die onderhevig zijn aan ijstijd, worden vaak holtes (troggen) en depressies op de plank opgemerkt. Dus, voor de fjordkusten van Noorwegen, Alaska, Zuid-Chili, zijn diepwatergebieden te vinden in de buurt van de moderne kustlijn; diepwatertroggen bestaan voor de kust van Maine en in de Golf van St. Lawrence. Door gletsjers uitgehouwen troggen lopen vaak over de hele plank; op sommige plaatsen langs hen zijn er ondiepe wateren die uitzonderlijk rijk zijn aan vis, bijvoorbeeld de oevers van Georges of de Great Newfoundland.
Platen voor de kust, waar geen ijstijd was, hebben een meer uniforme structuur, maar zelfs op hen worden vaak zandige of zelfs rotsachtige richels gevonden, die boven het algemene niveau uitsteken. Tijdens de ijstijd, toen het niveau van de oceaan daalde als gevolg van het feit dat enorme watermassa's zich op het land ophoopten in de vorm van ijskappen, ontstonden op veel plaatsen van de huidige plank rivierdelta's. Op andere plaatsen aan de rand van de continenten, bij de toenmalige zeespiegelmarkeringen, werden schuurplatforms in het oppervlak uitgehouwen. De resultaten van deze processen, die plaatsvonden onder omstandigheden van een laag niveau van de Wereldoceaan, werden echter aanzienlijk getransformeerd door tektonische bewegingen en sedimentatie in het daaropvolgende postglaciale tijdperk.
Het meest verrassende is dat op veel plaatsen op de buitenste plank nog afzettingen te vinden zijn die zich in het verleden hebben gevormd, toen de zeespiegel meer dan 100 m onder het huidige niveau lag. Er zijn ook botten gevonden van mammoeten die in de ijstijd leefden, en soms ook werktuigen van de primitieve mens.
Over de continentale helling gesproken, de volgende kenmerken moeten worden opgemerkt: ten eerste vormt het meestal een duidelijke en goed gedefinieerde grens met het plat; ten tweede wordt het bijna altijd doorkruist door diepe onderzeese canyons. De gemiddelde hellingshoek op de continentale helling is 4°, maar er zijn ook steilere, soms bijna verticale delen. Aan de ondergrens van de helling in de Atlantische en Indische Oceaan bevindt zich een zacht glooiend oppervlak, de "continentale voet". Langs de periferie van de Stille Oceaan is de continentale voet meestal afwezig; het wordt vaak vervangen door diepzeetroggen, waar tektonische bewegingen (storingen) aardbevingen veroorzaken en waar de meeste tsunami's ontstaan.
Onderzeese canyons. Deze canyons, die 300 m of meer in de zeebodem zijn uitgehouwen, worden gewoonlijk gekenmerkt door steile wanden, een smalle bodem en een kronkelige plattegrond; net als hun landgenoten ontvangen ze talrijke zijrivieren. De diepst bekende onderwatercanyon, de Grand Bahama Canyon, is bijna 5 km ingesneden.
Ondanks de gelijkenis met de formaties met dezelfde naam op het land, zijn de meeste onderzeese canyons geen oude rivierdalen die onder zeeniveau zijn ondergedompeld. Troebele stromingen zijn heel goed in staat om zowel een vallei op de bodem van de oceaan uit te werken, als een ondergelopen rivierdal of een depressie langs een breuklijn te verdiepen en te transformeren. Onderzeese valleien blijven niet ongewijzigd; sedimenttransport wordt langs hen uitgevoerd, zoals blijkt uit de tekenen van rimpelingen op de bodem, en hun diepte verandert voortdurend.
Diepzee loopgraven. Er is veel bekend geworden over het reliëf van de diepe delen van de oceaanbodem als resultaat van grootschalig onderzoek dat plaatsvond na de Tweede Wereldoorlog. De grootste diepten zijn beperkt tot de diepzeetroggen van de Stille Oceaan. Het diepste punt - de zogenaamde. "Challenger Deep" - is gelegen in de Mariana Trench in het zuidwesten van de Stille Oceaan. De volgende zijn de grootste diepten van de oceanen, met hun namen en locaties:
Arctisch- 5527 m in de Groenlandse Zee;
Atlantische Oceaan- Loopgraaf Puerto Rico (voor de kust van Puerto Rico) - 8742 m;
Indisch- Sunda (Yavansky) geul (ten westen van de Sunda-archipel) - 7729 m;
Rustig- Marianentrog (bij de Marianen) - 11.033 m; de Tonga-trog (bij Nieuw-Zeeland) - 10.882 m; Filippijnse Trench (in de buurt van de Filippijnse eilanden) - 10.497 m.
Mid-Atlantische Rug. Het bestaan van een grote onderwaterrug die zich van noord naar zuid over het centrale deel van de Atlantische Oceaan uitstrekt, is al lang bekend. De lengte is bijna 60 duizend km, een van zijn takken strekt zich uit in de Golf van Aden tot aan de Rode Zee en de andere eindigt voor de kust van de Golf van Californië. De breedte van de nok is honderden kilometers; het meest opvallende kenmerk zijn de spleetvalleien die over bijna de gehele lengte kunnen worden getraceerd en lijken op de Oost-Afrikaanse spleetzone.
Een nog verrassendere ontdekking was dat de hoofdkam loodrecht op zijn as wordt gekruist door talrijke ruggen en holtes. Deze dwarsruggen worden duizenden kilometers lang in de oceaan getraceerd. Op de plaatsen waar ze de axiale rand kruisen, zijn er zogenaamde. breukzones, die worden geassocieerd met actieve tektonische bewegingen en waar de centra van grote aardbevingen zich bevinden.
A. Wegener's continentale drifthypothese. Tot ongeveer 1965 geloofden de meeste geologen dat de positie en vorm van de continenten en oceaanbekkens onveranderd bleven. Er was een nogal vaag idee dat de aarde aan het samentrekken was en dat deze samentrekking resulteerde in de vorming van opgevouwen bergketens. Toen in 1912 de Duitse meteoroloog Alfred Wegener het idee opperde dat de continenten in beweging waren (“afdrijven”) en dat de Atlantische Oceaan werd gevormd in het proces van het vergroten van een scheur die een oud supercontinent spleet, werd dit idee met ongeloof ontvangen, ondanks een veel bewijs in zijn voordeel (de overeenkomst van de contouren van de oostelijke en westelijke kusten van de Atlantische Oceaan; de overeenkomst van fossiele resten in Afrika en Zuid-Amerika; sporen van de grote ijstijden van het Carboon en het Perm in het interval 350-230 miljoen jaar geleden in gebieden die zich nu in de buurt van de evenaar bevinden).
Groei (verspreiding) van de oceaanbodem. Gaandeweg werden de argumenten van Wegener versterkt door de resultaten van nader onderzoek. Er is gesuggereerd dat spleetvalleien binnen mid-oceanische ruggen ontstaan als extensionele scheuren, die vervolgens worden gevuld door opstijgend magma uit de diepte. De continenten en aangrenzende delen van de oceanen vormen enorme platen die zich van de onderwaterruggen af bewegen. Het voorste deel van de Amerikaanse plaat duwt tegen de Pacifische plaat; de laatste beweegt op zijn beurt onder het vasteland - een proces dat subductie wordt genoemd, vindt plaats. Er is veel ander bewijs voor deze theorie: bijvoorbeeld de opsluiting van aardbevingscentra, marginale diepzeetroggen, bergketens en vulkanen in deze gebieden. Deze theorie maakt het mogelijk om bijna alle belangrijke landvormen van continenten en oceaanbekkens te verklaren.
Magnetische afwijkingen. Het meest overtuigende argument voor de hypothese van de expansie van de oceaanbodem is de afwisseling van banden van directe en omgekeerde polariteit (positieve en negatieve magnetische anomalieën), symmetrisch getraceerd aan beide zijden van de mid-oceanische ruggen en evenwijdig aan hun as. De studie van deze anomalieën maakte het mogelijk om vast te stellen dat de verspreiding van de oceanen gemiddeld met een snelheid van enkele centimeters per jaar plaatsvindt.
Platentektoniek. Een ander bewijs van de waarschijnlijkheid van deze hypothese werd verkregen met behulp van diepzeeboringen. Als, zoals blijkt uit de gegevens over de historische geologie, de expansie van de oceanen begon in Jura, kan geen enkel deel van de Atlantische Oceaan ouder zijn dan deze tijd. Op sommige plaatsen zijn diepzeeboorgaten doorgedrongen in Jura-afzettingen (gevormd 190-135 miljoen jaar geleden), maar oudere zijn nergens gevonden. Deze omstandigheid kan als zwaarwegend bewijs worden beschouwd; tegelijkertijd leidt het tot de paradoxale conclusie dat de oceaanbodem jonger is dan de oceaan zelf.
OCEAAN ONDERZOEK
vroeg onderzoek. De eerste pogingen om de oceanen te verkennen waren puur geografisch van aard. Reizigers uit het verleden (Columbus, Magellan, Cook, enz.) maakten lange, vervelende reizen over de zeeën en ontdekten eilanden en nieuwe continenten. De eerste poging om de oceaan zelf en zijn bodem te verkennen werd gedaan door de Britse expeditie op de Challenger (1872-1876). Deze reis legde de basis voor de moderne oceanologie. De echoloodmethode, ontwikkeld tijdens de Eerste Wereldoorlog, maakte het mogelijk om nieuwe kaarten van het plat en de continentale helling samen te stellen. Speciale oceanologische wetenschappelijke instellingen die in de jaren twintig en dertig verschenen, breidden hun activiteiten uit naar diepzeegebieden.
Moderne podium. Echte vooruitgang in het onderzoek begint echter pas na het einde van de Tweede Wereldoorlog, toen de zeestrijdkrachten deelnamen aan de studie van de oceaan. verschillende landen. Tegelijkertijd kregen veel oceanografische stations steun.
De hoofdrol in deze studies was voor de VS en de USSR; op kleinere schaal werd soortgelijk werk uitgevoerd door Groot-Brittannië, Frankrijk, Japan, West-Duitsland en andere landen. In ongeveer 20 jaar was het mogelijk om een redelijk compleet beeld te krijgen van de topografie van de oceaanbodem. Op de gepubliceerde kaarten van het bodemreliëf ontstond een beeld van de diepteverdeling. De studie van de oceaanbodem met behulp van echogeluid, waarbij geluidsgolven worden weerkaatst vanaf het oppervlak van gesteente begraven onder losse sedimenten, is ook van groot belang geworden. Nu is er meer bekend over deze begraven afzettingen dan over de rotsen van de continentale korst.
Duikboten met een bemanning aan boord. Een grote stap voorwaarts in het oceaanonderzoek was de ontwikkeling van diepzeeduikboten met patrijspoorten. In 1960 doken Jacques Picard en Donald Walsh, op de Trieste I-onderzeeër, in het diepst bekende deel van de oceaan, de Challenger Deep, 320 km ten zuidwesten van Guam. De "duikschotel" van Jacques-Yves Cousteau bleek de meest succesvolle onder apparaten van dit type; met zijn hulp was het mogelijk om de wondere wereld van koraalriffen en onderwatercanyons te ontdekken tot een diepte van 300 m. Een ander apparaat, Alvin, daalde af tot een diepte van 3650 m (met een ontwerpduikdiepte tot 4580 m) en werd actief gebruikt in wetenschappelijk onderzoek.
Diep water boren. Net zoals het concept van platentektoniek een revolutie teweegbracht in de geologische theorie, zorgde diepzeeboren voor een revolutie in het concept van: geologische geschiedenis. Met een geavanceerde boorinstallatie kun je honderden en zelfs duizenden meters in stollingsgesteenten passeren. Als het nodig was om de stompe beitel van deze installatie te vervangen, bleef er een boorbuisstreng in de put achter, die gemakkelijk kon worden gedetecteerd door een sonar die op een nieuwe boorpijp was gemonteerd, en dus dezelfde put kon blijven boren. Kernen van diepzeebronnen hebben het mogelijk gemaakt om veel hiaten in de geologische geschiedenis van onze planeet op te vullen en hebben in het bijzonder veel bewijs geleverd voor de juistheid van de hypothese van de verspreiding van de oceaanbodem.
OCEAANMIDDELEN
Nu de hulpbronnen van de planeet steeds meer moeite hebben om aan de behoeften van een groeiende bevolking te voldoen, wordt de oceaan steeds belangrijker als bron van voedsel, energie, mineralen en water.
Oceaan voedselbronnen. In de oceanen worden jaarlijks tientallen miljoenen tonnen vis, schaal- en schelpdieren gevangen. In sommige delen van de oceanen is de visserij op moderne fabrieksschepen zeer intensief. Sommige walvissoorten zijn bijna volledig uitgeroeid. Aanhoudende intensieve visserij kan ernstige schade toebrengen aan waardevolle commerciële vissoorten als tonijn, haring, kabeljauw, zeebaars, sardine en heek.
Visteelt. Grote delen van het schap zouden kunnen worden gereserveerd voor het kweken van vissen. Tegelijkertijd kunt u de zeebodem bemesten om de groei van zeeplanten die zich voeden met vissen te verzekeren.
Minerale hulpbronnen van de oceanen. Alle mineralen die op het land worden gevonden, zijn ook aanwezig in zeewater. Zouten, magnesium, zwavel, calcium, kalium, broom komen daar het meest voor. Onlangs hebben oceanografen ontdekt dat op veel plaatsen de oceaanbodem letterlijk bedekt is met een placer ferromangaanknobbeltjes rijk aan mangaan, nikkel en kobalt. Fosforietconcreties die in ondiep water worden gevonden, kunnen worden gebruikt als grondstof voor de productie van meststoffen. Zeewater bevat ook waardevolle metalen zoals titanium, zilver en goud. Momenteel worden alleen zout, magnesium en broom in significante hoeveelheden uit zeewater gewonnen.
olie. Op de plank worden al een aantal grote olievelden ontwikkeld, bijvoorbeeld voor de kust van Texas en Louisiana, in de Noordzee, de Perzische Golf en voor de kust van China. In veel andere gebieden wordt onderzoek gedaan, zoals voor de kust van West-Afrika, voor de oostkust van de Verenigde Staten en Mexico, voor de kust van Arctisch Canada en Alaska, Venezuela en Brazilië.
De oceaan is een bron van energie. De oceaan is een bijna onuitputtelijke bron van energie.
Getijdenenergie. Het is al lang bekend dat getijstromen die door nauwe zeestraten gaan, op dezelfde manier voor energie kunnen worden gebruikt als watervallen en dammen in rivieren. Zo is er in Saint-Malo in Frankrijk sinds 1966 met succes een waterkrachtcentrale met getijdenwerking in bedrijf.
Golfenergie kan ook gebruikt worden om elektriciteit op te wekken.
Thermische gradiëntenergie. Bijna driekwart van de zonne-energie die de aarde raakt, komt uit de oceanen, dus de oceaan is het perfecte gigantische koellichaam. Energieopwekking, gebaseerd op het gebruik van het temperatuurverschil tussen het oppervlak en de diepe lagen van de oceaan, zou kunnen worden uitgevoerd op grote drijvende krachtcentrales. Momenteel bevindt de ontwikkeling van dergelijke systemen zich in de experimentele fase.
Andere bronnen. Andere bronnen zijn parels, die worden gevormd in het lichaam van sommige weekdieren; sponzen; algen die worden gebruikt als meststoffen, voedingsproducten en levensmiddelenadditieven, maar ook in de geneeskunde als bron van jodium, natrium en kalium; afzettingen van guano - vogelpoep gewonnen op sommige atollen in de Stille Oceaan en gebruikt als meststof. Ten slotte maakt ontzilting het mogelijk om zoet water uit zeewater te halen.
OCEAAN EN MAN
Wetenschappers geloven dat het leven ongeveer 4 miljard jaar geleden in de oceaan is ontstaan. De bijzondere eigenschappen van water hebben een enorme impact gehad op de menselijke evolutie en maken nog steeds leven op onze planeet mogelijk. De mens gebruikte de zeeën als een manier van handel en communicatie. Terwijl hij over de zeeën zeilde, deed hij ontdekkingen. Hij wendde zich tot de zee op zoek naar voedsel, energie, materiële hulpbronnen en inspiratie.
Oceanografie en Oceanologie. Oceaanonderzoek wordt vaak onderverdeeld in fysische oceanografie, chemische oceanografie, mariene geologie en geofysica, mariene meteorologie, oceaanbiologie en technische oceanografie. In de meeste landen met toegang tot de oceaan wordt oceanografisch onderzoek gedaan.
Internationale organisaties . Een van de belangrijkste organisaties die betrokken zijn bij de studie van de zeeën en oceanen is de Intergouvernementele Oceanografische Commissie van de VN.
LITERATUUR
Shepard FP mariene geologie. L., 1976
Bogdanov Yu.A., Kaplin PA, Nikolaev SD. Oorsprong en ontwikkeling van de oceaan. M., 1978
Atlas van de oceanen. Termen, concepten, referentietabellen. L., 1980
Geografie van de wereldoceaan: fysieke geografie van de wereldoceaan. L., 1980
Harvey J.
- Algemene urineanalyse: verzamelregels, indicatoren en interpretatie van resultaten
- Vossebesblad tijdens de zwangerschap: alle voor- en nadelen Vossebesblad tijdens de zwangerschap van blaasontsteking
- Bevroren zwangerschap: oorzaken, symptomen, behandeling en preventie
- Mening van artsen: onschadelijk en nutteloos