Физични свойства на океанската вода. Физични и химични свойства на водата в океаните Свойства на зоналните характеристики на океанската вода

средноокеански хребети

Те пресичат всички океани, образувайки единна планетарна система с обща дължина над 60 хиляди км, а общата им площ е 15,2 % площ на океаните. Средноокеанските хребети наистина заемат средно положение в Атлантическия и Индийския океан; в Тихия океан те са изместени на изток към бреговете на Америка.

Релефът на средноокеанските хребети е рязко разчленен и с отдалечаването им от оста планинските кули се заменят със зони на хълмист релеф и стават още по-сплескани в зоната на съединяване с дълбоководни равнини . Хребетите се състоят от планински системи и разделящи ги долинни вдлъбнатини, издължени в съответствие с общата прочерта. Височината на отделните планински върхове достига 3-4 км, общата ширина на средноокеанските хребети варира от 400 до 2000 км. По аксиалната част на билото има надлъжна депресия, наречена рифт или рифтова долина (разрив от английската пропаст). Ширината му е от 10 до 40 km, а относителната дълбочина е от 1 до 4 km. Стръмността на склоновете на долината е 10-40°.

Стените на долината са разделени със стъпала на няколко перваза. Рифтовата долина е най-младата и тектонично най-активната част от средноокеанските хребети; има интензивно блоково-хребетно подразделение. Централната му част се състои от замръзнали базалтови куполи и разчленени на ръкави потоци гярами- зейнали пукнатини на опън без вертикално изместване, широки от 0,5 до 3 m (понякога 20 m) и дълги десетки метра.

Средноокеанските хребети са разкъсани от трансформни разломи, нарушавайки непрекъснатостта им в ширина. Амплитудата на хоризонталното изместване е стотици km (до 750 km в екваториалната зона на Средноатлантическия хребет), а вертикалното преместване е до 3-5 km.

Понякога има малки форми на топография на дъното, наречени микрорелеф, сред които се разграничават ерозивни, биогенни и хемогенни.

Водата е полимерно съединение от H 2 O молекули, за разлика от водната пара. В структурата на водната молекула могат да участват различни изотопи O и H. Най-често срещаните са 1 H - лек водород, 2 H - деутерий (150 mg⁄ l.), 16 O, 17 O, 18 O. По-голямата част от молекулите са чиста вода 1 H 2 16 O, смес от всички останали видове вода се нарича тежка вода, която се различава от чистата вода с по-голяма плътност. На практика под тежка вода се разбира деутериев оксид 2 H 2 16 O (D 2 O), а за свръхтежка вода е тритиев оксид 3 H 2 16 O (T 2 O). Последният в океаните съдържа незначително количество - 800 грама (по отношение на тритий). Основните физични свойства на водата включват оптична, акустична, електрическа и радиоактивност.

Оптични свойства

Обикновено те разбират проникването на светлината във водата, нейното поглъщане и разсейване във водата, прозрачността на морската вода, нейния цвят.

Повърхността на морето се осветява директно от слънчевите лъчи (пряка радиация) и от светлината, разсеяна от атмосферата и облаците (дифузна радиация). Една част от слънчевите лъчи се отразяват от морската повърхност в атмосферата, другата част прониква във водата след пречупване на повърхността на водите.

Морската вода е полупрозрачна среда, така че светлината не прониква на големи дълбочини, а се разсейва и абсорбира. Процесът на затихване на светлината е селективен. Компонентите на бялата светлина (червено, оранжево, зелено, циан, индиго, виолетово) се абсорбират и разпръскват от морската вода по различни начини. Когато проникне във водата, червеното и оранжевото първо изчезват (на дълбочина приблизително 50 m), след това жълто и зелено (до 150 m), а след това синьо, синьо и лилаво (до 400 m).

Прозрачността традиционно се разбира като дълбочината на потапяне на бял диск с диаметър 30 ​​см, при която той престава да бъде видим. Прозрачността трябва да се измерва при определени условия, тъй като стойността й зависи от височината на наблюдение, времето на деня, облачността и морските вълни. Най-точните измервания са направени при тихо, ясно време около обяд, от височина 3-7 m над водната повърхност.

Комбинацията от поглъщане и разсейване на светлината определя синия цвят на чистата (без примеси) морска вода. Цветът на морската повърхност зависи от редица външни условия: ъгъла на видимост, цвета на небето, наличието на облаци, ветрови вълни и др. Така че, когато се появят вълни, морето бързо става синьо, а при гъсти облаци потъмнява.

С приближаването до брега прозрачността на морето намалява, водата става зелена, понякога придобива жълтеникави и кафяви нюанси. В открито море прозрачността и цветът се определят от суспендирани частици от органичен произход, планктон. През периода на развитие на фитопланктона (пролет, есен) прозрачността на морето намалява и цветът става по-зелен. В централните части прозрачността обикновено надвишава 20 м, а цветът е в диапазона от сини тонове. Най-висока прозрачност (65,5 м) е регистрирана в Саргасово море. В умерените и полярните ширини, богати на планктон, прозрачността на водата е 15-20 m, а цветът на морето е зеленикаво-син. При сливането на големи реки цветът на морската вода е мътен и кафяво-жълт, прозрачността намалява до 4 м. Цветът на морето се променя рязко под влияние на растителни или животински организми. Масово натрупване на всеки един организъм може да оцвети повърхността на морето в жълто, розово, млечно, червено, кафяво и зелено. Това явление се нарича цъфтеж на морето. В някои случаи сиянието на морето се появява през нощта, свързано с изследването на биологичната светлина от морските организми.

Акустични свойства

Определете възможността за разпространение на звук в морска вода - вълнообразни колебателни движения на частици от еластична среда, която е морска вода. Силата на звука е пропорционална на квадрата на честотата, която се определя от броя на еластичните вибрации в секунда. Следователно, от източник със същата мощност, можете да получите звук с по-голяма сила, като увеличите честотата на звуковите вибрации. За практически цели в морските дела (ехосондиране, подводни комуникации) се използва ултразвук (високочестотен звук), който също се характеризира със слабо разклонен лъч от акустични лъчи.

Скоростта на звука в морската вода зависи от плътността и специфичния обем на водата. Първата характеристика от своя страна зависи от солеността, температурата и налягането. Скоростта на звука в морската вода варира от 1400 до 1550 m/s, което е 4-5 пъти скоростта на звука във въздуха. Разпространението на звука във вода е придружено от неговото затихване поради поглъщане и разсейване, както и пречупване и отразяване на звуковите вълни.

На известна дълбочина в океанската вода има зона, в която скоростта на звука е минимална, звуковите лъчи, претърпяващи множество вътрешни отражения, се разпространяват в тази зона на свръх големи разстояния. Този слой с минимална скорост на разпространение на звука се нарича звуков канал. Звуковият канал се характеризира със свойството на непрекъснатост. Ако източникът на звук е поставен близо до оста на канала, тогава звукът се разпространява на разстояние от хиляди километри (максималното регистрирано разстояние е 19 200 km). В световния океан звуковият канал се намира средно на дълбочина от 1 км. Полярните морета се характеризират с ефекта на приповърхностното разположение на звуковия канал (дълбочини 50-100 m), в резултат на отражение на звука от морската повърхност.

След изключване на източника на звук, остатъчен звук, наречен реверберация, остава във водния стълб за известно време. Това е следствие от отразяването и разсейването на звуковите вълни. Разграничаване на дънна, повърхностна и обемна реверберация, в последния случай разпръскването на звука се получава с помощта на газови мехурчета, планктон, суспензия.

Електрически свойства

Чистата (прясна) вода е лош проводник на електричество. Морската вода, като почти напълно йонизиран разтвор, провежда добре електричеството. Електрическата проводимост зависи от солеността и температурата на водата, колкото по-висока е солеността и температурата, толкова по-висока е електрическата проводимост. Освен това солеността влияе в по-голяма степен на електрическата проводимост. Например, в температурния диапазон от 0 до 25°C електрическата проводимост се увеличава само два пъти, докато в диапазона на соленост от 10 до 40‰ се увеличава с 3,5 пъти.

В дебелината на морската вода има телурични течения, причинени от корпускулното лъчение на слънцето. Тъй като електрическата проводимост на морската вода е по-добра от тази на твърдата черупка, големината на тези течения в океана е по-висока, отколкото в литосферата. Нараства леко с дълбочината. Когато морската вода се движи, в нея се индуцира електродвижеща сила, която е пропорционална на силата на магнитното поле и скоростта на движение на морската вода (проводник). Чрез измерване на индуцираната електродвижеща сила и познаване на силата на магнитното поле на дадено място и в даден момент е възможно да се определи скоростта на морските течения.

Радиоактивни свойства

Морската вода е радиоактивна, тъй като в нея са разтворени и радиоактивни елементи. Основната роля принадлежи на радиоактивния изотоп 40 K и в много по-малка степен на радиоактивните изотопи Th, Rb, C, U и Ra. Естествената радиоактивност на морската вода е 180 пъти по-малка от радиоактивността на гранита и 40 пъти по-малка от радиоактивността на седиментните скали на континентите.

В допълнение към разглежданите физични свойства, морската вода притежава свойствата на дифузия, осмоза и повърхностно напрежение.

Молекулната дифузия се изразява в движение на частици от вещество, разтворено във вода без механично смесване.

Феноменът осмоза, т.е. дифузията на разтворени вещества през пореста преграда (мембрана), има основно биологично значение, но може да се използва и за получаване на чиста вода от морска вода.

Повърхностното напрежение е свойството на водата да има тънък прозрачен филм върху повърхността, който има тенденция да се свива. Това явление е от решаващо значение за образуването на капилярни вълни на морската повърхност.

Химичният състав на океанските води

Морската вода се различава от водата на реките и езерата с горчиво-соления вкус и високата си плътност, което се обяснява с разтворените в нея минерали. Техният брой, изразен в грамове на килограм морска вода, се нарича соленост (S) и се изразява в ppm (‰). Общата соленост е 35‰ или 35% или 35 g на 1 kg вода. Такава соленост на морската вода се нарича нормална и е характерна за цялата маса на водата, с изключение на повърхностния слой от 100-200 m, където солеността варира от 32 до 37‰, което е свързано с климатичното райониране. В сухите зони, където изпарението е високо и повърхностният отток е нисък, солеността се увеличава. Във влажните зони солеността намалява поради ефекта на обезсоляване на повърхностния отток на водата от континента. Климатът е по-силен във вътрешните морета. В Червено море солеността достига 41-43‰. Особено висока соленост (200-300‰) се наблюдава в лагуните на сухите райони, откъснати от морето (Кора-Богаз-Гол). Солеността на Мъртво море е 260-270‰.

Елементарен състав Сол елементарен състав

морска вода морска вода

O 85,8% Cl 55,3%

Н 10,7% Na 30,6%

Cl 2,1% SO 4 7,7%

Na 1,15% Mg 3,7%

Mg 0,14% Ca 1,2%

S 0,09% K 1,1%

Ca 0,05% Br 0,2%

K 0,04% CO2 0,2%

Останалото е по-малко от 0,001%.

Съставът на солта на морската вода е доминиран от:

Хлориди 89,1% (NaCl -77,8% - халит, MgCl 2 - 9,3% - бишофит, KCl - 2% - силвит);

Сулфати 10,1% (Mg SO 4 - 6,6% - епсомит, CaSO 4 - 3,5% - анхидрит)

карбонати 0,56%

Бромати 0,3%.

Газов състав на морската вода

Разтворен във вода: кислород, въглероден диоксид, азот, сероводород на места.

Кислородвлиза във водата по два начина:

От атмосферата

Благодарение на фотосинтезата на фитопланктона (зелени растения)

6 CO 2 + 6H 2 O \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 674 kcal (светлина + хлорофил).

Съдържанието му варира значително от 5 до 8 см 3 на литър и зависи от температурата, солеността и налягането. Разтворимостта на кислорода силно намалява с повишаване на температурата, така че е в изобилие във високите географски ширини. Настъпват сезонни колебания, с повишаване на температурата се отделя кислород в атмосферата и обратно, така се осъществява динамичното взаимодействие на атмосферата и хидросферата. Същата обратна връзка съществува между съдържанието на кислород и солеността: колкото по-голяма е солеността, толкова по-малко кислород. Зависимостта на съдържанието на кислород от налягането е пряка: колкото по-голямо е налягането, толкова повече кислород се разтваря във водата. Най-голямо количество кислород се съдържа на повърхността на водата (поради атмосферата и фотосинтезата) и на дъното (поради налягане и по-ниската консумация от организмите) до 8 см 3 на литър - тези два филма се сливат в крайбрежните зона. В средната част на резервоара съдържанието на кислород е най-ниско - 2-3 см 3 на литър. Поради вертикалната и хоризонталната циркулация на водите, океаните съдържат свободен кислород почти навсякъде. Кислородът се използва за дишане на растения и животни и окисляване на минерали.

Въглероден двуокиснамира се във вода 1) частично в свободно разтворено състояние и 2) в химически свързана форма като част от карбонати и бикарбонати. Общото съдържание на CO 2 във водата е повече от 45 cm 3 на литър, от което само половината се пада на дела на свободния CO 2. Източници на въглероден диоксид: атмосфера, вулканични газове, органични вещества и речни води. Консумация: фотосинтеза, образуване на карбонатни минерали. Съдържанието на CO 2 също се регулира от температурата; в горните нагрети слоеве на морската вода, разтворимостта на CO 2 спада и той се отделя в атмосферата. Създава се недостигът му, което води до образуването на неразтворим калциев карбонат CaCO 3, който се утаява. В студените води се забелязва високо съдържание на CO 2.

Азотсъдържа се във вода в количество от 13 см 3 на литър и идва главно от атмосферата.

водороден сулфидРазпространен е в ограничена степен и се ограничава до затворени басейнови морета, които комуникират със Световния океан през тесни плитки проливи. Това нарушава водния обмен между тях. Например в Черно море замърсяването с сероводород започва приблизително от дълбочина 150 m и нараства с дълбочината, като в придънната част достига 5-6 cm 3 /литър. Сероводородът се произвежда от бактерии от сулфати:

CaSO 4 + CH 4 → H 2 S + CaCO 3 + H 2 O

Освен това във водите на Световния океан се разтваря известно количество органична материя (до 10 g/l в Азовско море), има и известно количество мътност и суспензия.

Температурата на водите на океаните

Основният източник на топлина, получен от Световния океан, е Слънцето. Топлината идва от него под формата на късовълнова слънчева радиация, състояща се от директна радиация и радиация, разсеяна от атмосферата. Част от радиацията се отразява обратно в атмосферата (отразена радиация). Световният океан получава допълнителна топлина в резултат на кондензация на водни пари на повърхността на морето и поради топлинния поток, идващ от недрата на Земята. В същото време океанът губи топлина чрез изпаряване, ефективно излъчване и обмен на вода. Алгебричният сбор от количеството топлина, постъпващо във водата и загубено от водата в резултат на всички топлинни процеси, се нарича топлинен баланс на морето. Тъй като средната температура на водата в Световния океан през дългосрочния период на наблюдение остава непроменена, тогава всички топлинни потоци в сумата са равни на нула.

Разпределението на температурата по повърхността на Световния океан зависи главно от географската ширина на района, така че най-високите температури се намират в екваториалната зона (термичен екватор). Изкривяващото влияние оказват континентите, преобладаващите ветрове, течения. Дългогодишните наблюдения показват, че средната температура на повърхностните води е 17,54 o C. Най-топъл е Тихият океан (19,37 o), най-студен е Северният ледовит океан (-0,75 o). Температурата намалява с дълбочината. В откритите части на океана това се случва сравнително бързо до Ch. 300-500 м и много по-бавно до гл. 1200-1500 м; под 1500 m температурата намалява много бавно. В дънните слоеве на океана на дълбочина под 3 km температурата е предимно +2 o C и 0 o C, достигайки -1 o C в Северния ледовит океан. В някои дълбоководни басейни с гл. 3,5 - 4 км и до дъното температурата на водата леко се повишава (например Филипинско море). Като аномално явление трябва да се разглежда значително повишаване на температурата на дънния слой на водата до 62 ° C в някои депресии на Червено море. Подобни отклонения от общия модел са следствие от влиянието на дълбоките процеси, протичащи в земните недра.

Горният слой на водата (средно до 20 m) е подложен на дневни температурни колебания, той се отличава като активен слой. Преходът от активния слой към долния слой с ниски температури става в относително тънък слой, който се нарича термоклин.Основните характеристики на термоклина са, както следва:

Дълбочина на поява - от 300-400 m (в тропиците) до 500-1000 m (в субтропиците),

Дебелина - от няколко см до десетки метра,

Интензитет (вертикален градиент) -0,1-0,3 o на 1 m.

Понякога се разграничават два термоклина: сезонни и постоянни. Първият се образува през пролетта и изчезва през зимата (дълбочината му е 50-150 m). Вторият, наречен "главен термоклин", съществува целогодишно и се среща на относително големи дълбочини. Два вида термоклин се срещат в умерен климат.

Термоклинът се характеризира и с промяна в оптичните свойства на водата, която се използва от рибите, бягащи от хищници: те се гмуркат в термоклина и хищниците ги губят от поглед.

Установено е също, че през последните 70 милиона години температурата на дълбоките води на Световния океан е намаляла от 14 на 2 o C.

Плътност на морската вода

Плътността на всяко вещество е величина, измерена чрез масата на веществото за единица обем. Единицата за плътност е плътността на дестилирана вода при температура 4 ° C и нормално атмосферно налягане. Плътността на морската вода е масата на морската вода (в g), съдържаща се в 1 cm3. Зависи от солеността (пряка връзка) и температурата (обратна връзка). Плътността на морската вода при температура 0 ° C и соленост 35‰ е 1,028126 g / cm 3.

Плътността е неравномерно разпределена по повърхността: минимална е в екваториалната зона (1,0210 g/cm3) и максимална във високите ширини (1,0275 g/cm3). С дълбочината промяната в плътността зависи от промяната в температурата. Под 4 km плътността на морската вода се променя слабо и достига 1,0284 g/cm 3 близо до дъното.

налягане на морската вода

Налягането в моретата и океаните се увеличава с 1 MPa или 10 atm на всеки 100 m. Стойността му зависи и от плътността на водата. Можете да изчислите налягането по формулата:

P \u003d H ּρ / 100,

P - налягане в MPa,

H е дълбочината, за която се прави изчислението,

ρ е плътността на морската вода.

Под натиска на горните слоеве специфичният обем на морската вода намалява, т.е. тя е компресирана, но тази стойност е незначителна: при S = ​​35‰ и t = 15 ° C тя е 0,0000442. Въпреки това, ако водата беше абсолютно несвиваема, тогава обемът на Световния океан ще се увеличи с 11 милиона км 3 , а нивото му ще се изкачи с 30 метра.

В допълнение към термоклина (скок на температурата), има и скок на налягането - пикноклин.Понякога в морския басейн са идентифицирани няколко пикноклина. Например в Балтийско море са известни два пикноклина: в диапазона на дълбочините от 20-30 м и 65-100 м. Пикноклинът понякога се използва като „течна почва”, позволявайки на неутрално балансирана подводница да лежи върху нея, без да работи витла.

Соленост. Океанската вода се състои тегловно от 96,5% чиста вода и по-малко от 4% разтворени соли, газове и суспендирани неразтворими частици. Наличието на сравнително малко количество различни вещества го прави значително по-различен от другите природни води.
Общо 44 химични елемента са открити в океанската вода в разтворено състояние. Предполага се, че всички естествено срещащи се вещества са разтворени в него, но поради незначителни количества те не могат да бъдат открити. Правете разлика между основните компоненти на солеността на океанската вода (Cl, Na, Mg, Ca, K и др.) и второстепенните компоненти, съдържащи се в незначителни количества (сред тях злато, сребро, мед, фосфор, йод и др.).
Забележителна характеристика на океанската вода е постоянството на нейния солев състав. Причината за това може да е непрекъснатото смесване на водите на океаните. Това обяснение обаче не може да се счита за изчерпателно.
Общото количество соли, съдържащи се във водата на Световния океан, е 48 * 10x15 т. Това количество соли е достатъчно, за да покрие цялата повърхност на Земята със слой от 45 m, а земната повърхност със слой от 153 m. .
С много ниско съдържание на сребро (0,3 mg в 1 m3), общото му количество във водата на океана е 20 000 пъти по-голямо от количеството сребро, добито от хората през целия исторически период. Златото се съдържа в океанската вода в количество от 0,006 mg на 1 m3, докато общото му количество достига 10 милиарда тона.
Според състава на солите океанската вода се различава значително от речната (табл. 19).

В океанската вода най-вече (27 г в 1 литър вода) обикновената готварска сол (NaCl), така че водата на Океана има солен вкус; магнезиевите соли (MgCl2, MgSO4) му придават горчив вкус.
Значителните разлики в съотношението на солите във водата на океана и водата на реките не могат да не изглеждат изненадващи, тъй като реките непрекъснато пренасят сол в океана.
Предполага се, че солевият състав на океанските води, отделяни от земните недра, е свързан с техния произход. Водите на океана се открояваха още с първоначалната соленост. В бъдеще определен състав на солта беше балансиран. Количеството сол, пренасяно от реките, до известна степен се балансира от консумацията им. При консумацията на соли, образуването на желязо-манганови възли, отстраняването на солите от вятъра и, разбира се, дейността на организмите, които извличат соли (предимно калциеви соли) от водата на океана за изграждане на скелети и черупки са важни. Скелетите и черупките на мъртвите организми частично се разтварят във вода, а частично образуват дънни утайки и по този начин изпадат от кръговрата на материята.
Растенията и животните, които живеят в Океана, абсорбират и концентрират в телата си различни вещества, открити във водата, включително такива, които човекът все още не е успял да открие. Калцият и силиций се усвояват особено енергично. Водораслите годишно фиксират милиарди тона въглерод и отделят милиарди тона кислород. Водата преминава през хрилете на рибите по време на дишане, много животни, филтриращи храна, преминават голямо количество вода през стомашно-чревния тракт, всички животни поглъщат вода с храна. Океанската вода по някакъв начин преминава през тялото на животните и растенията и това в крайна сметка определя съвременния й солен състав.
Океанските води имат средна соленост от 35‰ (35 g соли на 1 литър вода). Промените в солеността се причиняват от промени в баланса на соли или прясна вода.
Солите навлизат в океана заедно с водата, изтичаща от сушата, внасят се и се отвеждат по време на обмен на вода със съседните части на океана, отделят се или изразходват в резултат на различни процеси, протичащи във водата. Постоянното доставяне на соли от сушата към океана трябваше да доведе до постепенно увеличаване на солеността на водите му. Ако това наистина се случва, то е толкова бавно, че остава неоткрито и до днес.
Основната причина за разликите в солеността на океанската вода е промяната в баланса на прясна вода. Валежите на повърхността на океана, отток от сушата, топене на лед причиняват намаляване на солеността; изпарението, образуването на лед, напротив, го увеличават. Притокът на вода от сушата забележимо влияе върху солеността в близост до брега и особено в близост до вливането на реките.
Тъй като солеността на повърхността на океана в откритата му част зависи главно от съотношението на валежите и изпарението (т.е. от климатичните условия), в неговото разпределение се открива географска зоналност. Това е ясно видимо на картата. изохалин- линии, свързващи точки със същата соленост. В екваториалните ширини повърхностните слоеве на водата са малко освежени (34-35‰) поради факта, че валежите са по-големи от изпарението. В субтропичните и тропическите ширини солеността на повърхностните слоеве е повишена и достига максимум за повърхността на открития океан (36-37‰. Това се дължи на факта, че потреблението на вода за изпаряване не се покрива от валежите. Океанът губи влага, докато солите остават. На север и юг от тропическите ширини солеността на океанските води постепенно намалява до 33-32‰, което се определя от намаляването на изпарението и увеличаването на валежите. Топенето на плаващия лед допринася до намаляване на солеността на повърхността на океана Теченията нарушават географската зона в разпределението на солеността на повърхността на океана Топлите течения увеличават солеността, студените, напротив, намаляват.
Средната соленост на повърхността на океаните е различна. Атлантическият океан е с най-висока средна соленост (35,4‰), с най-ниска в Северния ледовит океан (32‰). Повишената соленост на Атлантическия океан се обяснява с влиянието на континентите с неговата сравнителна теснота. В Северния ледовит океан сибирските реки имат освежаващ ефект (край бреговете на Азия солеността пада до 20‰).
Тъй като промените в солеността са свързани основно с баланса на притока и оттока на водата, те са добре изразени само в повърхностните слоеве, които директно приемат (валежи) и отделят вода (изпаряване), както и в смесителния слой. Смесването обхваща водния стълб с дебелина до 1500 м. По-дълбоко солеността на водите на Световния океан остава непроменена (34,7-34,9‰). Характерът на промяната в солеността зависи от условията, които определят солеността на повърхността. Има четири вида вертикални промени в солеността в океана: I - екваториален, II - субтропичен, III - умерен и IV - полярн,
I. В екваториалните ширини, където водата на повърхността се освежава, солеността постепенно нараства, достигайки максимум на дълбочина 100 m, където повече солени води идват към екватора от тропическата част на Океана. Под 100 m солеността намалява, а от дълбочина 1000-1500 m става почти постоянна. II. В субтропичните ширини солеността бързо намалява до дълбочина от 1000 m; по-дълбоко е постоянна. III. В умерените ширини солеността се променя малко с дълбочината. IV. В полярните ширини солеността на повърхността на океана е най-ниска; с дълбочината тя първо се увеличава бързо, а след това от дълбочина около 200 m почти не се променя.
Солеността на водата на повърхността на моретата може да бъде много различна от солеността на водата в откритата част на океана. Освен това се определя основно от баланса на прясна вода и следователно зависи от климатичните условия. Морето е повлияно от измитата от него земя в много по-голяма степен от океана. Колкото по-дълбоко морето навлиза в сушата, толкова по-малко е свързано с океана, толкова повече солеността му се различава от средната океанска соленост.
Моретата в полярните и умерените ширини имат положителен воден баланс и поради това солеността на повърхността им е по-ниска, особено при сливането на реките. Моретата в субтропичните и тропическите ширини, заобиколени от суша с малък брой реки, имат повишена соленост. Високата соленост на Червено море (до 42‰) се обяснява с положението му сред сушата, в сух и горещ климат. Валежите на морската повърхност са само 100 мм годишно, няма отток по суша, а изпарението достига 3000 мм годишно. Водният обмен с океана става през тесния проток Баб-ел-Мандеб.
Повишената соленост на Средиземно море (до 39‰) е резултат от факта, че сушата и валежите не компенсират изпарението, обменът на вода с океана е труден. В Черно море (18‰), напротив, изпарението почти се компенсира от оттока (годишният отточен слой е 80 cm), а валежите правят водния баланс положителен. Липсата на свободен воден обмен с Мраморно море допринася за запазването на ниската соленост в Черно море.
В Северно море, което, от една страна, е повлияно от океана, а от друга страна, от силно обезсолено Балтийско море, солеността нараства от югоизток на северозапад от 31 до 35‰. Всички ръбове на морето, тясно свързани с океана, имат соленост, близка до тази на прилежащата част на океана. В крайбрежните части на моретата, които приемат реки, водата става много прясна и често има соленост от само няколко ppm.
Промяната в солеността с дълбочина в моретата зависи от солеността на повърхността и свързания обмен на вода с Океана (или със съседно море).
Ако солеността на морето е по-малка от солеността на океана (съседно море) в протока, който ги свързва, по-плътната океанска вода прониква през пролива в морето и потъва, запълвайки дълбините му. В този случай солеността в морето се увеличава с дълбочината. Ако морето е по-солено от съседната част на океана (морето), водата в пролива се движи по дъното към океана, по повърхността - към морето. Повърхностните слоеве придобиват солеността и температурата, характерни за морето при дадени физико-географски условия. Солеността на дънните води съответства на солеността на повърхността през периода на най-ниските температури.
Различни случаи на промени в солеността с дълбочина ясно се виждат в примера на Средиземно, Мраморно и Черно море. Средиземно море е по-солено от Атлантическия океан. В Гибралтарския проток (дълбочина 360 м) има дълбоко течение от морето към океана. Средиземноморската вода се спуска от прага, създавайки на известна дълбочина в океана близо до прага зона с повишена соленост. На повърхността в пролива океанската вода се влива в морето. Солеността на водата на дъното на Средиземно море по цялата му дължина е 38,6‰, докато на повърхността варира от 39,6‰ в източната до 37‰ в западната част. Съответно, в източната част солеността намалява с дълбочината, в западната част се увеличава.
Мраморно море се намира между две морета, по-солено Средиземно и по-малко солено Черно. Солената средиземноморска вода, проникваща през Дарданелите, изпълва дълбините на морето, поради което солеността на дъното е 38‰. Черноморската вода, движейки се по повърхността, идва в Мраморно море през Босфора и освежава водата на повърхностните слоеве до 25‰.
Черно море е силно освежено. Следователно водата от средиземноморски произход прониква от Мраморно море в Черно море по дъното на Босфора и, слизайки, изпълва дълбините му. Солеността на водата в Черно море се увеличава с дълбочина от 17-16 до 22,3‰.
Водата на Световния океан съдържа колосални количества от най-ценните химически суровини, използването на които все още е много ограничено. Около 5 милиона тона обикновена сол се добиват годишно от водите на океаните и моретата, включително повече от 3 милиона тона в страните от Югоизточна Азия. От морската вода се извличат калиеви и магнезиеви соли. Бромният газ се получава като страничен продукт от извличането на обикновена сол и магнезий.
За извличане на химически елементи, съдържащи се в много малки количества от водата, може да се използва удивителната способност на много жители на Океана да абсорбират и концентрират определени елементи в телата си, например концентрацията на йод в редица водорасли е хиляди и стотици хиляди пъти по-висока от концентрацията му във водата на Океана. Мекотелите поглъщат мед, аспидиите - цинк, радиоляриите - стронций, медузите - цинк, калай, олово. Има много алуминий във фукус и водорасли, а сяра в серни бактерии. Чрез подбор на определени организми и повишаване на способността им да концентрират елементи ще бъде възможно да се създават изкуствени минерални находища.
Съвременната химия е получила йонообменници (обменни смоли), които имат свойството да абсорбират различни вещества от разтвор и да задържат различни вещества на повърхността си. Щипка йонообменник може да обезсоли кофа със солена вода, да извлече сол от нея. Използването на йонообменници ще направи богатството на солите на океана по-достъпно за използване от хората.
Газове в океанската вода. Газовете се разтварят в океанската вода. Това са основно кислород, азот, въглероден диоксид, както и сероводород, амоняк, метан. Водата разтваря газовете на атмосферата в контакт с нея, газовете се отделят по време на химични и биологични процеси, донасят се от сушените води и навлизат в океанските води по време на подводни изригвания. Преразпределението на газовете във водата се случва, когато се разбърква. Поради високата разтваряща способност на водата, океанът оказва голямо влияние върху химичния състав на атмосферата.
Азотприсъства навсякъде в океана и съдържанието му почти не се променя, тъй като не влиза добре в комбинации и се консумира малко. Някои инфилтриращи бактерии го превръщат в нитрати и амоняк.
Кислороднавлиза в океана от атмосферата и се освобождава по време на фотосинтеза. Консумира се в процеса на дишане, за окисляване на различни вещества и се отделя в атмосферата. Разтворимостта на кислорода във водата се определя от нейната температура и соленост. Когато повърхността на океана се нагрява (пролетта, лятото), водата отделя кислород в атмосферата; когато се охлажда (есен, зима), тя го поглъща от атмосферата. В океанската вода има по-малко кислород, отколкото в прясната вода.
Тъй като интензивността на процесите на фотосинтеза зависи от степента на осветеност на водата от слънчева светлина, количеството кислород във водата се колебае през деня, намалявайки с дълбочината. Под 200 m светлината е много малко, няма растителност и съдържанието на кислород във водата намалява, но след това на по-големи дълбочини (>1800 m) отново се увеличава в резултат на циркулацията на океанските води.
Съдържанието на кислород в повърхностните слоеве на водата (100-300 m) се увеличава от екватора до полюсите: на ширина 0 ° - 5 cm3 / l, на географска ширина от 50 ° - 8 cm3 / l. Водата на топлите течения е по-бедна на кислород от водата на студените течения.
Наличието на кислород във водата на Океана е необходимо условие за развитието на живота в него.
Въглероден двуокис, за разлика от кислорода и азота, се намира във водата на океана главно в свързано състояние - под формата на съединения на въглероден диоксид (карбонати и бикарбонати). Той навлиза във водата от атмосферата, отделя се при дишането на организмите и при разлагането на органичната материя и идва от земната кора при подводни изригвания. Подобно на кислорода, въглеродният диоксид е по-разтворим в студена вода. Когато температурата се повиши, водата отделя въглероден диоксид в атмосферата, а когато температурата падне, тя го абсорбира. Голяма част от въглеродния диоксид в атмосферата се разтваря в океанската вода. Запасите от въглероден диоксид в океана са 45-50 см3 на 1 литър вода. Достатъчното му количество е предпоставка за жизнената дейност на организмите.
Във водата на моретата количеството и разпределението на газовете може да бъде значително различно от това във водата на океаните. В моретата, чиито дълбочини не са снабдени с кислород, се натрупва сероводород. Това се случва в резултат на дейността на бактериите, които използват кислорода на сулфатите за окисляване на хранителните вещества при анаеробни условия. Нормалният органичен живот не се развива в среда на сероводород.
Пример за море, чиито дълбини са замърсени със сероводород, е Черно море. Увеличаването на плътността на водата с дълбочината осигурява баланса на водната маса в Черно море. В него не се получава пълно смесване на водата, кислородът постепенно изчезва с дълбочина, съдържанието на сероводород се увеличава, достигайки 6,5 cm3 на дъното на 1 литър вода.
Наричат ​​се неорганични и органични съединения, съдържащи елементи, необходими за организмите хранително вещество.
Разпределението на хранителните вещества и енергията (слънчевата радиация) в океана определя разпределението и производителността на живата материя.
Плътност на океанската водас увеличаване на солеността тя винаги се увеличава, тъй като съдържанието на вещества, които имат по-голямо специфично тегло от водата, се увеличава. Охлаждането, изпаряването и образуването на лед допринасят за увеличаването на плътността на повърхността на океана. С увеличаване на плътността на водата възниква конвекция. При нагряване, както и при смесване на солена вода с валежна вода и с разтопена вода, нейната плътност намалява.
На повърхността на океана има промяна в плътността, варираща от 0,996 до 1,083. В открития океан плътността обикновено се определя от температурата и следователно се увеличава от екватора до полюсите. Плътността на водата в океана се увеличава с дълбочината.
налягане.За всеки квадратен сантиметър от повърхността на океана атмосферата притиска със сила от приблизително 1 kg (една атмосфера). Същият натиск върху същата площ оказва и воден стълб с височина само 10,06 м. По този начин можем да приемем, че на всеки 10 m дълбочина налягането се увеличава с 1 атмосфера. Ако вземем предвид, че водата се компресира и става по-плътна с дълбочина, се оказва, че налягането на дълбочина 10 000 m е 1119 атмосфери. Всички процеси, протичащи на големи дълбочини, се извършват под силен натиск, но това не пречи на развитието на живот в дълбините на океана.
Прозрачност на океанската вода.Лъчистата енергия на Слънцето, проникваща във водния стълб, се разсейва и поглъща. Прозрачността на водата зависи от степента на нейната дисперсия и абсорбция. Тъй като количеството на примесите, съдържащи се във водата, не е еднакво навсякъде и се променя с времето, прозрачността също не остава постоянна (Таблица 20). Най-малка прозрачност се наблюдава близо до брега в плитки води, особено след бури. Прозрачността на водата значително намалява през периода на масово развитие на планктона. Намаляването на прозрачността се причинява от топенето на леда (ледът винаги съдържа примеси, освен това масата на въздушните мехурчета, затворени в леда, преминава във вода). Отбелязва се, че прозрачността на водата се увеличава на места, където дълбоките води се издигат на повърхността.

Понастоящем измерванията на прозрачността на различни дълбочини се извършват с помощта на универсален хидрофотометър.
Цветът на водата на океаните и моретата.Дебелината на чистата вода на Океана (морето) в резултат на колективното поглъщане и разсейване на светлината има син или син цвят. Този цвят на водата се нарича "цветът на морската пустиня". Наличието на планктон и неорганични суспензии се отразява в цвета на водата и. придобива зеленикав оттенък. Големи количества примеси правят водата жълтеникавозелена, близо до устието на реките може дори да е кафеникава.
За определяне на цвета на океанската вода се използва морската цветова скала (скала Forel-Ule), която включва 21 епруветки с течност в различни цветове - от синьо до кафяво.
В екваториалните и тропическите ширини доминиращият цвят на океанската вода е тъмносин и дори син. Такава вода например имат Бенгалският залив, Арабско море, южната част на Китайско море и Червено море. Синята вода в Средиземно море, водата на Черно море е близка до нея по цвят. В умерените ширини на много места водата е зеленикава (особено близо до брега), става забележимо по-зелена в районите на топене на лед. В полярните ширини преобладава зеленикав цвят.

Известно е, че водата е идеален разтворител. Морската вода е газосолев разтвор, богат на качествен състав. 44 химични елемента са открити във водите на океаните. Най-много се разтварят хлоридите, които съставляват 88,7%, сулфатите - 10,7%, карбонатите и други елементи - 0,8%. От този океан вода и горчиво-солен вкус. Соленият вкус се причинява от разтвор, а горчивият от сулфатни соли (MgSO 4 , CaBO и др.). Солеността на океаните се измерва в% o (ppm). Средната соленост на Световния океан е 35% o, т.е. 35 g сол се разтварят в 1 литър вода. Най-висока соленост се наблюдава в тропическите ширини, където изпарението е високо, а притокът на прясна вода е малък. В екваториалната ивица солеността донякъде намалява поради голямото количество валежи. В умерените ширини, в сравнение с тропическите, солеността отново намалява. Флуктуациите на солеността са малки от 32 до 41% 0 . В крайбрежните морета на Северния ледовит океан солеността намалява до 32%o, а в Червено море достига 41%o. Съотношението на разтворените вещества в океаните не се променя.

Моретата на Русия, с изключение на моретата на Тихия океан, имат ниска соленост: Балтийско море - 8% o. Черно море 14-19% о.

Солеността зависи от климата (увеличава се при сух климат). Разпределението на солеността се влияе и от морските течения: топлите я увеличават, студените я намаляват. Солеността намалява там, където големите реки се вливат в морето.

В океанската вода се разтварят много газове. Кислородът е от особено значение. В студена вода се разтваря повече, отколкото в топла.

Въглеродният диоксид, за разлика от кислорода и азота, е в свързано състояние - под формата на съединения на въглероден диоксид. Въглеродният диоксид се използва от животните за изграждане на черупки и костни части на тялото.

Цветът на океанската вода в дебелината придобива синкав оттенък . Прозрачността на водата зависи от примесите и се определя с помощта на диск Sacchi. Изработена е от цинк с диаметър 30 ​​см, боядисана в бяло. Когато дискът е потопен във вода, се следи на каква дълбочина престава да се вижда. Тази дълбочина определя степента на прозрачност на водата.

Температура на водата в океана.В горните слоеве на океана топлината се разпределя зонално. В екваториалната зона температурата се повишава в рамките на + 27-28°C, сезонните колебания са незначителни: 1-3°C. В тропическите ширини температурата на водата е +20-25°С, в умерените - от 0 до +20°С, в полярните - от 0С до -2°С.

Регионалното разпределение на температурите се определя от морските течения. В тропическите ширини западните части на океана са по-топли от източните, температурната разлика достига 10°. На северните ширини източните части на океаните са по-топли от западните, а температурната разлика също е 10°.

Средната температура на повърхностните води на Световния океан е + 17,4 ° C, тоест с 3 ° по-висока от температурата на сушата. Най-високата регистрирана температура е +36°C, най-ниската е 2°C. Амплитудата на колебанията в температурите на водата е 38°, докато за въздуха е 145° (-87, +58°).

В полярните ширини океанската вода замръзва. Температурата му на замръзване зависи преди всичко от солеността. Така че, при соленост от 20% 0, водата замръзва при t-1,1°C.

Прясната вода има най-висока плътност при т+ 4 ° С, океан - при по-ниски температури. При соленост от 35%o, най-високата плътност на водата се наблюдава при t - 3,5°.

При охлаждане на прясната вода по-тежките й слоеве но потъват надолу, докато по-топлите и по-леките се издигат нагоре.Смесването на водата става, докато цялата маса се охлади до +4°С. По-нататъшното охлаждане води до натрупване на по-лека вода на повърхността и след това до замръзване. В океана смесването на водата не спира, защото плътността на водата се увеличава с понижаване на температурата. Освен това, когато океанската вода замръзне, от прясна вода се образуват ледени кристали, следователно общата соленост на водите се увеличава. Поради това водите на океана замръзват дори при по-ниски температури, а вълнението забавя този процес.

Релефът на дъното на океаните

За правилна представа за релефа на дъното на Световния океан е необходимо да се измерят неговите дълбочини. Измерванията на дълбочината се извършват по различни начини. Плитките басейни се измерват с помощта на обикновена партида, състояща се от дълъг шнур с тежест в края. Но големи дълбочини не могат да бъдат измерени с толкова много.

В момента се използват ултразвукови вълни, те се изпращат и улавят от специални устройства, които ви позволяват да записвате дълбочини по маршрута на кораба. Резултатите от измерванията се поставят на карта. Местата с еднаква дълбочина са свързани с линии, наречени изобати.

На училищните карти дълбочините се прилагат чрез оцветяване; според скалата на дълбочината можете да определите дълбочините на една или друга част на океана.

Релефът на дъното на океаните е разнообразен. Това са планински системи, простиращи се на хиляди километри, равнини с по-равни възвишения, континентални склонове и дълбоководни ровове (с дълбочини от 6000 до 11 000 m). Подобно на сушата, кората на океанското дъно е разделена на стабилни зони - платформи, покрити с дебели слоеве от седиментни скали, и геосинклинали - движещи се зони. Геосинклиналните региони се простират по източните брегове на Азия и Централна Америка, както и по западните брегове на Северна и Южна Америка. Те представляват огромни корита, които са пълни със седиментни скали.

Най-големите планински системи образуват средноокеански хребети с обща дължина до 80 хиляди км. В аксиалната им част са разположени множество рифтови хребети и долини. Рифтовите долини са свързани с интензивна сеизмична и вулканична активност. Това са най-активните части на земната кора. Ширината и височината на средноокеанските хребети са различни. Така че в Атлантическия океан тази система се стеснява до 370 км, докато в други се разширява до 2300 км с височина от 1-2 до 9 км. Това наистина са най-големите планински структури на Земята.

Движението на водата в океаните

Водата в океаните е в постоянно движение. Има три вида движение на водата: осцилаторно, транслационно и смесено.

При вълни се наблюдават осцилаторни движения, транслационни движения в океанските течения и смесени движения при приливи и отливи.

Вълни. Основната причина за образуването на вълни на повърхността на океаните е вятърът. В някои случаи те възникват от земетресения, промени в атмосферното налягане и други причини. Отделни частици вода по време на движение на вълната се движат по кръгови орбити. В горната част на орбитата частиците се движат в посока на вълната, а в долната част в обратната посока. Ето защо хвърлен предмет трепти на вълна, но не се движи.

Прилив и отлив.Хората, които живееха по бреговете на моретата, забелязаха, че два пъти на ден морското равнище се покачва, наводнявайки равнините брегове, и пада два пъти на ден, излагайки дъното на морето.

Схемата на образуване на приливи и отливи се усложнява поради следните причини.

1. Приливите и отливите се образуват под влияние на привличането не само на Луната, но и на Слънцето. При пълнолуние и новолуние лунното и слънчевото затъмнение съвпадат, така че приливите и отливите достигат най-голямата си величина.

2. В зависимост от бреговата линия на континентите височината на приливите и отливите може да се увеличи или намали.

океански течения.Транслационните движения на огромни маси океанска вода се наричат ​​течения. В резултат на това възниква кръговрата на водата в океана. Движат се не само повърхностните слоеве вода, но и дълбоките.

Вятърът е основната причина за повърхностните течения. Ветровете с постоянна посока издухват повърхностните слоеве на водата и ги принуждават да се движат.

реки

В Русия има повече от 200 000 реки. Реката е естествен, постоянен воден поток, който тече надолу по склон и е затворен в брегове. Реките произлизат от извори, които излизат на земната повърхност. Много реки произлизат от езера и блата, по планински склонове изпод ледници. Временни потоци, потоци и реки образуват течащи води. Те изравняват повърхността на Земята: разрушават хълмове, планини и отнасят продуктите на разрушението на по-ниски места. Стойността на течащите води е много голяма в човешката икономическа дейност. Изворите, реките и потоците са основните източници на водоснабдяване. Селищата са разположени по потоци и реки, реките се използват като комуникационни пътища, както и за изграждане на водноелектрически централи и риболов. В сухите райони речната вода се използва за напояване (Мургаб, Теджен, Амударя, Сърдаря и др.).

Всяка река има извор, горно, средно и долно течение, притоци, устие. Източник – мястото, където произлиза реката. Устието е място, където друга река, езеро или море се влива в друга. В пустините реките понякога се губят в пясъците, водата им се използва за изпаряване и филтриране.

Реките, протичащи през всяка територия, образуват речна мрежа, която се състои от отделни системи, включително главната река и нейните притоци. Обикновено главната река е по-дълга, пълноводна и заема аксиално положение в речната система. По правило има по-стара геоложка възраст от притоците. Понякога се случва обратното. Например, Волга носи по-малко вода от Кама, но се счита за главна река, тъй като нейният басейн е бил исторически обитаван по-рано от Кама. Някои притоци са по-дълги от главната река (Мисури е по-дълъг от Мисисипи, Иртиш е по-дълъг от Об).

Притоците на главната река са разделени на притоци от първи, втори и следващи разред.

Речната мрежа се състои от речни системи. Речната система включва главната река и нейните притоци. Речната система се характеризира със степента на дължина на всички нейни реки, площта на нейния басейн и извивостта и плътността на речната мрежа. Разширена стр. реките могат да бъдат измерени на мащабна карта с помощта на компас, кривиметър, по-малко точно чрез прилагане на мокра нишка.

Под речен басейн се разбира районът, от който получава храна. Площта на басейна може да се определи от мащабни карти с помощта на палитра. Басейните на различните реки са разделени от водосбори. Те често преминават през хълмове, в някои случаи - през равни влажни зони.

Извивостта е съотношението на дължината на реката към права линия, coi 1 » разделяща извора и устието или между два отделни пъпа.

Плътността на речната мрежа е отношението на общата дължина на всички реки на дадена главна река към площта на басейна l (km/km2). Зависи от релефа, климата, скалите, които образуват района, където тече. На места, където има по-голямо количество валежи и изпарението е незначително, речната мрежа е по-гъста, например в северозападната част на страната. В планините гъстотата на речната мрежа е по-голяма, отколкото в равнините. Гак, на северните склонове на Кавказката верига, тя е 0,49 km / km 2, т.е. 490 mm дължина на реката пада на 1 km 2 от площта, а в Предкавказие - 0,05 km / km 2, т.е., на 1 km 2 от площта представляват 50 м от дължината на реките.

Реките се захранват от подземни води, които излизат на повърхността под формата на извори (извори), както и от валежи под формата на дъжд и сняг. Дъждовната вода, която пада на повърхността, частично се изпарява, част от нея се просмуква в дълбините на земята и също се стича надолу по реката. Падналият сняг се топи през пролетта. Разтопената вода се стича надолу по склона в депресии и в крайна сметка се озовава в реките. По този начин подземните води, дъждовете през лятото и снеготопенето през пролетта са постоянен източник на речно хранене. Дали планинските райони на реката се захранват от води от топящи се ледници.

Нивото на водата в реките зависи от естеството на храната. Най-голямо покачване на водата на територията на страната ни се наблюдава през пролетта, по време на топенето на снега. Реките преливат бреговете си, наводнявайки огромни площи, често причинявайки големи вреди на националната икономика. По време на пролетните наводнения повече от половината от годишния обем вода изтича надолу. На места, където през лятото падат повече валежи, реките имат лятно наводнение. Например, Амур има две наводнения: по-малко мощни - през пролетта и по-мощни - в края на лятото, по време на мусонни дъждове. реки< "редней Азии и Кавказа имеют тоже летний разлив, но при­чина его в том, что летом усиленно тают снега и ледники в го­рах. Летний разлив имеют также реки Крайнего Севера, так |.мк там тают снега летом.

Наблюденията на нивото на реките позволиха да се отделят периоди на пълноводие.

Пълноводие - годишно повтарящо се повишаване на водата през един и същи сезон. През пролетта, когато снегът се топи за 2-3 месеца, в реките се поддържа високо ниво на водата. По това време реките се разливат.

Наводнения - краткотрайни непериодични покачвания на реките - 11.1. Например, по време на обилни продължителни дъждове, някои реки от Източноевропейската равнина преливат бреговете си, наводнявайки огромни площи. Наводнения се случват на i реки по време на горещо време, когато снегът и ледниците се топят интензивно.

Височината на издигане на водата при наводнения е различна (в планинските страни - по-висока, в равнините - по-ниска) и зависи от iptsn-; (41) и характеристиките на топенето на снега, валежите, горската покривка на територия-1; | 1pi, ширината на заливната низина и естеството на ледохода.Така, на големите сибирски реки по време на образуването на ледени задръствания, покачването<>-: dy достига 20 m.

Ниската вода е най-ниското ниво на водата в реката. По това време реката се захранва предимно от подземни води. В централната зона на нашата страна маловодието се наблюдава в края на лятото, когато водата се изпарява силно и се просмуква в земята, а също и в края на зимата, когато няма повърхностно хранене.

Всички реки на земното кълбо могат да бъдат разделени на следните типове според начините на хранене: реки с дъждовно хранене (реки от екваториалната, тропичната и субтропичната зона - Амазонка, Конго, Нил, Яндзъ и др.); реки, захранвани от топящ се сняг и ледници (реки от планинските райони и Далечния север - Амударя, Сирдаря, Кубан, Юкон); подземни захранващи реки (реки от планински склонове в безводната зона - малки реки от северния склон на Тиен Шан); реки със смесено хранене (реки от умерения пояс с ясно изразена стабилна снежна покривка - Волга, Днепър, Об, Енисей и др.).

Работа на река. Реката непрекъснато произвежда работа, която се проявява в ерозия, транспортиране и натрупване на материал.

Ерозията се разбира като разрушаване на скалите.Разграничават се дълбока ерозия, насочена към задълбочаване на канала, странична ерозия, насочена към разрушаване на бреговете.На реките се виждат завои, които се наричат ​​меандри.транспорти и отлагания.Отлагането започва, когато течението се забавя. Първо се отлага по-едър материал (камъни, камъчета, едър пясък), след това по-фин пясък и тиня.

В устията на реките се натрупва донесеният материал. Образуват се острови и плитчини с канали между тях. Такива образувания се наричат ​​делти.

На картата можете да видите голям брой реки, които образуват делти. Но има реки, които ги нямат. Те се вливат в морето под формата на разширяващ се клин. Аз наричам такива устия устия, например, близо до Темза, Рейн.

Защо реката в някои случаи образува делта, а в други не? Зависи от стабилността на морското дъно, в което се влива реката. Там, където тя постоянно се понижава в резултат на движенията на лъка на земната кора, делтата не се образува. На места, където дъното на морето се издига, се образуват делти. Реките може да нямат делти, дори ако има силно течение в морето в района, където реката навлиза. Той пренася речни нанози далеч в морето. Поради тази причина, например, река Конг (Заир) няма делта.

В резултат на работата на реката се образуват речни долини. Те представляват удължени криволичещи вдлъбнатини с определен наклон, по дъното на които тече река.

Речните долини се различават по следните елементи: заливен канал, тераси, склонове. Под канал разбират долната част на долината, през която тече реката. Каналът има два бряга: десен и ляв. Единият бряг е лек, другият е стръмен. Коритото на равна река има криволичеща форма. Следователно, в допълнение към силата на гравитацията и триенето, естеството на движението на потока се влияе от центробежната сила, която възниква при завоите на реката, както и отклоняващата сила на въртенето на Земята. Тези сили причиняват напречно кръгово движение. Под действието на центробежна сила при завоя потокът се притиска към вдлъбнатия бряг и водните струи, удряйки, го разрушават. Има промяна в посоката на потока. По дъното потокът е насочен към отсрещния, леко наклонен бряг. Отклоняващата сила на въртенето на Земята кара потока да притиска десния бряг (в северното полукълбо). Пропада, коритото на реката се движи. И така, по време на управлението на Иван Грозни Казанският Кремъл е бил разположен на брега на Волга и досега реката се е отдалечила на 7 км от него.

Процесът на образуване на меандри (меандър) е непрекъснат. Въпреки това, за известно време в тази област може да спре. Факт е, че реката, увеличавайки извивостта, намалява наклона, а следователно и средната скорост. Идва момент, когато скоростта дори при закръгляване става недостатъчна за по-нататъшно замъгляване. Освен това меандрите могат да се приближават един до друг на такова разстояние, че да се свързват. Тогава реката ще се изправи. Бившите меандри се превръщат в езера, а след това в езера.

В равнинните реки като обща черта може да се отличи редуването на участъци и разломи. Плеси - най-дълбоките участъци на реката с бавно течение. Те се образуват по нейните завои. Разломи - малки части от реката с бързо течение. Те се образуват в плоски зони. Постепенно по реката се движат участъци и разломи.

Реката непрекъснато задълбочава канала, но дълбоката ерозия не може да слезе под нивото на водата при вливането на реката в друга река, езеро, море. Това ниво се нарича основа на ерозията. Крайната основа на ерозията за всички реки е нивото на Световния океан. Промените в нивото на океана, морето, езерото се отразяват в работата на реките. При намаляване на ерозионната основа реката силно ерозира, задълбочава канала; с увеличаване този процес се забавя, настъпва интензивно отлагане.

Заливна низина - част от долината, залята с изворни води. Повърхността му е неравна: обширни удължени вдлъбнатини се редуват с малки песъчливи възвишения. Най-високите участъци са разположени по крайбрежието – крайбрежни валове. Обикновено са покрити с растителност. Според характера на релефа заливните низини се разделят на три части: край коритото на реката – най-високата; централна - равнинна с плодородни алувиални почви, заета от ливади и зеленчукови градини; терасовидни ниски, често заблатени. Терасите са равни площи, простиращи се по склоновете под формата на стъпала. На големите реки се наблюдават няколко тераси, те се броят от заливната низина (първа, втора и др.). При Волга има четири тераси, а по реките на Източен Сибир - до 20. Склоновете ограничават долината отстрани. В някои случаи те са стръмни, в други са нежни. Често единият наклон е стръмен, а другият е лек. Например, десният склон на Волга е стръмен, левият наклон е лек.

Долината на реката е създадена от реката. Въпреки това, други фактори също влияят върху образуването на долини. Те включват тектонски процеси, които определят посоката, а понякога и формата на долината, скалите, техния състав, разположението на слоевете, изветряне, отмиване на рохкави скали от атмосферни води, изплъзване на почви и др.

Младите реки в надлъжен профил имат участъци, където се наблюдават бързеи (места с бърз поток и камъни излизат на повърхността на водата), водопади (участъци, където водата пада от стръмни первази). Водопади се срещат по много планински реки и равнинни, където изплуват твърди скали.

Най-големият водопад в света е водопадът Виктория на река Замбези. Водата пада от височина 120 м с ширина 1800 м. Шумът от падаща вода се чува от десетки километри, а водопадът винаги е обвит в облак от пръски.

Водите на Ниагарския водопад (Северна Америка) падат от височина 51 m, ширината на потока е 1237 m.

Много планински водопади са дори по-високи. Най-високият от тях е Ангел на река Ориноко. Водата му пада от 1054 m височина.

Консумация и отток на вода в реките.При изграждането на селища е много важно да се знае колко вода тече в реката, дали може да осигури вода на населението и предприятията. За целта се определя дебитът на водата в реката. Водният поток в реката се разбира като количеството вода (m 3), преминаващо през живия участък на реката за 1 s: P^=S-V,където s е площта на участъка xp, m, Y е средната скорост, m / s.

За определяне на водния поток в малка река, върху нейния прав участък се изгражда временен хидрометричен нори, състоящ се от четири участъка: начален, горен, главен и долен (фиг. 30).

От горната формула може да се види, че за определяне на потока на водата врека, трябва да измерите скоростта и да изчислите площта на живата част на реката.

Скоростта на тока се определя от устройства, наречени хидрометрични лопатки. Скоростта на течението на малка река може да се определи с помощта на плувки. Ig обикновено се използва от дървени плувки с диаметър 15-20 см и дължина 8-10 см. Върху плувката се поставя флаг с номер.

Тъй като скоростта е различна в различните части на канала, се използват 3-5 плувки. Поплавъкът се пуска на мястото на изстрелване и се записва времето на преминаването му през горната и долната площадка. Измерете разстоянието между тях предварително. И ако разстоянието и времето на преминаване на плувката между горната и долната секции са известни, можете да изчислите скоростта. Поплавъци са разрешени на различни разстояния от брега: близо до десния бряг, в средата (2-3 плувки), близо до левия бряг. Установено е, че скоростта на речния поток е приблизително 80% от средната скорост на дървените плувки.

На основното подравняване се определя площта на жилищната секция. За да направите това, измерете дълбочината на реката след определен брой метри. Според данните се изгражда чертеж на участъка от речното корито (жилищна секция), изчислява се площта на отделните фигури и след това се обобщава. Можете да изчислите площта на жилищната секция по друг начин. Първо, определете средната дълбочина на канала по подравняването и умножете получената стойност по ширината на канала.

Например, скоростта на речния поток е 1 m / s, площта на живата секция е 10 m 2. Това означава, че водният поток в реката е 10 m 3 / s.

Потокът на вода в река за дълъг период от време се нарича речен отток. Обикновено се определя от дългосрочни данни и се изразява в km 3 /година.

Потокът показва високото водно съдържание на реката. Ето някои показатели за средния отток за основните реки на Земята.

Дебитът зависи от района на речния басейн и климатичните условия. Голямо количество валежи с малко изпарение допринася за увеличаване на оттока. Освен това оттокът зависи от скалите, които изграждат дадената територия и терена.

Изобилието от вода в река Амазонка (виж Таблица 11) се обяснява с огромната площ на басейна (около 7 милиона km 2). Това е басейнът на река Сюлша. Повече от 300 мм валежи годишно падат върху площта му. Амазонка има 17 притока от първи ред, всеки от тях дава почти толкова вода, колкото Волга. Най-обилната река в Съветския съюз е Енисей, нейният годишен дебит е 548 км 3 / година.

У нас е извършена грандиозна работа по регулиране на речния отток. Почти всички големи реки (Волга, Днепър, Ангара) са изградили резервоари, които съдържат изворни и наводнени води, което дава възможност да се използва икономично през цялата година. Водата на тези реки задвижва турбини, които генерират електричество, отива за нуждите на населението и напояване на нивите.

Езера и блата

Около 2% от цялата земя е заета от езера. Езерата са значителни земни депресии, пълни с вода и не са свързани с морето. На територията на нашата страна се намират най-голямото езеро в света - Каспийско и най-дълбокото - Байкал. В северозападната част на страната има много езера, особено в Карелия.

От древни времена човекът е използвал езерата за водоснабдяване; служат като комуникационни пътища, място за риболов. Много езера съдържат ценни суровини: соли, железни руди, сапропел. Те са обекти за туризъм.

Според характера на оттока езерата се подразделят на течащи, отпадъчни и безотводни. Множество реки се вливат в течащи езера и изтичат от тях. Този тип включва Ладога, Онежка и езера на Финландия.

Отпадъчните езера приемат голям брой реки, но една река изтича от тях. Към този тип може да се припише езерото Севан в Армения.

В сухите райони има езера без отток - Каспийско, Аралско, Балхашско. Към този тип принадлежат и множество тундрови езера.

В процеса на развитие езерата без дренаж могат да се превърнат в отпадъчни води, ако водоснабдяването надвишава изпарението.

Езерните басейни са изключително разнообразни по произход. Има басейни, които са възникнали в резултат на проявлението на вътрешните сили на Земята (ендогенни). Това са повечето големи езера в света. Малките езера се генерират от дейността на външни сили (екзогенни). Ендогенните басейни включват тектонски и вулканични. Тектоничните басейни са потънали участъци от земната кора. Потъването може да възникне в резултат на отклонение на слоя или разломи по протежение на пукнатини. Така се образуват най-големите езера Каспийско, Аралско (корито на земните слоеве), Байкал, Танганайка, Няса, Горно, Хурон, Мичиган (разлом).

Басейните с вулканичен произход са вулканични кратери или долини, покрити от потоци от лава. Подобни басейни има в Камчатка, например езерото Кроноцкое. Езерните басейни с екзогенен произход са разнообразни. В речните долини често има езера, които имат продълговата форма. Те са възникнали на мястото на някогашните р „уседнали реки.

Много езера са се образували през ледниковата епоха. Континенталният лед разора огромни хралупи по време на своето движение. Напълниха се с вода. Такива езера се намират във Финландия, Канада, в северозападната част на страната ни. Много езера са издължени по посока на движението на ледниците.

В райони, съставени от варовик, доломит и гипс, има басейни с неуспешен произход, наричат ​​се карстови. Много от тях са много дълбоки.

Басейни могат да възникнат и в резултат на продухване. Такива басейни са много плитки и езерата изчезват в тях. Срещат се в крайбрежните сухи райони.

Специален тип са езерните басейни, възникнали в резултат на неравномерно размразяване на вечната замръзнала земя.Това са езера от термокарстов произход (повечето от тундровите езера).

Язовирни езера могат да се появят в планините в резултат на силни земетресения. И така, през 1911 г. в Памир буквално иЕзерото Сарез се появи в очите на хората: част от планинската верига беше хвърлена в долината на реката в резултат на земетресението, образува се язовир с височина над 500 m.

Много хралупи, създадени от човека - това са изкуствени резервоари.

В нашата страна потокът на повечето големи реки е регулиран (Волга, Днепър, Ангара, Енисей), върху тях се изграждат плътни, създават се големи резервоари.

Много езерни басейни са със смесен произход. Например, езерата Ладога и Онеж са тектонски, но техните басейни са променили външния си вид под влиянието на ледници, реки и морета. Каспийското море-езеро е остатъкът от голям морски басейн, който някога е бил свързан чрез Кумо-Маничската депресия с Азовско и Черно море.

Хранене на езерото. Езерата се захранват от подземни води, атмосферни валежи и реки, вливащи се в тях. Част от водата от езерата се пренася в реките, изпарява се от повърхността, отива в подземния отток. В зависимост от съотношението на входящата и изходящата част нивото на водата се колебае, което води до промяна в площите на езерата. Например, езерото Чад през сухия сезон има площ от 12 000 km2, а през дъждовния сезон се увеличава до 26 000 km2. През последните сто години се забелязва намаляване на нивото на водата в Каспийското езеро. В резултат на това площта на езерата е намаляла с 30 хиляди км2, много заливи са изчезнали, а островите са се превърнали в полуострови. Сега нивото на Каспийското езеро е 28 м под нивото на океана.

Промяната на нивото на водата в езерата е свързана с климатични условия: намаляване на количеството на валежите в езерния басейн, както и изпарението им от повърхността. Нивото на водата в езерото също може да се промени в резултат на тектонски движения.

Колебанията в нивото на водата в течащите езера са незначителни и не достигат един метър (Байкал, Онега, Ладога). Според количеството разтворено във водата вещество езерата се делят на пресни, солени и солени. Пресните езера имат разтворени соли по-малко от 1%o. За солени езера се считат тези, при които солеността е повече от 1% 0, а солените - над 24,7% 0 (при такава соленост точката на замръзване на водата съвпада с температурата на най-високата плътност на водата).

Течащите и отпадъчните езера обикновено са пресни, тъй като притокът на прясна вода е по-голям от изтичането. Ендорейските езера са предимно солени или солени. В тези езера притокът на вода е по-малък от изтичането, така че солеността се увеличава. Солените езера са разположени в степните и пустинните зони (Елтън, Баскунчак, Мъртви, Голяма сол и много други). Но някои се отличават с високо съдържание на сода (Na2S04) - това са содови езера (например езерото Ван и някои езера в южната част на Западен Сибир); други са богати заедно с хлориди и сулфиди на боракс (Na2B 4 0 7 - YPtsO) такива езера се намират в Тибет, в Калифорния.

Етапи на развитие на езерата. Езерата са краткотрайни образувания на земната повърхност. Те разделят и записват моста или околните условия. Реките, временните водни потоци носят от склоновете към езерата огромно количество неорганични и органични вещества, които се отлагат на дъното. Появява се растителност, чиито останки също се натрупват, запълвайки езерните басейни. В резултат на това езерата стават плитки и на тяхно място се образуват блата.

Обрастването на езерата и превръщането им в блата става постепенно. Плиткото езеро започва да обраства от бреговете (фиг. 31). Острови, върхове на стрели, водна елда, водни лютичета и др. растат на дълбочина до 1 м. По-дълбоко, до 2-3 м, се заселват тръстика, тръстика, хвощ; още по-дълбоко - водни лилии, езера, в които само листа и цветя плуват на повърхността, а всички други органи на растението са напълно потопени във вода. Дълбоката част на езерото е заета от различни видове водорасли. Растенията, умиращи, падат на дъното и там се образуват мощни слоеве сапропел. „Езерото продължава да се плитко, обрасва и се превръща в блато. На повърхността се появяват мъхове и лишеи. Под слой мъхове мъртвите останки от растителността без достъп на кислород се превръща в торф.В горския пояс е много езерата са често обрасли от наветрените брегове.

Има няколко етапа в развитието на езерата.

1. Етапът на младостта, когато оригиналната топография на дъното остава непроменена.

2. Етап на зрялост, когато крайбрежните плитчини са развити, алувиалните конуси на реките са добре изразени при вливането им, но неравностите на дъното са все още запазени.

3. Етап на старост, когато наносите са изравнили дъното на езерото. В пресните езера растителността обгражда бреговете в полукръг.

4. Етап на пълно разрастване, когато езерото се плитко, растителността покрива по-голямата част от водната повърхност, езерото се превръща в блато.

Разпределението на езерата е подчинено на законите на зонирането. В Съветския съюз най-гъстата езерна мрежа се наблюдава и в горския пояс, в райони на древно заледяване: на Колския полуостров, в Карелия. Тук езерата са пресни, предимно течащи и бързо обрастващи. На юг, в лесостепните и степните зони, броят на езерата рязко намалява. В пустинната зона преобладават безотводните солени езера, които често пресъхват, превръщайки се в солени блата. Тектоничните езера изобилстват от вятъра във всички пояси. Те имат голяма дълбочина, така че промяната им е бавна, едва забележима за човек.

Bblota - земни площи, прекомерно овлажнени, покрити с влаголюбива растителност, със слой торф от най-малко 30 cm.

Блата, както бе споменато, могат да се образуват, когато езерата обраснат, както и при условия на постоянно преовлажняване на почвите поради голямо количество валежи, ниско изпарение и бавен отток. Преовлажняването води до влошаване на кислородното и минерално хранене на растенията. Липсата на кислород затруднява процеса на разлагане на растителните остатъци, от които се образува торф. Почвите са изчерпани с хранителни вещества, горската и тревиста растителност гладува, в долния слой се появява мъх, който е по-малко взискателен към хранителните условия. Мъховете абсорбират атмосферната влага и задържат голямо количество вода. Следователно достъпът на въздух до почвата е труден, торфът започва да се натрупва. Дърветата умират поради липса на кислород за кореновата система. Смъртта на дърветата увеличава преовлажняването на почвите. Заболяването в горския пояс се случва по време на обезлесяването. Благоприятни условия за образуване на блата в тундрата, където вечната замръзналост не позволява на подземните води да проникнат дълбоко и те остават на повърхността.

Според условията на хранене и местоположение блатата се делят на низинни и планински. Низинните блата се захранват от атмосферни валежи, повърхностни и подземни води. Подземните води са богати на минерали. Това води до богата растителност в ниските блата (елша, върба, бреза, острица, хвощ, тръстика и розмарин от храсти). Широко разпространени са низинните блата б-.йена-ивица по заливните низини на големи реки.

При определени условия низинните блата могат да се превърнат в повдигнати. С нарастването на торфа количеството на минералите намалява и растенията, изискващи минерално хранене, отстъпват място на по-малко взискателните. Обикновено тези растения се появяват в центъра на блатото (сфагнови мъхове). Те отделят органични киселини, които забавят разпадането на растителната материя. Има покачвания от h > |) fa. Водата, вливаща се в блатото, вече не може да попадне в титъра, където се разпространяват сфагновите мъхове, хранещи се с атмосферна влага. Такива блата се наричат ​​повдигнати. Монтирани оолоти възникват на слабо разчленени водосбори.

Блатата заемат огромни площи. Приблизително 1/10 от територията на страната ни е покрита с блата. Обширни площи от блата в Полесие (Беларус), Псковска, Новгородска области, Мещера и Западен Сибир. Много блата i * тундра.

В блатата се добива торф, който се използва за отопление и производство на електроенергия, а също така се използва и като тор за мъгла. У нас се извършва плановото пресушаване на блата, които в резултат се превръщат в плодородна земеделска земя.

Подземните води

Подземните води се отнасят до водите под повърхността на Земята в течно, твърдо и газообразно състояние. Те се натрупват в пори, пукнатини, кухини от скали.

Подземните води се образуват в резултат на просмукване на вода, паднала на повърхността на Земята, кондензация на водна пара, която влиза през порите от атмосферата, а също и в резултат на образуването на водна пара по време на охлаждане на магмата на дълбочина и тяхното кондензиране в горните слоеве на земната кора. От решаващо значение при образуването на подземните води са процесите на просмукване на водата от повърхността на Земята. В някои зони, например в пясъчни пустини, основната роля играе водата, идваща от атмосферата под формата на водна пара.

Водата, която е под въздействието на гравитацията се нарича)! гравитационен. Неговото движение се дължи на наклона на водоустойчивия слой.

Водата, задържана от молекулярни сили, се нарича филмова вода. Водните молекули, които влизат в пряк контакт със скалните зърна, образуват хигроскопична вода. Филмът и хигроскопичната вода могат да бъдат отстранени от скалата само чрез калциниране. Затова растения тази вода не може! използвайте.

Кореновите системи на растенията усвояват капилярна вода (разположена в капилярите на почвата) и гравитационна.

Скоростта на движение на подземните води е незначителна и зависи от структурата на скалите. Има дребнозърнести пластове (глини, глини), зърнести (пясъци), пукнатини ("варовици").1-0,3 мм на ден.

хидросфера (водна обвивка на Земята), която заема по-голямата част от нея (повече от $90\%$) и представлява съвкупност от водни тела (океани, морета, заливи, проливи и др.), измиващи земни площи (континенти, полуострови , острови и др.) .d.).

Площта на Световния океан е около $70\%$ от планетата Земя, което надвишава площта на цялата земя с повече от $2$ пъти.

Световният океан, като основна част от хидросферата, е специален компонент - океаносферата, която е обект на изследване на науката океанология. Благодарение на тази научна дисциплина, компонентът, както и физикохимичният състав на океаните вече са известни. Нека разгледаме по-подробно компонентния състав на Световния океан.

Световният океан може да бъде компонентно разделен на неговите основни компоненти, независими големи части, които комуникират помежду си - океаните. В Русия, въз основа на установената класификация, от състава на Световния океан бяха разграничени четири отделни океана: Тихия, Атлантическия, Индийския и Арктическия. В някои чужди страни освен тези четири океана има и пети - Южен (или Южна Арктика), който съчетава водите на южните части на Тихия, Атлантическия и Индийския океани, заобикалящи Антарктида. Въпреки това, поради несигурността на границите, този океан не се отличава в руската класификация на океаните.

морета

От своя страна компонентният състав на океаните включва морета, заливи, проливи.

Определение 2

море- това е част от океана, ограничена от бреговете на континентите, островите и дъното и се различава от съседните обекти по физикохимични, екологични и други условия, както и по характерни хидроложки особености.

По морфологични и хидроложки особености моретата се делят на маргинални, средиземноморски и междуостровни.

Крайните морета са разположени на подводните граници на континентите, шелфовата зона, в преходни зони и са отделени от океана с острови, архипелази, полуострови или подводни бързеи.

Моретата, които са ограничени до континенталните плитчини, са плитки. Например, Жълто море има максимална дълбочина от $106 $ метра, а тези морета, които се намират в така наречените преходни зони, се характеризират с дълбочини до $4000 $ метра - Охотско море, Берингово море, и така нататък.

Водата на крайните морета практически не се различава по физичен и химичен състав от откритите води на океаните, тъй като тези морета имат широка връзка с океаните.

Определение 3

средиземноморскинаречени морета, които се врязват дълбоко в сушата и са свързани с водите на океаните чрез един или повече малки протоци. Тази особеност на средиземноморските морета обяснява трудността на техния водообмен с водите на океаните, което формира специален хидроложки режим на тези морета. Средиземно море включва Средиземно, Черно, Азовско, Червено и други морета. Средиземно море от своя страна се разделят на междуконтинентални и вътрешноконтинентални.

Междуостровните морета са отделени от океаните от острови или архипелази, състоящи се от пръстени на отделни острови или островни дъги. Такива морета включват Филипинско море, море Фиджи, море Банда и други. Към междуостровните морета спада и Саргасово море, което няма категорично установени и ясно изразени граници, но има ясно изразен и специфичен хидроложки режим и особени видове морска флора и фауна.

Заливи и проливи

Определение 4

залив- това е част от океана или морето, стърчаща в сушата, но не отделена от нея с подводен праг.

В зависимост от естеството на произход, хидрогеоложките особености, формите на бреговата линия, формата, както и привързаността към определен регион или държава, заливите се делят на: фиорди, заливи, лагуни, устия, заливи, устия, пристанища и др. Гвинейският залив, измиващ бреговете на страните от Централна и Западна Африка, е признат за най-големия по площ.

От своя страна океаните, моретата и заливите са свързани помежду си от относително тесни части на океана или морето, които разделят континентите или островите - протоци. Проливите имат свой специален хидроложки режим, специална система от течения. Проходът Дрейк, който разделя Южна Америка и Антарктида, се счита за най-широкия и най-дълбок проток. Средната му ширина е 986 километра и дълбочина над 3000 метра.

Физически и химичен състав на водите на Световния океан

Морската вода е силно разреден разтвор на минерални соли, различни газове и органични вещества, съдържащи в състава си суспензии както от органичен, така и от неорганичен произход.

В морската вода непрекъснато протичат поредица от физикохимични, екологични и биологични процеси, които пряко влияят върху промяната в общия състав на концентрацията на разтвора. Съставът и концентрацията на минерални и органични вещества в океанската вода се влияят активно от притока на прясна вода, вливаща се в океаните, изпаряването на водата от повърхността на океана, валежите на повърхността на Световния океан и процесите на образуване и топене на лед.

Забележка 1

Някои процеси, като дейността на морските организми, образуването и разпадането на дънните седименти, са насочени към промяна на съдържанието и концентрацията на твърди вещества във водата и в резултат на това промяна на съотношението между тях. Дишането на живите организми, процесът на фотосинтеза и дейността на бактериите влияят върху промяната в концентрацията на разтворените във водата газове. Въпреки това, всички тези процеси не нарушават концентрацията на солевия състав на водата по отношение на основните елементи, включени в разтвора.

Солите и другите минерални и органични вещества, разтворени във вода, са предимно под формата на йони. Съставът на солите е разнообразен, почти всички химични елементи се намират в океанската вода, но основната маса се състои от следните йони:

• $Na^+$
• $SO_4$
• $Mg_2^+$
• $Ca_2^+$
• $HCO_3,\CO$
• $H2_BO_3$

Най-високите концентрации в морските води съдържат хлор - $1,9\%$, натрий - $1,06\%$, магнезий - $0,13\%$, сяра - $0,088\%$, калций - $0,040\%$, калий - $0,038\%$, бром $0,0065\%$, въглерод $0,003\%$. Съдържанието на останалите елементи е незначително и възлиза на около $0,05\%.$

Общата маса на материята, разтворена в Световния океан, е повече от 50 000 $ тона.

Благородни метали са открити във водите и на дъното на Световния океан, но концентрацията им е незначителна и съответно добивът им е нерентабилен. Океанската вода по своя химичен състав е поразително различна от състава на сухоземните води.

Концентрацията на солта и съставът на солта в различните части на Световния океан не са еднакви, но най-големите разлики в солеността се наблюдават в повърхностните слоеве на океана, което се обяснява с излагането на различни външни фактори.

Основният фактор, който прави корекции на концентрацията на соли във водите на Световния океан, са атмосферните валежи и изпарението от водната повърхност. Най-ниските стойности на солеността на повърхността на Световния океан се наблюдават във високите географски ширини, тъй като тези региони имат излишък от валежи над изпарението, значителен речен отток и топене на плаващ лед. С наближаването на тропическата зона солеността се увеличава. В екваториалните ширини количеството на валежите се увеличава, а солеността тук отново намалява. Вертикалното разпределение на солеността е различно в различните географски зони, но по-дълбоко от $1500$ метра солеността остава почти постоянна и не зависи от географската ширина.

Забележка 2

Също така, освен солеността, едно от основните физически свойства на морската вода е нейната прозрачност. Под прозрачност на водата се разбира дълбочината, на която белият диск на Секи с диаметър $30$ сантиметра престава да се вижда с просто око. Прозрачността на водата зависи по правило от съдържанието на суспендирани частици от различен произход във водата.

Цветът или цветът на водата също зависи до голяма степен от концентрацията на суспендирани частици, разтворени газове и други примеси във водата. Цветът може да варира от сини, тюркоазени и сини нюанси в чисти тропически води до синьо-зелени и зеленикави и жълтеникави нюанси в крайбрежните води.

океанска вода- универсален хомогенен йонизиран разтвор, който включва всички химични елементи. Разтворът съдържа твърди минерални вещества (соли) и газове, както и суспензии от органичен и неорганичен произход.

Соленост на морската вода. Теглото на разтворените соли е само 3,5%, но те придават на водата горчиво-солен вкус и други свойства. Съставът на морската вода и съдържанието на различни групи соли в нея са видими от Таблица 8. Морската вода рязко се различава по състав от речната, тъй като в нея преобладават хлориди. Интересно е да се отбележи, че съставът на солите в кръвната плазма е близък до състава на солите в морската вода, в която според много учени е възникнал животът.

Та блиц 8

(в% от общата маса на солите) (според Л. К. Давидов и др.)

Основни връзки	Морска вода	речна вода
Хлориди (Nad, MgCl,)
Сулфати (MgSO 4, CaSO 4, K 2 SO 4)
карбонати (CaCO 3)
Съединения на азот, фосфор, силиций, органични и други вещества

Соленост – количеството сол в грамовеазкг морска вода.Средната соленост на океана е 35% 0 . От 35 грама соли в морската вода най-много е готварската сол (около 27 г), така че е солена. Магнезиевите соли му придават горчив вкус. Линиите на картата, свързващи точки с еднаква соленост, се наричат изохалини.

Океанската вода се е образувала от горещи солеви разтвори на земните недра и газове, така че соленостнейния оригинал. Съставът на морската вода е подобен на този юношески води,т.е. води и газове, отделяни по време на вулканични изригвания от магма и за първи път влизащи в кръговрата на водата на Земята. Газовете, отделяни от съвременните вулкани, се състоят главно от водна пара (около 75%), въглероден диоксид (до 20%), хлор (7%), метан (3%), сяра и други компоненти.

Първоначалният състав на солите на морската вода и нейната соленост бяха малко по-различни. Промените, които е претърпял по време на еволюцията на Земята, са причинени преди всичко от появата на живот, особено механизма на фотосинтезата и свързаното с него производство на кислород. Някои промени очевидно са внесени от речните води, които отначало излужват скали на сушата и доставят лесно разтворими соли в океана, а по-късно главно карбонати. Въпреки това, живите организми, особено животните, консумират огромни количества първо силиций, а след това калций, за да образуват вътрешните си скелети и черупки. След като умират, те потъват на дъното и изпадат от минералния цикъл, без да увеличават съдържанието на карбонати в морската вода.

В историята на развитието на Световния океан е имало периоди, когато солеността се е колебала в посока на намаляване или увеличаване. Това се случи както в резултат на геоложки причини, тъй като тектоничното активиране на вътрешността и вулканизма повлияха на дейността по дегазиране на магма, така и поради климатични промени. В тежки ледникови епохи, когато големи маси от прясна вода се съхраняваха на сушата под формата на ледници, солеността се увеличава. Със затопляне в междуледниковите епохи, когато разтопените ледникови води навлизат в океана, то намалява. През сухите епохи солеността се увеличава, докато през влажните епохи намалява.

При разпределението на солеността на повърхностните води до дълбочина приблизително 200 m може да се проследи зониране,което е свързано с баланса (приток и отлив) на прясна вода и преди всичко с количеството на валежите и изпарението. Намалете солеността на морската вода, речната вода и айсбергите.

В екваториални и субекваториални ширини, където повече валежи падат, отколкото водата се изразходва за изпаряване (K на влага > 1), а речният отток е голям, солеността е малко по-малка от 35% 0. В тропическите и субтропичните ширини, поради отрицателния сладководен баланс (има малко валежи и голямо изпарение), солеността е 37% o. В умерените ширини солеността е близо до 35%. В субполярните и полярните ширини солеността е най-ниска - около 32%o, тъй като количеството на валежите надвишава изпарението, има голям речен отток, особено сибирските реки, има много айсберги, главно около Антарктида и Гренландия.

Ориз. 82. Видове вертикално разпределение на солеността (според Л. К. Давидов и др.)

Зоналният модел на соленост се нарушава от морските течения и притока на речни води. Например, в умерените ширини на северното полукълбо солеността е по-голяма в близост до западните брегове на континентите, където навлизат субтропични води с повишена соленост, донесени от топли течения, по-малко - близо до източните брегове на континентите, където студени течения носят по-малко солени субполярни води.

От океаните Атлантическият океан има най-висока соленост. Това се обяснява, първо, със сравнителната му теснота в ниските географски ширини, съчетана с близостта му до Африка с нейните пустини, откъдето горещ сух вятър духа безпрепятствено към океана, увеличавайки изпарението на морската вода. Второ, в умерените ширини западният вятър носи атлантическия въздух далеч в дълбините на Евразия, където значителна част от валежите падат от него, без да се връщат напълно в Атлантическия океан. Солеността на Тихия океан е по-малка, тъй като, напротив, тя е широка в екваториалната зона, където солеността на водата е по-ниска, а в умерените ширини на Кордилерите и Андите се задържат обилни валежи на вятъра западните склонове на планините и те отново навлизат в Тихия океан, обезсолявайки го.

Най-ниската соленост на водата в Северния ледовит океан, особено край азиатското крайбрежие, близо до устията на сибирските реки е по-малко от 10%. В субполярните ширини обаче има сезонна промяна в солеността на водата: през есента - зимата, с образуването на морски лед и намаляване на речния отток, солеността се увеличава, през пролетта - лятото, с топенето на морския лед и увеличаването в речния отток той намалява. Около Гренландия и Антарктида солеността също намалява през лятото поради топенето на айсбергите и размразяването на крайните части на ледените покривки и шелфове.

Максималната соленост на водата се наблюдава в тропически вътрешни морета и заливи, заобиколени от пустини, например в Червено море - 42% 0, в Персийския залив - 39% 0.

Въпреки различната соленост на морската вода в различните райони на океана, процентът на разтворените в нея соли остава непроменен. Осигурява се от подвижността на водата, нейното непрекъснато хоризонтално и вертикално смесване, което заедно води до обща циркулация на водите на океаните.

Промяната във вертикалната соленост на водата в океаните е различна. Очертават се пет зонални типа на вертикално разпределение на солеността: I - полярен, II - субполярн, III - умерен, IV - тропичен и V - екваториален. Те са представени под формата на графики на фигура 82.

Дълбочината на разпределението на солеността в моретата е много различна в зависимост от баланса на прясна влага, интензивността на вертикалното смесване и водообмена със съседните водни зони.

Годишните колебания на солеността в откритите части на океана са незначителни и в повърхностните слоеве не надвишават 1% o, а от дълбочина 1500 - 2000 m солеността е практически непроменена през цялата година. В крайбрежните крайбрежни морета и заливи сезонните колебания в солеността на водата са по-значителни. В моретата на Северния ледовит океан, в края на пролетта, солеността намалява поради притока на речни води, а във водни зони с мусонен климат през лятото, също поради изобилието от валежи. В полярните и субполярни ширини сезонните промени в солеността на повърхностните води до голяма степен се дължат на процесите на замръзване на водата през есента и топене на морския лед през пролетта, както и на топенето на ледници и айсберги през полярния ден, които ще бъдат обсъдени по късно.

Солеността на водата влияе върху много от нейните физически свойства: температура, плътност, електрическа проводимост, скорост на разпространение на звука, скорост на образуване на лед и др.

Интересно е да се отбележи, че в моретата близо до карстовите брегове не са рядкост мощни подводни (подводни) източници на прясна вода на дъното, издигащи се на повърхността под формата на фонтани. Такива "свежи прозорци" сред солената вода са известни край бреговете на Югославия в Адриатическо море, край бреговете на Абхазия в Черно море, край бреговете на Франция, Флорида и на други места. Тази вода се използва от моряците за битови нужди.

Газовият състав на океаните. В морската вода, освен солите, разтворените газове са азот, кислород, въглероден диоксид, сероводород и др. И въпреки че съдържанието на газове във водата е изключително незначително и забележимо се променя в пространството и времето, те са достатъчни за развитието на органичния живот и биогеохимичните процеси.

Кислородв морската вода повече, отколкото в атмосферата, особено в горния слой (35% при 0 °C). Основният му източник е фитопланктонът, който се нарича "белите дробове на планетата". Под 200 m съдържанието на кислород намалява, но от 1500 m отново се увеличава, дори в екваториалните ширини, поради притока на вода от полярните райони, където насищането с кислород достига 70–90%. Кислородът се изразходва чрез отдръпване в атмосферата с излишък от него в повърхностните слоеве (особено през деня), за дишането на морските организми и за окисляването на различни вещества. азотпо-малко в морската вода, отколкото в атмосферата. Съдържанието на свободен азот е свързано с разпадането на органичните вещества. Разтвореният във водата азот се усвоява от специални бактерии, преработва се в азотни съединения, които са от голямо значение за живота на растенията и животните. Определено количество свободно и свързано се разтваря в морска вода. карбонова киселина,който навлиза във водата от въздуха при дишането на морските организми, при разлагането на органична материя, както и при вулканични изригвания. Той е важен за биологичните процеси, тъй като е единственият източник на въглерод, от който растенията се нуждаят за изграждане на органична материя. водороден сулфидОбразува се в дълбоки застояли басейни в долните части на водния стълб при разлагането на органични вещества и в резултат на жизнената дейност на микроорганизмите (например в Черно море). Тъй като сероводородът е силно токсично вещество, той драстично намалява биологичната продуктивност на водата.

Тъй като разтворимостта на газовете е по-интензивна при ниски температури, водите на високите географски ширини съдържат повече от тях, включително най-важния газ за живота - кислорода. Повърхностните води там са дори пренаситени с кислород и биологичната продуктивност на водите е по-висока, отколкото в ниските географски ширини, въпреки че видовото разнообразие на животните и растенията е по-бедно. През студения сезон океанът поглъща газове от атмосферата, а през топлия сезон ги освобождава.

Плътност е важно физическо свойство на морската вода. Морската вода е по-плътна от прясната вода. Колкото по-висока е солеността и по-ниска температура на водата, толкова по-голяма е нейната плътност. Плътността на повърхностните води се увеличава от екватора до тропиците поради увеличаване на солеността и от умерените ширини до полярните кръгове в резултат на понижаване на температурата, а през зимата също поради увеличаване на солеността. Това води до интензивно потъване на полярните води през студения сезон, което продължава 8-9 месеца. В долните слоеве полярните води се придвижват към екватора, в резултат на което дълбоките води на Световния океан обикновено са студени (2–4°C), но обогатени с кислород.

Цвят и прозрачност зависят от отразяването, поглъщането и разсейването на слънчевата светлина, както и от вещества от органичен и минерален произход, суспендирани във вода. Синият цвят е присъщ на водата в откритата част на океана, където няма суспензии. В близост до бреговете, където има много суспензия, донесена от реки и временни водни потоци от сушата, както и поради раздвижване на крайбрежната почва по време на вълни, цветът на водата е зеленикав, жълт, кафяв и др. С изобилие на планктона, цветът на водата е синкаво-зелен.

За визуални наблюдения на цвета на морската вода се използва цветова скала, състояща се от 21 епруветки с цветни разтвори - от синьо до кафяво. Цветът на водата не може да бъде идентифициран с цвета на морската повърхност. Зависи от метеорологичните условия, особено от облачността, както и от вятъра и вълните.

Прозрачността е по-добра в откритата част на океана, например в Саргасово море - 67 м, по-лоша - близо до бреговете, където има много окачвания. Прозрачността намалява през периода на масово развитие на планктона.

Сиянието на морето (биолуминесценция) – това е сиянието в морската вода на живи организми, съдържащи фосфор и излъчващи "жива" светлина. На първо място, най-простите низши организми (нощната светлина и др.), някои бактерии, медузи, червеи и риби блестят във всички слоеве на водата. Следователно мрачните дълбини на Океана не са напълно лишени от светлина. Усилване на сиянието

Vaysya с вълнение, така че корабите през нощта са придружени от истинско осветление. Сред биолозите няма консенсус за целта на сиянието. Смята се, че служи или за изплашване на хищници, или за търсене на храна, или за привличане на индивиди от противоположния пол в тъмното. Студеният блясък на морските риби дава възможност на риболовните лодки да намерят своите плитчини.

Звукопроводимост – акустични свойства на морската вода. Разпространението на звука в морската вода зависи от температурата, солеността, налягането, съдържанието на газ и суспензия. Средно скоростта на звука в Световния океан варира от 1400-1550 m/s. С повишаване на температурата, повишаване на солеността и налягането се увеличава, а с понижаване намалява. В океаните са открити слоеве с различна звукова проводимост: разсейващ звук слойи слой със звукова свръхпроводимост, под вода

"звуков канал".Натрупванията на зоопланктон и съответно риби са ограничени до слоя за разсейване на звука. Изпитва дневни миграции: издига се през нощта, пада през деня. Използва се от водолази за заглушаване на шума от подводните двигатели и от риболовни лодки за откриване на стада риба. „Звуковият канал“ започва да се използва за краткосрочно прогнозиране на вълни цунами, в практиката на подводна навигация за предаване на акустични сигнали на свръхдалечни разстояния.

Електропроводимост морската вода е висока. Тя е право пропорционална на солеността и температурата.

естествена радиоактивност морската вода е малка, но много растения и животни са в състояние да концентрират радиоактивни изотопи. Затова в момента уловът на риба и други морски дарове се подлага на специална проверка за радиоактивност.