Органическая жизнь на нашей планете зародилась в океанской среде. Десятки миллионов лет все богатство органического мира ограничивалось только водными видами. Мировой океан представляет собой арену сложного взаимодействия геологических, гидрохимических, биологических, геотермических, тектонических и других процессов. Общие запасы воды в гидросфере составляют около 1 386 млн. км3. Естественно, что наибольшее количество воды находится в Мировом океане, который содержит 96,5% от суммарных запасов в гидросфере. Систематическое исследование Мирового океана начиналось, как правило, на судах военно-морских или торговых флотов разных стран. Проблема происхождения и истории развития океана носит глобальный характер, является чрезвычайно сложной и во многом противоречивой.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ МИРОВОГО ОКЕАНА, ЕГО РЕЛЬЕФ И ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ДНА
Водная оболочка, окружающая материки и острова и являющаяся непрерывной и единой, получила название Мировой океан. Длительное время океанологические сведения носили случайный характер и поступали от мореплавателей. Во время эпохи географических открытий были изучены очертания континентов, океанов и островов. Путешествие Фернана Магеллана и последующие экспедиции Джеймса Кука позволили европейцам получить представление об огромных водных пространствах и в общих чертах определить очертания континентов. В XVII и XVIII веках очертания береговой линии были детализированы, но глубины океана были изучены очень слабо. В середине XVII столетия нидерландский географ Бернхард Варен предложил употреблять по отношению к водным пространствам Земли термин «Мировой океан».
В течение длительного времени Мировой океан делили на пять океанов: Атлантический, Тихий, Индийский, Северный Ледовитый и Антарктический. Такое деление было принято еще в 1845 году на заседании Комитета Королевского географического общества в Лондоне, но опубликовано только в 1893 году. Крупнейшие географы своего времени, О. Крюммель и Ю.М. Шокальский предлагали выделять всего три океана: Атлантический, Тихий, Индийский. При этом Северный Ледовитый включался в Атлантический океан.
Современную концепцию Мирового океана составил в начале XX века российский и советский географ, океанограф и картограф Юлий Михайлович Шокальский. Он впервые ввел в науку понятие «Мировой океан», считая все океаны – Индийский, Атлантический, Северный Ледовый и Тихий частями Мирового океана.
Дно Мирового океана, составляющее по площади большую часть поверхности земного шара, в геологическом отношении изучено недостаточно. Основным препятствием для его исследования служит толща воды, скрывающая рельеф и геологический облик дна океана. По данным Международной гидрографической организации, лишь 16% площади дна Мирового океана обеспечено информацией, достаточной для построения детальных батиметрических карт, для 62% имеются только предположительные данные о рельефе дна.
По особенностям рельефа и геологического строения дно Мирового океана подразделяется на подводную окраину материков, переходную зону, ложе океана и срединно-океанические хребты.
Подводная окраина материков - часть дна Мирового океана, представляющая собой подводное продолжение материков. Подводная окраина материков включает материковую отмель, материковый склон и материковое подножие.
Материковая отмель или шельф является прибрежной полосой дна Мирового океана и естественным продолжением под водой низменной суши, затопленной морскими водами. Ширина материковой отмели невелика. В среднем она составляет 70 км. Однако в отдельных районах отмечаются значительные отклонения от этой величины. Максимального развития материковая отмель достигает у северных берегов Евразии и Северной Америки. В Восточно-Сибирском море ее ширина доходит до 1000 км, а на пространстве от южного берега залива Джеймс до Баффиновой Земли она простирается почти на 2000 км. Вместе с тем в ряде районов Мирового океана, как, например, у берегов Африки, ширина шельфа сокращается до нескольких километров.
Материковый склон представляет собой основание материков. По геологическому строению и рельефу материковый склон является продолжением суши. Обычно считается, что материковый склон расположен на глубинах около 200-3000 м и на нее приходится около 15,3% всей площади Мирового океана.
Материковое подножие – это крупнейшая аккумулятивная форма рельефа дна океана. Обычно это волнистая наклонная равнина, которая примыкает к основанию материкового склона. Ее происхождение связано с накоплением огромных масс осадочного материала и отложением его в глубоком прогибе земной коры. Осадочный материал перемещается сюда под действием гравитационных процессов и течений. Площадь материкового подножия составляет 25 млн км2 или 7% площади Мирового океана.
Между подводной окраиной материков и ложем океана в отдельных районах Мирового океана находится переходная зона, отличающаяся сложностью своего внутреннего строения и рельефа. К материку примыкает котловина окраинного моря (например, Охотского, Японского, Берингова), которая со стороны океана ограждена островной дугой, представляющая собой цепочки вулканических островов над зоной субдукции, возникающие там, где океаническая плита погружается под другую. Переходные зоны выделяются большой контрастностью рельефа: вершины островных дуг могут подниматься на несколько тысяч метров над уровнем моря, глубины же в котловинах окраинных морей могут достигать 2000-4000 м, а в глубоководных желобах – даже 11 000 м. Контрастность рельефа отражает сложность и интенсивность тектонических движений земной коры в пределах переходных зон, о чем свидетельствуют вулканизм, сейсмичность и высокие значения теплового потока. Рельеф котловин довольно разнообразен. Так, для глубоководных котловин Берингова и Охотского морей характерна выровненность поверхности, что обусловлено мощным накоплением осадков на дне. В котловине Японского моря имеются плоские и холмистые участки дна, а также участки горного рельефа. Очень сложный рельеф и малая мощность осадков отмечаются в Филиппинской котловине. Глубоководные желоба – участки дна океана с глубинами более 6000 м. В их пределах обнаружены самые большие глубины как отдельных океанов, так и Мирового океана в целом. Общее количество желобов в Мировом океане достигает 34, из них 28 приходится на Тихий океан. Таким образом, переходные зоны представляют собой области наиболее активных и разнообразных проявлений тектонической жизни Земли и наиболее подвижные области дна Мирового океана.
Ложе океана – это в целом низший гипсометрический уровень земной поверхности (располагается на глубинах более 3000 м). Оно занимает более половины всей площади дна Мирового океана. Одним из составляющих элементов ложе океана является срединно-океанические хребты, представляющие собой гигантские вздутия земной коры, горные системы, имеющие линейной простирание и протягивающиеся в виде сплошной цепи от Северного Ледовитого океана через Атлантический и Индийский в Тихий океан. Срединно-океанические хребты, как и переходные зоны, являются сейсмическими областями, но в отличие от переходных зон землетрясение в них исключительно поверхностные.
Таким образом, рельеф дна оказывает значительное влияние на процессы, протекающие в толще вод Мирового океана. Несмотря на огромные успехи, достигнутые в исследовании Мирового океана, дно океанов изучено еще недостаточно, а главное – крайне неравномерно.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МИРОВОМ ОКЕАНЕ
Мировой океан содержит 96,5% вод гидросферы. Объем его вод составляет 1 млрд 336 млн км3. Средняя глубина Мирового океана составляет 3711 м, а максимальная – 11 022 м. Преобладают глубины от 3000 до 6000 м.
Площадь Мирового океана равна 361 млн км2, что составляет около 71% земной поверхности. Океаном представлен весь северный приполярный район. Основными физическими параметрами, определяющими состояние морской воды, являются температура, давление и плотность. Но если температура и давление могут быть непосредственно измерены, то плотность не измеряется и является сложной нелинейной функцией температуры, давления и солености. Средняя плотность на поверхности Мирового океана в целом составляет 1,024. В северном полушарии в целом за счет более высокой температуры и меньшей солености поверхностных вод плотность примерно на 0,0012 меньше, чем в южном полушарии. Самой высокой плотностью воды на поверхности обладает Атлантический океан, благодаря тому, что температура его ниже, а соленость выше, по сравнение с Тихим и Индийским океаном. Средняя плотность воды на его поверхности равна 1,02543. Солнце является основным источником тепла, получаемый Мировым океаном. Океан теряет тепло при испарении, эффективном излучении и водообмене. Алгебраическая сумма количества тепла, поступающего в воду и теряемого водой в итоге всех тепловых процессов, называется тепловым балансом моря. Поскольку средняя температура воды Мирового океана за многолетний период наблюдений остается неизменной, то все тепловые потоки в сумме равны нулю. Распределение температуры по поверхности Мирового океана зависит, главным образом, от широты местности, поэтому наибольшие температуры располагаются в приэкваториальной зоне. Искажающее влияние оказывают материки, преобладающие ветра, течения. Многолетние наблюдения показывают, что средняя температура поверхностных вод Мирового океана равна 17,54 . Самый теплый – Тихий океан (19,37 поскольку его поверхность поглощает наибольшее количество тепла, далее следуют Индийский океан (17,27 потом – Атлантический (16,9 самый холодный – Северный Ледовитый океан. С глубиной температура понижается. В придонных слоях океана, на глубинах ниже 3 км, температура держится преимущественно +2 и 0 , достигая -1 в Северном Ледовитом океане.
Мировой океан представляет собой самую обширную на Земле среду существования живых организмов. В Мировом океане обитают представители всех типов и классов организмов – 15 тыс. видов растений и около 160тыс. видов животных. Живые организмы заселяют Мировой океан от поверхности до самого дна. По типам местообитаний морские организмы подразделяются на населяющие толщу воды (планктон и нектон) и населяющие дно (бентос). К планктону относятся организмы, не обладающие активными средствами передвижения или же имеющие ограниченные возможности передвижения. Эта группа объединяет огромное количество видов морских организмов: водоросли (преимущество одноклеточные), простейшие, рачки, черви, кишечнополостные, некоторые виды моллюсков, личинки различных морских животных. Нектон – организмы, активно плавающие в морской воде, способные перемещаться на большие расстояния. К нему относятся рыбы и другие позвоночные (китообразные и ластоногие), кальмары, каракатицы, осьминоги, морские черепахи и змеи, а также некоторые виды птиц. Бентос образуют морские организмы, живущие на дне. Для их обитания необходима твердая основа. К бентосу из животных относятся губки, кораллы, многие ракообразные, черви и иглокожие.
Мировой океан по особенностям флоры и фауны подразделяется на:
1) арктическую область. Данная область отличается постоянно низкой температурой, относительно малой соленостью. Флора и фауна здесь бедны. У кромки льда можно встретить тюленей, моржей, белых медведей и других холодолюбивых животных.
2) североатлантическая и северотихоокеаническая. Растительный и животный мир гораздо богаче, чем в арктической области. Сосредоточены важнейшие рыбопромысловые районы. Характерные млекопитающие этой области – морской котик, сивуч, китообразные.
3) тропико-атлантическая и тропико-индо-тихоокеанская область. Для данной области характерны постоянно теплые воды. Из рыб характерны различные акулы, летучие рыбы, тунец. Из млекопитающих для тропико-индо-тихоокеанской области специфичны малый кашалот, дельфиновые.
4) антарктическая область схожа с арктической.
В Мировом океане сосредоточены колоссальные природные ресурсы. Среди них в первую очередь следует отметить энергетические ресурсы. Прежде всего, это топливо для атомных электростанций: уран, радий, тяжелая вода. Делаются попытки освоить энергию ветровых волн и морского прибоя.
Для хозяйственного освоения Мирового океана существует ряд экономических предпосылок: рост потребности в природных ресурсах в связи с быстрым увеличением населения; более низкая себестоимость некоторых видов продукции, получаемых из морских источников (например, брома) по сравнению с их сухопутными аналогами; более низкая по сравнению с другими видами транспорта стоимость морских перевозок. Главная задача в освоении Мирового океана состоит в том, чтобы на базе его огромных естественных ресурсов создать такое же высокоразвитое хозяйство, как и на суше. Морские промыслы, подобно охоте, должны быть заменены хорошо организованным морским фермерством. На мой взгляд, морское животноводство позволило бы разводить котиков, тюленей, моржей и китов. Таким образом, морская энергетика, горнодобывающая и перерабатывающая промышленность станут важными отраслями хозяйственной деятельности людей.
СОЛЕНОСТЬ МОРСКИХ ВОД
Морская вода по массе состоит на 95,5% из чистой воды и почти на 4% из растворенных в ней солей, газов и взвешенных частиц. Химический состав вод Мирового океана разнообразен. Предполагают, что в них растворены все имеющиеся в природе вещества, но из-за ничтожно малого количества их трудно обнаружить. В морской воде выявлено более 80 химических элементов. Большинство из них – серебро, медь, фосфор, йод и другие элементы, содержащиеся в чрезвычайно малых количествах, исчисляемые лишь тысячными долями грамма на тонну воды. Эта группа веществ особенно многочисленна. Входящие в нее элементы называются микроэлементами морской воды (например, соединения азота, фосфора и кремния).
Морская вода отличается постоянством солевого состава. Где бы ни была взята проба морской воды, в ней содержатся одни и те же вещества. Процентное соотношении солей, входящих в состав морской воды, всегда постоянно. На долю хлористого натрия приходится 77,8%, хлористого магния – 10,9%, сернокислого магния – 4,7%, сернокислого кальция – 3,6%, сернокислого калия – 2,5% и карбонатов 0,5%.
Изменение солености во всем Мировом океане и в отдельных его районах происходит под воздействием испарения, осадков и процессов вертикального перемешивания и горизонтального переноса водных масс. Вблизи берегов большую роль играет распреснение поверхностных вод стоком рек, а в высоких широтах – льдообразование и льдотаяние.
Содержание растворенных в воде веществ называется соленостью воды и выражается в г/кг или в промилле (‰). Средняя соленость воды на поверхности Мирового океана равна 34,7 ‰. Самые соленые поверхностные воды характерны для Атлантического океана, соленость которого составляет 35,4 ‰. Соленость поверхностных вод в Индийском океане равна 34,7‰, в Тихом океане – 34,6‰, а в Северном Ледовитом океане – 31,4‰. Соленость на поверхности Мирового океана распределяется зонально. Зональное распределение солености нарушается наличием течений. В экваториальном поясе в связи с превышением осадков над испарением соленость поверхностных вод понижена и составляет в среднем по Мировому океану 34,4‰. С удалением от экваториального пояса соленость поверхностных вод быстро увеличивается, достигая в субтропических широтах максимального значения. В экваториальном поясе соленость несколько уменьшается от западных берегов океана к восточным, причиной которой является перенос опресненных вод экваториальным противотечением. В тропических и субтропических широтах в центральных частях океанов соленость повышена, а у восточных берегов океанов она ниже, чем у западных, поскольку вдоль западных побережий перемещаются теплые и соленые воды. С удалением от субтропических максимумов к полюсам соленость воды постепенно понижается, поскольку уменьшается испарение, увеличивается количество осадков, воды распресняются тающими льдами, в Северном Ледовитом океане немалую роль играет речной сток. Соленость на поверхности Северного Ледовитого океана в областях, прилегающих к Атлантическому и Тихому океанам, повышена в результате приноса вод с юга. Наиболее высока соленость в Гренландском и Норвежском морях, в средней части которых она более 35‰. Самая низкая соленость воды отмечается в окраинных сибирских морях из-за стока огромной массы речных вод и таяния большого количества льдов. В центральной части океана преобладает соленость, резко понижающаяся при интенсивном таянии льдов. Сезонные изменения солености на поверхности Мирового океана незначительны. В открытых частях океанов годовые колебания солености верхнего слоя воды не превышают 1‰.
ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ МИРОВОГО ОКЕАНА
Географическая зональность присуща не только суше, но и океану. В Мировом океане выделяются следующие природные или физико-географические пояса:
северный полярный (арктический);
северный субполярный (субарктический);
северный умеренный;
северный субтропический;
северный тропический;
экваториальный;
южный тропический;
южный субтропический;
южный умеренный;
южный субполярный (субантарктический);
южный полярный (антарктический).
Пояса различаются климатом, движениями и свойствами вод, грунтами вод, растительным и животным миром, природными ресурсами. Каждому поясу северного полушария соответствует пояс в южном. Границы между поясами постоянны, но в океане тот или иной тип погоды, воздушных и даже водных масс, характерный для определенного пояса, в результате сезонных или иных явлений несколько меняет свое положение и проникает в соседний пояс. Например, в умеренном поясе сменяются полярный и тропический воздух, появляется и исчезает снеговой покров. Это не влечет за собой изменения положения поясов и зон.
Рассмотрим особенности природы поясов начиная с полярных. Их два: северный полярный (арктический) и южный (антарктический). Арктический пояс занимает среднюю, глубоководную часть Северного Ледовитого океана, так называемый Центральный полярный бассейн площадью более 6 млн. км2. Он участвует в общей циркуляции вод Мирового океана. Здесь образуются большие количества холодной (0 и ниже) воды нормальной океанской солености. Отсюда она движется вдоль дна в более низкие широты. Биологические ресурсы акватории изучены слабо из-за постоянных льдов. В Северном Ледовитом океане находится величайший остров на Земле – Гренландия. Свободные ото льда пространства из-за очень низкой температуры заняты самой суровой разновидностью тундры – высокоширотной арктической. На этой холодной каменистой полупустыне очень слабо развит почвенный и растительный покров. Обитающие здесь животные добывают себе пропитание в океане.
Южный полярный или антарктический пояс окаймляет Антарктический материк. Акватория покрыта морскими льдами и айсбергами, в некоторых районах – шельфовыми льдами континентального происхождения. В Антарктике и Арктике преобладает белый цвет, но со множеством оттенков. Если лед (морской или айсберги) содержит воздушные пузырьки, он белый, как сахар и сверкает на солнце. Лед, содержащий диатомовые водоросли, становится грязно-бурым. Иногда айсберги окрашены в розовый и оранжевые цвета – это низко стоящее солнце посылает лучи через толщу влажного воздуха. В результате осенне-зимнего охлаждения воды и ледообразования над шельфом, особенно в море Уэдделла, формируются большие массы очень холодной воды с соленостью, близкой к нормальной. В связи с тем, что поверхностные антарктические воды изолированы от холодных северных, здесь много животных, отсутствующих на севере, и, наоборот, нет многих животных. Так, в Арктике встречаются лишь моржи и белые медведи. Антарктиду населяют пингвины, тюлени, морские леопарды. Исключительно сурова природа Антарктиды, где большая часть материка покрыта ледником толщиной в среднем 2 км. Морозы доходят до -88 полярная ночь длится 4-6 месяцев, нередки сильные ветры. На континенте почти нет ни флоры, ни фауны, но в океане богатая и достаточно разнообразная жизнь. В январе-феврале, обильное солнечное освещение вызывает развитие массы диатомовых водорослей. Прозрачные синие воды становятся зелеными, иногда желто-зелеными и мутными. Вслед за фитопланктоном появляется зоопланктон, мелкий и крупный. Им питаются рыба, кальмары, тюлени, киты, птицы. На дне оживают мягкие кораллы, морские звезды. В марте количество планктона резко уменьшается. Зимой большинство животных (тюлени, пингвины) находятся в море. Лишь императорские пингвины выводят птенцов на льду в самый разгар антарктической зимы.
Субполярный пояс в зимнее время года покрыт льдами, летом и в начале осени свободны от них (не считая отдельных глыб морского льда и айсбергов). Зимние погодные условия сходны с теми, что наблюдаются в арктическом поясе. Температура воздуха падает до - (20-40)° С. Осенью и зимой поверхностный слой охлаждается до точки замерзания, образуются большие массы льда. Лето здесь более продолжительное и теплое, чем в полярных поясах. Поверхность океана весной и летом получает много солнечной радиации. Постепенно исчезают морские льды, температура тонкого верхнего слоя воды поднимается до 3-5 Ниже сохраняется холодная вода - так называемый промежуточный слой, образовавшийся в результате охлаждения минувшей зимой. Лето в Субарктике очень благоприятно для жизни рыб и других морских животных. Видовое разнообразие животных невелико (100-300 видов). Из рыб встречаются сельди, треска, морской окунь, мойва, камбала, пикша, палтус, лососевые. На берегах и в основном на труднодоступных скалах живут миллионы птиц: чайки, глупыши, кайры и др. Все они питаются за счет ресурсов моря. Птицы прилетают сюда на летний сезон, выводят птенцов, а осенью улетают в более низкие широты. В Субарктике обитают различные тюлени, моржи, мелкие китообразные (например, белуха), белые медведи, иногда заходят крупные киты. В южном полушарии обстановка в субантарктическом поясе во многом сходна с таковой в северном, но имеются и существенные отличия. Здесь преобладает ветер с запада и северо-запада. Это южная часть зоны западных ветров. Очень часты сильные штормовые ветры, иногда достигающие ураганной силы.
Умеренные пояса океанов занимают промежуточное положение между холодными (полярными и субполярными) и теплыми (экваториальными, тропическими и субтропическими) водами. Это очень обширная акватория в Северной Атлантике с прилегающими морями, северная часть Тихого океана (с морями), кольцо вод в южном полушарии. Воды этих поясов теплые летом и холодные зимой. Льдов в открытом океане нет, они образуются лишь во внутренних мелководных морях с континентальным климатом: Балтийском, Азовском, заливе Святого Лаврентия, в северной части Японского моря. На протяжении года температура воды сильно колеблется, иногда от 0 до 20 В умеренных широтах очень часты штормы, особенно зимой (летом - реже). В этой зоне преобладает ветреная, облачная, дождливая погода. Ясные и теплые дни стоят недолго, быстро сменяясь циклонами, теплый юго-западный ветер (в северном полушарии) переходит в западный. С западной стороны горизонта вытягиваются полосы высоких перистых облаков, затем приходят слоистые дождевые. Ветер становится свежим, усиливаясь до штормового. Шторм может продолжаться много дней, в быстро летящих облаках появляются разрывы, временами идет дождь. Зимой при перемене направления ветра дождь часто сменяется снежными «зарядами». Затем дует холодный северный ветер, небо очищается от туч, циклон заполняется, воздух постепенно прогревается и опять на какое-то время устанавливается хорошая погода. Весь синоптический цикл длится 4-7 дней. Но нередко за одним циклоном следует второй, третий. Значительные сезонные колебания температуры поверхностных слоев - одна из причин миграций многих животных, нередко на очень дальние расстояния. В результате промысловые скопления рыб перемещаются в течение года: в теплое время - в высокие широты на откорм, в холодное - ближе к экватору на нерест. Так, летом в Северной Атлантике до берегов Норвегии доходят даже синие тунцы, обычно обитающие в тропических и субтропических водах. Основные промысловые рыбы северного умеренного пояса - треска, сельдь, камбала, ближе к границе субтропиков – скумбрия и сардина.
Для субтропического пояса характерно, что на обширном пространстве низких широт, между умеренными северными и южными поясами с облачным небом и частыми штормами господствуют теплые воды. Редки бури и ненастья, дуют постоянные по направлению несильные ветры, исключительно разнообразна морская фауна: акулы и морские черепахи, тунцы и летучие рыбы, кораллы. Это субтропический, тропический и экваториальный пояса. Преобладание высокой температуры поверхностных слоев и отсутствие резкого зимнего охлаждения позволяют обитать очень разнообразной по видовому составу фауне, в том числе рыбам: различным тунцам, скумбриям, летучим рыбам, акулам.
Тропические пояса обоих полушарий - это главным образом зоны пассатных (или экваториальных) течений океана. В связи с сезонной миграцией атмосферных систем летом в тропический пояс входит экваториальный воздух с большой влажностью и облачностью, выпадают обильные, иногда длительные дожди. Здесь достаточно отчетливый сезонный ход метеорологических явлений: сухая зима, влажное, дождливое лето. В целом для поверхностных тропических вод характерна высокая температура, но она изменяется по сезонам: 23-25 зимой, 27-30 летом. Соленость на поверхности уменьшается к экватору и восточным окраинам океанов. Видовой состав животного мира тропических вод очень разнообразен. Обитают летучие рыбы, многие виды тунцовых и акул, сардины, скумбрия, рыба-меч, парусник. В тропических водах штормы нечасты, но нередко приходят циклоны с ураганным ветром (скорость 30 м/с и более). Тропические циклоны возникают обычно летом и в начале осени, после многих дней тихой погоды, в теплых западных частях океанов, где поверхность воды максимально нагрета.
Экваториальный пояс существенно отличается от соседних тропических. Он занимает полосу вдоль термического экватора. В Атлантическом и Тихом океанах термический экватор находится в северном полушарии, в Индийском - в южном. Природа экваториального и тропических поясов имеет много общего. В водах низких широт происходит очень быстрое развитие организмов, в результате скорость воспроизводства (репродуцирования) очень высока. Общее количество организмов в низких широтах меньше, чем в высоких. Это связано с меньшим количеством питательных веществ, а следовательно и пищи, в верхнем слое. Только в низких широтах распространены такие сообщества, как коралловые рифы, коралловые острова-атоллы и мангры. В открытом океане преобладают хищные рыбы: макрели, тунцы, меч-рыба, парусник, различные акулы. Они вынуждены активно двигаться, искать добычу, ускользать от более сильных хищников. В результате все они отличные пловцы, с мощным обтекаемым телом. На суше экваториальному поясу океана соответствует зона влажных вечнозеленых лесов в Амазонии, Юго-Восточной Азии, Индонезии. Эти леса развиваются в условиях постоянно высокой температуры и равномерного и обильного увлажнения в течение всего года. Как и в океане, здесь исключительно разнообразны форма и окраска животных. Особенно красивы бабочки и птицы (колибри, райские птицы, попугаи).
ДИНАМИКА ВОД МИРОВОГО ОКЕАНА
Воды Мирового океана находятся в непрерывном движении. Динамическое состояние вод океана характеризуется их колебательным движением (волнение), горизонтальным и вертикальным перемещением.
Главным возбудителем морских волн является ветер (ветровые волны). Волнение устанавливается при скорости ветра более 1 м/с. При малой скорости ветра – около 0,25 м/с – от трения воздуха о водную поверхность образуются сначала мельчайшие капиллярные первичные волны – рябь. Рябь очень равномерна. При усилении ветра вода испытывает не только трение, но и удары воздуха в наветренные склоны волн. Волны растут одновременно в высоту и длину, при этом увеличиваются период из колебания и скорость. Ветер, даже самый постоянный, всегда дует порывами и в некоторых пределах меняет свое направление. Поэтому он не производит совершенно одинаковых волн. Когда скорость ветра уменьшается, рост волн прекращается и волнение затухает. Сначала исчезают малые и вторичные волны, затем крупные и остаются только очень длинные пологие волны – зыбь. Зыбь имеет длину несколько сотен метров при высоте нескольких метров. Эти длинные волны оказываются наиболее стойкими. С глубиной волнение быстро затухает, уменьшается и высота волн. Величина волн зависит от скорости вызвавшего их ветра и длины разгона, т.е. пути над водной поверхностью. Максимальные высоты волн наблюдаются в умеренных широтах, в зонах развития западной атмосферной циркуляции. Известны случаи волн высотой до 20-30 м. Наименьшее волнение в океане отмечается в экваториальном поясе. Здесь штормовые явления крайне редки.
Кроме ветровых волн, в океане наблюдаются волны цунами и сейши.
Цунами возникают в основном при землетрясениях. Они наиболее часты на западе Тихого океана. Длина цунами может достигать 200-300 км, а скорость их распространения – 700-800 км/ч. Эти волны производят катастрофические разрушения на береговой суше, поскольку в прибрежных районах моря на малых глубинах их высота резко возрастает и цунами с огромной силой обрушиваются на берег.
Сейши – стоячие волны, причиной возникновения которых является изменение атмосферного давления и сейсмические явления. Сейши характеризуются большим периодом (от нескольких минут до десятков часов) и большой амплитудой (от единиц миллиметров до нескольких метров).
В водной толще океана образуются внутренние волны. Толща морской воды неоднородна, имеет слоистое строение. Менее плотные слои лежат на более плотных. Слои разной плотности различаются степенью вязкости, скоростью горизонтального движения относительно друг друга. Внутренние волны обычно имеют большую амплитуду, чем поверхностные ветровые. Внутренние волны воздействуют на жизнь в море, на физические и химические процессы, на строение поверхности дна океанов.
К поступательным движениям водных масс в океанах и морях относятся течения. Они переносят огромные массы морской воды в горизонтальном направлении на большие расстояния по определенным путям в виде широких потоков. Главный возбудитель поверхностных течений Мирового океана – ветер. Основные поверхностные течения океана вызываются постоянными и господствующими ветрами, общей циркуляцией атмосферы. В результате суточного вращения Земли течения отклоняются от первоначального направления в Северном полушарии вправо, в Южном – влево.
Общая схема поверхностных течений Мирового океана следующая. Пассаты, переходя с суши на море, сгоняют теплую воду и увлекают ее в западном направлении. На ее место из глубин океана поднимаются холодные воды. Так образуются пять холодных течений: Канарское, Калифорнийское, Перуанское, Бенгельское и Западно-Австралийское.
Теплые воды, гонимые пассатами с востока на запад, составляют два параллельных пассатных течения – Северное и Южное, хорошо выраженных в жарком поясе Атлантического и Тихого океанов. В Индийском океане постоянным является только Южное пассатное течение, Северное пассатное сменяется Муссонным, направление которого изменяется по сезонам. Между пассатными течениями в противоположном им направлении – с запада на восток проходят экваториальные, межпассатные и противотечения.
Пассатные течения, дойдя до материков, у восточных берегов разделяются на части, отклоняются к северу и затем идут вдоль материков. В Атлантическом океане Южное пассатное течение делится на Бразильское и Гвианское. В Индийском океане Южное пассатное течение делится на Сомалийское и Мозамбикское.
На 40-50о с.ш. направление поверхностных течений оказывают влияние западные ветры и течения отклоняются на восток, пересекая океан и образуя теплые течения – Северо-Атлантическое и Северо-Тихоокеанское. За ними нередко сохраняются названия их начальных участков, т.е. Гольфстрим и Куросио. У западных берегов материков от Северо-Атлантического и Северо-Тихоокеанского течений отходят ветви в сторону экватора, которые сливаются с водами Канарского и Калифорнийского течений и замыкают субтропические антициклонические круговороты.
Всю толщу вод Мирового океана охватывают приливо-отливные движения, обусловленные приливообразующими силами Луны и Солнца. Это сложные волновые движения вод, выражающиеся в периодических колебаниях уровня океанов и морей и течениях периодического характера. В зависимости от периода различают приливы полусуточные, суточные и смешанные. Период полусуточных приливов в среднем равен 12 ч 25 мин. При этом типе приливов в лунные сутки, равные 24 ч 50 мин, регулярно наблюдаются две полные и две малые воды. При суточных приливах за лунные сутки почти всегда отмечаются одна полная и одна малая вода. Довольно часто в течение месяца приливы меняют свою периодичность, приближаясь то к полусуточному, то к суточному типу. Такие приливы называются смешанными – неправильными полусуточными и неправильными суточными. Самые большие приливы бывают во время новолуния и полнолуния, когда приливообразующие силы Луны и Солнца складываются (Луна и Солнце находятся на одной линии с Землей). Такой прилив называется сизигийным. Когда Луна и Солнце видны с Земли под прямым углом, приливообразующие силы Солнца вычитаются из приливообразующей силы Луны, то приливы наименьшие. Данное явление называется квадратурным приливом.
Таким образом, различные виды движения вод океана играют важную роль в океанологических процессах. Динамика вод океана – важнейшее условие развития жизни в океане.