Физико-химические свойства океанской воды. Основные характеристики океанической водной среды

Свойство 1. Температура

Свойство 2. Соленость

Интересный факт. Общее количество соли в Мировом океане

Свойство 3. Плотность

Свойства 4 и 5. Прозрачность и цвет

Свойства 6 и 7. Распространение звука и электропроводность

Океаны нашей планеты

Характеристика океанов

Свойства вод мирового океана

Отличие океана от моря

Климат океанов

Влияние океана на климат Земли

Соленость океанской, морской и речной воды

Газовый состав океанской воды

Теплоемкость океанских вод

Температура океанских вод

Плотность воды

Способность воды к самоочищению

Таблица 1. Содержание солей в морской и речной воде (в % всей массы солей)

Изменение объема воды при изменении температуры

Вода — простейшее химическое соединение водорода с кислородом, однако океанская вода — универсальный однородный ионизированный раствор, в состав которого входят 75 химических элементов. Это твердые минеральные вещества (соли), газы, а также взвеси органического и неорганического происхождения.

Вола обладает множеством различных физических и химических свойств. Прежде всего они зависят оглавления и температуры окружающей среды. Дадим краткую характеристику некоторым из них.

Вода — это растворитель. Поскольку вода является растворителем, можно судить о том, что все воды — это газо-солевые растворы различного химического состава и различной концентрации.

Соленость морской воды (табл. 1). Концентрация растворенных в воде веществ характеризуется соленостью, которая измеряется в промилле (%о), т. е. в граммах вещества на 1 кг воды.

Основные соединения	Морская вода	Речная вода
Хлориды (NaCI, MgCb)
Сульфаты (MgS0 4 , CaS0 4 , K 2 S0 4)
Карбонаты (СаСОд)
Соединения азота, фосфора, кремния, органические и прочие вещества

Линии на карте, соединяющие точки с одинаковой соленостью, называют изогалинами.

Соленость пресной воды (см. табл. 1) в среднем равна 0,146 %о, а морской — в среднем 35 %о. Растворенные в воде соли придают ей горько-соленый вкус.

Около 27 из 35 граммов составляет хлористый натрий (поваренная соль), поэтому вода соленая. Соли магния придают ей горький вкус.

Поскольку вода в океанах образовалась из горячих соленых растворов земных недр и газов, соленость ее была изначальной. Есть основания предполагать, что на первых этапах формирования океана его воды по солевому составу мало отличались от речных. Различия наметились и стали усиливаться после преобразования горных пород в результате их выветривания, а также развития биосферы. Современный солевой состав океана, как показывают ископаемые остатки, сложился не позже протерозоя.

Помимо хлоридов, сульфитов и карбонатов в морской воде обнаружены почти все известные на Земле химические элементы, в том числе и благородные металлы. Однако содержание большинства элементов в морской воле ничтожно, например, золота в кубометре воды выявлено лишь 0,008 мг, а на наличие олова и кобальта указывает их присутствие в крови морских животных и в донных осадках.

Соленость океанских вод — величина не постоянная (рис. 1). Она зависит от климата (соотношения осадков и испарения с поверхности океана), образования или таяния льдов, морских течений, вблизи материков — от притока пресных речных вод.

Рис. 1. Зависимость солености вод от широты

В открытом океане соленость колеблется в пределах 32- 38%; в окраинных и средиземных морях колебания ее значительно больше.

Особенно сильно на соленость вод до глубины 200 м влияет количество выпадающих и испарение. Исходя из этого можно говорить, что соленость морской воды подвержена закону зональности.

В экваториальных и субэкваториальных районах соленость составляет 34 %с, потому что количество выпадавших осадков больше воды, затраченной на испарение. В тропических и субтропических широтах — 37 так как осадков мало, а испарение велико. В умеренных широтах — 35 %о. Наименьшая соленость морской воды наблюдается в приполярных и полярных областях — всего 32 так как количество осадков превышает испарение.

Морские течения, сток речных вод и айсберги нарушают зональную закономерность солености. Например, в умеренных широтах Северного полушария соленость вод больше около западных берегов материков, куда с помощью течений приносятся более соленые субтропические воды, меньшая соленость воды — у восточных берегов, куда холодные течения приносят менее соленую воду.

Сезонное изменение солености воды происходит в приполярных широтах: осенью за счет образования льда и уменьшения силы речного стока соленость увеличивается, а весной-летом за счет таяния льда и усиления речного стока соленость уменьшается. Вокруг Гренландии и Антарктиды в летний период соленость становится меньше в результате таяния близлежащих айсбергов и ледников.

Самый соленый из всех океанов — Атлантический океан, наименьшую соленость имеют воды Северного Ледовитого океана (особенно у азиатского побережья, близ устьев сибирских рек — менее 10 %о).

Среди частей океана — морей и заливов — максимальная соленость наблюдается в областях, ограниченных пустынями, например, в Красном море — 42 %с, в Персидском заливе — 39 %с.

От солености воды зависят ее плотность, электропроводность, образование льда и многие другие свойства.

Кроме различных солей, в водах Мирового океана растворены разные газы: азот, кислород, диоксид углерода, сероводород и др. Как и в атмосфере, в океанских водах преобладают кислород и азот, но в несколько других пропорциях (например, общее количество свободного кислорода в океане 7480 млрд т, что в 158 раз меньше, чем в атмосфере). Несмотря на то что газы занимают сравнительно мало места в воде, этого достаточно, чтобы оказывать влияние на органическую жизнь и различные биологические процессы.

Количество газов определяется температурой и соленостью вод: чем выше температура и соленость, тем меньше растворимость газов и ниже их содержание в воде.

Так, например, при 25 °С в воде может раствориться до 4,9 см /л кислорода и 9,1 см 3 /л азота, при 5 °С — соответственно 7,1 и 12,7 см 3 /л. Из этого вытекают два важных следствия: 1) содержание кислорода в поверхностных водах океана значительно выше в умеренных и особенно полярных широтах, чем в низких (субтропических и тропических), что сказывается на развитии органической жизни — богатстве первых и относительной бедности вторых вод; 2) в одних и тех же широтах содержание кислорода в водах океана зимой выше, чем летом.

Суточные изменения газового состава воды, связанные с колебаниями температуры, невелики.

Наличие в океанской воде кислорода способствует развитию в ней органической жизни и окислению органических и минеральных продуктов. Главным источником кислорода в океанской воде является фитопланктон, называемый «легкими планеты». В основном кислород расходуется на дыхание растений и животных в верхних слоях морских вод и на окисление различных веществ. В интервале глубин 600-2000 м расположен слой кислородного минимума. Небольшое количество кислорода здесь сочетается с повышенным содержанием углекислого газа. Причина — разложение в этом слое воды основной массы поступающего сверху органического вещества и интенсивное растворение биогенного карбоната. Оба процесса нуждаются в свободном кислороде.

Количество азота в морской воде гораздо меньше, чем в атмосфере. Этот газ в основном попадает в воду из воздуха при распаде органических веществ, но также вырабатывается при дыхании морских организмов и их разложении.

В толще воды, в глубоких застойных котловинах, в результате жизнедеятельности организмов происходит образование сероводорода, который является ядовитым и тормозит биологическую продуктивность вод.

Вода — одно из самых теплоемких тел в природе. Теплоемкость только десяти метрового слоя океана в четыре раза больше теплоемкости всей атмосферы, а слой воды в 1 см поглощает 94 % солнечного тепла, поступающего на ее поверхность (рис. 2). Благодаря этому обстоятельству океан медленно нагревается и медленно отдает тепло. Вследствие высокой теплоемкости все водные объекты являются мощными аккумуляторами тепла. Охлаждаясь, вода постепенно отдает свое тепло в атмосферу. Поэтому Мировой океан выполняет функцию терморегулятора нашей планеты.

Рис. 2. Зависимость теплоемкости волы от температуры

Самую низкую теплопроводность имеет лед и особенно снег. Вследствие этого лед является предохранителем воды на поверхности водоема от переохлаждения, а снег защищает от промерзания почву, озимые культуры.

Теплота испарения воды — 597 кал/г, а теплота плавления — 79,4 кал/г — эти свойства очень важны для живых организмов.

Показатель теплового состояния океана — температура.

Средняя температура океанских вод — 4 °С.

Несмотря на то что поверхностный слой океана выполняет функции терморегулятора Земли, в свою очередь, температура морских вод зависит от теплового баланса (прихода и расхода тепла). Приход тепла складывается из , а расход — из затрат на испарение воды и турбулентный теплообмен с атмосферой. Несмотря на то что доля тепла, расходуемого на турбулентный теплообмен, не велика, его значение огромно. Именно с его помощью через атмосферу происходит планетарное перераспределение тепла.

На поверхности температура океанских вод колеблется в пределах от -2 °С (температура замерзания) до 29 °С в открытом океане (35,6 °С в Персидском заливе). Среднегодовая температура поверхностных вод Мирового океана составляет 17,4°С, причем в Северном полушарии она примерно на 3 °С выше, чем в Южном. Наибольшая температура поверхностных океанских вод в Северном полушарии — в августе, а наименьшая — в феврале. В Южном полушарии все наоборот.

Поскольку имеет тепловые взаимосвязи с атмосферой, температура поверхностных вод, как и температура воздуха, зависит от широты местности, т. е. подчинена закону зональности (табл. 2). Зональность выражается в постепенном уменьшении температуры воды от экватора к полюсам.

В тропических и умеренных широтах температура воды в основном зависит от морских течений. Так, благодаря теплым течениям в тропических широтах на западе океанов температуры на 5-7 °С выше, чем на востоке. Однако в Северном полушарии вследствие теплых течений на востоке океанов температуры весь год положительные, а на западе из-за холодных течений вода зимой замерзает. В высоких широтах температура во время полярного дня составляет около О °С, а во время полярной ночи подольдом — около -1,5 (-1,7) °С. Здесь на температуру воды в основном влияют ледовые явления. Осенью выделяется теплота, смягчающая температуру воздуха и воды, а весной на таяние затрачивается тепло.

Таблица 2. Средние годовые температуры поверхностных вод океанов

Средняя годовая температура, "С		Средняя годовая температура, °С
Северное полушарие	Южное полушарие	Северное полушарие	Южное полушарие

Самый холодный из всех океанов — Северный Ледовитый, а самый теплый — Тихий океан, гак как основная его площадь располагается в экваториально-тропических широтах (средняя годовая температура поверхности вод -19,1 °С).

Немаловажное влияние на показатель температуры океанической воды оказывает климат окружающих территорий, а также время года, так как от этого зависит солнечное тепло, нагревающее верхний слой Мирового океана. Наибольшая температура воды в Северном полушарии наблюдается в августе, наименьшая — в феврале, а в Южном — наоборот. Суточные колебания температуры морской воды на всех широтах составляют около 1 °С, наибольшие значения годовых колебаний температур наблюдаются в субтропических широтах — 8-10 °С.

Температура океанской воды изменяется и с глубиной. Она понижается и уже на глубине 1000 м практически всюду (в среднем) ниже 5,0 °С. На глубине 2000 м температура воды выравнивается, снижаясь до 2,0-3,0 °С, а в полярных широтах — до десятых градуса выше нуля, после чего она или понижается очень медленно, или даже несколько повышается. Например, в рифтовых зонах океана, где на больших глубинах существуют мощные выходы подземных горячих вод, находящихся под большим давлением, с температурой до 250-300 °С. В целом в Мировом океане по вертикали выделяют два основных слоя воды: теплый поверхностный и мощный холодный , простирающийся до дна. Между ними расположен переходный слой температурного скачка, или главный термоклип , в пределах него происходит резкое понижение температуры.

Эта картина вертикального распределения температуры воды в океане нарушается в высоких широтах, где на глубине 300- 800 м прослеживается слой более теплой и соленой воды, поступившей из умеренных широт (табл. 3).

Таблица 3. Средние величины температуры воды океана, °С

Резкое увеличение объема воды при замерзании — это своеобразное свойство воды. При резком понижении температуры и ее переходе через нулевую отметку происходит резкое увеличение объема льда. При увеличении объема лед становится более легким и всплывает на поверхность, становясь менее плотным. Лед предохраняет глубинные слои воды от промерзания, так как является плохим проводником тепла. Более чем на 10 % увеличивается объем льда по сравнению с исходным объемом воды. При нагревании происходит процесс, обратный расширению, — сжатие.

Температура и соленость — главные факторы, обусловливающие плотность воды.

Для морской воды чем ниже температура и выше соленость, тем больше плотность воды (рис. 3). Так, при солености 35 %о и температуре 0 °С плотность морской воды составляет 1,02813 г/см 3 (масса каждого кубометра такой морской воды на 28,13 кг больше, чем соответствующего объема дистиллированной воды). Температура морской воды наибольшей плотности не +4 °С, как у пресной, а отрицательная (-2,47 °С при солености 30 %с и -3,52 °С при солености 35 %о

Рис. 3. Связь плотности морской волы с ее соленостью и температурой

Благодаря нарастанию солености плотность воды увеличивается от экватора к тропикам, а в результате понижения температуры — от умеренных широт к Полярным кругам. Зимой происходит опускание полярных вод и их движение в придонных слоях к экватору, поэтому глубинные воды Мирового океана в целом холодные, но обогащенные кислородом.

Выявлена зависимость плотности воды и от давления (рис. 4).

Рис. 4. Зависимость плотности морской волы (Л"=35 %о) от давления при различных температурах

Это важное свойство воды. В процессе испарения вода проходит через грунт, который, в свою очередь, является естественным фильтром. Однако при нарушении предела загрязнения процесс самоочищения нарушается.

Цвет и прозрачность зависят от отражения, поглощения и рассеяния солнечного света, а также от наличия взвешенных частиц органического и минерального происхождения. В открытой части цвет океана синий, у побережья, там, где много взвесей, — зеленоватый, желтый, коричневый.

В открытой части океана прозрачность воды выше, чем у побережья. В Саргассовом море прозрачность воды — до 67 м. В период развития планктона прозрачность уменьшается.

В морях возможно такое явление, как свечение моря (биолюминесценция). Светятся в морской воде живые организмы, содержащие фосфор, прежде всего такие, как простейшие (ночесветка и др.), бактерии, медузы, черви, рыбы. Предположительно свечение служит для отпугивания хищников, для поисков пиши или для привлечения особей противоположного пола в темноте. Свечение помогает рыболовным судам находить косяки рыб в морской воде.

Звукопроводимость - акустическое свойство воды. В океанах обнаружен звукорассеивающий мой и подводный «звуковой канал», обладающий звуковой сверхпроводимостью. Звукорассеивающий слой ночью поднимается, а днем опускается. Он используется подводниками, так как гасит шум от двигателей подлодок, и рыболовными судами для обнаружения косяков рыб. «Звуковой
сигнал» применяется для краткосрочного прогноза волн цунами, в подводной навигации для сверхдальней передачи акустических сигналов.

Электропроводность морской воды высокая, она прямо пропорциональна солености и температуре.

Естественная радиоактивность морских вод мала. Но многие животные и растения обладают способностью концентрации радиоактивных изотопов, поэтому улов морепродуктов подвергается проверке на радиоактивность.

Подвижность — характерное свойство жидкой воды. Под действием силы тяжести, под влиянием ветра, притяжения Луной и Солнцем и других факторов происходит движение воды. При движении вода перемешивается, что позволяет равномерно распределяться водам разных солености, химического состава и температуры.

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

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

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

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

Температура воды Мирового океана.

Изменения в ходе элементов теплового баланса определяют ход температуры воды. Суточные амплитуды колебания температуры воды на поверхности океана не превышают в среднем 0,5 0 C, Наибольшая суточная амплитуда в низких широтах (до 1 0 C), наименьшая – в высоких (до 0 0 C). Суточные колебания температуры в океане играют подчиненную роль.

Годовые амплитуды колебаний температуры на поверхности океана больше, чем суточные. Годовые колебания температуры невелики в низких (1 0) и высоких (2 0) широтах. В первом случае большое количества равномерно распределяется в течение года, во втором – за короткое лето вода не успевает сильно нагреваться. Наибольшие годовые амплитуды (от 10 0 до 17 0) отмечаются в умеренных широтах. Наибольшие средние годовые температуры воды (27-28 0) наблюдаются в экваториальных и тропических широтах, к северу и югу от них температура понижается до 0 0 С и ниже в полярных широтах. Термический экватор располагается примерно на 5 0 С с.ш. Океанские течения нарушают зональное распределение температуры. Течения, которые переносят тепло по направлению к полюсам (например, Гольфстрим), выделяются в виде положительных температурных аномалий. Поэтому в тропических широтах под воздействием течений температура воды у восточных берегов выше, чем у западных, а в умеренных широтах, наоборот у западных выше, чем у восточных. В южном, более мористом полушарии, зональность в распределении температур воды почти не нарушается. Самая высокая температура на поверхности океана (+32 0 С) наблюдалась в августе в Тихом океане, самая низкая в феврале в Северном Ледовитом океане (-1,7 0 С). В среднем за год поверхность океана в южном полушарии холоднее, чем в северном (влияние Антарктиды). Средняя годовая температура на поверхности океана +17,4 0 С, что выше, чем годовая температура воздуха +14 0 . Самый теплый – Индийский океан – около +20 0 С. Тепло солнечной радиации, нагревающей верхний слой воды, крайне медленно передается нижележащим слоям. Перераспределение тепла в толще океанской воды происходит благодаря конвекции и перемешиванию волнениями и течениями. Отсюда, температура с глубиной понижается. На глубине где-то около 100-200 м температура резко падает. Слой резкого падения температуры воды с глубиной называют термоклином.

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

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

Морская вода - удивительнейшее создание природы. И самое примечательное в ней - ее состав. В морской воде растворены очень многие элементы периодической системы, хотя большинство из них - в ничтожных количествах. Это уникальный по разнообразию компонентов раствор, исключительно благоприятный для зарождения и поддержания органической жизни.

В морской воде количественно преобладают ионы хлора и натрия. Если же рассматривать не отдельные ионы, а химические соединения, то больше всего в морской воде растворено хлоридов (88,7%), среди которых преобладает хлористый натрий, или обыкновенная поваренная соль. Значительно уступают хлоридам сульфаты (10,8%), соли всем хорошо знакомой серной кислоты. На все прочие вещества приходится всего около 0,5% общего солевого состава морской воды. Именно химический состав стихии Нептуна объясняет, почему морская вода на вкус горько-соленая и плавать в ней гораздо легче, чем в пресной, речной и озерной. Первое обстоятельство не требует особых комментариев, второе объясняется большей плотностью морской воды.

Показателем количества растворенных в воде химических веществ служит особая характеристика, которую ученые называют соленостью. Соленость - это выраженная в граммах масса всех солей, содержащихся в 1 кг морской воды. Соленость измеряется в тысячных долях, или промилле (%о). На поверхности открытого океана колебания солености невелики: от 32 до 38%о. Средняя поверхностная соленость составляет около 35%о (более точно - 34,73). Чуть выше средние значения солености и Тихого океана (по 34,87%о), чуть ниже средняя соленость (34,58%©). Сказывается распресняющее воздействие антарктических льдов.

Для сравнения стоит сказать, что обычная соленость речных вод не превышает 0,15%о, т. е. в 1 кг речной воды растворено не больше 0,15 г минеральных веществ- Наименее солеными в открытом океане являются воды приполярных районов обоих полушарий. Этому способствует таяние материковых льдов (особенно в Южном полушарии) и больших объемов (в Северном полушарии). Такую же закономерность можно обнаружить и в отдельных океанах. К тропикам соленость увеличивается, причем максимальные ее значения достигаются в широтной полосе 20 - 30° к югу и северу от экватора. В окраинных и особенно во внутренних морях соленость отличается от океанской. В Красном море, которое сообщается с океаном через мелководный и достаточно узкий Баб-эль-Мандебский пролив и практически не получает пресных вод с континентов, а также находится в зоне повишенного испарения, поверхностная соленость достигает самых высоких значений - до 42%о. , далеко вдающееся в пределы суши, сообщающееся с океаном через несколько мелких и узких проливов, находится в зоне умеренного и принимает воды множества рек и речек. В результате Балтика относится к самым распресненным бассейнам Мирового океана. Поверхностная соленость в его центральной части составляет всего 6 - 8%о, а на севере моря, в мелководном Ботническом заливе, соленость и вовсе опускается до 2 - 3%о.С увеличением глубины соленость меняется. Это объясняется движением подповерхностных вод или, как принято говорить у океанологов, гидрологическим режимом конкретного бассейна. Например, в экваториальных широтах и под поверхностными водами толщиной 100 - 150 м прослеживаются слои очень соленых вод - выше 36%о, которые образуются за счет переноса глубинными противотечениями с западных окраин океанов более соленых, тропических по происхождению вод.

Однако соленость резко изменяется только до глубин порядка 1500 м. Ниже этого горизонта колебания солености ничтожно малы. На больших глубинах разных океанов количественные значения солености сближаются. Сезонные изменения солености на поверхности открытого океана невелики. Они не превышают 1%о.

Однако в встречаются соленостные аномалии. Так, в Красном море на глубине около 2000 м обнаружены воды, соленость которых достигает 300%о. Такая аномально высокая соленость обычно наблюдается на небольших площадях, где горячие, сильно минерализованные источники выносят в придонные слои океана растворы мантийного происхождения. Эти объекты получили образное название «черных курильщиков».
У морской воды есть еще одно важнейшее свойство - постоянство солевого состава. Оно не зависит ни от географической точки, ни от глубины, с которой взят образец воды. Это фундаментальное свойство установлено еще в конце XIX в. на основании анализа проб кругосветной экспедиции на судне «Челленджер» (1872 — 1876). Оно имеет огромное значение для обитателей океана. Кроме того, постоянство состава морской воды свидетельствует о единстве океанской среды на нашей планете и существовании процессов перемешивания, охватывающих всю толщу вод, все районы Мирового океана.

Кроме Твердых Веществ в морской воде растворены кислород, азот, углекислый газ, и это является необходимым условием для развития органической жизни в океане.

На растворимость кислорода в морской воде оказывают влияние и температура воды, и соленость, и степень переме-шанности, и некоторые другие факторы. Важнейшие - температура и соленость. Чем выше температура и соленость морской воды, тем меньше растворимость кислорода в ней, и наоборот. Итак, теплые и соленые тропические воды содержат меньше растворенного кислорода и не столь благоприятны для живых обитателей океана, чем холодные и менее соленые воды умеренных широт и приполярные воды. Это хорошо известно рыбакам, которые испокон веков занимались рыбным ловом именно в водах второго типа.

В тропических районах обогащенная кислородом вода появляется в результате выхода глубинных вод в приповерхностные горизонты либо приносится из умеренных широт холодными течениями. Углекислый газ (С02) находится в морской воде в виде углекислых соединений. В океан он поступает из , выделяется при дыхании живых организмов и разложении органического вещества, а также вместе с другими вулканическими газами из глубоких земной коры. Растворимость С02 в морской воде в десятки и сотни раз выше, чем у кислорода, поскольку углекислый газ легко соединяется с водой, образуя углекислоту.
В океане этот газ играет очень важную роль, являясь источником углерода, необходимого для построения органического вещества.

Полным антагонистом углекислого газа, который необходим для органической жизни, является сероводород (Н2С). До недавних пор считали, что этот убивающий всякую жизнь газ встречается только в глубинах внутренних морей, где водообмен с открытым океаном ограничен (Черное, и др.).
Благоприятные условия для его накопления в морской воде существуют прежде всего в глубоководных впадинах. Здесь, на у дне, содержание сероводорода увеличено до 7 см3/л. Однако в 70-е гг. XX в. океанологи обнаружили этот газ в открытой северо-западной части Индийского океана, причем на средних глубинах. Следовательно, сероводород образуется не только в условиях застоя воды. Гораздо большую роль играют глубинные процессы в , побочный продукт которых (сероводород) по коровым разломам и трещинам попадает в океан. Кстати, сероводород и в , где он был впервые обнаружен, распространен гораздо выше двухсотметрового горизонта - глубины, которой ограничивали раньше его присутствие. Оказывается, над зараженными сероводородом черноморскими глубинами существует слой кислорода и газа, губительного для всего живого. Это так называемый С-слой. В его толщина меняется от 2 до 200 м. Выяснилось также, что зараженную сероводородом водную толщу нельзя считать полностью безжизненной. В этой анаэробной (т. е. лишенной доступа кислорода воздуха) толще отмечены процессы образования биохимических соединений. На больших глубинах Черного моря гидробиологи обнаружили различные примитивные формы жизни: палочки, кокки, нитевидные водоросли.

Давно известно, что океанические воды покрывают большую часть поверхности нашей планеты. Они составляют непрерывную водную оболочку, на долю которой приходится более 70% всей географической плоскости. Но мало кто задумывался о том, что свойства океанических вод уникальны. Они оказывают огромное влияние на климатические условия и хозяйственную деятельность людей.

Океанские воды способны накапливать тепло. (около 10 см в глубину) удерживают огромное количество тепла. Охлаждаясь, океан обогревает нижние слои атмосферы, благодаря чему средняя температура земного воздуха составляет +15 °С. Если бы на нашей планете не было океанов, то средняя температура с трудом дотягивала бы до -21 °С. Получается, что благодаря способности Мирового океана накапливать тепло нам досталась комфортная и уютная планета.

Температурные свойства океанических вод изменяются скачкообразно. Прогретый поверхностный слой постепенно перемешивается с более глубокими водами, в результате чего на глубине нескольких метров происходит резкий температурный перепад, а затем плавное понижение до самого дна. Глубинные воды Мирового океана имеют примерно одинаковую температуру, измерения ниже трех тысяч метров обычно показывают от +2 до 0 °С.

Что же касается поверхностных вод, то их температура зависит от географической широты. Шарообразная форма планеты определяет угол падения солнечных лучей на поверхность. Ближе к экватору солнце отдает больше тепла, чем у полюсов. Так, например, свойства океанических вод Тихого океана напрямую зависят от средних температурных показателей. Поверхностный слой имеет самую высокую среднюю температуру, которая составляет более +19 °С. Это не может не влиять и на окружающий климат, и на подводную флору и фауну. Далее следует поверхностные воды которого в среднем прогреты до 17,3 °С. Затем Атлантика, где этот показатель равен 16,6 °С. И самые низкие средние температуры - в Северном Ледовитом океане - примерно +1 °С.

Какие еще свойства океанических вод изучают современные ученые? их интересует состав морской воды. Вода в океане - коктейль из десятков химических элементов, и важная роль в нем отведена солям. Соленость океанических вод измеряется в промилле. Обозначают ее значком «‰». Промилле означает тысячную долю числа. Подсчитано, что литр океанической воды имеет среднюю соленость 35‰.

При исследовании Мирового океана ученые не раз задавались вопросом о том, каковы свойства океанических вод. Везде ли в океане они одинаковы? Оказывается, соленость, как и средняя температура, неоднородна. На показатель влияет целый ряд факторов:

количество атмосферных осадков - дождь и снег значительно понижают общую соленость океана;
сток крупных и мелких рек - соленость океанов, омывающих материки с большим количеством полноводных рек, ниже;
льдообразование - этот процесс повышает соленость;
таяние льдов - этот процесс понижает соленость воды;
испарение воды с поверхности океана - соли не испаряются вместе с водами, и соленость повышается.

Получается, что различная соленость океанов объясняется температурой поверхностных вод и климатическими условиями. Самая высокая средняя соленость у воды Атлантического океана. Однако самая соленая точка - Красное море, принадлежит Индийскому. Наименьшим показателем характеризуется Северный Ледовитый океан. Эти свойства океанических вод Северного Ледовитого океана наиболее сильно ощущаются вблизи впадения полноводных рек Сибири. Здесь соленость не превышает 10‰.

Ученые не сошлись во мнениях, какое количество химических элементов растворено в водах океанов. Предположительно от 44 до 75 элементов. Но они подсчитали, что всего в Мировом океане растворено просто астрономическое количество солей, примерно 49 квадриллионов тонн. Если выпарить и высушить всю эту соль, то она покроет поверхность суши слоем более чем в 150 м.

Понятие «плотность» изучается уже давно. Это отношение массы вещества, в нашем случае Мирового океана, к занимаемому объему. Знание о величине плотности необходимо, например, для поддержания плавучести судов.

И температура, и плотность - неоднородные свойства океанских вод. Среднее значение последней - 1,024 г/см³. Этот показатель измерялся при средних значениях температуры и содержания солей. Однако на разных участках Мирового океана плотность изменяется в зависимости от глубины измерения, температуры участка и его солености.

Рассмотрим для примера свойства океанических вод Индийского океана, а конкретно изменение их плотности. Наибольшим этот показатель будет в Суэцком и Персидском заливе. Здесь он доходит до 1,03 г/см³. В теплых и соленых водах северо-западной части Индийского океана показатель падает до 1,024 г/см³. А в распресненных северо-восточной части океана и в Бенгальском заливе, где выпадает много осадков, показатель наименьший - примерно 1,018 г/см³.

Плотность пресной воды ниже, именно поэтому держаться на воде в реках и других пресных водоемах несколько сложнее.

Если набрать в банку морскую воду, то она покажется прозрачной. Однако при увеличении толщины водного слоя она приобретает голубоватый или зеленоватый оттенок. Изменение цвета связано с поглощением и рассеиванием света. Кроме того, на окрас океанских вод влияют взвеси различного состава.

Голубоватый цвет чистой воды - результат слабого поглощения красной части видимого спектра. При высокой концентрации в океанической воде фитопланктона, она приобретает сине-зеленый или зеленый цвет. Это происходит из-за того, что фитопланктон поглощает красную часть спектра и отражает зеленую.

Прозрачность океанической воды косвенно зависит от количества взвешенных частиц в ней. В полевых условиях прозрачность определяют диском Секки. Плоский диск, диаметр которого не превышает 40 см, опускают в воду. Глубина, на которой он становится не виден, принимается за показатель прозрачности в этом районе.

Звуковые волны способны распространяться под водой на тысячи километров. Средняя скорость распространения - 1500 м/с. Этот показатель для морской воды выше, чем для пресной. Звук всегда немного отклоняется от прямой.

Имеет более значительную электропроводность, чем пресная. Разница - 4000 раз. Это зависит от числа ионов на единицу водного объема.

Наша Земля из космоса кажется голубой планетой. Это потому, что ¾ поверхности земного шара занимает Мировой Океан. Он един, хотя и сильно разделен.

Площадь поверхности всего Мирового Океана составляет 361 млн. кв. км.

Океан - водная оболочка земли, важнейшая составляющая гидросферы. Материки делят Мировой океан на части.

В настоящее время принято выделять пять океанов:

. — крупнейший и древнейший на нашей планете. Площадь его поверхности — 178,6 млн. кв. км. Он занимает 1/3 часть Земли и составляет почти половину Мирового океана. Чтобы представить себе эту величину, достаточно сказать, что в Тихом океане запросто можно разместить все материки и острова вместе взятые. Наверно, поэтому его часто называют Великим океаном.

Своим названием "Тихий" океан обязан Ф. Магеллану, который во время своего кругосветного путешествия пересек океан при благоприятных условиях.

Океан имеет овальную форму, самая широкая его часть расположена в районе экватора.

Южная часть океана - это область спокойствия, легких ветров и устойчивой атмосферы. К западу от островов Туамоту картина резко меняется — здесь расположен район бурь и шквальных ветров, переходящих в свирепые ураганы.

В районе тропиков воды Тихого океана чисты, прозрачны и имеют глубокий синий цвет. Возле экватора образовался благоприятный климат. Температура воздуха здесь +25ºC и практически не меняется в течение года. Ветры умеренной силы, часто наступает штиль.

Северная часть океана похожа на южную, как бы в зеркальном отражении: на западе неустойчивая погода с частыми бурями и тайфунами, на востоке — тишь да гладь.

Тихий океан — самый богатый по количеству видов животных и растений. В его водах обитает свыше 100 тыс. видов животных. Здесь добывается почти половина улова рыбы во всем мире. Через этот океан проложены важнейшие морские пути, связывающие сразу 4 материка.

. занимает площадь в 92 млн. кв. км. Этот океан, подобно огромному проливу, соединяет два полюса нашей планеты. По центру океана проходит Срединно-Атлантический хребет, славящийся неустойчивостью земной коры. Отдельные вершины этого хребта поднимаются над водой и образуют острова, крупнейшим из которых является Исландия.

Южная часть океана находится под воздействием пассатов. Здесь не бывает циклонов, поэтому вода здесь спокойная, чистая и прозрачная. Ближе к экватору Атлантика совершенно меняется. Воды здесь мутные, особенно вдоль побережья. Это объясняется тем, что в этой части в океан впадают крупные реки.

Северный тропический пояс Атлантики славится своими ураганами. Здесь встречаются два крупнейших течения — теплый Гольфстрим и холодное Лабрадорское.

Северные широты Атлантики - самый живописный район с огромными айсбергами и мощными ледяными языками, выступающими из вод. Этот район океана опасен для судоходства.

. (76 млн. кв. км) — район древнейших цивилизаций. Мореплавание здесь стало развиваться гораздо раньше, чем в других океанах. Средняя глубина океана - 3700 метров. Береговая линия слабо изрезана, за исключением северной части, где расположено большинство морей и заливов.

Воды Индийского океана более соленые, чем в других, так как в него впадает гораздо меньше рек. Зато, благодаря этому, они славятся удивительной прозрачностью и насыщенным лазоревым и синим цветом.

Северная часть океана — район муссонов, осенью и весной часто образуются тайфуны. Ближе к югу температура воды ниже, благодаря влиянию Антарктиды.

. (15 млн. кв. км) расположен в Арктике и занимает обширные пространства вокруг северного полюса. Максимальная глубина — 5527м.

Центральная часть дна — это сплошное пересечение горных хребтов, между которыми расположена огромная котловина. Береговая линия сильно иссечена морями и заливами, а по количеству островов и архипелагов, Северный Ледовитый занимает второе место после такого гиганта, как Тихий океан.

Самая характерная часть этого океана — наличие льдов. Северный Ледовитый океан остается на сегодняшний день самым малоизученным, так как исследованиям мешает то, что большая часть океана скрыта под ледяным покровом.

. . Воды, омывающие Антарктиду, сочетают в себе признаки. Позволяющие выделить их в отдельный океан. Но до сих пор ведутся споры, что считать границами. Если с юга границы обозначены материком, то северные границы чаще всего проводят по 40-50º южной широты. В таких пределах площадь океана — 86 млн. кв. км.

Рельеф дна изрезан подводными каньонами, хребтами и котловинами. Фауна Южного океана богата, здесь самое большое количество животных и растений-эндемиков.

Мировому океану уже несколько миллиардов лет. Прообразом его является древнейший океан Панталасса, существовавший тогда, когда все материки были еще единым целым. До недавнего времени предполагалось, что дно океанов ровное. Но выяснилось, что дно, как и суша, имеет сложный рельеф, со своими горами и равнинами.

Российский ученый А. Войеков называл Мировой океан "огромной отопительной батареей" нашей планеты. Дело в том, что средняя температура воды в океанах +17ºC, а средняя температура воздуха +14ºC. Вода гораздо дольше нагревается, но и тепло расходует медленнее, чем воздух, обладая при этом высокими показателями теплоемкости.

Но не вся толща воды в океанах имеет одинаковую температуру. Под солнцем нагреваются только поверхностные воды, а с глубиной температура падает. Известно, что на дне океанов средняя температура всего +3ºC. И остается она такой из-за высокой плотности воды.

Следует помнить, что в океанах вода соленая, потому и замерзает она не при 0ºC, а при -2ºC.

Степень солености вод изменяется в зависимости от географической широты: в умеренных широтах воды менее соленые, чем, например, в тропиках. На севере воды также менее соленые за счет таяния ледников, которые сильно опресняют воду.

Неодинаковы воды океана и по прозрачности. На экваторе вода более прозрачная. По мере удаленности от экватора вода быстрее насыщается кислородом, а значит и микроорганизмов появляется больше. Зато возле полюсов, вследствие низких температур, воды снова становятся прозрачнее. Так, самой прозрачной считаются воды моря Уэдделла возле Антарктиды. Второе место принадлежит водам Саргассова моря.

Главное отличие моря от океана — в размерах. Океаны значительно больше, а моря зачастую являются лишь частью океанов. Моря также отличаются от океана, к бассейну которого они принадлежат, уникальным гидрологическим режимом (температурой воды, соленостью, прозрачностью, отличительным составов флоры и фауны).

Климат Тихого океана бесконечно разнообразен, так океан расположен практически во всех климатических поясах: от экваториального до субарктического на севере и антарктического на юге. В Тихом океане циркулируют 5 теплых течений и 4 холодных.

Наибольшее количество осадков выпадает в экваториальном поясе. Количество осадков превышает долю испарения вод, поэтому вода в Тихом океане менее соленая, ченм в других.

Климат Атлантического океана определяется его большой протяженностью с севера на юг. Зона экватора - самая узкая часть океана, поэтому температура воды здесь ниже, чем в Тихом или Индийском.

Атлантику условно делят на северную и южную, проводя границу по экватору, причем южная часть намного холоднее из-за близости к Антарктиде. Для многих районов этого океана характерны густые туманы и мощные циклоны. Наиболее сильны они возле южной оконечности Северной Америки и в районе Карибского моря.

На формирование климата Индийского океана оказывает огромное влияние близость двух материков - Евразии и Антарктиды. Евразия активно участвует в ежегодной смене сезонов, принося зимой сухой воздух, а летом наполняя атмосферу избыточной влагой.

Близость Антарктиды обуславливает понижение температуры воды в южной части океана. К северу и югу от экватора возникают частые ураганы и шторма.

Формирование климата Северного Ледовитого океана обуславливается его географическим положением. Здесь господствуют арктические воздушные массы. Средняя температура воздуха: от -20 ºC до -40 ºC, даже летом температура редко поднимается выше 0ºC. Но воды океана более теплые за счет постоянного контакта с Тихим и Атлантическим океанами. Поэтому Северный Ледовитый океан обогревает значительную часть суши.

Сильные ветры бывают редко, зато летом часты туманы. Осадки выпадают, в основном, в виде снега.

На оказывает влияние близость Антарктиды, наличие льдов и отсутствие теплых течений. Здесь господствует антарктический климат с низкими температурами, пасмурной погодой и несильными ветрами. Снег выпадает в течение всего года. Отличительная особенность климата Южного океана — высокая активность циклонов.

Глубина, м

Экваториальные

Тропические

Океан оказывает колоссальное влияние на формирование климата. Он аккумулирует огромные запасы тепла. Благодаря океанам, климат на нашей планете делается мягче и теплее, так как температура вод в океанах меняется не так резко и быстро, как температура воздуха над сушей.

Океаны способствуют лучшей циркуляции воздушных масс. А такое важнейшее природное явление, как круговорот воды, обеспечивает сушу достаточным количеством влаги.