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.

Свойство 1. Температура

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.

Свойство 2. Соленость

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‰.

Интересный факт. Общее количество соли в Мировом океане

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.

Свойство 3. Плотность

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.

Свойства 4 и 5. Прозрачность и цвет

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.

Свойства 6 и 7. Распространение звука и электропроводность

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.

Учитель географии МБОУ -СОШ №7 города Мценска

Пикурова Н.С.

Тип урока : изучение нового материала

Цель и задачи урока:

расширить имеющиеся знания об основных свойствах морской воды: температуры, солёности;

познакомить обучающихся с новыми понятиями;

продолжить формирование умения работать с географической картой;

развивать познавательный интерес к предмету.

развивать навыки исследования, умения анализировать наблюдаемые явления, формулировать выводы

Формы и методы: Объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый; информационно-иллюстративный; демонстрационный; самостоятельная работа с текстом учебника, беседа, работа с картой.

Ожидаемый результат урока:

творческое мышление школьников,

умение приобретать знания из различных источников,

анализировать факты,

делать обобщение,

высказывать собственные суждения.

Оборудование:

презентация урока “Свойства вод Мирового океана”,

учебник “География. Начальный курс” 6 класс,

атлас 6 класс,

физическая карта мира;

мультимедийный проектор, экран.

Ход урока

I. Организационный момент.

– Добрый день! Ребята, сегодня нас снова ждет путешествие по бескрайнему миру океана. Вы станете участниками экспедиции капитана Немо, героя романа Жюль Верна «2000 лье под водой».

II . Повторение. Проверка домашнего задания.

Но для того, чтобы отправиться в путешествие капитан Немо подготовил для вас небольшое испытание. Лодка капитана будет ждать вас в Индийском океане в точке с координатами 30 о юш и 80 о вд. Каждый экипаж попробует добраться до этого места из разных пунктов. Мы проведем жеребьевку. (Москва, С.-П., Владивосток) Экипажам во главе с капитанами требуется составить маршрут плавания своего корабля таким образом, чтобы пройти расстояние от порта приписки до заданного пункта за кратчайшее время. Описание маршрутов заносятся в бортовые журналы. (Время 4 мин).

Итак, расскажите о ваших маршрутах.

III . Изучение нового материала.

1 слайд . Все вы успешно выдержали испытание и капитан рад вас приветствовать на борту своего корабля.

2 слайд Во время нашего путешествия вы узнаете о свойствах вод мирового океана, таких как соленость и температура. Мы будем проводить множество наблюдений и результаты записывать в судовой журнал. Итак, в путь.

3 слайд - Ребята, вы все знаете, что такое вода. - А какие свойства воды вы знаете?

4слайд

Прозрачность

Не имеет запаха

Текучесть

может одновременно находиться в трех агрегатных состояниях

обладает низкой теплопроводностью

5слайд - А еще вода является очень хорошим растворителем, поэтому океаническая вода – это раствор различных веществ. В ней содержится 73 из 110 известных химических элементов. Натрий и хлор, образующие поваренную соль, составляют более 85 % всех растворенных в океанической воде веществ. В воде океана обнаружены алюминий, медь, серебро, золото, но в очень малых количествах.

В океанической воде присутствуют также растворенные газы, в том числе кислород. Для чего необходим кислород? (для жизни морских организмов)

Также необходимыми для жизни являются кальций, кремний и фосфор, из которых состоят раковины и скелеты морских животных.

Пробовали ли вы морскую воду? Какая она на вкус? (Соленая)

Правильно сказать горько-соленая. Горький вкус океанической воде придают соли магния.

6 слайд - Одно из свойств воды – это соленость.

Соленость – это количество минеральных веществ в граммах, растворенных в 1 л (1 кг) воды. Выражается в промилле (тысячных долях числа), обозначается значком ‰. Запишите в свои бортовые журналы определение.

7 слайд Средняя соленость Мирового океана 35 ‰. Давайте попробуем навести среднюю соленость океанической воды в литровой банке.(Необходимо добавить 35 г соли).

Скажите, а в воде, которую вы пьете есть соли?

Как доказать, что в пресной воде есть соль? (Соль можно увидеть, если испарить несколько капель воды)

Проводится ОПЫТ. На стекло нужно капнуть несколько капель воды и испарить ее, нагрев стекло на спиртовке. На стекле останется налет соли.

Также на дне кастрюль и чайников остается накипь – это и есть различные соли.

Пресной считается та вода, в 1 литре которой, содержится менее 1 г растворенных веществ.

8 слайд. Посмотрите на картосхему распределения солености в мировом океане. - Везде ли соленость воды одинаковая? (Нет)

9 слайд распределение солености. Вы видите на слайде, что в морях соленость тоже не одинаковая.

В Красном море соленость – 42 ‰

в Черном море соленость – 18 ‰

В Балтийском море соленость – 6-8 ‰

В Финском заливе Балтийского моря соленость 3-4 ‰

В Баренцевом море соленость – 35 ‰

Работа в группах.

А сейчас, попробуйте, навести соленость океанической воды этих морей.

1 экипаж- соленость воды Красного моря

2 экипаж- соленость воды Черного моря

3 экипаж- соленость воды Балтийского моря

Объясните свои действия. Как вы получили такую соленость?

А как вы думаете, какую проблему мы будем решать на следующем этапе? (Почему соленость везде разная, какие причины влияют на соленость?)

Ребята, а как можно изменить соленость в моей банке с водой?

налить воды; 2) испарить

Давайте подумаем, а какие процессы в природе могут налить воду в океан?

( дождь, реки )

А какие процессы могут убрать воду, а соль оставить? (Испарение )

А в какое место надо поставить банку с водой, чтобы вода быстрее испарилась? (В теплое место ).

А какой процесс еще может забрать воду, а соль оставить?(Лед )

10 слайд - Давайте сделаем вывод, какие же факторы влияют на соленость воды Мирового океана. (На соленость влияют: количество осадков, испарение, количество и полноводность рек, образование льдов ). Запишите его в свои бортовые журналы.

11 слайд. А сейчас экипажи выполните такое задание.

1 экипаж - объясните, почему Красное море – самое соленое море Земли?

2 экипаж - объясните, почему соленость в Черном море меньше, чем средняя соленость океана.

3 экипаж - объясните, почему соленость в Балтийском море самая маленькая?

( Примерный ответ: В окраинных морях соленость близка к средней океанической. В Черное море впадает много рек, которые несут пресную воду: Днепр, Дон, Дунай и др. Балтийское море находится далеко от экватора, поэтому там небольшое испарение, в него впадает много рек, опресняющих воду. В Финский залив впадает полноводная река Нева. В Красное море не впадает ни одна река, его пересекает тропик, значит выпадает мало осадков, а испарение большое, т. к. море находится близко к экватору )

Моряки узнавали о приближении берега по солености воды. Как это можно было узнать? (У берегов вода менее соленая, т.к. с суши в море впадают реки, опресняя воду)

Почему у экватора соленость воды меньше, чем у тропиков? (У экватора выпадает много осадков, в районе тропиков осадков мало)

12 слайд - Посмотрите на картосхему, какой океан самый соленый? (Атлантический)

А в каком океане соленость наименьшая?(Северном-Ледовитом )

13 слайд. Средняя солёность океанов:

Тихий океан - 34,6 %о

Атлантический океан – 37,5 %о

Индийский океан – 34,8 %о

Северный Ледовитый океан – 32 %о

14слайд - Если все соли, растворенные в водах Мирового океана, выпарить и равномерно распределить по поверхности Земли, то нашу планету покроет слой соли толщиной 45 метров.

15 слайд - Рассмотрим следующее свойство вод Мирового океана «Температура».

Уважаемые члены экипажей на корабле случилась беда. В рубке капитана находятся все самописцы от всех приборов. Прибор, который фиксирует изменение температуры на глубине и на поверхности воды вышел из строя. Требуется срочно начертить графики изменения температуры воды.

Работа в группах.

1 экипаж - начертите график изменение температуры воды на поверхности, изучите данные о температуре воды и сделайте вывод, как она изменяется на поверхности.

16 слайд Температура поверхностных вод:

0 c . ш.: + 26С

30 с. ш.: + 20С

60 с. ш. : + 5С

90 с. ш.: – 1,5С

Вывод : чем дальше от экватора, тем вода холоднее .

2 экипаж - начертите график изменение температуры воды с глубиной. Изучите данные о температуре воды и сделайте вывод об изменении температуры воды с глубиной.

0 м: + 20С

200 м: + 10С

1000 м: + 3С

2000 м: + 2С

5000 м: + 2С

Вывод : температура с глубиной понижается . Вода нагревается солнечными лучами. Лучи проникают только в верхние слои воды. Ниже глубины 1000 м температура остается одинаково низкой . Солнечные лучи не проникают на глубину .

17 слайд . Итак, давайте еще раз подытожим, от чего же зависит температура воды?

18 слайд (от климата) Запишите вывод в свои бортовые журналы

3 экипаж - изучите карту распределение температуры по поверхности воды и скажите, какой из океанов самый теплый, холодный и сделайте вывод почему? Слово 3 экипажу.

19 слайд. Самая высокая температура воды у поверхности в Тихом океане (+19,4°C), Индийский (+17,3°C), Атлантический (+16,5°C) океаны, самая низкая температура воды в Северном Ледовитом океане (-1°C).

20 слайд. Средняя температура вод Мирового океана - 3,5 °С

На поверхности океана самая высокая температура была зарегистрирована в мелководном Персидском заливе Индийского океана (выше + 35С), самая холодная вода в море Уэдделла в Антарктиде - 1 - 2С.

Океаническая вода замерзает при температуре - 2С

Чем больше соленость воды, тем ниже температура ее замерзания.

IV . Итог урока

Что мы узнали сегодня о солености и температуре вод Мирового океана.

21 слайд. Закончите предложения «Я знаю, что…»

соленость измеряется в промилле

соленость в морях и океанах неодинакова

соленость зависит от испарения, осадков, рек, впадающих в море

пресная вода имеет соленость 1 ‰

самое соленое море – Красное

поверхностные воды нагреваются лучами солнца

чем глубже, тем холоднее вода

температура воды понижается до глубины 1000 м, далее остается постоянной

температура у экватора равна +26…+27С

у полюсов температура равна -1С

соленая вода замерзает при температуре - 2С

22 слайд. V. Домашнее задание. § 26, зад. 3

23слайд. Итог урока

1. Соленость. Океаническая вода – это раствор, содержащий все химические элементы. Особенно много в океанической воде хлора, натрия, магния, серы, меньше – брома, углерода, стронция, бора. Содержание остальных элементов ничтожно мало – менее 1%.

Общее количество солей в океане 5 . 10 17 т, они могут покрыть всю Землю слоем в 45 м толщиной. Больше всего в океане солей натрия (NaСl) и магния (MgCl), которые придают воде солено горький вкус.

Средняя соленость Мирового океана составляет 35% о, т.е. в 1 литре океанической воды содержится 35 г солей. Соленость зависит от соотношения атмосферных осадков и испарения, стока с суши (рек), таяния льдов. В распределении солености на Земле проявляется широтная зональность. В экваториальных широтах соленость несколько меньше средней (около 34 о / оо), в тропических широтах она увеличивается до 37 о / оо. Далее к северу и к югу соленость уменьшается: в умеренных широтах до 35 о / оо, а в полярных до 33-32 о / оо.

Широтную зональность в распределении солености нарушают океанические течения. Наиболее соленым считается Атлантический океан – почти 35,5 о / оо, наименее соленым – Северный Ледовитый - около 32 о / оо (у берегов Азии - всего 20 о / оо). Самыми солеными являются Персидский залив (39 о / оо), Красное море (42 о / оо), Средиземное море (39 о / оо).

На глубинах более 1500 м соленость Мирового океана неизменна – около 34,9 о / оо.

2. Температура. Температура всей массы океанической воды равна приблизительно +4 о С. Вода – самое теплоемкое тело на Земле, поэтому океан медленно нагревается и медленно остывает. Как уже говорилось, океан – мощный аккумулятор тепла.

Средняя температура поверхностных вод океана +17 о С (среднегодовая температура суши +14 о С). Наибольшие температуры воды в северном полушарии бывают в августе, наименьшие – в феврале (в южном полушарии наоборот).

Температура поверхностных вод зональна. В приэкваториальных широтах весь год температура +27 о - +28 о С, в тропических - +15 о - +25 о С, в умеренных – 0 о - +10 о С, в полярных – 0 о - –2 о С. Наиболее теплым является Тихий океан (средняя температура +19 о С), а самыми теплыми частями Мирового океана являются Красное море (+32 о С) и Персидский залив (+35 о С).

Суточные и годовые колебания температуры воды небольшие: суточные – около 1 о С, годовые в умеренных широтах – 5-10 о С.

Значительные изменения температуры происходят только в верхних слоях воды океана – 200-1000 м, глубже температура равна +4 о +5 о С, у дна в полярных широтах – около 0 о, в экваториальных широтах - +2 о +3 о С.

3. Лед в океане. Температура замерзания воды зависит от ее солености. Образование льда начинается с возникновения пресных кристаллов, которые затем смерзаются. При этом в пространстве между кристаллами остаются капли рассола, поэтому лед соленый. Рассол постепенно стекает между кристаллами, и с течением времени лед опресняется.

При спокойной воде образуется игольчатая структура льда, при перемешивании – губчатая структура. Лед погружен на 9/10.

Соленый лед менее прочный, чем пресный, но зато он более пластичный и вязкий.

Начальная стадия льдообразования – ледяные кристаллы. Далее образуется ледяная пленка – сало, при выпадении снега образуется снежура. Вдоль берега нарастает полоса льда – береговой припай. Взрослый лед имеет толщину 50-70 см и более.

В полярных широтах северного полушария образующийся зимой лед не успевает растаять за лето. Среди полярных льдов встречаются однолетние и многолетние. Толщина однолетних льдов в Арктике 2-2,5 м, в Антарктике 1-1,5 м. Многолетние льды имеют толщину 3-5 м и более.

При сжатии льды образуют торосы. Недвижущийся лед находится только у берега, остальной – дрейфует. Многолетние толщи дрейфующего льда в Арктике называют паковым льдом (толщиной 5 м и более). Эти льды занимают около 75% общей площади льдов в Северном Ледовитом океане (в Южном океане их нет).

При таянии льда на нем образуются озерки – снежницы, затем при температуре больше 0 о С образуются полыньи и т.д.

Кроме морских льдов, в океане могут быть речные льды, выносимые весной реками, а также материковые льды – айсберги.

Льды покрывают почти 15% всей акватории Мирового океана. В Арктике наибольшего распространения льды достигают к апрелю-маю, наименьшего – к концу августа. В Антарктике зимой (с мая по октябрь) льды кольцом окружают материк, а летом – это кольцо (январь-февраль) разрушается.

Айсберги доходят до 50 о с.ш. в северном полушарии и 30 о ю.ш. в южном полушарии. В море Уэделла был обнаружен айсберг длиной 170 км и высотой 100 м.

4. Плотность. С увеличением солености воды увеличивается ее плотность. Этому способствует и охлаждение воды, а также испарение, образование льда. Холодная вода имеет большую плотность, чем теплая, поэтому она опускается вниз. Средняя плотность воды океана равна приблизительно 1; она увеличивается от экватора к полюсам и вглубь океана.

5. Давление. Воздух оказывает огромное давление на океан. Кроме того, сама вода создает давление, и, чем глубже, тем давление это больше. На каждые 10 м глубины давление увеличивается на 1 атм. Все процессы на большой глубине совершаются под сильным давлением.

6. Прозрачность. Наименьшая прозрачность воды у берегов. Она также уменьшается в период планктона. В прозрачной воде солнечный свет проходит до глубины около 600 м, далее полная тьма. Наиболее прозрачны центральные части океанов и самым прозрачным является Саргассово море.

7. Цвет. Толща чистой воды океана имеет голубой или синий цвет («цвет океанической пустыни»). Присутствие планктона придает воде зеленоватый оттенок, различные примеси – желтовато-зеленый (близ устья рек вода может быть даже коричневой).

8. Газовый состав. В океанической воде всегда растворены газы. Чем выше температура и соленость, тем меньше газов может раствориться в воде. Газы попадают в воду из атмосферы, при химических и биологических процессах в океане, с речной водой, при подводных извержениях. В воде растворены кислород, углекислый газ, сероводород, аммиак, метан.

Вспомните

• Как нагревается и остывает вода по сравнению с сушей? Каким цветом на физических картах изображают поверхность океанов?

Цвет и прозрачность. Небольшой слой океанической воды кажется бесцветным и прозрачным. Но большие ее толщи имеют голубой и даже синий цвет. Более прозрачна вода в открытом океане. Вблизи берегов на ее цвет и прозрачность влияют различные примеси, придающие воде разные оттенки.

Некоторые моря получили свои названия из-за особого цвета воды: Красное, Желтое, Белое. Соответствующий цвет воды в Красном море возникает в период бурного цветения водорослей. Вода в Желтом море окрашивается желтым илом, который с суши выносят реки. Белое море обязано своим названием льдам, покрывающим его на протяжении большей части года.

Температура воды - одно из важнейших свойств Мирового океана. Вы уже знаете, что вода медленно нагревается, но и медленно остывает. Поэтому в поверхностном слое вод океана летом накапливается огромное количество тепла. Зимой вода охлаждается и отдает тепло воздуху. Таким образом, Мировой океан регулирует температуру на земной поверхности. Однако толщина нагреваемого слоя воды составляет не более 200 м. Глубже температура быстро понижается и остается всегда постоянной -2-3 °С.

Температура поверхностных вод зависит от количества поступающего солнечного тепла, поэтому она понижается от экватора к полюсам (рис. 121). Изменяется температура воды и по сезонам года. В Северном полушарии она наибольшая в августе, а наименьшая в феврале, в Южном полушарии - наоборот.

Рис. 121. Температура поверхностных вод океана

На каких широтах самые высокие среднегодовые температуры поверхностных вод? Какова среднегодовая температура вод в Северном Ледовитом океане и близ Антарктиды? Почему температура поверхностных вод уменьшается от экватора к полюсам?

Средняя годовая температура поверхностных вод всего Мирового океана +17°С. Самые теплые океаны - Тихий и Индийский (средние температуры +19 и +17°С соответсвенно). Самая теплая часть Мирового океана - Персидский залив. Здесь температура воды летом достигает +32°С. Самая низкая температура воды в Северном Ледовитом океане и вокруг Антарктиды. Поэтому здесь поверхность океанов покрыта льдами.

Проследите по рисунку 121 границу распространения льдов в Северном и Южном полушариях. До какой широты доходят льды?

Соленость. Морская вода имеет горько-соленый вкус из-за растворенных в ней солей. В зависимости от их количества судят о солености воды.

Соленость - это количество солей в граммах, растворенных в 1 л (кг) воды.

Соленость определяют в промилле (от лат. «тысячная доля»). Средняя соленость океанических вод - 35 г солей на 1 л воды, т. е. 35 промилле.

Общее количество растворенных в океанах веществ огромно. Если выпарить всю воду, они покроют дно океанов слоем в 64 м. А если всю морскую соль распределить по поверхности суши, то получится слой толщиной в 153 м!

Океаническую воду часто называют «жидкой рудой», так как в ней растворены почти все встречающиеся на Земле вещества. Преобладает в ней поваренная соль, которая и придает воде соленый вкус. Содержание других веществ очень мало. Поэтому добывать их из морской воды пока невыгодно.

На соленость поверхностных вод влияют приток речных вод, таяние льдов, течения. Однако главная причина изменения солености - количество атмосферных осадков и температура воздуха. Там, где осадков много, соленость воды уменьшается. В районах с высокими температурами и маленьким количеством осадков соленость увеличивается, так как вода испаряется, а соли остаются в океане. Таким образом, соленость, так же как и температура поверхностных вод, меняется в зависимости от географической широты (рис. 122).

Рис. 122. Соленость поверхностных вод океана

Соленость морей, особенно внутренних, может отличаться от солености вод открытого океана. Так, например, соленость в Красном море доходит до 42 промилле, а в Балтийском не превышает 12 промилле. Объясните эти различия. Какова соленость поверхностных вод в районе экватора? Почему наименьшая соленость поверхностных вод наблюдается вблизи полюсов?

От температуры и солености зависят многие другие свойства воды. Холодная и более соленая вода плотнее и тяжелее теплой и менее соленой. Различия в плотности воды в Мировом океане приводят к ее постоянному перемешиванию. Из-за того что океаническая вода соленая, она замерзает при температуре ниже 0°С. При солености 35 промилле вода замерзает при температуре -2°С. Кроме того, соленость важна для морских организмов: многие из них могут жить в воде только определенной солености.

В морской воде кроме солей растворены и газы. Среди них самый важный - кислород, необходимый для дыхания морских организмов. Его содержание в воде зависит от температуры: чем холоднее вода, тем больше в ней кислорода. Поэтому в холодных водах умеренных и приполярных широт больше рыбы, чем в тропических. Верхние слои воды богаче кислородом, чем нижние. Если в водных толщах много животных, может возникнуть недостаток кислорода из-за его большого использования для дыхания.

Вопросы и задания

1. Почему Желтое море получило такое название? Найдите его на карте в атласе и назовите реки, которые в него впадают.
2. Почему температура и соленость поверхностных вод океана изменчивы?
3. Какое значение для природы Земли имеет нагревание и охлаждение поверхностных вод?
4. Почему океаническую воду называют «жидкой рудой»?

1. Соленость. Океаническая вода – это раствор, содержащий все химические элементы. Особенно много в океанической воде хлора, натрия, магния, серы, меньше – брома, углерода, стронция, бора. Содержание остальных элементов ничтожно мало – менее 1%.

Общее количество солей в океане 5 . 10 17 т, они могут покрыть всю Землю слоем в 45 м толщиной. Больше всего в океане солей натрия (NaСl) и магния (MgCl), которые придают воде солено горький вкус.

Средняя соленость Мирового океана составляет 35% о, т.е. в 1 литре океанической воды содержится 35 г солей. Соленость зависит от соотношения атмосферных осадков и испарения, стока с суши (рек), таяния льдов. В распределении солености на Земле проявляется широтная зональность. В экваториальных широтах соленость несколько меньше средней (около 34 о / оо), в тропических широтах она увеличивается до 37 о / оо. Далее к северу и к югу соленость уменьшается: в умеренных широтах до 35 о / оо, а в полярных до 33-32 о / оо.

Широтную зональность в распределении солености нарушают океанические течения. Наиболее соленым считается Атлантический океан – почти 35,5 о / оо, наименее соленым – Северный Ледовитый - около 32 о / оо (у берегов Азии - всего 20 о / оо). Самыми солеными являются Персидский залив (39 о / оо), Красное море (42 о / оо), Средиземное море (39 о / оо).

На глубинах более 1500 м соленость Мирового океана неизменна – около 34,9 о / оо.

2. Температура. Температура всей массы океанической воды равна приблизительно +4 о С. Вода – самое теплоемкое тело на Земле, поэтому океан медленно нагревается и медленно остывает. Как уже говорилось, океан – мощный аккумулятор тепла.

Средняя температура поверхностных вод океана +17 о С (среднегодовая температура суши +14 о С). Наибольшие температуры воды в северном полушарии бывают в августе, наименьшие – в феврале (в южном полушарии наоборот).

Температура поверхностных вод зональна. В приэкваториальных широтах весь год температура +27 о - +28 о С, в тропических - +15 о - +25 о С, в умеренных – 0 о - +10 о С, в полярных – 0 о - –2 о С. Наиболее теплым является Тихий океан (средняя температура +19 о С), а самыми теплыми частями Мирового океана являются Красное море (+32 о С) и Персидский залив (+35 о С).

Суточные и годовые колебания температуры воды небольшие: суточные – около 1 о С, годовые в умеренных широтах – 5-10 о С.

Значительные изменения температуры происходят только в верхних слоях воды океана – 200-1000 м, глубже температура равна +4 о +5 о С, у дна в полярных широтах – около 0 о, в экваториальных широтах - +2 о +3 о С.

3. Лед в океане. Температура замерзания воды зависит от ее солености. Образование льда начинается с возникновения пресных кристаллов, которые затем смерзаются. При этом в пространстве между кристаллами остаются капли рассола, поэтому лед соленый. Рассол постепенно стекает между кристаллами, и с течением времени лед опресняется.

При спокойной воде образуется игольчатая структура льда, при перемешивании – губчатая структура. Лед погружен на 9/10.

Соленый лед менее прочный, чем пресный, но зато он более пластичный и вязкий.

Начальная стадия льдообразования – ледяные кристаллы. Далее образуется ледяная пленка – сало, при выпадении снега образуется снежура. Вдоль берега нарастает полоса льда – береговой припай. Взрослый лед имеет толщину 50-70 см и более.

В полярных широтах северного полушария образующийся зимой лед не успевает растаять за лето. Среди полярных льдов встречаются однолетние и многолетние. Толщина однолетних льдов в Арктике 2-2,5 м, в Антарктике 1-1,5 м. Многолетние льды имеют толщину 3-5 м и более.

При сжатии льды образуют торосы. Недвижущийся лед находится только у берега, остальной – дрейфует. Многолетние толщи дрейфующего льда в Арктике называют паковым льдом (толщиной 5 м и более). Эти льды занимают около 75% общей площади льдов в Северном Ледовитом океане (в Южном океане их нет).

При таянии льда на нем образуются озерки – снежницы, затем при температуре больше 0 о С образуются полыньи и т.д.

Кроме морских льдов, в океане могут быть речные льды, выносимые весной реками, а также материковые льды – айсберги.

Льды покрывают почти 15% всей акватории Мирового океана. В Арктике наибольшего распространения льды достигают к апрелю-маю, наименьшего – к концу августа. В Антарктике зимой (с мая по октябрь) льды кольцом окружают материк, а летом – это кольцо (январь-февраль) разрушается.

Айсберги доходят до 50 о с.ш. в северном полушарии и 30 о ю.ш. в южном полушарии. В море Уэделла был обнаружен айсберг длиной 170 км и высотой 100 м.

4. Плотность. С увеличением солености воды увеличивается ее плотность. Этому способствует и охлаждение воды, а также испарение, образование льда. Холодная вода имеет большую плотность, чем теплая, поэтому она опускается вниз. Средняя плотность воды океана равна приблизительно 1; она увеличивается от экватора к полюсам и вглубь океана.

5. Давление. Воздух оказывает огромное давление на океан. Кроме того, сама вода создает давление, и, чем глубже, тем давление это больше. На каждые 10 м глубины давление увеличивается на 1 атм. Все процессы на большой глубине совершаются под сильным давлением.

6. Прозрачность. Наименьшая прозрачность воды у берегов. Она также уменьшается в период планктона. В прозрачной воде солнечный свет проходит до глубины около 600 м, далее полная тьма. Наиболее прозрачны центральные части океанов и самым прозрачным является Саргассово море.

7. Цвет. Толща чистой воды океана имеет голубой или синий цвет («цвет океанической пустыни»). Присутствие планктона придает воде зеленоватый оттенок, различные примеси – желтовато-зеленый (близ устья рек вода может быть даже коричневой).

8. Газовый состав. В океанической воде всегда растворены газы. Чем выше температура и соленость, тем меньше газов может раствориться в воде. Газы попадают в воду из атмосферы, при химических и биологических процессах в океане, с речной водой, при подводных извержениях. В воде растворены кислород, углекислый газ, сероводород, аммиак, метан.

Движение вод океана

Вода в Мировом океане находится в постоянном движении. Это обеспечивает перемешивание воды, перераспределение тепла, солености и газов.

Рассмотрим отдельные движения вод.

1. Волновые движения (волны). Главная причина возникновения волн – ветер, но они могут быть вызваны и резким изменением атмосферного давления, землетрясением, извержением вулканов на побережье и океаническом дне, приливообразующей силой.

Наиболее высокая часть волны называется гребнем; наиболее углубленная часть – подошвой. Расстояние между двумя соседними гребнями (подошвами) называют длиной волны – (l).

Высотой волны (Н) называют превышение гребня волны над ее подошвой. Период волны (t) – это промежуток времени, в течение которого каждая точка волны перемещается на расстояние, равное ее длине. Скорость (n) – расстояние, пробегаемое в единицу времени какой-либо точкой волны.

Различают:

а) ветровые волны – под влиянием ветра волны растут одновременно в высоту и в длину, при этом увеличивается период (t) и скорость (n); по мере развития волн меняется их внешний вид и размеры. На стадии затухания волн длинные пологие волны называют зыбью. Ветровые волны обладают значительной разрушающей силой, тем самым формируя рельеф побережья. Средняя высота воды ветровых волн в океане 3-4 м (максимум до 30 м), в морях высота волн меньше – максимально не больше 9 м. С возрастанием глубины волны быстро затухают.

б) цунами – сейсмические волны, охватывающие всю толщу воды, возникают при землетрясениях и подводных извержениях вулканов. Цунами имеют очень большую длину волны, их высота в океане не превышает 1 м, поэтому в океане они не заметны. Но на побережьях, в заливах их высота увеличивается до 20-50 м. Средняя скорость распространения цунами от 150 км/ч до 900 км/ч. Перед приходом цунами вода обычно отступает от берега на несколько сот метров (до 1 км) в течение 10-15 минут. Крупные цунами бывают редко. Большая часть их приходится на берега Тихого океана. С цунами связаны огромные разрушения. Сильнейшие цунами произошли в 1960 г. в результате землетрясения в Андах, на побережье Чили. При этом цунами распространились по Тихому океану до берегов Северной Америки (Калифорния), Новой Зеландии, Австралии, Филиппинских, Японских, Курильских, Гавайских островов и Камчатки. До берегов Японии и Камчатки цунами дошли почти через сутки от момента землетрясения.

в) приливные волны (приливы-отливы) возникают в результате воздействия Луны и Солнца. Приливы – чрезвычайно сложное явление. Они постоянно изменяются, поэтому их нельзя считать периодическими. Для судовождения созданы специальные таблицы «приливов», что особенно важно для портовых городов, находящихся в низовьях рек (Лондон на р.Темза и др.). Энергию приливных волн используют, строя ПЭС (они есть в России, Франции, США, Канаде, Китае).

2. Течения Мирового океана (морские течения). Это горизонтальные движения воды в океанах и морях, характеризующиеся определенным направлением и скоростью. Их длина составляет несколько тысяч километров, ширина – десятки, сотни километров, глубина – сотни метров.

Главная причина возникновения течений в океане – ветер. К другим причинам можно отнести приливообразующие силы, силу тяжести. Все течения испытывают влияние Кориолисовой силы.

Течения можно классифицировать по ряду признаков.

I. По происхождению различают течения

1) фрикционные – возникают под действием движущегося воздуха на поверхность воды:

а) ветровые – вызваны временными ветрами (сезонными),

б) дрейфовые – вызваны постоянными ветрами (господствующими);

2) гравитационные – возникают под действием тяжести:

а) сточные – текут из районов избытка воды и стремятся выровнять поверхность,

б) плотностные – являются результатом различий плотности воды на одной глубине;

3) приливно-отливные – возникают под действием приливообразующих сил; охватывают всю толщу воды.

II. По продолжительности различают течения

1)постоянные – имеют всегда приблизительно одно и то же направление и скорость (Северное пассатное, Южное пассатное и др.);

2) периодические – периодически меняют направление и скорость (муссонные течения в Индийском океане, приливно-отливные течения и другие);

3) временные (эпизодические) – в их изменениях нет закономерностей; они часто меняются, чаще всего в результате действия ветра.

III. По температуре можно выделить (но относительно) течения

1) теплые – например, температура Северо-Атлантического течения +6 о С, а окружающей воды +4 о С;

2) холодные – например, температура Перуанского течения +22 о С, окружающей воды +28 о С;

3) нейтральные.

Теплые течения, как правило, идут от экватора к полюсам, холодные наоборот. Теплые течения обычно более соленые, чем холодные.

IV. В зависимости от глубины расположения выделяют течения

1) поверхностные,

2) глубинные,

3) придонные.

В настоящее время установлена определенная система течений океана, обусловленная прежде всего общей циркуляцией атмосферы. Схема их такова. В каждом полушарии по обе стороны от экватора существуют большие круговороты течений вокруг постоянных субтропических барических максимумов (в этих широтах образуются области повышенного атмосферного давления): в северном полушарии по часовой стрелке, в южном против часовой стрелки. Между ними возникает экваториальное противотечение с запада на восток. В умеренных и субполярных широтах северного полушария наблюдаются малые кольца течений вокруг барического минимума (области пониженного атмосферного давления: Исландский минимум и Алеутский минимум). В аналогичных широтах южного полушария существует течение с запада на восток вокруг Антарктиды (течение Западных ветров).

Наиболее устойчивыми течениями являются Северное и Южное пассатные (экваториальные) течения. У восточных берегов материков в тропических широтах теплые сточные течения: Гольфстрим, Куросиво, Бразильское, Мозамбикское, Мадагаскарское, Восточно-Австралийское.

В умеренных широтах под действием постоянных западных ветров существуют теплые Северо-Атлантическое и Северо-Тихоокеанское течения и холодное течение Западных ветров (Западный Дрейф). У западных берегов материков в тропических широтах наблюдаются холодные компенсационные течения: Калифорнийское, Канарское, Перуанское, Бенгельское, Западно-Австралийское.

В малых кольцах течений следует назвать теплое Норвежское и холодное Лабрадорское течения в Атлантике и Аляскское и Курило-Камчатское течения в Тихом океане.

В северной части Индийского океана муссоновая циркуляция порождает сезонные ветровые течения: зимой – с востока на запад, летом – наоборот (летом это холодное Сомалийское течение).

В Северном Ледовитом океане главное направление вод и льдов с востока на запад, в сторону Гренландского моря. Арктика пополняется водами из Атлантики в виде Нордкапского, Шпицбергенского, Новоземельского течений.

Велико значение морских течений для климата и природы Земли. Течения нарушают зональное распределение температуры. Так, холодное Лабрадорское течение способствует формированию льдо-тундровых ландшафтов на полуострове Лабрадор. А теплые течения Атлантики делают незамерзающей большую часть Баренцева моря. Течения оказывают влияние и на количество осадков: теплые способствуют впадению осадков, холодные - нет. Морские течения способствуют также перемешиванию воды и осуществляют перенос питательных веществ; с их помощью происходит миграция растений и животных.

Жизнь в океане

В Мировом океане жизнь существует повсюду. По условиям существования в океане выделяются 2 области:

1) пелагиаль (толща воды),

2) бенталь (дно) –

а) литораль (прибрежная часть дна до глубины 200 м),

б) абиссаль (глубинная часть).

Органический мир океана состоит из 3 групп:

1) бентос – обитатели дна (растения, черви, моллюски, крабы и др.),

2) планктон – обитатели толщи вод, не способные самостоятельно перемещаться (простейшие, бактерии, водоросли, медузы и др.),

3) нектон – обитатели вод. Свободно плавающие (рыбы, киты, дельфины, тюлени, кальмары, морские змеи и черепахи и др.).

Зеленые растения могут развиваться только там, где освещение достаточно для фотосинтеза (до глубины не более 200 м). Организмы, не нуждающийся в свете, заселяют всю водную толщу.

Планктон подразделяется на фитопланктон и зоопланктон. Большую часть массы живого вещества в океане составляет фитопланктон (при благоприятных условиях его количество может удвоиться за сутки). Фитопланктон населяет в основном верхний стометровый слой воды. Средняя масса фитопланктона 1,7 млрд. тонн. Самая распространенная форма фитопланктона – диатомовые водоросли, которых насчитывается около 15 тысяч видов. Фитопланктон – основное питание для большинства морских организмов. Места обильного развития фитопланктона – это богатые жизнью места.

Распространение жизни в океане имеет зональный характер:

– в полярных широтах условия для фитопланктона неблагоприятные, поэтому они бедны жизнью (здесь обитают холоднолюбивые рыбы, тюлени);

– в субполярных широтах летом развивается фитопланктон, им питается зоопланктон, им, в свою очередь, рыбы, киты, поэтому летом здесь много трески, окуня, пикши, сельди и других рыб;

– в умеренных широтах складываются наиболее благоприятные условия, это самые продуктивные зоны океана: обилие фито- и зоопланктона, обилие сельди, трески, камбалы, палтуса, наваги, лосося, сардины, тунца, анчоуса и других рыб;

– в субтропических и тропических широтах условия для жизни неблагоприятные: повышенная соленость, мало кислорода, небольшое количество планктона и рыбы; здесь распространены лишь бурые водоросли – саргассы;

– в экваториальных широтах условия улучшаются, поэтому здесь увеличивается количество планктона, рыбы; много кораллов.

Океан располагает следующими ресурсами: биологическими (рыбы 90%, млекопитающие, моллюски, водоросли), минеральными (нефть, газ, каменный уголь, железная и марганцевая руды, олово, фосфориты, соль и др.) и энергетическими.