Вода - самое распространенное на Земле вещество. Водная оболочка Земли развивалась вместе с литосферой, атмосферой и живой природой. Почти все процессы на нашей планете протекают при участии воды. Гидросфера состоит из Мирового океана, вод суши и подземных вод. Основная масса воды сосредоточена в океанах.

Мировой океан - голубое зеркало нашей планеты, колыбель жизни на Земле. В нем не только прошлое, но и будущее нашей планеты. Чтобы понять великую роль океана, необходимо знать особенности его природы: свойства водных масс, понимать роль течений, значение взаимодействия океана с атмосферой и сушей. Обо всем этом вы узнаете, изучив эту тему.

§ 9. Воды Мирового океана

Что называют гидросферой? Мировым океаном?
Что вам уже известно о природе океана?
Составьте характеристику карты океанов (план см. в приложении).

Роль океана в жизни Земли. Океан занимает почти 3/4 поверхности нашей планеты (рис. 22). Вода - одно из самых удивительных веществ на Земле, драгоценная жидкость, дар природы нашей планете. В таком количестве, как на Земле, ее нет нигде в Солнечной системе.

Рис. 22. Площадь суши и океана: а) в целом на Земле; б) в Северном полушарии; в) в Южном полушарии

Океан... Трудно представить, как велико его значение в жизни Земли. Облака на небе, дождь и снег, реки и озера, родники - все это частицы океана, лишь временно покинувшие его.

Океан определяет многие черты природы Земли: отдает атмосфере накопленное тепло, питает ее влагой, часть которой переносится на сушу. Он оказывает большое влияние на климат, почву, растительный и животный мир суши. Велика его роль в хозяйственной деятельности человека. Океан - целитель, дающий лекарства и принимающий на свои берега миллионы отдыхающих. Он - источник морепродуктов, многих полезных ископаемых, энергии; он и «кухня погоды», и самая просторная в мире дорога, связывающая материки. Благодаря работе бактерий океан обладает способностью (до определенного предела) самоочищаться, и поэтому многие отходы, образовавшиеся на Земле, уничтожаются в нем.

История человечества неразрывно связана с изучением и освоением океана. Познание его началось в глубокой древности. (Когда? Кем?) Особенно много новых данных получено за последние десятилетия с помощью новейшей техники. Исследования, проведенные на научных судах, собранные автоматическими океанографическими станциями, а также искусственными спутниками Земли, помогли обнаружить вихри в водах океана, глубинные противотечения, доказать существование жизни на больших глубинах. Изучение строения дна океана позволило создать теорию движения литосферных плит.

Происхождение вод Мирового океана. Океан - главный хранитель воды, самого распространенного вещества на Земле, давно поражающего исследователей необычностью своих свойств. Только вода в нормальных земных условиях может находиться в трех состояниях. Это свойство обеспечивает вездесущность воды. Она пронизывает всю географическую оболочку и производит в ней разнообразную работу.

Как же появилась вода на Земле? Окончательно этот «опрос наукой еще не решен. Предполагают, что вода или выделилась сразу при образовании литосферы из верхней мантии, или накапливалась постепенно. Вода и сейчас выделяется из магмы, попадая на поверхность планеты при извержении вулканов, при образовании океанической коры в зонах растяжения литосферных плит. Так будет происходить еще многие миллионы лет. Часть воды поступает на Землю из космоса.

Свойства вод океана. Самые характерные их свойства - соленость и температура - вам уже известны. (Вспомните их основные показатели из курса 6 класса.) Океаническая мода - это слабый раствор, в котором обнаружены почти нес химические вещества. В ней растворены газы, минеральные и органические вещества, образующиеся в результате жизнедеятельности организмов.

Основные изменения солености наблюдаются в поверхностном слое. Соленость вод зависит главным образом от соотношения атмосферных осадков и испарения, которое изменяется в зависимости от географической широты. У экватора соленость около 34%.., близ тропиков - 36%, а в умеренных и полярных широтах - около 33%. Меньше соленость там, где количество осадков превышает испарение, где велик приток речных вод, где тают льды.

Вам известно, что воды океана нагреваются, как и суша, от притока солнечного тепла на его поверхность. Занимая большую площадь, океан получает больше тепла, чем суша. Температура поверхностных вод неодинакова и распределяется в зависимости от широты (рис. 23). В отдельных районах океана эта закономерность нарушается океаническими течениями, а в прибрежных частях - стоком более теплых вод с материков. Температура воды в океане изменяется и с глубиной. Сначала понижение ее очень значительно, а затем оно замедляется. На глубинах более 3-4 тыс. м температура обычно колеблется от +2 до О °С.

Рис. 23. Среднегодовая температура воды на поверхности Мирового океана. Сравните температуру воды на одних и тех же широтах. Объясните полученный результат

Льды в океане. От температуры океанских вод зависит образование льда. Вы уже знаете, что морская вода замерзает при температуре -2 °С. При охлаждении плотность соленой воды увеличивается, верхний слой ее оказывается тяжелее и погружается вниз, а к поверхности поднимаются более теплые слои воды. Такое перемешивание воды препятствует образованию льда. Льды образуются только в арктических и субарктических широтах, где зима долгая и очень холодная. Замерзают и некоторые неглубокие моря, рмеположенные в умеренном поясе. Различают однолетние и многолетние льды. Океанический лед может быть неподвижным, если он связан с сушей, или плавучим, т. е. дрейфующим. В океане встречаются льды, отколовшиеся от ледников суши и спустившиеся в океан, - айсберги (рис. 24).

Рис. 24. Тающие айсберги в океане

Ледовый покров океана оказывает огромное влияние на климат Земли, на жизнь в нем самом. Льды отражают солнечные лучи, охлаждают воздух, способствуют образованию туманов. Они затрудняют судоходство и морские промыслы.

Водные массы. Вода - основной компонент природы океана. Большие объемы воды, образующиеся в определенных частях океана и отличающиеся друг от друга температурой, соленостью, плотностью, прозрачностью, количеством кислорода, наличием определенных живых организмов, называют водными массами. Эти свойства сохраняются на всем пространстве, которое занимает та или и иная водная масса.

В океане различают поверхностные, промежуточные, глубинные, придонные водные массы. В поверхностных модных массах до глубины 200 м выделяют экваториальные. тропические, умеренные и полярные водные массы. Они образуются в результате неравномерного поступления солнечного тепла на разных широтах и влияния атмосферы. В одних и тех же широтах свойства поверхностных водных масс могут различаться, поэтому выделяют еще прибрежные и внутриокеанические массы.

Водные массы активно взаимодействуют с атмосферой: отдают ей тепло и влагу, поглощают из нее углекислый газ, выделяют кислород. Перемешиваясь, они изменяют свои свойства.

От чего зависит соленость океанических вод?
Каковы различия в температуре воды в океане?
В каких районах океана образуются льды? Как они влияют на природу Земли и на хозяйственную деятельность человека?
Что называют водной массой? Назовите основные типы водных масс. Какие водные массы выделяют в поверхностном слое океана?

Существует справедливое утверждение, что люди неправильно нарекли нашу планету, присвоив ей название Земля, в то время как её следовало бы назвать Океаном, ибо более 70 процентов её площади занято водой. Во всей солнечной системе только Земля распола-гает достаточным объёмом воды и термически-ми условиями, которые, сочетаясь, обеспечивают существование обширного Мирового океана.

Водная среда — гидросфера — занимает значительную часть биосферы — области жизни, состоящей из суши, воздуха и воды. Основную часть гидросферы составляет океан. Вода и растворенные в ней вещества находятся в морях, реках, озёрах и ледниках, а также спрятаны на разных глубинах под землёй.

Дайвер исследует континентальный разлом в Сильфра, Исландия, 2010 год.
Фотоснимок завоевал высшую награду в категории «Дайвинг» в четвёртом международном конкурсе подводной фотографии в Индонезии.

Роль Мирового океана в жизни Земли трудно переоценить. Океан — колыбель и источник жизни на нашей планете. Более половины кислорода, необходимого для дыхания, рож-дается в процессе фотосинтеза в верхнем слое океанских вод. Если бы вдруг оборвалось взаимодействие океана и солнца, прекратилась бы всякая жизнь на Земле.

Океан — аккумулятор тепла, создатель и регулятор климата. Роль его в сохранении постоянства климата огромна. Именно взаимодействием Мирового океана и атмосферы определяется погода на нашей планете.

Океан — удобная и дешевая дорога, которая связывает между собой континенты и ост-рова, промышленные центры, сельскохозяйственные районы, источники сырья. Десятки ты-сяч судов осуществляют морские перевозки пассажиров и всевозможных грузов, транспортируя ежегодно сотни миллионов тонн грузов.

Океан является неисчерпаемой сокровищницей химических веществ. Только в морской воде растворены практически все элементы Периодической системы Менделеева. В ней имеется буквально всё — от поваренной соли до урана и золота. Неисчислимые богатства таит дно Мирового океана. Из коренных месторождений морского дна извлекают уголь, железную руду, олово, серу. В пляжевой и прибрежной зонах уже сейчас разрабатываются россыпные месторождения олова, платины, редкоземельных элементов. Серьёзное внимание уделяется освоению глубоководных рудных залежей. На шельфе и материковом склоне Мирового океана расположены большие месторождения фосфоритов. Громадные дон-ные равнины океана покрыты железомарганцевыми конкрециями, в разработке которых уже делаются первые шаги. Полным ходом идет добыча строительных материалов — песка, гравия, ракушечника.

Самым ценным минеральным сырьём, добываемым в настоящее время из скважин на дне морей, несомненно, являются нефть и газ. К настоящему времени мировая добыча нефти в море составила 30 процентов.

И наконец, океан — неисчерпаемый источник восполнимой энергии. Это и содержащиеся в воде запасы тяжелого водорода — дейтерия — термоядерного топлива будущего, и энергия морских волн, течений, приливов, разности температур глубинных и поверхност-ных вод...

Океан с незапамятных времён служил источником пищи для человека, который добывал в нем рыбу, ракообразных, моллюсков, морских животных и растения. На протяжении многовековой истории человечества методы и орудия прибрежного лова почти не изменились. В океаническом же рыболовстве, осуществляющем промысел рыбы вдали от берегов, произошли огромные изменения. Особенно в последние десятилетия. Настоящую революцию в развитии рыболовства в океане произвело изобретение парового двигателя и двигателя внутреннего сгорания, применение для изготовления орудий лова синтетических материалов и оснащение промысловых судов рыбопоисковой аппаратурой. Современные тралы, кошельковые неводы, ярусы являются довольно сложными инженерными сооружениями, обеспечивающими возможность вылова большого количества рыбы — до нескольких десятков тонн за одно траление!

Долгое время существовало мнение о неисчерпаемости рыбных ресурсов океана. Этому в значительной мере способствовал быстрый рост мирового вылова рыбы — особенно в последние годы. Если за столетие, с 1850 по 1950 год, вылов морской рыбы и других продуктов океана возрос в 10 раз, увеличиваясь в среднем на 25 процентов за десятилетие, то с 1950 по 1960 год он удвоился! Последующее удвоение мирового улова произошло с 1960 по 1970 год. Мировая добыча рыбы к этому времени приблизилась к 100 миллионам тонн.

Уже с 1970 года темпы мирового вылова рыбы и морепродуктов стали замедляться, несмотря на постоянно растущую интенсивность промысла. В некоторых традиционных районах промысла добыча рыбы стала падать, изменился видовой состав уловов, уменьшились средние размеры рыб, а некоторые промысловые виды оказались под угрозой уничтожения.

Таким образом, человечество воочию убедилось в ограниченности рыбных ресурсов морей и океанов.

Большинство учёных, занимающихся определением годовой рыбной продукции океана, сходится на том, что она составляет 100 — 200 миллионов тонн. Величина годового вылова рыбы, достигнутая к настоящему времени (около 100 миллионов тонн), близка к той величине, которую можно изымать из океана, не нарушая естественного процесса воспроизводства.

Одна из острейших проблем на Земле — проблема обеспечения населения нашей пла-неты достаточным количеством белковой пищи, часть которой человек берет в океане, вылавливая морских животных. Эта проблема приобретает ещё большее значение, если учесть естественный прирост населения нашей планеты. Так, по прогнозам ученых, числен-ность населения Земли к началу третьего тысячелетия приблизится к 6 миллиардам человек. Известно, что физиологическая потребность человека в рыбе составляет в среднем 20 килограммов в год.

Как же обеспечить естественное воспроизводство биологических ресурсов в морях и океанах?

Некоторые перспективы для увеличения вылова рыбы заложены в пресных водах, однако они пока дают лишь десятую часть мирового улова. Возможности расширения рыболовства в морях и океанах гораздо богаче.

Большое значение в настоящее время придаётся разработке научных методов ведения промысла, учитывающих особенности биологии промысловых видов рыбы, характера их распределения, возрастного состава, численности и других показателей. Не последнее слово принадлежит также совершенствованию орудий лова, технологии обработки рыбы.

Особое значение приобретает при этом освоение новых районов и объектов промысла. Прежде всего это относится к промыслу обитателей верхнего слоя океана — эпипелагиали, таким, как макрелещука, летучие рыбы, мелкие тунцы, кальмары. Перспективен промысел мелкоразмерных рыб — светящихся анчоусов, гоностомовых, обитающих в промежуточном слое океанских вод — мезопелагиали. Значительные успехи достигнуты в освоении глубоководных поднятий Мирового океана с относительно большими глубинами лова — 800—1000 метров, где обнаружены мощные скопления макрурусов, солнечников, гладко-головых и других видов рыб.

Решающее значение в увеличении объёма вылова биологических ресурсов Мирового океана будет принадлежать объектам более низкого трофического уровня, чем рыбы, например антарктическому крилю, промысел которого сейчас осуществляется многими странами.

До сих пор, говоря о возможностях увеличения вылова рыбы и морепродуктов, мы подразумевали лишь рациональное использование естественных пищевых ресурсов Мирового океана, показывая некоторые пути совершенствования того традиционного «собирательства или охоты», которым до недавних пор был, по сути дела, рыболовный промысел. Ученые многих стран работают над тем, как от «собирательства и охоты» перейти к морскому хозяйствованию.

По свидетельству некоторых учёных, переход рыбной промышленности от добычи рыбы к разведению морских растений и животных может вызвать изменения в человеческой цивилизации, по важности не уступающие возникновению сельского хозяйства, когда человек перешел от «собирательства и охоты» к возделыванию почвы. Такая реорганизация рыбного хозяйства явится, по сути дела, «голубой революцией». Наступление такой революции не за горами. Уже сейчас проведены успешные эксперименты по искусственному разведению рыб. Ведутся работы по повышению биологической продуктивности морских вод путем подъема глубинных, богатых питательными веществами слоёв к поверхности. Создание искусственных рифов, выведение новых, более продуктивных видов растений и животных, достижения генетики и этологии, науки, изучающей поведение животных,— таковы пути беспрерывного и контролируемого человеком роста даров океана.

Будущее человечества тесно связано с использованием ресурсов Мирового океана. Растущие потребности в минеральном сырье, энергетических и пищевых ресурсах заставляют человека чаще и чаще обращать своё внимание к океану. Проблемы освоения Мирового океана сложны, тесным образом связаны между собой и должны решаться комплексно, объединенными усилиями различных специалистов всех стран. Океан принадлежит всем, и все мы в ответе за его судьбу!

Океан может быть разным: спокойным и ласковым, ревущим и бушующим. Но, какой бы он ни был, в нем всегда есть таинственность и загадка. Его глубины и в наши дни хранят много тайн. Загадочная жизнь в океане привлекает и манит исследователей до сих пор.

История же его неотделима от истории живых организмов. В ней столько белых пятен! Можно считать, что заполнение их началось совсем недавно и продлится еще много и много лет. Только сейчас начинается поиск ответа на вопрос о том, какова роль океана в жизни всей планеты.

Рождение и развитие

Более четырёх миллиардов лет назад произошло важнейшее событие - родился Океан. В результате облик нашей планеты в корне изменился. Возникла атмосфера, сформировался климат. Сначала началась жизнь в океане, а затем и на суше. Сейчас он занимает большую часть всей поверхности планеты.

С чего все начиналось? Предполагается, что вода вышла из камней и руды, из недр Земли. Под высоким давлением, она была выжата изнутри планеты в виде водяного пара. Горячий пар остывал, охлаждал Землю. Выпадал в виде осадков.

Со временем из небольших луж и озер образовался огромный океан. Он изменил внешний вид и климат планеты так, что стало возможным зарождение жизни.

Значимость океана в жизни человека

Чтобы оценить, какую роль играет Мировой океан в жизни человека, животных, растений, планеты, достаточно знать следующее:

Половину необходимого для дыхания кислорода, для всех живущих на планете вырабатывает растительность океана.
Вода медленнее суши нагревается и остывает. Это свойство приводит к тому, что большую половину солнечной энергии сохраняет океан. Он - своего рода аккумулятор тепла, поступающего на планету, не дающий Земле стать слишком горячей или холодной. На планете постоянно поддерживается комфортная температура.
Океан управляет климатом. Теплые и холодные течения обеспечивают определенную погоду на разных континентах.
Он является поставщиком влаги на сушу. Благодаря ему, выпадают дожди, орошающие сушу. Океаническая вода испаряется, попадает в атмосферу, переносится ветром и выливается осадками на землю.
В нем сосредоточена основная биомасса планеты. Океан - это питание для людей и животных, лекарство, стратегическое сырье для промышленности.

Возникновение жизни

Предполагается, что жизнь в океане началась с бета-клеток. Со временем появились белковые тела - первородные организмы. Океан заполнили строматолиты, которые научились использовать энергию солнца. Они первыми стали использовать фотосинтез для питания. Миллионы лет их работы позволили насытить атмосферу необходимым количеством кислорода.

А появившиеся позже животные использовали строматолиты в качестве пищи. Сейчас эти древние белковые организмы исчезли. Остались только в виде каменных памятников прародителей жизни.

Кто обитает в океане

Все живые организмы Мирового океана делят на три принципиально разные группы:

Планктон. Он существует только в воде, размеры - от долей миллиметра до метра.
Нектон - рыбы, кальмары, крабы, млекопитающие.
Бентос. Обитает на дне.

Как видно, обитатели океана разнообразны, их виды изменяются в зависимости от глубины, на которой протекает их жизнь. Но сколько всего их существует? На этот вопрос биологи дают только приблизительный ответ - более 200 тысяч. Ведь океан исследован не до конца и регулярно ученые открывают все новые и новые виды. Особенно ближе ко дну, на больших глубинах.

Большинство всех живых существ распространено в верхних слоях, близко к побережью, на шельфах. Благодаря солнечной энергии здесь наиболее комфортные условия для жизни. Хорошая освещенность необходима растениям для фотосинтеза. Разнообразие же растений дает пищу рыбам, крабам, моллюскам.

Подальше от берега, на поверхности, господствует планктон. Он является основной пищей не только для рыб, но и для млекопитающих. А на дне встретить можно раков, моллюсков, омаров, крабов. Даже на самых больших глубинах есть жизнь.

Связь океана с жизнью на Земле

Некоторые думают, что жизнь человечества будет вечна. Однако науке известно несколько этапов развития нашей планеты, по истечении которых исчезало огромное количество живых существ, населяющих ее. Жизнь на Земле и жизнь морей и океанов прочно и навсегда связаны друг с другом. Существует установленный факт их взаимного влияния.

Если происходит потепление климата, выравнивается температура воды на глубине и поверхности. Перестает происходить круговорот воды. На поверхности морей и океанов интенсивно размножаются бактерии, которые перекрывают доступ кислорода. Гибнет вся жизнь в воде. Выделяется сероводород. Он, распространяясь по суше, отравляет растения и животных суши.

Увы, так уже было. Ученые связывают эти явления с исчезновением ряда растений и животных, происходившее на Земле не менее четырех раз. На сегодняшний день проблема потепления является широко обсуждаемой. Многие страны мира объединились, чтобы противостоять изменению климата.

Защита океана

Морские и океанические рыбы до сих пор остаются добычей. На них охотятся в больших масштабах. Потребление рыбных продуктов достигает рекордно высоких цифр. Но жизнь в океане богата и неисчерпаема только на первый взгляд. Немало видов растений и рыб находятся на грани исчезновения. Поэтому на защиту океанов обращается все большее внимание.

Так, уже несколько десятилетий запрещена охота на китов. Ограниченное разрешение осталось только у северных народов. Для них китовая охота жизненно необходима. Существует разнарядка и на отлов крабов, добычу отдельных сортов водорослей.

Остро стоит проблема с использованием химических ядовитых соединений в земледелии. Попадая через реки, сточные воды загрязняют океан, убивают его обитателей.

Немало влияют на уровень загрязнения аварии на морских судах, перевозящих нефть, удобрения, опасные химические продукты.

Не проходят бесследно и различные научные исследования, геологические изыскания. Механические, электромагнитные волны вредят жителям океана. Влияют на размножение и потомство.

Узнавать, какая жизнь в океане, морях, насколько она нуждается в защите, - обязанность всех развитых государств. От его состояния зависит будущее. Насколько защищен океан, настолько защищено человечество!

Мировой океан занимает 3/4 поверхности Земли (площадь 361 млн. км2, или 70,8 %) и содержит 96,4 % объема воды гидросферы (1,38 млрд. км3).
Мировой океан - часть биосферы, географический объект с особым геологическим и геоморфологическим строением, особым характером тепло- и массообмена с атмосферным воздухом, осадочными отложениями дна и свойственным только ему растительным и животным миром.

Мировой океан - основное звено круговорота воды в природе. Он определяет водный баланс Земли, является важным источником возобновления водных объектов земной поверхности и атмо-сферной влаги. Мировой океан служит причиной многих процессов и явлений, произошедших на земной поверхности и происходящих в настоящее время, и является их активным участником. С ним связано взаимодействие атмосферного воздуха и океанических вод, формирование климата. Он вбирает в себя почти половину падающей на его поверхность солнечной энергии и затрачивает ее на нагревание вод. Нагретые воды экваториальных широт океаническими течениями достигают полярных областей, отдают свое тепло и выполняют роль "отопительной системы" планеты.
Велика роль Мирового океана в обеспечении стабильности газового состава атмосферы, биохимического цикла химических элементов, процесса фотосинтеза. В любой точке суши живые организмы, в том числе и человек, непрерывно испытывают влияние Мирового океана, поэтому в целом трудно переоценить его значение в экологической системе Земли.

Всем нам известно, что воды океанов соленые. Средняя соленость Мирового океана составляет 35 0/0О (промилле), иначе говоря, в 1000 граммах океанической воды содержится 35 граммов растворенных солей. Если выделить соли Мирового океана, то общая их масса составит 48 млрд. т. Если равномерно распределить эти соли по земной поверхности, получился бы слой толщиной в 133 м. Химический состав этих солей содержит 76 элементов таблицы Менделеева. Здесь следует отметить, что соленость морской воды может меняться, но соотношение между солями никогда не меняется, оно постоянно.

Большая часть "живого вещества" в Мировом океане - планк-тоны, которые повторяют по своим химическим данным солевой состав морской воды. Зарождение, отмирание и разложение планк-тонов находятся в равновесии, поэтому в океане не бывает переизбытка органических веществ. В Мировом океане содержится в растворенном виде примерно 2000 млрд. т (2 трлн.) органических веществ. В открытом океане в 1 литре воды присутствует до 2 мг растворенных органических веществ. Во внутренних морях, особенно у побережий материков, концентрация растворенных органических веществ достигает до 10 мг на литр.

Наибольшие объемы растворенных в морской воде газов - кислорода, азота, углекислого газа. Для жизни в океане имеет огромное значение кислород. Растворенного кислорода в Мировом океане достаточно много, его концентрация в морской воде в 1,5 раза больше, чем концентрация кислорода в атмосфере. В Мировом океане ежегодно расходуется 35 млрд. т кислорода и столько же его возвращается в воду за счет зеленых растений океана и атмосферного воздуха.

В Мировой океан с потоками рек, талыми ледниковыми, подземными водами, ветрами попадает ежегодно 27080 млн. т. различных веществ. Большинство из них поступает с текучими водами рек: твердых частиц - 17444 млн. т, растворенных веществ -3403 млн. т. На долю других агентов приходится: моренные материалы ледников - 2393 млн. т, пылеватые частицы ветров - 2000 млн. т, вещества, принесенные подземными водами, - 1000 млн.т. Эти вещества примерно в таком же объеме поступали в океан с давних пор и будут продолжать поступать в будущем. Но в последние годы к естественному поступлению веществ в океан все больше прибавляются вещества антропогенного происхождения. Океан - естественный коллектор, так как все вещества, кроме газов, находящиеся в движении, в конце концов попадают в океан. Океанические воды загрязняются только за счет поступления антропогенных веществ. Загрязнение океана является одной из глобальных экологических проблем современности. Сохранить чистоту вод Мирового океана - значит сохранить чистоту биосферы.