Тихий океан - крупнейший из океанов. Его площадь - 178,7 млн. км 2 . Океан превосходит по площади все материки, вместе взятые, и имеет округлую конфигурацию: заметно вытянут с северо-запада на юго-восток, поэтому наибольшего развития здесь достигают воздушные и водные массы и в обширных северо-западной и юго-восточной акваториях. Протяженность океана с севера на юг - около 16 тыс. км, с запада на восток - более 19 тыс. км. Максимальной ширины он достигает в экваториально-тропических широтах, поэтому он самый теплый из океанов. Объем воды составляет 710,4 млн. км 3 (53% объема вод Мирового океана). Средняя глубина океана 3980 м, максимальная - 11 022 м (Марианский желоб).
Океан омывает своими водами берега почти всех континентов, кроме Африки. К Антарктиде он выходит широким фронтом, и ее охлаждающее влияние распространяется через и воды далеко на север. Напротив, от холодных воздушных масс Тихий защищен значительной изолированностью (близкое расположение Чукотки и Аляски с узким проливом между ними). В связи с этим северная половина океана теплее южной. Бассейн Тихого океана связан со всеми остальными океанами . Границы между ними довольно условны. Наиболее обоснованна граница с Северным Ледовитым океаном: она проходит по подводным порогам узкого (86 км) Берингова пролива несколько южнее Северного полярного круга. Граница с Атлантическим океаном проходит по широкому проливу Дрейка (по линии мыс Горн в архипелаге - мыс Штернек на Антарктическом п-ве). Граница с Индийским океаном условна.
Обычно ее проводят следующим образом: Малайский архипелаг относят к Тихому океану, а между Австралией и Антарктидой океаны разграничивают по меридиану мыса Южного (о. Тасмания, 147° в. д.). Официальная граница с Южным океаном колеблется от 36° ю. ш. у берегов Южной Америки до 48° ю. ш. (у 175° з. д.). Очертания береговой линии довольно простые на восточной окраине океана и весьма сложные на западной, где океан занимает комплекс окраинных и межостровных морей, островных дуг и глубоководных желобов. Это обширный район самого большого на Земле горизонтального и вертикального расчленения земной коры. К окраинному типу относятся моря у берегов Евразии и Австралии. Большинство межостровных морей располагается в области Малайского архипелага. Их часто объединяют под общим названием Австрало-Азиатские. Моря отделены от открытого океана многочисленными группами островов и полуостровов. Островные дуги, как правило, сопровождаются глубоководными желобами, по числу и глубине которых Тихий океан не имеет себе равных. Берега Северной и Южной Америки изрезаны слабо, здесь нет окраинных морей и столь крупных скоплений островов. Глубоководные желоба располагаются непосредственно у побережий материков. У берегов Антарктиды в тихоокеанском секторе находятся три крупных окраинных моря: Росса, Амундсена и Беллинсгаузена.
Окраины океана вместе с прилегающими частями материков входят в Тихоокеанский подвижный пояс («огненное кольцо»), для которого характерны мощные проявления современного вулканизма и сейсмики.
Острова центральной и юго-западной частей океана объединяют под общим названием Океания.
С огромными размерами Тихого океана связаны его своеобразные рекорды: он самый глубокий, самый теплый на поверхности, здесь образуются самые высокие ветровые волны, самые разрушительные тропические ураганы и цунами и т. д. Положение океана во всех широтах обусловливает исключительное разнообразие его природных условий и ресурсов.
Занимая около 1/3 поверхности нашей планеты и почти 1/2 площади , Тихий океан - это не только уникальный геофизический объект Земли, но и крупнейший регион многосторонней хозяйственной деятельности и разнообразных интересов человечества. С давних времен жители тихоокеанских берегов и островов осваивали биологические ресурсы прибрежных вод и совершали недалекие плавания. С течением времени в хозяйство начали вовлекаться и другие его ресурсы, их использование получило широкий промышленный размах. В наши дни Тихий океан играет очень важную роль в жизни многих стран и народов, что в немалой степени определяется его природными условиями, экономическими и политическими факторами.
Особенности экономико-географического положения Тихого океана
На севере обширные пространства Тихого океана через Берингов пролив соединены с Северным Ледовитым океаном.
Граница между ними проходит по условной линии: мыс Уникын (Чукотский полуостров) - бухта Шишмарева (полуостров Сьюард). На западе Тихий океан ограничен материком Азии, на юго-западе — берегами островов Суматра, Ява, Тимор, далее - восточным побережьем Австралии и условной линией, пересекающей Бассов пролив и следующей затем вдоль берегов острова Тасмания, а южнее по гряде подводных поднятий до мыса Олден на Земле Уилкса в . Восточными пределами океана служат берега Северной и Южной Америки, а южнее - условная линия от острова Огненная Земля до полуострова Антарктический на одноименном материке. На крайнем Юге воды Тихого океана омывают Антарктиду. В этих пределах он занимает площадь 179,7 млн. км 2 , включая окраинные моря.
Океан имеет сферическую форму, особенно хорошо выраженную в северной и восточной частях. Его наибольшая протяженность по широте (порядка 10 500 миль) отмечается по параллели 10° с.ш., а наибольшая длина (около 8500 миль) приходится на меридиан 170° з.д. Столь большие расстояния между северными и южными, западными и восточными берегами — существенная природная черта этого океана.
Береговая линия океана сильно изрезана на западе, на востоке берега гористы и слабо расчленены. На севере, западе и юге океана находятся крупные моря: Берингово, Охотское, Японское, Желтое, Восточно-Китайское, Южно-Китайское, Сулавеси, Яванское, Росса, Амундсена, Беллинсгаузена и др.
Рельеф дна Тихого океана сложный и неровный. В большей части переходной зоны шельфы не имеют значительного развития. Например, у американского побережья ширина шельфа не превышает нескольких десятков километров, но в Беринговом, Восточно-Китайском, Южно-Китайском морях она достигает 700-800 км. В целом шельфы занимают около 17% всей переходной зоны. Материковые склоны крутые, часто ступенчатые, расчленены подводными каньонами. Ложе океана занимает огромное пространство. Системой крупных поднятий, хребтов и отдельных гор, широких и сравнительно невысоких валов оно разделено на большие котловины: Северо-Восточную, Северо-Западную, Восточно-Марианскую, Западно-Каролинскую, Центральную, Южную и др. Наиболее значительное Восточно-Тихоокеанское поднятие входит в мировую систему срединноокеанических хребтов. Кроме него в океане распространены крупные хребты: Гавайский, Императорские горы, Каролинский, Шатского и др. Характерная особенность рельефа дна океана - это приуроченность наибольших глубин к его периферии, где располагаются глубоководные желоба, большинство из которых сосредоточено в западной части океана - от залива Аляска до Новой Зеландии.
Обширные пространства Тихого океана охватывают все природные пояса от северного субполярного до южного полярного, чем обусловлено многообразие его климатических условий. При этом наиболее значительная по площади часть пространства океана, расположенная между 40° с. ш. и 42° ю.ш., находится в пределах экваториального, тропического и субтропического поясов. Южная окраинная часть океана климатически более сурова, чем северная. Из-за охлаждающего влияния Азиатского материка и преобладания западно-восточного переноса для умеренных и субтропических широт западной части океана характерны тайфуны, особенно частые в июне-сентябре. Северо-западной части океана свойственны муссоны.
Исключительные размеры, своеобразные очертания, крупномасштабные атмосферные процессы во многом предопределяют особенности гидрологических условий Тихого океана. Поскольку довольно значительная часть его площади находится в экваториальных и тропических широтах, а связь с Северным Ледовитым океаном весьма ограниченна, поскольку воды на поверхности выше, чем в других океанах и равна 19’37°. Преобладание осадков над испарением и большой речной сток обусловливают более низкую, чем в других океанах, соленость поверхностных вод, среднее значение которой равно 34,58% о.
Температура и соленость на поверхности изменяются и по акватории, и по сезонам. Наиболее заметно по сезонам изменяется температура в западной части океана. Сезонные колебания солености повсеместно невелики. Вертикальные изменения температуры и солености наблюдаются главным образом в верхнем, 200-400-метровом, слое. На больших глубинах они незначительны.
Общая циркуляция в океане складывается из горизонтальных и вертикальных движений вод, которые в той или иной мере прослеживаются от поверхности до дна. Под воздействием крупномасштабной атмосферной циркуляции над океаном поверхностные течения образуют антициклональные круговороты в субтропических и тропических широтах и циклонические круговороты в северных умеренных и южных высоких широтах. Кольцеобразное движение поверхностных вод в северной части океана формируют Северное пассатное, Куросио, Северо-Тихоокеанское теплые течения, Калифорнийское, Курильское холодные и Аляскинское теплое. В систему круговых течений южных районов океана входят теплые Южнопассатные, Восточно-Австралийское, зональное Южно-Тихоокеанское и холодное Перуанское. Кольца течений северного и южного полушарий на протяжении года разделяют Межпассатное течение, проходящее к северу от экватора, в полосе между 2-4° и 8-12° с.ш. Скорости поверхностных течений различны в разных районах океана и изменяются по сезонам. Разные по механизму и интенсивности вертикальные движения вод развиты по всему океану. В поверхностных горизонтах происходит плотностное перемешивание, особенно значительное в районах льдообразования. В зонах схождения поверхностных течений поверхностные воды погружаются, а нижележащие воды поднимаются. Взаимодействие поверхностных течений и вертикальных движений вод - один из важнейших факторов формирования структуры вод и водных масс Тихого океана.
Кроме этих главных природных черт на хозяйственное освоение океана сильно влияют социальные и экономические условия, характеризуемые ЭГП Тихого океана. В отношении тяготеющих к океану пространств суши ЭГП имеет свои отличительные черты. Тихий океан и его моря омывают побережья трех континентов, на которых расположено более 30 прибрежных государств с общим населением около 2 млрд. человек, т.е. здесь проживает примерно половина человечества.
К Тихому океану выходят страны - Россия, Китай, Вьетнам, США, Канада, Япония, Австралия, Колумбия, Эквадор, Перу и др., В каждую из трех основных групп притихоокеанских государств входят страны и их районы с более или менее высоким уровнем развития экономики. Это сказывается на характере и возможностях использования океана.
Протяженность Тихоокеанского побережья России более чем втрое превышает длину береговой линии наших атлантических морей. Кроме того, в отличие от западных дальневосточные морские берега образуют сплошной фронт, что облегчает хозяйственное маневрирование на его отдельных участках. Однако Тихий океан значительно отдален от главных экономических центров и густозаселенных районов страны. Эта удаленность как бы уменьшается в результате развития промышленности и транспорта в восточных районах, но все же она существенно влияет на характер наших связей с этим океаном.
Почти все материковые государства и многие островные, исключая Японию, прилежащие к бассейну Тихого океана, обладают большими запасами разнообразных природных ресурсов, которые интенсивно разрабатываются. Следовательно, источники сырья размещены относительно равномерно по периферии Тихого океана, а центры его переработки и потребления находятся главным образом в северной части океана: в США, Японии, Канаде и в меньшей степени в Австралии. Равномерность распределения природных богатств по побережью океана и приуроченность их потребления к определенным очагам - характерная черта ЭГП Тихого океана.
Материки и частично острова на огромных пространствах отделяют естественными рубежами Тихий океан от других океанов. Лишь к югу от Австралии и Новой Зеландии тихоокеанские воды широким фронтом соединены с водами Индийского океана, а через Магелланов пролив и пролив Дрейка - с водами Атлантического. На севере Тихий океан Беринговым проливом соединен с Северным Ледовитым. В общем, Тихий океан, исключая его приантарктические районы, в сравнительно небольшой части соединяется с другими океанами. Пути, его сообщения с Индийским океаном проходят через австрало-азиатские моря и их проливы, а с Атлантическим - по Панамскому каналу и Магелланову проливу. Узость проливов морей Юго-Восточной Азии, ограниченная пропускная способность Панамского канала, удаленность от крупных мировых центров обширных пространств приантарктических вод снижают транспортные возможности Тихого океана. Это немаловажная черта его ЭГП по отношению к мировым морским путям.
История формирования и развития котловины
Домезозойский этап развития Мирового океана в значительной степени построен на предположениях, и многие вопросы его эволюции остаются неясными. Относительно Тихого океана имеется много косвенных данных, свидетельствующих о том, что палео-Тихий океан существовал с середины докембрия. Он омывал единственный материк Земли - Пангею-1. Считается, что прямым доказательством древности Тихого океана, несмотря на молодость его современной коры (160-180 млн. лет), служит наличие офиолитовых ассоциаций пород в складчатых системах, обнаруженных по всей континентальной периферии океана и имеющих возраст до позднекембрийского. Более или менее достоверно восстановлена история развития океана в мезозойское и кайнозойское время.
Мезозойский этап, по-видимому, сыграл большую роль в эволюции Тихого океана. Главное событие этапа - распад Пангеи-II. В поздней юре (160-140 млн. лет назад) происходило раскрытие молодых Индийского и Атлантического океанов. Разрастание их ложа (спрединг) компенсировалось за счет сокращения площади Тихого океана и постепенного закрытия Тетиса. Древняя океаническая кора Тихого океана погружалась в мантию (субдукция) в зонах Заварицкого-Бениофа, которые окаймляли океан, как и в настоящее время, почти непрерывной полосой. На этом этапе развития Тихого океана происходила перестройка его древних срединно-океанических хребтов.
Образование в позднем мезозое складчатых сооружений северо-востока Азии и Аляски отделило Тихий океан от Северного Ледовитого. На востоке развитие Андийского пояса поглотило островные дуги.
Кайнозойский этап
Тихий океан продолжал сокращаться из-за надвигания на него материков. В результате непрерывного движения Америки на запад и поглощения ложа океана система его срединных хребтов оказалась значительно смещенной к востоку и юго-востоку и даже частично погруженной под континент Северной Америки в районе Калифорнийского залива. Образовались также окраинные моря северо-западной акватории, приобрели современный вид островные дуги этой части океана. На севере при образовании Алеуте кой островной дуги отчленилось Берингово море, раскрылся Берингов пролив, в Тихий океан стали поступать холодные воды Северного Ледовитого. У берегов Антарктиды оформились котловины морей Росса, Беллинсгаузена и Амундсена. Произошло крупное раздробление суши, соединявшей Азию и Австралию, с образованием многочисленных островов и морей Малайского архипелага. Приобрели современный вид окраинные моря и острова переходной зоны к востоку от Австралии. 40-30 млн. лет назад образовался перешеек между обеими Америками, и связь Тихого океана и Атлантического океана в Карибском районе была окончательно прервана.
За последние 1-2 млн. лет размеры Тихого океана сократились очень незначительно.
Основные черты рельефа дна
Как и в других океанах, в Тихом четко выделяются все основные планетарные морфоструктурные зоны: подводные окраины материков, переходные зоны, ложе океана и срединно-океанические хребты. Но общий план рельефа дна, соотношение площадей и расположение указанных зон, несмотря на определенное сходство с другими частями Мирового океана, отличаются большим своеобразием.
Подводные окраины материков занимают около 10% площади Тихого океана, что значительно меньше в сравнении с другими океанами. На материковую отмель (шельф) приходится 5,4%.
Наибольшего развития шельф, как и вся подводная окраина материков, достигает в западном (азиатско-австралийском) приматериковом секторе, в окраинных морях - Беринговом, Охотском, Желтом, Восточно-Китайском, Южно-Китайском, морях Малайского архипелага, а также к северу и востоку от Австралии. Шельф широк в северной части Берингова моря, где есть затопленные речные долины и следы реликтовой ледниковой деятельности. В Охотском море развит погруженный шельф (1000-1500 м глубиной).
Материковый склон - также широкий, с признаками сбросово-глыбового расчленения, прорезан крупными подводными каньонами. Материковое подножие представляет собой узкий шлейф накопления продуктов выноса мутьевых потоков и оползневых масс.
К северу от Австралии располагается обширная материковая отмель с повсеместным развитием коралловых рифов. В западной части Кораллового моря находится уникальное сооружение Земли - Большой Барьерный риф. Это прерывистая полоса коралловых рифов и островов, мелководных заливов и проливов, простирающаяся в меридиональном направлении почти на 2500 км, в северной части ширина - около 2 км, в южной - до 150 км. Общая площадь - более 200 тыс. км 2 . В основании рифа лежит мощная толща (до 1000-1200 м) мертвого кораллового известняка, накопившегося в условиях медленного погружения земной коры в этом районе. На запад Большой Барьерный риф спускается полого и отделен от материка обширной мелководной лагуной - проливом шириной до 200 км и глубинами не более 50 м. На востоке риф почти отвесной стеной обрывается к материковому склону.
Своеобразную структуру представляет собой подводная окраина Новой Зеландии Новозеландское плато состоит из двух плосковершинных поднятий: Кэмпбелл и Чатем разделенных впадиной. Подводное плато в 10 раз превышает площадь самих островов. Это огромный блок земной коры материкового типа, площадью около 4 млн. км 2 , не связанный с каким-либо из ближайших Материков. Практически со всех сторон плато ограничено материковым склоном, переходящим в подножие. Эта своеобразная структура, получившая название Новозеландского микроконтинента, существует, по крайней мере, с палеозоя.
Подводная окраина Северной Америки представлена узкой, полосой выровненного шельфа. Материковый склон сильно изрезан многочисленными подводными каньонами.
Своеобразна область подводной окраины, расположенная к западу от Калифорнии и получившая название Калифорнийского бордерленда. Рельеф дна здесь крупноглыбовый, характеризующийся сочетанием подводных возвышенностей - горстов и впадин - грабенов, глубины которых достигают 2500 м. Характер рельефа бордерленда схож с рельефом района прилегающей суши. Считается, что это сильно раздробленная и погруженная на разные глубины часть материковой отмели.
Подводная окраина Центральной и Южной Америки отличается очень узким шельфом шириной всего несколько километров. На большом протяжении роль материкового склона здесь выполняет приконтинентальный борт глубоководных желобов. Материковое подножие практически не выражено.
Значительная часть материковой отмели Антарктиды перекрыта шельфовыми ледниками. Материковый склон здесь выделяется большой шириной и расчлененностью подводными каньонами. Переход к ложу океана характеризуется слабыми проявлениями сейсмичности и современного вулканизма.
Переходные зоны
Эти морфоструктуры в пределах Тихого океана занимают 13,5% его площади. Они исключительно разнообразны по своему строению и выражены наиболее полно по сравнению с другими океанами. Это закономерное сочетание котловин окраинных морей, островных дуг и глубоководных желобов.
В Западно-Тихоокеанском (Азиатско-Австралийском) секторе обычно выделяют целый ряд переходных областей, сменяющих одна другую в основном в субмеридиональном направлении. Каждая из них отличается своим строением, и возможно, они находятся на разных стадиях развития. Сложно построена Индонезийско-Филиппинская область, включающая Южно-Китайское море, моря и островные дуги Малайского архипелага и глубоководные желоба, которые здесь располагаются в несколько рядов. К северо-востоку и востоку от Новой Гвинеи и Австралии находится также сложная Меланезийская область, в которой островные дуги, котловины и желоба расположены в несколько эшелонов. К северу от Соломоновых о-вов есть узкая впадина с глубинами до 4000 м, на восточном продолжении которой расположен желоб Витязя (6150 м). О.К. Леонтьев выделил эту область в особый тип переходной зоны - витязевский. Особенностью этой области является наличие глубоководного желоба, но отсутствие вдоль него островной дуги.
В переходной зоне Американского сектора отсутствуют окраинные моря, нет островных дуг и имеются лишь глубоководные желоба Центральноамериканский (6662 м), Перуанский (6601 м) и Чилийский (8180 м). Островные дуги в этой зоне замещены молодыми складчатыми горами Центральной и Южной Америки, где и сосредоточен активный вулканизм. В желобах же отмечается очень высокая плотность эпицентров землетрясений силой до 7-9 баллов.
Переходные зоны Тихого океана являются районами самого значительного на Земле вертикального расчленения земной коры: превышение Марианских о-вов над днищем одноименного желоба составляет 11 500 м, а Южно-Американских Анд над Перуанско-Чилийским желобом - 14 750 м.
Срединно-океанические хребты (поднятия). Они занимают 11% площади Тихого океана и представлены Южно-Тихоокеанским и Восточно-Тихоокеанским поднятиями. Срединно-океанические хребты Тихого океана по своему строению и расположению отличаются от аналогичных структур Атлантического и Индийского океанов. Они не занимают срединного положения и значительно сдвинуты к востоку и юго-востоку. Такую асимметрию современной оси спрединга в Тихом океане часто объясняют тем, что он находится в стадии постепенно закрывающейся океанической впадины, когда рифтовая ось смещается к одному ее краю.
Строение срединно-океанических поднятий Тихого океана также имеет свои особенности. Эти структуры характеризуются сводообразным профилем, значительной шириной (до 2000 км), прерывистой полосой осевых рифтовых долин при широком участии в формировании рельефа зон поперечных разломов. Субпараллельными трансформными разломами Восточно-Тихоокеанское поднятие рассечено на отдельные блоки, сдвинутые по отношению друг к другу. Все поднятие состоит из серии пологих куполов, при этом центр спрединга приурочен к средней части купола, примерно на равных расстояниях от ограничивающих его с севера и юга разломов. Каждый из этих куполов рассечен также кулисообразно расположенными короткими разломами. Поперечные крупные разломы секут Восточно-Тихоокеанское поднятие через каждые 200-300 км. Протяженность многих трансформных разломов превышает 1500-2000 км. Часто они не только пересекают фланговые зоны поднятия, но и выходят далеко на ложе океана. Среди крупнейших структур такого типа - Мендосино, Меррей, Кларион, Клипертон, Галапагосский, Пасхи, Элтанин и др. Большая плотность земной коры под гребнем, высокие значения теплового потока, сейсмичность, вулканизм и ряд других проявляются весьма ярко, несмотря на то, что рифтовая система осевой зоны срединно-океанических поднятий Тихого океана выражена слабее, чем в Срединно-Атлантическом и других хребтах этого типа.
Севернее экватора Восточно-Тихоокеанское поднятие суживается. Здесь четко выражена рифтовая зона. В районе Калифорнии эта структура вторгается на материк Северной Америки. С этим связывают откол Калифорнийского п-ова, образование крупного активного разлома Сан-Андреас и ряда других разломов и депрессий в пределах Кордильер. С этим же, вероятно, связано и образование Калифорнийского бордерленда.
Абсолютные отметки рельефа дна в осевой части Восточно-Тихоокеанского поднятия повсеместно около 2500-3000 м, но на отдельных возвышенностях они уменьшаются до 1000-1500 м. Подножие склонов отчетливо трассируется по изобате 4000 м, а глубины дна в обрамляющих котловинах достигают 5000-6000 м. На наиболее высоких участках поднятия находятся о. Пасхи и Галапагосские о-ва. Таким образом, амплитуда воздымания над окружающими котловинами в целом весьма велика.
Южно-Тихоокеанское поднятие, отделенное от Восточно-Тихоокеанского разломом Элтанин, очень схоже с ним по своему строению. Протяженность Восточного поднятия - 7600 км, Южного - 4100 км.
Ложе океана
Оно занимает 65,5% общей площади Тихого океана. Срединно-океанические поднятия делят его на две части, различающиеся не только своими размерами, но и особенностями рельефа дна. Восточная (точнее, юго-восточная) часть, занимающая 1/5 часть ложа океана, более мелководна и менее сложно построена в сравнении с обширной западной частью.
Большая доля восточного сектора занята морфоструктурами, имеющими непосредственную связь с Восточно-Тихоокеанским поднятием. Здесь находятся его боковые ответвления - Галапагосское и Чилийское поднятия. Крупные глыбовые хребты Теуантепек, Кокосовый, Карнеги, Носка, Сала-и-Гомес приурочены к зонам трансформных разломов, секущих Восточно-Тихоокеанское поднятие. Подводные хребты делят восточную часть океанского ложа на ряд котловин: Гватемальскую (4199 м), Панамскую (4233 м), Перуанскую (5660 м), Чилийскую (5021 м). В крайней юго-восточной части океана расположена котловина Беллинсгаузена (6063 м).
Обширная западная часть ложа Тихого океана характеризуется значительной сложностью строения и разнообразием форм рельефа. Здесь расположены практически все морфологические типы подводных поднятий ложа: сводовые валы, глыбовые горы, вулканические хребты, окраинные поднятия, отдельные горы (гайоты).
Сводовые поднятия дна представляют собой широкие (несколько сотен километров) линейно ориентированные вздутия базальтовой коры с превышением над прилегающими котловинами от 1,5 до 4 км. Каждое из них - как бы гигантский вал, рассеченный разломами на ряд блоков. Обычно к центральным сводовым, а иногда к фланговым зонам этих поднятий приурочены и целые вулканические хребты. Так, наиболее крупный Гавайский вал осложнен вулканическим хребтом, часть вулканов - действующие. Надводные вершины хребта образуют Гавайские о-ва. Самый большой - о. Гавайи представляет собой вулканический массив из нескольких слившихся щитовых базальтовых вулканов. Крупнейший из них - Мауна-Кеа (4210 м) делает Гавайи самым высоким из океанических островов Мирового океана. В северо-западном направлении размер и высота островов архипелага уменьшаются. Большая часть островов - вулканические, 1/3 - коралловые.
Наиболее значительные валы и хребты западной и центральной частей Тихого океана имеют общую закономерность: они образуют систему дугообразных, субпараллельных в плане поднятий.
Самую северную дугу образует Гавайский хребет. Южнее расположена следующая, самая крупная по протяженности (примерно 11 тыс. км), начинающаяся горами Картографов, которые затем переходят в горы Маркус-Неккер (Мидпасифик), сменяющиеся подводным хребтом о-вов Лайн и далее переходящие в основание о-вов Туамоту. Подводное продолжение этой возвышенности прослеживается далее на восток вплоть до Восточно-Тихоокеанского поднятия, где в месте их пересечения располагается о. Пасхи. Третья горная дуга начинается у северной части Марианского желоба горами Магеллана, которые переходят в подводное основание Маршалловых о-вов, о-вов Гилберта, Тувалу, Самоа. Вероятно, гряда южных о-вов Кука и Тубу а и продолжает эту горную систему. Четвертая дуга начинается поднятием Северных Каролинских о-вов, переходящих в подводный вал Капингамаранги. Последняя (самая южная) дуга состоит также из двух звеньев - Южных Каролинских о-вов и подводного вала Эауриапик. Большинство упомянутых островов, которые маркируют на поверхности океана сводовые подводные валы, - коралловые, за исключением вулканических островов восточной части Гавайского хребта, о-вов Самоа и др. Существует представление (Г. Менард, 1966), что многие подводные поднятия центральной части Тихого океана - реликты существовавшего здесь в меловом периоде срединно-океанического хребта (названного поднятием Дарвина), который в палеогене подвергся сильнейшему тектоническому разрушению. Это поднятие простиралось от гор Картографов до о-вов Туамоту.
Глыбовым хребтам часто сопутствуют разломы, не связанные со срединно-океаническими поднятиями. В северной части океана они приурочены к субмеридиональным зонам разломов к югу от Алеутского желоба, вдоль которого располагается Северо-Западный хребет (Императорский). Глыбовые хребты сопровождают крупную зону разломов в котловине Филиппинского моря. Системы разломов и глыбовых хребтов выявлены во многих котловинах Тихого океана.
Различные поднятия ложа Тихого океана вместе со срединно-океаническими хребтами образуют своеобразный орографический каркас дна и отделяют друг от друга океанические котловины.
Крупнейшими в западно-центральной части океана являются котловины: Северо-Западная (6671 м), Северо-Восточная (7168 м), Филиппинская (7759 м), Восточно-Марианская (6440 м), Центральная (6478 м), Западно-Каролинская (5798 м), Восточно-Каролинская (6920 м), Меланезийская (5340 м), Южно-Фиджийская (5545 м), Южная (6600 м) и др. Днища котловин Тихого океана отличаются малой мощностью донных отложений, в связи с чем плоские абиссальные равнины распространены очень ограниченно (котловина Беллинсгаузена в связи с обильным поступлением терригенного осадочного материала, выносимого с Антарктического материка айсбергами, Северо-Восточная котловина и ряд других районов). Снос материала в другие котловины «перехватывается» глубоководными желобами, и поэтому в них преобладает рельеф холмистых абиссальных равнин.
Для ложа Тихого океана характерны отдельно расположенные гайоты - подводные горы с плоскими вершинами, на глубинах 2000-2500 м. На многих из них возникли коралловые постройки и образовались атоллы. Гайоты, как и большая мощность мертвых коралловых известняков на атоллах, свидетельствуют о значительных погружениях земной коры в пределах ложа Тихого океана в течение кайнозоя.
Тихий океан - единственный, ложе которого почти полностью находится в пределах океанических литосферных плит (Тихоокеанской и малых - Наска, Кокос) с поверхностью на глубине в среднем 5500 м.
Донные осадки
Донные отложения Тихого океана исключительно разнообразны. В окраинных частях океана на материковом шельфе и склоне, в краевых морях и глубоководных желобах, а местами и на океанском ложе развиты терригенные осадки. Они покрывают более 10% площади дна Тихого океана. Терригенные айсберговые отложения образуют полосу у Антарктиды шириной от 200 до 1000 км, достигая 60° ю. ш.
Среди биогенных осадков наибольшие площади в Тихом океане, как и во всех других, занимают карбонатные (около 38%), в основном фораминиферовые отложения.
Фораминиферовые илы распространены главным образом к югу от экватора до 60° ю. ш. В Северном полушарии их развитие ограничивается вершинными поверхностями хребтов и прочих поднятий, где в составе этих илов преобладают донные фораминиферы. Птероподовые отложения распространены в Коралловом море. Коралловые осадки располагаются на шельфах и материковых склонах в пределах экваториально-тропического пояса юго-западной части океана и занимают менее 1% площади дна океана. Ракушечные, состоящие в основном из раковин двустворчатых и их обломков, встречаются на всех шельфах, кроме антарктического. Биогенные кремнистые осадки покрывают более 10% площади дна Тихого океана, а вместе с кремнисто-карбонатными - около 17%. Они образуют три основных пояса кремненакопления: северный и южный кремнистых диатомовых илов (в высоких широтах) и экваториальный пояс кремнистых радиоляриевых осадков. В районах современного и четвертичного вулканизма наблюдаются пирокластические вулканогенные осадки. Важная отличительная особенность донных отложений Тихого океана - широкое распространение глубоководных красных глин (более 35% площади дна), что объясняется большими глубинами океана: красные глины развиты только на глубинах более 4500-5000 м.
Минеральные ресурсы дна
В Тихом океане находятся самые значительные площади распространения железомарганцевых конкреций - более 16 млн. км 2 . В отдельных районах содержание конкреций достигает 79 кг на 1 м 2 (в среднем 7,3-7,8 кг/м 2). Специалисты предрекают этим рудам блестящее будущее, утверждая, что массовая их добыча может быть в 5-10 раз дешевле получения подобных руд на суше.
Общие запасы железомарганцевых конкреций на дне Тихого океана оцениваются в 17 тыс. млрд. тонн. Опытно-промышленную разработку конкреций ведут США и Япония.
Из других полезных ископаемых в форме конкреций выделяются фосфоритовые и баритовые.
Промышленные запасы фосфоритов найдены близ Калифорнийского побережья, в шельфовых частях Японской островной дуги, у берегов Перу и Чили, вблизи Новой Зеландии, в Калифорнии. Фосфориты добывают с глубин 80-350 м. Велики запасы этого сырья в открытой части Тихого океана в пределах подводных поднятий. Баритовые конкреции обнаружены в Японском море.
Важное значение в настоящее время имеют россыпные месторождения металлоносных минералов: рутила (титановая руда), циркона (циркониевая руда), монацита (ториевая руда) и др.
Ведущее место в их добыче занимает Австралия, вдоль ее восточного побережья россыпи тянутся на 1,5 тыс. км. Прибрежно-морские россыпи касситеритового концентрата (оловянная руда) располагаются на тихоокеанском побережье материковой и островной Юго-Восточной Азии. Значительны россыпи касситерита у берегов Австралии.
Титаномагнетитовые и магнетитовые россыпи разрабатываются у о. Хонсю в Японии, в Индонезии, на Филиппинах, в США (вблизи Аляски), в России (у о. Итуруп). Золотоносные пески известны у западного побережья Северной Америки (Аляска, Калифорния) и Южной Америки (Чили). Платиновые пески добывают у берегов Аляски.
В восточной части Тихого океана вблизи Галапагосских о-вов в Калифорнийском заливе и в других местах в рифтовых зонах выявлены рудообразующие гидротермы («черные курильщики»)- выходы горячих (до 300-400°С) ювенильных вод с большим содержанием соединений различных . Здесь идет образование месторождений полиметаллических руд.
Среди нерудного сырья, расположенного в шельфовой зоне, представляют интерес глауконит, пирит, доломит, строительные материалы - гравий, песок, глины, известняк-ракушечник и др. Наибольшее значение имеют морские месторождения , газа и каменного угля.
Нефтегазопроявления обнаружены во многих районах шельфовой зоны как в западной, так и в восточной частях Тихого океана. Добычу нефти и газа ведут США, Япония, Индонезия, Перу, Чили, Бруней, Папуа, Австралия, Новая Зеландия, Россия (в районе о. Сахалин). Перспективно освоение нефтегазовых ресурсов шельфа Китая. Перспективными для России считают Берингово, Охотское и Японское моря.
В некоторых районах шельфа Тихого океана залегают угленосные пласты. Добыча каменного угля из недр морского дна составляет в Японии 40% от общей. В меньших масштабах уголь добывают морским способом Австралия, Новая Зеландия, Чили и некоторые другие страны.
Магеллан открыл Тихий океан осенью 1520 года и назвал океан Тихим океаном, «потому что, - как сообщает один из участников, за время перехода от Огненной Земли до Филиппинских островов, более трёх меяцев - мы ни разу не испытали ни малейшей бури». По количеству (около 10 тыс.) и общей площади островов (около 3,6 млн км²) Тихий океан занимает среди океанов первое место. В северной части - Алеутские; в западной - Курильские, Сахалин, Японские, Филиппинские, Большие и Малые Зондские, Новая Гвинея, Новая Зеландия, Тасмания; в центральной и южной - многочисленные мелкие острова. Рельеф дна разнообразен. На востоке - Восточно-Тихоокеанское поднятие, в центральной части много котловин (Северо-Восточная, Северо-Западная, Центральная, Восточная, Южная и др.), глубоководные желоба: на севере - Алеутский, Курило-Камчатский, Идзу-Бонинский; на западе - Марианский (с максимальной глубиной Мирового океана - 11 022 м), Филиппинский и др.; на востоке - Центрально-Американский, Перуанский и др.
Основные поверхностные течения: в северной части Тихого океана - тёплые Куросио, Северо-Тихоокеанское и Аляскинское и холодные Калифорнийское и Курильское; в южной части - тёплые Южно-Пассатное и Восточно-Австралийское и холодные Западных Ветров и Перуанское. Температура воды на поверхности у экватора от 26 до 29 °C, в приполярных областях до −0,5°C. Солёность 30-36,5 ‰. На Тихий океан приходится около половины мирового улова рыбы (минтай, сельдь, лосось, треска, морской окунь и др.). Добыча крабов, креветок, устриц.
Через Тихий океан пролегают важные морские и воздушные коммуникации между странами тихоокеанского бассейна и транзитные пути между странами Атлантического и Индийского океанов. Крупные порты: Владивосток, Находка (Россия), Шанхай (Китай), Сингапур (Сингапур), Сидней (Австралия), Ванкувер (Канада), Лос-Анджелес, Лонг-Бич (США), Уаско (Чили). Через Тихий океан по 180 меридиану проходит линия перемены дат.
Растительная жизнь (кроме бактерий и низших грибов) сосредоточена в верхнем 200-м слое, в так называемой эвфотической зоне. Животные и бактерии населяют всю толщу вод и дно океана. Наиболее обильно развивается жизнь в зоне шельфа и особенно у самого побережья на малых глубинах, где в умеренных поясах океана разнообразно представлены флора бурых водорослей и богатая фауна моллюсков, червей, ракообразных, иглокожих и др. организмов. В тропических широтах для мелководной зоны характерно повсеместное и сильное развитие коралловых рифов, у самого берега - мангровых зарослей. С продвижением из холодных зон в тропические количество видов резко возрастает, а плотность их распределения падает. В Беринговом проливе известно около 50 видов прибрежных водорослей - макрофитов, у Японских островов - свыше 200, в водах Малайского архипелага - свыше 800. В советских дальневосточных морях известных видов животных - около 4000, а в водах Малайского архипелага - не менее 40-50 тысяч. В холодных и умеренных поясах океана при сравнительно небольшом числе видов растений и животных за счёт массового развития некоторых видов общая биомасса сильно возрастает, в тропических поясах отдельные формы не получают столь резкого преобладания, хотя число видов очень велико.
При удалении от побережий к центральным частям океана и с увеличением глубины жизнь становится менее разнообразной и менее обильной. В целом фауна Т. о. включает около 100 тысяч видов, но из них лишь 4-5% встречается глубже 2000 м. На глубинах более 5000 м известно около 800 видов животных, более 6000 м - около 500, глубже 7000 м - несколько более 200, а глубже 10 тысяч м - лишь около 20 видов.
Среди прибрежных водорослей - макрофитов - в умеренных поясах особенно выделяются обилием фукусовые и ламинариевые. В тропических широтах их сменяют бурые водоросли - саргассы, зелёные - каулерпа и галимеда и ряд красных водорослей. Поверхностная зона пелагиали характеризуется массовым развитием одноклеточных водорослей (фитопланктон), главным образом диатомовых, перидиниевых и кокколитофорид. В зоопланктоне наибольшее значение имеют различные ракообразные и их личинки, главным образом копеподы (не менее 1000 видов) и эвфаузиды; значительна примесь радиолярий (несколько сотен видов), кишечнополостных (сифонофоры, медузы, гребневики), икры и личинок рыб и донных беспозвоночных. В Т. о. можно различить, помимо литоральной и сублиторальной зон, переходную зону (до 500-1000 м), батиаль, абиссаль и ультраабиссаль, или зону глубоководных желобов (от 6-7 до 11 тысяч м).
Планктонные и донные животные служат обильным кормом для рыб и морских млекопитающих (нектон). Фауна рыб исключительно богата, включает не менее 2000 видов в тропических широтах и около 800 в советских дальневосточных морях, где имеются, кроме того, 35 видов морских млекопитающих. Наибольшее промысловое значение имеют: из рыб - анчоусы, дальневосточные лососи, сельдь, скумбрия, сардина, сайра, морские окуни, тунцы, камбалы, треска и минтай; из млекопитающих - кашалот, несколько видов полосатиков, морской котик, калан, морж, сивуч; из беспозвоночных - крабы (в том числе камчатский), креветки, устрицы, морской гребешок, головоногие моллюски и многое др.; из растений - ламинария (морская капуста), агаронос-анфельция, морская трава зостера и филлоспадикс. Многие представители фауны Тихого океана - эндемики (пелагический головоногий моллюск наутилус, большинство тихоокеанских лососей, сайра, терпуговые рыбы, северный морской котик, сивуч, калан и многое др.).
Большая протяжённость Тихого океана с Севера на Юг определяет разнообразие его климатов - от экваториального до субарктического на Севере и антарктического на Юге Большая часть поверхности океана, приблизительно между 40° северной широты и 42° южной широты, располагается в поясах экваториального, тропического и субтропического климатов. Циркуляция атмосферы над Тихим океаном определяется основными областями атмосферного давления: Алеутским минимумом, Северотихоокеанским, Южно-Тихоокеанским и Антарктическим максимумами. Указанные центры действия атмосферы в их взаимодействии обусловливают большое постоянство северо-восточных на Севере и юго-восточных на Юге ветров умеренной силы - пассатов - в тропических и субтропических частях Тихого океана и сильных западных ветров в умеренных широтах. Особенно сильные ветры наблюдаются в южных умеренных широтах, где повторяемость штормов составляет 25-35%, в северных умеренных широтах зимой - 30%, летом - 5%. На Западе тропической зоны с июня по ноябрь часты тропические ураганы - тайфуны. Для северо-западной части Тихого океана характерна муссонная циркуляция атмосферы. Средняя температура воздуха в феврале убывает от 26-27 °С у экватора до –20 °С в Беринговом проливе и –10 °С у берегов Антарктиды. В августе средняя температура изменяется от 26-28 °С у экватора до 6-8 °С в Беринговом проливе и до –25 °С у берегов Антарктиды. На всём пространстве Тихого океана, расположенном севернее 40° южной широты, наблюдаются существенные различия в температуре воздуха между восточной и западной частями океана, вызванные соответствующим господством тёплых или холодных течений и характером ветров. В тропических и субтропических широтах температура воздуха на Востоке на 4-8 °С ниже, чем на Западе В северных умеренных широтах наоборот: на В. температура на 8-12 °С выше, чем на Западе. Средняя годовая облачность в областях низкого давления атмосферы составляет 60-90%. высокого давления - 10-30%. Среднее годовое количество осадков у экватора более 3000 мм, в умеренных широтах - 1000 мм на Западе. и 2000-3000 мм на В. Наименьшее количество осадков (100-200 мм)выпадает на восточных окраинах субтропических областей высокого давления атмосферы; в западных частях количество осадков увеличивается до 1500-2000 мм. Туманы характерны для умеренных широт, особенно часты они в районе Курильских островов.
Под влиянием развивающейся над Тихим океаном циркуляции атмосферы поверхностные течения образуют антициклональные круговороты в субтропических и тропических широтах и циклональные круговороты в северных умеренных и южных высоких широтах. В северной части океана циркуляция складывается тёплыми течениями: Северным Пассатным - Куросио и Северотихоокеанским и холодным Калифорнийским течением. В северных умеренных широтах на Западе господствует холодное Курильское течение, на Востоке - тёплое Аляскинское течение. В южной части океана антициклональная циркуляция складывается тёплыми течениями: Южным Пассатным, Восточно-Австралийским, зональным Южно-Тихоокеанским и холодным Перуанским. Севернее экватора, между 2-4° и 8-12° северной широты, северные и южные циркуляции в течение года разделяются Межпассатным (Экваториальным) противотечением.
Средняя температура поверхностных вод Тихого океана (19,37 °С) на 2 °С выше температуры вод Атлантического и Индийского океанов, что является результатом относительно больших размеров той части площади Тихого океана, которая расположена в хорошо прогреваемых широтах (свыше 20 ккал/см2в год), и ограниченности связи с Северным Ледовитым океаном. Средняя температура воды в феврале меняется от 26-28 °С у экватора до -0,5, -1 °С севернее 58° северной широты, у Курильских островов и южнее 67° южной широты. В августе температура равна 25-29 °С у экватора, 5-8 °С в Беринговом проливе и -0,5, -1 °С южнее 60-62° южной широты. Между 40° южной широты и 40° северной широты температура в восточной части Т. о. на 3-5 °С ниже, чем в западной части. Севернее 40° северной широты - наоборот: на Востоке температура на 4-7 °С выше, чем на Западе Южнее 40° южной широты, где преобладает зональный перенос поверхностных вод, разницы между температурами воды на Востоке и на Западе нет. В Тихом океане кол-во осадков больше, чем испаряющейся воды. С учётом речного стока сюда ежегодно поступает свыше 30 тысяч км3 пресной воды. Поэтому солёность поверхностных вод Т. о. ниже, чем в других океанах (средняя солёность равна 34,58‰). Наиболее низкая солёность (30,0-31,0‰ и менее) отмечается на Западе и Востоке северных умеренных широт и в прибрежных районах восточной части океана, наибольшая (35,5‰ и 36,5‰) - соответственно в северных и южных субтропических широтах. У экватора солёность воды уменьшается от 34,5‰ и менее, в высоких широтах - до 32,0‰ и менее на Севере, до 33,5‰ и менее на Юге.
Плотность воды на поверхности Тихого океана довольно равномерно увеличивается от экватора к высоким широтам в соответствии с общим характером распределения температуры и солёности: у экватора 1.0215-1.0225г/см3, на Севере - 1.0265 г/см3 и более, на Юге - 1.0275 г/см3 и более. Цвет воды в субтропических и тропических широтах синий, прозрачность в отдельных местах более 50 м. В северных умеренных широтах преобладает тёмно-голубой цвет воды, у берегов - зеленоватый, прозрачность 15-25 м. В антарктических широтах цвет воды зеленоватый, прозрачность до 25 м.
Приливы в северной части Тихого океана преобладают неправильные полусуточные (высота до 5,4 м в заливе Аляска) и полусуточные (до 12,9 м в Пенжинской губе Охотского моря). У Соломоновых островов и у части берега Новой Гвинеи приливы суточные, величиной до 2,5 м. Наиболее сильное ветровое волнение отмечается между 40 и 60° южной широты, в широтах господства западных штормовых ветров ("ревущие сороковые"), в Северном полушарии - севернее 40° северной широты. Максимальная высота ветровых волн в Тихом океане 15 м и более, длина свыше 300 м. Характерны волны цунами, особенно часто отмечаемые в северной, юго-западной и юго-восточной частях Тихого океана.
Лёд в северной части Тихого океана образуется в морях с суровыми зимними климатическими условиями (Берингово, Охотское, Японское, Жёлтое) и в заливах у берегов острова Хоккайдо, полуостровов Камчатка и Аляска. Зимой и весной льды выносятся Курильским течением в крайнюю северо-западную часть Тихого океана.В заливе Аляска встречаются небольшие айсберги. В южной части Тихого океана льды и айсберги образуются у берегов Антарктиды и течениями и ветрами выносятся в открытый океан. Северная граница плавучих льдов зимой проходит у 61-64° южной широты, летом смещается к 70° южной широты, айсберги в конце лета выносятся до 46-48° южной широты Айсберги образуются главным образом в море Росса.
Важнейшими географическими следствиями являются смена дня и ночи, отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса) и возможность построения системы географических координат. Смена дня и ночи обусловлена вращением Земли в параллельных лучах Солнца, при этом всегда половина земного шара освещена (день), другая не освещена (ночь). Смена дня и ночи обуславливает суточный ритм многих процессов и явлений на Земле.
Благодаря силе Кориолиса все движущиеся тела (воздух, вода, ракеты, снаряды и др.) в северном полушарии отклоняются вправо, в южном – влево. Поэтому правые берега рек, склоны речных долин в северном полушарии преимущественно крутые, обрывистые. Действие силы Кориолиса сказывается на направлении океанических течений (Гольфстрима, Куросио) и ветров (западные ветры умеренных широт, пассаты).
На поверхности Земли есть две замечательные точки, не участвующие во вращении планеты – северный и южный полюсы, опираясь на которые оказалось возможным построить стройную единую систему географических координат : сеть меридианов и параллелей.
Из-за неравномерного движения Земли на орбите солнечные сутки нельзя использовать для измерения точного времени. В практике пользуются средним солнечным временем . Его определяют по среднему Солнцу – воображаемой точке, которая равномерно проходит по небесному экватору свой путь за год. Средние солнечные сутки равны 24 средним солнечным часам, которые делятся на минуты и секунды. За начало средних солнечных суток принимают момент нижней кульминации среднего Солнца, т.е. полночь.
Времена суток – утро, день, ночь, вечер на разных меридианах начинаются в разное время, но на одном меридиане – одновременно. Новые сутки начинаются на 180 долготы, которая называется линией перемены дат . Каждый меридиан имеет свое местное время , и чем восточнее он расположен, тем раньше на нем начинаются сутки. На меридианах, отстоящих друг от друга на 15 местное время отличается на 1 час, а между соседними, отстоящими друг от друга на 1 - на 4 мин.
Согласованная деятельность людей требует согласованного счета времени, и еще в XIX веке введено поясное время . Земная поверхность разделена на 24 часовых пояса, каждый из которых включает 15 долготы. В каждом часовом поясе счет ведется по местному времени его среднего меридиана, которое одновременно называют поясным временем. В 1930 г. декретом правительства СССР в целях более рационального использования светового дня стрелки часов были переведены на 1 час вперед (декретное время ). На летние месяцы во многих странах вводится летнее время , когда стрелки часов переводятся на 1 час вперед.
Для астрономических работ целесообразно пользоваться всемирным (мировым) временем (гринвичского меридиана).
Притяжение Земли другими телами Солнечной системы вызывает во всем теле планеты упругие деформации (в атмосфере, гидросфере, литосфере). Наибольшее влияние оказывает Луна (в 2,17 раз больше, чем Солнце) и Солнце. Если приливообразующие силы, вызываемые Луной и Солнцем складываются, что бывает в момент сизигии (полнолуние, новолуние), то высота приливов наибольшая: в открытом океане до 77 см, у берегов высота возрастает. Максимальна высота прилива в заливе Фанди, до 18 м. В момент квадратуры (первая и последняя четверть Луны) высота приливов невысока, т. к. в этом случае из приливообразующей силы, создаваемой Луной, вычитается сила, вызываемая Солнцем.
Земные приливы порождают приливное трение. Благодаря большой скорости вращения Земли, приливные выступы смещены относительной прямой, соединяющей центры Земли и Луны, при этом ближайший к Луне выступ (избыток массы) замедляет скорость вращения Земли, а дальний ускоряет ее. Поскольку тормозящее влияние сильнее, то в целом скорость вращения Земли замедляется. Сутки в догеологическую стадию Земли (4,5 млрд. лет назад) были равны 2 часам, 500 млн. лет назад – 20 часам. Замедление составляет 0,001 сек. за 100 лет.
Савцова Т.М. Общее землеведение, М.,2003, стр. 50-54
Мильков Ф.Н. «Общее землеведение», М., 1990, стр. 62-64
Любушкина С.Г Общее землеведение, М.,2004, стр. 22-25
Наша планета постоянно находится в движении:
- вращение вокруг собственной оси, движение вокруг Солнца;
- вращение вместе с Солнцем вокруг центра нашей галактики;
- движение относительно центра Местной группы галактик и другие.
Движение Земли вокруг собственной оси
Вращение Земли вокруг оси (рис. 1). За земную ось принимают воображаемую линию, вокруг которой вращается . Эта ось отклонена на 23°27" от перпендикуляра к плоскости эклиптики. Земная ось пересекается с земной поверхностью в двух точках — полюсах — Северном и Южном. Если смотреть с Северного полюса, то вращение Земли происходит против часовой стрелки или, как принято считать, с запада на восток. Полный оборот вокруг оси планета совершает за одни сутки.
Рис. 1. Вращение Земли вокруг своей оси
Сутки — единица измерения времени. Выделяют звездные и солнечные сутки.
Звездные сутки — это промежуток времени, в течение которого Земля обернется вокруг оси по отношению к звездам. Они равны 23 ч 56 мин 4 с.
Солнечные сутки — это промежуток времени, в течение которого Земля обернется вокруг своей оси по отношению к Солнцу.
Угол поворота нашей планеты вокруг своей оси на всех широтах одинаков. За один час каждая точка на поверхности Земли передвигается на 15° от ее первоначального положения. Но при этом скорость движения находится в обратно пропорциональной зависимости от географической широты: на экваторе она равна 464 м/с, а на широте 65° -только 195 м/с.
Вращение Земли вокруг оси в 1851 г. доказал в своем опыте Ж. Фуко. В Париже — в Пантеоне под куполом повесили маятник, а под ним круг с делениями. При каждом следующем движении маятник оказывался на новых делениях. Это может произойти только в том случае, если поверхность Земли под маятником поворачивается. Положение плоскости качания маятника на экваторе не изменяется, потому что плоскость совпадает с меридианом. Осевое вращение Земли имеет важные географические следствия.
При вращении Земли возникает центробежная сила, которая играет важную роль в формировании формы планеты и уменьшает силу притяжения.
Еще одним из важнейших следствий осевого вращения является образование поворотной силы - силы Кориолиса. В XIX в. она была впервые рассчитана французским ученым в области механики Г. Кориолисом (1792-1843) . Это одна из сил инерции, вводимых для учета влияния вращения подвижной системы отсчета на относительное движение материальной точки. Ее эффект кратко можно выразить так: всякое движущееся тело в Северном полушарии отклоняется вправо, а в Южном — влево. На экваторе сила Кориолиса равна нулю (рис. 3).
Рис. 3. Действие силы Кориолиса
Действие силы Кориолиса распространяется на многие явления географической оболочки. Ее отклоняющий эффект особенно заметен в направлении движения воздушных масс. Под влиянием отклоняющей силы вращения Земли ветры умеренных широт обоих полушарий принимают преимущественно западное направление, а в тропических широтах — восточное. Аналогичное проявление силы Кориолиса обнаруживается в направлении движения океанических вод. С этой силой связана и асимметрия речных долин (правый берег обычно высокий в Севером полушарии, в Южном — левый).
Вращение Земли вокруг своей оси приводит также к перемещению солнечного освещения по земной поверхности с востока на запад, т. е. к смене дня и ночи.
Смена дня и ночи создает суточную ритмичность в живой и неживой природе. Суточный ритм тесно связан со световыми и температурными условиями. Хорошо известен суточный ход температуры, дневной и ночной бризы и т. д. Суточные ритмы происходят и в живой природе — фотосинтез возможен только днем, большинство растений раскрывают свои цветки в разные часы; одни животные активны днем, другие — ночью. Жизнь человека тоже протекает в суточном ритме.
Еще одно следствие вращения Земли вокруг своей оси — разница во времени в разных точках нашей планеты.
С 1884 г. был принят поясной счет времени, т. е. всю поверхность Земли разделили а 24 часовых пояса по 15° каждый. За поясное время принимают местное время среднего меридиана каждого пояса. Время соседних часовых поясов отличается на один час. Границы поясов проведены с учетом политических, административных и хозяйственных границ.
Нулевым поясом считается Гринвичский (по названию Гринвичской обсерватории под Лондоном), который проходит по обе стороны от нулевого меридиана. Время нулевого, или начального, меридиана считается Всемирным временем.
Меридиан 180° принят за международную линию измерения дат — условная линия на поверхности земного шара, по обе стороны от которой часы и минуты совпадают, а календарные даты отличаются на одни сутки.
Для более рационального использования летом дневного света в 1930 г. в нашей стране было введено декретное время, опережающее поясное на один час. Для этого стрелки часов были переведены на один час вперед. В связи с этим Москва, находясь во втором часовом поясе, живет по времени третьего часового пояса.
С 1981 г. в период с апреля по октябрь время переводят на один час вперед. Это так называемое летнее время. Оно вводится для экономии электроэнергии. Летом Москва опережает поясное время на два часа.
Время часового пояса, в котором расположена Москва, — московское.
Движение Земли вокруг Солнца
Вращаясь вокруг своей оси, Земля одновременно движется вокруг Солнца, обходя круг за 365 суток 5 ч 48 мин 46 с. Этот период называется астрономический год. Для удобства считается, что в году 365 дней, а через каждые четыре года, когда из шести часов «накопятся» 24 часа, в году бывает не 365, а 366 дней. Такой год называется високосным, а один день прибавляют к февралю.
Путь в пространстве, по которому Земля движется вокруг Солнца, называется орбитой (рис. 4). Орбита Земли имеет форму эллипса, поэтому расстояние от Земли до Солнца не постоянно. При нахождении Земли в перигелии (от греч.peri - возле, около иhelios - Солнце) — ближайшей к Солнцу точке орбиты — 3 января расстояние равно 147 млн км. В Северном полушарии в это время зима. Самое большое расстояние от Солнца в афелии (от греч. аро — вдали от иhelios - Солнце) — наибольшем расстоянии от Солнца — 5 июля. Оно равно 152 млн км. В это время в Северном полушарии лето.
Рис. 4. Движение Земли вокруг Солнца
Годовое движение Земли вокруг Солнца наблюдают по непрерывному изменению положения Солнца на небе — изменяются полуденная высота Солнца и положение его восхода и захода, меняется продолжительность светлой и темной частей суток.
При движении по орбите направление земной оси не меняется, она всегда направлена в сторону Полярной звезды.
В результате изменения расстояния от Земли до Солнца, а также благодаря наклону земной оси к плоскости ее движения вокруг Солнца на Земле наблюдается неравномерное распределение солнечной радиации в течение года. Так происходит смена времен года, которая характерна для всех планет, у которых наклон оси вращения к плоскости ее орбиты (эклиптики) отличается от 90°. Орбитальная скорость планеты в Северном полушарии выше в зимнее время и меньше в летнее. Поэтому зимнее полугодие длится 179, а летнее — 186 суток.
В результате движения Земли вокруг Солнца и наклона земной оси к плоскости ее орбиты на 66,5° на нашей планете наблюдается не только смена времен года, но и изменение продолжительности дня и ночи.
Вращение Земли вокруг Солнца и смена времен года на Земле показаны на рис. 81 (дни равноденствия и солнцестояния в соответствии с временами года в Северном полушарии).
Только два раза в год — в дни равноденствия продолжительность дня и ночи на всей Земле практически одинакова.
Равноденствие — момент времени, в который центр Солнца при своем видимом годичном перемещении по эклиптике пересекает небесный экватор. Выделяют весеннее и осеннее равноденствия.
Наклон оси вращения Земли вокруг Солнца в дни равноденствий 20-21 марта и 22-23 сентября оказывается нейтральным по отношению к Солнцу, а обращенные к нему участки планеты равномерно освещены от полюса до полюса (рис. 5). Солнечные лучи на экваторе падают отвесно.
Самый длинный день и самая короткая ночь наблюдаются в день летнего солнцестояния.
Рис. 5. Освещение Земли Солнцем в дни равноденствия
Солнцестояние — момент прохождения центром Солнца точек эклиптики, наиболее удаленных от экватора (точек солнцестояния). Различают летнее и зимнее солнцестояния.
В день летнего солнцестояния 21-22 июня Земля занимает такое положение, при котором северный конец ее оси наклонен в сторону Солнца. И лучи падают отвесно не на экватор, а на северный тропик, широта которого равна 23°27" Круглые сутки освещенными оказываются не только приполюсные районы, но и пространство за ними до широты 66°33" (Полярный круг). В Южном полушарии в это время освещенной оказывается лишь та его часть, которая лежит между экватором и южным Полярным кругом (66°33"). За ним в этот день земная поверхность не освещается.
В день зимнего солнцестояния 21-22 декабря все происходит наоборот (рис. 6). Солнечные лучи уже отвесно падают на южный тропик. Освещенными в Южном полушарии оказываются участки, лежащие не только между экватором и тропиком, но и вокруг Южного полюса. Такое положение продолжается до дня весеннего равноденствия.
Рис. 6. Освещение Земли в день зимнего солнцестояния
На двух параллелях Земли в дни солнцестояния Солнце в полдень находится прямо над головой наблюдателя, т. е. в зените. Такие параллели называются тропиками. На Северном тропике (23° с.ш.) Солнце стоит в зените 22 июня, на Южном тропике (23° ю.ш.) — 22 декабря.
На экваторе день всегда равен ночи. Угол падения солнечных лучей на земную поверхность и продолжительность дня там изменяются мало, поэтому смена времен года не выражена.
Полярные круги замечательны тем, что являются границами областей, где бывают полярные дни и ночи.
Полярный день — период, когда Солнце не опускается за горизонт. Чем дальше от Полярного круга у полюсу, тем длиннее полярный день. На широте Полярного круга (66,5°) он длится всего одни сутки, а на полюсе — 189 суток. В Северном полушарии на широте северного Полярного круга полярный день наблюдается 22 июня — в день летнего солнцестояния, а в Южном полушарии на широте южного Полярного круга — 22 декабря.
Полярная ночь длится от одних суток на широте Полярных кругов до 176 суток на полюсах. Во время полярной ночи Солнце не появляется над горизонтом. В Северном полушарии на широте северного Полярного круга это явление наблюдается 22 декабря.
Нельзя не отметить такое чудесное явление природы, как белые ночи. Белые ночи — это светлые ночи в начале лета, когда вечерняя заря сходится с утренней и всю ночь длятся сумерки. Наблюдаются они в обоих полушариях на широтах, превышающих 60°, когда центр Солнца в полночь опускается за горизонт не более чем на 7°. В Санкт-Петербурге (около 60° с.ш.) белые ночи продолжаются с 11 июня по 2 июля, в Архангельске (64° с.ш.) — с 13 мая по 30 июля.
Сезонный ритм в связи с годовым движением прежде всего сказывается на освещенности земной поверхности. В зависимости от изменения высоты Солнца над горизонтом на Земле выделяют пять поясов освещенности. Жаркий пояс лежит между Северным и Южным тропиками (тропиком Рака и тропиком Козерога), занимает 40 % земной поверхности и отличается наибольшим количеством приходящего от Солнца тепла. Между тропиками и Полярными кругами в Южном и Северном полушариях находятся умеренные пояса освещенности. Здесь уже выражены сезоны года: чем дальше от тропиков, тем короче и прохладнее лето, тем длиннее и холоднее зима. Полярные пояса в Северном и Южном полушариях ограничены Полярными кругами. Здесь высота Солнца над горизонтом в течение года низкая, поэтому количество солнечного тепла минимально. Для полярных поясов характерны полярные дни и ночи.
В зависимости от годового движения Земли вокруг Солнца находятся не только смена времен года и связанная с ними неравномерность освещенности земной поверхности по широтам, но и значительная часть процессов в географической оболочке: сезонная смена погоды, режим рек и озер, ритмика в жизни растений и животных, виды и сроки сельскохозяйственных работ.
Календарь. Календарь — система исчисления длительных промежутков времени. В основе этой системы лежат периодические явления природы, связанные с движением небесных светил. В календаре используют астрономические явления — смену времен года, дня и ночи, изменение лунных фаз. Первый календарь был египетский, созданный в IV в. до н. э. С 1 января 45 г. Юлий Цезарь ввел Юлианский календарь, которым пользуется до сих пор Русская Православная Церковь. Вследствие того что продолжительность юлианского года больше астрономического на 11 мин 14 с, к XVI в. накопилась «ошибка» в 10 суток — день весеннего равноденствия наступал не 21 марта, а 11 марта. Эта ошибка была исправлена в 1582 г. указом Папы Римского Григория XIII. Счет дней был передвинут на 10 суток вперед, и день после 4 октября предписывалось считать пятницей, но не 5, а 15 октября. День весеннего равноденствия вновь был возвращен на 21 марта, и календарь стал называться Григорианским. Он был введен в России в 1918 г. Однако он тоже имеет ряд недостатков: неодинаковая продолжительность месяцев (28, 29, 30, 31 день), неравенство кварталов (90, 91, 92 дня), несогласованность чисел месяцев по дням недели.
Материал дает представление о том, что такое осевое вращение планеты. Раскрывает тайну о восходе и заходе солнца и указывает на факторы влияющие на форму земли в следствии ее вращения.
Осевое вращение земли и его следствия
Благодаря астрономическим наблюдениям был установлен факт, который доказывает, что Земля единовременно принимает активное участие в нескольких видах движения. Если рассматривать нашу планету как часть Солнечной системы, то она совершает обороты вокруг центра Млечного Пути. А если рассматривать планету как единицу Галактики, то она является участницей уже движения на галактическом уровне.
Рис. 1. Осевое вращение земли.
Главным типом движения, которое исследуется учеными с древнейших времён, является вращение Земли вокруг собственной оси.
Осевым вращением Земли именуется размеренное обращение ее вокруг представляемой оси. Все объекты, которые находятся на поверхности планеты, также вращаются вместе с ней. Поворот планеты совершается в противоположном направлении относительно привычного всем движения часовой стрелки. Благодаря этому восход солнца можно отмечать на востоке, а закат — на западе. Ось Земли имеет угол наклона равный 661/2° относительно орбитальной плоскости.
Ось имеет четкие ориентиры в пространстве космоса: её северная оконечность все время обращена к Полярной звезде.
Осевое вращение Земли дает представление о видимом движении небесных тел без использования специализированного оборудования.
ТОП-2 статьи которые читают вместе с этой
Рис. 2. Движение звезд и луны по небу.
Вращением Земли обусловлена смена дня и ночи. Сутки - период абсолютного оборота планеты вокруг оси. Продолжительность суток напрямую зависит от скорости вращения планеты.
Из-за вращения планеты все движущиеся по её поверхности тела отклоняются от исходной направленности в Северном полушарии вправо по ходу своего движения, а в Южном — влево. В реках такая сила в большей степени припирает воду к одному из берегов. У водных артерий Северного полушария часто крутым остается правый берег, а в Южном — левый.
Рис. 3. Берега рек.
Влияние осевого вращения на форму земли
Планета Земля представляет собой идеальную сферу. Но из-за того, что она слегка сжата в области полюсов, расстояние от ее центра до полюсов на 21 километр меньше, чем расстояние от центра Земли до экватора. Поэтому меридианы на 72 километра короче, чем экватор.
Осевое вращение является причиной:
- суточных изменений;
- поступления света и тепла на поверхность;
- возможностью наблюдать очевидное передвижение небесных тел;
- различий во времени в разных частях земли.
Чтобы понять, как влияет осевое вращение на форму земли, нужно принимать во внимание действие общепринятых законов физики. Как уже было отмечено, планета имеет «сплющивание» у полюсов из-за действия на нее центробежной силы и гравитации.
Планета вращается так же, как и движется вокруг Солнца. Такие величины как форма, параметры и движение Земли играют большую роль в развитии всех географических явлений и процессов.
Сегодня достоверно известно, что Земля на самом деле постепенно замедляет свое вращение. Из-за силы приливов, которыми связана наша планета с Луной, каждое столетие сутки становятся длиннее на 1,5-2 миллисекунды. Через почти полтора млн. лет в сутках будет уже на один час больше. Людям не стоит опасаться полной остановки Земли. Цивилизация попросту не доживет до этого момента. Приблизительно через 5 млрд. лет Солнце увеличится в размерах и поглотит нашу планету.4.6 . Всего получено оценок: 181.