Hoveddelen av jordens vannskjell dannes av det salte vannet i verdenshavet, som dekker 2/3 av jordens overflate. Volumet deres er omtrent 1379106 km3, mens volumet av alt landvann (inkludert isbreer og grunnvann til en dybde på 5 km) er mindre enn 90106 km3. Siden havvann utgjør omtrent 93 % av alt vann i biosfæren, kan vi anta at deres kjemiske sammensetning bestemmer hovedtrekkene i sammensetningen av hydrosfæren som helhet.
Den moderne kjemiske sammensetningen av havet er et resultat av dets langsiktige endringer under påvirkning av aktivitetene til levende organismer. Dannelsen av det primære havet ble forårsaket av de samme prosessene med avgassing av det faste stoffet på planeten som førte til dannelsen av jordens gassformige skall. Av denne grunn er sammensetningen av atmosfæren og hydrosfæren nært beslektet, og deres utvikling skjedde også sammenkoblet.
Som nevnt tidligere, dominerte vanndamp og karbondioksid blant avgassingsproduktene. Fra det øyeblikket planetens overflatetemperatur falt under 100 °C, begynte vanndamp å kondensere og danne primærreservoarer. En prosess med vannsirkulasjon oppsto på jordoverflaten, som markerte begynnelsen på den sykliske migrasjonen av kjemiske elementer i land-hav-land-systemet.
I samsvar med sammensetningen av gassene som ble frigjort, var de første ansamlingene av vann på overflaten av planeten sure, anriket hovedsakelig på HC1, samt HF, H3BO3 og H2S. Havvann har gått gjennom mange sykluser. Sur nedbør ødela aluminiumsilikater energisk, og hentet ut lettløselige kationer fra dem - natrium, kalium, kalsium, magnesium, som samlet seg i havet. Kationer nøytraliserte gradvis sterke syrer, og vannet i den gamle hydrosfæren fikk en klor-kalsiumsammensetning.
Blant de forskjellige prosessene for transformasjon av avgassede forbindelser oppstod åpenbart aktiviteten til kondensasjoner av termo-litotrofe bakterier. Utseendet til cyanobakterier som levde i vann, som beskyttet dem mot skadelig ultrafiolett stråling, markerte begynnelsen på fotosyntesen og den biogeokjemiske produksjonen av oksygen. Nedgangen i partialtrykket av CO2 på grunn av fotosyntese bidro til utfelling av store masser av karbonater Fe2+, deretter Mg2+ og Ca3+.
Gratis oksygen begynte å strømme inn i vannet i det gamle havet. Over lang tid ble de reduserte og underoksiderte forbindelsene av svovel, jernholdig jern og mangan oksidert. Sammensetningen av havvann fikk en klorid-sulfat-sammensetning, nær den moderne.
Kjemiske grunnstoffer i hydrosfæren finnes i ulike former. Blant dem er de vanligste enkle og komplekse ioner, samt molekyler i en tilstand av svært fortynnede løsninger. Vanlige ioner er sorpsjon assosiert med partikler av kolloidal og subkolloidal størrelse som finnes i sjøvann i form av en tynn suspensjon. En spesiell gruppe består av elementer av organiske forbindelser.
Den totale mengden av oppløste forbindelser i sjøvann (saltholdighet) i overflatelagene i havene og marginale hav varierer fra 3,2 til 4 %. I innlandshav varierer saltholdigheten over et større område. Gjennomsnittlig saltholdighet i verdenshavet antas å være 35 %.
Tilbake på midten av 1800-tallet. Forskere har oppdaget et bemerkelsesverdig geokjemisk trekk ved havvann: til tross for fluktuasjoner i saltholdighet, forblir forholdet mellom hovedioner konstant. Saltsammensetningen i havet er en slags geokjemisk konstant.
Som et resultat av det vedvarende arbeidet til forskere fra mange land, har omfattende analytisk materiale blitt akkumulert, som karakteriserer innholdet av ikke bare de viktigste, men også sporkjemiske elementene i vannet i hav og hav. De mest underbyggede dataene om gjennomsnittsverdier (clarks) av kjemiske elementer i vannet i verdenshavet er gitt i rapporter fra E.D. Goldberg (1963), A.P. Vinogradov (1967), B. Mason (1971), G. Horn (1972), A.P. Lisitsina (1983), K.N. Turekiana (1969). I tabellen 4.1 bruker resultatene fra hovedsakelig de to siste forfatterne.
Som det kan sees fra de presenterte dataene, er hoveddelen av de oppløste forbindelsene klorider av vanlige alkali- og jordalkalielementer, mindre sulfater er inneholdt og enda mindre hydrokarbonater. Konsentrasjonen av sporelementer, hvis måleenhet er μg/l, er tre matematiske størrelsesordener lavere enn i bergarter. Utvalget av clarke-verdier av spredte elementer når 10 matematiske ordrer, dvs. omtrent det samme som i jordskorpen, men forholdet mellom grunnstoffer er helt forskjellige. Brom, strontium, bor og fluor er klart dominerende, med konsentrasjoner over 1000 µg/l. Jod og barium er tilstede i betydelige mengder, deres konsentrasjon overstiger 10 μg/l.
Tabell 4.1
Innhold av løselige former for kjemiske grunnstoffer i verdenshavet.| Kjemisk grunnstoff eller ion | Gjennomsnittlig konsentrasjon | Forholdet mellom konsentrasjonen i summen av salter og clarke av granittlaget | Totalvekt, millioner tonn | |
| i vann, µg/l | totalt salter, 10 -4 % | |||
| C1 | 19 353 000,0 | 5529,0 | 3252,0 | 26513610000 |
| SO 4 2 — | 2 701 000,0 | 771,0 | - | 3700370000 |
| S | 890000,0 | 254,0 | 63,0 | 1216300000 |
| NSO 3 — | 143000,0 | 41,0 | - | 195910000 |
| Na | 10764000,0 | 3075,0 | 14,0 | 14746680000 |
| Mg | 1297000,0 | 371,0 | 3,1 | 1776890000 |
| Sa | 408000,0 | 116,0 | 0,5 | 558960000 |
| TIL | 387000,0 | 111,0 | 0,4 | 530190000 |
| Vg | 67 300,0 | 1922,9 | 874,0 | 92 201 000 |
| Sr | 8100,0 | 231,4 | 1,0 | 1 1 097 000 |
| I | 4450,0 | 127,1 | 13,0 | 6 096 500 |
| SiO2 | 6200,0 | 176,0 | - | 8494000 |
| Si | 3000,0 | 85,0 | 0,00028 | 4 1 10 000 |
| F | 1300,0 | 37,1 | 0,05 | 1 781 000 |
| N | 500,0 | 14,0 | 0,54 | 685 000 |
| R | 88,0 | 2,5 | 0,0031 | 120 560 |
| Jeg | 64,0 | 1,8 | 3,6 | 87690 |
| Va | 21,0 | 0,57 | 0,00084 | 28770 |
| Mo | 10,0 | 0,29 | 0,22 | 13700 |
| Zn | 5,0 | 0,14 | 0,0027 | 6850 |
| Fe | 3,4 | 0,097 | 0,0000027 | 4658 |
| U | 3,3 | 0,094 | 0,036 | 4521 |
| Som | 2,6 | 0,074 | 0,039 | 3562 |
| Al | 1,0 | 0,029 | 0,00000036 | 1370 |
| Ti | 1,0 | 0,029 | 0,0000088 | 1370 |
| Cu | 0,90 | 0,025 | 0,001 1 | 1233 |
| Ni | 0,50 | 0,014 | 0,00054 | 685 |
| Mn | 0,40 | 0,011 | 0,000016 | 548 |
| Cr | 0,20 | 0,0057 | 0,00017 | 274 |
| Hg | 0,15 | 0,0043 | 0,130 | 206 |
| Cd | 0,11 | 0,0031 | 0,019 | 151 |
| Ag | 0,10 | 0,0029 | 0,065 | 137 |
| Se | 0,09 | 0,0026 | 0,019 | 123 |
| Co | 0,03 | 0,00086 | 0,0012 | 41,1 |
| Ga | 0,03 | 0,00086 | 0,0012 | 41,1 |
| Pb | 0,03 | 0,00086 | 0,0012 | 41,1 |
| Zr | 0,026 | 0,00070 | 0,0000041 | 34,0 |
| Sn | 0,020 | 0,00057 | 0,00021 | 27,4 |
| Au | 0,011 | 0,00031 | 0,26 | 15,1 |
Noen av metallene i vann - molybden, sink, uran, titan, kobber - har en konsentrasjon på 1 til 10 μg/l. Konsentrasjonen av nikkel, mangan, kobolt, krom, kvikksølv, kadmium er mye lavere – hundredeler og tiendedeler μg/l. Samtidig har jern og aluminium, som spiller rollen som hovedelementene i jordskorpen, lavere konsentrasjoner i havet enn molybden og sink. De minst oppløste grunnstoffene i havet er niob, skandium, beryllium og thorium.
For å bestemme noen geokjemiske og biogeokjemiske parametere, er det nødvendig å kjenne konsentrasjonen av elementer ikke bare i sjøvann, men også i den faste fasen av løselige stoffer, dvs. i det totale saltet av sjøvann. Tabellen viser data for beregning av hvilke gjennomsnittlig saltholdighetsverdi er tatt til 35 g/l.
Som vist ovenfor var den ledende faktoren i utviklingen av den kjemiske sammensetningen av havet gjennom geologisk historie den totale biogeokjemiske aktiviteten til levende organismer. Organismer spiller en like viktig rolle i moderne prosesser for differensiering av kjemiske elementer i havet og fjerning av massene deres til sediment. I følge biofiltreringshypotesen utviklet av A.P. Lisitsin filtrerer planktoniske (hovedsakelig dyreplanktoniske) organismer omtrent 1,2107 km3 vann gjennom kroppene sine hver dag, eller omtrent 1 % av verdenshavets volum. I dette tilfellet bindes tynne mineralsuspensjoner (partikler på 1 mikron eller mindre) til klumper (pellets). Pelletstørrelser varierer fra titalls mikrometer til 1 - 4 mm. Å binde tynne suspensjoner til klumper sikrer raskere sedimentering av suspendert materiale til bunnen. Samtidig blir en del av de kjemiske elementene oppløst i vann i organismenes kropper til uløselige forbindelser. De vanligste eksemplene på biogeokjemisk binding av oppløste grunnstoffer til uløselige forbindelser er dannelsen av kalkholdige (kalsitt) og silisium (opal) skjeletter av planktoniske organismer, samt utvinning av kalsiumkarbonat av kalkholdige alger og koraller.
Blant pelagisk slam (dyphavsedimenter) kan to grupper skilles. Førstnevnte består hovedsakelig av biogene planktonformasjoner, sistnevnte dannes hovedsakelig av partikler av ikke-biogen opprinnelse. I den første gruppen er kalkholdig (karbonat) silt vanligst, i den andre gruppen - leirholdig silt. Karbonatsilt opptar omtrent en tredjedel av arealet på bunnen av verdenshavet, leirholdig silt - mer enn en fjerdedel. I karbonatsedimenter øker konsentrasjonen av ikke bare kalsium og magnesium, men også strontium og jod. Silt, der leirekomponenter dominerer, inneholder betydelig flere metaller. Noen grunnstoffer er svært svakt ført ut av løsning til silt og akkumuleres gradvis i sjøvann. De bør kalles thalassofile. Ved å beregne forholdet mellom konsentrasjonene i summen av løselige salter av sjøvann og sedimenter får vi verdien av thalassofilisitetskoeffisienten CT, som viser hvor mange ganger mer av dette grunnstoffet som finnes i saltdelen av havvann sammenlignet med sediment. . Thalassofile elementer som akkumuleres i den oppløste saltdelen av vann har følgende CT-koeffisienter:
| Kjemisk element | I forhold tiltil leireholdig silt. | I forhold til kalkholdig silt |
| Jod | 180 0 | 36,0 |
| Brom | 27 5 | 27 5 |
| Krom | 27 0 | 27 0 |
| Svovel | 19 5 | 19 5 |
| Natrium | . 7 7 | 15 4 |
| Magnesium | 1 8 | 0 9 |
| Strontium | 1 3 | 0 1 |
| Bor. | 06 | 2 3 |
| Kalium | 04 | 3 8 |
| Molybden | 0 01 | 10 0 |
| Litium | 0.09 | 1.0 |
Ved å kjenne massen til et element i verdenshavet og mengden av dets årlige forsyning, er det mulig å bestemme hastigheten på dets fjerning fra havløsningen. For eksempel er mengden arsen i havet omtrent 3,6109 tonn, med elveavrenning som gir 74103 tonn/år. Følgelig, over en periode på 49 tusen år, er hele massen av arsen fullstendig fjernet fra verdenshavet.
Mange forfattere har gjort estimater av tiden da elementer forblir i oppløst tilstand i havet: T.F. Barth (1961), E.D. Goldberg (1965), H.J. Bowen (1966), A.P. Vinogradov (1967) osv. Data fra ulike forfattere har større eller mindre avvik. I følge våre beregninger er perioder med fullstendig fjerning av oppløste kjemiske elementer fra verdenshavet preget av følgende tidsintervaller (i år, i sekvensen av økende perioder i hver serie):
- n*102: Th, Zr, Al, Y, Sc
- n*103: Pb, Sn, Mn, Fe, Co, Cu, Ni, Cr, Ti, Zn
- n*104: Ag, Cd, Si, Ba, As, Hg, N
- n*105: Mo, U, I
- n*106: Ca, F, Sr, V, K
- n*107: S, Na
- n*108: Cl, Br
Til tross for den omtrentlige karakteren til slike beregninger, lar de oppnådde størrelsesordenene oss identifisere grupper av sporelementer som er forskjellige i varigheten av deres tilstedeværelse i havløsningen. Elementene som er mest intenst konsentrert i dyphavssilt har kortest oppholdstid i havet. Disse er thorium, zirkonium, yttrium, scandium, aluminium. Periodene med tilstedeværelse av bly, mangan, jern og kobolt i havløsningen er nær dem. De fleste metaller er fullstendig fjernet fra havet over flere tusen eller titusener av år. Thalassofile elementer forblir i oppløst tilstand i hundretusenvis av år eller mer.
Betydelige masser av sporstoffer i havet er bundet av spredt organisk materiale. Hovedkilden er døende planktoniske organismer. Prosessen med å ødelegge restene deres skjer mest aktivt til en dybde på 500-1000 m. Derfor, i sedimentene på sokkelen og grunne kontinentale hav, samler det seg enorme masser av spredt organisk materiale fra marine organismer, som tilsettes organiske suspensjoner. elveavrenning fra land.
Hoveddelen av det organiske materialet i havet er i oppløst tilstand og bare 3 - 5 % er i form av suspensjon (Vinogradov A.P., 1967). Konsentrasjonen av disse suspensjonene i vann er liten, men deres totale masse i hele volumet av havet er svært betydelig: 120 - 200 milliarder tonn årlig opphopning av svært spredt organisk detritus i sedimentene i verdenshavet, ifølge V.A. Uspensky, overstiger 0,5109 tonn.
Dispergert organisk materiale sorberer og fører med seg et visst kompleks av sporstoffer til sedimenter. Innholdet deres kan bedømmes med en viss konvensjon fra mikroelementsammensetningen av store ansamlinger av organisk materiale - forekomster av kull og olje. Grunnstoffkonsentrasjoner i disse objektene er vanligvis gitt i forhold til asken; Data i forhold til det originale, uaskede materialet er ikke mindre viktig.
Som det fremgår av tabellen. 4.2 er mikroelementsammensetningen av kull og olje fundamentalt forskjellig.
Tabell 4.2
Gjennomsnittlig konsentrasjon av spormetaller i kull og olje, 10-4 %
| Kjemisk element | I tørrstoffet av steinkull (V. R. Kler, 1979) | I asken av kull (F.Ya.Saprykin, 1975) | In the Ashes of Oils (K. Krauskopf, 1958) |
| Ti | 1600 | 9200 | - |
| Mn | 155 | - | - |
| Zr | 70 | 480 | 50-500 |
| Zn | 50 | 319 | 100-2500 |
| Cr | 18 | - | 200-3000 |
| V | 17 (10-200) | - | 500-25000 |
| Cu | 11 | - | 200-8000 |
| Pb | 10 | 93 | 50-2000 |
| Ni | 5 | 214 | 1000-45000 |
| Ga | 4,5(0,6-18) | 64 | 3-30 |
| Co | 2 | 63 | 100-500 |
| Mo | 2 | 21 | 50-1500 |
| Ag | 1,5 | - | 5 |
| Sn | 1,2 | 15 | 20-500 |
| Hg | 0,2 | - | - |
| Som | - | - | 1500 |
| Ba | - | - | 500-1000 |
| Sr | - | - | 500-1000 |
I olje er det et annet forhold, det er en betydelig høyere konsentrasjon av mange sporstoffer. Det høye innholdet av titan, mangan og zirkonium i kull skyldes mineralske urenheter. Blant spormetallene er de høyeste konsentrasjonene typiske for sink, krom, vanadium, kobber og bly.
Mange giftige elementer (arsen, kvikksølv, bly, etc.) akkumuleres aktivt i organisk materiale, som hele tiden fjernes fra havvannet. Følgelig spiller dispergert organisk materiale, som suspenderte mineraler, rollen som en global sorbent, som regulerer innholdet av sporstoffer og beskytter miljøet i verdenshavet fra farlige nivåer av deres konsentrasjon. Mengden sporelementer bundet i dispergert organisk materiale er svært betydelig, gitt at massen av stoff i sedimentære bergarter er hundrevis av ganger større enn den totale mengden av alle forekomster av steinkull, karbonholdig skifer og olje. I følge J. Hunt (1972), N.B. Vassoevich (1973), A.B. Ronova (1976) er den totale mengden organisk materiale i sedimentære bergarter (1520)1015 tonn.
Massene av sporelementer akkumulert i det organiske materialet i jordens sedimentære lag måles i mange milliarder tonn.
(Besøkt 91 ganger, 1 besøk i dag)
Generell informasjon. Arealet av verdenshavet er 361 millioner km/sq. På den nordlige halvkule okkuperer verdenshavet 61%, og på den sørlige halvkule, 81% av arealet til halvkulene. For enkelhets skyld er kloden avbildet i form av såkalte halvkulekart. Det finnes kart over de nordlige, sørlige, vestlige og østlige halvkulene, samt kart over halvkulene i havene og kontinentene (fig. 7). På de oseaniske halvkulene er 95,5 % av området okkupert av vann.
Verdenshavet: forskningens struktur og historie. Verdenshavet er ett, det blir ikke avbrutt noe sted. Fra ethvert punkt kan du komme til et hvilket som helst annet uten å krysse land. I følge forskere ble begrepet hav lånt fra fønikerne og oversatt fra gammelgresk betyr «den store elven som omkranser jorden».
Begrepet "Verdenshavet" ble introdusert i bruk av den russiske forskeren Yu.M. Shokalsky i 1917. I sjeldne tilfeller, i stedet for begrepet "Verdenshavet" brukes begrepet "oceanosphere".
Kart over halvkulene til grafiske funn, som dekker havene fra andre halvdel av 1400-tallet til første halvdel av 1600-tallet. Store geografiske funn er assosiert med navnene til X. Columbus, J. Cabot, Vasco da Gama, F. Magellan, J. Drake, A. Tasman, A. Vespucci og andre Takket være fremragende navigatører og reisende, har menneskeheten lært en mange interessante ting om verdenshavet, om dets konturer, dybde, saltholdighet, temperaturforhold osv.
Målrettet vitenskapelig forskning av verdenshavet begynte i det 17. århundre og er assosiert med navnene til J. Cook, I. Kruzenshtern, Yu Lisyansky, F. Bellingshausen, N. Lazarev, S. Makarov og andre studiet av verdenshavet ble gjort av den oseanografiske ekspedisjonen til Challenger-skipet. Resultatene oppnådd av Challenger-ekspedisjonen la grunnlaget for en ny vitenskap - oseanografi.
På 1900-tallet utføres utforskning av verdenshavet på grunnlag av internasjonalt samarbeid. Siden 1920 har det vært arbeidet med å måle dypene i verdenshavet. Den fremragende franske oppdageren Jean Picard var den første som nådde bunnen av Marianergraven i 1960. Teamet til den berømte franske oppdageren Jacques Yves Cousteau samlet mye interessant informasjon om verdenshavet. Romobservasjoner gir verdifull informasjon om verdenshavet.
Strukturen til verdenshavet. Verdenshavene er som kjent konvensjonelt delt inn i separate hav, hav, bukter og sund. Hvert hav er et eget naturlig kompleks bestemt av dets geografiske plassering, den unike geologiske strukturen og bioorganismene som bor i det.
Verdenshavene ble først delt i 5 deler av den nederlandske forskeren B. Varenius i 1650, som nå er godkjent av Den internasjonale oseanografiske komiteen. Verdenshavet består av 69 hav, inkludert 2 på land (Kaspia og Aral).
Geologisk struktur. Verdenshavet består av store litosfæriske plater, som, med unntak av Stillehavet, er oppkalt etter kontinentene.
På bunnen av verdenshavet er det elve-, is- og biogene sedimenter. Forekomstene av aktive vulkaner er vanligvis begrenset til Mid-Ocean Ridges.
Relieff av bunnen av verdenshavet. Topografien til bunnen av verdenshavet, som topografien til landet, har en kompleks struktur. Bunnen av verdenshavet er vanligvis atskilt fra landet med en kontinentalsokkel, eller sokkel. På bunnen av verdenshavet, som på land, er det sletter, fjellkjeder, platålignende forhøyninger, kløfter og forsenkninger. Dyphavsdepresjoner er et landemerke for verdenshavet som ikke finnes på land.
Midthavsrygger utgjør sammen med deres utløpere en sammenhengende enkelt kjede av fjell med en lengde på 60 000 km. Landets farvann er delt mellom fem bassenger: Stillehavet, Atlanterhavet, India, Arktis og Innlandet. For eksempel kalles elver som renner ut i Stillehavet eller dets hav som består av, elver i Stillehavsbassenget, etc.
Merk følgende! Hvis du finner en feil i teksten, marker den og trykk Ctrl+Enter for å varsle administrasjonen.
Vannmassen utenfor landet kalles verdenshavene. Vannet i verdenshavet okkuperer omtrent 70,8% av overflaten til planeten vår (361 millioner km 2) og spiller en ekstremt viktig rolle i utviklingen av den geografiske konvolutten.
Verdenshavene inneholder 96,5 % av vannet i hydrosfæren. Vannvolumet er 1 336 millioner km 3 . Gjennomsnittlig dybde er 3711 m, maksimum er 11022 m. De rådende dybder er fra 3000 til 6000 m. De utgjør 78,9% av arealet.
Vannoverflatetemperaturer varierer fra 0°C og lavere i polare breddegrader til +32°C i tropene (Rødehavet). Mot bunnlagene synker den til +1°C og lavere. Gjennomsnittlig saltholdighet er omtrent 35 ‰, maksimum er 42 ‰ (Rødehavet).
Verdenshavene er delt inn i hav, hav, bukter og sund.
Grenser hav Ikke alltid og ikke overalt foregår de langs kysten av kontinenter de utføres ofte svært betinget. Hvert hav har et sett med egenskaper som er unike for seg. Hver av dem er preget av sitt eget strømsystem, et system av flo og flo, en spesifikk fordeling av saltholdighet, sin egen temperatur og isregime, sin egen sirkulasjon med luftstrømmer, sine egne dybdemønstre og dominerende bunnsedimenter. Det er Stillehavet (det store), Atlanterhavet, Indiske og arktiske hav. Noen ganger er også Sørishavet isolert.
Hav - et betydelig område av havet, mer eller mindre isolert fra det ved land- eller undervannsstigninger og kjennetegnet ved dets naturlige forhold (dybde, bunntopografi, temperatur, saltholdighet, bølger, strømmer, tidevann, organisk liv).
Avhengig av arten av kontakten mellom kontinenter og hav hav er delt inn i følgende tre typer:
1. Middelhavet: ligger mellom to kontinenter eller ligger i forkastningssoner i jordskorpen; de er preget av en sterkt robust kystlinje, en skarp endring i dybde, seismisitet og vulkanisme (Sargassohavet, Rødehavet, Middelhavet, Marmarahavet, etc.).
2. Innlandshav: strekker seg dypt inn i landet, plassert inne i kontinenter, mellom øyer eller kontinenter eller innenfor en skjærgård, betydelig atskilt fra havet, preget av grunne dyp (Hvitehavet, Østersjøen, Hudsonhavet, etc.).
3. Marginale hav: ligger langs kantene av kontinenter og store øyer, på kontinentale grunner og skråninger. De er vidåpne mot havet (Norskehavet, Karahavet, Okhotskhavet, Japanhavet, Gulehavet, etc.).
Den geografiske plasseringen av havet bestemmer i stor grad dets hydrologiske regime. Innlandshav er svakt knyttet til havet, så saltholdigheten i vannet, strømmer og tidevann skiller seg markant fra havets. Regimet til de marginale hav er i hovedsak oseanisk. De fleste hav ligger utenfor de nordlige kontinentene, spesielt utenfor kysten av Eurasia.
bukt - en del av havet eller havet som stikker ut i land, men som har fri vannutveksling med resten av vannområdet, noe forskjellig fra det når det gjelder naturtrekk og regime. Forskjellen mellom havet og bukten er ikke alltid merkbar. I prinsippet er bukta mindre enn havet; Hvert hav danner bukter, men det motsatte skjer ikke. Historisk sett, i den gamle verden, kalles små vannområder, for eksempel Azov- og Marmorhavet, hav, og i Amerika og Australia, hvor navnene ble gitt av europeiske oppdagere, kalles til og med store hav bukter - Hudson, meksikansk. Noen ganger kalles identiske vannområder det ene havet, det andre en bukt (Det arabiske hav, Bengalbukta).
Avhengig av opprinnelsen, strukturen til kysten, form og størrelse, kalles bukter bukter, fjorder, elvemunninger, laguner:
Bukter (havner)– små bukter, beskyttet mot bølger og vind av kapper som stikker ut i havet. De er praktiske for fortøyning av skip (Novorossiysk, Sevastopol - Svartehavet, Golden Horn - Japanhavet, etc.).
Fjorder– trange, dype, lange bukter med utstående, bratte, steinete kyster og en trauformet profil, ofte adskilt fra havet av undervannsstryk. Lengden på noen kan nå over 200 km, dybde - over 1000 m Deres opprinnelse er assosiert med forkastninger og erosjonsaktivitet av kvartære isbreer (kysten av Norge, Grønland, Chile).
Elvemunninger– grunne bukter som stikker dypt inn i landet med spytter og bukter. De dannes i utvidede elvemunninger når kystlandet synker (Dnepr- og Dnjestr-elvemunningene i Svartehavet).
Laguner– grunne bukter med salt- eller brakkvann strukket langs kysten, adskilt fra havet med spisser, eller forbundet med havet med et smalt sund (velutviklet på Gulf Coast).
Lepper- små bukter som store elver vanligvis renner ut i. Her er vannet sterkt avsaltet, fargen skiller seg kraftig fra vannet i det tilstøtende området av havet og har gulaktige og brunlige nyanser (Penzhinskaya Bay).
Sund - relativt trange vannflater som forbinder separate deler av Verdenshavet og separate landområder. I henhold til arten av vannutveksling er de delt inn i: flyte gjennom– strømmer ledes langs hele tverrsnittet i én retning; Utveksling– vannet beveger seg i motsatte retninger. I dem kan vannutveksling skje vertikalt (Bosporus) eller horisontalt (La Perouse, Davisov).
Struktur Strukturen til verdenshavene kalles den vertikale lagdelingen av farvann, horisontal (geografisk) sonalitet, naturen til vannmasser og havfronter.
I et vertikalt snitt brytes vannsøylen opp i store lag, som ligner lagene i atmosfæren. Følgende fire sfærer (lag) skilles:
Øvre sfære dannes ved direkte utveksling av energi og materie med troposfæren. Den dekker et lag på 200–300 m tykkelse. Denne øvre sfæren er preget av intens blanding, lysinntrengning og betydelige temperatursvingninger.
Mellomsfære strekker seg til dybder på 1500–2000 m; dens vann dannes fra overflatevann når de synker. Samtidig blir de avkjølt og komprimert, og deretter blandet i horisontale retninger, hovedsakelig med en sonekomponent. De utmerker seg i polare områder ved økt temperatur, i tempererte breddegrader og tropiske områder ved lav eller høy saltholdighet. Horisontale overføringer av vannmasser dominerer.
Deep Sphere når ikke bunnen med ca. 1000 m. Denne kulen er preget av en viss homogenitet. Tykkelsen er omtrent 2000 m og den konsentrerer mer enn 50 % av alt vannet i verdenshavet.
Nederste kule okkuperer det laveste laget av havet og strekker seg til en avstand på omtrent 1000 m fra bunnen. Vannet i denne sfæren dannes i kalde soner, i Arktis og Antarktis, og beveger seg over store områder langs dype bassenger og skyttergraver, og er preget av de laveste temperaturene og den høyeste tettheten. De oppfatter varme fra jordens tarmer og samhandler med havbunnen. Derfor, når de beveger seg, forvandles de betydelig.
En vannmasse er et relativt stort volum vann som dannes i et bestemt område av verdenshavet og har nesten konstante fysiske (temperatur, lys), kjemiske (gasser) og biologiske (plankton) egenskaper i lang tid. En masse er atskilt fra en annen av en havfront.
Følgende typer vannmasser skilles ut:
1. Ekvatoriale vannmasser kjennetegnes av den høyeste temperaturen i det åpne hav, lav saltholdighet (opptil 34–32 ‰), minimal tetthet, og høyt innhold av oksygen og fosfater.
2. Tropiske og subtropiske vannmasser skapes i områder med tropiske atmosfæriske antisykloner og er preget av høy saltholdighet (opptil 37 ‰ og mer) og høy transparens, fattigdom av næringssalter og plankton. Økologisk sett er de oseaniske ørkener.
3. Tempererte vannmasser ligger i tempererte breddegrader og er preget av stor variasjon i egenskaper både etter geografisk breddegrad og etter sesong. Tempererte vannmasser er preget av intens utveksling av varme og fuktighet med atmosfæren.
4. De polare vannmassene i Arktis og Antarktis er preget av lavest temperatur, høyeste tetthet og høyt oksygeninnhold. Antarktiske farvann synker intensivt ned i bunnsfæren og forsyner den med oksygen.
Vannet i verdenshavet er i kontinuerlig bevegelse og røring. Uro- oscillerende bevegelser av vann, strømmer– progressiv. Hovedårsaken til forstyrrelser (bølger) på overflaten er vind med en hastighet på over 1 m/s. Spenningen forårsaket av vinden avtar med dybden. Under 200 m er selv sterke bølger ikke merkbare ved en vindhastighet på ca. 0,25 m/s. krusning. Når vinden øker, opplever vannet ikke bare friksjon, men også luftblåser. Bølgene vokser i høyde og lengde, og øker svingningsperioden og hastigheten. Krusningene blir til gravitasjonsbølger. Størrelsen på bølgene avhenger av vindhastighet og akselerasjon. Maksimal høyde i tempererte breddegrader (opptil 20 - 30 meter). De minste bølgene er i ekvatorialbeltet, frekvensen av roer er 20 - 33%.
Som et resultat av jordskjelv under vann og vulkanutbrudd oppstår seismiske bølger - flodbølge. Lengden på disse bølgene er 200–300 meter, hastigheten er 700–800 km/t. Seiches(stående bølger) oppstår som følge av plutselige trykkendringer over vannoverflaten. Amplitude 1 – 1,5 meter. Karakteristisk for lukkede hav og bukter.
Sjøstrømmer– Dette er horisontale bevegelser av vann i form av brede bekker. Overflatestrømmer er forårsaket av vind, mens dype strømmer er forårsaket av ulike tettheter av vann. Varme strømmer (Golfstrømmen, Nord-Atlanteren) er rettet fra lavere breddegrader mot bredere breddegrader, kalde strømmer (Labrodor, Peru) - omvendt. På tropiske breddegrader utenfor de vestlige kystene av kontinenter driver passatvinden varmt vann og fører det vestover. Kaldt vann stiger opp fra dypet på sin plass. Det dannes 5 kalde strømmer: Kanariøyene, California, Peru, Western Australia og Benguela. På den sørlige halvkule strømmer kalde strømmer fra vestvindene inn i dem. Varmt vann dannes ved å bevege seg parallelt med passatvindstrømmene: nord og sør. I Det indiske hav på den nordlige halvkule er det monsunsesong. På de østlige kysten av kontinentene er de delt inn i deler, avviker mot nord og sør og går langs kontinentene: på 40 - 50º nordlig bredde. under påvirkning av vestlige vinder avviker strømmene mot øst og danner varme strømmer.
Tidevannsbevegelser Havvann oppstår under påvirkning av gravitasjonskreftene til månen og solen. Det høyeste tidevannet forekommer i Fundy-bukten (18 m). Det er halv-, dag- og blandet tidevann.
Også dynamikken til vann er preget av vertikal blanding: i konvergenssoner - innsynkning av vann, i soner med divergens - oppstrømning.
Bunnen av hav og hav er dekket med sedimentære avsetninger kalt marine sedimenter , jord og silt. Basert på deres mekaniske sammensetning klassifiseres bunnsedimenter i: grove sedimentære bergarter eller psefitter(blokker, steinblokker, småstein, grus), sandstein el psammits(grov, middels, fin sand), siltig stein eller silt(0,1 - 0,01 mm) og leirholdige bergarter el pellitter.
I henhold til materialsammensetningen skilles bunnsedimenter ut som svakt kalkholdig (kalkinnhold 10–30 %), kalkholdig (30–50 %), sterkt kalkholdig (mer enn 50 %), svakt kiselholdig (silisiuminnhold 10–30 %), kiselholdige (30–50 %) og svært kiselholdige (mer enn 50 %) avsetninger. I henhold til deres opprinnelse skilles terrigene, biogene, vulkanogene, polygene og autentiske forekomster.
Terrigenous nedbør bringes fra land av elver, vind, isbreer, surfe, tidevann i form av produkter av steinødeleggelse. Nær kysten er de representert av steinblokker, deretter av småstein, sand og til slutt av silt og leire. De dekker omtrent 25 % av bunnen av verdenshavet og ligger hovedsakelig på sokkelen og kontinentalskråningen. En spesiell type terrigene sedimenter er isfjellavsetninger, som er preget av lavt innhold av kalk, organisk karbon, dårlig sortering og en variert granulometrisk sammensetning. De er dannet av sedimentært materiale som faller til havbunnen når isfjell smelter. De er mest typiske for det antarktiske vannet i verdenshavet. Det er også forferdelige forekomster av Polhavet, dannet av sedimentært materiale brakt av elver, isfjell og elveis. Turbiditter, sedimentene til turbiditetsstrømmer, har også en for det meste fryktelig sammensetning. De er typiske for kontinentalskråningen og kontinentalfoten.
Biogene sedimenter dannes direkte i hav og hav som et resultat av døden til forskjellige marine organismer, hovedsakelig planktoniske, og utfellingen av deres uløselige rester. Basert på deres materialsammensetning er biogene avsetninger delt inn i kiselholdige og kalkholdige.
Kiselholdige sedimenter bestå av rester av kiselalger, radiolarier og flintsvamper. Kiselalger sedimenter er utbredt i de sørlige delene av Stillehavet, Indiske og Atlanterhavet i form av et sammenhengende belte rundt Antarktis; i den nordlige delen av Stillehavet, i Bering- og Okhotsk-havet, men her inneholder de en høy blanding av fryktinngytende materiale. Individuelle flekker av kiselgur ble funnet på store dyp (mer enn 5000 m) i de tropiske sonene i Stillehavet. Diatom-radiolariske avsetninger er mest vanlige i de tropiske breddegradene i Stillehavet og det indiske hav;
Kalkforekomster, som kiselholdige, er delt inn i en rekke typer. De mest utbredte er foraminiferal-kokolitisk og foraminiferal oser, distribuert hovedsakelig i de tropiske og subtropiske delene av havene, spesielt i Atlanterhavet. Typisk foraminifert silt inneholder opptil 99 % kalk. En betydelig del av slike silter består av skjell av planktoniske foraminiferer, samt kokolitoforer - skall av planktoniske kalkalger. Når det er en betydelig innblanding av skjell av planktoniske pteropod bløtdyr i bunnsedimentene, dannes pteropod-foraminiferale avsetninger. Store områder av dem finnes i det ekvatoriale Atlanterhavet, så vel som i Middelhavet, Det karibiske hav, på Bahamas, i det vestlige Stillehavet og andre områder av verdenshavet.
Korall-algeavsetninger okkuperer det ekvatoriale og tropiske grunne vannet i det vestlige Stillehavet, dekker bunnen av det nordlige Indiahavet, Rødehavet og Det karibiske hav, og skjellkarbonatavsetninger okkuperer kystsonene i havet i tempererte og subtropiske soner.
Pyroklastiske, eller vulkanogene, sedimenter dannes som et resultat av inntreden av produkter fra vulkanutbrudd i verdenshavet. Vanligvis er dette tuff eller tuff breccias, sjeldnere - ukonsolidert sand, silt, og sjeldnere sedimenter av dype, høyt saltholdige og høytemperatur undervannskilder. Ved utløpene deres i Rødehavet dannes det således svært jernholdige sedimenter med høyt innhold av bly og andre ikke-jernholdige metaller.
TIL polygene sedimenter Det er én type bunnsedimenter - dyphavsrød leire - et sediment med pelitisk sammensetning av brun eller brunrød farge. Denne fargen skyldes det høye innholdet av jern- og manganoksider. Dyphavsrøde leire er vanlige i avgrunnsbassenger i havene på dybder på mer enn 4500 m. De okkuperer de viktigste områdene i Stillehavet.
Autentiske eller kjemogene sedimenter dannes som et resultat av kjemisk eller biokjemisk utfelling av visse salter fra sjøvann. Disse inkluderer oolittiske avsetninger, glaukonittisk sand og silt, og ferromangan-knuter.
Oolites- bittesmå baller av lime, funnet i det varme vannet i det kaspiske og Aralhavet, Persiabukta og i området på Bahamas.
Glaukonittsand og silt– sedimenter av forskjellige sammensetninger med en merkbar blanding av glaukonitt. De er mest utbredt på sokkelen og kontinentalskråningen utenfor Atlanterhavskysten av USA, Portugal, Argentina, på undervannskanten av Afrika, utenfor den sørlige kysten av Australia og i noen andre områder.
Ferromangan-knuter– kondensasjoner av jern- og manganhydroksider med en blanding av andre forbindelser, hovedsakelig kobolt, kobber og nikkel. De forekommer som inneslutninger i dyphavsrøde leire og på steder, spesielt i Stillehavet, danner de store ansamlinger.
Mer enn en tredjedel av det totale arealet av verdenshavets bunn er okkupert av dyphavsrød leire, og foraminiferale sedimenter har omtrent samme distribusjonsområde. Hastigheten for sedimentakkumulering bestemmes av tykkelsen av sedimentlaget som er avsatt på bunnen over 1000 år (i noen områder 0,1–0,3 mm per tusen år, i elvemunninger, overgangssoner og skyttergraver - hundrevis av millimeter per tusen år) .
Fordelingen av bunnsedimenter i verdenshavet avslører tydelig loven om geografisk sonering i breddegrad. Således, i tropiske og tempererte soner, er havbunnen til en dybde på 4500–5000 m dekket med biogene kalkavsetninger, og dypere - med rød leire. De subpolare beltene er okkupert av silisiumholdig biogent materiale, og de polare beltene er okkupert av isfjellavsetninger. Vertikal soneinndeling kommer til uttrykk ved å erstatte karbonatsedimenter på store dyp med røde leire.
Det har lenge vært kjent at havvann dekker det meste av overflaten på planeten vår. De utgjør et sammenhengende skall av vann, som utgjør mer enn 70 % av hele det geografiske planet. Men få mennesker trodde at egenskapene til havvann er unike. De har en enorm innvirkning på klimatiske forhold og menneskelig økonomiske aktiviteter.
Eiendom 1. Temperatur
Havvann kan akkumulere varme. (ca. 10 cm dyp) holder på en enorm mengde varme. Avkjøling, havet varmer opp de nedre lagene i atmosfæren, på grunn av hvilken gjennomsnittstemperaturen på jordens luft er +15 ° C. Hvis det ikke fantes hav på planeten vår, ville gjennomsnittstemperaturen knapt nådd -21 °C. Det viser seg at takket være verdenshavets evne til å samle varme, har vi en komfortabel og koselig planet.
Temperaturegenskapene til havvann endres brått. Det oppvarmede overflatelaget blander seg gradvis med dypere vann, noe som resulterer i et kraftig temperaturfall på flere meters dybde, og deretter en jevn nedgang helt til bunnen. Det dype vannet i verdenshavet har omtrent samme temperatur under tre tusen meter viser vanligvis fra +2 til 0 ° C.
Når det gjelder overflatevann, avhenger temperaturen av geografisk breddegrad. Den sfæriske formen på planeten bestemmer innfallsvinkelen til solstrålene på overflaten. Nærmere ekvator avgir sola mer varme enn ved polene. For eksempel avhenger egenskapene til det oseaniske vannet i Stillehavet direkte av gjennomsnittlige temperaturindikatorer. Overflatelaget har den høyeste gjennomsnittstemperaturen, som er over +19 °C. Dette kan ikke annet enn å påvirke det omkringliggende klimaet og undervannsfloraen og -faunaen. Deretter kommer overflatevannet, som i gjennomsnitt varmes opp til 17,3 °C. Deretter Atlanterhavet, hvor dette tallet er 16,6 °C. Og de laveste gjennomsnittstemperaturene er i Polhavet - omtrent +1 °C.
Eiendom 2. Salinitet
Hvilke andre egenskaper ved havvann studerer moderne forskere? de er interessert i sammensetningen av sjøvann. Havvann er en cocktail av dusinvis av kjemiske elementer, og salter spiller en viktig rolle i den. Saliniteten til havvann måles i ppm. Det indikeres med "‰"-ikonet. Promille betyr tusendel av et tall. Det er anslått at en liter havvann har en gjennomsnittlig saltholdighet på 35‰.
Når de studerer verdenshavet, har forskere gjentatte ganger lurt på hva egenskapene til havvann er. Er de like overalt i havet? Det viser seg at saltholdighet, i likhet med gjennomsnittstemperaturen, er heterogen. Indikatoren påvirkes av en rekke faktorer:
- mengden nedbør - regn og snø reduserer havets samlede saltholdighet betydelig;
- strømmen av store og små elver - saltholdigheten i havene som vasker kontinenter med et stort antall dype elver er lavere;
- isdannelse - denne prosessen øker saltholdigheten;
- smelting av is - denne prosessen reduserer saltholdigheten i vannet;
- fordampning av vann fra overflaten av havet - salter fordamper ikke sammen med vannet, og saltholdigheten øker.
Det viser seg at havets forskjellige saltholdighet forklares av temperaturen på overflatevann og klimatiske forhold. Den høyeste gjennomsnittlige saltinnholdet finnes i Atlanterhavet. Det salteste punktet, Rødehavet, tilhører imidlertid Indiahavet. Polhavet har lavest rate. Disse egenskapene til det oseaniske vannet i Polhavet merkes sterkest nær sammenløpet av de dype elvene i Sibir. Her overstiger ikke saltholdigheten 10‰.
Interessant fakta. Den totale mengden salt i verdenshavene
Forskere er ikke enige om hvor mange kjemiske grunnstoffer som er oppløst i vannet i havene. Antatt fra 44 til 75 elementer. Men de regnet ut at det totalt er en astronomisk mengde salter oppløst i verdenshavet, omtrent 49 kvadrillioner tonn. Hvis du fordamper og tørker alt dette saltet, vil det dekke overflaten av landet med et lag på mer enn 150 m.
Eiendom 3. Tetthet
Konseptet "tetthet" har blitt studert i lang tid. Dette er forholdet mellom massen av materie, i vårt tilfelle Verdenshavet, og det okkuperte volumet. Kunnskap om tetthetsverdien er nødvendig, for eksempel for å opprettholde oppdriften til skip.
Både temperatur og tetthet er heterogene egenskaper til havvann. Gjennomsnittsverdien av sistnevnte er 1,024 g/cm³. Denne indikatoren ble målt ved gjennomsnittstemperaturer og saltinnhold. Men i forskjellige deler av verdenshavet varierer tettheten avhengig av måledybden, temperaturen i området og saltholdigheten.
La oss vurdere, som et eksempel, egenskapene til det oseaniske vannet i Det indiske hav, og spesifikt endringen i deres tetthet. Dette tallet vil være høyest i Suez og Persiabukta. Her når den 1,03 g/cm³. I det varme og salte vannet i det nordvestlige Indiahavet synker tallet til 1,024 g/cm³. Og i den avsaltede nordøstlige delen av havet og i Bengalbukta, hvor det er mye nedbør, er tallet det laveste - omtrent 1,018 g/cm³.
Tettheten av ferskvann er lavere, og derfor er det noe vanskeligere å holde seg flytende i elver og andre ferskvannsforekomster.
Egenskaper 4 og 5. Transparens og farge
Fyller du en krukke med sjøvann, vil den virke gjennomsiktig. Men når tykkelsen på vannlaget øker, får det en blåaktig eller grønnaktig fargetone. Fargeendringen skyldes absorpsjon og spredning av lys. I tillegg påvirkes fargen på havvann av suspendert materiale av forskjellige sammensetninger.
Den blåaktige fargen på rent vann er et resultat av svak absorpsjon av den røde delen av det synlige spekteret. Når det er høy konsentrasjon av planteplankton i havvann, får det en blågrønn eller grønn farge. Dette skjer fordi planteplankton absorberer den røde delen av spekteret og reflekterer den grønne delen.
Gjennomsiktigheten til havvann avhenger indirekte av mengden suspenderte partikler i det. Under feltforhold bestemmes gjennomsiktighet ved hjelp av en Secchi-disk. En flat skive, hvis diameter ikke overstiger 40 cm, senkes ned i vann. Dybden der den blir usynlig blir tatt som en indikator på åpenhet i det området.
Egenskaper 6 og 7. Lydutbredelse og elektrisk ledningsevne
Lydbølger kan reise tusenvis av kilometer under vann. Gjennomsnittlig forplantningshastighet er 1500 m/s. Dette tallet for sjøvann er høyere enn for ferskvann. Lyden avviker alltid litt fra den rette linjen.
Det har større elektrisk ledningsevne enn ferskvann. Forskjellen er 4000 ganger. Dette avhenger av antall ioner per volumenhet vann.
Lagkake i havet
I 1965 testet den amerikanske vitenskapsmannen Henry Stommel og den sovjetiske vitenskapsmannen Konstantin Fedorov i fellesskap et nytt amerikansk instrument for måling av temperatur og saltholdighet i havvann. Arbeidet ble utført i Stillehavet mellom øyene Mindanao (Filippinene) og Timor. Enheten ble senket på en kabel ned i dypet av vannet.
En dag oppdaget forskere en uvanlig registrering av målinger på enhetens opptaker. På en dybde på 135 m, der det blandede laget av havet sluttet, bør temperaturen, ifølge eksisterende ideer, begynne å synke jevnt med dybden. Og enheten registrerte økningen med 0,5 °C. Vannlaget med så høy temperatur var ca 10 m tykt. Da begynte temperaturen å synke.
Her er hva Doctor of Technical Sciences N.V. Vershinsky, leder av laboratoriet for marine måleinstrumenter ved Institute of Oceanology ved USSR Academy of Sciences, skrev om denne bemerkelsesverdige observasjonen av forskere: "For å forstå forskernes overraskelse, må det være sa at i ethvert oseanografiforløp i disse årene om den vertikale fordelingen av temperaturen i havet kunne man lese noe slikt som følgende. Til å begynne med går det øvre blandede laget dypt fra overflaten. I dette laget forblir vanntemperaturen tilnærmet uendret. Tykkelsen på det blandede laget er vanligvis 60–100 m. Vind, bølger, turbulens og strøm blander konstant vannet i overflatelaget, noe som gjør at temperaturen blir omtrent den samme. Men evnen til å blande krefter er begrenset til en viss dybde. Når du dykker videre, synker vanntemperaturen kraftig. Hoppe!
Dette andre laget kalles hoppelaget. Vanligvis er den liten og er bare 10–20 m Over disse få meterne synker vanntemperaturen med flere grader. Temperaturgradienten i sjokklaget er vanligvis flere tideler av en grad per meter. Dette laget er et fantastisk fenomen som ikke har noen analog i atmosfæren. Det spiller en stor rolle i marin fysikk og biologi, så vel som i menneskelige aktiviteter knyttet til havet. På grunn av den store tetthetsgradienten samles ulike suspenderte partikler, planktoniske organismer og fiskeyngel i sjokklaget. En ubåt kan ligge i den som på bakken. Derfor kalles det noen ganger laget "flytende jord".
Hopplaget er en slags skjerm: ekkolodd og ekkoloddsignaler passerer dårlig gjennom det. Forresten, han holder seg ikke alltid på ett sted. Laget beveger seg opp eller ned og noen ganger med ganske høy hastighet. Under sjokklaget er hovedtermoklinlaget. I dette tredje laget fortsetter vanntemperaturen å synke, men ikke like raskt som i hopplaget er temperaturgradienten her flere hundredeler av en grad per meter...
I løpet av to dager gjentok forskerne målingene flere ganger. Resultatene var like. Registreringene indikerte ugjendrivelig tilstedeværelsen i havet av tynne lag med vann fra 2 til 20 km i lengde, hvis temperatur og saltholdighet skilte seg kraftig fra naboene. Tykkelsen på lagene er fra 2 til 40 m. Havet i dette området lignet en lagkake.
I 1969 fant den engelske forskeren Woods mikrostrukturelementer i Middelhavet nær øya Malta. Han brukte først en to-meters stripe for målinger, som han monterte et dusin halvledertemperatursensorer på. Woods designet deretter en autonom fallsonde som klarte å fange opp den lagdelte strukturen til vannets temperatur- og saltholdighetsfelt.
Og i 1971 ble en lagdelt struktur først oppdaget i Timorhavet av sovjetiske forskere på R/V Dmitry Mendeleev. Så, under skipets reise i Det indiske hav, fant forskerne elementer av en slik mikrostruktur i mange områder.
Som ofte skjer i vitenskapen førte bruken av nye instrumenter til å måle tidligere gjentatte ganger målte fysiske parametere til nye oppsiktsvekkende funn.
Tidligere ble temperaturen på de dype lagene i havet målt med kvikksølvtermometre på separate punkter på forskjellige dyp. Fra de samme punktene, ved hjelp av badometre, ble vannprøver løftet fra dypet for etterfølgende bestemmelse av saltholdigheten i skipets laboratorium. Deretter, basert på resultatene av målinger på individuelle punkter, konstruerte oseanologer jevne kurver som viser endringer i vannparametere med dybde under hopplaget.
Nå har nye enheter - lavtregnesonder med halvledersensorer - gjort det mulig å måle den kontinuerlige avhengigheten av temperatur og saltholdighet til vannet av dybden av sondens nedsenking. Bruken av dem gjorde det mulig å oppdage svært små endringer i parametrene til vannmasser når sonden flyttes vertikalt innen titalls centimeter og registrere endringene deres over tid i brøkdeler av sekunder.
Det viste seg at overalt i havet er hele vannmassen fra overflaten til store dyp delt inn i tynne homogene lag. Forskjellen i temperatur mellom tilstøtende horisontale lag var flere tideler av en grad. Selve lagene har en tykkelse fra titalls centimeter til titalls meter. Det mest fantastiske var at når vannet beveget seg fra lag til lag, endret temperaturen seg, saltholdigheten og tettheten kraftig, brått, og selve lagene eksisterte stabilt, noen ganger i flere minutter, og noen ganger i flere timer og til og med dager. Og i horisontal retning strekker slike lag med homogene parametere seg over en avstand på opptil titalls kilometer.
De første rapportene om oppdagelsen av havets fine struktur ble ikke mottatt rolig og positivt av alle havforskere. Mange forskere oppfattet måleresultatene som en ulykke og en misforståelse.
Det var faktisk noe å bli overrasket over. Tross alt har vann i alle århundrer vært et symbol på mobilitet, variasjon, flyt. Dessuten blander vann i havet, der strukturen er ekstremt variabel, bølger, overflate- og undervannsstrømmer vannmassene konstant.
Hvorfor vedvarer en slik stabil lagdeling? Det er ikke noe klart svar på dette spørsmålet ennå. En ting er klart: alle disse målingene er ikke et sjansespill, ikke en kimær - noe viktig har blitt oppdaget som spiller en betydelig rolle i dynamikken i havet. I følge Doctor of Geographical Sciences A. A. Aksenov er årsakene til dette fenomenet ikke helt klare. Så langt forklarer de det på denne måten: av en eller annen grunn vises det mange ganske klare grenser i vannsøylen, som skiller lag med forskjellige tettheter. På grensen til to lag med forskjellig tetthet oppstår det veldig lett interne bølger som blander vannet. Når indre bølger ødelegges, oppstår nye homogene lag og laggrenser dannes på andre dyp. Denne prosessen gjentas mange ganger, dybden og tykkelsen av lag med skarpe grenser endres, men den generelle karakteren til vannsøylen forblir uendret.
Identifiseringen av tynnsjiktsstrukturen fortsatte. Sovjetiske vitenskapsmenn A.S. Monin, K.N. Fedorov, V.P. Strømmen forblir konstant i et lag med en tykkelse på 10 cm til 10 m, deretter endres hastigheten brått når man flytter til neste lag, osv. Og så oppdaget forskere en "lagdelt kake".
Våre oseanologer ga et betydelig bidrag til studiet av havets fine struktur, ved å bruke det vitenskapelige utstyret til nye spesialiserte forskningsfartøy med middels tonnasje med en deplasement på 2600 tonn, bygget i Finland.
Dette er forskningsfartøyet «Akademik Boris Petrov», eid av Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry oppkalt etter. V.I. Vernadsky fra USSR Academy of Sciences, "Academician Nikolai Strakhov", som arbeider i henhold til planene til USSR Academy of Sciences Geologiske institutt, og tilhører den fjerne østlige grenen av USSR Academy of Sciences "Academician M.A. Lavrentyev", "Akademiker Oparin".
Disse skipene fikk navnene til fremtredende sovjetiske forskere. Hero of Socialist Labour, akademiker Boris Nikolaevich Petrov (1913–1980) var en stor vitenskapsmann innen ledelsesproblemer, en talentfull arrangør av romvitenskap og internasjonalt samarbeid på dette feltet.
Det er også naturlig at navnet til akademiker Nikolai Mikhailovich Strakhov (1900 - .1978) dukker opp om bord på vitenskapens skip. Den fremragende sovjetiske geologen ga et stort bidrag til studiet av sedimentære bergarter på bunnen av hav og hav.
Den sovjetiske matematikeren og mekanikeren akademiker Mikhail Alekseevich Lavrentyev (1900–1979) ble viden kjent som en stor arrangør av vitenskap i Sibir og det østlige USSR. Det var han som sto ved opprinnelsen til opprettelsen av den berømte akademibyen i Novosibirsk. I løpet av de siste tiårene har forskning ved instituttene til den sibirske grenen til USSR Academy of Sciences fått en slik skala at det nå er umulig å forestille seg helhetsbildet i nesten alle vitenskapsfelt uten å ta hensyn til arbeidet til sibirske forskere.
Av de fire R/V-ene i denne serien ble tre (bortsett fra R/V Akademik Oparin) bygget for hydrofysiske studier av vannmasser i hav og hav, studier av havbunnen og atmosfæriske lag i tilknytning til havoverflaten. Basert på disse oppgavene ble forskningskomplekset installert på skipene designet.
En viktig del av dette komplekset er nedsenkbare sonder. I baugdelen av hoveddekket til skip i denne serien er det hydrologiske og hydrokjemiske laboratorier, så vel som det såkalte "våtlaboratoriet". Det vitenskapelige utstyret som ligger i dem inkluderer registreringsenheter av nedsenkbare sonder med sensorer for elektrisk ledningsevne, temperatur og tetthet. Dessuten sørger utformingen av hydrosonden for tilstedeværelsen av et sett med flaskemålere på den for å ta vannprøver fra forskjellige horisonter.
Disse fartøyene er utstyrt med ikke bare dyphavs smalstrålende forskningsekkolodd, men også flerstrålende.
Som den berømte oppdageren av verdenshavet, Doctor of Geographical Sciences Gleb Borisovich Udintsev, sa, bør utseendet til disse enhetene - flerstråleekkolodd - vurderes som en revolusjon i studiet av havbunnen. Tross alt var skipene våre i mange år utstyrt med ekkolodd som målte dybder ved hjelp av en enkelt stråle rettet vertikalt fra skipet. Dette gjorde det mulig å få et todimensjonalt bilde av relieffet av havbunnen, dens profil langs fartøyets rute. Ved å bruke et stort utvalg data som er samlet inn ved hjelp av enkeltstråleekkolodd, er det så langt kompilert reliefskart over bunnen av hav og hav.
Imidlertid var konstruksjonen av kart basert på bunnprofiler, mellom hvilke det var nødvendig å legge linjer med like dybder - isobater, avhengig av evnen til en kartograf-geomorfolog eller hydrograf til å lage et romlig tredimensjonalt bilde, basert på syntesen av all tilgjengelig geologisk og geofysisk informasjon. Det er tydelig at relieffkartene over havbunnen, som da fungerte som grunnlag for alle andre geologiske og geofysiske kart, inneholdt mange subjektive ting, noe som var spesielt tydelig når de ble brukt til å utvikle hypoteser om opprinnelsen til bunnen. av hav og hav.
Situasjonen har endret seg betydelig med bruken av multistråle ekkolodd. De lar deg motta lydsignaler reflektert av bunnen, sendt av et ekkolodd, i form av en vifte av stråler; som dekker en stripe av bunnoverflaten med en bredde lik to havdyp ved målepunktet (opptil flere kilometer). Dette øker ikke bare produktiviteten til forskning betraktelig, men, som er spesielt viktig for marin geologi, er det mulig, ved hjelp av elektronisk datateknologi, å umiddelbart representere et tredimensjonalt bilde av relieffet på en skjerm, så vel som grafisk. Dermed gjør flerstråleekkolodd det mulig å oppnå detaljerte batymetriske kart med kontinuerlig arealdekning av bunnen ved hjelp av instrumentundersøkelser, noe som reduserer andelen subjektive representasjoner til et minimum.
De aller første reisene til sovjetiske forskningsfartøyer utstyrt med multibeam ekkolodd viste umiddelbart fordelene med de nye enhetene. Deres betydning ble tydelig ikke bare for å utføre grunnleggende arbeid med kartlegging av havbunnen, men også som et middel til aktivt å styre forskningsarbeid som en slags akustisk navigasjonsinnretning. Dette gjorde det mulig å aktivt og med minimalt tidsforbruk velge steder for geologiske og geofysiske stasjoner, kontrollere bevegelsen av instrumenter som ble slept over eller langs bunnen, søke etter morfologiske objekter på bunnen, for eksempel minimumsdybder over toppen av havfjell, etc.
Reisen til R/V Akademik Nikolai Strakhov, gjennomført fra 1. april til 5. august 1988 i det ekvatoriale Atlanterhavet, var spesielt effektiv når det gjaldt å realisere egenskapene til en flerstråleekkolodd.
Forskning ble utført ved bruk av et bredt spekter av geologisk og geofysisk arbeid, men det viktigste var multi-stråle ekkolodd. Den ekvatoriale delen av Mid-Atlantic Ridge i området på øya ble valgt for forskning. São Paulo. Dette lite studerte området skilte seg ut for sitt uvanlige sammenlignet med andre deler av ryggen: de magmatiske og sedimentære bergartene som ble oppdaget her, viste seg uventet å være uvanlig eldgamle. Det var nødvendig å finne ut om denne delen av ryggen skilte seg fra andre i sine andre egenskaper, og fremfor alt i sin relieff. Men for å løse dette problemet var det nødvendig å ha et ekstremt detaljert bilde av undervannsterrenget.
Dette var oppgaven som ble satt før ekspedisjonen. I fire måneder ble det utført forskning med intervaller mellom slagene på ikke mer enn 5 mil. De dekket et stort havområde opptil 700 miles bredt fra øst til vest og opptil 200 miles fra nord til sør. Som et resultat av forskningen ble det åpenbart at ekvatorialsegmentet av Midt-Atlantic Ridge, som ligger mellom 4° forkastningene i nord og ca. Sao Paulo i sør har virkelig en unormal struktur. Strukturen til relieffet, fraværet av tykt sedimentært dekke og egenskapene til magnetfeltet til bergartene, som er typiske for de resterende delene av ryggen (nord og sør for det studerte området), viste seg å være karakteristisk her bare for den smale aksiale delen av segmentet, ikke mer enn 60–80 miles bred, som ble kalt Peter og Paul Range.
Og det som tidligere ble ansett for å være høydedraget viste seg å være enorme platåer med en helt annen karakter av relieff og magnetfelt, med et tykt sedimentært dekke. Så tilsynelatende er opprinnelsen til relieffet og den geologiske strukturen til platået helt forskjellig fra Peter og Paul Range.
Betydningen av de oppnådde resultatene kan være svært viktig for utviklingen av generelle ideer om geologien til Atlanterhavsbunnen. Det er imidlertid mye som skal forstås og testes. Og dette krever nye ekspedisjoner, ny forskning.
Spesielt bemerkelsesverdig er utstyret for å studere vannmasser installert på forskningsfartøyet "Arnold Weimer" med et deplasement på 2140 tonn. Dette spesialiserte forskningsfartøyet ble bygget av finske skipsbyggere for ESSR-akademiet i 1984 og ble oppkalt etter en. fremtredende statsmann og vitenskapsmann ved ESSR, president for ESSRs vitenskapsakademi i 1959–1973 gg. Arnold Weimer.
Skipets laboratorier inkluderer tre marin fysikk (hydrokjemisk, hydrobiologisk, marin optikk), et datasenter og en rekke andre. For å utføre hydrofysisk forskning har fartøyet et sett med målestrømmålere. Signaler fra dem mottas av en hydrofonmottaker installert på skipet og overføres til et dataregistrerings- og prosesseringssystem, og tas også opp på magnetbånd.
For samme formål brukes frittflytende strømdetektorer fra Bentos-selskapet til å registrere verdiene til strømparametere, hvorfra signalene også mottas av skipets mottaksenhet.
Fartøyet er utstyrt med et automatisert system for prøvetaking fra ulike horisonter og måling av hydrofysiske og hydrokjemiske parametere ved hjelp av forskningssonder med akustiske strømningsmålere, sensorer for innhold av oppløst oksygen, hydrogenionkonsentrasjon (pH) og elektrisk ledningsevne.
Det hydrokjemiske laboratoriet er utstyrt med høypresisjonsutstyr som gjør det mulig å analysere prøver av sjøvann og bunnsedimenter for innhold av mikroelementer. Komplekse og presise instrumenter er designet for dette formålet: spektrofotometre av forskjellige systemer (inkludert atomabsorpsjon), fluorescerende væskekromatograf, polarografisk analysator, to automatiske kjemiske analysatorer, etc.
Det hydrokjemiske laboratoriet har en gjennomgående aksel i et hus som måler 600X600 mm. Fra den kan du ta sjøvann fra under fartøyet og senke enhetene ned i vannet under ugunstige værforhold som ikke tillater bruk av dekksinnretninger for disse formålene.
Det optiske laboratoriet har to fluorometre, et dual-beam spektrofotometer, en optisk flerkanalsanalysator og en programmerbar flerkanalsanalysator. Slikt utstyr lar forskere utføre et bredt spekter av studier relatert til studiet av de optiske egenskapene til sjøvann.
I det hydrobiologiske laboratoriet er det i tillegg til standardmikroskoper et Olympus planktonmikroskop, spesialutstyr for å utføre forskning ved bruk av radioaktive isotoper: en scintillasjonsteller og en partikkelanalysator.
Av spesiell interesse er skipets automatiserte system for registrering og behandling av innsamlede vitenskapelige data. Datasenteret huser en ungarskprodusert minidatamaskin. Denne datamaskinen er et system med to prosessorer, det vil si å løse problemer og behandle eksperimentelle data parallelt med to programmer.
For automatisert registrering av innsamlede eksperimentelle data som kommer fra en rekke instrumenter og enheter, ble to kabelsystemer installert på fartøyet. Den første er et radialt kabelnett for overføring av data fra laboratorier og målesteder til hovedsentralen.
På fjernkontrollen kan du koble målelinjene til en hvilken som helst kontakt og sende ut de innkommende signalene til en hvilken som helst skipsdatamaskin. Fordelingsbokser av denne linjen er installert i alle laboratorier og på arbeidsplattformer nær vinsjene. Det andre kabelnettverket er et reservenettverk for å koble til nye instrumenter og enheter som skal installeres på skipet i fremtiden.
Et utmerket system, og likevel er dette relativt kraftige og omfattende systemet for innsamling og behandling av data ved hjelp av en datamaskin så vellykket plassert på et lite mellomstort forskningsfartøy.
R/V Arnold Weimer er eksemplarisk for en mellomstor R/V når det gjelder dets vitenskapelige utstyr og evner for å utføre mangefasettert forskning. Under konstruksjonen og utstyret ble sammensetningen av vitenskapelig utstyr nøye gjennomtenkt av forskere ved Academy of Sciences of ESSR, noe som økte effektiviteten av forskningsarbeid betydelig etter at fartøyet ble satt i drift.
Fra boken Livsstøtte for flymannskaper etter tvangslanding eller splashdown (uten illustrasjoner) forfatter Volovich Vitaly Georgievich Fra boken Livsstøtte for flymannskaper etter en tvangslanding eller splashdown [med illustrasjoner] forfatter Volovich Vitaly Georgievich Fra boken The Newest Book of Facts. Bind 1. Astronomi og astrofysikk. Geografi og andre geovitenskaper. Biologi og medisin forfatter Kondrashov Anatoly Pavlovich Fra boken The Enchanted Islands of the Galapagos forfatter von Eibl-Eibesfeldt Irenius Fra forfatterens bokHvor er det flere bakterier - i havet eller i kloakken i byen? I følge den engelske mikrobiologen Thomas Curtis inneholder en milliliter havvann i gjennomsnitt 160 bakteriearter, et gram jord - fra 6 400 til 38 000 arter og en milliliter avløpsvann fra bykloakk, uansett hvordan
Fra forfatterens bokEden i Stillehavet Det ble besluttet å opprette en biologisk stasjon på Galapagosøyene! Jeg mottok denne gledelige nyheten våren 1957, da jeg forberedte meg på en ekspedisjon til den indo-malayanske regionen. International Union for Conservation of Nature og UNESCO inviterte meg til