Мировой океан

Введение

 

Все живое вещество на нашей планете  на 2/3 состоит из воды. Без кислорода  жизнь возможна (анаэробные организмы), без воды нет. Академик В.И. Вернадский считал, что "вода и живое вещество - генетически связанные части  организованности земной коры", а  немецкий физиолог Э.Д. Раймон писал: "Жизнь - это одушевленная вода". Моя курсовая работа посвящена экосистеме океанов. Я выбрала эту тему, потому что всё живое на Земле зависит от воды. Вода - это основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в главном движущем процессе на Земле - фотосинтезе. Растения на 90%, а животные на 75% состоят из воды. Потери 10 - 20% воды живым организмом приводит к его гибели. Водные растворы -необходимое условие миграции большинства химических элементов, только при наличии воды происходят сложные реакции внутри организмов. Вода необходима для сельского хозяйства. Почти все географические открытия были совершены мореплавателями, а освоение и заселение континентов совершалось в основном по водным путям. Но человек же, используя природную среду, не задумается о последствиях и загрязняет её, а это может привести к серьёзным последствиям.

Цель: изучить экосистемы океанов

Задачи:

• узнать историю происхождения Мирового океана
• ознакомиться с основными характеристиками океанов
• исследовать экологические проблемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Происхождение

 

Происхождение вод Мирового океана тесным образом связано с первыми  этапами истории Земли. Еще совсем недавно представления о возникновении  и первых этапах земной эволюции основывались главным образом на предположениях. Сегодня в науке о Земле  гипотезы уступили место теориям, основанным на фактических данных.

Согласно одной из наиболее обоснованных теорий, выдвинутой академиком О. Шмидтом, Солнце и все планеты солнечной  системы образовались из холодного, медленно вращавшегося газопылевого облака. Когда часть первичного газопылевого облака уплотнилась и образовала плотный земной шар, на нем еще  не было водной оболочки. В момент формирования нашей планеты вода будущего океана находилась в связанном состоянии  в виде гидроокислов.

О первом миллиарде лет существования  Земли, который ученые называют катархеем, известно не очень много. Однако можно  с уверенностью утверждать, что по крайней мере во второй половине катархея уже имела место активная вулканическая  деятельность. В этот период недра  нашей молодой планеты разогрелись  в результате гравитационного сжатия и радиоактивного распада долгоживущих изотопов, которых тогда было в 4— 7 раз больше, чем теперь. Это привело  к расплавлению верхней мантии планеты  и вызвало мощные вулканические  процессы.

Известно, что при извержении вулканов наряду с твердыми частями и жидкой горячей лавой в изобилии выделяются газы. Газовые облака над вулканами  на 75— 80 процентов состоят из паров  воды, кроме того, в них имеются  окись углерода, аммиак, метан, соединения серы, хлора и некоторые другие вещества. Вычисления показали, что к концу катархея температура на поверхности Земли в среднем равнялась 15 градусам тепла и водяные пары вулканических газов должны были немедленно превращаться в жидкую воду.

Когда история Земли вступила в  следующую фазу и на смену катархею пришел архей. Он также длился целый миллиард лет, отдельные лужи и озера слились воедино и образовали первичный океан. Правда, он был еще совсем небольшим: по глубине и по общему объему впятеро меньше современного.

Как это ни парадоксально, но океан  с первых дней своего существования  был соленым, хотя и образовался  из совершенно чистой дистиллированной воды. Дело в том, что в воду незамедлительно  переходили некоторые другие составные  части вулканических газов, главным  образом галоидные кислоты и  двуокись углерода, а также сероводород  и аммиак. Растворенные в воде кислоты  реагировали с горными породами, извлекая из них соответствующие  количества натрия, калия, кальция и других элементов с образованием солей, благодаря чему в растворе поддерживалось кислотно-щелочное равновесие.Вот почему соленая океанская вода всегда была нейтральной. Так же известно положение о том, что все анионы морской воды возникли из продуктов дегазации мантии Земли, а катионы из разрушенных горных пород.

В результате перехода части вулканических  газов в растворенное состояние  атмосфера Земли продолжала оставаться очень тонкой, и потому температура  на поверхности планеты все время  держалась ниже 100 градусов, но выше ноля, то есть такой, при которой  вода пребывает в жидком состоянии. Таким образом, Земля во все время  своего существования, начиная с  конца катархея, обладала жидкой оболочкой  — гидросферой, в чем и заключается  ее главное отличие от других планет солнечной системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 История исследования

 

 Первыми исследователями океана были мореплаватели. Во время эпохи географических открытий были изучены очертания континентов, океанов и островов. Путешествие Фернана Магеллана (1519—1522) и последующие экспедиции Джеймса Кука (1768—1780) позволили европейцам получить представление об огромных водных пространствах, окружающих материки нашей планеты, и в общих чертах определить очертания континентов. Были созданы первые карты мира. В XVII и XVIII веках очертания береговой линии были детализированы, и карта мира приобрела современный вид. Однако глубины океана были изучены очень слабо.

В 1650 г. голландский географ Б. Варениус впервые предложил выделять пять океанов: Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый и Южный Ледовитый. В 1845 году Лондонское географическое общество подтвердило это деление. В последующем  некоторые учёные - О. Крюммель (Германия, 1878 г.), Ю.М.Шокальский (Россия, 1917 г.)предложили выделять только три океана: Тихий, Атлантический и Индийский, считая Северный Ледовитый морем Атлантического океана. Комплексное изучение Арктического бассейна привело к тому, что в 1935 г. в Советском Союзе было узаконено  выделение Северного Ледовитого океана как самостоятельного.

 В 1664 г. А. Кирхер (Германия) составил первую карту морских течений, основанную на результатах наблюдений мореплавателей. В 1725 г. Л. Марсильи (Италия) дал первое описание грунтов дна как осадочных пород, выполнил ряд измерений температуры воды на различных глубинах в Средиземном море. В 1749 г. капитан Эллис впервые измерил температуру на больших глубинах (до 1630 м) у северо-западных берегов Африки. Началась разработка теория волн (Лаплас, 1776 ; Лагранж, 1786 и др.). В 1770 г. Б.Франклин (Великобритания) составил первую карту Гольфстрима и обосновал главную причину (ветер) образования морских течений.

Огромное значение имело создание в 1687 г. И. Ньютоном (Великобритания) теории приливов в океане, развитой в 1799-18254 гг. П.С.Лапласом (Франция). Замечательная  черта приливных явлений - их периодичность  и относительно малая зависимость  от других процессов, происходящих в  океане, позволила Томпсону на основе работ Лапласа выдвинуть идею гармонического анализа и предвычисления приливных колебаний уровня. Эта  идея оказалась настолько плодотворной, что к концу 19 века издавались "Таблицы приливов" , содержащие предвычисленные высоты, временами полных и малых вод и другие характеристики приливов по всем основным портам мира.

В начале 19 века русские учёные Э. Ленц и Е. Паррот изобрели батометр и глубометр, а также провели опыты показывающие влияние давления на температуру воды .К середине 19 века относятся и первые приложения методов гидродинамики к океану. Трудами Эйлера, Лапласа, Лагранжа, Кориолиса, Навье и Стокса была построена современная система уравнений движения как идеальной, так и вязкой жидкости. Это позволило предпринять первые попытки теоретического объяснения механизма течений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Тихий океан

3.1 Общие сведения

 

Занимающий 49,5% поверхности Мирового океана и вмещающий 53% объёма его  воды, Тихий океан является самым  большим океаном планеты. С востока  на запад океан простирается более  чем на 19 тысяч км и на 16 тысяч  — с севера на юг. Его воды расположены  большей частью на южных широтах, меньшей — на северных.

В 1951 году английская экспедиция на научно-исследовательском  судне «Челленджер» с помощью  эхолота зафиксировала максимальную глубину 10 863 метра. По результатам измерений, проведённых в 1957 году во время 25-го рейса советского научно-исследовательского судна «Витязь» (руководитель Алексей  Дмитриевич Добровольский), максимальная глубина жёлоба — 11 023 м (уточнённые данные, первоначально сообщалась глубина 11 034 м). Трудность измерения состоит  в том, что скорость звука в  воде зависит от её свойств, которые  различны на разных глубинах, поэтому  эти свойства также должны быть определены на нескольких горизонтах специальными приборами (такими, как барометр и  термометр), и в значение глубины, показанное эхолотом, внесена поправка. Исследования 1995 года показали, что  она составляет около 10 920 м, а исследования 2009 года — что 10 971 м. Последние исследования 2011 года дают значение — 10 994 м с точностью  ±40 м. Таким образом, глубочайшая  точка впадины, именуемая «Бездной Челленджера» (англ. Challenger Deep) находится  дальше от уровня моря, чем гора Джомолунгма  — над ним.

Своим восточным  краем океан омывает западные побережья Северной и Южной Америки, своим западным краем он омывает  восточные побережья Австралии  и Евразии, а с юга омывает  Антарктиду. Границей с Северным Ледовитым  океаном является линия в Беринговом проливе от мыса Дежнёва до мыса Принца Уэльского. Границу с Атлантическим  океаном проводят от мыса Горн по меридиану 68°04’ з. д. или по кратчайшему  расстоянию от Южной Америки до Антарктического  полуострова через пролив Дрейка, от острова Осте до мыса Штернек. Граница  с Индийским океаном проходит: южнее Австралии — по восточной  границе Бассова пролива до острова  Тасмания, далее по меридиану 146°55’  в. д. до Антарктиды; севернее Австралии  — между Андаманским морем  и Малаккским проливом, далее по юго-западному берегу острова Суматра, Зондскому проливу, южному берегу острова Ява, южным границам морей Бали и Саву, северной границе Арафурского моря, юго-западному берегу Новой Гвинеи и западной границе Торресова пролива. Иногда южную часть океана, с северной границей от 35° ю. ш. (по признаку циркуляции воды и атмосферы) до 60° ю. ш. (по характеру рельефа дна), относят к Южному океану, который официально не выделяется.

 

3.2 Моря

 

Площадь морей, заливов и проливов Тихого океана составляет 31,64 миллиона км² (18 % от общей площади океана), объём 73,15 миллиона км³ (10 %). Большая  часть морей находится в западной части океана вдоль Евразии: Берингово, Охотское, Японское, Внутреннее Японское, Жёлтое, Восточно-Китайское, Филиппинское; моря между островами Юго-Восточной  Азии: Южно-Китайское, Яванское, Сулу, Сулавеси, Бали, Флорес, Саву, Банда, Серам, Хальмахера, Молуккское; вдоль побережья Австралии: Новогвинейское, Соломоново, Коралловое, Фиджи, Тасманово; у Антарктиды находятся  моря (иногда их относят к Южному океану): Дюрвиля, Сомова, Росса, Амундсена, Беллинсгаузена. Вдоль Северной и  Южной Америки нет морей, но располагаются  крупные заливы: Аляскинский, Калифорнийский, Панамский.

 

3.3 Острова

 

Несколько тысяч островов, разбросанных по Тихому океану, были образованы вулканическими извержениями. Некоторые из этих островов обрастали кораллами, и в конечном итоге острова снова погружались  в море, оставляя после себя коралловые кольца — атоллы.

По количеству (около 10 тысяч) и  общей площади островов Тихий  океан занимает среди океанов  первое место. В океане находятся  второй и третий по величине острова  Земли: Новая Гвинея (829,3 тысячи км²) и Калимантан (735,7 тысячи км²); крупнейшая группа островов: Большие Зондские острова (1485 тысяч км², в том числе  крупнейшие острова: Калимантан, Суматра, Сулавеси, Ява, Банка). Другие крупнейшие острова и архипелаги: острова  Новая Гвинея (Новая Гвинея, Колепом), Японские острова (Хонсю, Хоккайдо, Кюсю, Сикоку), Филиппинские острова (Лусон, Минданао, Самар, Негрос, Палаван, Панай, Миндоро), Новая Зеландия (Южный и Северный острова), Малые Зондские острова (Тимор, Сумбава, Флорес, Сумба), Сахалин, Молуккские острова (Серам, Хальмахера), архипелаг Бисмарка (Новая Британия, Новая Ирландия), Соломоновы острова (Бугенвиль), Алеутские острова, Тайвань, Хайнань, Ванкувер, острова Фиджи (Вити-Леву), Гавайские острова (Гавайи), Новая Каледония, Кадьякский архипелаг, Курильские острова, острова Новые Гебриды, острова Королевы Шарлотты, Галапагосские острова, Веллингтон, Святого Лаврентия, острова Рюкю, Риеско, Нунивак, Санта-Инес, острова Д‘Антркасто, острова Самоа, Ревилья-Хихедо, архипелаг Палмер, Шантарские острова, Магдалена, архипелаг Луизиада, архипелаг Линга, острова Луайоте, Карагинский, Кларенс, Нельсон, Принсесс-Ройал, Хановер, Командорские острова. 

 

3.4 Рельеф дна

 

11% площади дна Тихого  океана занимают срединно-океанические  хребты, представленные Южно-Тихоокеанским  и Восточно-Тихоокеанским поднятиями. Они представляют собой широкие,  слабо расчленённые возвышенности.  От основной системы отходят  боковые ответвления в виде  Чилийского поднятия и Галапагосской  рифтовой зоны. К системе срединно-океанических  хребтов Тихого океана также  относятся хребты Горда, Хуан-де-Фука  и Эксплорер на северо-востоке  океана. Срединно-океанические хребты  океана представляют собой сейсмичные  пояса с частыми поверхностными  землетрясениями и активной вулканической  деятельностью. В рифтовой зоне  обнаружены свежие лавы, металлоносные  осадки, обычно связанные с гидротермами. Система тихоокеанских поднятий  делит ложе Тихого океана на  две неравные части. Восточная  часть менее сложно простроена  и более мелководна. Здесь выделяют  Чилийское поднятие (рифтовая зона) и хребты Наска, Сала-и-Гомес,  Карнеги и Кокос. Эти хребты  делят восточную часть ложа  на Гватемальскую, Панамскую,  Перуанскую и Чилийскую котловины.  Все они характеризуются сложно  расчленённым холмистым и гористым  рельефом дна. В районе Галапагосских  островов выделяют рифтовую зону. Другая часть ложа, лежащая к  западу от тихоокеанских поднятий, занимает примерно 3/4 всего ложа  Тихого океана и имеет очень  сложное строение рельефа. Десятки  возвышенностей и подводных хребтов  делят ложе океана на большое  число котловин. Наиболее значимые  хребты образуют систему дугообразных  в плане поднятий, начинающихся  на западе и заканчивающихся  на юго-востоке. Первую такую  дугу образует Гавайский хребет, параллельно ему следующую дугу образуют горы Картографов, Маркус-Неккер, подводный хребет островов Лайн, дуга заканчивается подводным основанием островов Туамоту. Следующая дуга состоит из подводных оснований островов Маршаловых, Кирибати, Тувалу и Самоа. Четвёртая дуга включает в себя Каролинские острова и подводную возвышенность Капингамаранги. Пятая дуга состоит из южной группы Каролинских островов и вала Эаурипик. Некоторые хребты и возвышенности отличаются по своему простиранию от перечисленных выше, это Императорский (Северо-Западный) хребет, возвышенности Шатского, Магеллана, Хесса, Манихики. Эти возвышенности отличаются выровненными вершинными поверхностями и сверху покрыты карбонатными отложениями повышенной мощности.