Океаносфера
На морскую поверхность из общей поверхности земного шара 510 млн. км2 приходится 361 млн. км2, на сушу - 149; в процентном соотношении это 70,8 и 29,2, или, приведя его к единице, - 2,43 : 1. В пространстве моря оказываются на первом месте после атмосферы, охватывающей водную поверхность и сушу. Однако, если принять среднюю глубину Океана в 4000 м, то толщина водной массы Океана составляет только 1/1593 часть земного радиуса (6378 км), объём же морских вод составляет 1/800 часть общего объёма земного шара. Мировой Океан охватывает земной шар непрерывной оболочкой, части же суши между собой не связаны.
Подразделения Мирового Океана. Основанием для разделения Мирового Океана на отдельные океаны служат следующие признаки: 1) конфигурация береговой линии материков, архипелагов и островов; 2) рельеф дна; 3) самостоятельные системы океанических течений и атмосферной циркуляции; 4) характерные особенности горизонтального и вертикального распределения физико-химических свойств воды.
Вдающиеся в сушу более или менее обособленные части океана называют морями. По Ю.М. Шокальскому, моря разделяются на средиземные и окраинные. В свою очередь средиземные делятся на междуматериковые (Средиземное море) и внутриматериковые.
Средиземные моря обычно глубоко вдаются в сушу, с океанами соединены узкими проливами, не допускающими особо широкого водообмена этих морей с океанами. Они богаты островами, обладают характерными чертами гидрологического режима. Проливы невелики, температура воды в морях от некоторых глубин однообразна. Пример: Средиземное море между Евразией и Африкой.
Таблица 6.2
Морфология Мирового Океана
| Океаны | Поверхность | Объём, тыс. м3 | Средняя глубина, м | Наибольшая глубина, м | |
| тыс. км2 | % | ||||
| Тихий | 11034 (11022) | ||||
| Атлантический | |||||
| Индийский | |||||
| Северный Ледовитый | |||||
| Мировой Океан |
Межостровные моря окружены более или менее тесным кольцом островов (Целебесское, Банда, Сулу). Гидрологический режим межостровных морей определяется степенью свободного водообмена через проливы между островами.
Залив - часть океана или моря, более или менее глубоко вдающаяся в сушу. Границы заливов проводятся большей частью условно: или по прямой линии между мысами, принятыми за входные в залив, или по условно выбранной линии равных глубин - изобате. По форме заливы бывают округлыми (Бискайский, Гвинейский), воронкообразными (Двинской), вытянутыми (Калифорнийский, Фанди), разветвлёнными (Сиднейский).
В зависимости от происхождения, строения берега, формы и размеров заливы называют фьордами (фиордами), лиманами, лагунами и губами. Заливы небольших размеров, защищённые от волнений и ветров, выступающими в море мысами, называются бухтами.
Проливы соединяют моря между собой, узкие части океана или моря, расположенные между двумя участками суши. Характеризуются своеобразным гидрологическим режимом и особой системой течения. По характеру течений выделяются проточные и обменные проливы. В проточных заливах течение направлено в одну сторону, как в реке (Флоридский), а в обменных наблюдаются встречные течения: в верхних слоях в одну сторону, в нижних - в другую, у одного берега в одну сторону, у другого - в другую (проливы Лаперуза, Дэвисов).
Рельеф дна Океана
Разделение дна Океана по глубине, м:
Материковая отмель (шельф) - 0-200
Материковый склон - 200-3000
Ложе - 3000-6000
Глубоководные (абиссальные)
котловины (желоба) - свыше 6000
Материковая отмель (шельф) - прибрежная часть морей и океанов, лежащих между берегом и материковым склоном. Она простирается в среднем до изобаты 200 м, но в её пределах встречаются глубины свыше 500 м. Материковые отмели отличаются обычно незначительным уклоном дна: угол наклона редко превышает 2╟, средний угол равен 0╟10', то есть она практически горизонтальна. Рельеф материковой отмели тесно связан с рельефом прилегающей суши. У гористых берегов, как правило, материковая отмель узкая, а у равнинных побережий она меняется в широких пределах. Так, у Атлантических берегов Пиренейского полуострова, восточных берегов Африки, тихоокеанских берегов Японских островов, восточных берегов Камчатки и во многих других местах ширина материковой отмели составляет всего 15-45 км. Вдоль северных берегов Евразии ширина материковой отмели достигает сотен километров. Многие моря целиком располагаются в пределах материковой отмели (Баренцево, Карское, Восточно-Сибирское). Наибольшей ширины материковая отмель достигает в Баренцевом и Южно-Китайском морях - 1200-1300 км.
Образование материковой отмели связано, в основном, с опусканием отдельных участков суши. Подтверждением этого служит нахождение в пределах материковой отмели подводных долин, береговых террас, ископаемого льда, вечной мерзлоты, остатков наземных организмов и т. п.
Материковый склон - наклонная поверхность дна морей и океанов, соединяющая внешний край материковой отмели с ложем Океана. Материковый склон имеет довольно большие углы наклона (в среднем 4-7╟), иногда доходящие до 20-40╟. Такие углы наклона обычны у берегов коралловых, вулканических островов, причём у коралловых островов встречаются углы большей величины, почти вертикальные склоны - обрывы. Крутые материковые склоны приводят к тому, что на участках максимального наклона дна массы рыхлых осадков под действием силы тяжести сползают на глубины. В этих участках может быть обнаружено оголённое скалистое дно.
Рельеф материкового склона сложен. В ряде случаев дно материкового склона бывает изрезано узкими глубокими ущельями-каньонами. Они часто бывают у крутых скалистых берегов. Но каньонов нет на материковых склонах с пологим наклоном дна, а также там, где с внешней стороны материковой отмели имеются цепи островов, или подводных рифов. Каньон, расположенный против устья реки Миссисипи, прорезает материковую отмель на расстоянии 48 км, каньон Конго - на 130 км, каньон Инда - на113 км. Вершины многих каньонов примыкают к устьям существующих ныне или древних рек. Поэтому каньоны рассматриваются как подводное продолжение затопленных русел рек опускающихся берегов.
Но каньоны имеют большое падение по продольному профилю - 40-100 м на 1 км, в то время как падения больших рек редко превосходят 2-3 м на 1 км. Это обстоятельство, а также глубокое проникновение некоторых каньонов в твёрдые породы (граниты) заставляет обратиться к тектонической гипотезе их происхождения.
Другим характерным элементом рельефа материкового склона являются подводные террасы. Таковы подводные террасы Японского моря, расположенные на глубине от 700 до 1200 м.
Ложе Мирового океана следует за материковым склоном. Отличается незначительными углами наклона, в среднем они составляют 20-40'. Оно занимает 75,9 % всей площади Мирового Океана. В ложе встречаются впадины глубиной свыше 6000 м. Их площадь не более 1,2 %. Кроме них, характерны глубоководные хребты. Рельеф дна океана не менее сложен, чем рельеф суши. Срединные океанические хребты представляют собой пояса современного горообразования. Система срединных океанических хребтов включает сплошное кольцо поднятий в южном полушарии на 40-60╟ ю. ш. От него на север отходят три хребта, простирающиеся меридионально, в каждом океане: Срединно-Атлантический, Срединно-Индийский и Восточно-Тихоокеанский.
Срединный Атлантический хребет имеет длину более 20 тыс. км. Он S-образно протягивается от южных поднятий, пересекает Исландию, Шпицберген и, вероятно, продолжается в Северном Ледовитом океане рядом хребтов, в том числе и хребтом Ломоносова. В среднем он поднимается до глубин в 2000-3000 м, а на севере - до 600 м, имея высоту 3-4 км, что соответствует высоким горам на материках. Наиболее высокие его вершины образуют острова: Буве, Тристан-да-Кунья, Вознесения, Сан-Паулу, Азорские.
Срединный Индийский хребет известен под двумя названиями: южная его часть называется Западно-Индийским, а северная - Аравийско-Индийским хребтом. Он протягивается на 6000 км от Южного поднятия до Аравийского моря. Вершинами его являются архипелаги островов западной половины Индийского океана.
В Тихом океане роль срединного хребта играет Восточно-Тихоокеанское поднятие, простирающееся в общем до 120╟ з. д. от Южного поднятия до берегов Калифорнии и через неё до островов Королевы Шарлотты. Это огромная система хребтов, чьи вершины образуют многие острова, в том числе и Гавайские. Здесь имеются вулканы Мауна-Лоа и Килауэа. Первый погружён основанием на глубину 4600 м, а его высота над уровнем морем составляет 4166 м. Таким образом, над морским дном поднимается на 8766 м, почти до уровня Джомолунгмы.
Срединные океанические хребты - это высокие (3-4 км) массивы с корой переходного типа. Вдоль по оси они разбиты глубокой долиной трещинного происхождения - рифтом. Поэтому и сами хребты называются рифтовыми. Относительно происхождения рифтовых хребтов существуют две гипотезы. По одной - это современные геосинклинали, в которых начинается новая стадия развития земной коры и рельефа Земли. Другая гипотеза объясняет образование рифтов-разломов горизонтальными смещениями блоков земной коры. Образование срединных хребтов связано с процессами, протекающими в мантии Земли.
Между срединными океаническими хребтами находятся глубоководные (абиссальные) котловины - равнины. Одни из них плоские, другие волнистые с амплитудой высот до 1000 м. Одна котловина отделена от другой хребтами.
В Атлантическом океане таких котловин четыре: Северо-Африканская, Северо-Американская, Бразильская и Ангольская. В Тихом их пять: Северо-Восточная, Северо-Западная, Центральная, Южная и Чилийская. В Индийском их три: Сомалийская, Центральная и Западно-Австралийская. У берегов Антарктиды котловины таковы: Африкано-Антарктическая, Австралийско-Антарктическая и котловина Беллинсгаузена.
В Северном Ледовитом океане нет глубоководных впадин, но, как и в других океанах, есть подводные хребты. Срединный хребет Ломоносова проходит от Новосибирских островов к Гренландии. Глубины здесь составляют 1000-2000 м. Хребет делит океан на две котловины: Канадско-Сибирскую и Гренландско-Европейскую. Между Гренландией и Шпицбергеном располагается порог Нансена с глубинами около 1500 м. Он отделяет Центральный Арктический бассейн от Гренландского и Норвежского морей.
Около 2 % океанического дна занимают глубоководные (свыше 6000 м) впадины - абиссальные жёлоба. Известно свыше 22 глубоководных впадин, из них 17 находятся в Тихом океане.
Морские отложения - осадочные образования, формирующиеся на дне морей и океанов. Обычно они представляют собой сложный комплекс твёрдых частиц различного происхождения: терригенных, образующихся путём разрушения горных пород, биогенных, являющихся скелетными и покровными остатками морских организмов, хемогенных, образующихся путём химических процессов, протекающих на морском дне. В морских отложениях присутствуют также органические вещества и осаждённые минеральные коллоиды.
По условиям образования морские отложения делятся на литоральные (образуются в пределах шельфа), батиальные (в пределах материкового склона) и абиссальные (глубоководные, в пределах ложа океана).
Мелководные (литоральные) отложения формируются в условиях высокой подвижности водной среды и обильного притоки терригенного материала с материков; имеют терригенный состав и значительные размеры составляющих их частиц (валуны, галечник, пески), в некоторых случаях бывают почти нацело состоящими из биогенных частиц (рдкуша, кораллы) или хемогенных компонентов (оолитовые, глауконитовые пески).
Батиальные отложения представлены обычно илистыми песками и песчаными илами терригенного происхождения. Абиссальные отложения разделяются на следующие группы: красная океаническая глина - глинистый ил преимущественно терригенного состава, карбонатные и кремнистые глубоководные илы (глобигериновый, птероподовый, диатомовый, радиоляриевый), имеющие в основном биогенное происхождение. Породы морского генезиса составляют до 90 % осадочной оболочки Земли.
Для глубоководных отложений характекрны микроконкреции диаметром до 0,2 мм, оолиты - шаровидные или эллипсоидальные образования из углекислой извести, окислов железа, марганца, образуются в процессе осадконакопления; глаукониты - силикаты, богатые железом, песчаные известняки. На больших пространствах глубоководного дна встречаются железо-марганцевые конкреции размером до 20 см. Конкреции содержат в высоких концентрациях никель, медь и кобальт. они представляют большой промышленный интерес.
В Атлантическом, Тихом и Индийском океанах на глубинах 3500-5000 м формируются глобигериновые илы (глобигерины - одноклеточные морские животные-корненожки). Глобигериновый ил - это карбонатный илистый песок или песчаный ил светлой, почти белой, окраски. На глубинах свыше 3500 м отлагается птероподовый ил (птероподы или крылоногие- планктонные животные голые или с нежной известковой раковиной).
На глубинах свыше 4000 м встречается радиоляриевый ил, состоящий из кремнистых остатков раковин радиолярий. В холодных водах океанов распространён диатомовый ил жёлто-серого цвета, состоящий из панцирей диатомовых водорослей.
Интенсивность осадкообразования. Накопление осадков на дне океанов и открытых морей протекает довольно медленно - до 2 см в 1 тыс. лет. Скорость образования донных отложений во внутренних морях значительно выше. В Чёрном и Баренцевом морях она в 10-15 раз больше, чем в океане.
Средняя толщина слоя осадков на дне океана обычно составляет 2-4 км, в некоторых районах она значительно больше. Так, в Мексиканском заливе слой осадков достигает 15 км, а в южной части Каспийского моря - 25 км. По характеру морских грунтов можно судить о многих составляющих гидрологического режима морей и океанов.