Der Großteil der Wasserhülle der Erde besteht aus dem salzigen Wasser des Weltmeeres, das 2/3 der Erdoberfläche bedeckt. Ihr Volumen beträgt etwa 1379106 km3, während das Volumen aller Landgewässer (einschließlich Gletscher und Grundwasser bis zu einer Tiefe von 5 km) weniger als 90106 km3 beträgt. Da Meeresgewässer etwa 93 % aller Gewässer in der Biosphäre ausmachen, können wir davon ausgehen, dass ihre chemische Zusammensetzung die Hauptmerkmale der Zusammensetzung der gesamten Hydrosphäre bestimmt.

Die moderne chemische Zusammensetzung des Ozeans ist das Ergebnis seiner langfristigen Veränderungen unter dem Einfluss der Aktivitäten lebender Organismen. Die Bildung des Primärozeans wurde durch die gleichen Entgasungsprozesse der festen Materie des Planeten verursacht, die zur Bildung der gasförmigen Hülle der Erde führten. Aus diesem Grund sind die Zusammensetzung der Atmosphäre und der Hydrosphäre eng miteinander verbunden und ihre Entwicklung verlief auch miteinander verbunden.

Wie bereits erwähnt, wurden die Entgasungsprodukte von Wasserdampf dominiert Kohlendioxid. Sobald die Oberflächentemperatur des Planeten unter 100 °C sank, begann Wasserdampf zu kondensieren und Primärreservoirs zu bilden. Auf der Erdoberfläche entstand ein Prozess der Wasserzirkulation, der den Beginn der zyklischen Wanderung chemischer Elemente im Land-Ozean-Land-System markierte.

Entsprechend der Zusammensetzung der freigesetzten Gase waren die ersten Wasseransammlungen auf der Oberfläche des Planeten sauer und hauptsächlich mit HC1 sowie HF, H3BO3 und H2S angereichert. Meerwasser hat viele Zyklen durchlaufen. Saurer Regen zerstörte Alumosilikate energetisch und entzog ihnen leicht lösliche Kationen – Natrium, Kalium, Kalzium, Magnesium, die sich im Ozean ansammelten. Kationen neutralisierten nach und nach starke Säuren und das Wasser der antiken Hydrosphäre nahm eine Chlor-Kalzium-Zusammensetzung an.

Unter den verschiedenen Prozessen der Umwandlung entgaster Verbindungen trat offensichtlich die Aktivität von Kondensationen thermolithotropher Bakterien auf. Das Auftauchen von Cyanobakterien, die im Wasser lebten und sie vor schädlicher ultravioletter Strahlung schützten, markierte den Beginn der Photosynthese und der biogeochemischen Produktion von Sauerstoff. Der durch die Photosynthese verursachte Abfall des CO2-Partialdrucks trug zur Ausfällung großer Mengen der Karbonate Fe2+, dann Mg2+ und Ca3+ bei.

Freier Sauerstoff begann in das Wasser des alten Ozeans zu fließen. Über einen langen Zeitraum wurden die reduzierten und unteroxidierten Verbindungen Schwefel, Eiseneisen und Mangan oxidiert. Die Zusammensetzung des Meerwassers nahm eine Chlorid-Sulfat-Zusammensetzung an, die der modernen nahe kommt.

Chemische Elemente in der Hydrosphäre kommen in verschiedenen Formen vor. Unter ihnen sind einfache und komplexe Ionen sowie Moleküle im Zustand stark verdünnter Lösungen am häufigsten. Gewöhnliche Ionen sind durch Sorption mit Partikeln kolloidaler und subkolloidaler Größe verbunden, die im Meerwasser in Form einer dünnen Suspension vorliegen. Eine besondere Gruppe bilden Elemente organischer Verbindungen.

Die Gesamtmenge gelöster Verbindungen im Meerwasser (Salzgehalt) in den Oberflächenschichten der Ozeane und Randmeere liegt zwischen 3,2 und 4 %. In Binnenmeeren variiert der Salzgehalt in einem größeren Bereich. Der durchschnittliche Salzgehalt der Weltmeere wird auf 35 % geschätzt.

Damals, Mitte des 19. Jahrhunderts. Wissenschaftler haben eine bemerkenswerte geochemische Eigenschaft des Meerwassers entdeckt: Trotz Schwankungen des Salzgehalts bleibt das Verhältnis der Hauptionen konstant. Die Salzzusammensetzung des Ozeans ist eine Art geochemische Konstante.

Als Ergebnis der beharrlichen Arbeit von Wissenschaftlern aus vielen Ländern wurde umfangreiches Analysematerial gesammelt, das den Gehalt nicht nur der wichtigsten, sondern auch der Spurenelemente im Wasser der Meere und Ozeane charakterisiert. Die fundiertesten Daten zu den Durchschnittswerten (Clarks) chemischer Elemente im Wasser des Weltozeans finden sich in Berichten von E.D. Goldberg (1963), A.P. Vinogradov (1967), B. Mason (1971), G. Horn (1972), A.P. Lisitsina (1983), K.N. Turekiana (1969). In der Tabelle 4.1 verwendet hauptsächlich die Ergebnisse der letzten beiden Autoren.

Wie aus den vorgelegten Daten hervorgeht, handelt es sich bei dem Großteil der gelösten Verbindungen um Chloride der üblichen Alkali- und Erdalkalielemente, es sind weniger Sulfate und noch weniger Hydrogencarbonate enthalten. Die Konzentration der Spurenelemente, deren Maßeinheit μg/l ist, liegt rechnerisch um drei Größenordnungen niedriger als in Felsen. Der Bereich der Clarke-Werte gestreuter Elemente erreicht 10 mathematische Ordnungen, d.h. ungefähr das gleiche wie in der Erdkruste, aber die Verhältnisse der Elemente sind völlig unterschiedlich. Brom, Strontium, Bor und Fluor dominieren deutlich mit Konzentrationen über 1000 µg/l. Jod und Barium sind in erheblichen Mengen vorhanden, ihre Konzentration übersteigt 10 μg/l.

Tabelle 4.1

Gehalt an löslichen Formen chemischer Elemente im Weltmeer.

Chemisches Element oder Ion	Durchschnittliche Konzentration		Das Verhältnis der Konzentration in der Summe der Salze zur Clarke der Granitschicht	Gesamtgewicht, Millionen Tonnen
	in Wasser, µg/l	insgesamt 10 Salze -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
N / A	10764000,0	3075,0	14,0	14746680000
Mg	1297000,0	371,0	3,1	1776890000
Sa	408000,0	116,0	0,5	558960000
ZU	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
IN	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
ICH	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
Als	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

Einige der Metalle im Wasser – Molybdän, Zink, Uran, Titan, Kupfer – haben eine Konzentration von 1 bis 10 μg/l. Die Konzentration von Nickel, Mangan, Kobalt, Chrom, Quecksilber und Cadmium ist viel geringer – Hundertstel und Zehntel μg/l. Gleichzeitig sind Eisen und Aluminium, die die Hauptelemente der Erdkruste darstellen, im Ozean in geringeren Konzentrationen vorhanden als Molybdän und Zink. Die am wenigsten gelösten Elemente im Ozean sind Niob, Scandium, Beryllium und Thorium.

Um einige geochemische und biogeochemische Parameter zu bestimmen, ist es notwendig, die Konzentration von Elementen nicht nur im Meerwasser, sondern auch in der festen Phase löslicher Stoffe, d.h. in den Gesamtsalzen des Meerwassers. Die Tabelle zeigt Daten, für deren Berechnung der durchschnittliche Salzgehalt mit 35 g/l angenommen wird.

Wie oben gezeigt, war die gesamte biogeochemische Aktivität lebender Organismen der führende Faktor bei der Entwicklung der chemischen Zusammensetzung des Ozeans im Laufe der Erdgeschichte. Organismen spielen eine ebenso wichtige Rolle in modernen Prozessen der Differenzierung chemischer Elemente im Ozean und der Entfernung ihrer Massen in Sedimente. Nach der von A.P. Lisitsin entwickelten Biofiltrationshypothese filtern planktonische (hauptsächlich zooplanktonische) Organismen täglich etwa 1,2107 km3 Wasser durch ihren Körper, was etwa 1 % des Volumens des Weltozeans entspricht. Dabei werden dünne Mineralsuspensionen (Partikel mit einer Größe von 1 Mikrometer oder weniger) zu Klumpen (Pellets) gebunden. Die Pelletgrößen liegen zwischen mehreren zehn Mikrometern und 1 bis 4 mm. Die Verklumpung dünner Suspensionen sorgt für ein schnelleres Absetzen des suspendierten Materials am Boden. Gleichzeitig wird ein Teil der im Wasser gelösten chemischen Elemente im Körper von Organismen in unlösliche Verbindungen umgewandelt. Die häufigsten Beispiele für die biogeochemische Bindung gelöster Elemente zu unlöslichen Verbindungen sind die Bildung von Kalkskeletten (Kalzit) und Siliziumskeletten (Opal) planktonischer Organismen sowie die Gewinnung von Kalziumkarbonat durch Kalkalgen und Korallen.

Unter den pelagischen Schlämmen (Tiefseesedimente) lassen sich zwei Gruppen unterscheiden. Erstere bestehen überwiegend aus biogenen Planktonformationen, letztere werden überwiegend aus Partikeln nichtbiogenen Ursprungs gebildet. In der ersten Gruppe sind kalkhaltige (Karbonat-)Schluffe am häufigsten, in der zweiten Gruppe tonige Schluffe. Karbonatschlamm nimmt etwa ein Drittel der Grundfläche des Weltmeeres ein, toniger Schluff mehr als ein Viertel. In Karbonatsedimenten steigt nicht nur die Konzentration von Kalzium und Magnesium, sondern auch von Strontium und Jod. Schluffe, in denen Tonanteile überwiegen, enthalten deutlich mehr Metalle. Einige Elemente werden nur sehr schwach aus der Lösung in den Schlick transportiert und reichern sich allmählich im Meerwasser an. Sie sollten als thalassophil bezeichnet werden. Durch die Berechnung des Verhältnisses zwischen den Konzentrationen in der Summe der löslichen Salze des Meerwassers und der Sedimente erhalten wir den Wert des Thalassophiliekoeffizienten CT, der angibt, wie oft dieses Element im Salzteil des Meerwassers im Vergleich zum Sediment vorhanden ist . Thalassophile Elemente, die sich im gelösten Salzanteil des Wassers anreichern, haben die folgenden CT-Koeffizienten:

Chemisches Element	Im Verhältnis zuzu tonigen Schluffen.	In Bezug auf kalkhaltigen Schluff
Jod	180 0	36,0
Brom	27 5	27 5
Chrom	27 0	27 0
Schwefel	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
Molybdän	0 01	10 0
Lithium	0.09	1.0

Wenn man die Masse eines Elements im Weltmeer und die Menge seines jährlichen Vorrats kennt, ist es möglich, die Geschwindigkeit seiner Entfernung aus der ozeanischen Lösung zu bestimmen. Beispielsweise beträgt die Menge an Arsen im Ozean etwa 3,6109 Tonnen, während der Flussabfluss 74103 Tonnen pro Jahr verursacht. Folglich wurde über einen Zeitraum von 49.000 Jahren die gesamte Arsenmasse vollständig aus dem Weltmeer entfernt.
Viele Autoren haben Schätzungen über die Zeit vorgenommen, die Elemente im Ozean in gelöstem Zustand verbleiben: T.F. Barth (1961), E.D. Goldberg (1965), H.J. Bowen (1966), A.P. Vinogradov (1967) usw. Daten verschiedene Autoren größere oder kleinere Unterschiede aufweisen. Nach unseren Berechnungen sind Perioden der vollständigen Entfernung gelöster chemischer Elemente aus dem Weltmeer durch folgende Zeitintervalle gekennzeichnet (in Jahren, in der Reihenfolge zunehmender Perioden in jeder 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: C1, Br

Trotz des ungefähren Charakters solcher Berechnungen ermöglichen uns die erhaltenen Größenordnungen die Identifizierung von Gruppen von Spurenelementen, die sich in der Dauer ihres Vorhandenseins in der ozeanischen Lösung unterscheiden. Die Elemente, die im Tiefseeschluff am stärksten konzentriert sind, haben die kürzeste Verweildauer im Ozean. Dies sind Thorium, Zirkonium, Yttrium, Scandium, Aluminium. Die Perioden des Vorkommens von Blei, Mangan, Eisen und Kobalt in der ozeanischen Lösung liegen nahe bei ihnen. Die meisten Metalle werden im Laufe mehrerer tausend oder zehntausend Jahre vollständig aus dem Ozean entfernt. Thalassophile Elemente bleiben Hunderttausende von Jahren oder länger in gelöstem Zustand.

Erhebliche Mengen an Spurenelementen im Ozean werden durch verteilte organische Stoffe gebunden. Seine Hauptquelle sind sterbende Planktonorganismen. Der Prozess der Zerstörung ihrer Überreste findet am aktivsten in einer Tiefe von 500 bis 1000 m statt. Daher sammeln sich in den Sedimenten von Schelf- und flachen Kontinentalmeeren riesige Massen dispergierter organischer Stoffe von Meeresorganismen an, zu denen von ihnen mitgeführte organische Suspensionen hinzugefügt werden Flussabfluss vom Land.

Der Großteil der organischen Substanz des Ozeans befindet sich in gelöstem Zustand und nur 3–5 % liegt in Form einer Suspension vor (Vinogradov A.P., 1967). Die Konzentration dieser Suspensionen im Wasser ist gering, aber ihre Gesamtmasse im gesamten Volumen des Ozeans ist sehr bedeutend: 120 – 200 Milliarden Tonnen. Die jährliche Ansammlung von hochdispersem organischem Detritus in den Sedimenten des Weltmeeres ist laut V.A. Uspensky, übersteigt 0,5109 Tonnen.

Dispergierte organische Stoffe sorbieren einen bestimmten Komplex von Spurenelementen und tragen sie in die Sedimente ein. Ihr Inhalt kann mit einer gewissen Konvention anhand der mikroelementaren Zusammensetzung großer Ansammlungen organischer Substanz – Kohle- und Ölvorkommen – beurteilt werden. Elementkonzentrationen in diesen Objekten werden normalerweise relativ zur Asche angegeben; Daten in Bezug auf das ursprüngliche, unverarbeitete Material sind nicht weniger wichtig.

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist. 4.2 ist die Mikroelementzusammensetzung von Kohle und Öl grundlegend unterschiedlich.

Tabelle 4.2

Durchschnittliche Konzentrationen von Spurenmetallen in Kohle und Öl: 10-4 %

Chemisches Element	In der Trockenmasse von Steinkohlen (V. R. Kler, 1979)	In der Asche der Kohle (F.Ya.Saprykin, 1975)	In der Asche der Öle (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	-	-
Als	-	-	1500
Ba	-	-	500-1000
Sr	-	-	500-1000

Im Öl herrscht ein anderes Verhältnis, die Konzentration vieler Spurenelemente ist deutlich höher. Der hohe Gehalt an Titan, Mangan und Zirkonium in Kohlen ist auf mineralische Verunreinigungen zurückzuführen. Unter den Spurenmetallen sind die höchsten Konzentrationen typisch für Zink, Chrom, Vanadium, Kupfer und Blei.

Viele giftige Elemente (Arsen, Quecksilber, Blei usw.) reichern sich aktiv in organischer Substanz an, die ständig aus dem Meerwasser entfernt wird. Folglich spielt dispergiertes organisches Material wie suspendierte Mineralien die Rolle eines globalen Sorptionsmittels, das den Gehalt an Spurenelementen reguliert und die Umwelt des Weltmeeres vor gefährlichen Konzentrationen schützt. Die Menge der in dispergierter organischer Substanz gebundenen Spurenelemente ist von großer Bedeutung, da die Masse der Materie in Sedimentgesteinen hundertmal größer ist als die Gesamtmenge aller Vorkommen an Steinkohle, kohlenstoffhaltigem Schiefer und Erdöl. Laut J. Hunt (1972), N.B. Vassoevich (1973), A.B. Ronova (1976) beträgt die Gesamtmenge an organischer Substanz in Sedimentgesteinen (1520)1015 Tonnen.

Die Mengen an Spurenelementen, die sich in der organischen Substanz der Sedimentschichten der Erde ansammeln, belaufen sich auf viele Milliarden Tonnen.

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Weltozean

Weltozean

Ozean
Weltozean
eine Wasserschicht, die den größten Teil der Erdoberfläche bedeckt (vier Fünftel auf der Südhalbkugel und mehr als drei Fünftel auf der Nordhalbkugel). Nur stellenweise Erdkruste erhebt sich über die Meeresoberfläche und bildet Kontinente, Inseln, Atolle usw. Obwohl der Weltozean ein einziges Ganzes ist, werden seinen einzelnen Teilen aus Gründen der Forschungsfreundlichkeit unterschiedliche Namen gegeben: Pazifik, Atlantik, Indischer Ozean und Arktischer Ozean.
Die größten Ozeane sind der Pazifik, der Atlantik und der Indische Ozean. Der Pazifische Ozean (Fläche ca. 178,62 Millionen km2) hat im Grundriss eine runde Form und nimmt fast die Hälfte der Wasseroberfläche der Erde ein. Der Atlantische Ozean (91,56 Millionen km²) hat die Form eines breiten Buchstabens S, wobei seine West- und Ostküste nahezu parallel verlaufen. Der Indische Ozean hat mit einer Fläche von 76,17 Millionen km2 die Form eines Dreiecks.
Der Arktische Ozean mit einer Fläche von nur 14,75 Millionen km 2 ist auf fast allen Seiten von Land umgeben. Wie Quiet hat es im Grundriss eine abgerundete Form. Einige Geographen identifizieren einen anderen Ozean – die Antarktis oder den Süden – das Gewässer, das die Antarktis umgibt.
Ozean und Atmosphäre. Die Weltmeere mit einer durchschnittlichen Tiefe von ca. 4 km, enthält 1350 Millionen km 3 Wasser. Als „Hülle“ kann die Atmosphäre betrachtet werden, die die gesamte Erde mit einer mehrere hundert Kilometer dicken Schicht umhüllt und deren Basis viel größer ist als der Weltozean. Sowohl der Ozean als auch die Atmosphäre sind flüssige Umgebungen, in denen Leben existiert; Ihre Eigenschaften bestimmen den Lebensraum von Organismen. Zirkulationsströmungen in der Atmosphäre beeinflussen die allgemeine Wasserzirkulation in den Ozeanen, und die Eigenschaften des Meerwassers hängen stark von der Zusammensetzung und Temperatur der Luft ab. Der Ozean wiederum bestimmt die grundlegenden Eigenschaften der Atmosphäre und ist eine Energiequelle für viele Prozesse, die in der Atmosphäre ablaufen. Die Wasserzirkulation im Ozean wird durch Winde, die Erdrotation und Landbarrieren beeinflusst.
Ozean und Klima. Es ist bekannt, dass sich das Temperaturregime und andere klimatische Eigenschaften des Gebiets auf jedem Breitengrad in Richtung von der Meeresküste zum Inneren des Kontinents erheblich ändern können. Im Vergleich zum Land erwärmt sich der Ozean im Sommer langsamer und kühlt im Winter langsamer ab, wodurch Temperaturschwankungen auf dem angrenzenden Land ausgeglichen werden.
Die Atmosphäre erhält vom Ozean einen erheblichen Teil der ihr zugeführten Wärme und fast den gesamten Wasserdampf. Der Dampf steigt auf und kondensiert zu Wolken, die von Winden getragen werden und das Leben auf dem Planeten ermöglichen und als Regen oder Schnee fallen. Allerdings nehmen nur Oberflächengewässer am Wärme- und Feuchtigkeitsaustausch teil; Mehr als 95 % des Wassers befinden sich in der Tiefe, wo seine Temperatur nahezu unverändert bleibt.
Zusammensetzung von Meerwasser. Das Wasser im Ozean ist salzig. Für den salzigen Geschmack sorgen die darin enthaltenen 3,5 % gelösten Mineralien – hauptsächlich Natrium- und Chlorverbindungen – die Hauptbestandteile von Speisesalz. Am zweithäufigsten kommt Magnesium vor, gefolgt von Schwefel; Alle üblichen Metalle sind ebenfalls vorhanden. Von den nichtmetallischen Bestandteilen sind Kalzium und Silizium besonders wichtig, da sie am Aufbau der Skelette und Panzer vieler Meerestiere beteiligt sind. Aufgrund der Tatsache, dass das Wasser im Ozean ständig durch Wellen und Strömungen vermischt wird, ist seine Zusammensetzung in allen Ozeanen nahezu gleich.
Eigenschaften von Meerwasser. Die Dichte von Meerwasser (bei einer Temperatur von 20 °C und einem Salzgehalt von etwa 3,5 %) beträgt etwa 1,03, d.h. etwas höher als die Dichte frisches Wasser(1,0). Die Dichte des Wassers im Ozean variiert mit der Tiefe aufgrund des Drucks der darüber liegenden Schichten sowie in Abhängigkeit von Temperatur und Salzgehalt. In den tiefsten Teilen des Ozeans ist das Wasser tendenziell salziger und kälter. Die dichtesten Wassermassen im Ozean können in der Tiefe verbleiben und über 1000 Jahre lang eine niedrige Temperatur aufrechterhalten.
Weil das Meerwasser Es hat eine niedrige Viskosität und eine hohe Oberflächenspannung, bietet der Bewegung eines Schiffes oder Schwimmers relativ wenig Widerstand und fließt schnell von verschiedenen Oberflächen. Die vorherrschende blaue Farbe des Meerwassers ist auf die Streuung des Sonnenlichts durch kleine, im Wasser schwebende Partikel zurückzuführen.
Meerwasser ist für sichtbares Licht viel weniger transparent als Luft, aber transparenter als die meisten anderen Substanzen. Das Eindringen von Sonnenstrahlen in den Ozean bis zu einer Tiefe von 700 m wurde aufgezeichnet. Radiowellen dringen jedoch nur bis zu einer geringen Tiefe in die Wassersäule ein Schallwellen kann sich unter Wasser Tausende von Kilometern ausbreiten. Die Schallgeschwindigkeit im Meerwasser variiert und beträgt durchschnittlich 1500 m pro Sekunde.
Die elektrische Leitfähigkeit von Meerwasser ist etwa 4000-mal höher als die von Süßwasser. Der hohe Salzgehalt verhindert die Verwendung zur Bewässerung landwirtschaftlicher Nutzpflanzen. Es ist auch nicht zum Trinken geeignet.
MEERESBEWOHNER
Das Leben im Meer ist unglaublich vielfältig: Dort leben mehr als 200.000 Arten von Organismen. Einige davon, wie der Quastenflosser, sind lebende Fossilien, deren Vorfahren hier vor mehr als 300 Millionen Jahren blühten. andere sind in jüngerer Zeit erschienen. Die meisten Meeresorganismen kommen in flachen Gewässern vor, wo Sonnenlicht eindringt und den Prozess der Photosynthese erleichtert. Mit Sauerstoff und Nährstoffen wie Nitraten angereicherte Bereiche sind günstig für das Leben. Das als „Upwelling“ bekannte Phänomen ist weithin bekannt. . Auftrieb) – der Aufstieg von mit Nährstoffen angereichertem Tiefseewasser an die Oberfläche; Damit verbunden ist der Reichtum an organischem Leben an einigen Küsten. Das Leben im Ozean reicht von mikroskopisch kleinen einzelligen Algen und winzigen Tieren bis hin zu Walen, die über 30 Meter lang und größer sind als jedes Tier, das jemals an Land gelebt hat, einschließlich der größten Dinosaurier. Die ozeanische Biota wird in die folgenden Hauptgruppen unterteilt.
Plankton ist eine Ansammlung mikroskopisch kleiner Pflanzen und Tiere, die sich nicht selbstständig bewegen können und in oberflächennahen, gut beleuchteten Wasserschichten leben, wo sie schwimmende „Futterplätze“ für größere Tiere bilden. Plankton besteht aus Phytoplankton (einschließlich Pflanzen wie Kieselalgen) und Zooplankton (Quallen, Krill, Krabbenlarven usw.).
Nekton besteht aus frei in der Wassersäule schwimmenden, meist räuberischen Organismen und umfasst mehr als 20.000 Fischarten sowie Tintenfische, Robben, Seelöwen und Wale.
Benthos besteht aus Tieren und Pflanzen, die auf oder in der Nähe des Meeresbodens leben, sowohl in tiefen als auch in flachen Gewässern. Pflanzen, dargestellt durch verschiedene Algen (z. B. Braunalgen), kommen in flachem Wasser vor, wo Sonnenlicht eindringt. Von den Tieren sind Schwämme, Seelilien (die einst als ausgestorben galten), Brachiopoden usw. zu erwähnen.
Nahrungskette. Mehr als 90 % der organischen Substanzen, die die Grundlage des Lebens im Meer bilden, werden unter Sonnenlicht aus Mineralien und anderen Bestandteilen durch Phytoplankton synthetisiert, das reichlich in den oberen Schichten der Wassersäule des Ozeans lebt. Einige Organismen, aus denen Zooplankton besteht, fressen diese Pflanzen und bieten wiederum eine Nahrungsquelle für größere Tiere, die in größeren Tiefen leben. Diese werden von größeren Tieren gefressen, die noch tiefer leben, und dieses Muster lässt sich bis zum Grund des Ozeans verfolgen, wo die größten Wirbellosen wie Glasschwämme die Nährstoffe, die sie benötigen, aus den Überresten toter Organismen – organischem Abfall – erhalten sinkt von der darüber liegenden Wassersäule zu Boden. Es ist jedoch bekannt, dass es vielen Fischen und anderen freilebenden Tieren gelungen ist, sich an extreme Bedingungen anzupassen hoher Druck, niedrige Temperatur und ständige Dunkelheit, charakteristisch für große Tiefen. siehe auch Meeresbiologie.
WELLEN, GEZEITEN, STÖRUNGEN
Wie der Rest des Universums bleibt der Ozean niemals in Ruhe. Eine Vielzahl natürlicher Prozesse, darunter auch so katastrophale wie Unterwasserbeben oder Vulkanausbrüche, verursachen die Bewegung des Meerwassers.
Wellen. Regelmäßige Wellen entstehen durch Winde, die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit über die Meeresoberfläche wehen. Zuerst gibt es Wellen, dann beginnt die Wasseroberfläche rhythmisch zu steigen und zu fallen. Obwohl die Wasseroberfläche steigt und fällt, bewegen sich einzelne Wasserpartikel entlang einer Flugbahn, die fast gleich ist Teufelskreis, wobei praktisch keine horizontale Verschiebung auftritt. Mit zunehmendem Wind werden die Wellen höher. Im offenen Meer kann die Höhe eines Wellenkamms bis zu 30 m betragen, und der Abstand zwischen benachbarten Wellenkämmen kann 300 m betragen.
Wenn die Wellen sich dem Ufer nähern, bilden sie zwei Arten von Brechern: Tauchen und Gleiten. Tauchbrecher sind charakteristisch für Wellen, die vom Ufer entfernt entstehen; Sie haben eine konkave Vorderseite, ihr Kamm überragt und fällt wie ein Wasserfall zusammen. Die Gleitbrecher bilden keine konkave Front und der Wellenabfall erfolgt allmählich. In beiden Fällen rollt die Welle auf das Ufer und rollt dann zurück.
Katastrophale Wellen kann als Folge einer starken Veränderung der Tiefe des Meeresbodens bei der Entstehung von Verwerfungen (Tsunamis), bei schweren Stürmen und Hurrikanen (Sturmwellen) oder bei Erdrutschen und Erdrutschen von Küstenklippen auftreten.
Tsunamis können sich im offenen Meer mit Geschwindigkeiten von bis zu 700–800 km/h ausbreiten. Wenn sich die Tsunamiwelle dem Ufer nähert, verlangsamt sie sich und nimmt gleichzeitig an Höhe zu. Dadurch rollt eine Welle mit einer Höhe von bis zu 30 m oder mehr (bezogen auf den durchschnittlichen Meeresspiegel) auf das Ufer. Tsunamis haben eine enorme Zerstörungskraft. Obwohl die am stärksten von ihnen betroffenen Gebiete diejenigen sind, die sich in der Nähe von seismisch aktiven Zonen wie Alaska, Japan und Chile befinden, kommen Wellen aus entfernte Quellen, kann erheblichen Schaden anrichten. Ähnliche Wellen treten bei explosiven Vulkanausbrüchen oder dem Einsturz von Kraterwänden auf, wie zum Beispiel beim Vulkanausbruch auf der Insel Krakatau in Indonesien im Jahr 1883.
Durch Hurrikane (tropische Wirbelstürme) erzeugte Sturmwellen können sogar noch zerstörerischer sein. Immer wieder trafen ähnliche Wellen auf die Küste im oberen Teil des Golfs von Bengalen; Einer von ihnen im Jahr 1737 führte zum Tod von etwa 300.000 Menschen. Dank stark verbesserter Frühwarnsysteme ist es nun möglich, die Bevölkerung von Küstenstädten vor herannahenden Hurrikanen zu warnen.
Katastrophale Wellen durch Erdrutsche und Erdrutsche sind relativ selten. Sie entstehen durch den Fall großer Felsblöcke in Tiefseebuchten; Dabei wird eine riesige Wassermasse verdrängt, die auf das Ufer fällt. Im Jahr 1796 kam es auf der Insel Kyushu in Japan zu einem Erdrutsch, der tragische Folgen hatte: Die drei riesigen Wellen, die er auslöste, forderten das Leben von ca. 15.000 Menschen.
Gezeiten. Die Gezeiten rollen auf die Meeresküste und lassen den Wasserspiegel auf eine Höhe von 15 m oder mehr ansteigen. Die Hauptursache für Gezeiten auf der Erdoberfläche ist die Schwerkraft des Mondes. Alle 24 Stunden und 52 Minuten gibt es zwei Fluten und zwei Ebbe. Obwohl diese Pegelschwankungen nur in Küstennähe und im Flachwasserbereich spürbar sind, sind sie auch im offenen Meer bekannt. Die Gezeiten verursachen im Küstenbereich viele sehr starke Strömungen, daher müssen Segler spezielle Strömungstabellen verwenden, um sicher navigieren zu können. In den Meerengen, die das Japanische Binnenmeer mit dem offenen Ozean verbinden, erreichen Gezeitenströmungen Geschwindigkeiten von 20 km/h und in der Seymour-Narrows-Straße vor der Küste von British Columbia (Vancouver Island) in Kanada eine Geschwindigkeit von ca. 20 km/h. 30 km/h.
Strömungen im Meer können auch Wellen entstehen. Küstenwellen, die sich schräg dem Ufer nähern, verursachen relativ langsame Küstenströmungen. Wo die Strömung vom Ufer abweicht, nimmt ihre Geschwindigkeit stark zu – es entsteht eine Strömung, die für Schwimmer eine Gefahr darstellen kann. Durch die Erdrotation bewegen sich große Meeresströmungen auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersinn und auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn. Die reichsten Fischgründe sind mit einigen Strömungen verbunden, beispielsweise in der Region Labrador Current vor der Ostküste Nordamerika und der Peruanische Strom (oder Humboldt-Strom) vor der Küste Perus und Chiles.
Trübungsströmungen gehören zu den stärksten Strömungen im Ozean. Sie werden durch die Bewegung großer Mengen suspendierter Sedimente verursacht; Diese Sedimente können von Flüssen transportiert werden, das Ergebnis von Wellen in flachem Wasser sein oder durch einen Erdrutsch entlang eines Unterwasserhangs entstanden sein. Ideale Bedingungen für die Entstehung solcher Strömungen herrschen an den Gipfeln von Unterwasserschluchten in Ufernähe, insbesondere an den Zusammenflüssen von Flüssen. Solche Strömungen erreichen Geschwindigkeiten von 1,5 bis 10 km/h und beschädigen teilweise Seekabel. Nach dem Erdbeben von 1929, dessen Epizentrum im Gebiet der Great Newfoundland Bank lag, wurden viele transatlantische Kabel, die Nordeuropa und die Vereinigten Staaten verbanden, beschädigt, wahrscheinlich aufgrund starker Trübungsströmungen.
KÜSTE UND KÜSTEN
Die Karten zeigen deutlich die außergewöhnliche Vielfalt der Küstenkonturen. Beispiele hierfür sind Küsten mit Buchten, Inseln und gewundenen Meerengen (in Maine, Südalaska und Norwegen); relativ einfache Küstenlinien, wie der Großteil der Westküste der Vereinigten Staaten; tief eindringende und verzweigte Buchten (z. B. Chesapeake) an der Mittelatlantikküste der Vereinigten Staaten; die markante Tiefküste von Louisiana nahe der Mündung des Mississippi. Ähnliche Beispiele können für jeden Breitengrad und jede geografische oder klimatische Region angegeben werden.
Entwicklung der Küste. Schauen wir uns zunächst an, wie sich der Meeresspiegel in den letzten 18.000 Jahren verändert hat. Kurz zuvor war der größte Teil des Landes in den hohen Breiten mit riesigen Gletschern bedeckt. Durch das Abschmelzen dieser Gletscher gelangte Schmelzwasser in den Ozean und ließ dessen Pegel um etwa 100 m ansteigen. Gleichzeitig wurden viele Flussmündungen überflutet – so entstanden Flussmündungen. Dort, wo Gletscher unter dem Meeresspiegel vertiefte Täler geschaffen haben, haben sich tiefe Buchten (Fjorde) mit zahlreichen Felseninseln gebildet, wie zum Beispiel in der Küstenzone Alaskas und Norwegens. Beim Vordringen an tiefliegenden Küsten überschwemmte das Meer auch Flusstäler. An sandigen Küsten bildeten sich durch die Wellenaktivität niedrige Barriereinseln, die sich entlang der Küste erstreckten. Solche Formen kommen vor der Süd- und Südostküste der Vereinigten Staaten vor. Manchmal bilden Barriereinseln akkumulierte Küstenüberhänge (z. B. Cape Hatteras). Deltas entstehen an den Mündungen von Flüssen, die große Mengen Sedimente transportieren. An tektonischen Blockufern, an denen Hebungen auftreten, die den Anstieg des Meeresspiegels kompensieren, können sich gerade Abriebleisten (Klippen) bilden. Auf der Insel Hawaii flossen infolge vulkanischer Aktivität Lavaströme ins Meer und es bildeten sich Lavadeltas. Vielerorts verlief die Küstenentwicklung so, dass die durch Überschwemmungen von Flussmündungen entstandenen Buchten weiterhin bestehen blieben – beispielsweise die Chesapeake Bay oder die Buchten an der Nordwestküste der Iberischen Halbinsel.
In der tropischen Zone trug der Anstieg des Meeresspiegels zu einem intensiveren Wachstum der Korallen auf der äußeren (Marine-)Seite der Riffe bei, so dass sich auf der Innenseite Lagunen bildeten, die das Barriereriff vom Ufer trennten. Ein ähnlicher Prozess ereignete sich dort, wo die Insel vor dem Hintergrund des steigenden Meeresspiegels sank. Gleichzeitig wurden die Barriereriffe auf der Außenseite bei Stürmen teilweise zerstört und Korallenfragmente durch Sturmwellen über dem ruhigen Meeresspiegel aufgetürmt. Rifferinge rund um die überschwemmten Vulkaninseln bildeten Atolle. In den letzten 2000 Jahren kam es praktisch zu keinem Anstieg des Meeresspiegels.
Strände wurden von den Menschen schon immer sehr geschätzt. Sie bestehen hauptsächlich aus Sand, obwohl es auch Kies- und sogar kleine Felsstrände gibt. Manchmal handelt es sich bei dem Sand um von Wellen zerkleinerte Muscheln (sog. Muschelsand). Das Profil des Strandes weist abfallende und fast horizontale Teile auf. Der Neigungswinkel des Küstenabschnitts hängt vom Sand ab, aus dem er besteht: An Stränden, die aus dünnem Sand bestehen, ist die Frontzone am flachsten; An groben Sandstränden sind die Gefälle etwas größer und der steilste Felsvorsprung wird von Kies- und Geröllstränden gebildet. Der hintere Bereich des Strandes liegt normalerweise über dem Meeresspiegel, manchmal wird er jedoch auch von großen Sturmwellen überschwemmt.
Es gibt verschiedene Arten von Stränden. Am typischsten für die US-Küste sind lange, relativ gerade Strände, die an die Außenseite von vorgelagerten Inseln grenzen. Charakteristisch für solche Strände sind Ufermulden, in denen für Schwimmer gefährliche Strömungen entstehen können. An der Außenseite der Mulden erstrecken sich entlang des Ufers Sandbänke, in denen es zur Zerstörung durch Wellen kommt. Bei starkem Wellengang kommt es hier häufig zu Rippenströmungen.
Felsige Ufer mit unregelmäßiger Form bilden normalerweise viele kleine Buchten mit kleinen isolierten Strandabschnitten. Diese Buchten sind oft durch Felsen oder Unterwasserriffe, die über die Wasseroberfläche hinausragen, vor dem Meer geschützt.
An Stränden sind durch Wellen entstandene Formationen weit verbreitet: Strandgirlanden, Wellenspuren, Spuren von Wellenspritzern, durch den Wasserfluss bei Ebbe entstandene Rinnen sowie von Tieren hinterlassene Spuren.
Wenn Strände während Winterstürmen erodieren, wandert der Sand in Richtung offenes Meer oder entlang der Küste. Wenn das Wetter im Sommer ruhiger wird, gelangen neue Sandmassen an die Strände, die von Flüssen mitgebracht werden oder durch das Wegspülen von Küstenvorsprüngen durch Wellen entstehen, und so werden die Strände wiederhergestellt. Leider wird dieser Kompensationsmechanismus häufig durch menschliches Eingreifen gestört. Der Bau von Dämmen an Flüssen oder der Bau von Uferschutzmauern verhindert, dass Material zu den Stränden fließt, um das durch Winterstürme weggeschwemmte Material zu ersetzen.
Vielerorts wird Sand durch Wellen entlang der Küste transportiert, hauptsächlich in eine Richtung (der sogenannte küstennahe Sedimentfluss). Wenn Küstenbauwerke (Dämme, Wellenbrecher, Piers, Leisten usw.) diesen Fluss blockieren, werden die Strände „stromaufwärts“ (d. h. auf der Seite, von der das Sediment abfließt) entweder von Wellen weggespült oder dehnen sich aufgrund der Sedimentzufuhr aus , während die Strände „flussabwärts“ fast nicht mit neuen Sedimenten aufgeladen werden.
MEERESBODENRELIEF
Am Grund der Ozeane gibt es riesige Gebirgsketten, tiefe Schluchten mit steilen Wänden, lange Bergrücken und tiefe Rift-Täler. Tatsächlich ist der Meeresboden nicht weniger rau als die Landoberfläche.
Schelf, Kontinentalhang und Kontinentalfuß. Die Plattform, die die Kontinente begrenzt, der so genannte Festlandsockel, ist nicht so eben wie früher angenommen. Felsvorsprünge sind im äußeren Teil des Schelfs häufig; Grundgestein tritt häufig auf dem an den Schelf angrenzenden Teil des Kontinentalhangs auf.
Die durchschnittliche Tiefe der Außenkante (Kante) des Schelfs, die ihn vom Kontinentalhang trennt, beträgt ca. 130 m. An Küsten, die der Vereisung ausgesetzt waren, sind auf dem Schelf häufig Täler (Tröge) und Senken zu beobachten. So finden sich vor den Fjordküsten Norwegens, Alaskas und Südchiles Tiefwassergebiete in der Nähe der heutigen Küstenlinie; Vor der Küste von Maine und im Sankt-Lorenz-Golf gibt es Tiefseegräben. Von Gletschern gebildete Täler erstrecken sich oft über das gesamte Schelf; An manchen Stellen gibt es an ihnen Untiefen, die außergewöhnlich fischreich sind, zum Beispiel die Georges Banks oder die Great Newfoundland Bank.
Die Schelfe vor der Küste, wo es keine Vereisung gab, weisen eine einheitlichere Struktur auf, über ihnen erheben sich jedoch oft sandige oder sogar felsige Bergrücken allgemeines Niveau. Während der Eiszeit, als der Meeresspiegel sank, weil sich riesige Wassermassen in Form von Eisschilden an Land ansammelten, entstanden an vielen Stellen des heutigen Schelfs Flussdeltas. An anderen Stellen am Rande der Kontinente wurden auf Höhe des damaligen Meeresspiegels Abriebplattformen in die Oberfläche gehauen. Allerdings wurden die Ergebnisse dieser Prozesse, die bei niedrigem Meeresspiegel stattfanden, durch tektonische Bewegungen und Sedimentation in der folgenden postglazialen Ära erheblich verändert.
Am überraschendsten ist, dass man auf dem äußeren Schelf an vielen Stellen noch Sedimente finden kann, die sich aus der Vergangenheit gebildet haben, als der Meeresspiegel mehr als 100 m niedriger war als heute. Dort werden auch Knochen von Mammuts gefunden, die während der Eiszeit lebten, und manchmal auch Werkzeuge des Urmenschen.
Was den Kontinentalhang betrifft, müssen folgende Merkmale beachtet werden: Erstens bildet er normalerweise eine klare und klar definierte Grenze zum Schelf; Zweitens wird es fast immer von tiefen Unterwasserschluchten durchzogen. Die durchschnittliche Neigung am Kontinentalhang beträgt 4°, es gibt aber auch steilere, teilweise fast senkrechte Abschnitte. An der unteren Grenze des Abhangs im Atlantischen und Indischen Ozean befindet sich eine leicht geneigte Oberfläche, die als „Kontinentalfuß“ bezeichnet wird. Entlang der Peripherie des Pazifischen Ozeans fehlt normalerweise der Kontinentalfuß; Er wird oft durch Tiefseegräben ersetzt, wo tektonische Bewegungen (Verwerfungen) Erdbeben erzeugen und wo die meisten Tsunamis entstehen.
Unterwasserschluchten. Diese Schluchten, die 300 m oder mehr in den Meeresboden eingeschnitten sind, zeichnen sich normalerweise durch steile Seiten, schmale Böden und einen gewundenen Grundriss aus; Wie ihre Artgenossen an Land erhalten sie zahlreiche Nebenflüsse. Der tiefste bekannte Unterwassercanyon, der Grand Bahama, ist fast 5 km tief eingeschnitten.
Trotz der Ähnlichkeit mit den gleichnamigen Formationen an Land handelt es sich bei den meisten Unterwasserschluchten nicht um alte Flusstäler, die unter dem Meeresspiegel liegen. Trübungsströmungen sind durchaus in der Lage, sowohl ein Tal auf dem Meeresboden auszubilden als auch ein überflutetes Flusstal oder eine Senke entlang einer Verwerfungslinie zu vertiefen und umzuwandeln. Unterwassertäler bleiben nicht unverändert; Auf ihnen werden Sedimente transportiert, wie die Wellen am Boden zeigen, und ihre Tiefe ändert sich ständig.
Tiefseegräben. Durch groß angelegte Forschungen, die nach dem Zweiten Weltkrieg begannen, wurde viel über die Topographie des Tiefseebodens gelernt. Die größten Tiefen sind auf die Tiefseegräben des Pazifischen Ozeans beschränkt. Der tiefste Punkt ist der sogenannte. „Challenger Deep“ liegt im Marianengraben im südwestlichen Pazifik. Die größten Tiefen der Ozeane sind unten aufgeführt, zusammen mit ihren Namen und Standorten:
Arktis– 5527 m in der Grönlandsee;
atlantisch– Puerto-Rico-Graben (vor der Küste von Puerto Rico) – 8742 m;
indisch– Sunda (Javan)-Graben (westlich des Sunda-Archipels) – 7729 m;
Ruhig– Marianengraben (in der Nähe der Marianen) – 11.033 m; Tonga-Graben (in der Nähe von Neuseeland) – 10.882 m; Philippinischer Graben (in der Nähe der Philippinischen Inseln) – 10.497 m.
Mittelatlantischer Rücken. Die Existenz eines großen Unterwasserrückens, der sich von Norden nach Süden über den zentralen Atlantik erstreckt, ist seit langem bekannt. Seine Länge beträgt fast 60.000 km, einer seiner Zweige erstreckt sich in den Golf von Aden bis zum Roten Meer und der andere endet vor der Küste des Golfs von Kalifornien. Die Breite des Bergrückens beträgt Hunderte von Kilometern; Sein auffälligstes Merkmal sind die Rift-Täler, die sich fast über die gesamte Länge erstrecken und an die Ostafrikanische Rift-Zone erinnern.
Eine noch überraschendere Entdeckung war, dass der Hauptkamm rechtwinklig zu seiner Achse von zahlreichen Bergrücken und Tälern durchzogen ist. Diese Querkämme können im Ozean über Tausende von Kilometern verfolgt werden. An den Stellen, an denen sie sich mit dem Axialkamm kreuzen, gibt es sogenannte. Störungszonen, auf die aktive tektonische Bewegungen beschränkt sind und in denen sich die Zentren großer Erdbeben befinden.
Hypothese der Kontinentalverschiebung von A. Wegener. Bis etwa 1965 glaubten die meisten Geologen, dass die Position und Form der Kontinente und Ozeanbecken unverändert blieben. Es gab eine ziemlich vage Vorstellung davon, dass die Erde komprimiert wird, und diese Kompression führt zur Bildung gefalteter Gebirgszüge. Als der deutsche Meteorologe Alfred Wegener im Jahr 1912 die Idee vorschlug, dass sich Kontinente bewegen („Drift“) und dass der Atlantische Ozean durch die Verbreiterung eines Risses entstanden sei, der einen alten Superkontinent spaltete, stieß diese Idee trotz vieler Belege auf Unglauben zu seinen Gunsten (die Ähnlichkeit der Umrisse der Ost- und Westküste des Atlantischen Ozeans; die Ähnlichkeit der Fossilienreste in Afrika und Südamerika; Spuren der großen Vereisungen der Karbon- und Permzeit im Bereich von 350–230 Millionen). vor Jahren in Gebieten, die heute in der Nähe des Äquators liegen).
Ausdehnung (Ausbreitung) des Meeresbodens. Nach und nach wurden Wegeners Argumente durch die Ergebnisse weiterer Forschungen gestützt. Es wurde vermutet, dass Rift-Täler innerhalb mittelozeanischer Rücken als Spannungsrisse entstehen, die dann durch aufsteigendes Magma aus der Tiefe gefüllt werden. Kontinente und angrenzende Gebiete der Ozeane bilden riesige Platten, die sich von Unterwasserrücken entfernen. Der vordere Teil der Amerikanischen Platte wird über die Pazifische Platte geschoben; Letzterer bewegt sich wiederum unter dem Kontinent – ​​es kommt zu einem Prozess namens Subduktion. Es gibt viele weitere Beweise, die diese Theorie stützen: zum Beispiel die Lage von Erdbebenherden, marginalen Tiefseegräben, Gebirgszügen und Vulkanen in diesen Gebieten. Diese Theorie ermöglicht es uns, fast alle wichtigen Landformen von Kontinenten und Ozeanbecken zu erklären.
Magnetische Anomalien. Das überzeugendste Argument für die Hypothese der Ausbreitung des Meeresbodens ist der Wechsel von Streifen direkter und umgekehrter Polarität (positive und negative magnetische Anomalien), die symmetrisch auf beiden Seiten der mittelozeanischen Rücken verlaufen und parallel zu ihnen verlaufen Achse. Durch die Untersuchung dieser Anomalien konnte festgestellt werden, dass die Ausbreitung des Ozeans mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von mehreren Zentimetern pro Jahr erfolgt.
Plattentektonik. Weitere Beweise für die Wahrscheinlichkeit dieser Hypothese wurden durch Tiefseebohrungen gewonnen. Wenn, wie die historische Geologie nahelegt, die Ausdehnung der Ozeane in der Jurazeit begann, kann kein Teil des Atlantischen Ozeans älter als diese Zeit sein. An einigen Stellen durchdrangen Tiefseebohrungen Jura-Sedimente (die vor 190–135 Millionen Jahren entstanden sind), aber nirgendwo wurden ältere Sedimente gefunden. Dieser Umstand kann als bedeutsamer Beweis angesehen werden; Gleichzeitig führt es zu der paradoxen Schlussfolgerung, dass der Meeresboden jünger ist als der Ozean selbst.
MEERESENTDECKUNG
Frühe Forschung. Die ersten Versuche, die Ozeane zu erforschen, waren rein geografischer Natur. Reisende der Vergangenheit (Kolumbus, Magellan, Cook usw.) unternahmen lange, ermüdende Reisen über die Meere und entdeckten Inseln und neue Kontinente. Den ersten Versuch, den Ozean selbst und seinen Grund zu erforschen, unternahm die britische Expedition auf der Challenger (1872–1876). Diese Reise legte den Grundstein für die moderne Ozeanologie. Die im Ersten Weltkrieg entwickelte Echolotmethode ermöglichte die Erstellung neuer Karten des Schelfs und des Kontinentalhangs. Spezielle ozeanologische Wissenschaftseinrichtungen, die in den 1920er und 1930er Jahren entstanden, weiteten ihre Aktivitäten auf Tiefseegebiete aus.
Moderne Bühne. Wirkliche Forschungsfortschritte begannen jedoch erst nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs, als sich die Marinen verschiedener Länder an der Erforschung des Ozeans beteiligten. Gleichzeitig erhielten viele ozeanografische Stationen Unterstützung.
Die führende Rolle in diesen Studien kam den USA und der UdSSR zu; In kleinerem Maßstab wurden ähnliche Arbeiten von Großbritannien, Frankreich, Japan, Westdeutschland und anderen Ländern durchgeführt. In etwa 20 Jahren gelang es, ein ziemlich vollständiges Bild der Topographie des Meeresbodens zu erhalten. Auf den veröffentlichten Karten des Bodenreliefs zeichnete sich ein Bild der Tiefenverteilung ab. Sehr wichtig Sie haben auch den Meeresboden mithilfe von Echoloten erforscht, bei dem Schallwellen von der Oberfläche von unter losen Sedimenten vergrabenem Grundgestein reflektiert werden. Über diese vergrabenen Sedimente ist mittlerweile mehr bekannt als über die Gesteine ​​der Kontinentalkruste.
Tauchboote mit Besatzung an Bord. Ein großer Fortschritt in der Meeresforschung war die Entwicklung von Tiefsee-Tauchbooten mit Bullaugen. Im Jahr 1960 tauchten Jacques Piccard und Donald Walsh mit dem Bathyscaphe Trieste I in die tiefste bekannte Region des Ozeans – das Challenger Deep, 320 km südwestlich von Guam. Die „Tauchende Untertasse“ von Jacques Cousteau erwies sich als das erfolgreichste Gerät dieser Art; Mit seiner Hilfe war es möglich, die erstaunliche Welt der Korallenriffe und Unterwasserschluchten bis zu einer Tiefe von 300 m zu entdecken. Ein anderes Gerät, Alvin, sank auf eine Tiefe von 3650 m (mit einer geplanten Tauchtiefe von bis zu 4580 m) und wurde aktiv in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt.
Tiefseebohrungen. So wie das Konzept der Plattentektonik die geologische Theorie revolutionierte, revolutionierten Tiefseebohrungen das Verständnis der geologischen Geschichte. Eine fortschrittliche Bohranlage kann Hunderte oder sogar Tausende Meter in magmatisches Gestein bohren. Wenn die stumpfe Bohrkrone dieser Installation ausgetauscht werden musste, verblieb ein Futterrohrstrang im Bohrloch, der von einem auf einer neuen Bohrgestängebohrkrone montierten Sonar leicht erkannt werden konnte und so das Bohren derselben Bohrung fortsetzen konnte. Kerne aus Tiefseebohrungen haben es ermöglicht, viele Lücken in der geologischen Geschichte unseres Planeten zu schließen und insbesondere viele Beweise für die Richtigkeit der Hypothese der Ausbreitung des Meeresbodens geliefert.
MEERESRESSOURCEN
Während die Ressourcen des Planeten darum kämpfen, den Bedarf einer wachsenden Bevölkerung zu decken, wird der Ozean immer größer spezielle Bedeutung als Nahrungs-, Energie-, Mineralstoff- und Wasserquelle.
Nahrungsressourcen im Ozean. Jedes Jahr werden in den Ozeanen Dutzende Millionen Tonnen Fisch, Schalen- und Krustentiere gefangen. In einigen Teilen der Ozeane ist die Fischerei in modernen schwimmenden Fischbrutanlagen sehr intensiv. Einige Walarten wurden fast vollständig ausgerottet. Eine fortgesetzte intensive Fischerei kann zu schweren Schäden an wertvollen kommerziellen Fischarten wie Thunfisch, Hering, Kabeljau, Wolfsbarsch, Sardinen und Seehecht führen.
Fischzucht. Große Teile des Schelfs könnten für die Fischzucht reserviert werden. In diesem Fall können Sie den Meeresboden düngen, um das Wachstum von Meerespflanzen zu gewährleisten, von denen sich die Fische ernähren.
Bodenschätze Ozeane. Alle Mineralien, die an Land vorkommen, sind auch im Meerwasser vorhanden. Die dort am häufigsten vorkommenden Salze sind Magnesium, Schwefel, Kalzium, Kalium und Brom. Kürzlich entdeckten Ozeanographen, dass der Meeresboden vielerorts buchstäblich mit vereinzelten Ferromanganknollen mit hohem Mangan-, Nickel- und Kobaltgehalt bedeckt ist. In flachen Gewässern vorkommende Phosphoritknollen können als Rohstoffe für die Herstellung von Düngemitteln genutzt werden. Meerwasser enthält außerdem wertvolle Metalle wie Titan, Silber und Gold. Derzeit werden nur Salz, Magnesium und Brom in nennenswerten Mengen aus Meerwasser gewonnen.
Öl . Zahlreiche große Ölfelder werden bereits vor der Küste erschlossen, beispielsweise vor der Küste von Texas und Louisiana, in der Nordsee, im Persischen Golf und vor der Küste Chinas. In vielen anderen Gebieten wird derzeit erforscht, beispielsweise vor der Küste Westafrikas, vor der Ostküste der Vereinigten Staaten und Mexikos, vor der Küste des arktischen Kanadas und Alaskas, Venezuelas und Brasiliens.
Der Ozean ist eine Energiequelle. Der Ozean ist eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle.
Gezeitenenergie. Es ist seit langem bekannt, dass Gezeitenströmungen, die durch enge Meerengen strömen, in gleichem Maße zur Energiegewinnung genutzt werden können wie Wasserfälle und Staudämme an Flüssen. Im französischen Saint-Malo beispielsweise ist seit 1966 ein Gezeitenwasserkraftwerk erfolgreich in Betrieb.
Wellenenergie kann auch zur Stromerzeugung genutzt werden.
Wärmegradientenenergie. Fast drei Viertel der Sonnenenergie der Erde stammen aus den Ozeanen, was den Ozean zu einem idealen riesigen Wärmesenken macht. Die Energieerzeugung, die auf der Nutzung des Temperaturunterschieds zwischen der Oberfläche und den tiefen Schichten des Ozeans basiert, könnte auf großen schwimmenden Kraftwerken erfolgen. Derzeit befindet sich die Entwicklung solcher Systeme im experimentellen Stadium.
Andere Ressourcen. Weitere Ressourcen sind Perlen, die im Körper einiger Weichtiere gebildet werden; Schwämme; Algen, die als Düngemittel verwendet werden, Lebensmittel Und Lebensmittelzusatzstoffe, und auch in der Medizin als Quelle für Jod, Natrium und Kalium; Ablagerungen von Guano – Vogelkot, der auf einigen Atollen im Pazifischen Ozean abgebaut und als Dünger verwendet wird. Schließlich ermöglicht die Entsalzung die Gewinnung von Süßwasser aus Meerwasser.
OZEAN UND MENSCH
Wissenschaftler gehen davon aus, dass das Leben im Ozean vor etwa 4 Milliarden Jahren begann. Die besonderen Eigenschaften des Wassers hatten und haben bis heute großen Einfluss auf die menschliche Evolution. mögliches Leben auf unserem Planeten. Der Mensch nutzte die Meere als Handels- und Kommunikationswege. Er segelte über die Meere und machte Entdeckungen. Auf der Suche nach Nahrung, Energie, materiellen Ressourcen und Inspiration wandte er sich dem Meer zu.
Ozeanographie und Ozeanologie. Meeresstudien werden oft in physikalische Ozeanographie, chemische Ozeanographie, Meeresgeologie und Geophysik, Meeresmeteorologie, Meeresbiologie und technische Ozeanographie unterteilt. In den meisten Ländern mit Zugang zum Meer wird ozeanografische Forschung betrieben.
Internationale Organisationen . Zu den bedeutendsten Organisationen, die sich mit der Erforschung von Meeren und Ozeanen befassen, gehört die Zwischenstaatliche Ozeanographische Kommission der Vereinten Nationen.
LITERATUR
Shepard F.P. Meeresgeologie. L., 1976
Bogdanov Yu.A., Kaplin P.A., Nikolaev S.D. Entstehung und Entwicklung des Ozeans. M., 1978
Atlas der Ozeane. Begriffe, Konzepte, Referenztabellen. L., 1980
Geographie des Weltozeans: Physische Geographie des Weltozeans. L., 1980
Harvey J.

Natürliche Komplexe in den Ozeanen sind weniger untersucht als an Land. Es ist jedoch allgemein bekannt, dass sowohl im Weltmeer als auch an Land das Gesetz der Zonierung gilt. Neben dem Breitengrad ist auch die Tiefenzonierung im Weltmeer vertreten. Breitenzonen des Weltozeans Äquatorial- und tropische Zonen gibt es in drei Ozeanen: dem Pazifik, dem Atlantik und dem Indischen Ozean. Die Gewässer dieser Breiten zeichnen sich durch hohe Temperaturen aus, am Äquator […]

Die Weltmeere sind in ständiger Bewegung. Neben Wellen wird die Ruhe des Wassers auch durch Strömungen, Ebbe und Flut gestört. All das verschiedene Typen Bewegung des Wassers im Weltmeer. Windwellen Es ist schwer, sich eine absolut ruhige Meeresoberfläche vorzustellen. Ruhe – völlige Ruhe und das Fehlen von Wellen auf der Oberfläche – ist sehr selten. Selbst bei ruhigem und klarem Wetter sind auf der Wasseroberfläche Wellen zu sehen. Und das […]

Etwa 71 % der Erdoberfläche sind von Meerwasser bedeckt. Die Weltmeere sind die meisten Großer Teil Hydrosphäre. Der Ozean und seine Teile werden als das gesamte zusammenhängende Gewässer der Erde bezeichnet. Die Oberfläche des Weltozeans beträgt 361 Millionen Quadratkilometer, aber sein Wasser macht nur 1/8oo des Volumens unseres Planeten aus. Der Weltozean besteht aus einzelnen Teilen, die durch Kontinente getrennt sind. Dies sind Ozeane - riesige Gebiete eines einzigen Weltozeans, die sich im Relief unterscheiden [...]

Das Wasser des Weltmeeres ruht nie. Bewegungen finden nicht nur in Oberflächenwassermassen statt, sondern auch in der Tiefe bis in die unteren Schichten. Wasserteilchen führen sowohl oszillierende als auch translatorische Bewegungen aus, meist kombiniert, wobei jedoch eine davon deutlich überwiegt. Wellenbewegungen (oder Erregungen) sind überwiegend oszillierende Bewegungen. Sie repräsentieren Schwankungen [...]

Der Gefrierpunkt von Wasser mit durchschnittlichem Salzgehalt liegt bei 1,8 °C unter 0 °C. Je höher der Salzgehalt des Wassers, desto niedriger ist sein Gefrierpunkt. Die Eisbildung im Ozean beginnt mit der Bildung von Süßwasserkristallen, die dann zusammenfrieren. Zwischen den Kristallen befinden sich Tröpfchen salzigen Wassers, die nach und nach abfließen, sodass junges Eis salziger ist als altes, entsalztes Eis. Die Dicke des Eises im ersten Jahr erreicht 2-2,5 m und [...]

Der Ozean erhält viel Wärme von der Sonne – da er eine große Fläche einnimmt, erhält er mehr Wärme als Land. Wasser hat eine hohe Wärmekapazität und sammelt sich daher im Ozean an große Menge Hitze. Nur die oberste 10-Meter-Schicht des Ozeanwassers enthält mehr Wärme als die gesamte Atmosphäre. Aber Sonnenstrahlen nur die oberste Wasserschicht wird erhitzt; dadurch wird Wärme von dieser Schicht nach unten übertragen […]

3/4 unseres Planeten sind vom Weltmeer bedeckt, weshalb er vom Weltraum aus blau erscheint. Die Weltmeere sind vereint, wenn auch stark zergliedert. Seine Fläche beträgt 361 Millionen km2, das Wasservolumen beträgt 1.338.000.000 km3. Der Begriff „Weltozean“ wurde von Yu. M. Shokalsky vorgeschlagen. (1856 - 1940), russischer Geograph und Ozeanograph. Die durchschnittliche Tiefe des Ozeans beträgt 3700 m, die größte 11.022 m (Mariana […]

Der Weltozean, der durch Kontinente und Inseln in einzelne Teile geteilt ist, ist ein einziges Gewässer. Die Grenzen von Ozeanen, Meeren und Buchten sind willkürlich, da zwischen ihnen ein ständiger Austausch von Wassermassen stattfindet. Die Weltmeere als Ganzes zeichnen sich durch gemeinsame Naturmerkmale und Erscheinungsformen ähnlicher natürlicher Prozesse aus. Erforschung des Weltozeans Erster Russe Expedition um die Welt 1803-1806 unter dem Kommando von I.F. Krusenstern und [...]

Sobald das Fragment das Meer oder den Ozean erreicht hat, möchte es sich ruhig auf den Boden legen und „über seine Zukunft nachdenken“, aber das war nicht der Fall. Die aquatische Umwelt hat ihre eigenen Bewegungsformen. Wellen, die die Küsten angreifen, zerstören sie und befördern große Fragmente auf den Grund, Eisberge tragen riesige Blöcke, die schließlich auf den Boden sinken, Unterwasserströmungen tragen Schlick, Sand und sogar Blöcke […]

Temperatur des Wassers des Weltozeans Salzgehalt des Wassers des Weltozeans Eigenschaften des Wassers des Weltozeans Der Weltozean macht 96 % der Masse der gesamten Hydrosphäre aus. Dies ist ein riesiges Gewässer, das 71 % der Erdoberfläche einnimmt. Es erstreckt sich in allen Breitengraden und in allen Klimazonen des Planeten. Dies ist ein einziges unteilbares Gewässer, das durch Kontinente in separate Ozeane unterteilt ist. Die Frage nach der Anzahl der Ozeane bleibt offen.

Meeresströmung ist die Bewegung von Wasser in horizontaler Richtung. Der Grund für die Entstehung von Meeresströmungen sind die ständig auf der Erdoberfläche wehenden Winde. Strömungen können warm oder kalt sein. Die Temperatur der Strömungen ist in diesem Fall kein absoluter Wert, sondern hängt von der Temperatur des umgebenden Wassers im Ozean ab. Ist das umgebende Wasser kälter als die Strömung, gilt es als warm; ist es wärmer, gilt die Strömung als kalt. […]

Der russische Klimatologe Alexander Ivanovich Voeikov nannte den Weltozean das „Heizsystem“ des Planeten. Tatsächlich beträgt die durchschnittliche Wassertemperatur im Ozean + 17 °C, während die Lufttemperatur nur + 14 °C beträgt. Der Ozean ist eine Art Wärmespeicher auf der Erde. Aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit erwärmt sich Wasser im Vergleich zu festem Land deutlich langsamer, verbraucht aber auch sehr langsam Wärme, […]

Der Ozean ist ein riesiges Lagerhaus natürliche Ressourcen, die in ihrem Potenzial mit Landressourcen vergleichbar sind. Bodenschätze werden in Schelfzonen- und Tiefseebodenressourcen unterteilt. Die Ressourcen der Schelfzone sind: Erz (Eisen, Kupfer, Nickel, Zinn, Quecksilber), in einer Entfernung von 10-12 km von der Küste - Öl, Gas. Die Zahl der Öl- und Gasbecken auf dem Schelf beträgt mehr als 30. Einige Becken sind reine Meeresbecken.

Der Weltozean umfasst alle Meere und Ozeane der Erde. Es nimmt etwa 70 % der Erdoberfläche ein und enthält 96 % des gesamten Wassers auf dem Planeten. Der Weltozean besteht aus vier Ozeanen: dem Pazifik, dem Atlantik, dem Indischen Ozean und der Arktis. Die Ausmaße der Ozeane sind: Pazifik – 179 Millionen km2, Atlantik – 91,6 Millionen km2, Indischer Ozean – 76,2 Millionen km2, Arktis – 14,75 […]

Der Weltozean ist riesig und großartig. Bei schlechtem Wetter ist er für Menschen unglaublich bedrohlich. Und dann scheint es, dass es keine Kraft gibt, die mit dem gewaltigen Abgrund zurechtkommt. Ach! Dieser Eindruck täuscht. Eine ernste Gefahr droht den Ozeanen: Tröpfchenweise dringen in die Meeresumwelt fremde Stoffe ins Meer ein, vergiften das Wasser und zerstören lebende Organismen. Welche Gefahr droht also, [...]

Die Ozeane werden als Schatzkammer des Planeten bezeichnet. Und das ist keine Übertreibung. Meerwasser enthält fast alles chemische Elemente Periodensystem. In den Tiefen des Meeresbodens schlummern noch mehr Schätze. Davon hatten die Menschen jahrhundertelang keine Ahnung. Außer im Märchen besaß der Seekönig unermesslichen Reichtum. Die Menschheit ist davon überzeugt, dass der Ozean riesige Reserven absolut sagenhafter Schätze nur in großen Mengen birgt.

Organisches Leben auf unserem Planeten hat seinen Ursprung in der Meeresumwelt. Jahrzehnte Millionen Jahre lang war der gesamte Reichtum der organischen Welt nur auf aquatische Arten beschränkt. Und heute, wo das Land schon lange von lebenden Organismen bewohnt ist, sind im Ozean Arten erhalten geblieben, deren Alter Hunderte Millionen Jahre beträgt. Die Tiefen des Ozeans bergen noch immer viele Geheimnisse. Es vergeht kaum ein Jahr, ohne dass Biologen von der Entdeckung berichten, [...]

Da Meerwasser mit Salzen gesättigt ist, ist seine Dichte etwas höher als die von Süßwasser. Im offenen Ozean beträgt diese Dichte am häufigsten 1,02 – 1,03 g/cm3. Die Dichte hängt von der Temperatur und dem Salzgehalt des Wassers ab. Es wächst vom Äquator bis zu den Polen. Seine Verteilung scheint der geografischen Verteilung der Temperatur an der Spitze zu folgen. aber mit umgekehrtem Vorzeichen. Das […]

Im Weltmeer werden die gleichen Klimazonen unterschieden wie an Land. In einigen Ozeanen gibt es keine bestimmten Klimazonen. Beispielsweise gibt es im Pazifischen Ozean keine arktische Zone. In den Ozeanen kann man eine durch Sonnenwärme erhitzte Oberflächenschicht aus Wasser und eine kalte Tiefenschicht unterscheiden. Durch die Vermischung der Wassermassen dringt die Wärmeenergie der Sonne in die Tiefen des Ozeans ein. Mischt am aktivsten [...]

Wasser ist die am häufigsten vorkommende Substanz auf der Erde. Die Wasserhülle der Erde entwickelte sich zusammen mit der Lithosphäre, der Atmosphäre und der belebten Natur. Fast alle Prozesse auf unserem Planeten laufen unter Beteiligung von Wasser ab. Die Hydrosphäre besteht aus den Ozeanen, Landgewässern und Grundwasser. Der Großteil des Wassers konzentriert sich in den Ozeanen.

Die Ozeane sind der blaue Spiegel unseres Planeten, die Wiege des Lebens auf der Erde. Es enthält nicht nur die Vergangenheit, sondern auch die Zukunft unseres Planeten. Um die große Rolle des Ozeans zu verstehen, ist es notwendig, die Merkmale seiner Natur zu kennen: die Eigenschaften von Wassermassen, die Rolle von Strömungen und die Bedeutung der Wechselwirkung des Ozeans mit der Atmosphäre und dem Land. All das erfahren Sie, indem Sie sich mit diesem Thema befassen.

§ 9. Gewässer des Weltozeans

1. Wie heißt die Hydrosphäre? Die Weltmeere?
2. Was wissen Sie bereits über die Natur des Ozeans?
3. Erstellen Sie eine Beschreibung der Karte der Ozeane (siehe Plan im Anhang).

Die Rolle des Ozeans im Leben der Erde. Der Ozean nimmt fast 3/4 der Oberfläche unseres Planeten ein (Abb. 22). Wasser ist eine der erstaunlichsten Substanzen auf der Erde, eine kostbare Flüssigkeit, ein Geschenk der Natur an unseren Planeten. Es kommt nirgendwo im Sonnensystem in solchen Mengen vor wie auf der Erde.

Reis. 22. Die Fläche von Land und Ozean: a) auf der Erde als Ganzes; b) auf der Nordhalbkugel; c) auf der Südhalbkugel

Der Ozean... Es ist schwer vorstellbar, wie groß seine Bedeutung für das Leben der Erde ist. Wolken am Himmel, Regen und Schnee, Flüsse und Seen, Quellen – all das sind Partikel des Ozeans, die ihn nur vorübergehend verlassen haben.

Der Ozean bestimmt viele Merkmale der Natur der Erde: Er gibt angesammelte Wärme an die Atmosphäre ab, versorgt sie mit Feuchtigkeit, von der ein Teil an Land übertragen wird. Es hat großen Einfluss auf das Klima, den Boden, die Flora und Fauna des Landes. Seine Rolle in der menschlichen Wirtschaftstätigkeit ist groß. Der Ozean ist ein Heiler, der Medikamente liefert und Millionen von Urlaubern an seinen Küsten willkommen heißt. Es ist eine Quelle für Meeresfrüchte, viele Mineralien und Energie; Es ist sowohl die „Küche des Wetters“ als auch die weitläufigste Straße der Welt, die die Kontinente verbindet. Dank der Arbeit von Bakterien hat der Ozean (bis zu einem gewissen Grad) die Fähigkeit, sich selbst zu reinigen, und daher wird ein Großteil des auf der Erde erzeugten Abfalls darin zerstört.

Die Geschichte der Menschheit ist untrennbar mit der Erforschung und Entwicklung des Ozeans verbunden. Sein Wissen begann in der Antike. (Wann? Von wem?) Besonders viele neue Daten wurden in den letzten Jahrzehnten mit modernster Technologie gewonnen. Auf Forschungsschiffen durchgeführte Forschungen, die von automatischen ozeanografischen Stationen sowie künstlichen Erdsatelliten erfasst wurden, trugen dazu bei, Wirbel im Meerwasser und tiefe Gegenströmungen zu erkennen und die Existenz von Leben in großen Tiefen zu beweisen. Die Untersuchung der Struktur des Meeresbodens ermöglichte die Erstellung einer Theorie der Bewegung lithosphärischer Platten.

Ursprung der Gewässer des Weltozeans. Der Ozean ist der Hauptspeicher von Wasser, der am häufigsten vorkommenden Substanz auf der Erde, die Forscher seit langem mit den ungewöhnlichen Eigenschaften ihrer Eigenschaften verblüfft. Nur Wasser kann unter normalen irdischen Bedingungen in drei Zuständen existieren. Diese Eigenschaft sorgt für die Allgegenwart des Wassers. Es durchdringt den gesamten geografischen Raum und bringt dort vielfältige Arbeiten hervor.

Wie entstand Wasser auf der Erde? Diese Frage ist von der Wissenschaft noch nicht endgültig geklärt. Es wird angenommen, dass Wasser entweder sofort bei der Bildung der Lithosphäre aus dem oberen Erdmantel freigesetzt wurde oder sich allmählich ansammelte. Aus Magma wird immer noch Wasser freigesetzt, das bei Vulkanausbrüchen und bei der Bildung ozeanischer Kruste in Dehnungszonen lithosphärischer Platten auf die Oberfläche des Planeten fällt. Dies wird noch viele Millionen Jahre lang so bleiben. Ein Teil des Wassers kommt aus dem Weltraum auf die Erde.

Eigenschaften von Meerwasser. Ihre charakteristischsten Eigenschaften – Salzgehalt und Temperatur – sind Ihnen bereits bekannt. (Erinnern Sie sich an ihre Grundindikatoren aus dem Kurs der 6. Klasse.) Der ozeanische Modus ist eine schwache Lösung, in der fast keine Chemikalien gefunden wurden. Darin werden Gase, Mineralien und organische Substanzen gelöst, die durch die lebenswichtige Aktivität von Organismen entstehen.

Die wichtigsten Änderungen des Salzgehalts werden in der Oberflächenschicht beobachtet. Der Salzgehalt des Wassers hängt hauptsächlich vom Verhältnis von Niederschlag und Verdunstung ab, das je nach Breitengrad variiert. Am Äquator beträgt der Salzgehalt etwa 34 %, in der Nähe der Tropen 36 % und in gemäßigten und polaren Breiten etwa 33 %. Weniger Salzgehalt, wenn die Niederschlagsmenge die Verdunstung übersteigt, wenn es einen großen Zufluss gibt Flussgewässer wo das Eis schmilzt.

Sie wissen, dass das Wasser des Ozeans ebenso wie das Land durch den Einstrom von Sonnenwärme auf seine Oberfläche erwärmt wird. Da der Ozean eine größere Fläche einnimmt, erhält er mehr Wärme als das Land. Die Temperatur des Oberflächenwassers variiert und verteilt sich je nach Breitengrad (Abb. 23). In einigen Gebieten des Ozeans wird dieses Muster durch Meeresströmungen und in Küstengebieten durch das Abfließen wärmeren Wassers von den Kontinenten gestört. Auch die Temperatur des Meerwassers ändert sich mit der Tiefe. Zunächst ist der Rückgang sehr deutlich, dann verlangsamt er sich. In Tiefen von mehr als 3.000 bis 4.000 m liegt die Temperatur normalerweise zwischen +2 und 0 °C.

Reis. 23. Durchschnittliche jährliche Wassertemperatur an der Oberfläche des Weltozeans. Vergleichen Sie die Wassertemperaturen auf denselben Breitengraden. Erklären Sie Ihr Ergebnis

Eis im Ozean. Die Bildung von Eis hängt von der Temperatur des Meerwassers ab. Sie wissen bereits, dass Meerwasser bei einer Temperatur von -2 °C gefriert. Beim Abkühlen nimmt die Dichte des Salzwassers zu, seine obere Schicht wird schwerer und sinkt ab, wärmere Wasserschichten steigen an die Oberfläche. Diese Durchmischung des Wassers verhindert die Bildung von Eis. Eis bildet sich nur in arktischen und subarktischen Breiten, wo die Winter lang und sehr kalt sind. Auch einige flache Meere in der gemäßigten Zone gefrieren. Es gibt einjähriges und mehrjähriges Eis. Ozeaneis kann stationär sein, wenn es mit Land verbunden ist, oder schwimmend, also treibend. Im Ozean gibt es Eis, das von Landgletschern abgebrochen ist und ins Meer gesunken ist – Eisberge (Abb. 24).

Reis. 24. Schmelzende Eisberge im Ozean

Ozeaneis hat enorme Auswirkungen auf das Klima der Erde und auf das Leben darin. Eis reflektiert die Sonnenstrahlen, kühlt die Luft und trägt zur Nebelbildung bei. Sie behindern die Schifffahrt und den Seehandel.

Wassermassen. Wasser ist der Hauptbestandteil der Natur des Ozeans. Große Wassermengen, die sich in bestimmten Teilen des Ozeans bilden und sich in Temperatur, Salzgehalt, Dichte, Transparenz, Sauerstoffmenge und der Anwesenheit bestimmter lebender Organismen unterscheiden, werden als Wassermassen bezeichnet. Diese Eigenschaften bleiben im gesamten Raum erhalten, der von dieser oder jener Wassermasse eingenommen wird.

Im Ozean werden Oberflächen-, Zwischen-, Tiefen- und Grundwassermassen unterschieden. In oberflächenmodischen Massen bis zu einer Tiefe von 200 m werden äquatoriale Massen unterschieden. tropische, gemäßigte und polare Wassermassen. Sie entstehen durch ungleichmäßige Sonnenwärmeeinstrahlung in verschiedenen Breitengraden und durch den Einfluss der Atmosphäre. In den gleichen Breitengraden können sich die Eigenschaften der Oberflächenwassermassen unterscheiden, sodass auch Küsten- und Intraozeanische Massen unterschieden werden.

Wassermassen interagieren aktiv mit der Atmosphäre: Sie geben ihr Wärme und Feuchtigkeit, nehmen Kohlendioxid aus ihr auf und geben Sauerstoff ab. Beim Mischen verändern sie ihre Eigenschaften.

1. Was bestimmt den Salzgehalt des Meerwassers?
2. Welche Unterschiede gibt es in der Wassertemperatur des Ozeans?
3. In welchen Bereichen des Ozeans bildet sich Eis? Welchen Einfluss haben sie auf die Natur der Erde und die menschliche Wirtschaftstätigkeit?
4. Wie nennt man eine Wassermasse? Nennen Sie die wichtigsten Arten von Wassermassen. Welche Wassermassen befinden sich in der Oberflächenschicht des Ozeans?

Die einzige Quelle von praktischer Bedeutung, die das Licht- und Wärmeregime von Gewässern steuert, ist die Sonne.

Wenn die auf die Wasseroberfläche fallenden Sonnenstrahlen teilweise reflektiert werden, teilweise dazu dienen, das Wasser zu verdampfen und die Schicht, in die sie eindringen, zu beleuchten, und teilweise absorbiert werden, dann ist es offensichtlich, dass die Erwärmung nur der Oberflächenschicht des Wassers erfolgt aufgrund des absorbierten Teils der Sonnenenergie.

Es ist nicht weniger offensichtlich, dass die Gesetze der Wärmeverteilung auf der Oberfläche des Weltmeeres dieselben sind wie die Gesetze der Wärmeverteilung auf der Oberfläche von Kontinenten. Besondere Unterschiede sind auf die hohe Wärmekapazität des Wassers und die größere Homogenität des Wassers im Vergleich zum Land zurückzuführen.

Auf der Nordhalbkugel sind die Ozeane wärmer als auf der Südhalbkugel, da die Südhalbkugel weniger Land hat, was die Atmosphäre stark erwärmt, und außerdem einen weiten Zugang zur kalten Antarktisregion hat; Auf der Nordhalbkugel gibt es mehr Landmassen und die Polarmeere sind mehr oder weniger isoliert. Der thermische Äquator des Wassers liegt auf der Nordhalbkugel. Vom Äquator zu den Polen nehmen die Temperaturen auf natürliche Weise ab.

Die durchschnittliche Oberflächentemperatur des gesamten Weltmeeres beträgt 17°,4, also 3° höher als die durchschnittliche Lufttemperatur auf dem Globus. Die hohe Wärmekapazität des Wassers und die turbulente Vermischung erklären das Vorhandensein großer Wärmereserven im Weltmeer. Für Süßwasser ist er gleich I, für Meerwasser (mit einem Salzgehalt von 35‰) ist er etwas kleiner, nämlich 0,932. Gemessen an der durchschnittlichen Jahresproduktion ist der Pazifik der wärmste Ozean (19°,1), gefolgt vom Indischen Ozean (17°) und dem Atlantik (16°,9).

Die Temperaturschwankungen an der Oberfläche des Weltozeans sind unmessbar geringer als die Lufttemperaturschwankungen über den Kontinenten. Die niedrigste zuverlässige Temperatur an der Meeresoberfläche beträgt -2°, die höchste +36°. Somit beträgt die absolute Amplitude nicht mehr als 38°. Die Amplituden der Durchschnittstemperaturen sind sogar noch geringer. Die Tagesamplituden überschreiten nicht 1°, und die Jahresamplituden, die den Unterschied zwischen den Durchschnittstemperaturen der kältesten und wärmsten Monate charakterisieren, liegen zwischen 1 und 15°. Auf der Nordhalbkugel ist der wärmste Monat für das Meer der August, der kälteste Monat der Februar; Auf der Südhalbkugel ist es umgekehrt.

Entsprechend den thermischen Bedingungen in den Oberflächenschichten des Weltozeans werden tropische Gewässer, Gewässer der Polarregionen und Gewässer gemäßigter Regionen unterschieden.

Tropische Gewässer liegen auf beiden Seiten des Äquators. Hier in den oberen Schichten sinkt die Temperatur nie unter 15-17°, in weiten Teilen hat das Wasser eine Temperatur von 20-25° und sogar 28°. Die jährlichen Temperaturschwankungen betragen im Durchschnitt nicht mehr als 2°.

Die Gewässer der Polarregionen (auf der Nordhalbkugel heißen sie Arktis, auf der Südhalbkugel Antarktis) sind unterschiedlich niedrige Temperaturen, normalerweise unter 4-5°. Auch hier sind die Jahresamplituden wie in den Tropen gering – nur 2-3°.

Die Gewässer der gemäßigten Regionen nehmen eine Zwischenstellung ein – sowohl geografisch als auch in einigen ihrer Eigenschaften. Ein Teil davon, der sich auf der Nordhalbkugel befindet, wurde als Borealregion und auf der Südhalbkugel als Notalregion bezeichnet. In den Borealgewässern erreichen die Jahresamplituden 10°, in der Notalregion sind sie halb so hoch.

Die Wärmeübertragung von der Oberfläche und den Tiefen des Ozeans erfolgt praktisch nur durch Konvektion, also die vertikale Bewegung des Wassers, die dadurch verursacht wird, dass die oberen Schichten dichter sind als die unteren.

Die vertikale Temperaturverteilung hat ihre eigenen Charakteristika für die polaren und warm-gemäßigten Regionen des Weltozeans. Diese Merkmale können in Form eines Diagramms zusammengefasst werden. Die obere Linie stellt die vertikale Temperaturverteilung bei 3°S dar. w. und 31° W. usw. im Atlantischen Ozean, d. h. dient als Beispiel für die vertikale Verbreitung in tropischen Meeren. Auffallend ist der langsame Temperaturabfall in der äußersten Oberflächenschicht, ein starker Temperaturabfall von 50 m Tiefe auf 800 m Tiefe und dann wieder ein sehr langsamer Temperaturabfall ab 800 m Tiefe und darunter: die Temperatur hier ändert sich fast nichts, und außerdem ist es sehr niedrig (weniger als 4 ° ). Diese konstante Temperatur in großen Tiefen erklärt sich durch den kompletten Rest des Wassers.

Die untere Linie stellt die vertikale Temperaturverteilung bei 84°N dar. w. und 80° E. usw., d. h. dient als Beispiel für die vertikale Verteilung in den Polarmeeren. Es zeichnet sich durch das Vorhandensein einer warmen Schicht in einer Tiefe von 200 bis 800 m aus, die von Schichten kalten Wassers mit negativen Temperaturen über- und unterlagert wird. Die sowohl in der Arktis als auch in der Antarktis vorkommenden warmen Schichten entstanden durch das Absinken von Wasser, das durch warme Strömungen in die Polarländer gelangte, weil sich dieses Wasser aufgrund seines höheren Salzgehalts im Vergleich zu den entsalzten Oberflächenschichten der Polarmeere drehte Es stellt sich heraus, dass es dichter und daher schwerer ist als lokale Polargewässer.

Kurz gesagt, in gemäßigten und tropischen Breiten nimmt die Temperatur mit der Tiefe stetig ab, nur die Geschwindigkeit dieses Rückgangs ist in verschiedenen Intervallen unterschiedlich: am kleinsten in der Nähe der Oberfläche und tiefer als 800-1000 m, am größten im Intervall dazwischen Lagen. Für die Polarmeere, also für arktischer Ozean und im südlichen Polarraum der anderen drei Ozeane ist das Muster anders: In der oberen Schicht herrschen niedrige Temperaturen; Mit zunehmender Tiefe bilden diese Temperaturen eine warme Schicht mit positiven Temperaturen, und unter dieser Schicht nehmen die Temperaturen wieder ab und gehen in negative Werte über.

Dies ist das Bild vertikaler Temperaturänderungen im Weltmeer. Was einzelne Meere betrifft, so weicht die vertikale Temperaturverteilung in ihnen oft stark von den Mustern ab, die wir gerade für den Weltozean festgestellt haben.

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