Мировой океан. 8
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
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
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
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
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
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
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-
На Гавайских островах
и архипелаге Самоа имеются действующие
вулканы. По ложу Тихого океана рассеяно
около 10 тысяч отдельных подводных
гор, преимущественно вулканического
происхождения. Многие из них представляют
собой гайоты. Вершины некоторых
гайотов находятся на глубине 2—2,5
тысяч м, средняя глубина над
ними около 1,3 тысячи м. Подавляющее
большинство островов центральной
и западной частей Тихого океана имеет
коралловое происхождение. Почти все
вулканические острова
Для ложа и срединно-океанических
хребтов Тихого океана характерны зоны
разломов, обычно выраженные в рельефе
в виде комплексов согласно и линейно
ориентированных грабенов и горстов.
Все зоны разломов имеют собственные
названия: Сервейор, Мендосино, Меррей,
Кларион, Клиппертон и другие. Для
котловин и поднятий ложа Тихого океана
характерна земная кора океанического
типа, с мощностью осадочного слоя
от 1 км на северо-востоке до 3 км на возвышенности
Шатского и с мощностью базальтового
слоя от 5 км до 13 км. Срединно-океанические
хребты имеют земную кору рифтогенального
типа, отличающуюся повышенной плотностью.
Здесь обнаруживаются ульстраосновные
породы, а в зоне разлома Эльтанин
были подняты кристаллические
3.5 Климат
Климат Тихого океана формируется
за счёт зонального распределения солнечной
радиации и циркуляции атмосферы, а
также мощного сезонного
Общей широтной
зональности подчинено
3.6 Солёность, лёдообразование
Максимальную солёность имеют тропические зоны (максимально до 35,5—35,6 ‰), где интенсивность испарений сочетается со сравнительно небольшим количеством осадков. К востоку под влиянием холодных течений солёность понижается. Большое количество осадков также понижает солёность, особенно на экваторе и в зонах западной циркуляции умеренных и субполярных широт.
Лёд на юге Тихого океана образуется в приантарктических районах, а на севере — только в Беринговом, Охотском и частично в Японском морях. С берегов южной Аляски сбрасывается некоторое количество льдов в виде айсбергов, которые в марте — апреле достигают 48—42° с. ш. Северные моря, особенно Берингово, поставляют почти всю массу плавучих льдов в северных районах океана. В антарктических водах граница паковых льдов доходит до 60—63° ю. ш., айсберги распространяются далеко на север, вплоть до 45° с. ш.
3.7 Флора и фауна
На долю Тихого океана приходится более 50% всей биомассы Мирового океана. Жизнь в океане представлена обильно и разнообразно, особенно в тропической и субтропической зонах между побережьями Азии и Австралии, где огромные территории заняты коралловыми рифами и мангровыми зарослями. Фитопланктон Тихого океана в основном состоит из микроскопических одноклеточных водорослей, насчитывающих около 1300 видов. Около половины видов относятся к перидинеям и несколько меньше — к диатомеям. В мелководных районах и в зонах апвеллинга сосредоточена большая часть растительности. Донная растительность Тихого океана насчитывает около 4 тысяч видов водорослей и до 29 видов цветковых растений. В умеренных и холодных регионах Тихого океана массово распространены бурые водоросли, особенно из группы ламинариевых, причём в южном полушарии встречаются гиганты из этого семейства длиной до 200 м. В тропиках особенно распространены фукусовые, крупные зелёные и известные красные водоросли, которые наряду с коралловыми полипами являются рифообразующими организмами.
Животный
мир Тихого океана по видовому составу
в 3—4 раза богаче, чем в других океанах,
особенно в тропических водах. В
индонезийских морях известно более
2 тысяч видов рыб, в северных морях
их насчитывается лишь около 300. В
тропической зоне океана насчитывается
более 6 тысяч видов моллюсков, а
в Беринговом море их около 200. Для
фауны Тихого океана характерными особенностями
являются древность многих систематических
групп и эндемизм. Здесь обитают
большое количество древних видов
морских ежей, примитивные роды мечехвостов,
некоторые очень древние рыбы,
не сохранившиеся в других океанах
(например, иордания, гильбертидия); 95%
всех видов лососевых обитают
в Тихом океане. Эндемичные виды
млекопитающих: дюгонь, морской котик,
сивуч, калан. Для многих видов фауны
Тихого океана свойствен гигантизм.
В северной части океана известны
гигантские мидии и устрицы, в
экваториальной зоне обитает самый
крупный двухстворчатый моллюск
тридакна, масса которого достигает
300 кг. В Тихом океане наиболее ярко
представлена ультраабиссальная фауна.
В условиях огромного давления, низкой
температуры воды на глубине более
8,5 км обитает около 45 видов, из которых
более 70% эндемики. Среди этих видов
преобладают голотурии, ведущие
очень малоподвижный образ
3.8 Экологические проблемы
Хозяйственная деятельность человека в Тихом океане привела к загрязнению его вод, к истощению биологических богатств. Так, к концу XVIII века были полностью истреблены морские коровы в Беринговом море. В начале XX века на грани исчезновения находились северные морские котики и некоторые виды китов, сейчас их промысел ограничен. Большую опасность в океане представляет загрязнение вод нефтью и нефтепродуктами (основными загрязнителями), некоторыми тяжёлыми металлами и отходами атомной промышленности. Вредные вещества разносятся течениями по всему океану. Даже у берегов Антарктиды в составе морских организмов обнаружены эти вещества.
В северной части Тихого
океана образовалось Большое тихоокеанское
мусорное пятно из пластика и других
отходов, сформированное океаническими
течениями, постепенно концентрирующими
в одной области выброшенный
в океан мусор благодаря
4 Атлантический океан
4.1 Общая характеристика
Атланти́ческий океа́н — второй по величине океан Земли после Тихого океана, расположенный между Гренландией и Исландией на севере, Европой и Африкой на востоке, Северной и Южной Америкой на западе и Антарктидой на юге. Название произошло от имени титана Атласа (Атланта) в греческой мифологии. Атлантический океан уступает по размерам только Тихому; его площадь составляет примерно 91,56 млн. км2. Протяжение Атлантический океан с С. на Ю. около 15 тыс. км, наименьшая ширина около 2830 км (в экваториальной части Атлантический океан). Средняя глубина 3332 м, средний объём воды 337541 тыс. км3 (без морей соответственно: 82441,5 тыс. км2, 3926 м и323 613 тыс. км3).От других океанов его отличает сильная изрезанность береговой линии, образующей многочисленные моря и заливы, особенно в северной части. Кроме того, суммарная площадь бассейнов рек, впадающих в этот океан или его окраинные моря, значительно больше, чем у рек, впадающих в любой другой океан. Еще одним отличием Атлантического океана является относительно малое количество островов и сложный рельеф дна, которое благодаря подводным хребтам и поднятиям образует множество отдельных котловин.
4.2 Моря, заливы, острова
Большая часть морей Атлантического океана по физико-географическим условиям являются средиземными — Балтийское, Черное, Средиземное, Карибское моря, Мексиканский залив и др. и окраинными— Северное, Гвинейский залив.
Самые крупные острова сосредоточены в северной части океана; это Британские о-ва, Исландия, Ньюфаундленд, Куба, Гаити (Испаньола) и Пуэрто-Рико. На восточной окраине Атлантического океана есть несколько групп малых островов – Азорские, Канарские, Зеленого Мыса. Подобные группы имеются и в западной части океана. В качестве примера можно указать острова Багамские, Флорида-Кис и Малые Антильские. Архипелаги Больших и Малых Антильских о-вов образуют островную дугу, окружающую восточную часть Карибского моря. В Тихом океане подобные островные дуги характерны для районов деформаций земной коры. Вдоль выпуклой стороны дуги располагаются глубоководные желоба.
Крупных островов в южной
части Атлантического океана нет, однако
встречаются отдельные
4.3 Климат
Климат Атлантического океана разнообразный. Это определяется его большой меридиональной протяжённостью и циркуляцией воздушных масс под воздействием четырёх главных атмосферных центров: Гренландского и Антарктического максимумов, Исландского и Антарктического минимумов. Кроме того, в субтропиках постоянно действуют два антициклона: Азорский и Южно-Атлантический. Они разделяются экваториальной областью пониженного давления. Такое распределение барических областей определяет систему господствующих ветров в Атлантике. Наибольшее влияние на температурный режим Атлантического океана оказывает не только его большая меридиональная протяжённость, но и водообмен с Северным Ледовитым океаном, морями Антарктики и Средиземным морем. Для поверхностных вод характерно их постепенное охлаждение по мере удаления от экватора к высоким широтам, хотя наличие мощных течений обуславливает значительные отклонения от зональных температурных режимов. На просторах Атлантики представлены все климатические пояса планеты. Для тропических широт характерны незначительные сезонные колебания температуры (средний показатель — 20 °C) и обильные осадки. К северу и югу от тропиков расположены субтропические пояса с более заметными сезонными (от 10 °C зимой до 20 °C летом) и суточными колебаниями температур; осадки здесь выпадают преимущественно летом. Частое явление в субтропической зоне — тропические ураганы. В этих чудовищных атмосферных вихрях скорость ветра достигает нескольких сотен километров в час. Самые мощные тропические ураганы свирепствуют в Карибском бассейне: например, в Мексиканском заливе и на островах Вест-Индии. Далее к северу и югу следуют зоны субтропиков, где в самом холодном месяце температура понижается до 10 °C, а зимой холодные воздушные массы из полярным областей низкого давления приносят обильные осадки. В умеренных широтах средняя температура самого тёплого месяца держится в пределах 10—15 °C, а самого холодного −10 °C. Здесь также отмечают значительные суточные перепады температур. Для умеренного пояса характерны достаточно равномерно выпадающие в течение года осадки (около 1 000 мм), достигающие максимума в осенне-зимний период, и частые свирепые штормы, за что южные умеренные широты прозваны «ревущими сороковыми». Изотерма 10 °C определяет границы Северного и Южного приполярных поясов. В Северном полушарии эта граница проходит в широкой полосе между 50° с.ш. (Лабрадор) и 70° с.ш. (побережье Северной Норвегии). В Южном полушарии приполярная зона начинается ближе к экватору — примерно 45—50° ю.ш. Самая низкая температура (-34 °C) была зарегистрирована в море Уэдделла.
4.4 Флора и фауна
Донная флора северной части Атлантики представлена бурыми (в основном фукоиды, а в сублиторальной зоне — ламинарией и алярией) и красными водорослями. В тропической зоне преобладают зелёные (каулерпа), красные (известковые литотамнии) и бурые водоросли (саргассовые). В южном полушарии донная растительность в основном представлена ламинариями. Распределение животного мира Атлантического океана имеет ярко выраженный зональный характер. В субантарктических и антарктических водах из рыб имеют промысловое значение нототении, путассу и другие. Бентос и планктон в Атлантике бедны и видами и биомассой. В субантарктической зоне и в прилегающей полосе умеренной зоны биомасса достигает максимума. В зоопланктоне преобладают веслоногие рачки, птероподы, в нектоне — из млекопитающих киты (синий кит), ластоногие, из рыб — нототениевые. В тропическом поясе зоопланктон представлен многочисленными видами фораминифер и птеропод, несколькими видами радиолярий, веслоногими, личинками моллюсков и рыб, а также сифонофорами, различными медузами, крупными головоногими (кальмары), а в числе бентальных форм — осьминогами. Промысловые рыбы представлены макрелью, тунцами, сардинами, в областях холодных течений — анчоусами. К тропическим и субтропическим зонам приурочены кораллы. Умеренные широты северного полушария характеризуются обильной жизнью при сравнительно небольшом разнообразии видов. Из промысловых рыб наибольшее значение имеют сельдь, треска, пикша, палтус, морской окунь. Для зоопланктона наиболее характерны фораминиферы, копеподы. Наибольшее обилие планктона в районе Ньюфаундлендской банки и Норвежского моря. Глубоководная фауна представлена ракообразными, иглокожими, специфическими видами рыб, губками, гидроидами. В жёлобе Пуэрто-Рико обнаружено несколько видов эндемичных полихет, изопод и голотурий.
4.5 Экологические проблемы
Атлантический океан является с незапамятных времён местом интенсивного морского рыбного и зверобойного промысла. Резкое возрастание мощностей и революция в технике рыбного лова привели к угрожающим масштабам. С изобретением гарпунной пушки киты были в основном истреблены ещё в конце XIX века, в середине XX века киты были близки уже к полному истреблению.
Взрыв на нефтяной платформе Deepwater Horizon, принадлежащей британской компании BP, произошедший 20 апреля 2010 года считается самой крупной экологической катастрофой, которая когда-либо происходила на море. В результате аварии в воды Мексиканского залива вылилось около 5 миллионов баррелей сырой нефти, загрязнено 1100 миль побережья. Властями введён запрет на рыбную ловлю, для промысла закрыты более трети всей акватории Мексиканского залива.
