Распределение воды и суши на поверхности Земли
Площадь поверхности нашей планеты равняется 510,2 млн кв. км, из них на воду приходится 361,1 млн кв. км (70,8 %). Чтобы выделить эту особенность распределения воды и суши на планете, было введено понятие Мировой океан — непрерывная водная оболочка Земли, окружающая все материки и острова и обладающая общностью солевого состава. Последнее выражается в том, что в открытых частях океана процентное отношение компонентов солевого состава воды приблизительно постоянно.
Распределение суши и воды неодинаково и на поверхностях полушарий. В Северном полушарии вода занимает 60,6 % его площади, а в Южном — 81,0 %.
Материки делят Мировой океан на части, обладающие самостоятельной системой циркуляции вод и специфическими особенностями гидрометеорологического режима — океаны. Их количество является предметом дискуссий, начиная с 1845 г. К этому времени в связи с развитием морской торговли большое значение приобретает обеспечение безопасности мореплавания. Появляются первые лоции, но их использование в судовождении было затруднено без единой системы деления океана. Поэтому Королевское Географическое общество в Лондоне 27 января 1845 г. установило следующее деление Мирового океана: было принято, что существует 5 океанов — Тихий, Атлантический, Индийский и два полярных — Арктический и Антарктический. Это деление было признано большинством морских держав мира.
Это было первое официальное международное деление Мирового океана. На рубеже XIX и XX вв. преобладало деление на три океана: Атлантический, Индийский и Тихий. Арктический океан включался в Атлантику. В 1928 г. Международное Гидрографическое бюро выпустило официальное издание деления Мирового океана снова с пятью океанами. В этом издании Антарктический океан был переименован в «Южный». В 1935 г. в нашей стране Арктический океан был переименован в «Северный Ледовитый океан».
В период с 1950 по 1963 гг. в СССР велась работа по созданию первого «Морского атласа». Во II томе атласа Мировой океан представлен четырьмя океанами (Атлантическим, Индийским, Северным Ледовитым и Тихим). В 1960 г. это деление было опубликовано в официальном издании «Границы океанов и морей». Последнее официальное издание «Границы океанов и морей» вышло в 2000 г. уже в Российской Федерации.
Таким образом, на сегодняшний день существует три схемы деления Мирового океана на океаны, каждая из которых применяется в различных странах.
Части океанов, обособленные от него сушей или возвышениями подводного рельефа, называются морями. Они отличаются от открытой части океана собственным гидрологическим и климатическим режимами. Моря подразделяются на средиземные, окраинные и межостровные.
Средиземные моря — это моря, глубоко вдающиеся в сушу и сообщающиеся с океаном или прилегающим морем проливами. В зависимости от географического положения они подразделяются на внутриматериковые, если расположены в пределах одного материка (например, Чёрное, Белое) и межматериковые — расположенные между материками (например, Средиземное).
Окраинное море — часть океана, примыкающая к материку и частично обособленная от океана полуостровами, островами или порогами. Окраинные моря располагаются на шельфе и (или) материковом склоне (например, Баренцево, Норвежское, Лаптевых). Если море расположено только на шельфе, то оно называется шельфовым.
Межостровное море — часть океана, окружённая кольцом островов, пороги между которыми препятствуют свободному водообмену межостровного моря с открытой частью океана (например, моря Малайского архипелага — Яванское, Банда и Сулу).
С точки зрения морского права моря подразделяются на внутренние, замкнутые и открытые. Внутреннее море окружено берегами одного государства, является его внутренними водами и находится под его полным суверенитетом.
Замкнутое море окружено берегами двух и более государств, сообщается с другими морями через узкий пролив или состоит в основном из территориальных вод и исключительных экономических зон нескольких государств (например, Балтийское).
Открытое море — это акватория, находящаяся за пределами территориальных вод или специальных зон прибрежных государств и свободное от их юрисдикции.
Часть моря или океана, глубоко вдающаяся в сушу, но имеющая свободный водообмен с прилегающей акваторией, называется заливом. Некоторые заливы по своим размерам, гидрологическому режиму могут быть отнесены к морям (Мексиканский, Персидский, Гудзонов). Среди заливов в зависимости от причины их образования, размеров, конфигурации, степени связи их с прилегающей акваторией океана или моря и других признаков различают бухты, лагуны, эстуарии, фьорды, губы.
Бухта — небольшой залив с устьем уже самого залива. Иногда отделена от открытых вод мысами, островами или косами.
Лагуна — мелководный неглубокий водоём, отделённый от моря образовавшейся в результате отложения наносов грядой. Лагуной называется также участок моря между материком и коралловым рифом или внутри атолла.
Эстуарий — воронкообразный суживающийся к вершине залив, образовавшийся в результате воздействия волн и приливов на подтопленные низовья речной долины.
Фьорд, фиорд — норвежское название извилистых, узких заливов, глубоко вдающихся в сушу с высокими, крутыми и скалистыми берегами, большими глубинами (1000 м и более), образовавшихся в результате ледниковой эрозии.
Губа — народное (поморское) название глубоко вдающихся в сушу заливов, в которые впадают реки, принятое на севере России.
Относительно узкие части Мирового океана, соединяющие смежные водные бассейны или их части, называются проливами. Предельный размер проливов по длине — 1760 км (Мозамбикский), по ширине — 1120 км (Дрейка).
Основные формы рельефа дна
Наши сведения о рельефе морского дна сформировались с течение XX века. Это стало возможным благодаря изобретению эхолотов — приборов для измерения и записи глубины. Первый эхолотный промер был выполнен в 1922 г. С тех пор и до настоящего времени продолжается изучение и картирование рельефа дна Мирового океана. Выявлены и изучены самые общие черты рельефа дна. Однако значительную часть работ ещё предстоит сделать. В некоторых районах Мирового океана имеются лишь единичные промеры, т. е. это практически «белые пятна».
К основным формам рельефа дна океана относятся континентальные окраины, океанские котловины и срединно-океанические хребты. Кроме этого, на дне океана есть: поднятия, плато, подводные горы и группы гор и глубоководные желоба.
КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ОКРАИНЫ
Располагаются между континентами и океанами. На них приходится 20 % всей площади дна океанов. В настоящее время выделяют два основных типа континентальных окраин — атлантический и тихоокеанский. Основными элементами рельефа атлантической континентальной окраины являются: континентальный шельф (или просто шельф), континентальный склон и континентальное подножие. Тихоокеанские континентальные окраины включают шельф, склон и глубоководный желоб.
Континентальный шельф является продолжением материка в сторону моря до линии, называемой бровкой, или краем шельфа. Это линия, за которой происходит заметное увеличение крутизны склонов. Средняя глубина на бровке шельфа — 130 м. Самые глубоководные шельфы (до 350 м) окружают Антарктиду. Средняя ширина шельфа 78 км. Пределы изменений — от нескольких километров до 400 км и более. Геологи считают, что современные бровки шельфа образовались 18 тыс. лет назад. Поверхность шельфа полого наклонена в сторону моря (уклоны менее 1:1000) и слабо расчленена. Неровности обычно не превышают 20 м.
Континентальный склон. За бровкой шельфа глубина океана резко увеличивается и достигает 1500–3500 м. Средние уклоны составляют 4°. В некоторых районах — 35°, а местами и 90°. Ширина склона небольшая, обычно не более 200 км. В нижней его части отмечается резкий перегиб дна и переход к сравнительно пологому континентальному подножию, представляющему собой полого наклонённую в сторону океана поверхность. Переход от подножия ко дну океанских котловин отмечается резким уменьшением уклона поверхности до почти горизонтального. В осадочное тело подножия врезаны подводные каньоны и долины, которые могут продолжаться вверх на континентальный склон и шельф.
ПОДВОДНЫЕ ОКЕАНСКИЕ ХРЕБТЫ
Являются самыми выразительными формами рельефа дна океанов. Они проходят через все океаны, имея общую длину около 80 тыс. км. Практически все хребты располагаются в центральных частях океанов, поэтому их называют ещё срединно-океаническими. Исключение составляет Тихий океан, в котором хребет сдвинут на восток и пересекается с Северо-Американским континентом. Средняя глубина над гребнем хребтов 2500 м. Ширина гребней более 1000 км, возвышение над дном 1000–3000 м. Океанский хребет Тихого океана резко отличается от всех других. Ширина его гребня от 2000 до 4000 км, возвышение над дном 2–4 км, поэтому он получил название «Восточно-Тихоокеанское поднятие».
ОКЕАНСКИЕ КОТЛОВИНЫ
Это пространства, расположенные между континентальными окраинами и океанскими хребтами. На дне котловин выделяют три формы рельефа: абиссальные равнины, подводные возвышенности, подводные горы и группы гор.
Абиссальные равнины — почти горизонтальные и ровные участки дна с уклонами менее 1 м на 1000 м. Находятся на глубинах от 3000 до 6000 м, горизонтальные размеры от 200 до 2000 км. Широко распространены в Атлантическом и Индийском океанах.
Подводные возвышенности — это небольшие, чётко очерченные поднятия над уровнем абиссальных равнин не более чем на 1000 м. Их горизонтальные размеры от 1 до 10 км, крутизна склонов 1–15°.
Подводные горы — это подводные вулканы и вулканические цепи высотой более 1000 м с крутизной склонов от 5° до 15°. Могут быть островершинными или же с плоскими, как бы срезанными вершинами. В этом случае они называются гайотами.
ГЛУБОКОВОДНЫЕ ЖЕЛОБА
К глубоководным желобам относят длинные узкие понижения дна океанов глубиной свыше 5000 м. Их длина может достигать нескольких тысяч километров, а ширина — десятков, реже — сотен километров. К желобам приурочены самые большие глубины Мирового океана. Наибольшая в Мировом океане глубина измерена в Марианском желобе. Его длина составляет 1340 км. История измерения глубин в Марианском желобе начинается с 1875 г. Глубина была измерена с помощью глубоководного лота с борта британского корвета «Челленджер» и составила 8367 м. В 1951 г. уже с помощью эхолота британцами были измерена глубина 10 863 м.
В 1957 г. экспедиция на легендарном научно-исследовательском судне Советского Союза «Витязь» зафиксировала глубину 11 022 м. Эта глубина указана во всех отечественных пособиях по Мировому океану как его наибольшая глубина. Последними по времени были детальные исследования рельефа дна Марианского желоба американскими учёными в 2011 г. Их результат: измеренная глубина 10 994 м. Точность измерения — ±40 м.
ИЗОБРАЖЕНИЕ ПОДВОДНОГО РЕЛЬЕФА НА МОРСКИХ КАРТАХ НА ПРИБРЕЖНЫЕ ВОДЫ
На морских навигационных картах рельеф дна является одной из основных характеристик морской обстановки и важнейшим элементом их содержания. На отечественных картах глубины указываются в метрах. Все глубины на морских навигационных картах на прибрежные воды и в таблицах приливов даны от уровня, который получил название «нуль глубины». На морях без приливов, а также там, где средняя величина приливов не превышает 50 см, за нуль глубины во всех странах принимается средний многолетний уровень. На морях, где средняя величина прилива равна или превышает 50 см — наинизший теоретический уровень, сокращённо НТУ. В последнем случае в качестве нулей глубины применяются следующие уровни:
- в Российской Федерации рассчитывается теоретически возможная максимальная отливная амплитуда прилива по гармоническим постоянным восьми (одиннадцати) составляющим волн прилива (метод Н. П. Владимирского);
- в Аргентине, Бельгии, Дании, Италии, Норвегии, ФРГ, Чили, зоне Панамского канала, на атлантическом побережье Канады — средний уровень малых сизигийных вод;
- в Бразилии, Испании, Португалии, Франции — наинизший уровень малых сизигийных вод;
- в Англии на Британских островах — наинизший теоретический уровень, возможный по астрономическим причинам;
- в Нидерландах, Швеции, на атлантическом побережье США — средний уровень малых вод;
- в Канаде и США на тихоокеанском побережье — средний уровень низких малых вод;
- в Индии, Японии, на английских картах Индийского океана — индийский уровень малой сизигийной воды, который расположен ниже среднего уровня моря на сумму амплитуд четырёх волн прилива M2 S2 K1 и Q1.
Для наглядного изображения рельефа дна кроме глубины на картах нанесены изобаты (линии равных глубин). Они проводятся через 10, 20, 50, 100 и 200 м. Точность, с которой указана глубина на карте, зависит от важности района судоходства. На акваториях, опасных для судоходства, где глубина под килем проходящих судов минимальна, точность указанных на карте глубин может быть определена с доверительной вероятностью 95 % по формуле 1.1:
Эти районы национальная гидрографическая служба каждой страны определяет самостоятельно. Глубины на таких акваториях не должны превышать 40 м.
На портовых акваториях, рекомендованных путях, прибрежных районах с интенсивным движением судов с глубинами менее 100 м точность глубин, указанных на карте, определяется по формуле (1.1) с коэффициентами: а = 0,5, b = 0,013.
Основными навигационными опасностями морского дна в прибрежных районах являются: риф, мель, банка, скала. Их определения мы даём по публикации В–6 Международного гидрографического бюро.
Риф — скалистые массивы, располагающиеся близко к поверхности воды или над ней и представляющие опасность для судоходства.
Мель — навигационная опасность (или их группа) для надводного плавания в прибрежной зоне моря с глубинами над ней (ними) значительно меньшими, чем окружающие, и образованная неконсолидированными осадками (перевод автора).
Банка (–и) — отдельно расположенное поднятие (или их группа) морского дна, глубина над которым (‑и) относительно меньше окружающих, но может быть достаточной для надводного плавания (перевод автора).
Скала — высокий пикообразный, башнеподобный или гребневидный выступ (или группа выступов) каменистого дна либо кораллового рифа, расположенный на вершине поднятия.
Бар — подводный или выходящий на поверхность воды вал, образующийся из наносов (главным образом, песка) в результате воздействия волн. Бар, формирующийся перед устьем впадающей в море реки из речных наносов, называется приустьевым или устьевым.
Грунты морского дна Мирового океана
Как известно, верхняя оболочка твёрдой Земли называется «земная кора». Она делится на материковую и океаническую Последняя состоит из двух слоёв: осадочного и базальтового. Осадочный слой океана сложен относительно рыхлыми морскими осадками. По генезису они делятся на терригенные, биогенные, хемогенные, вулканогенные и полигенные. Самый верхний слой осадочной толщи Мирового океана толщиной 0,05 км называется морскими грунтами. При обеспечении безопасности навигации и гидротехнического строительства именно этому слою уделяется особое внимание. При этом под грунтами понимается не только скопление рыхлого материала, состоящего из твёрдых частиц различного состава и происхождения, но и выходы коренных пород, т. е. участков дна, не покрытых осадочными породами.
Грунты морского дна делятся на терригенные, сносимые с суши, и пелагические — образовавшиеся из отложений открытого моря (в удалённых от суши глубоководных областях). К грунтам терригенного происхождения относятся: валуны, галька, гравий, песок и некоторые виды илов (красный, зелёный, синий — из осадочных пород, окрашенных окислами железа и марганца, вулканический, коралловый). Это отложения малых и больших глубин вблизи берега.
К пелагическим отложениям грунтов морского дна глубже 200 м относятся: глубоководная красная глина, илы биогенного происхождения (глобигериновый, диатомитовый, радиолярневый, птероподовый) и также илы терригенного происхождения, перечисленные выше.
На морских навигационных картах грунты морского дна показывают условными сокращениями для использования этих сведений для нужд судовождения (например, при выборе места якорной стоянки), возможности придонного промысла, при оценке района с точки зрения использования оружия и технических средств кораблей ВМФ. Крупным шрифтом указывается характер грунта, а мелким — его состав и свойства. Условные знаки для обозначения грунтов на морских навигационных картах приведены в табл. 1.1.
Литература
Гидрометеорологическое Обеспечение Мореплавания - Глухов В.Г., Гордиенко А.И., Шаронов А.Ю., Шматков В.А. [2014]
