Океанология. Часть I. Физические явления и процессы в океане - Безруков Ю.Ф.. Океанология. Часть I. Физические явления и процессы в океане - Б. Министерство науки и образования Украины Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского
 Скачать 14.3 Mb.
|
4. Географическая характеристика Мирового океана4.1. Морфометрические характеристики и деление Мирового океанаМировой океан - непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и обладающая общностью солевого состава. По физическим и химическим свойствам и качественному химическому составу воды Мировой океан представляет собой единое целое, но по количественным показателям гидрологического и гидрохимического режима отличается большим разнообразием. Как часть гидросферы Мировой океан находится в непрерывном взаимодействии с атмосферой и земной корой, определяющими многие существенные его особенности. Мировой океан представляет собой огромный аккумулятор солнечного тепла и влаги. Благодаря ему на Земле сглаживаются резкие колебания температуры и увлажняются отдалённые районы суши, что создаёт благоприятные условия для развития жизни. Из общей площади нашей планеты, равной примерно 510 млн. км2, на Мировой океан приходится 361 млн. км2, т. е. почти 71%. Суша и водная поверхность распределены на Земле неравномерно. По особенностям распределения воды и суши земной шар делится на океаническое и материковое полушария. Полюс первого расположен в Тихом океане к юго-востоку от Новой Зеландии, второго - на северо-западе Франции. Большая часть суши сосредоточена в северном полушарии, но и здесь она занимает только 39% поверхности полушария, а на долю водной поверхности приходится 61%. В южном полушарии водой занято 81% его поверхности. Общие запасы воды на Земле составляют 1 385 984 610 км3. От этого объема вода Мирового океана составляет 96,5% или 1 338 000 000 км3. Это значит, что 96,5% воды на Земле - соленая морская вода. Подземные, поверхностные, атмосферные воды (в том числе соленые озера) составляют 47 984 610 км3, или 3,5% всех запасов воды на Земле. Пресныеводы составляют всего 2,5% или 35 029 210 км3 из общих запасов воды на Земле. Около 70% пресной воды существует в замерзшем состоянии в ледниковом покрове, а оставшиеся 30% большей частью содержатся в почвенной влаге или глубоко в водоносном слое в подземных водах. Менее 1% мировых ресурсов пресной воды доступны для использования человеком. Пресная свободная (доступная) вода занимает всего 118 610 км3, это 0,3% всей пресной воды Земли.Она представлена водами болот, рек, пресных озер, биологической и атмосферной водой. Несмотря на преобладание водной поверхности, общее количество воды на поверхности Земли не так уж велико по сравнению с размерами самой планеты. Объем Земли равен 1075,31 млрд. км3, а объем Мирового океана составляет примерно 1/800 объема Земли. Таблица 1 Распределение суши и воды на поверхности земного шара
Преобладание воды определяет многие важнейшие особенности Земли как планеты - поглощение лучистого тепла от Солнца, климат, формы жизни, состав атмосферы. 4.2. Мировой океан как единый природный объектМировой океан - это единый природный объект, обладающий специфическими особенностями. 1. Он имеет огромную по площади поверхность и громадный объем вод. Это определяет значительное воздействие на Мировой океан внеземных факторов и тесную взаимосвязь его с атмосферой и литосферой. Через границы гидросфера-атмосфера и гидросфера-литосфера осуществляется планетарный обмен веществом и энергией. 2. Вода Мирового океана имеет соленость. В 1 кг морской воды в среднем содержится 35 г солей. Соленость океана определяет некоторые физические характеристики морской воды (электропроводность, диффузию, осмос), а в результате стратификации, обусловленной температурой и соленостью, образуются поверхности разделов различных водных масс (фронты) и специфическая динамика вод с развитием турбулентности, внутренних волн, приливов. 3. Обладает постоянством солевого состава и небольшими изменениями плотности воды, вызванными тем, что в сравнении с общим объёмом вод Мирового океана объем пресных вод, поступающих в него, ничтожно мал (осадки составляют 411600 км3/год, речной сток 41000 км3/год, что соответствует среднему слою воды на поверхности океана 1,25 м). Постоянство солевого состава вод океана позволяет по содержанию в морской воде всего лишь одного химического элемента - хлора - определить общую соленость вод. 4. Замкнутость горизонтальной и вертикальной циркуляции вод связывает воедино воды океана. Именно движение вод служит основой единства природы океана. Это единство определяет непрерывность жизненной среды океана. В нем нет жестких границ, препятствующих расселению организмов, однако их распространение и расселение по тем или иным акваториям регулируются температурой, соленостью, содержанием биогенных элементов, освещенностью и глубиной. Наиболее значителен в океане по биомассе планктон - пассивно плавающие мелкие растительные и животные организмы. 5. В Мировом океане осуществляется. глобальный механизм трансформации энергии и обмена веществ. Этот механизм поддерживается неравномерным нагревом вод. В целом, существование Мирового океана как глобального механизма состоит в поддержании собственной упорядоченности, которая проявляется в переходе вещества из одного цикла в другой, в его накоплении и дифференциации. В основе этой упорядоченности лежат циклические процессы, в которых происходит почти замкнутый круговорот массы и вещества. Именно перераспределение вещества, передача энергии из одного цикла в цикл другого масштаба и осуществляет эту упорядоченность. 4.3. Географическая характеристика Мирового океанаВ основе современного подразделения Мирового океана лежит представление о морфологических, гидрологических и гидрохимических особенностях его акваторий, в большей или меньшей степени изолированных материками и островами. Границы океанов отчётливо выражены лишь береговыми линиями суши, омываемой им; внутренние границы между отдельными океанами, морями и их частями носят до некоторой степени условный характер. Первая попытка научного деления океана принадлежит голландскому географу Бернгарду Варениусу. Он обобщил данные географических открытий XV - XVII вв. и предложил в книге «География Генеральная» (1650) очертания берегов и степень проникновения вод вглубь суши в качестве критериев разделения океанов. По этому признаку он разделил Мировой океан на пять океанов: Атлантический, Тихий, Индийский, Гиперборейский, Австралийский (Южный),а также выделил заливы и проливы. Это была первая научная классификация водных пространств Земли, которая долгое время оставалась наиболее обоснованной и удобной. Тем не менее, она не стала общепринятой. Разные ученые вкладывали в термин „океан” различное содержание. Одни подразумевали под ним всю водную оболочку Земли, другие - межматериковые водные пространства, а третьи - полосы прибрежных вод. По этой причине общая система наименования частей океана отсутствовала до середины XIX в. В различных источниках океаны именовались неодинаково или под одним и тем же названием подразумевались различные акватории. В 1752 г. французский географ Филипп Бюашпредложил делить открытые океаны по подводным хребтам. Он обосновал деление материков на бассейны стока по системе горных хребтов, составлявших „каркас” земной поверхности. Бюаш был убежден, что горные хребты продолжаются на дне океана и предложил разделять океан на бассейны, окаймленные хребтами. Система хребтов, по Бюашу, позволила выделить три бассейна: «Западный океан» (Атлантический), «Индийское море» и «Великое море» (Тихий океан). Французский ученый Ш. Кларет де Флерье (1799) предложил разделить океаническую оболочку Земли по астрономическим признакам, линиям тропиков и полярных кругов. Считая Австралию островом, он объединил водное пространство от западных берегов Америки до восточных берегов Азии и Африки в единый «Великий океан». В пределах полярных сегментов Земли, ограниченных Полярными кругами, выделились «Ледяной Арктический» и «Ледяной Антарктический» океаны. Атлантический океан с юга и севера ограничивался полярными кругами, а границы между ним и «Великим» океаном Флерье впервые предложил провести по меридианам южных оконечностей Африки и Америки до пересечения с Южным полярным кругом. Кроме того, Флерье предложил классификацию подразделений, попытавшись упорядочить термины «океан», «море», «залив», «бухта». Схема Флерье была широко распространена в XIX в. В состав «Великого океана» в тот период включали Тихий, Индийский и Южный океаны. Хотя иногда различали и «Антарктический» океан. Развитие морской торговли к середине XIX в. выдвинуло на первый план обеспечение безопасности мореплавания. Поэтому активизировалось создание лоций – пособий для моряков, характеризующих условия плавания в разных районах океана. Но успешное их использование в практике судовождения было невозможно без введения единой системы деления океана и унификации их номенклатуры. Первый шаг к этому был сделан 27 января 1845 г. в Лондоне Королевским Географическим обществом, на котором было принято деление на пять океанов по критериям Флерье - астрономическим признакам, тропикам и полярным кругам (Атлантический, Индийский, Тихий, Арктический и Антарктический), как наиболее удобное. Принятая схема предназначалась для удовлетворения потребностей флота в лоциях, и разграничение на ней было проведено условно. Границы океанов были установлены по Северному и Южному полярным кругам и меридианам южных оконечностей материков: мысам Горн, Игольный и Южный. Кроме того, тропическими кругами океаны делились на крупные районы. Схема Географического общества Великобритании (1845) была признана большинством морских держав мира и стала первым в истории официальным международным делением Мирового океана. С момента ее создания физико-географическое районирование океана пошло по двум путям: - гидрографическом, который заключался в совершенствовании официального деления, сохраняя практическую направленность для удовлетворения нужд судоходства; - географическом, который диктовался развитием науки и выделением объективных в географическом отношении океанических регионов. В 1879 г. немецкий географ Отто Крюммельпредложил в качестве критерия деления открытых океанов систему поверхностных течений. Он считал океаном не просто водное пространство, заключенное между материками, а лишь акваторию, обладающую самостоятельной системой течений. Этому условию удовлетворяли лишь три океана: Атлантический, Тихий и Индийский. Поэтому он включил арктические воды в состав Атлантики как Внутреннее полярное море, а Антарктический океан разделил между тремя океанами, продолжив меридиональные границы Географического общества Великобритании до Южного полюса. В 1897 г. О.Крюммельразделилокеаны как части водной оболочки Земли сразу по нескольким критериям - по их величине, по распределению солености, по собственным системам приливов и течений. Исходя из этих критериев он настаивал на самостоятельности лишь трех океанов: Атлантического, Тихого и Индийского. В 1911 г. соотечественник Крюммеля Александр Зупан,соглашаясь включить Арктический океан в состав Атлантики, выступил против „ликвидации” Антарктического океана, мотивируя это отсутствием данных о его течениях. Зупан предложил новые критерии деления океана - степень влияния суши на его условия и вертикальное распределение температуры в море. На рубеже XIX - XX вв. преобладала схема трех океанов. Ее приверженцем выступил русский океанограф Ю.М.Шокальский(1917). Настаивая на пересмотре схемы Географического общества Великобритании (1845), он предложил в качестве критериев деления океанов системы водных и воздушных течений, а также приливы (в 1939 г. добавил независимость вертикального и горизонтального распределения температуры и солености). На I Международной Гидрографической Конференции в Лондоне (1919) было решено образовать в Монако Международное Гидрографическое Бюро (МГБ) и поручить ему разработать новую схему границ океанов. Бюро в 1923 г. представило проект нового деления Мирового океана. В нем выделялись пять океанов: Атлантический, Тихий, Индийский, Арктический и Антарктический с формальными границами между оконечностями суши. В 1928 г. МГБ выпустило первое издание официального деления Мирового океана. В нем граница Антарктического океана была установлена по южным оконечностям Африки, Австралии и Южной Америки. Поэтому расширившийся пятый океан был переименован в «Южный». Вскоре после первого официального деления Мирового океана участились высказывания в пользу самостоятельности Северного Полярного бассейна, появившиеся после обработки советскими учеными данных исследований Арктики по программам 2-го Международного полярного года (1932 - 1933) и экспедиций на судах «Литке», «Персей» и «Садко» (1934 - 1935). Итогом стало принятие в 1935 г. Постановления ЦИК СССР, которым за Арктическим бассейном было закреплено название «Северный Ледовитый океан», данное ему в XIX в. адмиралом Ф.Литке. Постановление ЦИК утвердило для СССР деление на четыре океана: Атлантический, Тихий, Индийский и Северный Ледовитый. Впервые регламентировались границы и номенклатура прилегающих к СССР арктических морей и проливов. В Северном Ледовитом океане были выделены Баренцево, Печорское, Белое, Карское, Лаптевых (это название предложил Шокальский (1913)), Восточно-Сибирское и Чукотское моря. Вскоре установленные СССР границы арктических морей были утверждены МГБ как международные. В 1937 г. МГБ было опубликовано второе издание официальных границ океанов и морей. В него были введены границы и номенклатура морей Арктики, принятые по Постановлению ЦИК СССР (1935), с тем отличием, что Баренцево, Белое, Карское и Гренландское моря, по-прежнему оставались в составе Атлантического океана. Были разграничены моря Гренландско-Канадского сектора Арктики. В 1939 г. Главное командование германского флота издало пособие «Границы океанов и их окраинных морей», в котором немецкий океанограф Г. Вюст на основе морфологического принципа разделил океан на три океана (Индийский, Тихий и Атлантический). Арктический океан включался в состав Атлантики как «Северное Полярное море». Южный океан был разделен между тремя океанами, причем у южной оконечности Южной Америки граница была проведена по прямой линии от мыса Горн до о. Кинг Джордж в Антарктиде. В нем были выделены три Южно-Полярных моря, ограниченных параллелью 55° ю. ш. Все остальные границы были размечены по очертаниям берегов, подводным хребтам и банкам. Последней перед Второй Мировой войной попыткой решения вопроса о физико-географическом районировании Мирового океана стала работа советских ученых Зубова и Эверлинга, проведенная при подготовке «Большого советского атласа мира». Критерием границ Зубов и Эверлинг избрали рельеф дна. Кроме того, они попытались связать морфологические данные с гидрометеорологическим режимом выделяемых подразделений. Но проведение границ по рельефу дна не обеспечило выделения географически правильных подразделений, что признавали сами авторы. На VI Гидрографической Конференции (1952) было отменено выделение Арктического и Южного океанов. Но отрицание самостоятельности первого встретило возражения советских ученых. Поэтому в 3-ем издании «Границ океанов и морей» МГБ (1953) было сохранено деление на четыре океана (Атлантический, Тихий, Индийский и Арктический). В СССР важный шаг в разработке районирования Мирового океана был связан с созданием в 1950-1963 гг. «Морского атласа». А. М. Муромцевым (1951) для II тома «Морского атласа» была составлена схема районирования Мирового океана, основанная на новом критерии - однородности гидрометеорологического режима выделяемых подразделений. Признаками отдельного океана Муромцев считал самостоятельность систем циркуляции атмосферы, поверхностных и глубинных течений и, как следствие, горизонтального и вертикального распределения температуры и солености воды. Перечисленным критериям, по мнению Муромцева, соответствовали четыре океана (Атлантический, Тихий, Индийский и Северный Ледовитый). Существование Южного океана Муромцев отрицал. Важным нововведением работы Муромцева являлось соблюдение принципа единства режима подразделений. Исходя из этого, А. М. Муромцев исправил ошибку Зубова и Эверлинга (1940), отнеся к Северному Ледовитому океану все акватории, характеризующиеся арктическим режимом - отрицательной температурой на поверхности, малой соленостью, большой ледовитостью и постоянной отрицательной температурой глубинных и придонных вод. Обоснованные А. М. Муромцевым (1951) границы океанов были официально утверждены в СССР в 1960 г. в советском пособии «Границы океанов и морей». С этого момента все советские карты, атласы, лоции стали создаваться в соответствии с этим пособием. Оно предусматривало выделение четырех океанов (Атлантического, Тихого, Индийского и Северного Ледовитого). Границы арктических морей размечались в соответствии с Постановлением ЦИК СССР (1935), а границы остальных морей - по 3- му изданию МГБ (1953). Главное его отличие от схемы МГБ (1953): Норвежское и Гренландское моря отнесены к Северному Ледовитому океану. В 1954 г. гидрограф ВМС США Фрэнсис Эллиот разработл схему районирования океана на основе температуры и солености водных масс, а в 1957 г. немецкий океанограф Гюнтер Дитрих предложил схему районирования Мирового океана по морским течениям. Попытка изменить советскую систему деления Мирового океана была связана с исследованиями южных полярных вод по программам Международного геофизического года (МГГ) (1957-1958 гг.) и Международного геофизического сотрудничества (МГС) (1958-1963 гг.). В результате этих исследований сложилось мнение о природной специфичности южного океанического кольца. На этом основании в 1966 г. при составлении I тома «Атласа Антарктики» Географическим обществом СССР было принято решение о восстановлении Южного океана. С научной точки зрения его северной границей считается субтропическая конвергенция - зона схождения теплых субтропических и холодных субантарктических вод, проходящая по 40 - 45° ю. ш. и оконтуривающая Антарктическое циркумполярное течение. Но поскольку в океане проследить раздел водных масс достаточно сложно, редколлегия «Атласа Антарктики» предложила утвердить в качестве северной границы Южного океана линию, проходящую через точки суши, максимально приближенные к субтропической конвергенции. В 1966 г. восстановление Южного океана в границах «Атласа Антарктики» было поддержано II Международным Океанографическим Конгрессом. Тем не менее, это решение было признано не всеми учеными. В настоящее время в западной литературе встречаются схемы трех, пяти и семи океанов. Разделение на три океана предусматривает «Океанографический атлас» (1968) Дитриха и Ульриха. Арктический океан в нем включается в состав Атлантического как «Северное Полярное море», а Норвежское и Гренландское моря объединяются в одно «Европейское Северное (Полярное) море» в составе Атлантики. В 2000 г. решение о восстановлении Южного океана было принято МГБ и утверждено XVI Гидрографической Конференцией. В 4-ом издании «Границ» МГБ его северной границей принята параллель 600 ю.ш., соответствующая границе по Договору об Антарктике (1959). В Испании применяется деление на четыре океана (Атлантический, Тихий, Индийский и Южный, без Арктического), а для океанографии США характерна схема семи океанов. К ее возникновению привело распространившееся с середины XIX в. среди картографов разделение Тихого океана, по примеру Атлантического, экватором на северную и южную части. Получившиеся в результате из схемы Географического общества Великобритании (1845) семь океанов (Арктический, Северный Атлантический, Южный Атлантический, Северный Тихий, Южный Тихий, Индийский и Антарктический) стали ассоциироваться со старинным поэтическим термином «семь морей», восходящим к средневековой арабской географии. Изначально этот термин обозначал акватории, известные арабам в XV в. Турецкий картограф XVI в. Пири Рейс именовал «семью морями» Южно-Китайское море, Бенгальский залив, Аравийское море, Персидский залив, Красное, Средиземное моря и Атлантический океан. В Европу термин «семь морей» проник с переводом стихов персидского поэта XII в. Омара Хайяма. Но особенно широкое распространение он получил в англоязычных странах после выхода книги «Семь морей» (1897) Редьярда Киплинга. В силу традиции схемы семи морей до сих пор придерживаются англоязычные океанографы. Сохраняются сторонники и деления на два океана. Например, в «Оксфордском Словаре английского языка» (1989) содержится утверждение, что Тихий, Индийский и Антарктический океаны образуют единую акваторию, а Атлантический и Арктический представляют собой не более, чем ее вытянутое к северу продолжение. Не преодолены и разночтения в названиях океанов и морей. В 1963 и 1966 гг. о своем намерении переименовать Индийский океан в «Индонезийский» заявляла Индонезия. Характер дипломатического конфликта принял обострившийся в 2005 г. спор между Южной Кореей и Японией по поводу названия разделяющего их моря. Южная Корея настаивает на официальной замене названия «Японское море» на «Восточное море», что вызывает противодействие Японии, требующей от МГБ сохранить в новой редакции «Границ океанов и морей» прежнее название. В Мексике Калифорнийский залив часто называют «Морем Кортеса», в Германии Балтийское море - «Восточным морем», во Франции Карибское море - «Антильским морем», Аравийское - «Оманским», Бискайский залив - «Гасконским». Разработка однозначного официального подразделения Мирового океана в значительной степени лежит в юридической плоскости, будучи связана со многими историческими и государственными традициями. Поэтому очевидно, что единство международного подразделения и номенклатуры океанов должно быть достигнуто путем переговоров всех заинтересованных государств. При этом для удобства практического мореплавания предпочтительнее, чтобы границы, проводимые между приметными точками суши, были по возможности прямыми и короткими. В то же время объективное различие целей не противоречит существованию связей между официальным и научным направлениями деления океана, в которых официальное подразделение должно играть подчиненную роль и в большей степени опираться на выводы океанографической науки. В Украине принято деление Мирового океана на четыре океана: Северный Ледовитый, Атлантический, Тихий и Индийский.  Рис. 1. Границы океанов и морей МГБ (1953) с добавлением Южного океана по «Атласу Антарктики» (1966) Южный океан, под которым подразумевается водное пространство, окружающее Антарктический материк, как самостоятельный океан не выделяется, хотя как пятый океан он был признан Географическим обществом СССР еще в 1966 году. Главная особенность Южного океана - Антарктическое циркумполярное течение (АЦТ), которое распространяется по всей толще вод и формирует специфические черты океанологического режима, а также климат, состав и распределение фауны и флоры. Южная граница океана - берег Антарктиды, северная - пространственно изменяющаяся по сезонам зона субтропической конвергенции, проходящая примерно по 40 ю.ш. Ее среднее положение близко подходит к южным оконечностям Южной Америки, Африки, Австралии (рис. 1). Площадь Южного океана равна 36 млн. км2, средняя глубина 3503 м, максимальная 8325 м (Южно-Сандвичев желоб). Основные морфометрические характеристики океанов приведены в табл. 2. Площадь Тихого океана составляет почти половину всей площади Мирового океана и превышает поверхность всех материков и островов Земли. Северный Ледовитый океан по своему географическому положению, морфометрическим характеристикам и особенностям природных условий существенно отличается от остальных океанов. Он единственный из океанов целиком расположен в полярной зоне, а своеобразие термического, соленостного и ледового режимов дали основание для выделения этого бассейна в отдельный Северный Ледовитый океан. Часть океана, ограниченная берегами материков, островами и повышениями дна (порогами), называется морем. Площадь морей составляет около 10% всей площади Мирового океана, а объем воды в морях не превышает 3% объема вод Мирового океана. По своему расположению моря делятся на средиземные, окраинные, межостровные и внутренние. Средиземные моряобычно глубоко вдаются в сушу и с океанами соединены одним или несколькими сравнительно узкими проливами. В свою очередь, средиземные моря подразделяют на межматериковые (Средиземное, Красное) и внутриматериковые(Балтийское, Белое, Черное). Поскольку водообмен средиземных морей с океаном невелик, гидрологический режим их значительно отличается от режима прилегающей части океана. Окраинные морясравнительно неглубоко вдаются в сушу и отделены от океана полуостровами, грядами островов или порогами (Карское, Восточно-Сибирское, Охотское, Японское). Эти моря обычно слабо расчленены, водообмен с океаном у них больше, чем у средиземных морей, а гидрологический режим ближе к режиму прилегающей части океана. Таблица 2 Основные морфометрические характеристики океанов
Границами межостровных морейявляются острова и поднятия дна (Яванское, Молуккское, Сулу). Внутренние моря(озера) не имеют связи с океаном. К ним относятся Каспийское и Аральское моря. В зависимости от средней глубины моря моря делят на мелководные и глубоководные. В мелководных морях (Балеарское, Северное, Желтое, моря Арктики) глубина не превышает нескольких сотен метров и они обычно расположены в пределах шельфа. Глубоководные моря имеют глубину до нескольких тысяч метров (Черное, Охотское, Карибское). Образование этих морей связано со значительными вертикальными движениями земной коры. Помимо морей, выделяют заливы, т. е. части океана или моря, вдающиеся в сушу, но не отделенные от нее островами или поднятиями дна. В зависимости от происхождения, формы, строения берегов заливы имеют различные названия: залив, бухта, фиорд, губа, лиман, лагуна. По своим размерам некоторые океанские заливы (Бискайский, Мексиканский, Гудзонов) часто превосходят моря. Выделение отдельных частей Мирового океана в ряде случаев является чисто условным и исторически сложившимся. Ряд районов Мирового океана, имеющих одинаковую обособленность и своеобразные черты гидрологического режима, в одних случаях называются морями, в других - заливами. Поэтому в зарубежной литературе можно встретить несколько иное деление Мирового океана не только на отдельные океаны, но и на более мелкие части. 4.4. Строение океанической коры и основные элементы рельефа днаЗемной коройназывают внешнюю твердую оболочку Земли, ограниченную снизу поверхностью Мохоровичича, или Мохо, которая выделяется по резкому возрастанию скорости упругих волн при их прохождении от поверхности Земли в ее глубины. Ниже поверхности Мохоровичича расположена следующая твердая оболочка - верхняя мантия. Самая верхняя часть мантии вместе с земной корой представляет собой жесткую и хрупкую твердую оболочку Земли - литосферу. Ее подстилают более пластичные и податливые к деформации, менее вязкие слои мантии - астеносфера.В ней температура близка к точке плавления вещества мантии, но вследствие большого давления вещество не расплавляется, а находится в аморфном состоянии и может течь, оставаясь твердым, подобно леднику в горах. Именно астеносфера является тем пластичным слоем, по которому плавают отдельные глыбы литосферы. Толщина земной коры на материках составляет около 30-40 км, под горными хребтами она увеличивается до 80 км (материковый тип земной коры). Под глубоководной частью океанов толщина земной коры 5-15 км (океанический тип земной коры). В среднем подошва земной коры (поверхность Мохоровичича) залегает под материками на глубине 35 км, а под океанами - на глубине 7 км, т. е. океаническая земная кора примерно в пять раз тоньше материковой. Помимо различий в толщине, имеются различия в строении земной коры материкового и океанического типов. Материковая земная корасостоит из трех слоев: верхнего - осадочного, распространяющегося в среднем до глубины 5 км; среднего гранитного (название обусловлено тем, что скорость сейсмических волн в нем такая же, как в граните) со средней толщиной 10-15 км; нижнего - базальтового, толщиной около 15 км. Океаническая земная кора состоит также из трех слоев: верхнего - осадочного до глубины 1 км; среднего с малоизвестным составом, залегающего на глубинах от 1 до 2,5 км; нижнего – базальтового с толщиной около 5 км. Граница между материковым и океаническим типами земной коры проходит в среднем на глубине 2000 м. Именно здесь происходит выклинивание и исчезновение гранитного слоя. Материковая кора составляет около 20% площади дна Мирового океана, т. е. в целом материковая земная кора покрывает 44% поверхности земного шара, океаническая - 56%. Однако граница между материковым и океаническим типами земной коры не везде четко выражена. Для переходных зон (окраинных морей, островных дуг и глубоководных желобов западной части Тихого океана) характерен постепенный переход от земной коры океанического типа к материковому. Здесь к краю материка примыкает котловина окраинного моря (Берингова, Охотского, Японского, Южно-Китайского), земная кора которой близка к океанической, т. е. гранитный слой отсутствует, но осадочный слой настолько развит, что общая толщина земной коры в котловинах таких морей может составлять 15-20 км. Это так называемый субокеанический тип земной коры. Земная кора в районах островных дуг переходных зон близка по строению и толщине к материковому типу и называется субматериковой земной корой.В переходных зонах можно встретить и типично океаническую кору (дно Филиппинского желоба), и типично материковую (Японские острова). Переходные зоны характеризуются высокой сейсмичностью и большой контрастностью рельефа: вершины островных дуг поднимаются до 3-4 тыс. м над уровнем моря, а глубина моря в желобах может достигать 11 тыс. м. Это свидетельствует об интенсивности тектонических движений в переходных зонах, характерных для геосинклинальных областей, поэтому субматериковый и субокеанический типы земной коры переходных зон еще называют геосинклинальным. В пределах океанической земной коры выделяют еще один тип - рифтогенальный,характерный для зон срединно-океанических хребтов. Срединно-океанические хребты -планетарные горные сооружения, образующие единую систему поднятий во всех океанах. В Атлантическом и Индийском, где их открыли впервые, они действительно располагаются по середине океанов. Общая протяженность этой горной системы 65 тыс. км, а с ответвлениями - до 80 тыс. км. Ширина хребтов - от нескольких сотен до 1,5 тыс. км, а в отдельных районах (Южно- и Восточно-Тихоокеанское поднятия) до 4 тыс. км. Высота хребтов над поверхностью океанических котловин в среднем 2-3 км, а отдельные вулканические конусы поднимаются над уровнем моря (острова Вознесения и Буве в Атлантическом океане, остров Пасхи в Тихом океане). Главным элементом рельефа срединно-океанических хребтов является рифт или рифтовая долина в осевой части хребта.Перпендикулярно простиранию хребтов располагаются глубокие разломы, которые являются отличительной чертой подводного рельефа. Осадочный покров на дне осевых рифтовых долин практически отсутствует, причем по мере удаления от оси хребта толщина осадочного слоя возрастает. Рифтовые долины согласно гипотезы неомобилизма трактуются как зоны спрединга, в которых происходит образование океанического дна и раздвигание литосферных плит. О своеобразии строения океанической земной коры рифтогенального типа свидетельствуют ее высокая сейсмическая активность, большие значения теплового потока, поступающего из недр Земли к поверхности, аномалии геофизических характеристик. Таким образом, в пределах Мирового океана земная кора представлена материковым и океаническим, геосинклинальным (субматериковым и субокеаническим) и рифтогенальным типами. Наглядное представление о характере распределения высот суши и глубин океанского дна дает гипсографическая кривая (рис. 2). Она отражает соотношение площадей твердой оболочки Земли с различной высотой на суше и с различной глубиной в море. С помощью кривой вычислены средние значения суши (840 м) и средней глубины моря (-3880 м). Если не принимать во внимание горные области и глубоководные впадины, занимающие относительно небольшую площадь, то на гипсографической кривой отчетливо выделяются два преобладающих уровня: уровень материковой платформы высотой примерно 1000 м и уровень океанического ложа с отметками от -2000 до -6000 м. Соединяющая их переходная зона представляет собой относительно резкий уступ и называется материковым склоном. Таким образом, естественной границей, разделяющей океан и континенты, является не видимая береговая линия, а внешняя граница склона. В пределах океанической части гипсографической (батиграфической)кривой выделяются четыре основные ступени рельефа дна: материковая отмель или шельф (0-200 м), материковый склон (200-2000 м), ложе океана (2000-6000 м) и глубоководные впадины (6000-11000 м). .  Рис. 2. Гипсографическая кривая (А) и обобщённый профиль дна океана (Б). (I - подводная окраина материков, II - переходная зона, III - ложе океана, IV -срединно-океанические хребты). Шельф (материковая отмель)– подводное продолжение материка. Это область материковой земной коры, для которой в целом характерен равнинный рельеф со следами затопленных речных долин, четвертичного оледенения, древних береговых линий. Внешней границей шельфа является бровка - резкий перегиб дна, за пределами которого начинается материковый склон. Средняя глубина бровки шельфа 130 м, однако в конкретных случаях глубина ее может меняться. Ширина шельфа изменяется в очень большом диапазоне: от нуля (в ряде районов африканского побережья) до тысячи километров (у северного побережья Азии). В целом шельф занимает около 7% площади Мирового океана. Являясь продолжением материков, близким с ним по геологическому строению, и располагаясь на доступных глубинах, шельф представляет интерес с точки зрения поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Происхождение шельфа обычно связывают с эвстатическими колебаниями уровня вод Мирового океана, обусловленными глобальными изменениями климата. Так, во время четвертичного оледенения значительное количество воды было сосредоточено в покровных и плавающих льдах, при этом уровень океана был ниже на 100-150 м. Реконструкция климата и связанных с ним изменений уровня океана свидетельствует о том, что в течение всего фанерозоя (560 млн лет) не прекращались эвстатические колебания, а в отдельные периоды уровень Мирового океана повышался на 300-350 м относительно его современного положения. При этом значительные участки суши (до 60% площади континентов) оказывались затопленными. В последние годы возможные изменения уровня Мирового океана связываются не только с природными, но и антропогенными факторами. В соответствии с одним из таких прогнозов, разогрев атмосферы за счет повышения содержания СО2 приведет в 2100 г. к полному таянию ледников и повышению уровня вод Мирового океана на 60-80 м. При этом под водой окажутся низменные области суши, многие крупные города, распложенные на берегу океана. Материковый склон- область от бровки шельфа до материкового подножия, т. е. до перехода склона к более плоскому ложу океана. Средний угол наклона материкового склона около 6о,но нередко крутизна склона может увеличиваться до 20-30о, а в отдельных случаях возможны почти oтвесные уступы. Ширина материкового склона из-за крутого падения обычно невелика - около 100 кмРельеф материкового склона характеризуется большой сложностью и разнообразием, но наиболее характерной его формой являются подводные каньоны. Это узкие желоба, имеющие большой угол падения по продольному профилю и крутые склоны. Вершины подводных каньонов нередко врезаются в бровку шельфа, а устья их достигают материкового подножия, где в таких случаях наблюдаются конусы выноса рыхлого осадочного материала. Материковое подножие- третий элемент рельефа дна океана, находящийся в пределах материковой земной коры. Материковое подножие представляет собой обширную наклонную равнину, образованную осадочными породами толщиной до 3,5 км. Ширина этой слегка всхолмленной равнины может достигать сотен километров, а площадь близка к площадям шельфа и материкового склона . Ложе океана- наиболее глубокая часть дна океана, занимающая более 2/3 всей площади Мирового океана. Преобладающие глубины ложа океана колеблются от 4 до 6 км, а рельеф дна наиболее спокойный. Основными элементами рельефа ложа океана являются океанские котловины, срединно-океанические хребты и океанические поднятия. Океанические котловины - обширные понижения дна Мирового океана с глубинами около 5 км. Выровненную поверхность дна котловин называют абиссальными равнинами, и онаобусловлена накоплением осадочного материала, приносимого с суши. Абиссальные равнины в Мировом океане занимают около 8% ложа океана. Срединно-океанические хребты - тектонически активные зоны в океане, в которых происходит новообразование земной коры. Они сложены базальтовыми породами, образовавшимися в результате поступления из недр Земли вещества верхней мантии. Это обусловило своеобразие земной коры срединно-океанических хребтов и выделение ее в рифтогенальный тип. Океанические поднятия - крупные положительные формы рельефа ложа океана, не связанные со срединно-океаническими хребтами. Они расположены в пределах океанического типа земной коры и отличаются большими горизонтальными и вертикальными размерами. В глубоководной части океана обнаружены отдельно стоящие подводные горы вулканического происхождения. Подводные горы с плоскими вершинами, расположенные на глубине более 200 м, называют гайотами. Глубоководные впадины (желоба) - зоны самых больших глубин Мирового океана, превышающих 6000 м. Основная часть этих впадин приурочена к периферии Тихого океана и генетически связана с зонами, в которых происходит “столкновение” литосферных плит. Это столкновение сопровождается субдукцией (поддвиганием) океанической плиты под континентальную, т.е. в этих зонах происходит поглощение океанической коры и ее постепенное преобразование в континентальную кору. У основания зон субдукции образуются глубоководные желоба. Самой глубокой впадиной является Марианский желоб, открытый в 1954 году научно-исследовательским судном “Витязь”. Его глубина составляет 11022 м. Желоба имеют значительные горизонтальные размеры: сотни километров в длину и десятки в ширину. В Мировом океане обнаружено около 30 глубоководных желобов. Желоба, глубины которых превышают 9000 м, приведены в табл. 3. Все они расположены в Тихом океане. Таблица 3 Желоба Мирового океана с глубинами более 9000 м
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||