Мировой океан – главная часть гидросферы.

Гидросфера

Гидросфера - водная оболочка Земли.

Вода - одно из самых распространенных веществ на нашей планете, все климатические процессы на Земле так или иначе связаны с водой. Происхождение гидросферы однозначно не установлено. Есть несколько гипотез, но наиболее известными являются две из них. Первая предполагает, что вода на Земле выделилась из её недр в процессе остывания планеты на ранних стадиях её формирования - несколько миллиардов лет назад. Подтверждением её служит то, что вода действительно содержится в мантии и продолжает выделяться на повехность при извержении вулканов в виде пара. Другая гипотеза наоборот утверждает, что вода была принесена на Землю из космоса, падающими на её поверхность кометами, которые действительно состоят изо льда. Земля - по всей видимости, единственная планета Солнечной системы, где вода содержится во всех трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. На всех остальных планетах либо слишком холодно, либо слишком жарко для этого. Хотя, есть предположения, что жидкая вода может образовываться изо льда в приэкваториальных областях Марса, где температура поднимается до плюсовых отметок, а также водный океан может находиться под ледяным панцирем Европы - одного из спутников Юпитера, однако однозначных подтверждений этому пока обнаружено не было. Хотя, это не значит, что жидкая оболочка планеты есть только на Земле. Так, например, на спутнике Сатурна Титане роль воды выполняет жидкий метан (CH₄). На планете образуются метановые озёра, и идет дождь из жидкого метана. На Земле метан - это привычный нам газ, на котором работает газовая плита на кухне - на нашей планете слишком высокая температура, чтобы метан замерзал и превращался в жидкость. Но при удалении от Солнца на всё более далёких планетах температура становится всё холоднее.

Возвращаясь на Землю, отметим, что гидросфера нашей планеты делится на две большие части: Мировой океан и внутренние воды. Мировой океан занимает 71% поверхности Земли, а потому оказывает огромное влияние на все процессы, происходящие на ней. 96% воды гидросферы сосредоточены именно в морях и океанах. Еще порядка 2% сосредоточены в ледниках. Ледники Земли часто объединяют в еще одну оболочку планеты - криосферу. Небольшая часть воды всегда содержится в атмосфере в виде пара. Атмосфера и гидросфера очень тесно связаны между собой. На Земле постоянно происходит круговорот воды, благодаря которому вся гидросфера, включая даже самые удаленные от океана внутренние озера, представляет единое целое.

Свойства вод Мирового океана

Российский климатолог Александр Иванович Воейков назвал Мировой океан "отопительной системой" планеты. Действительно, средняя температура воды в океане + 17°С, в то время, когда температура воздуха - только +14°С. Океан является своеобразным аккумулятором тепла на Земле. Вода значительно медленнее нагревается из-за своей низкой теплопроводности, по сравнению с твердой сушей, но и очень медленно расходует тепло, при этом обладая очень большой теплоемкостью.

Температура воды в океане зависит прежде всего от географической широты, чем дальше от экватора, тем температура воды будет ниже, однако, не стоит думать, что во всей толще океана вода имеет одинаковую температуру. Из-за низкой теплопроводности солнцем нагреваются только поверхностные воды, в то время как с увеличением глубины в океан поступает все меньше солнечного света, а температура воды понижается. Глубже 3-4 км она постоянна во всем океане и примерно равна 3°С. Эта температура на дне океана также неслучайна. Дело в том, что плотность воды меняется в зависимости от температуры нелинейно. То есть, при охлаждении плотность воды сначала увеличивается и, когда температура воды опускается до +4°С - становится максимальной, при дальнейшем охлаждении плотность снова начинает расти, при температуре 0°С вода превращается в лед, а плотность льда, как известно, уже на столько ниже плотности окружающей его жидкой воды, что он плавает по её поверхности. Именно поэтому в океане образуются плавучие льды и айсберги, образующиеся в приполярных областях планеты. Однако, стоит заметить, что океаническая вода замерзает не при нулевой температуре, а при значениях около -2°С, так как вода в океане соленая.

Соленость воды в океане измеряется в ‰ (промилле). Средняя соленость Мирового океана - 35‰. Это значит, что 35/1000 массы океанической воды составляет чистая соль, а в одном килограмме воды будет содержаться 35 граммов соли. Большую часть от этой соли составляют хлориды (Cl^-) - 88%, около 11% приходится на сульфаты (SO₄^2-) и около 1% на карбонаты (CO₃^2-) и прочие вещества. Соленость Мирового океана зависит от ряда факторов: впадающие в океан реки и большое количество осадков снижают соленость, разбавляя воду, большое испарение и образование льда увеличивают концентрацию соли. Поэтому соленость океана меняется с географической широтой. На экваторе из-за большого количества впадающих рек и обильных осадков соленость достаточно низкая. В тропиках соленость воды на планете самая высокая - испарение идет очень активно, но осадки при этом не образуются, и дождей очень мало. В умеренных широтах соленость очень низкая, так как с падением температуры при удалении от экватора испарение с поверхности океана уменьшается, а дождей здесь выпадает много. У полюсов соленость имеет средние значения, так как при низком количестве осадков и образовании льдов, активно идут процессы их таяния, распресняющие воду в океане.

Прозрачность вод Мирового океана уменьшается при удалении от экватора. С понижением температуры воды растет количество растворенного в ней кислорода, что приводит к увеличению числа микроорганизмов, населяющих океан. Тем не менее, в полярных морях она снова возрастает из-за низких температур. Поэтому самым прозрачным морем является море Уэделла в Антарктике. Для измерения прозрачности используется диск Секки - это диск черно-белой окраски, опускаемый в воду, при этом для определения прозрачности фиксируется глубина, на которой он исчезает. В море Уэделла он исчезает на глубине 79 м. Вторым по прозрачности является Саргассово море - 66 м. Теоретически в дистиллированной воде диск Секки должен исчезать на глубине 80 м.

Течения в Мировом океане

Океаническое течение - перемещение воды в горизонтальном направлении

Причина формирования океанических течений - постоянно дующие на поверхности планеты ветра.

Течения бывают теплыми и холодными. Температура течений в данном случае не является абсолютной величиной, а зависит от температуры окружающей воды в океане. Если окружающая вода холоднее течения - оно теплое, если теплее, то течение считается холодным. Течения, движущиеся к экватору, являются холодными, так как они зародились в более холодных водах и имеют изначально более низкую температуру, чем воды океана, в которые они  текут. Течения, направленные от экватора - теплые, так как они зародились в более теплых водах и направлены в более холодные.

Карта  течений в  Мировом океане

Также течения делятся на ветровые и стоковые. В то время как ветровые течения образуются непосредственно под влиянием постоянно дующих ветров, стоковые течения образуются при столкновении ветрового течения с препятствием: островными дугами или побережьем материка.

На космическом снимке NASA изображен фрагмент течения Гольфстрим у берегов Северной Америки

Течения являются очень важным климатообразующим фактором. Теплые течения делают климат более теплым, одновременно с этим способствуют прогреванию океанической воды и её испарению. У берегов материков, где протекают теплые течения, формируется мягкий, влажный климат. Холодные течения охлаждают воду, снижают парообразование. Воздух над ними также охлаждается, формируя области с повышенным давлением, которые препятствуют проникновению влажного воздуха на материк. На берегах материков, где протекают холодные течения, формируются пустыни.

Жизнь в Мировом океане

Жизнь на нашей планете зародилась в Мировом океане. Еще в те времена, когда суша оставалась полностью безжизненной в воде уже во всю кипела жизнь. Полон жизни океан и сейчас. В нем обитает огромное количество всевозможных живых организмов. От самой его поверхности до дна Марианского желоба и подводных вулканов - везде есть живые организмы, всюду проникла жизнь. По образу жизни все живые организмы океана могут быть разделены на три большие группы. Планктон - пассивно плавающие микроскопические животные (зоопланктон) и растения (фитопланктон) - рачки, дафнии, медузы, крошечные водоросли. Они неспособны самостоятельно преодолевать океанические волны и течения, а потому просто переносятся ими в океане. Нектон - активно плавающие организмы. К ним относятся в первую очередь рыбы, киты и дельфины. Бентос - донные организмы, к ним относятся черви, моллюски, креветки. Наибольшего многообразия жизнь в океане достигает на шельфе - в прибрежной неглубокой части океана. Здесь вода насыщена кислородом, достаточно света и тепла проникает с поверхности океана.

Образование муссонов

Муссон - ветер, меняющий своё направление два раза в год

На фотографии приход муссона над Колкатой (Индия)

Возникновение муссонов связано с неравномерным прогреванием суши и океана в течение года. Океан значительно медленнее нагревается солнцем, однако и отдает тепло тоже очень медлено, а вот суша очень быстро остывает и также быстро охлаждается. При этом плучается так, что летом, температура суши, нагретой солнцем, оказывается выше температуры океана. Нагретый воздух над сушей устремляется вверх, формируя область пониженного давления. Над более холодным, относительно суши, океаном, давление получается выше, чем над прогретой сушей. Разница в давлении приводит к образованию ветра - муссона. Летом муссоны дуют с океана на материк, принося с океана влажный воздух и большое количество осадков.
Зимой над остывшей сушей охлаждающийся воздух опускается вниз, формируя область повышенного давления. Океан зимой теплее суши, а следовательно, воздух над океаном тоже теплее, и его плотность ниже - теперь уже над океаном формируется пониженное давление. Зимой ветер устремляется с суши на океан.

Направление муссонов в жаркий (лето) и холодный сезоны (зима)

Видео: Образование муссонов