1.8. Рельеф дна и глубины Мирового океана

1.8.1. Уровень Мирового океана

Поверхность, нормальная в каждой своей точек направлению равнодействующей всех сил, действующих на частицу воды, называется уровенной поверхностью. Реально такая поверхность может возникнуть в том случае, если частицы вещества обладают достаточной подвижностью, что и имеет место для вод Мирового океана.

Если бы слои Земли с различной плотностью располагались концентрично, то под действием силы тяжести уровенная поверхность приняла бы форму эллипсоида вращения. Но так как твердое вещество планеты, имеющее различную плотность, по крайней мере в верхних слоях ее, распределено неравномерно, уровенная поверхность имеет несколько иную форму. Эта поверхность называется поверхностью геоида.

Отклонение поверхности соответствующего эллипсоида от поверхности геоида называется высотой геоида. Максимальное значение этой высоты, превышающее 100 м, наблюдается в Индийском океане. Среднее значение высоты геоида для всего Мирового океана составляет 30 м.

Пересечение уровенной поверхности с поверхностью твердой оболочки планеты называется урезом воды, или уровнем Мирового океана; от него производится отсчет высот и глубин.

Непрерывное изменение уровня Мирового океана, с одной стороны, и необходимость ведения отсчетов глубин и высот от некоторой стабильной линии с другой, привели к необходимости определять среднее значение уровня, которое для данной эпохи принимается за нулевое и является началом отсчета высот и глубин.

Эта задача оказалась не простой, и для ее решения в первую очередь потребовались длинные ряды наблюдений за уровнем. Для этой цели в каждой «морской» стране имеется несколько (по числу морей) пунктов наблюдений. Один из этих пунктов — наиболее технически совершенный — считается главным. С результатами наблюдений, проведенных на главном пункте, сравниваются результаты наблюдений, полученные на других пунктах страны. В России такой пункт — Кронштадтский футшток — находится в Кронштадте. Все пункты привязаны к общей триангуляционной сети страны.

Для измерения уровня имеется два основных способа: с помощью футштока и с помощью мареографа. В настоящее время разрабатываются и уточняются специальные способы наблюдений со спутников.

Футшток представляет собой рейку с сантиметровыми делениями, устанавливаемую на дне у берега или прикрепленную к скале, а иногда к искусственному сооружению, омываемому водой. Футшток стараются расположить в таком месте, которое защищено от ветровых, корабельных волн и других короткопериодных возмущений поверхности моря, затрудняющих отсчеты уровня по рейке. Футшток позволяет осуществлять визуальные разовые отсчеты положения уровня в конкретный момент времени.

Мареограф состоит из поплавка, помещенного в колодец, соединяющийся с морем узким каналом или трубой. Цепь от поплавка с противовесом перекинута через блок. Вертикальные перемещения поплавка в колодце, происходящие при изменении уровня, механическим или иным путем фиксируются по углу поворота оси блока на ленте, расположенной на барабане, вращающемся от часового механизма. Таким образом мареограф фиксирует непрерывное изменение уровня океана во времени. Мареограф располагается в специальном закрытом помещении. Узкий канал или труба небольшого сечения позволяет фильтровать короткопериодные изменения положения уровня. Положение футштока или мареографа связываются с геодезической меткой, расположенной поблизости на скальных выходах или крупном здании.