Морские льды.

В полярных широтах в открытом океане и в морях находятся льды. По происхождению они бывают: 1) морские, образующиеся при замерзании морской воды; 2) пресноводные, вынесенные реками; 3) материковые или айсберги.

Процесс замерзания морской воды, в силу ее S‰, отличается от замерзания пресной воды. В соленой воде до самого момента охлаждения и замерзания верхний слой делается все тяжелее и нагружается, а к поверхности поднимаются более теплые низлежащие слои. Это затрудняет образование льда. При замерзании воды из нее выпадает соль, повышая S‰ низлежащего слоя. Вода опускается, усиливая перемешивание. Таким образом, море дольше, чем пресные водоемы остается открытым и согревает сушу.

При образовании льда сначала образуются кристаллы в виде игл или пластинок, образуя ледяное сало. Если на переохлажденную поверхность выпадает снег, то он образует кашеобразную массу – снежуру. Ледяное сало и снежура, смерзаясь на волнующейся морской поверхности, образуют круглые, диаметром 30-50см, льдинки – блинчатый лед, который, смерзаясь, переходит в неподвижный ледяной покров, связанный с берегом, называемый припаем. Толщина его достигает 3м, при благоприятных условиях и отсутствии волнения может достигать 500м. особенно устойчивый и мощный называют шельфовым льдом. Льды с поперечником >0,5км называют ледяными полями, меньшие – льдинами. При штормах льдины, трескаясь, нагромождаются друг на друга и образуют торосы. Многолетние льды называют паком. Это мощные ледяные поля толщиной 3-5м. В Северном Ледовитом океане лед держится весь год и находится в постоянном дрейфе. Зимой там образуется припай и плавучие льды, летом – только плавучие льды. В Баренцевом море, согреваемым Атлантическим течением, льдов нет. Белое море из-за сильных приливно-отливных течений изобилует торосами и битым льдом.

Химический и газовый состав.

Вода МО представляет собой раствор, в котором обнаружено 44-элемента. Наибольшей количественной его частью являются соли, но вместе с тем океанская вода насыщена газами и биогенные элементы, чем напоминает почву и что определяет ее плодородие.

S‰ выражается в ‰ (количество соли, тысячные ее доли в граммах на кг морской воды). В открытых частях океана S‰ 35%. Первоисточником всех природных вод служит вещество мантии.

В процессе дифференциации мантии, за время существования Земли выделилось около 34х10²³г воды. Этот процесс продолжается и сейчас: ювенильная вода продолжает поступать к поверхности Земли (по расчетам около 0,4км³/год для всей поверхности Земли).

Глубинная вода находится в жидком состоянии и представляет собой рассол хлоридно-натриевого и кальциевого состава.

Хлоридно-натриевые эндогенные воды, поднявшись на поверхность, подвергаются воздействию организмов, которые изменяют минерализацию вод мантии как количественно, так и по составу солей (качественно).

Воды МО являются смешанными (эндогенно-биогенными). Состав водных масс различен в различных звеньях от очень соленных глубинных до пресных ледниковых, но ≈ 98% всех вод планеты относится к рассольным.

Существует гипотеза речного происхождения морских солей. Это естественно, так как реки откладывают в моря огромное количество солей. Но в речной воде хлоридов всего 5,2%, зато углекислого кальция до 60%.

Для правильной оценки необходимо учитывать все источники солей – мантию, материковый сток, живые организмы. Многие соединения извлекаются из океана живыми организмами, которые строят из них свои скелеты и раковины. Часть их, после смерти животных и растений, опускается на дно. На построение скелетов и раковин постоянно потребляется огромное количество Са, Si, некоторые живые организмы извлекают из воды J, Cu, Zn, V, и другие элементы.

Таким образом: 1) первоисточником морских солей является мантия.

2) между океаном и сушей существует обмен веществ

3) солевой режим океанических вод регулируется живыми организмами.

Океаническая вода может рассматриваться в качестве жидкой многоэлементной руды. Кроме поваренной соли из нее добывают Mg, Br, соли К и др. элементы и соединения.

Океанические воды содержат элементы, которые входят в состав пищи морских зеленых растений. Питательные соли, в т.ч. NO^-₃, NO^-_{2 ,} PO₄^3-; соли кремнекислоты и др. образуются от разложения органических веществ на всех глубинах, но в верхних слоях они выбираются растениями, и отмершие организмы увлекаются в глубину. Таким образом, наиболее богаты питательными веществами (БЭ) глубинные воды.

В водах Антарктики количество питательных солей достаточно. Охлаждение их на поверхности обеспечивает вертикальную циркуляцию и подъем обогащенных БЭ (РО₄ и NO₃) глубинных вод. Здесь интенсивно развивается планктон, за которым следуют в т.ч. и киты.

В Саргассовом море теплая поверхностная вода не сменяется более тяжелой глубинной. Акватория бедна БЭ и планктоном. Беден и животный мир этого моря. Также малоплодородны и другие области МО, расположенные в тропиках. Это своеобразные пустыни моря.

В умеренных поясах биопродуктивность меняется по сезонам: летом рост планктона приостанавливается; зимой холодные верхние слои опускаются вниз, а глубинные поднимаются.

РО₄ и NO₃ поставляются в МО и водами суши, особенно реками. Естественно, что они питают в основном моря, далеко вдающиеся в сушу. Азовское море, питаемое донскими водами, благодаря постоянному перемешиванию вод, очень богато питательными веществами, является одним из самых продуктивных водоемов. Средиземное море характеризуется бедностью жизни, хотя в видовом отношении она разнообразна. Для природы МО, особенно живых организмов, большое значение имеет газовый режим. В воде растворены N₂, О₂, СО₂, а иногда и Н₂S. Соотношение N₂ и O₂ в океане иное, чем в атмосфере. При 0⁰С в атмосфере содержится 79% N₂ и 21% О₂, а в воде, доля О₂ больше, чем в воздухе атмосферы. Это благоприятно для морских животных. Растворимость газов в воде зависит от её температуры.

При S‰ 35%₀ в 1л. Н₂О может быть растворено газа при 0⁰С – 8,5 см³, при 30⁰С – 4,5см³. Холодная вода богаче воздухом, а значит и кислородом. О₂ попадает в Н₂О путем диффузии, с атмосферными осадками, во время волнения, но главным источником является фитопланктон; в процессе фотосинтеза О₂ им выделяется непосредственно в воду. Поэтому в слое усиленного роста фитопланктона, да и, практически, все поверхностные слои содержат О₂ в избыточном количестве.

При вертикальной циркуляции О₂ снабжаются и глубинные воды.

N₂ проникает в воду из атмосферы.

СО₂ проникает в воду из атмосферы, из недр Земли при вулканических извержениях, образуется при дыхании животных, разложении органических веществ и в океанических водах всегда находится в достаточном количестве. Иногда в придонных слоях, где обильна донная фауна, может находиться в избытке.

В глубоких котловинах из-за отсутствия вертикальной циркуляции и, как следствие, аэрации, образуется Н₂S, что делает их безжизненными. В них обитают только сероводородные бактерии.