книги из ГПНТБ / Подобедов, Н. С. Общая физическая география и геоморфология учебник

к другому. Часто на этих подводных возвышенностях размещаются острова.

Ложе океана занимает около 80% всей площади Мирового океана. Подводные хребты и горы достигают высоты 2000—3000 м, не­ редко имеют огромную длину и делят дно океанов на ряд крупных

котловин и впадин.

Так, например, наиболее характерной особенностью рельефа дна Атлантического океана, является Центральный и Срединно-Атлан­ тический хребты, которые протягиваются через весь океан с севера на юг до 53° ю. ш., а затем поворачивают на восток и уходят в Индий­ ский океан. Этот хребет делит Атлантический океан на две части — западную и восточную. В последние годы исследованиями устано­ влено, что в средней части этого хребта почти на всем его протяже­ нии расположена узкая (ширина 10—30 км) и глубокая долина (глубина около 1000 м) с очень крутыми склонами. По-видимому, крутизна склонов этой долины связана с новейшими тектоническими процессами (горообразование) на дне океана. Подобная же долина обнаружена в Красном море.

Индийский океан тоже разделен подводным Центральным Индий­ ским хребтом почти на две равные части — западную и восточную. Этот хребет начинается около юго-западного побережья Индии и протягивается с севера на юг почти до 40э ю. ш.

Рельеф дна Тихого океана отличается большим разнообразием. Здесь отмечены огромные подводные хребты и глубочайшие впадины

ижелоба, тянущиеся нередко на огромные пространства.

ВСеверном Ледовитом океане в 1958 г. был открыт огромный подводный хребет, которому было присвоено имя М. В. Ломоносова. Этот хребет протягивается от Новосибирских островов в сторону Гренландии.

Рельеф морского дна изображается на картах с помощью изо­ линий, называемых изобатами. Это линии, соедишнощие на карте

няется большим содержанием в ней солей и в особенности поваренной соли. Соленость воды в океане в

Гребень

среднем составляет 35°/00. Состав морской воды постоя­

Подошба

нен. Поэтому с какой бы глубины

Длина I

и в каком бы океане не взять воду, Рис. 38. Элементы волны состав ее одинаков, хотя абсолют­ ное количество солей было раз­ лично. Больше всего в морской воде хлористых соединений.

На поверхности Мирового океана в экваториальной зоне наблю­ дается пониженная соленость, к северу и к югу от нее в субтропиче­ ских зонах она повышается, а далее к полюсам соленость постепенно

80

понижается, делаясь в умеренных широтах нормальной, равной 35°/00. Эта закономерность несколько нарушается океаническими течениями. Так, холодные течения выносят из приполярных зон в умеренные широты воду пониженной солености, наоборот, тече­ ния, начинающиеся в субтропиках, приносят в умеренные широты воду более соленую. Морская вода замерзает при температуре ниже нуля градусов. Чем больше соленость морской воды, тем ниже тем­ пература ее замерзания. Для того чтобы начала замерзать вода с океанической соленостью 35°/оо> ее нужно охладить ниже нуля почти на два градуса.

От экватора течения уносят теплую воду в умеренные широты, а на ее место из глубины очень медленно поднимается холодная вода, которая на поверхности прогревается, уходит в приполярные

Поверхность крупных водоемов (морей, озер и рек) редко бывает неподвижной, а чаще всего колеблется, образуя волны. Они пере­ мешивают верхние слои воды и тем самым уравнивают ее температуру и соленость, разрушают высокие берега, намывают валы песка и гальки по отлогим берегам и др. Поэтому изучение волнения очень важно для решения многих практических задач.

В волне различают следующие элементы: вершину, подошву, склоны, длину и высоту (рис. 38).

Вершина, или гребень, — это наивысгаая часть волны, а по­ дошва — самая пониженная ее часть. Длина волны — расстояние от гребня одной волны до гребня следующей. Высота волны — раз­ ность уровней между вершиной и подошвой. Период волны — время, в течение которого гребень волны перемещается на расстояние, рав­ ное длине волны. Скорость волны — путь, который гребень волны совершает в единицу времени.

По своему происхождению волны можно подразделить на три группы: ветровые, сейсмические и стоячие. Ветровые волны воз­ никают вследствие трения движущегося воздуха о поверхность воды. Причиной возникновения сейсмических волн являются землетрясе­ ния, а стоячие волны появляются при резком изменении атмосфер­ ного давления и др. Ниже рассматриваются особенности ветровых волн.

При возникновении ветра на первоначально ровной поверхности воды появляется мелкая рябь, представляющая собой систему очень мелких волн, захватывающих лишь поверхностную пленку воды. Если ветер не прекращается, то на поверхности воды вместо ряби возникают мелкие волны, которые быстро сменяются более круп­ ными волнами, идущими правильными рядами. При дальнейшем увеличении скорости ветра правильность движения волн нарушается,

они приобретают беспорядочный характер и неправильную форму, а также различную высоту.

После прекращения ветра волны приобретают симметричный профиль и превращаются в параллельные ряды пологих валов, называемых зыбью.

Каждая частица воды в волне совершает круговые движения по некоторой орбите в вертикальной плоскости, совпадающей с на­ правлением ветра. Это движение передается в нижележащие слои

мелководья сами испытывают воздействие дна, благодаря чему меняется форма орбит и вместо круговых орбит появляются эллип­ тические, которые в ходе дальнейшей деформации испытывают упло­ щение снизу. По мере приближения ко дну происходит дальней­ шее уменьшение вертикальной оси орбиты при сравнительно не­ большом сокращении горизонтальной оси, благодаря чему у дна частицы воды уже не совершают вращательные движения по орби­

82

там, а испытывают лишь возвратно-поступательные челночные движения, параллельные дну (рис. 40).

Асимметричная форма орбит частиц воды в придонном слое приводит к тому, что пути, описываемые колеблющимися частицами в течение половины периода колебания, будут неодинаковыми. Так как длина верхней части орбиты больше нижней, то частицы воды проходят верхнюю часть орбиты быстрее нижней и скорости в первом случае оказываются больше, чем во втором. Поэтому в волне мелководья частицы воды двигаются в направлении берега быстрее, чем от берега в глубь водоема. Эта закономерность имеет большое значение для объяснения происхождения ряда форм рельефа береговой зоны.

В пределах прибрежного мелководья волны изменяют также свой внешний вид. Попадая в эту зону, волна сначала увеличивает свою высоту, так как здесь происходит перераспределение ее энер­ гии. Однако эта энергия быстро расходуется на трение воды о дно и на внутреннее трение, благодаря чему уменьшается высота и длина волны. Вместе с тем возникает асимметрия профиля волны, заключающаяся в том, что передний склон волны становится круче, а задний одновременно выполаживается. Это явление объясняется прежде всего отмеченной выше разностью скоростей движения час­ тиц воды к берегу и от него, а также давлением ветра на задний склон.

При достижении волной глубины, приблизительно равной ее высоте, на какой-то краткий промежуток времени передний склон волны становится вертикальным, после чего происходит нависание ее переднего склона и обрушение. При этом неизрасходованная часть энергии волны расходуется на удар обрушившихся масс воды о дно и на перемещение массы воды вверх по склону берега. Явление разрушения морских волн на малых глубинах при набегании их на берег называется прибоем.

Мощность и скорость прибойного потока постепенно умень­ шается по мере удаления от места своего возникновения. Это про­ исходит потому, что энергия потока затрачивается на преодоление силы тяжести, на преодоление трения о поверхность и на перемеще­ ние различных обломков по дну.

§ 35. Морские приливы и отливы

Приливами называются периодические колебания уровня воды океанов и морей, которые возникают под воздействием притяжения Луны и Солнца. Во время прилива уровень воды постепенно под­ нимается и достигает наивысшего положения, называемого полной водой.

После этого также постепенно уровень начинает снижаться (отлив) и достигает 'наинизшего положения, которое называется

малой водой.

Расстояние по вертикали между уровнями малой и полной воды называется высотой прилива, а промежуток времени между соседними полными водами называется периодом прилива. При приливе вода течет к берегам, а при отливе — от берегов. Поэтому при при­ ливах в условиях плоских берегов море то затопляет сушу (иногда на несколько километров вглубь), то отходит в обратном направле­ нии. Прибрежная полоса, периодически заливаемая морем при при­

от ее центра на расстоянии 0,73 земного радиуса (рис. 41). Последнее объясняется тем, что масса Луны в 81,5 раза меньше Земли. Силы взаимного притяжения Земли и Луны точно равны центробежной силе, которая возникает в процессе их движения вокруг общего центра тяжести. Это равенство справедливо только для центров планет и не распространяется на точки, находящиеся на поверх­

ствующие и будут приливообразу­ ющими силами. На половине Земли, обращенной к Луне, сила при­

тяжения превышает центробежную и это ведет к образованию здесь прилива. На противоположной половине Земли в это время превы­ шает центробежная сила и здесь тоже образуется прилив. Таким образом, в Мировом океане всегда существует два прилива и два отлива между ними. Поскольку Земля вращается вокруг оси, то раз­ личные точки земной поверхности при этом оказываются то на сто-

84

роне прилива, то на стороне отлива. Полный цикл, т. е. два прилива и два отлива, осуществляется за 24 ч 50 мин и каждый прилив и каждый отлив поэтому продолжается по 6 ч и 12,5 мин. Так образу­ ются приливы, называемые полусуточными.

Описанная выше схема образования приливов и отливов является простейшей. В действительности она значительно осложняется притяжением Солнца и другими причинами. Приливообразующая сила Солнца меньше лун­ ной и составляет только 0,46 величины последней.

Это связано с огромным расстоянием от Солнца до

нимальные — вторых.

В открытом океане около островов величина приливов не очень

ЛИ В Ы .

Уберегов СССР самый высокий прилив наблюдается в Пенжин­

ском заливе Охотского моря — до 12 м.

85

§ 36. Морские течения

Морскими течениями называются перемещения на большие расстояния огромных масс воды, океанов и морей по определенным направлениям.

По происхождению морские течения подразделяют на дрейфо­ вые, гравитационно-градиентные и приливо-отливные. В зависимости от расположения в толще океанской или морской воды выделяют течения поверхностные, глубинные и придонные. Наконец, по темпе­ ратурным условиям течения могут быть теплыми, холодными и нейтральными.

Дрейфовые течения вызваны ветрами постоянных направлений (например, пассатами) и поэтому сами они на большие расстояния выдерживают соответствующие направления.

Наиболее типичным примером такого течения является Гольф­ стрим — теплое течение северной части Атлантического океана, имеющее ширину от 75 до 120 км, мощность водного потока около 800 м и скорость течения воды от 6 до 20 км/ч.

Гравитационно-градиентные течения подразделяют на стоковые и плотностные. Первые возникают в тех случаях, когда в каком-то месте океана уровень воды повышается (например, в связи с боль­ шим количеством выпавших осадков) или понижается (например, в связи с сильным испарением). В обоих случаях возникают стоко­ вые течения, но разных направлений.

Плотностные течения появляются в тех случаях, когда в океане на одной и той же глубине имеются воды неодинаковой плотности, что, например, может быть результатом разной солености морской воды. Такие течения наблюдаются в Гибралтарском проливе, Босфоре и в некоторых других местах. Стремление океанических вод выровнить плотность приводит к образованию течений этого типа.

В теплых течениях температура воды выше, чем температура воды того района океана, где они наблюдаются. Для холодных тече­ ний характерно обратное соотношение температур. Нейтральные течения несут воду, температура которой одинакова с температурой окружающих вод. Изучение течений показывает, что течения, напра­ вляющиеся от экватора, теплые, а течения, направляющиеся к эква­ тору, — холодные.

Дрейфовые течения постоянно испытывают влияние отклоня­ ющей силы вращения Земли. Поэтому направление этих течений не совпадает с направлением ветра. Они отклоняются от этого напра­ вления вправо в северном полушарии и влево — в южном. При усло­ вии достаточной глубины океана и значительной удаленности от берега величина указанного выше отклонения может достигать почти 45°.

Течения теплые нагревают воды соответствующей части аквато­ рии, что существенным образом влияет на климат. Так, например, теплое Северо-атлантическое течение значительно смягчает климат Скандинавского полуострова. Холодные течения действуют на кли­ мат в противоположном направлении.

86

§ 37. Понятия берег и береговая линия морей и океанов; особенности их изображения на топографических картах

Берегом любого водоема называется узкая полоса суши в зоне сопряжения водной поверхности с прилежащими склонами, находя­ щаяся под воздействием воды этого водоема. Берегом океана или моря, таким образом, будет полоса суши, вытянутая вдоль края соответствующей акватории и находящаяся под воздействием волн прибоя.

Береговая линия — это граница суши и воды в данном месте при тихой погоде и при отсутствии прибоя.

Береговые линии морей и океанов показываются на топографи­ ческих картах на момент прилива, а при отсутствии приливов — по линии прибоя волн. Наряду с постоянными и определенными береговыми линиями, в некоторых местах низменных морских побережий, подверженных частым изменениям благодаря затопле­ нию их водой во время ветров, береговые линии могут быть непо­ стоянными. Поэтому в таблицах условных знаков топографических карт предусмотрены соответствующие обозначения для береговых линий обоих типов.

Для изображения берегов на топографических картах преду­ смотрено несколько условных знаков. Прежде всего берега под­ разделяются на обрывистые без пляжей и обрывистые с пляжем, не выражающимся в масштабе данной карты. В случаях, когда пляж выражается в масштабе данной карты, он изображается услов­ ным знаком соответствующего грунта (галечник, песок, ил).

Берега океанов и морей с развитыми приливами и отливами в тех местах побережий, где крутые склоны не примыкают непосредст­ венно к береговым линиям, периодически заливаются приливными волнами (приливо-отливные полосы). В пределах этих участков на /топографических картах соответствующими условными знаками показывается грунт с подразделением на песчаный, песчано-каме­ нистый, галечно-гравийный, илистый и скалистый.

§ 38. Общие сведения о водах суши

Атмосферные осадки, выпадающие на земную поверхность, делятся на четыре неравные части, которые к тому же весьма измен­ чивы во времени и в пространстве. Одна часть (см. рис. 37) испа­ ряется и вновь уходит в атмосферу, другая часть просачивается в грунт, третья стекает с поверхности в виде рек и ручьев и в конеч­ ном итоге попадает в озеро или в океан и, наконец, четвертая пре­ вращается в лед и образует ледники. Поэтому на суше вода образует скопления четырех типов: подземные воды, реки, озера и ледники.

Избыточно увлажненными участками поверхности суши явля­ ются болота, но их не следует относить собственно к элементам гидро­ сферы, так как они представляют собой сложный природный ком­ плекс. Однако в целях удобства изложения материала в данном

87

учебнике общие сведения о болотах включены в раздел «Гидросфера», а более подробно этот вопрос рассматривается в разделе «Геоморфо­ логия».

Гидрографической сетью называют совокупность поверхностных вод суши (реки, озера, ледники и условно — болота).

Рекой называется вытянутый водный поток, который движется в направлении уклона поверхности в разработанном им углублении, называемом руслом.

Реки являются наиболее важным и широко распространенным элементом гидрографической сети. Реки со своими притоками обра­ зуют речную систему. Развитие и вид речной системы обусловлены главным образом климатом, геологическим строением, рельефом и другими причинами.

Озером называется замкнутый водоем, образовавшийся в при­ родном углублении рельефа (озерной котловине) на поверхности суши.

Наиболее важным фактором, обусловливающим появление и развитие озер, является климат и характер рельефа. Больше всего встречается озер во влажном климате. Здесь характерны полновод­ ные озера с пресной водой, часть которых проточны. Особенно зна­ чительные области концентрации озер связаны с районами, которые подвергались древним оледенениям. Это могут быть как равнинные, так и горные районы. Образованию озер здесь способствует влажный климат и обилие отрицательных форм рельефа.

Размеры озер колеблются в весьма широких пределах, от не­ скольких квадратных метров до нескольких десятков и даже сотен ты­ сяч квадратных километров. Таковы, например, Байкал (31 500км2) — в Сибири, Севан (1416 км) — в Армении, Аральское море (64 000 км2) — в Казахской ССР. Самым большим озером является Каспийское море, поверхность которого около 400 000 км2.

Глубина озер, так же как и их размеры, весьма разнообразна. Так, озеро Байкал имеет максимальную глубину 1620 м.

Подземными называются воды, находящиеся ниже поверхности земли, заполняющие поры, трещины и пустоты горных пород.

Ледники образуются на горах и в холодных полярных областях, где господствуют отрицательные температуры воздуха. Атмосфер­ ные осадки выпадают там преимущественно в виде снега, который не успевает полностью растаять за теплый сезон и накапливается из года в год. Мелкие кристаллы снега частично испаряются; из образовавшегося водяного пара около более крупных кристаллов вновь кристаллизуется снег. Таким образом, крупные кристаллы растут за счет мелких. В результате этого процесса выпавший пуши­ стый снег превращается в зернистую плотную массу, которая носит название фирна. В горах низких широт образованию фирна также способствует таяние снега днем под влиянием солнечных лучей и замерзание воды ночью при понижении температуры. С течением времени, по мере накопления фирна, нижние его толщи под давле­ нием лежащих выше уплотняются, и фирн переходит в плотный

глетчерный лед.

88