книги из ГПНТБ / Океанография и морская метеорология учебник

географическая цельность Северного Ледовитого океана

не вызывает сомнений.

Дальнейшее деление Мирового океана на более мел­ кие составные части связано с морями — частями океа­ нов, в той или иной степени ограниченными материка­ ми, островами и обязательными возвышениями дна (по­ рогами). Термин «море» за некоторыми бассейнами укрепился исторически, хотя морфологически они яв­ ляются озерами (например, Каспийское море, Араль­ ское море) или заливами (Аравийское море).

Режим морей обычно заметно отличается от общего режима океана. Подразделяются моря на внутренние (средиземные и полузамкнутые), окраинные и межост­ ровные.

Внутренние моря глубоко вдаются в сушу и с океа­ ном соединены одним или несколькими сравнительно узкими проливами. Выделяют внутриматериковые (Бе­ лое, Балтийское, Черное, Азовское) и межматериковые (Карибское, Средиземное, Красное) средиземные моря.

Окраинные моря сравнительно неглубоко вдаются в сушу и отделены от океана либо большими полуост­ ровами, либо грядами островов (Охотское, Японское моря).

Межостровные моря отделены от океана островами (Филиппинское море, море Сулу). Гидрологический режим * окраинных и межостровных морей близок к ре­ жиму прилегающей части океана.

Кроме того, принято выделять моря:

а) однопроливные (Азовское, Белое), двухпроливные (Черное, Мраморное), многопроливные (большинство окраинных и межостровных морей).;

б) мелководные с глубинами, не превышающими нескольких сот метров (Белое, Северное, Азовское), и глубоководные (провальные) моря с глубинами до не­ скольких тысяч метров (Черное, Японское, Охотское, Карибское);

в) приливные (Охотское) и бесприливные (Черное, Балтийское);

* Гидрологический режим — типичный состав океанографиче­ ских явлений, структура вод и состояние их движения как следст­ вие всей совокупности частных взаимосвязанных и обусловленных гид­ рологических процессов. Исследуется региональной океанографией.

10

вдающимися в сушу, но в отличие, от морей не имеют

ставе Мирового океана насчитывается 47 морей и круп­ ных океанских заливов.

В зависимости от строения берегов и происхожде­ ния заливы имеют различные местные названия.

Л и м а н — мелководный, глубоко вдающийся в сушу залив с косами и пересыпями, представляющий затоп­ ленную морем долину устьевой части реки или затоп­ ленную прибрежную низменность (Амурский, Днепров­ ский лиманы).

Л а г у и а — вытянутый вдоль берега, как правило, мелководный залив (бухта) с соленой или солоноватой водой, соединенный с морем небольшим проходом или совершенно отделенный от него косой (лагуны Мекси­ канского залива, острова Сахалин). Лагуной также на­

редко превышающими 100 м (фиарды Швеции, Фин­ ляндии).

Небольшие по размеру заливы часто называют бух­ тами. Четкого разграничения размеров заливов и бухт не существует, тот или иной термин применяется со­ гласно установившимся традициям.

11

§ 2. РЕЛЬЕФ ДНА МИРОВОГО ОКЕАНА

Твердая оболочка Земли — литосфера состоит из не­ скольких слоев: верхнего прерывистого слоя, который сложен из осадочных пород, под ним расположен гра­

ницу, отделяющую ее от более глубоких пород мантии Земли, так называемую поверхность Мохоровичича или зону Мохо, названную так в честь открывшего ее в 1909 г. югославского ученого Мохоровичича.

Рельеф суши, т. е. совокупность неровностей земной коры, к настоящему времени изучен достаточно хорошо с помощью методов топографии и аэрофототопографии, позволивших составить подробные топографические карты почти на все районы материков.

Изучение рельефа дна океана, связанное с измере­ нием громадных глубин с промерных судов, начато при­ мерно в середине прошлого века после изобретения про­

видения и фотосъемки позволили накопить громадный фактический материал, который дает основание утвер­ ждать, что дно океана построено не менее сложно, чем суша. Теперь приходится отказываться от прежних представлений о малой изменчивости и стабильности донного рельефа. Новейшие данные показывают, что в океане происходят существенные изменения рельефа дна, порой катастрофические, порождаемые подводным вулканизмом и тектоническими движениями земной коры. Мировой океан настолько велик, что еще дли­ тельное время на картах открытой части океанов будут существовать «белые пятна», для снятия которых потре­ буется труд многих поколений исследователей. В наши дни предъявляются новые требования к детальному изу­ чению рельефа дна океанов и морей в связи со всевоз­ растающими глубинами погружения современных под­ водных лодок.

12

Обобщенный рельеф земной поверхности традицион­ но принято представлять графически в виде кривых от­ носительного распределения высот суши и глубин океа­

нии наибольшую повторяемость должен был иметь сред­ ний уровень земной коры (—2430 м).

Если теперь последовательно, начиная с наибольшей глубины, просуммировать площади всех ступеней высот и глубин, то можно подсчитать их обеспеченность. Обеспеченностью называется выраженное в процентах отношение отдельных сумм к общей площади поверхно­ сти Земли. Таким образом, обеспеченность показывает,

13

какую долю занимают высоты и глубины данного зна­ чения и меньше его на земной поверхности.

Кривая обеспеченности глубин и высот земной поверх­ ности (рис. 2) имеет название гипсографической кривой

(от греческих слов hypsos— высота и grapho — пишу). Следует подчеркнуть, что эта кривая составлена безот-

Обеспеченность, %

Рис. 2. Гипсографическая кривая (/) и обобщенный профиль дна океана (2)

носительно к географическому положению и не является даже средним профилем земной коры. Однако она поз­ воляет весьма наглядно произвести условное деление дна океана на основные морфологические зоны (кате­ гории рельефа): материковую отмель (шельф), матери­

ковый склон и ложе океана, соответствующие отдельным участкам гипсографической кривой между точками ее перегиба.

Материковая отмель (шельф) является подводным продолжением материка. Она занимает около 8% общей площади Мирового океана, характеризуется неболышь

14

ми уклонами дна, редко превышающими 1,5—2°, и в сто­ рону океана ограничена перегибом гипсографической

верном Ледовитом океане, например, до 600—700 миль). Материковый склон представляет собой покатость, образуемую подводной частью материка, круто опу­ скающуюся от границы материковой отмели к дну оке­ ана. Он занимает около 12% общей площади Мирового океана и характеризуется значительными уклонами дна, достигающими (при средних значениях 3—8°) величины 15° и более. За нижнюю границу материкового склона условно принимается глубина 2500 м, соответствующая примерно среднему уровню земной коры (—2430 м). Всю остальную глубоководную, самую обширную и преиму­

щественно равнинную часть занимает ложе океана. Средняя глубина Мирового океана составляет 3795 м, -

средняя высота суши — 875 м. Резкие понижения ложа океана — глубоководные океанские впадины с глуби­ нами более 5750 м, соответствующие нижней, самой крутой части гипсографической кривой (так же, как и горы с высотами более 3000 м), занимают на земной поверхности очень незначительные площади — примерно по 1% общей поверхности Земли. Такова упрощенная картина рельефа земной поверхности, описываемая гип­ сографической кривой.

Для более детального описания рельефа дна океана в пределах основных категорий выделяют основные (макроформы) и второстепенные (мезо- и микроформы) формы рельефа дна (табл. 2).

Все основные и некоторые второстепенные формы рельефа дна имеют тектоническое происхождение — ре­ зультат вертикальных и горизонтальных деформаций земной коры. Размеры этих форм достигают десятков, сотен и тысяч миль.

Второстепенные формы возникли в результате вул­ канической деятельности, ледниковой обработки (мо­ ренные образования), процессов эрозии (подводные реч­ ные долины) и абразии (останцы — подводные и над-

15

косы Коралловые формы

водные скалы), а также жизнедеятельности колониаль­ ных кораллов и некоторых других организмов. Второ­ степенные формы рельефа дна уступают по размерам основным, но в некоторых районах могут иметь значи­ тельную протяженность (коралловые рифы — на сотни миль).

При описании рельефа дна применяются следующие наиболее распространенные термины:

— а б р а з и я — разрушение и размыв морских бе­

лов на участках, где затухает сила водных потоков или волнения;

нии узкое возвышение ложа океана с расчлененными и крутыми склонами;

16

— г р е б е н.ь — подводное продолжение поперечных горных хребтов суши с глубинами, увеличивающимися в

сложенное из нетвердых грунтов возвышение на матери­ ковой отмели, глубины над которым малы по сравнению с окружающими;

вала, образованного речными выносами и отгораживаю­

ление с довольно крутыми склонами, обычно являю­ щееся подводным продолжением межгорных ложбин суши;

— к о т л о в и н а — обширное замкнутое понижение океанического ложа округлой или неправильной формы с пологими склонами и большими глубинами (около

5000 м);

рассекающая материковый склон и заходящая своей вершиной в материковую отмель.

2—972

Важнейшая особенность рельефа дна Мирового оке­ ана— существование планетарной системы срединно­ океанических хребтов: в каждом из океанов имеется свой, главный подводный хребет, делящий океаны в ме­ ридиональном направлении на две части Особенно чет­ ко эта закономерность прослеживается в Атлантическом океане, где S-образное очертание берегов сохраняется и в подводном рельефе, главной особенностью которого является наличие Срединно-Атлантического хребта, про­ тянувшегося от Северного полярного круга до 55° юж­ ной широты и делящего океан на две почти симметрич­ ные части — восточную и западную с глубинами 4000— 5000 м. Хребет представляет собой огромное валообразное поднятие шириной около 1000 км с сильно расчле­ ненными склонами и высоким гребнем,- местами рассе­ ченным продольными (рифтовыми) долинами. Глубины над хребтом колеблются от 3500 до 1500 м, а иногда уменьшаются до 150 м и менее. Вершины отдельных гор приближаются или даже выходят на поверхность в виде островов.

§ 3. ГРУНТЫ ДНА МИРОВОГО ОКЕАНА

Длительное время характер донного грунта в откры­ тых частях океана оставался неизвестным человеку, так как существовавшие с древних времен примитивные лоты позволяли извлекать пробы грунта лишь при из­ мерении малых глубин. Идея приспособления лота для добывания грунта с больших глубин впервые была вы­ сказана Петром I между 1715 и 1720 гг. Предложенный им прибор состоял из’ двух крючьев и грузила; при уда­

глубин (до 3500 м), когда идея Петра I была реализо­ вана в механических проволочных лотах.

Позже грунтодобывающие приборы совершенствова­ лись, появились принципиально новые методы исследо­ вания грунтов дна океана.

Грунтовые съемки, выполняемые с помощью грунто­ добывающих приборов — грунтовых трубок, дночерпателей и драг, и в наши дни наиболее распространены в

18

практике гидрографических и океанографических иссле­ дований.

Добытые пробы грунта подвергаются первичной и последующей лабораторной обработке.

Первичная обработка включает описание грунта, от­ бор влажных проб и отбор проб на высушивание. Опи­ сание грунта выполняется немедленно с подъемом при­ бора на палубу, пока воздух не изменил цвета пробы, при этом фиксируются следующие данные:

— общая длина колонки и длины отдельных слоев;

—тип грунта — по величине зерен (с помощью ли­ нейки, на ощупь или на глаз);

— цвет грунта;

—консистенция, т. е. состояние подвижности веще­ ства — жидкое, полужидкое, мягкое, плотное, очень

плотное;

—пластичность и вязкость;

—наличие органических и других включений;

— вещественный состав — известковый или кремние­ вый (ориентировочно).

При лабораторной обработке выполняются грануло­ метрический и химический анализы.

Целью гранулометрического анализа является опре­ деление размеров слагающих грунт зерен и разделение его по группам (в процентах от общей массы грунта) в зависимости от установленных размеров зерен. При

(ситовый анализ), более мелкие фракции подвергаются водному анализу.

Водный анализ базируется на последовательном осаждении в спокойной воде в специальных сосудах предварительно взмученных частиц грунта различной

скорость оседания взмученных в воде частиц с их раз­ мером:

V — 4 - gr2 , О -i)