Основні фізико хімічні властивості світового океану. Фізико-хімічні властивості океанської води. Води суші-Ріки

океанська вода- універсальний однорідний іонізований розчин, до складу якого входять всі хімічні елементи. У розчині знаходяться тверді мінеральні речовини (солі) і гази, а також суспензії органічного та неорганічного походження.

Солоність морської води. По масі розчинені солі складають всього 3,5%, але вони надають воді гірко-солоний смак та інші властивості. Склад морської води і вміст у ній різних груп солей видно з таблиці 8. Морська вода за складом різко відрізняється від річкової води, бо в ній переважають хлориди. Цікаво відзначити, що склад солей плазми крові близький до складу солей морської води, в якій, як вважають багато вчених, зародилося життя.

та бліцу 8

(В% від всієї маси солей) (по Л. К. Давидову та ін.)

Основні сполуки	Морська вода	річкова вода
Хлориди (Nad, MgCl,)
Сульфати (MgSO 4, CaSO 4, K 2 SO 4)
Карбонати (СаСО 3)
Сполуки азоту, фосфору, кремнію, органічні та інші речовини

солоність – кількість солей в грамах вI кг морської води.Середня солоність Океану 35% 0. З 35 грамів солей в морській воді найбільше кухонної солі (близько 27 г), тому вона солона. Гіркий смак їй надають солі магнію. Лінії на карті, що з'єднують точки з однаковою солоністю, називаються ізогалінамі.

Океанська вода утворилася з гарячих солоних розчинів земних надр і газів, так що солоністьїї початкова. Склад морської води нагадує склад ювенільних вод,т. е. вод і газів, що виділяються при вулканічних виверженнях з магми і вперше вступають в кругообіг води на Землі. Гази, що виділяються з сучасних вулканів, складаються переважно з водяного пара (близько 75%), вуглекислого газу (до 20%), хлору (7%), метану (3%), сірки та інших компонентів.

До першого складу солей морської води і солоність її були дещо іншими. Зміни, які вона зазнала в процесі еволюції Землі, були викликані насамперед появою життя, особливо механізму фотосинтезу і пов'язаного з ним продукування кисню. Деякі зміни, мабуть, вносили річкові води, які на перших порах витравлюють гірські породи на суші і доставляли в Океан легкорозчинні солі, а в подальшому - в основному карбонати. Однак живі організми, особливо тварини, споживали величезну кількість спочатку кремнію, а потім кальцію для утворення своїх внутрішніх скелетів і раковин. Після відмирання вони занурювалися на дно і випадали з кругообігу мінеральних речовин, не збільшуючи вміст карбонатів у морській воді.

В історії розвитку Світового океану були періоди, коли солоність коливалася в сторону зменшення або збільшення. Це відбувалося як в результаті геологічних причин, бо тектонічна активізація надр і вулканізм впливали на активність дегазації магми, так і за рахунок кліматичних змін. У суворі льодовикові епохи, коли великі маси прісної води консервувалися на суші у вигляді льодовиків, солоність зростала. При потеплінні в міжльодовикові епохи, коли в Океан надходили талі льодовикові води, вона зменшувалася. У арідні епохи солоність збільшувалася, у вологі - зменшувалася.

У розподілі солоності поверхневих вод приблизно до глибини 200 м простежується зональність,що пов'язано з балансом (приходом і витратою) прісної води, і перш за все з кількістю опадів, що випадають і випаровуванням. Зменшують солоність морської води річкові води і айсберги.

В екваторіальних і субекваторіальних широтах, де опадів випадає більше, ніж витрачається води на випаровування (До зволоження\u003e 1), і великий річковий стік, солоність трохи менше 35% 0. У тропічних і субтропічних широтах через негативного прісного балансу (опадів мало, а випаровування велике) солоність становить 37% о. У помірних широтах солоність близька до 35% о. У приполярних і полярних широтах солоність найменша - близько 32% о, оскільки кількість опадів перевищує випаровування, великий річковий стік, особливо сибірських річок, багато айсбергів, головним чином навколо Антарктиди і Гренландії.

Мал. 82. Типи вертикального розподілу солоності (по Л. К. Давидову та ін.)

Зональну закономірність солоності порушують морські течії і приплив річкових вод. Наприклад, в помірних широтах північної півкулі солоність більше у західних берегів материків, куди надходять субтропічні води підвищеної солоності, принесені теплими течіями, менше - у східних берегів материків, куди холодні течії приносять менше солоні субполярні води.

З океанів найбільшою солоністю володіє Атлантичний океан. Це пояснюється, по-перше, порівняльної вузькістю його в низьких широтах в поєднанні з близькістю до Африки з її пустелями, звідки на океан безперешкодно дме жаркий сухий вітер, що підвищує випаровування морської води. По-друге, в помірних широтах західний вітер відносить атлантичне повітря далеко в глиб Євразії, де з нього випадає значна частина опадів, в повному обсязі повертаються в Атлантичний океан. Солоність Тихого океану менше, так як він, навпаки, широкий в екваторіальному поясі, де солоність води знижена, а в помірних широтах Кордильєри і Анди затримують рясні опади на навітряних західних схилах гір, і вони знову надходять в Тихий океан, розсіл його.

Найменша солоність води в Північному Льодовитому океані, особливо у Азіатського узбережжя, поблизу гирла сибірських річок - менше 10% о. Однак в приполярних широтах відбувається сезонне зміна солоності води: восени - взимку при утворенні морського льоду і зменшення річкового стоку солоність зростає, навесні - влітку при таненні морського льоду і збільшення річкового стоку - зменшується. Навколо Гренландії і Антарктиди влітку солоність стає менше ще й за рахунок танучих айсбергів і танення крайових частин покривних і шельфових льодовиків.

Максимальна солоність води спостерігається в тропічних внутрішніх морях і затоках, оточених пустелями, наприклад в Червоному морі - 42% 0, в Перській затоці - 39% 0.

Незважаючи на різну солоність морської води в різних акваторіях Океану, процентне співвідношення розчинених у ній солей незмінно. Воно забезпечується рухливістю води, безперервним горизонтальним і вертикальним її перемішуванням, що в сукупності призводить до загальної циркуляції вод Світового океану.

Зміна солоності води по вертикалі в океанах різному. Намічено п'ять зональних типів вертикального розподілу солоності: I - полярний, II - субполярний, III - помірний, IV - тропічний і V - екваторіальний. Вони представлені у вигляді графіків на малюнку 82.

Розподіл солоності по глибині в морях досить по-різному в залежності від величини балансу прісної вологи, інтенсивності вертикального перемішування і водообміну з сусідніми акваторіями.

Річні коливання солоності в відкритих частинах Океану незначні і в поверхневих шарах не перевищують 1% о, а з глибини 1500 - 2000 м солоність протягом року практично незмінна. У прибережних окраїнних морях і затоках сезонні коливання солоності води значніше. У морях Північного Льодовитого океану в кінці весни солоність знижується за рахунок припливу річкових вод, а в акваторіях з мусонним кліматом влітку - ще й за рахунок великої кількості опадів. У полярних і субполярних широтах сезонні зміни солоності поверхневих вод обумовлені більшою мірою процесами замерзання води восени і танення морських льодів навесні, а також таненням льодовиків і айсбергів під час полярного дня, про що буде сказано пізніше.

Солоність води впливає на багато її фізичні властивості: температуру, щільність, електропровідність, швидкість поширення звуку, швидкість утворення льоду і ін.

Цікаво зауважити, що в морях поблизу карстових узбереж на дні нерідкі потужні підводні (субмарини) джерела прісної води, що піднімаються до поверхні у вигляді фонтанів. Такі «прісні вікна» серед солоної води відомі біля берегів Югославії в Адріатичному морі, біля берегів Абхазії в Чорному морі, біля берегів Франції, Флориди і в інших місцях. Ця вода використовується моряками для господарсько-побутових потреб.

Газовий склад океанів. У морській воді, крім солей, розчинені гази азот, кисень, діоксид вуглецю, сірководень та ін. І хоча зміст газів у воді вкрай незначно і помітно змінюється в просторі і в часі, їх досить для розвитку органічного життя і біогеохімічних процесів.

киснюв морській воді більше, ніж в атмосфері, особливо в верхньому шарі (35% при температурі 0 ° С). Головним джерелом його служить фітопланктон, який називають «легкими планети». Глибше 200 м вміст кисню зменшується, але з 1500 м знову зростає, навіть в екваторіальних широтах, за рахунок надходження вод з приполярних областей, де насиченість киснем досягає 70-90%. Витрачається кисень шляхом віддачі в атмосферу при надлишку його в поверхневих шарах (особливо вдень), на дихання морських організмів і на окислення різних речовин. азотув морській воді менше, ніж в атмосфері. Зміст вільного азоту пов'язано з розпадом органічних речовин. Розчинений у воді азот засвоюється особливими бактеріями, переробляється в азотисті сполуки, які мають велике значення для життя рослин і тварин. У морській воді розчинено деяку кількість вільної та зв'язаної вуглекислоти,яка потрапляє в воду з повітря при диханні морських організмів, при розкладанні органічних речовин, а також при вулканічних виверженнях. Вона важлива для біологічних процесів, так як це єдине джерело вуглецю, який необхідний рослинам для побудови органічної речовини. сірководеньутворюється в глибоких застійних улоговинах в нижніх частинах водних товщ при розкладанні органічних речовин і в результаті життєдіяльності мікроорганізмів (наприклад, в Чорному морі). Так як сірководень є сильно отруйною речовиною, він різко знижує біологічну продуктивність води.

Оскільки розчинність газів інтенсивніше при низьких температурах, води високих широт містять їх більше, в тому числі найважливішого для життя газу - кисню. Поверхневі води там навіть перенасичені киснем і біологічна продуктивність вод вище, ніж в низьких широтах, хоча видове різноманіття тварин і рослин біднішими. У холодну пору року Океан поглинає гази з атмосфери, в теплу пору він виділяє їх.

густина - важливе фізичне властивість морської води. Морська вода щільніша за прісну води. Чим вище солоність і нижче температура води, тим щільність її більше. Щільність поверхневих вод збільшується від екватора до тропіків завдяки наростанню солоності і від помірних широт до полярних кіл в результаті зниження температури, а взимку ще й за рахунок збільшення солоності. Це призводить до інтенсивного опускання полярних вод в холодний сезон, який триває 8 - 9 місяців. У придонних шарах полярні води рухаються до екватора, внаслідок чого глибинні води Світового океану в цілому холодні (2 - 4 ° С), але збагачені киснем.

Колір і прозорість залежать від відображення, поглинання і розсіяння сонячного світла, а також від зважених у воді речовин органічного і мінерального походження. Синій колір притаманний воді у відкритій частині Океану, де немає суспензій. Біля узбережжя, де багато суспензій, принесених річками і тимчасовими водотоками з суші, а також за рахунок взмучивания прибережного грунту при хвилюванні, колір води зеленуватий, жовтий, коричневий і ін. При великій кількості планктону колір води синювато-зелений.

Для візуальних спостережень кольору морської води використовується шкала кольоровості, що складається з 21 пробірки з кольоровими розчинами - від синього до коричневого кольору. Колір води не можна ототожнювати з кольором поверхні моря. Він залежить від погодних умов, особливо від хмарності, а також від вітру і хвилювання.

Прозорість краще у відкритій частині Океану, наприклад в Саргасовому морі, - 67 м, гірше - у узбереж, де багато суспензій. Прозорість зменшується в період масового розвитку планктону.

Світіння моря (біолюмінесценція) – це світіння в морській воді живих організмів, що містять фосфор і випускають «живий» світло. Світяться насамперед найпростіші нижчі організми (ночесветка і ін.), Деякі бактерії, медузи, черви, риби у всіх шарах води. Тому похмурі глибини Океану не зовсім позбавлені світла. світіння усили-

ється при хвилюванні, тому судам вночі супроводжує справжня ілюмінація. Серед біологів немає єдиної думки про призначення світіння. Припускають, що воно служить або для відлякування хижаків, або для пошуків їжі, або для залучення осіб протилежної статі в темряві. Холодне свічення морських риб дозволяє знаходити їх косяки риболовецьких суден.

звукопровідність – акустичне властивість морської води. Поширення звуку в морській воді залежить від температури, солоності, тиску, вмісту газів і суспензій. В середньому швидкість звуку в Світовому океані коливається в межах 1400-1550 м / с. З підвищенням температури, збільшенням солоності і тиску вона збільшується, при зменшенні - зменшується. В океанах виявлені шари з різною провідністю звуку: зву-корассеівающій шарі шар, що володіє звуковий надпровідність, - підводний

«Звуковий канал».До звукорассеівающіх шару приурочені скупчення зоопланктону і відповідно риб. Він відчуває добові міграції: вночі піднімається, вдень опускається. Його використовують підводники, так як він гасить шум від двигунів підводних човнів, і рибальські судна - для виявлення косяків риб. «Звуковий канал» почали використовувати для короткострокового прогнозу хвиль цунамі, в практиці підводного навігації для наддалекої передачі акустичних сигналів.

електропровідність морської води висока. Вона прямо пропорційна солоності і температури.

природна радіоактивність морських вод мала, але багато рослин і тварини здатні концентрувати радіоактивні ізотопи. Тому в даний час улов риби та інших морепродуктів проходить спецперевірку на радіоактивність.

Теоретично не розчинних у воді речовин не існує, тому в морській воді містяться майже всі елементи таблиці Менделєєва. Правда, деякі елементи знаходяться в настільки малих кількостях, що їх присутність виявляється тільки в морських організмах, які збирають ці елементи з навколишнього їх морської води. Такі, наприклад, кобальт, нікель і олово, знайдені в крові голотурій, омарів, устриць і інших тварин. Присутність деяких інших елементів доводиться лише їх наявністю в морських відкладеннях.

Середня кількість розчинених у водах Світового океану твердих речовин становить близько 3, 5% за вагою. Найбільше в морській воді міститься хлору - 1, 9%. натрію - 1, 06%. магнію - 0, 13%, сірки --0, 088%, кальцію - 0, 040%, калію - 0, 038%, брому - 0, 0065%, вуглецю - 0, 003%. Зміст інших елементів, в тому числі біогенних і мікроелементів, мізерно мало, менше 0, 3%. У водах океану виявлені дорогоцінні метали, але концентрація їх незначна, і при загальному великій кількості в океані (золота - 55 * 105 т, срібла - 137 * 106 т) видобуток їх нерентабельна. Головною ознакою, що відрізняє води Світового океану від вод суші, є їх висока солоність. Кількість грамів речовин, розчинених в 1 літрі води, називають солоністю. Морська вода - це розчин 44 хімічних елементів, але першорядну роль в ній грають солі. Куховарська сіль надає воді солоний смак, а магнієва - гіркий. Солоність виражається в проміле (% о). Це тисячна частка числа. У літрі океанічної води розчинено в середньому 35 грамів різних речовин, значить, солоність буде 35% о.

Солоність води в Світовому океані не скрізь однакова. У відкритій частині вона змінюється в межах 33--37 ° / оо і залежить від кліматичних умов (різниці випаровування і кількості опадів, що випадають). Тому в її розподілі чітко проявляються риси широтноїзональності, що дозволяє картировать цю характеристику (карти ізогалін). В окремих районах широтная зональність порушується впливом перенесення солей течіям. Середня солоність на поверхні океанів різна. Найбільшу середню солоність має Атлантичний океан - 35, 3 ° / 0о, найменшу - Північний Льодовитий - 32% о (в пригирлових районах до 20 ° / оо).

Гази в воді океану. Вода поглинає (розчиняє) гази, з якими вона стикається. Тому в океанічній воді містяться всі атмосферні гази, а також гази, принесені водами річок, що виділяються при хімічних і біологічних процесах, при підводних виверженнях. Загальна кількість розчинених у воді газів невелика, але вони відіграють вирішальну роль у розвитку всієї органічного життя морів і океанів.

Вуглекислий газ, на відміну від кисню та азоту, знаходиться в воді океану в основному в зв'язаному вигляді, у вигляді вуглекислих сполук - карбонатів і бікарбонатів. Запаси вуглекислоти в океані підтримуються диханням організмів і розчиненням вапняних порід дна і берегів, а також сучасних органогенних відкладень (скелетів, раковин і т. Д.). Значні кількості вуглекислого газу надходять в океан при підводних вулканічних виверженнях. Як і кисень, вуглекислий газ розчиняється швидше в холодній воді. При підвищенні температури вода віддає вуглекислий газ атмосфері, при зниженні - поглинає його, тому в тропіках вода виділяє вуглекислий газ в атмосферу, в полярних широтах, навпаки, вуглекислий газ з атмосфери надходить в воду.

1.1 Розподіл води і суші на земній кулі.

Загальна поверхня землі 510 млн.кв.км.

Суша становить - 149 млн.кв.км. (29%)

Зайнято водою - 310 млн.кв.км. (71%)

У Північному і Південному півкулях співвідношення поверхні суші і води неоднаково:

У Південній півкулі вода займає 81%

У Північній півкулі вода займає 61%

Материки в більшій чи меншій мірі роз'єднані між собою, тоді як води океану утворюють безперервне водний простір на поверхні земної кулі, Яке називається Світовим океаном. За фізико-географічним особливостям останній підрозділяється на окремі океани, моря, затоки, бухти і протоки.

океан - найбільша частина Світового океану, обмежена з різних сторін не пов'язаними між собою материками.

З 30-х років ХХ ст застосовується розподіл на 4 океану: Тихий, Індійський, Атлантичний, Північний Льодовитий (раніше Південний Льодовитий).

Розчленований Світовий океан материки визначають природні кордони між океанами. У високих південних широтах таких меж немає і вони тут приймаються умовно: між Тихим і Атлантичним по меридіану мису Горн (6804 'з.д.), від острова Вогняна земля до Антарктиди; між Атлантичним і Індійським - від мису Голковий по меридіану 20в.д. ; між Індійським і Тихим - від мису Південно - Східний на о. Тасманія по меридіану 14655 '.

Площі океанів у відсотках від загальної площі Світового океану складають;

Тихий - 50%

Атлантичний - 25,8%

Індійський - 20,8%

Північний Льодовитий - 3,6%

У кожному їх океанів виділяються моря і представляють собою більш-менш відокремлені і досить великі райони океану, що володіють власним гідрологічним режимом, що з'єднує під впливом місцевих умов і утрудненого водообміну з прилеглими районами океану.

Моря за ступенем їх відособленості від океану і фізико-географічних умов діляться на три основні групи:

1. внутрішні моря

а. середні моря

б. напівзамкнуті

2. оКРАЙНА моря

3. міжострівні моря

середземні моря оточені з усіх боків сушею і повідомляються з океаном одним або декількома протоками. Вони характеризуються максимальною відокремленістю природних умов, замкнутістю циркуляції поверхневих вод і найбільшою самостійністю у розподілі солоності і температури.

До таких морях відносяться: Середземне, Чорне, Біле моря.

напівзамкнуті моря частково обмежені материками і відокремлені від океану півостровами або ланцюгом островів, пороги в протоках між якими ускладнюють водообмін, але він все-таки здійснюється значно вільніше ніж в Середземному морях.

Приклад: Берингове, Охотське, Японське моря які відділені від тихого океану Алеутскими, Курильськими, Японськими островами.

ОКРАЙНА моря є більш-менш відкритими частинами океану, відокремленими від океану півостровами або островами.

Водообмін між морями цього типу і океаном практично вільний. На формування системи течій і на розподіл солоності і температури в рівній мірі впливають і материк і океан. До ОКРАЙНА морях відносяться: арктичні моря, крім Білого.

міжострівні моря - це частини океану, оточені кільцем островів, пороги в протоках між якими перешкоджають в якийсь вільному водообміну. В результаті впливу океану природні умови цих морів подібні природними умовами океану. Має місце певна самостійність в характері течій і рспределения температури і солоності на поверхні і на глибині цих морів. До морях такого типу відносяться моря Східно - Індійського архіпелагу: Сулу, Целебаское, Бенда, Яванське і ін.

Дрібнішими підрозділами океану є затоки, бухти і протоки. Різниця між затокою і бухтою досить умовне.

затокою називають частину моря, вдаються в сушу і досить відкриту для впливу прилеглих вод. Найбільш крупні затоки: Біскайський, Гвінейська, Бенгальська, Аляска, Гудзонов, Анадирський ін.

бухтою називають невелику затоку з гирлом вже самого затоки, обмежений островами або півостровами, кілька ускладнюють водообмін між бухтою і прилеглим водоймою. Приклад Севастопольська, Золотий Ріг, Цемеській і ін.

На півночі глибоко вдаються в сушу затоки куди зазвичай впадають річки, називають губами, на дні губи є сліди річкових відкладень, вода сильно опріснена.

Найбільші губи: Обская, Двінська, Онежская і ін. Звивисті, низькі, що глибоко вдаються материк затоки, що утворилися в зв'язку з льодовикової ерозією, називають фіордами .

лиманом називають затоплену морем гирлову частина річкової долини, або балки, в результаті незначного опускання суші. лагуною називають: а) неглибокий водойма, відокремлений від моря в результаті відкладення наносів у вигляді берегового бару і соеденённий з морем вузьким протокою; б) ділянка моря між материком і кораловим рифом або атола.

протокою називають відносно вузьку частину Світового океану, що сполучає два водоймища з досить самостійними природними умовами.

1.2. Хімічний склад і солоність морської води

Морська вода відрізняється від прісної смаком, питомою вагою, прозорістю, кольором, більш агресивним впливом. Завдяки сильно вираженою полярності і великим дипольному моменту молекул, вода має велику диссоциирующих здатністю. Тому різні солі розчинені в іонно-дисперсної формі, і морська вода по суті є слабким, повністю іонізованим розчином з лужною реакцією, що визначається перевищенням суми еквівалентів катіонів в середньому на 2,38мг-екв / л (лужний розчин) .Пріведённое до вакууму вагове кількість, виражене в грамах розчинених в 1 кг морської води, за умови, що всі галогени заміни еквівалентним кількістю хлору, все карбонати перетворені в оксиди, і органічні речовини спалені, прийнято називати солоністю морської води. Позначається солоність символом S. За одиницю солоності беруть 1 г солей, розчинених в 1000г морської води, і називають проміле , Позначаючи знаком% 0. Середня кількість мінеральних речовин, розчинених в 1 кг морської води, становить 35г і, отже, середня солоність Світового океану дорівнює S \u003d 35% 0.

Теоретично в морській воді знаходяться всі відомі хімічні елементи, але їх вагове зміст по-різному. Виділяють дві групи елементів, що містяться в морській воді.

1 група. Головні іони океанської води.

Іони і молекули	На 1 кг води (S \u003d 35% 0)
хлорідний Cl
сульфатний SO4
гідрокарбонатний HCO3
Бромідний B2
фторідний F
Борна кислота H2 BO3
Сума аніонів:
натрію Na
магнію Mg
кальцію Ca
стронцію Sr
сума катіонів
сума іонів

2 група - Мікроелементи загальний вміст яких не перевищує 3 мг / кг.

Окремі елементи присутні в морській воді в зникаюче малих кількостях. Приклад срібло - 310 -7 г, золото - 510 -7 м Основні елементи знаходяться в морській воді сполук солей, головними з яких є NaCl і MgCl, складові 88,7% від ваги всіх розчинених у морській воді твердих речовин ; сульфати MgSO4, CaSO4, K2SO4 складові 10,8% і карбонат СаСО3, що становлять 0,3%. В результаті аналізу проб морської води було встановлено, що зміст розчинених мінеральних речовин може змінюватися в широких межах (від 2 до 30 г / кг), але їх процентне співвідношення з досить для практичних цілей точністю може бути прийнято постійним. Ця закономірність отримала назву сталості сольового складу морської води .

Виходячи з цієї закономірності виявилося можливим солоність морської води зв'язати з вмістом хлору (як елемента в найбільшій кількості міститься в морській воді)

S \u003d 0,030 + 1,805 Cl.

У річковій воді міститься в середньому карбонатів 60,1% і хлоридів 5,2%. Однак незважаючи на те, що щорічно в Світовий океан з водою річок, стік яких складає 3,610 4, надходить 1,6910 9 т. Карбонатів (HCO3) загальна їх зміст в океані залишається практично неизменимо. Причинами є:

Інтенсивне споживання морськими організаціями для побудови вапняних утворень.

Випадання в осад у слідстві погану розчинність.

Слід зазначити, що вловити зміни вмісту солей практично неможливо тому загальна маса води в океані 5610 15 т і надходження солей виявляється практично нікчемним. Наприклад, для зміни змісту хлоридних іонів на 0,02% 0 потрібно 210 5 років.

Солоність на поверхні океану в відкритих його частинах залежить від співвідношення між кількістю опадів і величиною випаровування, і коливання солоності з цих причин становить 0,2% 0. Чим більше різниця температури води і повітря, швидкість вітру і його тривалість тим більше величина випаровування. Це призводить до збільшення солоності води. Випадання опадів зменшує поверхневу солоність.

У полярних областях солоність змінюється при таненні і утворення льоду і коливання тут становить приблизно 0,7% 0.

Зміна солоності по широкій має приблизно однаковий характер для всіх океанів. Солоність збільшується в напрямок від полюсів до тропіків, досягає 20-25с. і ю. або і знову зменшується на екваторі. Розподіл по широкій в Атлантичному океані солоності, опадів, випаровування, щільності, температури води. (Рис 1).

Рівномірний зміна поверхні солоності виходить завдяки наявності океанічних і прибережних течій, а також в результаті виносу прісних вод великими річками.

Солоність морів тим більше відрізняється від солоності океану, чим менше море сполучається з океаном.

Солоність морів:

Середземне 37-38% 0 на заході

38-39% 0 на сході

Червоне море 37% 0 на півдні

41% 0 на півночі

Перську затоку 40% 0 на півночі

37-38% 0на сході

по глибині коливання солоності відбуваються лише на глибині 1500м. Нижче цього горизонту солоність змінюється не значно. На розподіл солоності по глибині впливають горизонтальні переміщення і вертикальна циркуляція мас води. Для картографічного зображення розподілу солоності на поверхні океану або на будь-якому іншому горизонті проводяться лінії солоності - ізогаліни .

1.3. Гази в морській воді

Стикаючись з атмосферою, морська вода поглинає з повітря містяться в ньому гази: кисень, азот, вуглекислоту.

Кількість розчинених газів в морській воді визначається парціальним тиском і розчинність газів, яка залежить від хімічної природи газів і зменшується з підвищенням температури.

Таблиця розчинності газів в прісній воді при парціальному тиск 760 мм.рт.ст.

	Розчинність газів (мл / л)
	кисень			вуглекислота	сірководень

Розчинність кисню та азоту, які не вступають у реакцію з морською водою залежить ще від солоності і зменшується з її збільшенням. Вміст розчинних газів в морській воді оцінюються в абсолютних одиницях (мл / л) або у відсотках від насиченого кількості, тобто від тієї кількості газів, що може розчинитися у воді при даній температурі і солоності, нормальної вологості і тиском 760 мм.рт.ст. Кисень і азот, в силу кращої розчинності кисню в морській воді знаходиться в співвідношення 1: 2. Вміст кисню коливається в часі і в просторі від значного перенасичення (до 350% потім на мілководді в результаті фотосинтезу, до повного його зникнення при витрачання на дихання організмів і окислення і при відсутності вертикальної циркуляції.

Оскільки розчинність кисню в значній мірі залежить від температури, то в холодну пору року кисень поглинається морською водою, а з підвищенням температури надлишок кисню переходить в атмосферу.

Вуглекислота міститься в повітрі в кількості 0,03% і тому її вміст у воді повинно було б досягатися при 0,5 мл / л. Однак, на відміну від кисню та азоту, вуглекислота не тільки розчиняється в воді, але і вступає частково в з'єднання з підставами (т.к вода слабощёлочную реакцію). В результаті загальний вміст вільної та зв'язаної вуглекислоти може досягти 50 мл / л. Витрачається вуглекислота при фотосинтезі і на побудову організмами вапняних утворень. Невелика частина вуглекислоти (1%) з'єднується з водою з утворенням вугільної кислоти

CO2 + H2O  H2CO3.

Кисень дисоціює виділяючи бікорбанатние і карбонатні іони, а також іони водню

Н2CO3  Н + НСО3

H2CO3  Н + СО3

Нормальний розчин водневих іонів містить 1г
в 1 л води. Дослідами встановлено, що при концентрації іоновH 110 -7 г / л вода є нейтральною. Концентрація водневих іонів приємно висловлювати показником ступеня з протилежним знаком і позначити рН.

Для нейтральної води рН \u003d 7

Якщо переважають іони водню рН< 7 (кислая реакция).

Якщо переважають гідроксильні іони рН\u003e 7 (лужна реакція).

Встановлено, що зі зменшенням вмісту вільної вуглекислоти рН зростає. У відкритому океані вода має слабощёлочную реакцію або рН \u003d 7,8 - 8,8.

1.4. Температура і теплові властивості морської води

Нагрівання поверхні океану відбувається прямо і розсіяної сонячної радіацією.

При відсутності материків температура на поверхні океану залежала б тільки від широти місця. Насправді, за винятком південної частини Світового океану, карта зовсім інша через розчленованості океану, вплив океанічних рослин вертикальноїциркуляції.

Середньо газові температури на поверхні океанів:

Атлантичний - 16,9 ° С

Індійський - 17,0 ° С

Тихий 19,1 ° С

Світовий - 17,4С

Середня температура повітря 14,3 ° С

Найвища в Перській затоці (35,6 ° С). Найнижча в Північному Льодовитому океані (-2 ° С). Температура з глибиною зменшується до горизонтів 3000 - 500 м дуже швидко, далі до 1200 - 1500 м значно повільніше і від 1500 м до дна або дуже повільно або не змінюється зовсім. (Рис 2)

Рис.2. Зміна температури з глибиною на різних широтах.

Добові коливання температури швидко зменшуються з глибиною і загасають на горизонті 30-50 м. Максимум температури на глибині настає на 5 - 6 годин пізніше ніж на поверхні. Глибина прнікновенія газових Клебанов температури заздрості від метсних умов, але зазвичай не перевищує 300 - 500 м. Питома теплоємність дуже висока:

1 Кал / г * град \u003d 4186,8 Дж / кг * град.

речовина	Теплоємність Кал / Г * град
Прісна вода
Морська вода
рідкий Аміак

При охолодження 1 куб см води на 1С виділяється кількість теплоти, достатню для нагріву на 1 м близько 3000 куб. см повітря.

Теплопровідність морської води визначається коефіцієнтом молекулярної теплопровідності, який змінюється в залежності і від температури, солоності, тиску в межах (1,3 - 1,4)  10 -3 Кал / см  градсек.

Передача теплоти таким способом відбувається вкрай повільно. В реальних умовах завжди має місце турбулентність руху рідини, і теплопередача в океані завжди визначається коефіцієнтом турбулентної теплопровідності.

1.5. Густина, питома вага і стисливість морської води

Щільністю морської води називають відношення одиниці ваги обсягу води при температурі в момент спостереження до ваги одиниці об'єму дистильованої води при температурі 4  С ( ).

З фізики відомо, що щільність визначається як маса, укладена в одиниці об'єму (г / см ; кг / м ).

Оскільки щільності і питома вага дистильованої води при 4 ° С прийнятий \u003d 1, то чисельно щільність ( ) І фізична щільність рівні.

У океанографії густину не вимірюють а обчислюють через питому вагу, при цьому для проміжних розрахунків використовуються 2 форми питомої ваги:

Виводяться наступні поняття:

умовна щільність

Умовний питома вага при 17,5  З

Умовний питома вага при 0  З (стандартний умовну вагу морської води)

Відомо, що вода - ідеальний розчинник. Морська вода є газово-сольовий розчин, багатий за якісним складом. У воді океанів виявлено 44 хімічні елементи. Найбільше розчинено хлоридів, на які припадає 88,7%, сульфатів-10,7%, карбонатів та інших елементів - 0,8%. Від цього океанська вода і гірко-солоний смак. Солоний смак викликаний розчином а гіркий - солями сульфатів (MgS0 4, Сабола і ін.). Солоність Світового океану вимірюють в% о (проміле). Середня солоність Світового океану становить 35% о, т. Е. В 1 л води розчинено 35 г солі. Найбільша солоність наголошується в тропічних широтах, де велике випаровування, а приплив прісної води невеликий. В екваторіальній смузі солоність трохи зменшується через випадання великої кількості опадів. У помірних широтах в порівнянні з тропічними солоність знову зменшується. Коливання солоності невеликі від 32 до 41% 0. У прибережних морях Північного Льодовитого океану солоність зменшується до 32% о, а в Червоному морі досягає 41% о. Співвідношення розчинених речовин в Світовому океані не змінюється.

Моря Росії, за винятком морів Тихого океану, мають невелику солоність: Балтійське море - 8% о. Чорне море 14-19% о.

Солоність залежить від клімату (в сухому кліматі вона збільшується). На розподіл солоності впливають і морські течії: теплі - збільшують її, холодні - зменшують. Солоність зменшується там, де в море впадають великі річки.

В океанській воді розчинені численні гази. Особливе значення має кисень. У холодних водах його розчинено більше, ніж в теплих.

Вуглекислий газ, на відміну від кисню та азоту, знаходиться зв'язаному стані - у вигляді вуглекислих сполук. Вуглекислий газ використовується тваринами для побудови раковин і кісткових частин тіла.

Колір океанської води в товщі набуває блакитний відтінок . Прозорість води залежить від домішок і визначається за допомогою диска Саккі. Його виготовляють з цинку діаметром 30см, фарбують в білий колір. При зануренні диска в воду стежать, на якій глибині він перестає бути видимим. Ця глибина визначає ступінь прозорості води.

Температура океанської води.У верхніх шарах океану тепло розподілено зонально. В екваторіальній зоні температура підвищується в межах + 27-28 ° С, коливання по сезонах незначні: 1-3 ° С. У тропічних широтах температура води + 20-25 ° С, в помірних - від 0 до + 20 ° С, в полярних - від 0С до -2 ° С.

Регіональність розподілу температур обумовлена \u200b\u200bморськими течіями. У тропічних широтах західні частини океану тепліше, ніж східні, різниця температур досягає 10 °. У північних широтах східні частини океанів тепліше, ніж західні, а різниця температур також становить 10 °.

Середня температура, поверхневих вод Світового океану + 17,4 ° С, т. Е. На 3 ° вище, ніж температура суші. Найвища зареєстрована температура + 36 ° С, найнижча 2 ° С. Амплітуда коливання температур води становить 38 °, тоді як для повітря вона дорівнює 145 ° (-87, + 58 °).

У полярних широтах відбувається замерзання океанської води. Температура її замерзання залежить перш за все від солоності. Так, при солоності 20% 0 вода замерзає при t-1,1 ° C.

Прісна вода має найбільшу щільність при t+ 4 ° С, океанська прі нижчих температурах. При солоності 35% о найбільша щільність води спостерігається при t - 3,5 °.

При охолодженні прісної води важчі шари її але занурюються вниз, а більш теплі і легкі піднімаються вгору Перемішування води відбувається до тих пір, поки вся маса не охолоне до + 4 ° С Подальше охолодження призводить до скупчення на поверхні легшою води, а потім до замерзання. В океані перемішування води не припиняється тому що щільність води з пониженням температури весь час наростає. Крім цього, при замерзанні океанської води кристалики льоду утворюються з прісної води, отже, загальна солоність вод збільшується. Тому води океану замерзаю і при більш низьких температурах, а хвилювання уповільнює цей процес.

Рельєф дна Світового океану

Для правильного, уявлення про рельєф дна Світового океану потрібно виміряти його глибини. Вимірювання глибин виробляють різними способами. Мілководні басейни вимірюють за допомогою простого лота, що складається з довгого шнура з вантажем на кінці. Але великі глибини виміряти таким лотом не можна.

В даний час користуються ультразвуковими хвилями, вони посилаються і уловлюються особливими приладами, які дозволяють записувати глибини по шляху проходження судна. Результати промірів наносять на карту. Місця з однаковими глибинами з'єднують лініями, які називають Ізобати.

На шкільних картах глибини наносять способом розмальовки, за шкалою глибин можна визначити глибини тієї чи іншої частини океану.

Рельєф дна Світового океану різноманітний. Це і гірські системи, що тягнуться на тисячі кілометрів, рівнини з більш плоскими височинами, схили материків і глибоководні жолоби (з глибинами від 6000 до 11 000 м). Як і суша, кора дна океанів підрозділяється на стійкі області - платформи, покриті потужними шарами осадових порід, і геосинкліналі - рухливі ділянки. Геосинклінальні області тягнуться вздовж східних берегів Азії і Центральної Америки, а також уздовж західних берегів Північної і Південної Америки. Вони представляють величезні прогини, які заповнюються осадовими породами.

Найбільші гірські системи утворюють серединні океанічні хребти, що мають загальну довжину до 80 тис. Км. В осьовій частині їх розташовані численні рифтові гряди і долини. З рифтовими долинами пов'язана інтенсивна сейсмічна і вулканічна діяльність. Це найбільш активні ділянки земної кори. Ширина і висота серединних океанічних хребтів різна. Так, в Атлантичному океані ця система звужується до 370 км, а в інших розширюється до 2300 км маючи висоту від 1-2 до 9 км. Це воістину найбільші гірські споруди на Землі.

Рух води в Світовому океані

Вода в Світовому океані знаходиться в постійному русі. Розрізняють три види руху води: коливальні, поступальні і змішані.

коливальні рухи спостерігаються у хвиль, поступальні - у океанських течій і змішані - у припливів і відливів.

Хвилі. Головна причина утворення хвиль на поверхні Світового океану - вітер. У деяких випадках вони виникають від землетрусів, зміни атмосферного тиску і др.прічін. Окремі частки води при хвильовому русі переміщаються по кругових орбітах. У верхній частині орбіти частки переміщаються в напрямку руху хвилі, а нижній - в зворотному. Ось чому кинутий предмет коливається на хвилі, але не пересувається.

Припливи і відливи. Люди, що жили по берегах морів, помітили що два рази на добу рівень моря піднімається, затоплюючи плоскі узбережжя, і два рази опускається, оголюючи дно моря.

Схема освіти припливів і відливів ускладнюється наступними причинами.

1. Припливи утворюються під впливом тяжіння не тільки Місяця, але і Сонця. В повний місяць і молодик місячне і сонячне затемнення збігаються, тому припливи досягають найбільшої величини.

2. В залежності від берегової лінії материків висота припливів і відливів може збільшуватися або зменшуватися.

Океанські течії.Поступальні рухи величезних мас океанської води називаються течіями. В результаті їх відбувається круговорот океанської води. Переміщаються не тільки поверхневі шари води, а й і глибинні.

головною причиною виникнення поверхневих течій є вітер. Постійні у напрямку вітри здувають поверхневі шари води і змушують їх переміщатися.

річки

У Росії налічується більше 200 000 річок. Річка - це природний постійний водотік, поточний по ухилу і укладений в берега. Початок річках дають джерела, що виходять на земну поверхню. Багато річки беруть початок в озерах і болотах, на схилах гір з-під льодовиків. Тимчасові водотоки, струмки і ріки утворюють текучі води. Вони вирівнюють поверхню Землі: руйнують височини, гори і забирають продукти руйнування в більш низькі місця. Значення текучих вод дуже велика і в господарській діяльності людини. Джерела, річки і струмки - основні джерела водопостачання. Уздовж струмків і річок розташовані населені пункти, річки використовуються як шляхи сполучення, а також для будівництва гідроелектростанцій і лову риби. У посушливих областях вода річок йде на зрошення (Мургаб, Тед-дружин, Амудар'я, Сирдар'я і ін.).

Кожна річка має витік, верхнє, середнє і нижню течію, притоки, гирло. Исток - місце, звідки річка бере початок. Устя - місце впадання в іншу річку, озеро, море. У пустелях річки іноді губляться в пісках, їх вода витрачається на випаровування і фільтрацію.

Річки, що протікають по будь-якій території, утворюють річкову мережу, яка складається з окремих систем, включаю щих головну річку та її притоки. Зазвичай головна річка довше, полноводнее і займає осьове положення в річковій системі. Як правило, у неї більш древній геологічний вік, ніж у приток. Іноді буває і навпаки. Наприклад, Волга несе води менше, ніж Кама, але вважається головною річкою, так як її басейн історично був заселений раніше, ніж Кама. Неко торие притоки бувають довші головної річки (Міссурі довжин неї Міссісіпі, Іртиш - Обі).

Притоки головної річки поділяються на притоки першого, другого і наступних порядків.

Річкова мережа складається з річкових систем. В річкову систему входять головна річка та її притоки. річкова система характерп -зуется ступенем протяжності всіх своїх річок, площею бас СЕЙНА, звивистістю і густотою річкової мережі. Протяженноеп. річок можна виміряти по великомасштабній карті за допомогою циркуля, курвіметра, менш точно-шляхом накладення мокрою нитки.

Під басейном річки розуміють площа, з якої вона отримує харчування. Площа басейну можна визначити по великомасштабних картах за допомогою палетки. Басейни різних річок поділяються вододілами. Вони частіше проходять по височин, в окремих випадках - по рівнинним заболочених місцях.

Звивистість - це відношення довжини річки до прямої, coi 1 »Диня витік і гирло або між двома окремими пупка тами.

Густота річкової мережі є ставлення сумарною протяжен ності всіх річок даної головної річки до площі басейн л (км / км 2). Вона залежить від рельєфу, клімату, гірських порід, їла гающих місцевість, де вона протікає. У місцях, де випадає велика кількість опадів і випаровування незначне, реч- паю мережа має велику густоту, наприклад на північному заході країни. В горах густота річкової мережі більше, ніж на рівнині. Гак, на північних схилах Кавказького хребта вона становить 0,49 км / км 2, т. Е. На 1 км 2 площі припадає 490 мм довжини річок, а в Передкавказзя - 0,05 км / км 2, т. Е. На 1 км 2 площі припадає 50 м довжини річок.

Харчування річок здійснюється підземними водами, які ниходят на поверхню у вигляді джерел (ключів), а також атмосферними опадами, що випадають у вигляді дощів і снігів. Дощова вода, що випала на поверхню, частково випаровується, частина її просочується в глиб землі, а також стікає м річки. Випав сніг навесні тане. Талі води стікають по схилу в зниження і в кінцевому рахунку потрапляють в річки. Таким чином, постійним джерелом живлення річок є підземні води, дощі влітку і талі води снігів навесні. IS гірських районах річки живляться водами від танення льодовиків.

Від характеру харчування залежить рівень води в річках. Най-оольше підйом води на території нашої країни спостерігається навесні, під час танення снігів. Річки виходять з берегів, заливаючи величезні простори, нерідко приносячи велику шкоду народному господарству. В період весняних розливів стікає більше половини річного обсягу води. У місцях, де більше опадів випадає влітку, річки мають річний розлив. Наприклад, Амур має два розливу: менш потужний - весняний і сильніший - в кінці літа, під час мусонних дощів. річки< "редней Азии и Кавказа имеют тоже летний разлив, но при­чина его в том, что летом усиленно тают снега и ледники в го­рах. Летний разлив имеют также реки Крайнего Севера, так |.мк там тают снега летом.

Спостереження за рівнем річок дозволили виділити періоди ■ а мій високою (і низької води. Вони отримали назви поло-подье, паводок і межень.

Повінь - щорічно повторюваний підйом води в один м гот же сезон. Навесні під час танення снігу протягом 2-3 мі-пев в річках утримується високий рівень води. У цей час відбуваються розливи річок.

Паводки - короткочасні неперіодичні підйоми по-11.1 в річках. Наприклад, при сильних тривалих дощах деякі річки Східно-Європейської рівнини виходять з берегів, затоплюючи великі простори. Паводки бувають на i ірних річках при жаркій погоді, коли сніги і льодовики інтенсивно тануть.

Висота підйому води під час повені різна (в міськ- | пих країнах-вище, на рівнинах - нижче) і залежить від іптсн-; (41 і ності танення снігу, випадання дощів, лісистості террито-1; | 1ПІ, ширини заплави і характеру льодоходу. Так, на великих сибірських річках під час утворення заторів льоду підйом н<>-: ди досягає 20 м.

Межень - найнижчий рівень води в річці. В цей час річка живиться в основному грунтовими водами. У середній смузі нашої країни межень спостерігається в кінці літа, коли вода сильно випаровується і просочується в грунт, а також в кінці зими, коли немає поверхневого харчування.

Всі річки земної кулі по способам харчування можна поділити на такі типи: річки дощового харчування (річки екваторіального, тропічного і субтропічного поясів - Амазонка, Конго, Ніл, Янцзи та ін.); ріки, які отримують живлення від танення снігів і льодовиків (річки гірських областей і Крайньої Півночі - Амудар'я, Сирдар'я, Кубань, Юкон); ріки підземного живлення (річки схилів гір в посушливому поясі - невеликі річки північного схилу Тянь-Шаню); річки змішаний ного харчування (річки помірного пояса з яскраво вираженні стійким сніговим покривом - Волга, Дніпро, Об, Ені цього і ін.).

Робота річки. Річка постійно виробляє роботу, котора проявляється в ерозії, перенесення і акумуляції матеріалу.

Під ерозією розуміють руйнування гірських "порід. Разлц сподіваються ерозію глибинну, спрямовану на поглиблення русла, бічну, спрямовану на руйнування берегів. На річках мож бачити вигину, які називають меандрами. Один бере річки підмивається, інший намивають. Цей процес постійна Зруйнований матеріал річка переносить і відкладає. відкладення починається при уповільненні течії. Спочатку відкладається більш великий матеріал (камені, галька, крупний пісок), потім по над дрібний пісок і мул.

У гирлах річок відбувається накопичення принесеного матерка ла. Утворюються острова і мілини з протоками між ними. Та кі освіти називають, дельтами.

На карті можна бачити велику кількість річок, образу ють дельти. Але є річки, у яких їх немає. Вони впадають море у вигляді розширюється клина. Такі гирла називаю естуаріями, наприклад у Темзи, Рейну.

Чому ж в одних випадках річка утворює дельту, а в ін ших немає? Це залежить від стійкості дна моря, в яке вп дає річка. Там, де воно постійно знижується в результаті в кових рухів земної кори, дельта не утворюється. У місця де дно моря піднімається, відбувається утворення дельт. Річок можуть не мати дельт і в тому випадку, якщо в море в районі вп дення річки проходить сильна течія. Воно забирає річкові нан си далеко в море. З цієї причини, наприклад, річка Конг (Заїр) не має дельти.

В результаті роботи річки утворюються річкові долини. Він є витягнуті звивисті зниження з опр діленим нахилом, по дну яких протікає річка.

У річкових долин розрізняються наступні елементи: русел заплава, тераси, схили. Під руслом розуміють знижена частина долини, по якій протікає річка. Русло має два береги: правий і лівий. Один берег пологий, інший - крутий. Русло рівнинної річки має звивисту форму. Тому, крім сили тяжіння і тертя, на характер руху потоку впливає відцентрова сила, що виникає на поворотах річки, а також сила обертання Землі. Ці сили викликають поперечно-круговий рух. Під дією відцентрової сили на повороті потік притискається до увігнутому березі, а струменя води, вдаряючись, руйнують його. Відбувається зміна напрямку течії. По дну потік спрямований до протилежного, пологому березі. Сила обертання Землі змушує потік притискатися до правого берега (в північній півкулі). Він руйнується, русло річки переміщається. Так, за часів правління Івана Грозного казанський кремль знаходився на березі Волги, а до теперішнього часу річка відійшла від нього на 7 км.

Процес утворення закрутів (меандр) безперервний. Однак на певний час на даній ділянці він може призупинитися. Справа в тому, що річка, збільшуючи звивистість, зменшує ухил, а отже, і середню швидкість. Настає момент, коли швидкість навіть на заокругленні стає недостатньою для подальшого розмиву. Крім того, меандри можуть наблизитися один до одного на таку відстань, що з'єднаються. Тоді русло спрямо. Колишні меандри стають старицями, а потім і озерами.

У рівнинних річок можна виділити в якості загальної ознаки чергування плес і перекатів. Плеса - найбільш глибокі ділянки річки з повільною течією. Вони утворюються на її вигинах. Перекати - дрібні частини річки з швидкою течією. Вони утворюються на спрямлених ділянках. Поступово плеса і перекати переміщаються по річці.

Річка постійно поглиблює русло, проте глибинна ерозія не може йти нижче рівня води в місці впадання річки в іншу річку, озеро, море. Цей рівень називають базисом ерозії. Кінцевим базисом ерозії для всіх річок є рівень Світового океану. Зміни рівня океану, моря, озера відбиваються на роботі річок. При зниженні базису ерозії річка сильно еродують, поглиблює русло; при підвищенні цей процес сповільнюється, йде інтенсивне відкладення.

Заплава - частина долини, що заливається весняними водами. Поверхня її нерівна: великі витягнуті зниження чергуються з невеликими піщаними підвищеннями. Найбільш високі ділянки розташовуються уздовж берегів - берегові вали. Вони зазвичай покриті рослинністю. За характером рельєфу заплави діляться на три частини: прируслових - найбільш високу; центральну - рівнинну з родючими наносними поч-іамі, зайняту луками і городами; прітеррасной знижену, нерідко заболочену. Тераси представляють собою ни-ровненние майданчики, що тягнуться вздовж схилів у вигляді сходинок. на великих річоках спостерігають за кілька терас, рахунок їх ведеться від заплави (перша, друга і т. д.). У Волги простежується чотири тераси, а на річках Східного Сибіру - до 20. Схили обмежують долину з боків. В одних випадках вони круті, в інших - пологі. Найчастіше один схил крутий, інший - пологий. Наприклад, у Волги правий схил крутий, лівий - пологий.

Річкова долина створена річкою. Однак на формування долин впливають і інші фактори. До них відносяться тектонічні процеси, що визначають напрямок, а іноді і форму долини, гірські породи, "їх склад, розташування пластів, вивітрювання, змив атмосферними водами пухких порід, сповзання грунтів та ін.

У молодих річок в поздовжньому профілі є ділянки, на яких спостерігаються пороги (місця з швидкою течією і виходом каменів на поверхню води), водоспади (ділянки, де вода падає з стрімких уступів). Водоспади зустрічаються на багатьох гірських річках і рівнинних, де тверді породи виходять на поверхню.

Найбільший водоспад світу - Вікторія на річці Замбезі. Вода падає з висоти 120 м при ширині 1800 м. Шум падаючої води чутний за десятки кілометрів, а водоспад завжди оповитий хмарою бризок.

Води Ніагарського водоспаду (Північна Америка) падають з висоти 51 м, ширина потоку 1237 м.

Багато гірські водоспади ще вище. Найвищий з них - Анхель на річці Оріноко. Його вода падає з висоти 1054 м.

Витрата і стік води в річках.при будівництві населених пунктів дуже важливо знати, яка кількість води протікає в річці, чи може вона забезпечити населення і підприємства водою. З цією метою визначають витрата води в річці. Під витратою води в річці розуміють кількість води (м 3), що проходить через живий переріз річки за 1 с: P ^ \u003d S-V,де 5 - площа жп вого розтину, м, У-середня швидкість, м / с.

Для визначення витрати води в невеликій річці на спрямо ленном ділянці її будується тимчасовий гідрометричних nor i, що складається з чотирьох створів: пускового, верхнього, головного і нижнього (рис. 30).

З наведеної вище формули видно, що для визначення витрати води врічці потрібно виміряти швидкість і обчислити пли щадь живого перетину річки.

Швидкість течії визначається приладами, які називаються вають гідрометричних вертушками. Швидкість течії не великий річки можна визначити за допомогою поплавців. Іг використовують зазвичай дерев'яні поплавці діаметром 15-20 см і довжиною 8-10 см. На поплавці ставлять прапорець з номером.

Оскільки в різних частинах русла швидкість різна, застосовують 3-5 поплавців. Поплавок пускають на пусковому створі і засікає час його проходження через верхній і нижній створи. Заздалегідь вимірюють відстань між ними. А якщо через іестно відстань і час проходження поплавця між верхнім і нижнім створами, можна обчислити швидкість. Поплавці пускають на різних відстанях від берега: у правого берега, посередині (2-3 поплавка), у лівого берега. Встановлено, що швидкість течії річки становить приблизно 80% від середньої швидкості дерев'яних поплавців.

На головному створі визначають площу живого перетину. Для цього вимірюють глибину річки через певну кількість метрів. За даними будують креслення перетину русла річки (живий перетин), обчислюють площу окремих фігур, а потім се підсумовують. Можна обчислити площу живого перетину і іншим способом. Спочатку визначити середню глибину русла по створу і отриману величину помножити на ширину русла.

Наприклад, швидкість течії річки 1 м / с, площа живого перетину 10 м 2. Значить, витрата води в річці становить 10 м 3 / с.

Витрата води в річці за тривалий період називається річковим стоком. Зазвичай він визначається за багаторічними даними і виражається в км 3 / рік.

Сток показує багатоводні річки. Наводимо деякі показники середнього стоку для найголовніших річок Землі.

Сток залежить від площі басейну річки і кліматичних умов. Велика кількість опадів при малому випаровуванні сприяє збільшенню стоку. Крім того, стік залежить від гірських порід, якими складена дана територія і рельєф місцевості.

Багатоводні річки Амазонки (див. Табл. 11) пояснюється величезною площею басейну (близько 7 млн. Км 2). Це самий Сюльшой річковий басейн. На його площі випадає більше УООО мм опадів в рік. У Амазонки 17 приток першого порядку, кожен з них дає води майже стільки ж, скільки Волга. Сама ріка в Радянському Союзі - Єнісей, її річний стік становить 548 км 3 / рік.

У нашій країні проведено грандіозні роботи з регулювання річкового стоку. Майже на всіх великих річках (Волзі, Дніпрі, Ангарі) побудовані водосховища, які вміщають весняні і паводкові води, що дозволяє економно витрачати її протягом усього року. Вода цих річок призводить в рух турбіни, що виробляють електричний струм, йде на потреби населення і зрошення полів.

Озера і болота

Близько 2% всієї суші зайнято озерами. Озера - це значні поглиблення суші, заповнені водою і не мають зв'язку з морем. На території нашої країни розташовані найбільше озеро в світі - Каспійське і найглибше - Байкал. Багато озер на північному заході країни, особливо в Карелії.

З давніх-давен людина використовує озера для водопостачання; вони служать шляхами сполучення, місцем лову риби. Багато озера містять цінну сировину: солі, залізні руди, сапропель. Вони є об'єктами для туризму.

За характером стоку озера підрозділяються па проточні, стічні і безстічні. У проточні озера впадають численні річки і випливають з них. До цього типу належать Ладозьке, Онезьке і озера Фінляндії.

Стічні озера приймають велику кількість річок, але з них випливає одна річка. До цього типу можна віднести озеро Севан у Вірменії.

У посушливих областях знаходяться безстічні озера, які не мають стоку, - Каспійське, Аральське, Балхаш. До цього ж типу відносять і численні озера тундри.

В процесі розвитку безстічні озера можуть перейти в стічні, якщо надходження води, буде перевищувати випаровування.

Озерні улоговини за походженням надзвичайно різноманітні. Є улоговини, що виникли в результаті прояву внутрішніх сил Землі (ендогенні). Таке більшість великих озер світу. Дрібні озера породжені діяльністю зовнішніх сил (екзогенні). До ендогенних котловинам відносяться тектонічні і вулканічні. Тектонічні улоговини являють собою опустилися ділянки земної кори. Опускання може статися в результаті прогину шарів або скидів уздовж тріщин. Так утворилися найбільші озера Каспійське, Аральське (прогин земних шарів), Байкал, Танганьїка, Ньяса, Верхнє, Гурон, Мічиган (скидний).

Улоговини вулканічного походження становлять гобой кратери вулканів або долини, перекриті лавовимипотоками. Подібні улоговини є на Камчатці, наприклад Кроноцкоє озеро. Різноманітні озерні улоговини екзогенного походження. У долинах річок часто зустрічаються озера, мають довгасту форму. Вони виникли на місці колишніх р "сіли річок.

Багато озер утворилося в льодовиковий період. Материковий лід при своєму русі виорюють величезні улоговини. Вони заповнювалися водою. Такі озера зустрічаються в Фінляндії, Канаді, на північному заході нашої країни. Багато озера витягнуті по напрямку руху льодовиків.

В областях, складених вапняками, доломітами і гіпсом, є улоговини провального походження, їх називають карстовими. Багато з них дуже глибокі.

Улоговини можуть виникнути і в результаті видування. Такі улоговини дуже дрібні, і озера в них зникають. Вони зустрічаються в прибережних посушливих областях.

Особливий тип мають озерні улоговини, що виникли в результаті нерівномірного протаивания "я багаторічної мерзлоти. Це озера термокарстових походження (більшість озер тундри).

У горах в результаті сильних землетрусів можуть виникнути запрудниє озера. Так, в 1911 р на Памірі буквально iочах у людей виникло Сарезское озеро: частина гірського хре та в результаті землетрусу була скинута в долину річки утворилася загата висотою понад 500 м.

Чимало улоговин створено людиною - це штучна водойми.

У нашій країні стік більшості великих річок зарегульовує ван (Волга, Дніпро, Ангара, Єнісей), на них побудовані пліт ни, ство "ни великі водосховища.

Багато озерні улоговини мають змішане происхожд ня. Наприклад, Ладозьке, Онезьке озера відносяться до ТЕКТ ническим, але їх улоговини змінили свій вигляд під дію роботи льодовиків, річок, морів. Каспійське море-озеро - залишитися великого морського басейну, який колись з'єднувався чере Кумо-Маницька западину з Азовським і Чорним морями.

Харчування озер. Озера харчуються за рахунок підземних вод, атмо сферпих опадів і впадають в них річок. Частина води з озер виноситься в річки, випаровується з поверхні, йде на підземних ний стік. Залежно від співвідношення прибуткової і витрата ної частини відбувається коливання рівня води, яке приводь до зміни площ озер. Наприклад, озеро Чад у сухе врємя року має площу 12 тис. Км 2, а в дощову збільшує ся до 26 тис. Км 2. За останні сто років відзначено зниження рівня води Каспійського озера. В результаті площа озер скоротилася на 30 тис. Км 2, зникли багато затоки, а острова перетворилися в півострова. Зараз рівень Каспійського озера на 28 м нижче рівня океану.

Зміна рівня води в озерах пов'язано з кліматичними умовами: зменшенням кількості опадів, що випали в бас-Сейн озера, а також випаровуванням його з поверхні. Рівень води в озері може змінитися також в результаті тектонічних рухів.

Коливання рівня води в проточних озерах незначні і не досягають одного метра (Байкал, Онезьке, Ладозьке). За кількістю розчиненого у воді речовини озера діляться па прісні, солонуваті і солоні. Прісні озера мають розчинених солей менше 1% о. Солонуватими озерами вважаються такі, де солоність більше 1% 0, а солоними - понад 24,7% 0 (при такій солоності температура замерзання води збігається з температурою найбільшої щільності води).

Проточні та стічні озера зазвичай прісні, так як прихід прісної води більше, ніж витрата. Безстічні озера - переважно солонуваті або солоні. У цих озерах прихід води менше, ніж витрата, тому солоність збільшується. Солоні озера знаходяться в степовій і пустельній зонах (Ельтон, Баскунчак, Мертве, Велике Солоне і багато інших). Але деякі відрізняються великим вмістом соди (Na2S04) -це содові озера (наприклад, озеро Ван і деякі озера півдня Західного Сибіру); інші багаті поряд з хлоридами і сульфідами бурою (Na2B 4 0 7 - ЮПцО) такі озера зустрічаються на Тибеті, в Каліфорнії.

Стадії розвитку озер. Озера - недовговічні обраюіа ня на поверхні Землі. Вони рознімаються і записи міст oi навколишніх умов. Річки, тимчасові водні потоки несу зі схилів в озера величезна кількість неорганічних і оргл нических речовин, які відкладаються на дні. З'являється рослинність, залишки якої також накопичуються, заповнюючи озерні улоговини. В результаті цього озера міліють, па місці їх утворюються болота.

Заростання озер і перетворення їх в болота відбувається поступово. Обміліла озеро починає заростати з берегів (рис. 31). До глибини 1 м ростуть осоки, стрілолист, водяна гречка, водяні жовтець і ін. Глибше, до 2-3 м, поселяються очерети, очерети, хвощі; ще глибше - водяні лілії, рдести, у яких на поверхні плавають тільки листя і квіти, а всі інші органи рослини цілком занурені в воду. Глибока частина озера зайнята різного роду водоростями. Рослини, відмираючи, падають на дно, а там утворюються потужні шари сапропелю ". Озеро продовжує міліти, заростати і перетворюється в болото. На поверхні з'являються мохи та лишайники. Під шаром мохів відмерлі залишки рослинності без доступу кисню перетворюються в торф. У лісосмузі дуже часто озера заростають з навітряних берегів.

У розвитку озер можна виділити кілька стадій.

1. Стадія юності, коли первісний рельєф дна зберігається незмінним.

2. Стадія зрілості, коли виробляється берегова мілину добре виражені конуси виносу річок при їх впадінні, але не рівність дна ще зберігається.

3. Стадія старості, коли відкладення вирівняли дно озера. У прісних озерах рослинність півкільцем оточує берега.

4. Стадія повного заростання, коли озеро стає дрібним, рослинність покриває велику частину дзеркала води, озеро перетворюється на болото.

Поширення озер підпорядковане законам зональності. У Радянському Союзі найбільш густа озерна мережу спостерігається і лісосмузі, в областях стародавнього заледеніння: на Кольському півострові, в Карелії. Тут озера прісні, здебільшого проточні та швидко заростають. На південь, в лісостеповій та степовій зонах, кількість озер різко зменшується. У пустельній зоні переважають безстічні солоні озера, вони часто перс сихают, перетворюючись в солончаки. Тектонічні озера вітрі чаются у всіх поясах. У них великі глибини, тому ізмс ня їх йде повільно, малопомітно для людини.

Бблота - ділянки суші, надмірно зволожені, покриті вологолюбна рослинністю, мають шар торфу менше 30 см.

Болота, як вказувалося, можуть утворитися при заростання озер, а також в умовах постійного перезволоження грунтів через велику кількість опадів, малого випаровування і уповільненої стоку. Перезволоження призводить до погіршення кисневого і мінерального живлення рослин. Нестача кисню ускладнює процес розкладання рослинних залишків, з них утворюється торф. грунти збіднюється поживними речовинами, Лісова і трав'яниста рослинність голодує, в-нижньому ярусі з'являється мох, менш вимогливий до умов живлення. Мохи вбирають атмосферну вологу і затримує велику кількість води. Тому доступ повітря в грунт не може, починає накопичуватися торф. Через нестачу кисню для кореневих систем гинуть дерева. Загибель дерев збільшує переувлажнепность грунтів. Заболочування в лісосмузі відбувається при вирубці лісу. Сприятливі умови для утворення боліт в смузі тундри, де багаторічна мерзлота не пропускає грунтових вод вглиб і вони залишаються на поверхні.

За умовами харчування та місцезнаходженням болота підрозділяються на низинні та верхові. Низинні болота живляться мгмосфернимі опадами, поверхневими і підземними водами. Підземні води багаті мінеральними речовинами. Це обумовлює багату рослинність на нізінних- болотах (вільха, верба, береза, осоки, хвощі, очерет, а з кустарніков- багно). Низинні болота широко поширені '-.йеной-смузі на заплавах великих річок.

При певних умовах низинні болота можуть перетворитися в верхові. У міру наростання торфу кількість мінеральних речовин зменшується, а рослини, вимогливі до мінеральної їжі, поступаються місцем менш вимогливим. Зазвичай ці рослини з'являються в центрі болота (сфагнові мохи). Вони виділяють органічні кислоти, які уповільнюють розпад рослинної маси. Виникають підвищення з н\u003e |) фа. Стікає в болото вода вже не може потрапляти в титр, де поширюються сфагнові мохи, які харчуються атмо-1 шиферній вологою. Такі болота називають верховими. Верхові Оолота виникають на малорасчлененностью вододілах.

Болота займають величезні простори. Приблизно 1/10 Території нашої країни покрита болотами. Великі простору боліт в Поліссі (Білорусія), Псковської, Новгородської областях, Мещері і Західного Сибіру. Багато боліт i * тундрі.

В болотах добувають торф, який йде на опалення та Виробництво електроенергії, а також використовується як ii.m-Тіст добриво. У нашій країні проводиться планове осу шення боліт, які в результаті перетворюються в родючості ні сільськогосподарські угіддя.

Підземні води

Підземними водами називаються води, що знаходяться під поверхнею Землі в рідкому, твердому і газоподібному стані. Вони скупчуються в порах, тріщинах, пустотах гірських порід.

Підземні води утворилися в результаті просочування води, що випала на поверхню Землі, конденсації водяної пари, що надійшли по порах з атмосфери, а також в результаті утворення водяної пари при охолодженні магми на глибині і конденсації їх у верхніх шарах земної кори. Вирішальне значення в освіті підземних вод мають процеси просочування води з поверхні Землі. В окремих зонах, наприклад в піщаних пустелях, основну роль грають води, що надійшли з атмосфери у вигляді водяної пари.

Вода, яка має вплив сили тяжіння, називаєте)! гравітаційної. Її рух обумовлено нахилом водоупорами ного шару.

Вода, яка утримується молекулярними силами, називається плівковій. Молекули води, які безпосередньо сопрік.-i саются з зернами порід, утворюють гигроскопическую воду. Пле нічну і гигроскопическую воду можна видалити з породи тільки при прожаренні. Тому рослини цю воду не можу! використовувати.

кореневі системи рослин засвоюють капілярну во (що знаходиться в капілярах грунту) і гравітаційну.

Швидкість руху ґрунтових вод незначна і завис від структури гірських порід. Розрізняються дрібнозернисті пір ди (глини, суглинки), зернисті (піски), тріщинуваті ( "вестнякі). Через піски по тріщинах гравітаційна вода б препятственно стікає зі швидкістю 0,5-2 м на добу, в Сугла" ках і лесах - 0, 1-0,3 мм в добу.

Світовий океан - основна частина гідросфери, безперервна, але не суцільна водна оболонка Землі, що оточує материки й острови, і відрізняється спільністю сольового складу. Світовий океан покриває майже 70% земної поверхні.

Загальні фізико-географічні відомості:

· Середня температура: 5 ° C;

· Середній тиск: 20 МПа;

· Середня щільність: 1,024 г / см³;

· Середня глибина: 3711 м [ джерело не вказано 339 днів] ;

· Загальна маса: 1,4 х 10 21 кг;

· Загальний обсяг: 1370 млн км³;

· PH: 8,1 ± 0,2.

Глибокої точкою океану є Маріанський жолоб, що знаходиться в Тихому океані поблизу Північних Маріанських островів. Його максимальна глибина - 11 022 м.

Фізичні властивості

Щільність морської води коливається в межах від 1020 до 1030 кг / м³ і залежить від температури і солоності. При солоності, що перевищує 24 ‰, температура максимальної щільності стає нижче температури замерзання - при охолодженні морська вода завжди стискається, і щільність її зростає.

Швидкість звуку в морській воді - близько 1500 м / с.

Як відомо, за міжнародну одиницю вимірювання маси прийнятий кілограм. Платиновий кілограмовий еталон зберігається в Палаті мір і ваг в Парижі, а дуже точні дублікати є в аналогічних установах багатьох країн. Але чому саме кілограм (а не фунт, унція або золотник) прийнятий тепер у всьому світі за одиницю виміру маси? Справа в тому, що всі інші одиниці були довільними, а кілограм має свій природний еквівалент: така маса одного кубічного дециметра води при 4 градусах Цельсія.

Враховувати температуру абсолютно необхідно, так як з її зміною змінюється і щільність води. Чи кожна вода годиться для встановлення еталона маси? У підручниках про це зазвичай нічого не говориться, так як в даному випадку під словом «вода» мають на увазі зовсім не ту рідину, яка тече з водопровідного крана, а хімічно чиста речовина: воду, що піддалася спеціальній обробці або ж синтезовану з водню і кисню і не містить ніяких домішок.

Морська вода, що представляє собою складний розчин, таким вимогам зовсім не задовольняє: її фізичні властивості, в тому числі і щільність, значно відрізняються від властивостей хімічно чистої води. В середньому щільність морської води дорівнює 1,025 грама на кубічний сантиметр. Стало бути, її літр на 25 грамів важчий прісної. Але щільність води неоднакова по всьому Світовому океану, вона дещо змінюється в залежності від солоності і температури. Чим вище солоність, тим більше і щільність. Залежність щільності від температури зворотна: чим вода тепліше, тим щільність її менше. Так, найменша щільність морської води - 1,022 грама на кубічний сантиметр - була відзначена в поверхневих шарах екваторіальній зони Тихого океану, а найбільша-1,028 грама на кубічний сантиметр - поблизу океанського дна.

Навіть незначна зміна щільності морської води тягне за собою дуже серйозні наслідки. Так, при охолодженні верхніх шарів океану вода стає щільніше і опускається. Назустріч їй спрямовуються менш щільні глибинні води. Виникають вертикальні струми. У поєднанні з горизонтальними течіями вони надають Світового океану вид листкового пирога, кожен шар якого характеризується своїми особливими показниками щільності, солоності і температури. Завдяки вертикальним струмів вода в океані до певної міри перемішується, в глибину проникають насичені киснем поверхневі води, з придонних шарів піднімаються багаті біогенними солями придонні маси води.

Абеткова істина про те, що вода замерзає при Про градусів, не поширюється на морську воду. Через розчинених солей вона залишається рідкою і при мінусовій температурі. Тільки охолоджена нижче мінус 1,9 градуса Цельсія, вона починає переходити в твердий стан. Правда, це стосується тільки води з нормальною океанічною солоністю. Якщо ж в ній розчинено не 35 грамів солі на кілограм, а менше, то вона стане замерзати при більш високій температурі. Так, Азовське море, солоність якого дорівнює 12 проміле, замерзає при 0,6 градуса нижче нуля, а Біле море (солоність його 25 проміле) - при 1,4 градуса нижче нуля.

Коли змінюється агрегатний стан прісної води, її склад не змінюється. Зовсім інакше йде справа з морською водою. Замерзання моря починається з освіти тонких, схожих на голки крижаних кристалів, зовсім позбавлених солі. Якщо в цей момент марлевим сачком зібрати такі голки і розтопити, то вийде цілком чиста прісна вода. Природно, що на перших порах утворення льоду солоність верхніх шарів води дещо підвищується за рахунок надходження в ці шари тих порцій солі, які не ввійшли в кристалічні крижані голки. Тільки потім, коли починається змерзання грудок цих кристалів, лід також стає солоним, але його солоність все ж нижче солоності навколишнього морської води. Під час танення льоду прилеглі шари води кілька распресняются.

Поширення в морській воді світлових і звукових хвиль також має свої особливості. Ще 20- 25 років тому більшість людей могло судити про те, як виглядає підводний світ, тільки Спостерігаючи його через поверхню води. Але з тих пір, як підводні окуляри і маски всюди увійшли в моду, будь-який бажаючий може особисто познайомитися з красотами царстві Нептуна. При цьому стала очевидною одна вельми істотна деталь: в масці не дуже добре видно підводний світ річки, в море ж видимість чудова. Дивного в цьому нічого немає: морська воді значно прозорішою води більшості прісноводних водойм.

Найвища прозорість відзначена в центральній частині Атлантичного океану, де службовець еталоном білий металевий коло діаметром в 30 сантиметрів - «диск Секкі» - видно через поверхню води на глибині понад 65 метрів. Прозорість вод Тихого і Індійського океанів трохи менше і дорівнює відповідно 60 і 50 метрам. Чим ближче до берега, тим більше в морській воді різних зважених часток і дрібних планктонних організмів, тому прозорість там нижче, ніж у відкритому океані.

У Середземному морі «диск Секкі" не видно вже на глибині 30 метрів, в Чорному морі - на глибині 20 метрів, а в Балтійському - навіть на 13 метрах. У більшості прісноводних водойм прозорість води не перевищує 10 метрів, в річках вона, як правило, значно менше, іноді лише 0,5-1 метр. Тільки в Байкалі, який славиться чистотою своєї води, її прозорість дорівнює 30-40 метрів.

У порівнянні з атмосферою водне середовище пропускає світло гірше, тому що сильніше поглинає його і розсіює. Коли сонце перебуває в зеніті (це можливо тільки в тропіках), в воду проникає майже весь його світловий потік; косі ж промені ранкового або полуденного часу в значній мірі відбиваються водною гладдю. Тому сутінки під водою наступають раніше, ніж на суші; день там коротше, а ніч довше.

Навіть в прозорій воді відкритих частин океану яскравість світла убуває з глибиною приблизно в десять разів на кожні 50 метрів. Людина, що здійснює глибоководне занурення, вже нижче 400 метрів не розрізняє за склом ілюмінатора апарату ніяких слідів денного світла. Правда, чутлива фотографічна пластинка після годинної експозиції на глибині 1000 метрів при прояві темніє, але на глибині 1700 метрів вона взагалі не засвічується.

Прозорість морської води неоднакова для різних частин видимого спектру: коротші світлові хвилі (фіолетова частина спектра) проникають через неї легше і далі, ніж довгі (червона частина спектра). Першими в море поглинаються червоні промені, тому на глибині більше метра червоні предмети здаються вже не такими яскравими, як на повітрі. Сині і фіолетові промені проникають значно далі, вони надають підводним пейзажам своєрідний колірний колорит, за який освітлюється вдень частина морського дна отримала образну назву «блакитного континенту».

На глибині колір самих повсякденних і добре відомих предметів змінюється до невпізнання. Жак Кусто розповідає: «Ми брали з собою таблиці з яскраво-червоними, блакитними, жовтими, зеленими, пурпуровими і помаранчевими квадратами, а також шкалу сірих тонів від білого до чорного і фотографували на різній глибині аж до сутінкової зони. На глибині п'ять метрів червоний колір здавався рожевим, а на дванадцятому метрі абсолютно чорним. Одночасно зникав і помаранчевий колір. На глибині 35 метрів жовтий колір почав перетворюватися в зелений, тут панує вже майже повна монохроматія.

Якось раз ми полювали в морі під відокремленими скелями Ла Кассадань. Пірнувши на 35 метрів, Дюма підстрелив гігантську ставриду. Гарпун пройшов крізь тіло позаду голови, але не зачепив хребта. Загарпуненная риба відчайдушний опір. Дюма став підтягуватися все ближче і ближче до ставрида по тросу. Нарешті він підібрався впритул, схопив кинджал і встромив його прямо в серце рибини. Кров бризнула потужним фонтаном.

Але кров була зелена! Приголомшений цим видовищем, я підплив і втупився на струмінь. Вона була смарагдового кольору. Ми з Дюма перезирнулися в здивуванні. Ми не раз плавали серед гігантських ставрид, але ніколи не підозрювали, що у них зелена кров. Потрясаючи гарпуном зі своїм вражаючим трофеєм, Дюма попрямував до поверхні. На глибині п'ятнадцяти метрів кров стала коричневою. Шість метрів - вона вже рожева, а на поверхні вона розтеклася червоним потоком ».

Колір моря залежить саме від того, що частина променів поглинається морською водою. Чим вода чистіша і прозоріше, тим синє колір. Вперше потрапивши у відкритий океан, важко повірити, що вода в ньому не підфарбована. Ближче до материків колір води зеленіє від домішки завислих речовин, у самого берега він може бути жовтуватим. Взагалі кажучи, чиста вода має вкрай низьку в порівнянні з іншими рідинами спосіб »повністю розсіювати світло. Це пов'язано з тим, що розсіювання в будь-який чистої оптичному середовищі відбувається через неоднорідність її щільності. Вода ж у відрізни від багатьох інших рідин дуже малосжімаема, тому щільність її майже однорідна. Мабуть, що спостерігається светорассеяніє в чистій морській воді і в воді чистих гірських озер пов'язано з наявністю в ній найдрібніших бульбашок повітря.

При відображенні від морської поверхні спектральний склад світла не змінюється. А оскільки джерелом світла зазвичай служить небосхил, то його колір і надає забарвлення морській воді. Чим чистіше небо, чим менше в ньому хмар і аерозолів (димів і пилу), тим воно синє і тим синє повинен бути дальній план морської поверхні, оскільки дальній план відображає значно більшу частину світла, ніж передній. Практично можна вважати, що дальній план в цьому сенсі починається, коли промінь зору становить з морською поверхнею кут менше 10 градусів; для людини, що стоїть на борту судна висотою близько 4 метрів, ця зона починається приблизно на відстані 20-30 метрів.

Вода служить хорошим провідником для звуку. До тих пір, поки людина не проник у володіння Нептуна, вони здавалися йому безмовними. Поет В. Жуковський так уявляв собі тишу підводного світу: «Все спало для слуху в тій безодні глухий». Але ж ні він сам, ні Ф. Шиллер, баладу якого «Пірнальник» під новою назвою «Кубок» перевів В. Жуковський, ніколи не були під водою. Вони лише висловлювали в поетичній формі пануюче тоді загальна думка про повній тиші, що панує в морських глибинах. Дійсно, людське вухо, пристосоване до повітряному середовищі, не сприймає звуки, які виходять з води, але варто застосувати найпростіші слухові апарати, як підводний світ виявиться наповненим найрізноманітнішими звуками.

У роки першої світової війни по всіх морях і океанах безкарно чинили розбій німецькі підводні човни, виявити які військові кораблі союзників ніяк не могли. Але ось вдалося виготовити і спустити в воду гідрофони. На обладнаних ними військових судах - мисливців за субмаринами - натреновані оператори з навушниками - «слухачі» - стали серед тисяч звуків розпізнавати шуми гвинтів німецьких підводних човнів. Спочатку, правда, не тільки пропливає кит, але навіть зграя оселедців нерідко служили приводом для бойової тривоги.

Підводний світ виявився зовсім не безмовним. Великий знавець морських тварин зоолог Н. Тарасова так описує підводний симфонію поблизу Севастополя: «... Безперервне клацання незліченної безлічі рачків-альфеуси, в яке за часів вриваються« стогони »обаполів або ритмічне бурчання морських птахів, а то і гавкаючий« скрегіт зубовний » ставрид, наповнюють воду різноманітними і гучними звуками ».

Звук поширюється в повітрі з постійною швидкістю 340 метрів в секунду. У воді він встигає за цей же час пробігти відстань в 4,5 рази більше. Але швидкість ця непостійна і залежить від температури, солоності і тиску води, тобто в кінцевому рахунку від її щільності. У воді з нормальною океанічною солоністю при нулі градусів поблизу поверхні швидкість звуку дорівнює 1440 метрам в секунду. На глибині 10 кілометрів при тих же інших умовах його швидкість зростає до 1630 метрів в секунду. У нагрітих до 30 градусів поверхневих водах тропічної зони океану швидкість звуку підвищується до 1543 метри в секунду.

Ультразвук, тобто акустичні хвилі з частотою понад 16 тисяч коливань в секунду, вже не сприймається людським вухом, поглинається водним середовищем набагато сильніше, ніж звуки низької частоти, але зате його можна направляти у вигляді вузького пучка. Ця особливість ультразвукових коливань використана в ехолоті, за допомогою якого точно і швидко вимірюється глибина. Від спеціального ультразвукового датчика, розміщеного на судні, через невеликі проміжки часу вертикально вниз посилається ультразвукової сигнал. Відбившись від дна, він повертається назад і вловлюється чутливої \u200b\u200bприймальною апаратурою.

Знаючи швидкість проходження ультразвуку і визначивши час між посилкою і поверненням сигналу, можна легко обчислити відстань від поверхні до дна. У сучасних приладах реєстрація глибини проводиться автоматично, а самописець на паперовій стрічці викреслює криву, відповідну профілю дна моря. Так як швидкість ультразвуку, як і чутних звуків, залежить від солоності, температури і тиску води, в дані ехолота необхідно вносити поправки.

Моряки, які користуються ехолотом, давно помітили, що будь-які перешкоди, що знаходяться між поверхнею моря і його дном, також реєструються на стрічці приладу. Виявилося можливим, злегка видозмінивши ехолот, використовувати його для пошуків скупчень промислових риб. Добре натренований фахівець з характером кривої на стрічці може не тільки визначити місцезнаходження і розмір зграї, але і сказати, до якого виду належать складові її риби.