Чем можно измерить глубину океана

Как измерить океан?

Мировой океан занимает 3/4 поверхности нашей планеты, поэтому её правильнее было бы назвать не «Земля», а «Океан». Но океанами именуют лишь обширные водные пространства между материками. На Земле таких океанов четыре: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. У каждого океана свой собственный характер, температура и солёность воды. В отличие от воды рек и озёр, вода в океанах горько-солёная. Средняя глубина Мирового океана 3700 м, а наибольшая — 11 022 м (в Марианском жёлобе Тихого океана).

До конца XIX века об океанах было известно лишь то, что это глубокие впадины, заполненные солёной водой. Долгое время люди не имели технических возможностей заглянуть в бескрайние глубины океана. В 1872—1876 годах Британское адмиралтейство и Британская академия наук организовали первую кругосветную экспедицию для изучения Мирового океана. Корвет «Челленджер» (англ. challenger — бросающий вызов) оснастили специальными приборами. Он преодолел 69 тыс. морских миль (более трех окружностей экватора), пересек с севера на юг и с запада на восток Атлантический и Тихий океаны. Экспедиция обнаружила, что дно океана вовсе не гладкая равнина, а чередование горных хребтов, впадин и выровненных поверхностей. Оказалось, что в глубинах океана существует жизнь, несмотря на низкие температуры воды и почти полное отсутствие солнечного света. Учёные исследовали течения и свойства океанических вод. С больших глубин впервые взяли пробы грунта, там обнаружили обломки застывшей лавы. Стало понятно, что не только на суше, но и под водой извергаются вулканы.

Погружаемся под воду

В середине XX века изобрели акваланг — аппарат, который позволяет дышать под водой. Для исследований на больших глубинах появились батисфера — стальная кабина, её спускают на тросе с борта судна; и батискаф — аппарат с электрическим двигателем, он может самостоятельно погружаться и подниматься.

Как измерить глубину?

Прежде глубину моря измеряли лотом: за борт бросали свинцовый груз на тросе и по длине отпущенной верёвки определяли глубину. В начале XX в. изобрели эхолот — прибор, который посылал звуковой сигнал и принимал отражённое от дна эхо. Глубина определялась по времени между подачей и возвращением сигнала.

Источник

Как измеряется глубина океана?

Океаны во многом остаются для нас загадкой. Мы даже не знаем возраста океанов. Вполне возможно, что на первых этапах развития Земли океанов не существовало.

Ученые, изучающие море, называются океанографами. Поскольку глубины океана темны и холодны, ученые знают о них не так уж и много. Некоторые части океанского дна изучались лишь через иллюминаторы исследовательских подводных лодок и через окуляры батискафов, сделанных специально для изучения глубин моря, но все равно этой информации явно недостаточно.

Сегодня человек исследует океанское дно, чтобы лучше их изучить. До глубины 3600 м дно океанов покрыто мягкими илистыми отложениями. Они состоят из известковых скелетов мельчайших морских животных. На глубинах, превышающих 6 км, дно покрыто мелким красноватым илом, называемым «красная глина». В его состав входят частички скелетов животных, остатки мелких растений и вулканический пепел.

Одна из интересующих океанографов проблем — это глубина океана. Измерение ее называется «прослушиванием глубины». В старину измерение делалось при помощи веревки с привязанным к ней грузом, которую опускали в воду. Позже для этого стали использовать очень тонкую проволоку, типа той, из которой делаются фортепьянные струны.

В наши дни ученые могут составить гораздо более точное представление о глубине океанского дна при помощи одного изобретения, называемого эхолотом. В нем для исследования океанского дна используется эхо.

Устройство, установленное на борту корабля, посылает звуковой сигнал. Звук проходит сквозь толщу воды со скоростью около одной мили в секунду. Он отражается ото дна и улавливается на обратном пути специальным прибором. Чем глубже вода, тем больше времени требуется для эха, чтобы достичь борта корабля.

Современный эхолот посылает ко дну ультразвуковые волны. Потом приборы регистрируют эхо в виде черной линии на листе специальной бумаги. Обычно эта бумага содержит в себе расшифровку этих знаков в морских саженях (морская сажень равна 1,8 метра).

При помощи эхолота можно легко определить глубину моря. Но прибор может сделать не только это. Он может в подробностях нарисовать линию морского дна под кораблем, если прослушивать дно через каждые несколько метров по ходу корабля.

Если корабль проходит над подводной лодкой, эхолот регистрирует ее точную форму. Если дно ровное, эхолот таким же его и изобразит. Эхолот не пропустит даже маленькой неровности дна высотой меньше метра!

Основываясь на этих измерениях, мы довольно хорошо представляем себе среднюю глубину различных океанов, как и самые их глубокие точки. Самый глубокий — Тихий океан, его средняя глубина 4 281 м. Следом идет Индийский океан со средней глубиной 3 963 м. Затем следует Атлантический океан со средней глубиной 3 926 м. Для сравнения: Балтийское море имеет среднюю глубину всего 55 м!

На сегодняшний день известно самое глубокое место в океанах — в районе Гуамских островов — 10 790 м. Другое глубочайшее место расположено в Атлантическом океане недалеко от Гуамских островов — здесь глубина достигает 9 219 м. Гудзонов залив, по площади превосходящий многие моря, имеет среднюю глубину только 183 м.

Самая внушительная морская впадина находится около Марианских островов. Ее глубина 11022 метра. Для сравнения: высочайшая вершина мира Эверест имеет высоту «всего» 8848 метров. В I960 г. эта впадина была исследована с помощью батискафа, опустившегося почти до ее дна. Тем самым, кстати сказать, был побит мировой рекорд для подобных аппаратов. И еще одно наблюдение.

Почти все морские впадины (или желоба) расположены не в открытом океане, а вблизи материков.

Источник

как измеряется глубина океана?

Мировой океан — глобальное связанное тело морской воды, окружающее континенты и острова. Почти три четверти (71 %) поверхности Земли покрыто мировым океаном.

Ученые, изучающие море, называются океанографами. Поскольку глубины океана темны
холодны, ученые знают о них не так уж и много. Некоторые части океанского дна изучались лишь через иллюминаторы исследовательских подводных лодок и через окуляры батискафов, сделанных специально для изучения глубин моря, но все равно этой информации явно недостаточно.

Одна из интересующих океанографов проблем — это глубина океана. Измерение ее называется «прослушиванием глубины» . В старину измерение делалось при помощи веревки с привязанным к ней грузом, которую опускали в воду. Позже для этого стали использовать очень тонкую проволоку, типа той, из которой делаются фортепьянные струны.

В наши дни ученые могут составить гораздо более точное представление о глубине океанского дна при помощи одного изобретения, называемого эхолотом. В нем для исследования океанского дна используется эхо.

Устройство, установленное на борту корабля, посылает звуковой сигнал. Звук проходит сквозь толщу воды со скоростью около одной мили в секунду. Он отражается ото дна и улавливается на обратном пути специальным прибором. Чем глубже вода, тем больше времени требуется для эха, чтобы достичь борта корабля.

Современный эхолот посылает ко дну ультразвуковые волны. Потом приборы регистрируют эхо в виде черной линии на листе специальной бумаги. Обычно эта бумага содержит в себе расшифровку этих знаков в морских саженях (морская сажень равна 1,8 метра) .

При помощи эхолота можно легко определить глубину моря. Но прибор может сделать не только это. Он может в подробностях нарисовать линию морского дна под кораблем, если прослушивать дно через каждые несколько метров по ходу корабля.

Если корабль проходит над подводной лодкой, эхолот регистрирует ее точную форму. Если дно ровное, эхолот таким же его и изобразит. Эхолот не пропустит даже маленькой неровности дна высотой меньше метра!

Источник

Как ученые определяют глубину океана?

Как ученые определяют глубину океана?

Определение глубины океана называется «прослушиванием глубины» или «снятием звука». В прежние времена для этого на один конец веревки привязывали груз. На веревке на расстоянии в морскую сажень (1,83 м) завязывались узлы. Веревку с грузом опускали в воду, она уходила на глубину под тяжестью груза и считали количество узлов. После этого вычисляли глубину.

Сегодня для определения глубины океана используется эхолот. Аппарат на борту корабля посылает звуковой сигнал со скоростью около 1,5 километров в секунду и фиксирует отраженный ото дна ответ. Чем глубже вода, тем больше требуется времени для получения на корабле эха. В современных эхолотах с корабля излучается высокочастотный звук. Звук эха регистрируется черной точкой на специальной бумаге. Приборы устроены так, что глубину можно сразу определить в морских саженях.

Эхолоты используются не только для определения глубины морей, но и для изучения дна океана, его профиля, впадин и возвышений, находящихся под дном корабля. Звуки посылаются так часто, что ответные сигналы ложатся вплотную друг с другом. И от одного сигнала до другого глубина изменяется очень незначительно. Если корабль проходит над морской горой, эхолот точно определяет форму горы. Если дно плоское, прибор также фиксирует это. Эхолот не пропускает даже возвышения в несколько метров высотой.

Читайте также

Как определяют температуру стали по ее цвету?

Как определяют температуру стали по ее цвету? До появления пирометров и других контрольно-измерительных приборов металлурги и кузнецы определяли температуру нагретых металлов и сплавов по так называемым цветам каления – цветам свечения металла (сплава), зависящим от

Как археологи определяют возраст находок?

Как археологи определяют возраст находок? К началу XX века археологи накопили огромное количество находок. Однако большая их часть не была точно описана сразу после обнаружения. В последние десятилетия стало очевидным, что даже сенсационная находка утрачивает половину

На какую глубину способна погружаться морская черепаха?

На какую глубину способна погружаться морская черепаха? Рекордсменом глубины ныряния среди рептилий является морская кожистая черепаха. Эта самая крупная из всех современных видов черепах, обитающая во всех океанах, кроме Северного Ледовитого, в длину может превышать 2

На крыльях в глубину

На крыльях в глубину Недавно в городке Окленде, близ Сан-Франциско, состоялись первые испытания уникального подводного аппарата «Глубокий полет-1». «Эта миниатюрная подлодка может развивать скорость до 72 км/ч и нырять на глубину до 11 км», — уверяет ее создатель Г. Хокс,

Ученые варвары

Ученые варвары Варвары, разрушившие устои Древнеримской империи, вызвали великое переселение народов. Были разрушены многолетние традиции и законы. Если к первому тысячелетию н. э. Средиземноморье и большая часть Среднего Востока практически контролировалась Римом и

«Учёные записки»

Как криминалисты определяют автора рукописи

Как криминалисты определяют автора рукописи В 1953 году в журнале «Шахматы в СССР» был опубликован материал о неизвестной тетради русского шахматиста Александра Алехина. Тетрадь в коленкоровом переплете, исписанную шахматными партиями сначала изучали шахматисты. Чья

Сколько глаз нужно, чтобы оценить расстояние и глубину?

Сколько глаз нужно, чтобы оценить расстояние и глубину? Один.Можно подумать, что для этого нужны оба глаза, но это не так.Правда в том, что пространственное восприятие создается в основном за счет разницы углов зрения каждого из двух наших глаз. На том же принципе построено

КАК БЫСТРО ИЗМЕРИТЬ ГЛУБИНУ

КАК БЫСТРО ИЗМЕРИТЬ ГЛУБИНУ При ловле на матчевую снасть прежде всего требуется точно определить глубину спуска, то есть расстояние от поплавка до дна. Обычно рыболов делает пробные забросы до тех пор, пока не зафиксирует глубину в месте ловли. Но это не самый лучший

Ученые—химики

Ученые—химики 3 Ган – Германия4 Берг – СШАДорн – ШвецияДэви – АнглияКюри – ФранцияПотт – ГерманияРейх – ГерманияЭтар – Франция5 Балар – ФранцияБемон – ФранцияКлаус – РоссияКлеве – ШвецияКрукс – АнглияПерей – ФранцияПерье – ФранцияРоско – АнглияРэлей –

Ученые-геологи

Ученые-геологи 2 Ог – французский геолог, автор работ по геотектонике.4 Дана – американский геолог и минералог.Зюсс – австрийский геолог, профессор.Смит – отец английской геологии.Смит – рус. геолог, один из основателей горного дела в России.5 Кулик – советский

Ученые

Ученые См. также «Наука», «Профессора» Наука — это то, что делают ученые, а ученые — это те, кто в данную эпоху считают себя учеными. Стефан Амстердамский Чернила ученого и кровь мученика имеют перед Небом одинаковую ценность. Коран Ослов и ученых — в середину! Возглас

УЧЕНЫЕ

УЧЕНЫЕ Наука – это то, что делают ученые, а ученые – это те, кто в данную эпоху считают себя учеными. Стефан Амстердамский Чернила ученого и кровь мученика имеют перед Небом одинаковую ценность. Коран Ослов и ученых – в середину! Возглас солдат Наполеона перед

Источник

Глубину океана можно измерить при помощи

Как ученые определяют глубину океана?. Все обо всем. Том 5

Как ученые определяют глубину океана?

Определение глубины океана называется «прослушиванием глубины» или «снятием звука». В прежние времена для этого на один конец веревки привязывали груз. На веревке на расстоянии в морскую сажень (1,83 м) завязывались узлы. Веревку с грузом опускали в воду, она уходила на глубину под тяжестью груза и считали количество узлов. После этого вычисляли глубину.

Сегодня для определения глубины океана используется эхолот. Аппарат на борту корабля посылает звуковой сигнал со скоростью около 1,5 километров в секунду и фиксирует отраженный ото дна ответ. Чем глубже вода, тем больше требуется времени для получения на корабле эха. В современных эхолотах с корабля излучается высокочастотный звук. Звук эха регистрируется черной точкой на специальной бумаге. Приборы устроены так, что глубину можно сразу определить в морских саженях.

Эхолоты используются не только для определения глубины морей, но и для изучения дна океана, его профиля, впадин и возвышений, находящихся под дном корабля. Звуки посылаются так часто, что ответные сигналы ложатся вплотную друг с другом. И от одного сигнала до другого глубина изменяется очень незначительно. Если корабль проходит над морской горой, эхолот точно определяет форму горы. Если дно плоское, прибор также фиксирует это. Эхолот не пропускает даже возвышения в несколько метров высотой.

Поделитесь на страничке

Как измеряется глубина океана?. Все обо всем. Том 4

Как измеряется глубина океана?

Ученые, изучающие море, называются океанографами. Поскольку глубины океана темны и холодны, ученые знают о них не так уж и много. Некоторые части океанского дна изучались лишь через иллюминаторы исследовательских подводных лодок и через окуляры батискафов, сделанных специально для изучения глубин моря, но все равно этой информации явно недостаточно. Одна из интересующих океанографов проблем — это глубина океана. Измерение ее называется «прослушиванием глубины».

В старину измерение делалось при помощи веревки с привязанным к ней грузом, которую опускали в воду. Позже для этого стали использовать очень тонкую проволоку, типа той, из которой делаются фортепьянные струны. В наши дни ученые могут составить гораздо более точное представление о глубине океанского дна при помощи одного изобретения, называемого эхолотом. В нем для исследования океанского дна используется эхо. Устройство, установленное на борту корабля, посылает звуковой сигнал. Звук проходит сквозь толщу воды со скоростью около одной мили в секунду. Он отражается ото дна и улавливается на обратном пути специальным прибором.

Чем глубже вода, тем больше времени требуется для эха, чтобы достичь борта корабля. Современный эхолот посылает ко дну ультразвуковые волны. Потом приборы регистрируют эхо в виде черной линии на листе специальной бумаги. Обычно эта бумага содержит в себе расшифровку этих знаков в морских саженях (морская сажень равна 1,8 метра). При помощи эхолота можно легко определить глубину моря. Но прибор может сделать не только это. Он может в подробностях нарисовать линию морского дна под кораблем, если прослушивать дно через каждые несколько метров по ходу корабля.

Если корабль проходит над подводной лодкой, эхолот регистрирует ее точную форму. Если дно ровное, эхолот таким же его и изобразит. Эхолот не пропустит даже маленькой неровности дна высотой меньше метра!

Поделитесь на страничке

Исследования дна океана | Тёмная сторона

Промер глубин

Рельеф поверхности Земли отражает многие черты тектоники и геологического строения,
как на континентах, так и в океанах. Важнейшая информация об особенностях геологического
строения дна океана может быть получена при анализе его рельефа. Однако, в отличие
от континентов, где детальные сведения о рельефе территорий были известны со времен
их освоения, история изучения рельефа дна океана насчитывает не более полутора
столетий. До 20-х годов прошлого века определение глубин в океане проводилось с помощью
лота, что требовало больших затрат времени. Такой способ измерения глубин не
мог обеспечить необходимой детальности исследований. Достаточно отметить, что расстояние
между точками измерения глубин по промерным профилям в океане исчислялось,
как правило, десятками, а иногда и сотнями километров. Тем не менее, с применением
этих простейших средств были выявлены и обследованы многие крупнейшие морфоструктуры
дна Мирового океана.

С изобретением эхолота и внедрением его в практику морских исследований производительность промерных работ многократно возросла. Принцип работы эхолота основан на измерении времени прохождения в водной толще отраженного от дна акустического сигнала. Скорость звука в воде принимается, обычно, равной 1500 м/с. Первые образцы эхолотов были достаточно примитивны. Промер глубин с их использованием мог проводиться только при остановке судна. Однако уже к началу тридцатых годов ХХ века были созданы эхолоты, позволяющие вести непрерывный промер глубин на ходу судна. Именно с использованием таких приборов в течение последующих десятилетий был получен огромный объем данных эхолотного промера, позволивший подготовить и издать подробные батиметрические карты на весь Мировой океан.

Для оперативной оценки глубин по эхолотным записям обычно принимают скорость звука в воде равной 1500 м/с.

При обработке эхограмм с целью более точного определения абсолютных значений глубин используют сведения о скорости звука в воде с учетом гидрологических условий на различных глубинах (температуры, солености и т.п.) для конкретного региона и времени года. Существенным недостатком обычных эхолотов является их достаточно широкая диаграмма направленности при излучении и приеме акустического сигнала.
Это приводит к значительным искажениям изображений форм рельефа на участках со сложным строением дна (рис.1).

искажение

Изображения положительных форм рельефа растягиваются в горизонтальном направлении. При этом резкие «изломы» отражающих границ ведут к образованию дифрагированных волн. В результате одновременного прихода отраженных и дифрагированных волн от разных участков границы на записях формируются сложные зоны интерференции. Еще сильнее искажаются размеры и форма отрицательных форм рельефа. На соответствующих изображениях уменьшаются не только горизонтальные, но, в ряде случаев, и вертикальные размеры этих морфоструктур, вплоть до их полного исчезновения. При этом записи на эхограмме осложняется зонами интерференции, обусловленными одновременным приходом волн, отраженных от различных участков границы. На рис. 2.1 эти искажения можно проследить в виде пересекающихся участков записи. Искажающее влияние возрастает с увеличением расстояния между приемно-излучающей системой и отражающей границей, т.е. с увеличением глубины океана. Для устранения этого недостатка были созданы узколучевые эхолоты, диаграмма направленности которых имели раствор основного максимума не более первых градусов. Однако
эти эхолоты требовали ориентации приемно-излучающей системы по астрономической
вертикали, что в условиях надводного судна можно было осуществить лишь с применением
достаточно сложных технических средств. Поэтому узколучевые эхолоты не нашли
широкого применения в практике океанографических исследований.

Кроме эхолотов, измеряющих глубины непосредственно под судном, для изучения морфологических
особенностей морского дна были разработаны акустические приборы, получившие
название гидролокаторы бокового обзора. В отличие от эхолота, гидролокатор
бокового обзора производит сканирование морского дна в стороне от движущегося судна,
ортогонально направлению профиля. При этом получают информацию не только о мелких
формах рельефа, но, иногда, и сведения об особенностях геологического строения морского
дна.
В настоящее время наиболее совершенными приборами для изучения рельефа дна океана
являются многолучевые эхолоты. Они позволяют получить количественную информацию
о глубинах морского дна в широкой полосе по ходу судна с построением батиметрической карты. Схема работы многолучевого эхолота показана на рис.2.

многолучевой эхолот

В многолучевых эхолотах гидроакустическая антенна излучает и раздельно принимает акустические сигналы по множеству (180 и более) узких секторов (лучей). По времени прихода отраженного от дна сигнала по каждому из лучей и углу наклона луча вычисляется истинная глубина точки отражения и ее положение относительно судна. Лучи веером расходятся от излучателя по нормали к оси судна и позволяют производить батиметрическую съемку дна широкой полосой до 3-х и более глубин, т.е. при глубине 5000 м картируется полоса шириной около 15000 м.

Применение многолучевых эхолотов, по сравнению с обычными (однолучевыми), позволяет многократно сократить затраты судового времени при детальных площадных исследованиях рельефа морского дна. При этом получают более достоверные сведения о форме,
размерах и других морфологических особенностях изучаемых форм рельефа, особенно на участках дна, отличающихся сложным расчлененным рельефом.

Многие онлайн исследователи часто принимают от сканированные участки дна за следы от гигантской техники прошлых цивилизаций

Более подробно о изучении морского дна вы сможете изучить перейдя по ссылке

Поделиться ссылкой:

Похожее

Как измеряется глубина океана? — ГЕОГРАФИЯ — А ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? — Каталог статей

Ученые, изучающие море, называются океано­графами. Поскольку глубины океана темны и хо­лодны, ученые знают о них не так уж и много. Некоторые части океанского дна изучались лишь через иллюминаторы исследовательских подвод­ных лодок и через окуляры батискафов, сделан­ных специально для изучения глубин моря, но все равно этой информации явно недостаточно.

Одна из интересующих океанографов про­блем — это глубина океана. Измерение ее назы­вается «прослушиванием глубины». В старину из­мерение делалось при помощи веревки с привя­занным к ней грузом, которую опускали в воду. Позже для этого стали использовать очень тон­кую проволоку, типа той, из которой делаются фортепьянные струны.

В наши дни ученые могут составить гораздо более точное представление о глубине океанского дна при помощи одного изобретения, называемого эхолотом. В нем для исследования океанского дна используется эхо.

Устройство, установленное на борту корабля, посылает звуковой сигнал. Звук проходит сквозь толщу воды со скоростью около одной мили в се­кунду. Он отражается ото дна и улавливается на обратном пути специальным прибором. Чем глуб­же вода, тем больше времени требуется для эха, чтобы достичь борта корабля.

Современный эхолот посылает ко дну ультра­звуковые волны. Потом приборы регистрируют эхо в виде черной линии на листе специальной бумаги. Обычно эта бумага содержит в себе рас­шифровку этих знаков в морских саженях (мор­ская сажень равна 1,8 метра).

При помощи эхолота можно легко определить глубину моря. Но прибор может сделать не толь­ко это. Он может в подробностях нарисовать ли­нию морского дна под кораблем, если прослуши­вать дно через каждые несколько метров по ходу корабля.

Если корабль проходит над подводной лодкой, эхолот регистрирует ее точную форму. Если дно ровное, эхолот таким же его и изобразит. Эхолот не пропустит даже маленькой неровности дна вы­сотой меньше метра!

Мы гимназисты — Как измеряется глубина океана

Ученые, изучающие море, называются океанографами. Поскольку глубины океана темны и холодны, ученые знают о них не так уж и много. Некоторые части океанского дна изучались лишь через иллюминаторы исследовательских подводных лодок и через окуляры батискафов, сделанных специально для изучения глубин моря, но все равно этой информации явно недостаточно. Одна из интересующих океанографов проблем — это глубина океана. Измерение ее называется «прослушиванием глубины». В старину измерение делалось при помощи веревки с привязанным к ней грузом, которую опускали в воду.

Позже для этого стали использовать очень тонкую проволоку, типа той, из которой делаются фортепьянные струны. В наши дни ученые могут составить гораздо более точное представление о глубине океанского дна при помощи одного изобретения, называемого эхолотом. В нем для исследования океанского дна используется эхо. Устройство, установленное на борту корабля, посылает звуковой сигнал. Звук проходит сквозь толщу воды со скоростью около одной мили в секунду. Он отражается ото дна и улавливается на обратном пути специальным прибором. Чем глубже вода, тем больше времени требуется для эха, чтобы достичь борта корабля.

Современный эхолот посылает ко дну ультразвуковые волны. Потом приборы регистрируют эхо в виде черной линии на листе специальной бумаги. Обычно эта бумага содержит в себе расшифровку этих знаков в морских саженях (морская сажень равна 1,8 метра). При помощи эхолота можно легко определить глубину моря. Но прибор может сделать не только это. Он может в подробностях нарисовать линию морского дна под кораблем, если прослушивать дно через каждые несколько метров по ходу корабля. Если корабль проходит над подводной лодкой, эхолот регистрирует ее точную форму. Если дно ровное, эхолот таким же его и изобразит. Эхолот не пропустит даже маленькой неровности дна высотой меньше метра!

аппараты для исследования морских глубин

Тайны мирового океана: аппараты для исследования морских глубин

1МБОУ «Гимназия №2» г. Красногорск М.О.

1МБОУ Гимназия №2 г. Красногорск

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Планета, на которой мы живем, — Земля — похоже получила неправильное имя. Из космоса Земля кажется голубой, потому что более двух третей ее поверхности покрыто водой (океанами, морями, озерами, реками и др. водными объектами). Жизнь зародилась в воде, и хотя многие формы жизни обосновались на суше, большая часть все еще находится в своей колыбели — в море. На Земле насчитывают четыре океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. Все океаны сообщаются между собой и образуют Мировой океан. Мировой океан был и остается одним из самых загадочных мест нашей планеты. Даже космос покорен человеком настолько, что там можно побывать в качестве туриста. Но мировой океан не спешит раскрывать своих тайн. Загадочные существа, сумевшие приспособиться к жизни глубине океана, поражают человеческое воображение (прил.1).

Цель работы – изучить тайны Мирового океана, а также историю возникновения и развития техники, помогающей изучать морские глубины.

Собрать сведения о тайнах и загадках Мирового океана.

Собрать сведения об аппаратах, изучающих подводный мир на разных глубинах.

Познакомиться с внешним видом этих аппаратов по картинкам и фотографиям.

Рассказать своим одноклассникам о технике, помогающей изучать подводный мир.

Гипотеза. Самое загадочное место на планете – это Мировой океан.

Актуальность. В течение многих столетий люди стремились исследовать подводный мир. Поэтому не случайно, что с каждым годом нам удается узнавать какие-то новые факты о Мировом океане. Существует специальная наука — океанология, специализирующаяся на исследованиях океана. И лишь с помощью новейшей техники можно постичь тайны морских глубин.

2. Интерес людей к изучению Мирового океана.

Полтора века назад океанское дно представлялось исследователям как огромная равнина, на которой нет ничего. Некоторые даже полагали, что оно является неким порталом между нашим и другим миром, поэтому первые исследования океана пытались направить именно на его дно. Начались исследования подводного мира просто: любознательные пловцы набирали в легкие как можно больше воздуха и ныряли, стараясь опуститься по возможности глубже, но постоянно выныривали на поверхность, чтобы набрать воздуха. Так как воздушного запаса хватало лишь на полторы-две минуты, а предельная глубина погружения составляла не больше двух-трех метров.

Первое серьезное исследование было организовано в 1822-1826 годах британскими учеными. Судно под названием «Челленджер» с командой ученых отправилось в экспедицию с целью изучения океанских глубин (прил.2). Исследователи измеряли глубины с помощью свинцовых шаров весом около центнера. Но метод был далеко не совершенен: шар очень медленно отпускался и неточно определял глубину. В начале двадцатого века появились эхолоты. Это устройства, позволяющие измерять глубину с помощью звукового импульса, который отталкивается от морского дна. Такое измерение занимает всего несколько секунд. Эхолотами были снабжены практически все суда, измерения проводились в ходе движения судна. Современная система измерения глубины океанского дна носит название «Глория» и проводит измерение океанских глубин широкими полосами. Активные исследования океана начались после окончания Второй мировой войны. В 1950-1960 годах была выявлена природа океанского дна: это открытие перевернуло представление человека о Земле. Открытия доказали относительно молодой возраст океана и факт движения литосферных плит, благодаря которому облик планеты меняется и сейчас.

В настоящее время для исследования применяются современные аппараты, такие, как батискаф и батисфера. Батискаф — это самоуправляемый аппарат, оборудованный кабиной для экипажа и специальными прожекторами. Аппарат опускается на океанское дно. Корпус батискафов состоит из легкого металла, в нем расположен специальный балласт и жидкость, которая легче воды. Это позволяет батискафу свободно перемещаться по дну. Система жизнеобеспечения рассчитана на экипаж до трех человек. Батисфера представляет собой стальной шар, который опускают на стальном тросе с борта корабля. Батисфера также оборудована специальными отсеками для экипажа и исследовательской аппаратурой. Глубоководные аппараты очень прочные, ведь на большой глубине им приходится выдерживать огромное давление: от 800 до 1000 атм. Примерно такое давление на батискаф создадут два опущенных на него авианосца! В последние десятилетия на глубине 10-20 метров устанавливают специальные лаборатории, которые снабжены всем необходимым оборудованием. Для исследования океана специальной аппаратурой оснащаются и подводные лодки. Также в изучении океанских глубин принимают участие специальные суда, самолеты и спутники Земли. Для того, чтобы получить наиболее полные сведения, исследователи разных стран объединяются.

Так одним из объектов исследований российских глубоководных аппаратов «Мир-1» и «Мир-2» являются гидротермальные океанские поля. Это своего рода глубоководные «оазисы» со своим микроклиматом и фауной. У этих подводных оазисов есть и более звучное название — «черные курильщики», название которым дали клубы черного дыма, поднимающегося над вершинами «башен», высотой в десятки метров, сложенных из вулканических пород. Но на самом деле это не дым, а морская вода, проникающая в кипящие вулканические недра, смешавшаяся там с магмой и превратившаяся в пар (прил.3).

Но еще удивительнее другое. Температура этого дыма около 400 0 С. Вдобавок он ядовит, поскольку в его состав входят метан, свинец и многие другие вещества, несмотря на это «башни» покрыты толстым слоем организмов. Главная загадка в том, почему в столь экстремальных условиях все они не только живут, но и проявляют необыкновенную активность. Пока на этот счет есть только гипотезы.

Съемка на глубине 8-10 тысяч метров — задача не из легких. Однако человечество решило и эту задачу. Современные батискафы и глубоководные субмарины оснащены множеством камер, что дает возможность снимать трехмерное видео, а также для съемок используется мощнейшее осветительное оборудование, ведь на океанском дне царит кромешная темнота.

В 2007 году «Миры» первыми в мире достигли дна Северного Ледовитого океана на Северном полюсе. А кроме морей и океанов они исследовали также озера: российское озеро Байкал и Женевское озеро в Швейцарии.

3. Загадки и другие тайны.

Океан всегда притягивал человека своей неизвестностью. Несмотря на то, что в последние десятилетия океанография очень продвинулась в своем развитии, некоторым загадкам, связанным с океанскими глубинами, человек так и не нашел объяснения. Вот несколько интересных фактов о морских глубинах, которые вызвали моё любопытство и показались мне наиболее интересными.

3.1. Загадки Мирового океана.

Марианская впадина является самым глубоким местом на Земле относительно уровня моря. Ее глубина составляет более 11 тысяч метров, а давление на дне превышает атмосферное в 1100 раз! Казалось бы, в таких условиях жизнь невозможна, но некоторые факты говорят об обратном. Американские исследователи столкнулись с шокирующей ситуацией: глубоководный аппарат с металлическими стенами толщиной 15 сантиметров опускался на дно Марианской впадины. Как только он достиг крайней точки, исследователи услышали страшный скрежет. Аппарат начали тут же поднимать на поверхность. Увидев его, команда пришла в ужас: батискаф был сильно помят, в некоторых местах даже отстала краска, а трос, на котором его погружали (его толщина 20 сантиметров), был почти полностью перекушен. К сожалению, пострадавший борт не был оснащен камерами, и о причине столь серьезных повреждений можно только догадываться.

В 90-е годы прошлого столетия возникло множество легенд и невероятных историй о Марианской впадине: браконьеры рассказывали о том, что в этом месте часто видно свечение, мелькание огней, а иногда судно начинает буксовать, будто натыкаясь на что-то (прил.4).

Множество тайн и загадок таят в себе морские глубины. Ученые шутят, что подводный мир изучен хуже, чем обратная сторона Луны, и это действительно так: жизнь океана изучена человеком всего на пять процентов.

Загадочное место, именуемое Бермудским треугольником, располагается рядом с одноименными островами и Флоридой. Первыми жертвами загадочного места стали члены экипажа военного самолета в 1945 году. Пилоты до последнего выходили на связь с диспетчером и говорили, что на них надвигается «белая вода». Далее самолет бесследно исчез вместе с людьми, которые были на борту. Борт, направленный им на помощь, постигла та же участь. В общей сложности в Бермудском треугольнике исчезло около 50 военных и морских судов. В 80-е годы прошлого века случаи исчезновения стали гораздо реже (прил.5).

3.2. Другие тайны Мирового океана.

Множество тайн и загадок таят в себе морские глубины. Ученые шутят, что подводный мир изучен хуже, чем обратная сторона Луны, и это действительно так: жизнь океана изучена человеком всего на пять процентов.

Еще одно загадочное место нашей планеты, которое часто путают с Бермудским треугольником. Феномен этого места заключается в том, что вода здесь двигается по часовой стрелке, образуя гигантскую воронку. Кроме того, здесь часто можно увидеть миражи: например, солнце одновременно на востоке и на западе. Ранее мореходцы рассказывали, что здесь можно встретить плотоядные водоросли. Разумеется, таких хищников там нет, однако мелкие водовороты, вызванные сейсмической активностью, вполне могут вызвать крушение небольших судов (прил.6).

В Тихом океане есть место под названием Море дьявола, оно не отмечено ни на одной карте, однако известно всем мореплавателям, и суда стараются обходить его стороной. Здесь происходило и происходит большое количество кораблекрушений, часто внезапно возникают сильные бури, которые меняются зыбью. Участок океанского дна здесь сейсмически активен, часто и быстро происходит формирование вулканических островов. Кроме того, здесь очень высокая циклоническая деятельность: часто бушуют тайфуны и тропические циклоны (прил.7).

Это место располагается в Норвежском море. Феномен заключается в том, что ежедневно два раза в сутки здесь возникает водоворот, сила которого в сотни раз превышает силу обычных океанских течений. Интересно, что примерно раз в полгода водоворот внезапно меняет свое направление. Неопознанные подводные объекты В Персидском заливе есть место, где периодически возникают огромные светящиеся вращающиеся круги. Ранее ученые объясняли их появление свечением планктона, которое вызвано подводными землетрясениями. Однако эта теория не объясняет правильной формы светящихся объектов и исходящих от них ярких лучей (прил.8).

Глубины морей и океанов с незапамятных времен привлекали внимание ученых, особенно биологов. Они стремились узнать, существует ли жизнь в пучине океана, где царит вечная тьма, ледяной холод, а давление воды достигает многих сотен атмосфер.

4. Техника, помогающая изучать подводный мир.

Человек начал осваивать подводный мир еще в глубокой древности. Известны случаи, когда воины под водой выстраивали целые искусственные рифы для вражеского судна или же совершали другие мелкие шалости, например, обрезали якоря. Для дыхания они приспосабливали трубки и мешки с воздухом. Но такие устройства были неудобны — мешки постоянно всплывали на поверхность, да и воздуха в них вмещалось маловато. Потом, уже в наше время, частыми гостями морских глубин стали моряки-водолазы, затем к ним присоединились морские охотники, спортсмены, геологи, археологи, океанографы. С развитием науки и техники менялись, совершенствовались способы спуска человека под воду. История исследования морского дна — это в значительной степени история развития техники спуска на глубины.

Водолазный колокол — одно из самых древних приспособлений для спуска человека под воду. В прошлом это деревянный ящик без дна. При опускании такого ящика в воду в нем остается воздушный пузырь, в котором может находиться и дышать водолаз. Внутреннее воздушное пространство колокола позволяет водолазу некоторое время дышать и совершать активные действия – выходить или выплывать наружу для осмотра и ремонта подводной части судов, либо для поиска затонувших сокровищ. Выполнив работу, водолаз возвращается в колокол и устройство при помощи крана или лебедки поднимают на поверхность водоема (прил.9).

С помощью водолазного колокола в районе Балтийского моря следует упомянуть спасение в 1663 г свыше 50 орудий с затонувшего у Стокгольма шведского военного корабля “Ваза”. В дальнейшем водолазные колокола различных конструкций нашли широкое применение при спасательных работах и строительстве подводных сооружений. Их используют и в настоящее время. Водолазные колокола положили начало всем видам водолазной аппаратуры, работающей на сжатом воздухе. От водолазного колокола развитие пошло по двум направлениям. Плотное закрытие водолазного колокола снизу и снабжение воздухом при нормальном атмосферном давлении привели к появлению батисферы. С другой стороны, путем увеличения подачи воздуха, чем достигается выравнивание давления с окружающим давлением воды, удалось перейти к водолазным аппаратам, обладающим большой маневренностью под водой. В 1717 г английский астроном Хэлли предложил дополнительное снабжение водолазного колокола воздухом из погружаемых на глубину воздушных резервуаров. Затем родилась идея — уменьшить водолазный колокол до небольшого шлема, к которому сверху подается воздух. Одним из первых такое устройство предложил в 1718 г русский изобретатель-самоучка Ефим Никонов. Его шлем представлял собой прочный деревянный, обтянутый кожей, бочонок со смотровым окном. Воздух в него подавался по кожаной трубе. Во второй половине 18 века для водолазного дела стали применять воздушный насос, это помогло усовершенствовать устройства для погружения в воду.

Жесткий скафандр. В 1797 г на Одере под Врацлавом была испытана построенная Клингертом “водолазная машина”, а в 1819 г англичанин А.Зибе построил водолазный аппарат, состоящий из металлического шлема и прикрепленной к нему кожаной куртки с рукавами. В 1837 г Зибе окончательно отработал водолазный костюм, снабдив его привинчивающимся шлемом с дыхательным клапаном, который приводился в действие самим водолазом. Теперь костюм был цельным, а свинцовые башмаки и балласт обеспечивали достаточную устойчивость на дне. Зибе назвал этот водолазный костюм скафандром, таким образом, был создан прототип современного тяжелого водолазного снаряжения. Однако при всех достоинствах современного водолазного костюма ему присущи и серьезные недостатки: большой вес снаряжения и малая подвижность водолазов под водой, ненадежность шлангов подачи воздуха, большое сопротивление, оказываемое морскими течениями (прил.10).

Акваланг (прил.11).В настоящее время на глубинах до 90м используется водолазный костюм, выполненный из прорезиненной ткани. Он даёт возможность водолазу быть под водой подвижным, способным к любой работе. Так же используется акваланг, который представляет собой баллон со сжатым воздухом. Современный акваланг был изобретён в 1943 году известным французским исследователем Жак-Ивом Кусто в сотрудничестве с талантливым инженером Эмилем Ганьян. Акваланг произвёл революцию в изучении и освоении Мирового океана — человек почувствовал себя в чужой стихии совершенно свободным. За первым изобретением сразу последовали другие.

Акваланг позволяет находиться под водой от нескольких минут (на глубине около 40 м) до часа и более (на небольших глубинах). Спуски с аквалангом на глубины более 40 м не рекомендуются, так как вдыхание воздуха, сжатого до большого давления, может привести к азотному наркозу. У человека нарушается координация движений, мутится сознание (прил.12).

Для исследования моря на больших глубинах используют батисферы и батискафы. Батисфера — плавательное средство с экипажем на борту для разведки морских глубин. Батисфера была изобретена в США Отисом Бартоном и Уильямом Биби; у нее стальные стенки и окна-иллюминаторы из толстого закаленного стекла, через которые можно наблюдать подводную обстановку. Под воду она опускается с судна на тросе. Внутри шара помещаются 1—2 человека, запасы воздуха, научная аппаратура и телефон для связи с поверхностью. Максимальная глубина погружения, достигнутая с помощью батисферы в 1948 г., составляет 1360 м.Батисферу применяли в основном в 30-е годы XX в. Ее спускали с подводного судна на стальном тросе до глубин свыше 900 м (прил.13).

Батискаф — Батискаф был изобретен Огюстом Пикаром из Швейцарии и впервые применен в 1948 г. Он представляет собой батисферу, подвешенную под резервуаром-поплавком. Все это устройство может погружаться или оставаться на плаву, его движением можно управлять. Для горизонтального перемещения служат винты-пропеллеры. Несмотря на то, что прочность кабины рассчитана на давление морской глубины в 20 км, первые пробы спуска батискафа производились без экипажа. Глубина его опускания была 1380 м. Второй, более усовершенствованный, батискаф «Триест» совершил погружение уже на глубину 3150 м. А в 1954 г. погружение составило 4050 м. В январе 1960 г. Пикар вместе с Доном Уошем из ВМФ США опустились на батискафе «Триест» до глубины 10916 м (что примерно равняется высоте полета реактивных пассажирских самолетов) в Тихом океане (Марианская впадина близ о. Гуам). Этот рекорд пока никем не превзойден (прил.14).

Подводная лодка. На океанической поверхности балластные цистерны подводной лодки полны воздуха. При погружении открываются клапаны цистерн, выпуская содержащийся там воздух, а потом вода заполняет их через отверстие в днище лодки. Для того чтобы оказаться на поверхности, в верхнюю часть цистерн впрыскивают сжатый воздух под огромным давлением вытесняя воду. Как правило, на подводных лодках используют дизельные двигатели у поверхности воды и батареи на аккумуляторах при погружении на большие глубины. Атомные подводные лодки могут обходиться без дозаправки топливом месяцами. Пресная вода и кислород для экипажа добываются из моря. Самая первая на земле атомная подводная лодка под названием «Наутилус» была сделана в США в 1954 году, которая совершила путешествие через весь Северный полюс под кромкой льда. Аппаратура для исследования морских глубин в виде атомных подводных лодок остается популярна и по сей день.

Современные подводные лодки способны выдержать давление воды на больших глубинах погружения. Внутри прочный корпус разделен на отсеки переборками, что повышает живучесть корабля в случае течи. Глубина погружения — одна из главных характеристик подводного корабля. До первой мировой войны считалась достаточной 50-метровая глубина, так как позволяла подводной лодке укрыться и не быть обнаруженной противником. Позже, с увеличением глубины возрастала свобода движения, лодка становилась мобильнее. На сегодняшний день возможная глубина погружения лодок может составлять в среднем 700 м (прил.15).

Исследовательские суда. Базой всех проектов по изучению морских глубин являются исследовательские суда. Одним из них является «FS Poseidon». На его борту ученые всего мира недавно начали проверку автономного подводного аппарата SEAL 5000. В отличие от дистанционных аппаратов он абсолютно независим, не соединен кабелем и может создавать очень точные карты морского дна (прил.16, 17).

Непосредственную помощь в исследовании морских глубин оказывают немногочисленные морские суда. Но это не просто корабли, а плавучие обсерватории. В мире имеется всего несколько сотен больших исследовательских судов и за их экспедициями можно наблюдать через Интернет. Самое современное исследовательское судно в мире «Maria S. Merian». Спущено на воду в 2007 году. На борту судна может работать 20 ученых (прил.18). В их распоряжении лаборатория, оборудованная для самых разных исследовательских миссий. Это судно может идти 48 часов, не загрязняя воды.

5. Анализ данных социологического опроса. Анкета и её результаты.

В рамках данной темы я запланировал проведение социологического опроса с целью выяснения осведомленности одноклассников относительно аппаратов, которые использовались ранее и в настоящее время для исследования морских глубин.

Мною была составлена анкета, включавшая в себя следующие вопросы:

1. Какова значимость исследований Мирового океана?

2. Необходимо ли, по вашему мнению, дальнейшее освоение Мирового океана? а) да, конечно;

3. Как вы думаете, влияют ли знания, полученные в результате исследований Мирового океана и морского дна, на нашу жизнь? Каким образом?

Первые два вопроса этой анкеты позволяют оценить актуальность проблемы исследований Мирового океана, с точки зрения учащихся. После обработки ответов на эти вопросы я получил следующие данные: на вопрос №1:

— 35% опрошенных ответили — «очень высока»;

— 62% полагают, что высока;

— и всего 3% респондентов находят, что роль исследований Мирового океана в нашей жизни незначительна.

— 82% ответили: «Да, конечно»;

На основании полученных данных можно сделать вывод: роль программ по изучению морских глубин оценивается одноклассниками высоко, большинство опрошенных не сомневаются в необходимости дальнейших морских исследований.

Вопрос, в анкете под номером 3, в отличие от двух первых требовал самостоятельного ответа опрашиваемого и был направлен на выяснение степени осведомленности одноклассников о применении знаний, полученных в результате исследований морских глубин.

К сожалению, данный вопрос вызвал затруднения. Около 18% опрошенных дали ответ «Ничего не знаю». Ответы, данные на этот вопрос оставшимися 72%, были достаточно однообразны: возможность делать снимки морского дна его рельефов и разнообразной флоры и фауны, находящейся на больших глубинах, поиск затонувших кораблей и сокровищ, изучение степени загрязнения Мирового океана, вылов рыбы в промышленных масштабах и поиск новых форм жизни на больших глубинах.

Жюль Верн в своем увлекательном романе «20 000 миль под водой» на много десятилетий опередил своих современников. Миллионам людей всего мира гениальный фантаст открыл океан с его неисчислимыми богатствами. Глубины океана и в самом деле прячут бесценные сокровища, и Жюль Верн не сомневался, что придёт день, когда человек сумеет овладеть ими.

Сейчас морское дно таит в себе еще множество загадок и тайн, которые нам с вами только предстоит разгадать.

Без техники мы слепы в глубинах. Каждый новый вопрос требует новое оборудование. Исследования часто терпят неудачу из-за прерывания связи. Однако изобретательность не знает границ. Ученые, инженеры, механики и моряки входят в международные команды пытающиеся извлечь тайны из морских глубин. Бесчисленное множество специальных устройств и аппаратов опускается на морское дно в поисках ответов (прил.19).

Изучение Мирового океана имеет большое значение для поиска полезных ископаемых, рыболовства и судоходства.

Занимаясь этой работой, я узнал много интересной информации о морских тайнах и об аппаратах, которые использовались для изучения морских глубин ранее и в современности. Один из последних новых сконструированных подводных аппаратов для научных исследований был построен в 2012г. в Австралии и называет он «Джипси Челленджер», предназначенный для погружения на любые глубины Мирового океана. Продолжают вести свои исследования и все другие подводные аппараты, которыми располагают современные океанографы, в том числе и наши российские «Миры». Ведь океан хранит еще великое множество разных тайн которых хватит на целые поколения ученых. Может быть, океанографами станут кто-то из моих одноклассников?

П риложение 1. Тайны морского дна.

П риложение 2. Глубоководный аппарат «Челенджер».

П риложение 3. Глубоководный аппарат Мир-1.

Приложение 4. Марианская впадина.

П риложение 5. Бермудский треугольник.

П риложение 6. Саргассово море.

П риложение 7. Море дьявола.

П риложение 8. Водоворот Мальстрема.

Приложение 9. Водолазный колокол.

Приложение 10. Скафандр.

Приложение 11. Акваланг.

Приложение 12. Аквалангист.

Приложение 13. Батисфера.

Приложение 14. Батискаф.

Приложение 15. Подводная лодка.

Приложение 16. Исследовательское судно «FS Poseidon»

Приложение 17. Автономного подводного аппарата SEAL 5000

Приложение 18. Исследовательское судно «Maria S. Merian»

Приложение 19. Аппараты для исследования морских глубин.

1. Викторова И. перевод с английского «Юный исследователь. Подводный мир» — Москва, «РОСМЭН», 1994г.

2. Дерюгин К.К. «Человек покоряет глубины океана» — Москва: Наука, 1965г.

3. Журнал детская энциклопедия «Учёные под водой» — Москва, №3/2019

4. Энциклопедия для умников и умниц. Моря и океаны. — Москва, — издание на русском языке ООО «Издательская Группа «Азбука-Аттикус», 2012, Machaon

Просмотров работы: 1174

Как спутники используются для наблюдения за океаном?

Геостационарный оперативный спутник наблюдения за окружающей средой-16 (GOES-16) — первый из следующего поколения геостационарных метеорологических спутников NOAA. Среди множества задач этого спутника — сбор данных об океане и климате.

Спутники — прекрасные инструменты для наблюдения за Землей и большим голубым океаном, который покрывает более 70 процентов нашей планеты.Благодаря дистанционному зондированию со своих орбит высоко над Землей, спутники предоставляют нам гораздо больше информации, чем можно было бы получить только с поверхности.

С помощью спутников исследователи NOAA внимательно изучают океан. Информация, собранная со спутников, может рассказать нам о батиметрии океана, температуре поверхности моря, цвете океана, коралловых рифах, морском и озерном льде. Ученые также используют спутниковые системы сбора данных для передачи сигналов от наземных передатчиков исследователям в полевых условиях, что используется в таких приложениях, как измерение высоты приливов и миграции китов.Передатчики на спутниках также передают информацию о местоположении от аварийных маяков, чтобы помочь спасти жизни, когда люди терпят бедствие на лодках, самолетах или в отдаленных районах. Вот лишь некоторые из множества способов, которыми спутники помогают нам больше узнать о нашем океане:

Температура поверхности моря

Моделирование температуры поверхности моря из лаборатории геофизической гидродинамики.

Знание температуры морской поверхности может многое рассказать ученым о том, что происходит в океане и вокруг него.Изменения температуры влияют на поведение рыб, могут вызвать обесцвечивание кораллов и повлиять на погоду на побережье. Спутниковые изображения температуры поверхности моря также показывают закономерности циркуляции воды. Примеры включают в себя места апвеллинга, характеризующиеся холодными водами, поднимающимися из глубин, часто вблизи побережья; и теплые водные течения, такие как Гольфстрим. Наиболее часто используемым прибором для измерения температуры поверхности моря является прибор Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) на борту спутника NOAA / NASA Suomi NPP.Этот датчик ежедневно собирает новые данные, позволяя ученым составлять серии карт, на которых показаны изменения температуры поверхности моря во времени для разных регионов мира.

Цвет морской поверхности

также предоставляют информацию о цвете океана. Например, данные о цвете помогают исследователям определить влияние наводнений на побережье, обнаружить речные шлейфы и определить местонахождение цветений вредных водорослей, которые могут загрязнять моллюсков и убивать других рыб и морских млекопитающих.Данные о цвете океана со спутников позволяют нам не только определить, где формируется цветение водорослей, но и предсказать, где оно может дрейфовать в будущем. Очистные сооружения также используют прогнозы цветения водорослей, созданные NOAA, чтобы решить, когда изменить формулу очистки воды для борьбы с водорослями.

Изменение уровня моря

Карта общего изменения уровня моря с 1993 года.

Одним из наиболее значительных потенциальных последствий изменения климата является повышение уровня моря, которое может вызвать затопление прибрежных территорий и островов, эрозию береговой линии и разрушение важных экосистем, таких как водно-болотные угодья и мангровые заросли.Измерения спутникового радара высотомера можно комбинировать с точно известными орбитами космических аппаратов для измерения уровня моря в глобальном масштабе с беспрецедентной точностью. Измерение долгосрочных изменений глобального среднего уровня моря дает возможность проверить прогнозы глобального потепления климатическими моделями.

Картография

Поверхность океана выпирает наружу и внутрь, имитируя топографию дна. Неровности, слишком маленькие, чтобы их можно было увидеть, можно измерить с помощью радиолокационного высотомера на борту спутника.

Спутниковые снимки также можно использовать для картографирования объектов в воде, например коралловых рифов. Геология морского дна намного проще, чем геология континентов, потому что скорость эрозии ниже, а также потому, что континенты претерпевают многочисленные столкновения, связанные с открытием и закрытием океанических бассейнов. Несмотря на свою относительную молодость и геологическую простоту, большая часть этого глубокого морского дна остается малоизученной, потому что она замаскирована океаном. На сегодняшний день корабли нанесли на карту лишь небольшую часть морского дна.Но благодаря гравитации поверхность океана имеет широкие выпуклости и падения, имитирующие рельеф дна. Эти выпуклости и падения могут быть нанесены на карту с помощью очень точного радиолокационного высотомера, установленного на спутнике.

Погода

Ураган «Иван» 15 сентября 2004 г., до того, как он обрушился на побережье Мексиканского залива США.

Океан играет важную роль в регулировании погоды и климата на планете. Данные о погоде — это, пожалуй, наиболее известное приложение спутниковой технологии.Операционная метеорологическая спутниковая система NOAA состоит из двух типов спутников: геостационарные оперативные спутники окружающей среды (GOES) для краткосрочных прогнозов, предупреждений и наблюдений; и спутники на полярной орбите для долгосрочного прогнозирования. Оба типа спутников необходимы для обеспечения полноценной глобальной системы мониторинга погоды.

Отслеживание

Ученые NOAA Fisheries маневрируют помеченной морской черепахой к концу трапа для лодки.

Спутники, предоставляющие изображения окружающей среды, также могут использоваться совместно с другими организациями, которые получают данные от различных датчиков. Например, морские животные, такие как морские черепахи и ламантины, могут быть оснащены передатчиками, которые передают информацию об их местонахождении на орбитальные спутники. Подобная технология также используется для поиска и спасения людей.

8 удивительных фактов о самой глубокой части океана

Самая глубокая часть наших океанов, область от глубины 20 000 футов до самого дна самой глубокой морской впадины, известна как зона хадала. Он назван в честь Аида, подземного мира греческой мифологии (и его бога). Большая часть зоны хадала состоит из погружающихся желобов, образованных подвижными тектоническими плитами. На сегодняшний день идентифицировано около 46 хадальных местообитаний — около 41 процента от общего диапазона глубин всего океана и все же менее четверти 1 процента всего океана.Ученые все еще очень мало знают об этом загадочном и трудном для изучения регионе, но то, что мы узнали, поразительно.

1. НА ЛУНУ БЫЛО БОЛЬШЕ ЛЮДЕЙ, ЧЕМ ИССЛЕДОВАЛИ ГЛУБИНУ ХАДАЛА.

Чтобы дать некоторую перспективу, Эверест поместился бы внутри самой глубокой морской впадины на Земле, Марианской впадины, с запасом нескольких миль. Это помогает объяснить, почему его так редко исследовали — всего три человека когда-либо добрались до дна Марианской впадины: двое ученых на борту Trieste в 1960 году и кинорежиссер Джеймс Кэмерон в 2012 году.

Траншеи на глубине хадал настолько отдалены, что доставить оборудование или людей на такую ​​глубину чрезвычайно сложно. Это усугубляется тем фактом, что давление под водой на такой глубине — примерно 8 тонн на квадратный дюйм, примерно такое, как у 100 слонов, стоящих у вас на голове, — вызывает взрыв обычных инструментов.

Ученым, идущим так далеко вниз, требуется специальное оборудование, способное выдержать огромное давление, но даже оно может быть ненадежным. В 2014 году удаленная беспилотная субмарина Nereus стала последним в длинной череде исследовательских зондов, потерянных во время миссии.Nereus был построен Океанографическим институтом Вудс-Хоул (WHOI) и выполнил несколько новаторских миссий в зону хадала, в том числе в 2009 году, достигнув дна Марианской впадины. Но во время своей последней миссии в желобе Кермадек недалеко от Новой Зеландии субмарина взорвалась и развалилась, вероятно, из-за сильного давления воды. Вы можете увидеть некоторые кадры, на которых Нерей пробовал пробу морского дна Марианской впадины во время своей экспедиции 2009 года.

2. НЕОБХОДИМЫЕ ГЛУБИНЫ ИЗМЕРЕНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТНТ.

Чтобы измерить самые глубокие части океана, ученые используют зондирование бомбы — метод, при котором тротил бросают в траншеи, а эхо регистрируется с лодки, что позволяет ученым оценить глубину. Хотя ученые ставят под сомнение чувствительность метода, даже приблизительные результаты впечатляют: на данный момент, помимо Марианской впадины, еще четыре траншеи — Кермадек, Курило-Камчатский, Филиппинский и Тонга, все в западной части Тихого океана — имеют было идентифицировано как глубже 10 000 метров (32 808 футов).

3. ЖАК КУСТО ПЕРВЫМ СФотографировал Зону АДАЛЬ.

Первой экспедицией, взявшей пробы из зоны хадала, была новаторская экспедиция HMS Challenger , работавшая с 1872 по 1876 год. Ученым на борту удалось извлечь пробы с глубины 26 246 футов под океаном, но в то время это было невозможно подтвердите, действительно ли найденные ими останки животных жили на этой глубине или были просто останками морских существ из более высоких глубин океана, которые погрузились на эту глубину после смерти.Лишь в 1948 году шведское исследовательское судно Albatross смогло собрать образцы с высоты 25 000 футов, что доказало, что существа существовали на глубинах более 20 000 футов, а значит, зона хадалов была заселена.

Но только в 1956 году Жак Кусто сделал первую фотографию хадальной зоны. Кусто погрузил свою камеру на морское дно желоба Романш в Атлантическом океане на глубине около 24 500 футов, давая первое представление об этой ранее невидимой части океана.

4. МЫ ТОЛЬКО ПОДТВЕРДИЛИ САМОЕ ГЛУБОКОЕ ЗРЕНИЕ ЖИВОЙ РЫБЫ.

Изучение существ, которые выживают в зоне хадала, может быть очень сложной задачей. До 2008 г. большинство видов описывалось только по одной выборке, часто в плохом состоянии. (Один ученый охарактеризовал большинство образцов хадала как «сморщенные образцы в музеях».) В 2008 году, совершив огромный скачок к пониманию глубоководных существ, были зарегистрированы первые изображения живых организмов из зоны хадала. Японское исследовательское судно Hakuho-Maru развернуло спускаемый аппарат с наживкой в ​​Японском желобе в Тихом океане, став первым учёным, сделавшим изображения живых существ хадала на месте.Камера сделала снимки хадальной улитки (Pseudoliparis amblystomopsis), , которая считается наиболее распространенным видом на глубинах хадала. На изображениях неожиданно были запечатлены стаи активных рыб, питающихся крошечными креветками — опровергая представление о том, что рыба на такой глубине будет одиночными, медлительными существами, едва выживающими из жизни. В статье 2016 года была обнаружена живая рыба-улитка на глубине 26 722 фута — это самое глубокое подтвержденное наблюдение живого экземпляра.

5. НО МЫ НЕ ЗНАЕМ, НАСКОЛЬКО ГЛУБОКАЯ РЫБА МОЖЕТ ВЫЖИТЬ.

Недавние экспедиции, такие как проект HADES в Тихом океане, показывают, что рыба не водится ниже 27 560 футов. Но зона хадала простирается до 36 000 футов. Морской биолог из Уитмен-колледжа Пол Янси предполагает, что рыба достигает предела около 27 500 футов, потому что белки на такой большой глубине не могут строиться должным образом. Чтобы противодействовать этому, глубоководные рыбы разработали органическую молекулу, известную как оксид триметиламина, или ТМАО (эта молекула также придает рыбе «рыбный» запах), которая помогает белкам работать при высоком давлении.Мелководная рыба имеет довольно низкий уровень ТМАО, в то время как глубоководная рыба имеет все более высокий уровень. Янси предполагает, что количество ТМАО, необходимое для противодействия огромному давлению ниже 27 560 футов, будет настолько большим, что вода начнет бесконтрольно течь через их тела, убивая рыбу.

Однако ниже 27 560 футов существуют другие типы существ, такие как креветочно-хадальные амфиподы. Эти существа питаются отходами и трупами морских существ, которые спускаются сверху вниз, удивительно процветая на больших глубинах.

6. ТОННЫ ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ ЗАБЛОКИРОВАНЫ В ЗОНУ АДАЛЬ.

В 1970-е годы тонны токсичных фармацевтических отходов — эквивалент 880 Боинг-747 — были сброшены в траншею Пуэрто-Рико. В то время Пуэрто-Рико был крупным производителем фармацевтических препаратов, и сброс был разрешен в качестве временной меры, пока строился новый участок очистки сточных вод. Отсрочки неизбежно означали, что сброс отходов продолжался до 1980-х годов. Образцы, взятые со свалки, показали, что экосистемы были серьезно повреждены загрязнителями, при этом исследование 1981 года выявило «очевидные изменения в сообществе морских микробов в регионе, используемом для удаления отходов.”

7. ИЗУЧЕНИЕ ГЛУБОКОГО ХАДАЛА ПОМОГАЕТ НАШЕМУ ПОНИМАНИЮ, КАК ЖИЗНЬ МОЖЕТ ВЫЖИВАТЬ В КОСМОСЕ.

Существа, которые процветают в экстремальных условиях, таких как зона хадала, называются экстремофилами. Эти существа могут выдерживать очень низкие температуры, высокое давление и могут выжить при небольшом количестве кислорода или его отсутствии. Изучение этих необычных животных может дать ученым большое понимание, указав, как жизнь может существовать в космосе, где нет кислорода. Микроорганизмы, такие как Pyrococcus Ch2, были обнаружены в глубоководных жерлах, что дало ученым представление о типе жизни, которая могла существовать на таких планетах, как спутник Юпитера, Европа.

8. СУПЕРГИАНТЫ СУЩЕСТВУЮТ В ЗОНЕ ХАДАЛЬ.

Одно из самых увлекательных существ, обитающих в зоне хадала, — это загадочный сверхгигант, также известный как Alicella gigantea. Этот амфипод по крайней мере в 20 раз больше своих собратьев, живущих на мелководье. Это заставляет их звучать супер-захватывающе, пока вы не поймете, что они все еще крошечные существа, связанные со скромным бункером для песка — крошечным зверьком, которого часто можно увидеть выскакивающим из водорослей на пляже на высокой скорости.Самым крупным из когда-либо обнаруженных сверхгигантов была женщина длиной 13,4 дюйма, найденная в траншее в Тихом океане.

Самая глубокая часть океана

Карта Марианской впадины: Карта, показывающая географическое положение Марианской впадины в Тихом океане. Изображение из Справочника ЦРУ.

Измерение самой большой глубины океана

Глубина Челленджера в Марианской впадине — самая глубокая из известных точек в океанах Земли. В 2010 году Центр картографирования побережья и океана США измерил глубину Глубины Челленджера на 10 994 метра (36 070 футов) ниже уровня моря с расчетной точностью по вертикали ± 40 метров.Если гора Эверест, самая высокая гора на Земле, были размещены в этом месте, он будет покрыт более чем одной милей воды.

Первые измерения глубины в Марианской впадине были выполнены британским исследовательским судном HMS Challenger, которое в 1875 году использовалось Королевским флотом для исследования траншеи. Наибольшая глубина, которую они зафиксировали в то время, составляла 8 184 метра (26 850 футов).

В 1951 году еще одно судно Королевского флота, также названное «HMS Challenger», вернулось в этот район для дополнительных измерений.Они обнаружили даже более глубокое место с глубиной 10 900 метров (35 760 футов), определенное эхолотом. Глубина Челленджера была названа в честь корабля Королевского флота, который проводил эти измерения.

В 2009 году сонарное картирование, выполненное исследователями на борту космического корабля «Кило Моана», управляемого Гавайским университетом, определило, что глубина составляет 10 971 метр (35 994 фута) с потенциальной ошибкой ± 22 метра. Последнее измерение, проведенное в 2010 году, — глубина 10 994 метра (точность ± 40 метров), указанная в верхней части этой статьи, была измерена Центром картографирования прибрежных районов и океана США.

Карта Challenger Deep: Карта, показывающая расположение Challenger Deep на южной оконечности Марианской впадины, к югу от Гуама. Изображение NOAA изменено Kmusser и используется здесь под лицензией GNU Free Document License.

Исследование бездны Челленджера

Глубина Челленджера была впервые исследована людьми, когда Жак Пикар и Дон Уолш спустились в батискаф Триеста в 1960 году. Они достигли глубины 10916 метров (35 814 футов).

В 2009 году исследователи из Океанографического института Вудс-Хоул совершили самое глубокое погружение на беспилотном роботизированном автомобиле в Глубине Челленджера.Их роботизированный автомобиль Nereus достиг глубины 10 902 метра.

Землетрясение в Марианской впадине: Карта, показывающая расположение впадины Челленджера, эпицентра землетрясения в апреле 2016 года, а также направления относительного движения Тихоокеанской и Филиппинской плит. Карта USGS с аннотациями от Geology.com.

Подводный вулканический канал: По мере того как Тихоокеанская плита вдавливается в мантию и нагревается, вода в отложениях улетучивается, а газы выделяются по мере плавления базальта плиты.Эти газы мигрируют на поверхность, образуя ряд вулканических жерл на дне океана. На этой фотографии показаны выходящие газы и пузырьки, движущиеся к поверхности и расширяющиеся по мере подъема. Изображение NOAA.

Землетрясения в Марианской впадине

Марианский желоб расположен вдоль границы плит между Филиппинской и Тихоокеанской плитами. Тихоокеанская плита находится на восточной и южной стороне этой границы, а Филиппинская плита — на западной и северной сторонах этой границы.

Обе эти плиты движутся в северо-западном направлении, но Тихоокеанская плита движется быстрее, чем Филиппинская плита. Движение этих плит создает сходящуюся границу плит, потому что большая скорость Тихоокеанской плиты заставляет ее столкнуться с Филиппинской плитой. Это столкновение создает зону субдукции в Марианской впадине, когда Тихоокеанская плита опускается в мантию и под Филиппинскую плиту.

Это столкновение происходит с переменной скоростью вдоль изогнутой границы пластин, но среднее относительное движение находится в диапазоне десятков миллиметров в год.Периодические землетрясения происходят вдоль этой границы плиты, потому что спуск Тихоокеанской плиты в мантию не является плавным и равномерным. Вместо этого пластины обычно застревают из-за накопления давления, но с внезапными соскальзываниями, когда пластины перемещаются от нескольких миллиметров до нескольких метров за раз. Когда пластины скользят, возникают вибрации, которые проходят через земную кору как волны землетрясений.

По мере того, как Тихоокеанская плита опускается в мантию, она нагревается за счет трения и геотермического градиента.На глубине около 100 миль породы нагреваются до точки, при которой некоторые минералы начинают плавиться. Это плавление производит магму, которая поднимается к поверхности из-за ее более низкой плотности. Когда магма достигает поверхности, происходят извержения вулканов. Эти извержения сформировали дугу острова Мариана.

Температура-глубина | Ocean Networks Canada

План урока по теме

Плотность пресной и морской воды

Что это за датчик?

CTD — это сокращение от «Проводимость, температура и глубина». Однако это несколько вводит в заблуждение, поскольку это устройство фактически измеряет давление для расчета глубины. Кроме того, океанологи используют измерение проводимости в сочетании с температурой и давлением для расчета солености океана. И температура, и соленость используются океанографами в качестве оптимальных переменных для понимания океанических процессов.

Это устройство — один из наиболее распространенных инструментов, используемых океанографами, поскольку различия в солености, температуре и глубине являются основными параметрами, отличающими разные водные массы. CTD можно использовать для профилирования водоема несколькими способами. Например, CTD можно отправить через толщу воды (от поверхности к дну или от дна к поверхности) для создания вертикального профиля водной толщи. По мере того, как CTD опускается (или поднимается), он записывает, как изменяется вода, что позволяет исследователям видеть слои в водной толще.CTD также можно закрепить в определенном месте и на определенной глубине, что позволяет исследователям отслеживать свойства воды с течением времени. Например, CTD, зафиксированный на 100 метрах, может регистрировать изменение солености; это будет означать, что вода вокруг CTD изменилась, возможно, из-за приливов, апвеллинга или других факторов. Наконец, CTD можно протянуть через воду, чтобы определить горизонтальные отклонения.

Как работает CTD?

Каждый компонент CTD выполняет разные измерения, и эти измерения часто обрабатываются с помощью компьютерного программного обеспечения для создания определенных параметров.Например, CTD измеряет проводимость, температуру и давление и преобразует их в меру солености. Все переменные доступны исследователям, если они хотят работать с необработанными данными или использовать измерения для других целей. CTD можно забрасывать сбоку от корабля для создания вертикального профиля (переменная в зависимости от глубины) или фиксировать на определенной глубине для создания горизонтального профиля (переменная в зависимости от времени), в зависимости от того, какие измерения хочет собрать исследователь.

Каждый компонент функционирует по-своему, и он указан ниже:

Электропроводность

Электропроводность — это мера способности воды проводить электрический ток.Чистая дистиллированная вода — очень плохой проводник и, следовательно, будет иметь низкую проводимость. Когда природные минералы, такие как соли, растворяются в воде, некоторые ионы проводят электричество. Электропроводность используется для определения количества неорганического материала, растворенного в воде, и измеряется с помощью электродов. Измеряемая проба воды проходит между двумя пластинами, и между этими пластинами проходит ток. Растворенные неорганические ионы, такие как соли и другие минералы, будут проводить электрический ток от одной стороны зонда к другой.В зависимости от сопротивления отбираемой воды исследователи могут определить количество растворенных солей, присутствующих в воде. Посредством расчетов измерения солености могут быть получены на основе проводимости, температуры и давления.

Температура

Температура измеряется специальным датчиком температуры, называемым термистором или резистивным датчиком температуры. В отличие от стандартного классного термометра, который дает показания при тепловом сжатии или расширении жидкости, термисторы измеряют температуру, обнаруживая изменения в электрическом сопротивлении металла.Различные металлы будут по-разному сопротивляться электрическому току при разных температурах, поэтому изменение измеренного напряжения будет отражать температуру. По металлической проволоке пропускают ток и измеряют сопротивление. Используя коэффициенты преобразования, это изменение можно использовать для определения температуры воды с чрезвычайно высокой степенью точности.

Давление

Давление измеряется манометром. Манометры работают по принципу, согласно которому небольшой моток проволоки или трубка с жидкостью сжимается или меняет форму в зависимости от внешнего давления, оказываемого на этот манометр.В океане давление и глубина напрямую связаны, поэтому величину давления, оказываемого на манометр, можно использовать для определения глубины чтения. Датчики давления в стационарных CTD настолько чувствительны, что могут точно измерять приливные циклы — чередование приливов и отливов каждые 24 часа — или даже волны, чередующиеся гребни и впадины на временной шкале в несколько секунд.

Плотность

Плотность, как и соленость, не является прямым измерением, а рассчитывается на основе других параметров, полученных в результате измерений CTD.Аномалия плотности (обозначенная сигма T) морской воды рассчитывается на основе солености (рассчитанной на основе проводимости) и температуры воды, поскольку они являются движущими факторами плотности. По мере снижения температуры и увеличения солености плотность морской воды будет увеличиваться. Плотность — важная переменная в океанографии, поскольку плотность воды может быть важным фактором в способности воды поглощать или удерживать другие питательные вещества, такие как кислород. Чтобы сконцентрироваться на наиболее значимых цифрах, мы часто вычитаем 1000 из плотности в килограммах на кубический метр и обозначаем это как Sigma (σ = плотность — 1000).

Простое соотношение, которое поможет вам запомнить: Как соленость ↑ и температура ↓ = ↑ в плотности

Как появятся данные?
Какие единицы используются?

• Электропроводность: сименс на метр (См / м)
• Соленость: Практическая единица солености (PSU)
• Температура: Цельсия (° C)
• Давление: децибары (децибары)
• Глубина: метры (м)
• Плотность: килограммы на кубический метр (кг / м 3 )

Электропроводность

Электропроводность измеряется в сименсах на метр (См / м), то есть проводимость вещества.Электропроводность — это способность объекта пропускать или проводить электрический ток. Когда электрический ток пропускается через образец воды, его проводимость измеряется в См / м. Как правило, чем выше проводимость, тем больше растворенных солей содержится в данном образце и, следовательно, тем выше соленость.

Соленость

Соленость — это количество растворенных в воде солей. Соленость обычно определяется как отношение измеренной проводимости к удельной известной концентрации растворенных ионов.Формально соленость выражалась в ppt (части на тысячу, т. Е. Граммы растворенных солей на килограмм морской воды), но PSU (практические единицы солености) считается более точным, поскольку он учитывает больше переменных. PSU и ppt почти одинаковы и могут считаться разумным приближением друг к другу.

Температура

Температура измеряется в градусах Цельсия (° C) и теперь может быть определена с точностью до 3 знаков после запятой. Показания температуры будут сильно зависеть от того, где измеряет CTD в океане.По мере увеличения глубины температуры становятся холоднее. В более высоких широтах морская вода холоднее, а в более низких широтах теплее. Фиксированные CTD обнаруживают изменения температуры, которые указывают на изменения водных масс.

Давление

Давление измеряется в децибарах, что почти соответствует глубине в метрах. Например, 550 децибаров можно разумно приблизить к 550 метрам глубины.

Плотность

Плотность выражается в килограммах на кубический метр (кг / м 3 ).Плотность обычно увеличивается при понижении температуры и повышении солености. Теплая пресная вода будет иметь меньшую плотность, чем холодная соленая. Когда CTD находится в фиксированном положении, колебания плотности обычно отражают изменение водной массы. Например, приток воды с низкой плотностью может указывать на то, что в воду был добавлен большой объем пресной воды (т. Е. Сток из большой реки) рядом с мелководным CTD.

Каков нормальный диапазон для этих данных?
Какие переменные влияют на это?

Краткая общая справка:

32–37 PSU

Электропроводность	5 См / м
Соленость
Температура	Зависит от местоположения и глубины
Давление	Зависит от глубины и колеблется в зависимости от приливного цикла
Плотность	1020–1035 кг / м 3

Подробное описание диапазонов данных

Переменные и тенденции, влияющие на данные CTD, и их общее значение обсуждаются ниже.Каждая переменная сама по себе может иметь ограниченное влияние на океан, но показанные в тандеме с другими данными, они могут помочь исследователям получить «общую картину» океанических условий.

Электропроводность

Электропроводность может изменяться в зависимости от количества растворенных твердых частиц в пробе воды, но также существует очень небольшая зависимость от температуры и давления. Как правило, проводимость одной водной массы будет постоянной. Изменения проводимости могут указывать на изменение водной массы или приток солей или других минералов, возможно, вызванные сезонными изменениями, загрязнением или другой деятельностью.

Переменные, влияющие на проводимость: Температура (проводимость всегда корректируется до 25 ° C), давление (повышенное давление очень незначительно увеличивает проводимость) и растворенные неорганические соединения (соли).

В данных вы можете заметить сезонные изменения солености по мере добавления или удаления пресной воды из окружающей морской воды. На мелководье вы можете заметить изменения солености, которые могут быть связаны с атмосферными изменениями, такими как солнечная радиация, дождь или испарение.Этот вывод можно подтвердить данными метеостанции.

Соленость

Соленость — это мера общего количества солей, растворенных в воде. Животные и растения приспособлены к определенному диапазону солености, и увеличение или уменьшение солености может на них негативно повлиять. В разных средах будет «нормальный» уровень солености, и сезонные изменения не редкость. Например, в районах возле ручьев и рек может наблюдаться изменение солености, поскольку весенний сток увеличивает количество пресной воды, поступающей в воду.В полярных широтах замерзающий лед выталкивает соль изо льда, увеличивая соленость окружающей воды; Конечно, верно и обратное, поскольку айсберги тают, затем добавляется большой объем пресной воды и уменьшается соленость.

Переменные, влияющие на соленость: Температура, давление, испарение, замерзание, приток пресной воды.

В данных вы можете заметить сезонные изменения солености по мере добавления или удаления пресной воды из окружающей морской воды. На мелководье вы можете заметить изменения солености, которые могут быть связаны с атмосферными изменениями, такими как солнечная радиация, дождь или испарение.Этот вывод можно подтвердить данными метеостанции.

Расширенное объяснение

Электропроводность и соленость

Разные растения и животные адаптировали разные толерантности к разным уровням солености, и изменения солености могут отрицательно повлиять на них. Соленость может меняться в зависимости от количества осадков, перемешивания или испарения воды в этом районе. Например, когда вода испаряется из-за солнца или ветра, это может вызвать повышение уровня солености.Точно так же в полярных широтах, где низкие температуры превращают пресную воду в лед, это может вызвать повышение уровня солености в окружающих водах. Приток пресной воды, такой как дождь, таяние льда или ручьи и реки, может вызвать снижение уровня солености.

Температура

Температура очень зависит от глубины и местоположения (т. Е. Широты). На мелководье температура воды будет зависеть от атмосферных условий. В некоторых глубоких местах на температуру могут влиять местные геологические процессы, такие как вулканы, но, как правило, будет очень холодно и почти замерзнуть.Широта также повлияет на температуру, поскольку в тропических широтах температура будет значительно выше, чем в полярных.

Переменные, влияющие на температуру: Местоположение, глубина и атмосферные взаимодействия (например, солнечная радиация)

В данных вы можете заметить обратную зависимость между температурой воздуха и воды. Вы также можете заметить колебания температуры, которые могут быть связаны с солнечным излучением или температурой воздуха.

Расширенное объяснение

На температуру могут сильно влиять атмосферные условия, местоположение и глубина.Например, солнечная радиация и температура воздуха могут напрямую влиять на температуру воды на мелководье и могут быть связаны с сезонными атмосферными условиями. Поскольку холодная вода более плотная, чем теплая, чем она холоднее, тем глубже погружается. Таким образом, чем глубже погружается в океан, тем холоднее становится. Самая холодная морская вода образуется на поверхности океана в самых высоких широтах Северного Ледовитого и Антарктического океанов. Морская вода очень слабо сжимаема, и на самых больших глубинах океана (т.е. > 3000 м) наблюдается небольшое увеличение эффективной температуры из-за сжатия. Это всего лишь очень небольшая поправка, которую необходимо учитывать при сравнении глубоководных масс.

Вода имеет более высокую теплоемкость, чем воздух, и поэтому для ее нагрева или охлаждения требуется гораздо больше времени. В прибрежных районах такое же атмосферное нагревание заставит землю нагреться на много градусов, в то время как океан нагреет только несколько. Точно так же зимой земля остывает быстро, а океану нужно много времени, чтобы остыть.Например, температура открытой воды нередко бывает ниже температуры воздуха летом и выше температуры воздуха зимой. Это явление объясняет, почему в прибрежных районах обычно более мягкая зима и более прохладное лето (морской климат), в то время как внутренние районы (например, канадские прерии) имеют гораздо большую изменчивость между летом (жарким) и зимой (холодным и сухим). Морская вода имеет тенденцию медленно поглощать энергию в течение лета и выделять ее зимой. Это, в свою очередь, может повлиять на погодные условия в этом районе.

Давление

Давление изменяется в зависимости от количества и плотности (общего веса) воды над датчиком. В суточных изменениях давления преобладают изменения уровня моря из-за приливов и отливов.

В данных вы можете заметить ежедневные изменения приливов в виде постоянного увеличения и уменьшения давления. На западном побережье у нас есть полусуточный прилив, который приводит к 2 приливам разной высоты и 2 отливам разной высоты каждый день. Данные о давлении будут отражать прилив-прилив, отлив-отлив, прилив-отлив и прилив-отлив.

Плотность

Плотность зависит от температуры, солености и давления. Более холодная и соленая вода будет иметь большую плотность, чем теплая или пресная. Морская вода также очень слабо сжимаема, поэтому плотность воды становится немного выше, поскольку она опускается очень глубоко в океан (> 3000 м).

Переменные, влияющие на плотность: Температура, соленость и давление.

В данных о прибрежной зоне океана вы можете заметить изменения плотности, вызванные увеличением пресной воды.Эти данные могут быть объединены с данными метеорологической станции или профилографа льда.

Расширенное объяснение

Изменения плотности прибрежной (мелкой) морской воды будут отражаться в изменении температуры и солености. На мелководье вы можете заметить, что плотность гораздо более изменчива, чем в глубоких местах. Это связано с большими колебаниями солености и температуры верхнего слоя океана.

Глубина также играет роль в плотности, если CTD не находится в фиксированном месте.Когда CTD закреплен на месте, плотность является результатом зависимости между температурой и соленостью.

Идеи для изучения в классе

Этот раздел призван вдохновить вас и ваших учеников на изучение различных способов доступа, записи и интерпретации данных. Эти предложения можно использовать «как есть» или можно свободно изменять в соответствии с вашими потребностями. Их также можно использовать для обсуждения и идей или в качестве потенциальных отправных точек для проектов.

• Ежедневно фиксируйте температуру и соленость.Следите за появлением сезонных тенденций. Спросите, отражаются ли атмосферные изменения в данных о воде одновременно, или есть задержка?
• Сравните показания CTD после определенных атмосферных явлений. Например, меняются ли данные во время или после сильного дождя?
• Сравните местные показания CTD с показаниями в других местах. Будет ли одно предсказывать тенденцию другого или предшествовать ему?

Идеи для проектов

В этом разделе содержатся предложения по долгосрочным проектам, которые могут быть интересны вам и вашим ученикам с использованием данных.Эти проекты могут потребовать поддержки из нескольких источников данных, экспертов в данной области или дополнительных экспериментов.

• Сравните данные и узнайте о взаимосвязи между другими сезонными тенденциями. Например, во время миграции рыб есть ли тенденция в данных? Наблюдаются ли отличия в успешные годы от неудачных?
• Сравните данные за несколько лет. Можно ли определить сезонный или годовой тренд? Можно ли связать эту тенденцию с чем-то, используя дополнительные данные, анекдотические свидетельства или и то, и другое?
• Сравните несколько станций, используя одни и те же переменные.

Распространенные заблуждения или сложные элементы концепции

Этот раздел предназначен для того, чтобы помочь вам предугадать, где учащиеся могут столкнуться с трудностями при использовании сложных элементов концепции или идей. Мы заметили контент, который может потребовать дополнительной поддержки для полного понимания учащимися, или контент, который может привести к неправильным представлениям.

• В игру могут играть несколько факторов. Например, на соленость могут одновременно влиять атмосферные испарения и приток пресной воды.
• Хотя проводимость используется для определения солености, а давление — для определения глубины, они не являются исключительными для этих измерений. Например, исследователь может захотеть узнать проводимость и соленость, чтобы сравнить их и прийти к разным выводам.
• На отношения между этими переменными могут влиять и другие факторы; они не исключают друг друга. CTD-оборудование
• часто также содержит другие датчики, чтобы эти данные можно было использовать совместно и сравнивать с данными CTD.Например, флуорометры и датчики растворенного кислорода часто входят в состав CTD-устройства. Данные
• CTD будут отличаться в зависимости от , как они собираются. Например, стационарные CTD будут отбирать воду с течением времени, в то время как CTD, которые перемещаются вверх и вниз в толще воды, будут отбирать воду в вертикальном направлении во время движения.

.

Какую часть океана мы исследовали?

Оишимая Сен Наг, 27 августа 2018 г., журнал Environment

Большая часть океана не исследована.

6.Какая часть океана еще не исследована?

Несмотря на то, что люди исследовали и нанесли на карту большие части планеты Марс и Луны в космическом пространстве, до сих пор исследована лишь небольшая часть Мирового океана. Говорят, что людям удалось исследовать только около 5% дна океана. Остальные 95% океана до сих пор остаются загадкой. Почему исследование морских глубин является такой сложной задачей, которую некоторые эксперты считают более сложной, чем исследование космических объектов? Фактически, больше людей ступили на поверхность Луны, чем нырнули в глубины Марианской впадины в Тихом океане, одной из самых глубоких частей Мирового океана.

5. Почему так важно исследование океанов?

Океаны занимают 70% общей площади поверхности Земли и более 90% жизненного пространства на планете.Фактически, все виды наземной фауны являются исключением в мире океанических существ. Океаны влияют на климат и погодные явления на суше, и большое количество океанической флоры и фауны являются важными источниками пищи для людей. Океаны позволяют перемещаться между континентами и странами мира, и около половины населения мира проживает в прибрежной зоне. Таким образом, понимание Мирового океана чрезвычайно важно для нас. Изменения в океанах Земли будут напрямую влиять на нашу жизнь на суше, и поэтому нам необходимо обнаруживать такие изменения как можно раньше.Помимо расширения наших знаний об океанах для нашей безопасности и экономических выгод, исследование дна океана также удовлетворит любопытный человеческий разум и нашу жажду познания неизвестного.

4.Тайны глубокого моря

Ученые и исследователи считают, что в глубинах Мирового океана еще предстоит разгадать множество загадок. Например, в океане расположены величественные подводные водопады, высота которых часто превышает высоту водопада Анхель 3212 футов, самого высокого водопада на Земле. Кроме того, на дне океана есть озера с глубиной более 300 футов. Считается, что эти озера являются хозяевами видов, которых нет ни в какой другой части океана.Морское дно также сильно волнисто в ряде мест с горными хребтами и долинами. Подсчитано, что на морском дне есть долины, более глубокие, чем в Гранд-Каньоне. Существует также невероятное разнообразие морских существ, которые еще предстоит обнаружить и классифицировать. Самое удивительное в морской жизни — это невероятное биоразнообразие океанической экосистемы. Об этом свидетельствует тот факт, что 297 новых видов морских существ были обнаружены на единственной колонне вулканической породы в океане.

3.Проблемы, с которыми сталкиваются при исследовании глубокого моря

Исследование морских глубин — это очень сложный вид деятельности, требующий сложного оборудования, больших бюджетов, смелого и опытного персонала и разрешений от правительств на национальном и международном уровнях.

Глубоководные водолазы сталкиваются с рядом угроз, таких как неблагоприятные физиологические последствия высокого давления воды, угрозы со стороны странных и опасных морских существ, выход из строя водолазного оборудования и т. Д.Температуры на дне океана также сильно различаются. В определенном месте может быть почти замерзание, в то время как присутствие гидротермальных источников в других местах может поднять температуру океана до 400 градусов по Цельсию. Видимость часто плохая на больших глубинах океана и преобладает кромешная тьма. Такие качества морских глубин подвергают экстремальному стрессу как дайверов, так и глубоководные аппараты. Даже небольшая трещина в корпусе подводного аппарата может привести к тому, что он треснет, как бумажный стаканчик, на большой глубине в океане.

2. Какая часть океана исследована к настоящему времени?

Некоторые эксперты считают, что утверждение о том, что только 5% дна океана было нанесено на карту, а 95% дна не нанесено на карту, не совсем верно.Фактически, все дно океана было нанесено на карту с максимальным разрешением приблизительно 5 км, что означает, что были нанесены на карту все элементы дна океана, размер которых превышает 5 км. Однако верно то, что полное и подробное картирование дна океана все еще отсутствует. В случае Венеры 98% поверхности планеты нанесено на карту с разрешением около 100 метров. Однако только от 10% до 15% дна океана было нанесено на карту с этим разрешением.

В отличие от наземных объектов, которые наносятся на карту с помощью радара, передаваемого со спутников, океанское дно необходимо измерять другими способами.Океанская вода блокирует радиоволны, что делает измерения неточными. Однако можно измерить высоту морской поверхности с помощью спутников. Используя сложные математические вычисления, если можно вычесть изменения высоты поверхности океана из-за волн и приливов, можно точно измерить падения и неровности поверхности океана, на которые влияют ландшафты на дне океана. Например, в местах с большими горами на морском дне небольшое увеличение местной силы тяжести из-за массы горы будет притягивать морскую воду, образуя небольшой бугорок над объектом.Это увеличит высоту поверхности моря в таких местах.

1.Технологии будущего для исследования океанов

В настоящее время необходим переход от спутниковой технологии к гидролокатору для более детального картирования дна океана. Современные системы обнаружения сонара могут создавать карты дна океана с разрешением около 100 метров. С помощью этой технологии было нанесено на карту от 10% до 15% дна океана. Однако для обнаружения объектов и объектов на морском дне с еще большим разрешением, гидролокатор должен выполнять обнаружение с более близкого расстояния к морскому дну.В этом отношении могут быть полезны подводные аппараты или буксируемые инструменты.

Что происходит в океане?

Краткий ответ:

Океан покрывает около 70 процентов поверхности Земли. Океан играет большую роль в окружающей среде Земли. Одна из его главных ролей — поглощать энергию (тепло) и более равномерно распределять ее по Земле. Океан также помогает поглощать CO2 Земли.

Почему океан так важен?

Ведь мы живем на суше.

Но наш мир — это водный мир. Океан покрывает 70% поверхности Земли. Средняя глубина океана составляет около 2,7 миль. В некоторых местах океан глубже, чем высокие горы! Океан содержит около 97% всей воды на Земле.

Океан играет главную роль во всем, что происходит с окружающей средой. Одна большая часть его роли — поглощать энергию (тепло) и более равномерно распределять ее по Земле. Другая часть предназначена для поглощения CO ₂ .

Как океан впитывает энергию?

Как водный шар может рассказать нам об изменении климата? Посмотрите это видео и узнайте.

Посмотрите это видео, чтобы узнать, что водный шар может рассказать нам об изменении климата на Земле?

Океан отлично поглощает избыточное тепло из атмосферы. В нескольких верхних метрах океана хранится столько же тепла, сколько во всей атмосфере Земли. Итак, когда планета нагревается, большую часть дополнительной энергии получает океан.

Но если океан становится слишком теплым, растения и животные, живущие в нем, должны адаптироваться — или погибнуть.

В океане все существа зависят от поставок планктона (крошечные растения и животные) в нижней части пищевой цепи.

Водоросли и планктон находятся в нижней части пищевой цепи. Планктон включает в себя множество различных видов крошечных животных, растений или бактерий, которые просто плавают и дрейфуют в океане. Другие крошечные животные, такие как криль (вроде креветок), питаются планктоном.Крилем питаются рыбы и даже киты и тюлени. В некоторых частях океана популяции криля сократились более чем на 80 процентов. Зачем? Криль любит размножаться в очень холодной воде возле морского льда. Что было бы, если бы не было морского льда? Что бы произошло, если бы планктона или криля было очень мало? Вся пищевая сеть может распутаться.

Коралл — еще одно океанское существо, попавшее в беду. Коралл — очень хрупкое животное, которое строит вокруг себя оболочку. Он живет в гармонии с определенным видом разноцветных водорослей.Водоросли производят пищу, используя солнечный свет, этот процесс называется фотосинтезом. Они делятся пищей с кораллами, и, в свою очередь, кораллы дают водорослям безопасное и солнечное место для жизни. Эти двое прекрасно ладят, живя в чистых, прозрачных, мелководных водах, где ярко светит солнце. Рыбы тоже любят кораллы, потому что для них есть множество укромных уголков и закоулков.

Но водоросли не могут осуществлять фотосинтез в слишком теплой воде. Водоросли либо умирают, либо коралл их выплевывает.Ученые не уверены, что именно происходит, но это плохо для водорослей, кораллов и рыб. Кораллы теряют свои красочные источники пищи и становятся слабыми. Это печальное событие называется обесцвечиванием кораллов, и оно происходит с размахом во многих местах по всему миру.

Как океан поглощает CO ₂ ?

Рыбы и другие животные в океане дышат кислородом и выделяют углекислый газ (CO ₂ ), как и наземные животные. Океанские растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород, как наземные растения.Океан отлично поглощает CO2 из воздуха. Он поглощает около четверти углекислого газа, который мы, люди, создаем, когда сжигаем ископаемое топливо (нефть, уголь и природный газ). Если бы не океан, у нас были бы еще худшие проблемы из-за слишком большого количества CO ₂ .

Океан поглощает углекислый газ из атмосферы везде, где воздух встречается с водой. Ветер вызывает волны и турбулентность, давая воде больше возможностей для поглощения углекислого газа.

Однако за океан и все, что в нем есть, приходится платить.Океан становится более кислым.

Что это значит? Жидкости бывают кислотными или щелочными. Каждая жидкость падает где-то по шкале с кислотой на одном конце и щелочью на другом.

Обычно океанская вода менее кислая, чем пресная. К сожалению, по мере того как океан поглощает все больше и больше углекислого газа из атмосферы, он становится более кислым. Лимонный сок является примером кислой жидкости. Зубная паста щелочная. Океан слабощелочной.

Однако, когда океан поглощает много СО2, вода становится более кислой.Щелочность океана очень важна для поддержания хрупкого баланса, необходимого животным — таким как мидии на этой картинке — для создания защитных раковин. Если вода слишком кислая, животные не смогут сделать прочный панцирь. Кораллы также могут пострадать, поскольку их скелеты сделаны из того же материала, напоминающего раковины.

Как океан влияет на климат?

Одним из способов воздействия океана на климат в таких местах, как Европа, является перенос тепла на север в Атлантический океан.На севере холодная вода в северной части Атлантического океана опускается очень глубоко и распространяется по всему миру. Тонущая вода заменяется теплой водой у поверхности, которая движется на север. Ученые называют это Великим океаническим конвейером. Тепло, переносимое на север, помогает сохранять теплее Атлантический океан зимой, что также согревает соседние страны.

миссий НАСА, которые очень точно измеряют холмы и долины в океане, а также изменения уровня моря, помогают ученым понять, что происходит с океанскими течениями.

«Великая конвейерная лента океана» относится к основным океанским течениям, которые перемещают теплую воду от экватора к полюсам и холодную воду от полюсов обратно к экватору.

Что делает соль в океане?

Пресная вода имеет более низкую соленость (соленость), чем вода в устье, где океанская вода смешивается с речной водой. Сам океан самый соленый из всех.

Количество соли в океанской воде также влияет на течения. Более соленая вода тяжелее менее соленой.Когда соленая вода океана замерзает, лед больше не может удерживать соль. Вместо этого соль смешивается с водой внизу, делая ее более соленой и тяжелой. Ледники, наземный лед и айсберги состоят из пресной воды, так что же происходит, когда этот лед тает? Хороший вопрос!

Конвейерная лента Великого океана переносит более теплую, менее соленую воду от экватора к полюсам и более холодную и соленую воду от полюсов обратно к экватору. Более холодная и очень соленая вода тяжелее более теплой и менее соленой воды.

Вода в Северной Атлантике тонет, потому что она холодная, но также потому, что она соленая. Из-за того, что он холодный и соленый, он действительно тяжелый, поэтому он может тонуть очень далеко. Но если в Северной Атлантике растает слишком много льда, вода может стать менее соленой. Если это произойдет, как насчет конвейерной ленты Ocean? Перестанет ли это нагревать Северную Атлантику? Может ли Европа стать действительно холодной? Ученые говорят, что это кажется маловероятным, но спутники НАСА внимательно следят за таянием льда и океанскими течениями, чтобы попытаться лучше понять эту сложную систему.

Источник