Мировой океан химический состав

Мировой океан и химический состав вод Мирового океана

Мировой океан (океаносфера) — единая непрерывная водная оболочка Земли, которая включает океаны и моря. В настоящее время выделяют пять океанов: Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый (Арктический по зарубежным классификациям) и Южный (Антарктический). Согласно международной классификации, насчитывается 54 моря, среди которых выделяют внутренние и окраинные. Объем вод Мирового океана составляет 1340-1370 млн. км 3 . Объем суши, поднимающейся над уровнем моря, составляет 1/18 объема океана. Если бы поверхность Земли была совсем ровной, океан покрывал бы ее слоем воды в 2700 м. Воды Мирового океана составляют 96,5% объема гидросферы и покрывают 70,8% поверхности планеты (362 млн. км 2 ). Благодаря огромной водной массе Мировой океан оказывает большое влияние на тепловой режим земной поверхности, выполняя функции планетарного терморегулятора.

Химический состав вод Мирового океана. Морская вода — особый тип природных вод. Формула воды Н2_О верна и для морской воды. Однако помимо водорода и кислорода в морской воде содержатся 81 из 92 встречающихся в естественных условиях элементов (теоретически в морской воде могут быть найдены все существующие в природе элементы таблицы Менделеева — pppa.ru). Большинство из них находится в чрезвычайно малых концентрациях. В 1 км 3 морской воды содержится около 40 т растворенных твердых веществ, которые определяют ее важнейшее свойство — соленость. Соленость выражается в промилле (0,1%) и ее средняя величина для океанских вод равна 35‰. Температура воды и соленость определяют плотность морской воды.

Основные из них, входящие в состав морской воды, приведены ниже.

1. Твердые вещества, составляющие в среднем 3,5% (по массе). Больше всего в морской воде содержится хлора (1,9%), т.е. более 50% всех растворенных твердых веществ. Далее следуют: натрий (1,06%), магний (0,13%), сера (0,088%), кальций (0,040%), калий (0,038%), бром (0,0065%), углерод (0,003 %). Главные растворенные в морской воде элементы образуют соединения, основные из которых: а) хлориды (NaCl, MgCl) — 88,7%, которые придают морской воде горьковато-соленый вкус; б) сульфаты (MgSO₄, CaSO₄, K₂SO₄) — 10,8%; в) карбонаты (СаСО₃) — 0,3%. В пресной воде наоборот: больше всего карбонатов (60,1%) и меньше всего хлоридов (5,2%).
2. Биогенные элементы (питательные вещества) — фосфор, кремний, азот и др.
3. Газы. В морской воде содержатся все атмосферные газы, но в иной пропорции, чем в воздухе: преобладает азот (63%), который в силу своей инертности не участвует в биологических процессах. Далее следуют: кислород (около 34%) и углекислый газ (около 3%), присутствуют аргон и гелий. В тех морских районах, где отсутствует кислород (например, в Черном море), образуется сероводород, который в атмосфере при нормальных условиях отсутствует.
4. Микроэлементы, присутствующие в малых концентрациях.

Географические закономерности распределения температуры воды и солености

Общие закономерности горизонтального (широтного) распределения температуры и солености на поверхности Мирового океана показаны на рисунках.

Среднегодовая температура (°С) поверхности Мирового океана: 1 — изотермы; 2 — области максимальной температуры воды; 3 — области температуры воды ниже среднего значения (средняя температура воды 18,56°С).

Среднегодовая соленость (‰) поверхности Мирового океана: 1 — изогалины; 2 — области максимальной солености; 3 — области солености ниже среднего значения; 4 — области минимальной солености (среднее значение солености 34,7 8‰).

Очевидно, что температура воды понижается в направлении от экватора к полюсам, а для солености характерны выраженный минимум в приэкваториальной области, два максимума в тропических широтах и пониженные значения у полюсов. Чередование очагов пониженной и повышенной солености у экватора и в тропиках объясняется обилием атмосферных осадков в экваториальной полосе и превышением испарения над количеством осадков у северного и южного тропиков.

Температура воды с глубиной понижается, что видно на рисунке ниже для северной части Тихого океана. Эта закономерность свойственна для Мирового океана в целом, однако изменения температуры воды и солености различаются в его отдельных частях, что объясняется рядом причин (например, временем года). Наибольшие изменения происходят в верхнем слое до глубины 50-100 м. С глубиной различия стираются.

Графики вертикального распределения температуры, характерные для арктического (1), субарктического (2), субтропического (3), тропического (4) и экваториального (5) типов вод.

Водные массы — это большой объем воды, формирующийся в определенном районе Мирового океана и обладающий относительно постоянными физическими, химическими и биологическими свойствами. По вертикали выделяют следующие водные массы: поверхностные, промежуточные, глубинные и придонные. Среди поверхностных водных масс выделяют экваториальные, тропические (северные и южные), субтропические (северные и южные), субполярные (субарктические и субантарктические) и полярные (арктические и антарктические) водные массы.

Океанические фронты и поверхностные водные массы Мирового океана: типы водных масс: Ар — арктические; СбАр — субарктические; СбТс — субтропические Северного полушария; Тс — тропические Северного полушария; Э — экваториальные; Тю — тропические Южного полушария; СбТю — субтропические Южного полушария; СбАн — субантарктические; Ан — антарктические; Тар — Аравийского моря; 715 — Бенгальского залива. Названия океанических фронтов указаны на рисунке.

Границами различных типов водных масс являются пограничные слои: гидрологические фронты, зоны дивергенций (расхождения) или конвергенции (схождения) вод. Поверхностные воды наиболее активно взаимодействуют с атмосферой — pppa.ru. В поверхностном слое происходит интенсивное перемешивание вод, он богат кислородом, углекислым газом и живыми организмами. Их можно назвать водами «океанической тропосферы».

Наряду с поверхностными течениями в Мировом океане существуют противотечения, подповерхностные и глубинные движения вод, а также вертикальное перемешивание, приливоотливные течения, колебания уровня.

Источник

Мировой океан. Состав Мирового океана

Под мировым океаном понимают наибольшую часть гидросферы (водная оболочка планеты), на которую приходится свыше 90% её части. Она представляет собой совокупность водных объектов (моря, океаны, проливы и так далее), которые омывают участки суши (материки, острова и полуострова).

На мировой океан приходится около 70% от площади, что более чем в 2 раза превосходит площадь всей имеющейся суши.

Мировой океан, являясь основной частью гидросферы, является её особую составляющей – океаносферой, изучаемой океанологией. Благодаря этой науке на данный момент известны физико-химический, а также компонентный состав океана.

Мировой океан можно разделить на несколько основных крупных составляющих, которые сообщаются между собой, а именно океаны. В Российской Федерации, основываясь на установленной классификации, были выделены четыре отдельных океана из общего состава. В некоторых иностранных государствах, помимо общеизвестных четырех океанов, выделяют Южный Ледовитый, который включает в себя южные тихоокеанские, атлантические и индийские воды океанов, которые окружают Антарктиду. Но поскольку границы точно не выделены, в российской классификации числится только 4 океана.

В состав океана включают моря, проливы, а также заливы.

Моря являются частью океанов, ограниченные берегами островами, материками и повышениями дна. Они отличаются физическими, химическими, экологическими и прочими характеристиками, а также особыми гидрологическими свойствами.

Если брать в расчет морфологические и гидрологические особенности, моря можно подразделить на окраинные, средиземные, а также межостровные разновидности.

Окраинные моря размещаются на окраинах материков под водой, в шельфовой зоне и переходных зонах . Могут быть отделены от океана архипелагами, островами, полуостровами или находящимися под водой порогами.

Приуроченные к материковым отмелям моря характеризуются мелководностью. В качестве примера можно привести Желтое море, чья максимальная глубина чуть более 106 метров, в то время как располагаемые в переходных зонах моря могут достигать глубины в 4 километра. Ярким примером может послужить Охотское море.

По химическому составу воды окраинных морей мало чем отличаются от океанических вод, поскольку данные моря обладают обширным фронтом соединения с океанами.

Средиземными морями называют глубоко врезающиеся в сушу моря, которые соединяются с океаническими водами одним или несколькими небольшими по размерам проливами. Из-за этого наблюдается затрудненность их обмена водой с океаном, вследствие чего формируется особый гидрологический морской режим. К таким водам относят Черное, Красное, Азовское и многие другие моря. Их в свою очередь подразделяют на внутриматериковые и межматериковые разновидности.

Межостровные разновидности морей отделены архипелагами и островами от морей. К морям подобного типа относят Филиппинское море, море Банда и многие другие. Также сюда можно отнести Саргассово море, не имеющее четко выраженных и установленных границ, но зато имеет специфический гидрологический режим, а на его территории проживают уникальные представители флоры и фауны.

Заливы и проливы

Под заливом подразумевается та часть моря или океана, которая вдаётся в сушу, но параллельно с этим не отделенная подводным порогом.

В зависимости от нюансов формирования, гидрогеологии, форм береговой линии, а также приуроченности к тому или иному государству или региону, заливы подразделяются на бухты, лагуны, гавани и так далее. Наибольшим по площади считается Гвинейский залив, который омывает побережье западноафриканских и центральноафриканских государств.

Параллельно с этим вышеописанные объекты соединяются между собой относительно узкими океаническими и морскими частями, разделяющими острова и материки — проливами. Им свойственен уникальный гидрологический режим и система течений. Самым глубоким и широким проливом является пролив Дрейка, который разделяет Антарктиду и Южную Америку. В среднем его ширина находится на отметке 986 километров, а глубина свыше трех километров.

Физико-химический состав

Морская вода является ощутимо разбавленным минеральным соляным раствором, различных газов и органики. В его составе содержатся взвеси органического и неорганического происхождения.

В морской воде регулярно протекают процессы физико-химического и эколого-биологического характера, которые оказывают прямое воздействие на общий концентрационный состав раствора. Концентрация и состав веществ органического и минерального в океанической воде определяются активным воздействием притока впадающих в океаны пресных вод, испарение воды с океанической поверхности, выпадение на океаническую поверхность атмосферных осадков, процессы таяния и образования льда.

Такие процессы как деятельность морских обитателей, а также распад и образование донных отложений, изменяют содержание и концентрацию твердых веществ в воде, как результат, меняется их соотношения. Дыхание живых организмов, Фотосинтеза, деятельность микроорганизмов и дыхание обитателей морей оказывают влияние на концентрацию растворенных газов в воде. Параллельно с этим, все вышеописанные процессы не оказывают воздействия на концентрацию солевого состава относительно ключевых элементов раствора.

Соли и прочие вещества минерального или органического происхождения представлены в виде ионов. Состав солей довольно обширен, в воде океанов можно найти практически все химические элементы, но в основном преобладают такие элементы:

В целом общая масса вещества, которое растворено в океанических водах, составляет пятьдесят тысяч тонн.

В водах и на океаническом дне имеются драгоценные металлы, однако их концентрация совсем несущественна, а потому их добычу нельзя назвать рентабельной. Вода в океане по своему химическому составу существенно отличается от вод, располагаемых ближе к суше.

Концентрация солей в различных частях океанических вод не является однородной, однако ощутимые различия в показателях солености наблюдают в поверхностных океанических слоях, что обусловлено подверженностью к воздействию различных факторов извне.

Ключевым фактором, который вносит коррективы в концентрацию солей океанических вод, является испарение жидкости и атмосферные осадки. Самые низкие показатели солености на мировой океанической поверхности наблюдают в северных широтах, поскольку в данных регионах наблюдается превышение осадков над испарением, существенный речной сток, а также таяние ледников. Ближе к тропической зоне уровень солености увеличивается. Если говорить об экваториальных широтах, то здесь большое число атмосферных осадков, но соленость опять низкая. Вертикально соленость распределяется неравномерно, если сравнивать различные широтные зоны, однако на глубине в полтора километра соленость практически не меняется, даже в различных широтах.

Прозрачность является одним из ключевых физических свойств воды. Под прозрачностью подразумевается та глубину, на которой диск Секки белого цвета и с диаметром 300 миллиметров перестает быть различимым для обычного человека. Прозрачность океанической воды во многом определяется содержанием взвешенных частиц того или иного происхождения.

Цвет и цветность жидкости преимущественно определяется концентрацией взвешенных частиц, растворяемых в ней газов и других примесей. Вода может иметь голубой, бирюзовый и синий оттенок в тропических широтах. В прибрежных водах может наблюдаться сине-зеленый, зеленый и даже желтый оттенок.

Источник

Мировой океан. Состав Мирового океана

Вы будете перенаправлены на Автор24

Мировой океан как часть гидросферы. Компонентный состав Мирового океана

Мировой океан – это основная часть гидросферы (водной оболочки Земли), занимающая подавляющую ее часть (более $90\%$) и представляющая собой совокупность водных объектов (океанов, морей, заливов, проливов и т.д.), омывающих участки суши (материки, полуострова, острова и т.д.).

Площадь Мирового океана составляет порядка $70\%$ планеты Земля, что превосходит площадь всей суши более чем в $2$ раза.

Мировой океан, как основная часть гидросферы, представляет собой особую составляющую – океаносферу, которая является объектом изучения науки океанологии. Благодаря данной научной дисциплине в настоящее время известны компонентный, а также физико-химический составы Мирового океана. Рассмотрим подробнее компонентный состав Мирового океана.

Помощь со студенческой работой на тему
Мировой океан. Состав Мирового океана

Мировой океан компонентно можно разделить на основные составляющие его самостоятельные крупные части, сообщающиеся между собой – океаны. В России, на основании установленной классификации, произведено выделение четырех отдельных океанов из состава Мирового океана: Тихий, Атлантический, Индийский и Северный Ледовитый. В некоторых зарубежных странах, помимо указанных четырех океанов, выделяют также пятый – Южный (или Южный Ледовитый), в который объединяют воды южных частей Тихого, Атлантического и Индийского океанов, окружающие Антарктиду. Однако, ввиду неопределенности границ данный океан в российской классификации океанов не выделяется.

В свою очередь в компонентный состав океанов входят моря, заливы, проливы.

Море — это часть океана, ограниченная берегами материков, островами и повышениями дна и отличающаяся от соседних объектов физико-химическими, экологическими и иными условиями, а также характерными гидрологическими особенностями.

По морфологическим и гидрологическим особенностям моря подразделяют на окраинные, средиземные и межостровные.

Окраинные моря расположены на подводных окраинах материков, шельфовой зоны, в переходных зонах и разделяются от океана островами, архипелагами, полуостровами или подводными порогами.

Моря, которые приурочены к материковым отмелям, мелководны. Например, Желтое море обладает максимальной глубиной равной $106$ метров, а те моря, которые расположены в, так называемых, переходных зонах, характеризуются глубинами до $4 \ 000$ метров – Охотское, Берингово и так далее.

Вода окраинных морей по физико-химическому составу практически ни чем не отличаются от открытых вод океанов, потому как эти моря имеют обширный фронт соединения с океанами.

Средиземными называют моря, которые глубоко врезаются в сушу и соединяются с водами океанов одним или несколькими небольшими проливами. Данная особенность средиземных морей, объясняет затрудненность их водообмена с водами океанов, что формирует особый гидрологический режим этих морей. К средиземным морям относятся Средиземное, Черное, Азовское, Красное и другие моря. Средиземные моря в свою очередь подразделяются на межматериковые и внутриматериковые.

Межостровные моря отделяются от океанов островами или архипелагами, состоящими из колец отдельных островов или островными дугами. К подобным морям относятся Филиппинское море, море Фиджи, море Банда, и другие. К межостровным морям также относится и Саргассово море, которое не имеет определенно установленных и выраженных границ, но обладающее ярко выраженным и специфическим гидрологическим режимом и особыми видами морской флоры и фауны.

Заливы и проливы

Залив – это часть океана или моря, вдающаяся в сушу, но не отделенная от него подводным порогом.

В зависимости от характера происхождения, гидрогеологических особенностей, форм береговой линии, формы, а также приуроченности к определенному региону или стране, заливы подразделяются на: фьерды, бухты, лагуны, лиманы, губы, эстуарии, гавани и другие. Самым большим по площади признан Гвинейский залив, омывающий побережье стран Центральной и Западной Африки.

В свою очередь, океаны, моря и заливы соединяются межу собой сравнительно узкими частями океана или моря, которые разделяют материки или острова — проливами. Проливам присущ свой особый гидрологический режим, особая система течений. Самым широким и глубоким проливом считается пролив Дрейка, разделяющий Южную Америку и Антарктиду. Его средняя ширина составляет 986 километров, а глубина более 3000 метров.

Физико-химический состав вод Мирового океана

Морская вода представляет собой сильно разбавленный раствор минеральных солей, разнообразных газов и органического вещества, содержащего в своем составе взвеси как органического так и неорганического происхождения.

В морской воде постоянно протекают череда физико-химических, эколого-биологических процессов, которые оказывают непосредственное влияние на изменение общего состава концентрации раствора. На состав и концентрацию минеральных и органических веществ в океанической воде оказывают активное воздействие притоки пресных вод, впадающих в океаны, испарение воды с поверхности океана, выпадение на поверхность Мирового океана атмосферных осадков, процессы образования и таяния льда.

Некоторые процессы, такие как деятельность морских организмов, образование и распад донных отложений, направлены на изменение содержания и концентрации в воде твердых веществ и, как следствие, на изменение соотношения между ними. Дыхание живых организмов, процесс фотосинтеза и деятельность бактерий оказывают воздействие на изменение концентрации в воде растворенных газов. Несмотря на это, все указанные процессы не нарушают концентрацию солевого состава вод в отношении главных элементов, входящих в раствор.

Соли и другие растворенные в воде минеральные и органические вещества находятся преимущественно в виде ионов. Состав солей разнообразен, в океанической воде встречаются практически все химические элементы, однако основную массу составляют следующие ионы:

В наибольших концентрациях в морских водах содержится хлор – $1,9\%$, натрий – $1,06\%$, магний – $0,13\%$, сера – $0,088\%$, кальций – $0,040\%$, калий – $0,038\%$, бром – $0,0065\%$, углерод – $0,003\%$. Содержание иных элементов является незначительным и составляет порядка $0,05\%.$

Общая масса растворенного в Мировом океане вещества составляет более $50000$ т.

В водах и на дне Мирового океана были обнаружены драгоценные металлы, однако концентрация их незначительна и соответственно добыча их нерентабельна. Океаническая вода по своему химическому составу разительно отличается от состава вод суши.

Концентрация солей и солевой состав в различных частях Мирового океана неоднородна, однако наибольшие различия показателей солености наблюдаются в поверхностных слоях океана, что объясняется подверженности влияния различных внешних факторов.

Основным фактором, вносящим коррективы в концентрацию солей вод Мирового океана являются атмосферные осадки и испарение с поверхности воды. Наименьшие показатели солености на поверхности Мирового океана наблюдаются в высоких широтах, так как данные регионы обладают превышением осадков над испарением, значительным речным стоком и таянием плавучих льдов. Приближаясь к зоне тропиков уровень соленость возрастает. В экваториальных широтах число атмосферных осадков возрастает, и соленость здесь вновь уменьшается. Распределение солености по вертикали различно в разных широтных зонах, однако глубже $1500$ метров, соленость остается практически постоянной и не зависит от широты.

Также, помимо солености, одним из основных физических свойств морской воды является ее прозрачность. Под прозрачностью воды понимают ту глубину, на которой белый диск Секки диаметром $30$ сантиметров перестает быть видимым невооруженным глазом. Прозрачность вод зависит, как правило, от содержания в воде взвешенных частиц различного происхождения.

Цвет или цветность вод во многом зависит также от концентрации в воде взвешенных частиц, растворенных газов, прочих примесей. Цвет способен изменяться от голубых, бирюзовых и синих оттенков в чистых тропических водах до сине-зеленых и зеленоватых и желтоватых оттенков в прибрежных водах.

Источник