Особенности Атлантического океана
Отличительной особенностью Атлантического океана является его большая протяженность (16 тыс. км) с севера на юг — от арктических до антарктических широт и сравнительно небольшая ширина, особенно в приэкваториальных широтах, где она не превышает 2900 км. Средняя глубина океана — 3597 м, максимальная — 8742 м (желоб Пуэрто-Рико). Именно Атлантический океан особенностями своей конфигурации, возраста и рельефа дна послужил основой для разработки теории дрейфа материков — теории мобилизма — движения литосферных плит. Он образовался как результат раскола Пангеи, а затем раздвига Лавразии и Гондваны. Основные процессы формирования Атлантики происходили в меловом периоде. Осевой зоной океана является «S»-образный Срединно-Атлантический хребет, поднимающийся над дном котловины в среднем на 2000 м, а в Исландии, учитывая ее надводную часть, более чем на 4000 м. Срединно-Атлантический хребет молод, тектонические процессы в нем активны и до настоящего времени, о чем свидетельствуют землетрясения, надводный и подводный вулканизм.
В отличие от других океанов в Атлантике существуют значительные участки континентальной коры (у берегов Шотландии, Гренландии, плато Блейк, у устья Ла-Платы), что свидетельствует о молодости океана.
В Атлантике, как и в других океанах, выделяются планетарные морфоструктуры: подводные окраины материков (шельф, континентальный склон и материковое подножие), переходные зоны, срединно-океанические хребты и ложе океана с серией котловин.
Характерными особенностями шельфа Атлантического океана являются наличие двух его типов (гляциального и нормального) и неодинаковая ширина у берегов Северной и Южной Америк, Европы и Африки.
Гляциальный шельф приурочен к районам развития современного и покровного четвертичного оледенения, он хорошо развит в северной части Атлантики, в том числе в Северном и Балтийском морях, и у берегов Антарктиды. Гляциальный шельф характеризуется большой расчлененностью, широким развитием ледникового экзарационного и аккумулятивного рельефа. Южнее о-ва Ньюфаундленд и Новой Шотландии с американской стороны и Ла-Манша с европейской на смену гляциальному шельфу приходит нормальный. Поверхность такого шельфа выровнена аккумулятивно-абразионными процессами, которые с начала четвертичного периода по настоящее время оказывают влияние на рельеф дна.
Африканский шельф очень узок. Глубины его от 110 до 190 м. На юге (у Кейптауна) он террасирован. Шельф Южной Америки узкий, с глубинами до 90 м, выровненный, полого наклонный. Местами имеются террасы и слабо выраженные подводные долины крупных рек.
Континентальный склон нормального шельфа выровнен, в сторону океана переходит либо серией террас с углами наклона 1-2°, либо крутым уступом с углами наклона 10-15°, например у п-вов Флорида и Юкатан.
От Тринидада до устья Амазонки — это расчлененный уступ с глубинами до 3500 м с двумя выступами: Гвианским и Амазонским краевыми плато. Южнее уступ ступенчатый с глыбовыми формами. У берегов Уругвая и Аргентины склон имеет вогнутую форму и сильно расчленен каньонами. Континентальный склон у побережья Африки — глыбового характера с хорошо выраженными ступенями у о-вов Зеленого Мыса и дельтой р. Нигер.
Переходные зоны — это области сочленения литосферных плит с поддвигом (субдукцией). В Атлантическом океане они занимают небольшое место.
Одна из таких зон — реликт океана Тетис — находится в Карибско-Антильском бассейне и продолжается в Средиземном море. Она разъединена раздвигающейся Атлантикой. На западе роль окраинного моря выполняет Карибское море, Большие и Малые Антильские о-ва образуют островные дуги, их сопровождают глубоководные желоба — Пуэрто-Рико (8742 м) и Кайман (7090 м). На юге океана море Скоша окаймляет с востока Южно-Антильский подводный хребет с цепочками вулканических островов, образующих дугу (Южная Георгия, Южные Сандвичевы и др.). У восточного подножья хребта тянется глубоководный желоб — Южно-Сандвичев (8264 м).
Срединно-океанический хребет — это наиболее яркая географическая особенность Атлантического океана.
Самое северное звено собственно Срединно-Атлантического хребта — хребет Рейкьянес — у 58° с. ш. ограничен субширотной зоной разломов Гиббс. Хребет имеет четкую рифтовую зону и фланги. У о. Исландия гребень хребта обладает крутыми уступами, а разлом Гиббс представляет собой двойную цепь желобов со смещением структур до 350 км.
Район о. Исландия, надводной части Северо-Атлантического хребта, — очень активная рифтовая структура, проходящая через весь остров, с проявлением спрединга, о чем свидетельствуют базальтовый состав всего вала хребта, молодость осадочных пород, симметрия аномальных магнитных линий, повышенный тепловой поток из недр Земли, наличие многочисленных мелких землетрясений, разрывы структур (трансформные разломы) и т. д.
На физической карте рисунок Срединно-Атлантического хребта можно проследить по островам: о. Исландия, на восточном склоне — Азорские о-ва, на экваторе — о. Святого Павла, юго-восточнее — о. Вознесения, далее о. Святой Елены, о. Тристан-да-Кунья (между Буэнос-Айресом и Кейптауном) и о. Буве. Обогнув Африку, Срединно-Атлантический хребет соединяется с хребтами Индийского океана.
Северная часть Срединно-Атлантического хребта (до Азорских о-вов) имеет ширину 1100—1400 км и представляет дугу, выпуклую к востоку.
Дуга эта рассечена поперечными разломами — Фарадея (49° с. ш.), Максвелла (48° с. ш.), Гумбольдта (42° с. ш.), Курчатова (41° с. ш.). Фланги хребта — полого снижающиеся поверхности с блоково-глыбово-грядовым рельефом. Северо-восточнее Азорских о-вов — два хребта (Полисер и Месяцева). Азорское плато располагается на месте тройного сочленения плит (океанической и двух континентальных). Южная часть Северо-Атлантического хребта до экватора тоже имеет вид дуги, но она обращена выпуклой частью к западу. Ширина хребта здесь 1600—1800 км, к экватору сужается до 900 км. На всем протяжении рифтовая зона и фланги рассечены трансформными разломами, имеющими вид желобов, часть из которых протягивается и в соседние котловины ложа океана. Наиболее хорошо изучены трансформные разломы Океанограф, Атлантис, Романы (на экваторе). Смещение структур в разломах составляет величину в пределах 50-550 км с глубиной до 4500 м, а в желобе Романш — 7855 м.
Южно-Атлантический хребет от экватора до о. Буве имеет ширину до 900 км. Здесь так же хорошо, как и в Северо-Атлантическом, развита рифтовая зона с глубинами 3500-4500 м.
Разломы южной части — Чейн, Вознесения, Риу-Гранди, Фолклендский. На восточном фланге на подводных плато возвышаются горы Багратиона, Кутузова, Бонапарта.
В антарктических водах Африканско-Антарктический хребет неширокий — всего 750 км, расчлененный серией трансформных разломов.
Характерной особенностью Атлантики является довольно четкая симметрия орографических структур ложа. По обе стороны от Срединно-Атлантического хребта располагаются котловины с ровным дном, последовательно сменяющие друг друга с севера на юг. Они разделены небольшими подводными хребтами, порогами, поднятиями (например Риу-Гран-де, Китовый), последовательно сменяющими друг друга с севера на юг.
На крайнем северо-западе находится Лабрадорская котловина глубиной более 4000 м — плоская абиссальная равнина с мощным двухкилометровым осадочным чехлом. Далее — Ньюфаундлендская котловина (максимальная глубина более 5000 м), с асимметричным строением дна: на западе это плоская абиссальная равнина, на востоке — холмистая.
Северо-Американская котловина — наиболее крупная по размерам. В центре расположено Бермудское плато с мощным слоем осадков (до 2 км). Бурением вскрыты меловые отложения, однако геофизические данные говорят о том, что под ними есть еще более древняя свита. Вулканические горы образуют цоколь Бермудских о-вов. Сами же острова сложены коралловыми известняками и представляют гигантский атолл, что является редкостью для Атлантического океана.
Южнее располагается Гайанская котловина, часть которой занимает порог Пара. Можно предположить, что порог имеет аккумулятивное происхождение и связан с накоплением материала мутьевых потоков, питающихся огромным выносом твердых наносов Амазонки (более 1 млрд. тонн в год).
Еще южнее находится Бразильская котловина с грядой подводных гор, на вершине одной из которых расположен единственный в Южной Атлантике коралловый атолл Рокас.
Самая большая котловина в Южной Атлантике — Африканско-Антарктическая — от моря Скоша до возвышенности Кергелен, длина ее — 3500 миль, ширина — около 800 миль, максимальная глубина — 6972 м.
В восточной части ложа океана также имеется серия котловин, часто разделенных вулканическими поднятиями: в районе Азорских о-вов, у о-вов Зеленого Мыса и разлома Камерун. Котловины восточной части (Иберийская, Западно-Европейская, Канарская, Ангольская, Капская) характеризуются океаническим типом земной коры. Осадочный чехол юрского и мелового возраста имеет мощность 1-2 км.
Хребты играют важную роль в океане как экологические барьеры. Котловины отличаются друг от друга донными отложениями, грунтами, комплексом полезных ископаемых.
Донные осадки
Среди донных отложений Атлантики самыми распространенными являются фораминиферовые илы, занимающие около 65% площади ложа океана, на втором месте — глубоководные красные и красно-коричневые глины (около 20%). Широко распространены в котловинах терригенные отложения. Последние особенно характерны для Гвинейской и Аргентинской котловин.
Донные отложения и коренные породы океанического дна содержат широкий спектр полезных ископаемых. Атлантический океан богат нефтяными и газовыми месторождениями.
Наиболее известны месторождения Мексиканского залива, Северного моря, Бискайского и Гвинейского заливов, лагуны Маракайбо, прибрежных регионов у Фолклендских (Мальвинских) о-вов. Ежегодно открываются новые месторождения нефти и газа: у восточного побережья США, в Карибском и Северном морях и др. К 1980 г. на шельфе у берегов США было открыто 500 месторождений, а в Северном море — более 100. Все больше для поиска полезных ископаемых применяют глубоководное бурение. В Мексиканском заливе, например, «Гломар Челленджер» осуществил бурение и обнаружил на глубине 4000 м соляной купол, а у берегов Исландии в районе с глубинами моря от 180 до 1100 м и мощным четырехкилометровым чехлом осадков пробурена нефтеносная скважина с дебитом 100-400 т в сутки.
В прибрежных водах с мощным древним и современным аллювием есть месторождения золота, олова, алмазов. У берегов Бразилии добывают монацитовые пески. Это крупнейшее в мире месторождение. Известны месторождения ильменита и рутила у берегов Флориды (США). Наиболее крупные россыпи железомарганцевых конкреций и месторождения фосфоритов принадлежат регионам Южной Атлантики.
Особенности климата Атлантического океана
Климат Атлантического океана во многом определяется его большой меридиональной протяженностью, особенностями формирования барического поля, своеобразием конфигурации (акватории больше в умеренных широтах, чем в экваториально-тропических). На северной и южной окраинах находятся огромные регионы охлаждения и формирования очагов высокого атмосферного давления. Над акваторией океана формируются также постоянные области пониженного давления в приэкваториальных и умеренных широтах и повышенного давления — в субтропических.
Это Экваториальная и Антарктическая депрессии, Исландский минимум, Североатлантический (Азорский) и Южно-Атлантический максимумы. Положение этих центров действия атмосферы изменяется по сезонам: они смещаются в сторону летнего полушария.
От субтропических максимумов к экватору дуют пассаты. Устойчивость направления этих ветров — до 80% в год, сила ветров более изменчива — от 1 до 7 баллов. В умеренных широтах обоих полушарий господствуют ветры западных составляющих, со значительными скоростями, в Южном полушарии часто переходящие в шторм, — так называемые «ревущие сороковые» широты.
Распределение атмосферного давления и особенности воздушных масс влияют на характер облачности, режим и количество атмосферных осадков. Облачность над океаном меняется по зонам: максимальное количество облаков у экватора с преобладанием кучевых и кучево-дождевых форм, наименьшая облачность — в тропических и субтропических широтах, в умеренных количество облаков вновь возрастает — здесь господствуют слоистые и слоисто-дождевые формы.
Очень характерны для умеренных широт обоих полушарий (особенно Северного) густые туманы, образующиеся при соприкосновении теплых воздушных масс и холодных вод океана, а также при встрече вод холодных и теплых течений у о. Ньюфаундленд. Особенно густые летние туманы в этом районе осложняют навигацию, тем более что там нередко встречаются айсберги. В тропических широтах туманы наиболее вероятны у о-вов Зеленого Мыса, где пыль, выносимая из Сахары, служит ядрами конденсации для водяного пара атмосферы. Обычны туманы и у юго-западных берегов Африки в области климата «влажных» или «холодных» пустынь.
Очень опасное явление в тропических широтах океана — тропические циклоны, вызывающие ураганные ветры и сильные ливни. Тропические циклоны часто развиваются из небольших депрессий, смещающихся с Африканского континента на Атлантический океан. Набирая силу, они становятся особо опасными для о-вов Вест-Индии и юга Северной Америки.
Температурный режим
На поверхности Атлантический океан в целом холоднее Тихого океана и Индийского океана из-за большой протяженности с севера на юг, небольшой ширины в районе экватора и широкой связи с Северным Ледовитым океаном.
Средняя температура поверхностных вод — 16,9°С (по другим данным — 16,53°С), в то время как в Тихом — 19,1°С, Индийском — 17°С. Отличается и средняя температура толщи всей водной массы Северного и Южного полушарий. Главным образом благодаря Гольфстриму средняя температура воды Северной Атлантики (6,3°С) несколько выше, чем Южной (5,6°С).
Хорошо прослеживаются и сезонные изменения температуры. Самая низкая температура регистрируется в месяце феврале на севере и в месяце августе на юге океана, а самая высокая — наоборот. Однако годовая амплитуда температуры у экватора — не более 3°С, в субтропических и умеренных широтах — 5—8°С, в приполярных — около 4°С. Суточные колебания температуры поверхностного слоя еще меньше — в среднем 0,4—0,5°С.
Горизонтальный градиент температур поверхностного слоя значителен в местах встречи холодных и теплых течений, например Восточно-Гренландского и Ирмингера, где разница температур в 7°С на расстоянии 20—30 км — обычное явление.
Годовые колебания температуры четко прослеживаются в поверхностном слое до 300—400 м.
Соленость
Атлантический океан — самый соленый из всех океанов мира. Содержание солей в водах Атлантики составляет в среднем 35,4%о, что больше, чем в других океанах.
Самая высокая соленость наблюдается в тропических широтах (по Гембелю) — 37,9%о, в Северной Атлантике между 20 и 30°С с. ш., в Южной — между 20 и 25° ю. ш. Здесь господствует пассатная циркуляция, мало осадков, испарение же составляет слой в 3 м. Пресных вод с суши почти не поступает. Несколько выше средней соленость и в умеренных широтах Северного полушария, куда устремляются воды Североатлантического течения. Соленость в приэкваториальных широтах — 35%о. Прослеживается изменение солености с глубиной: на глубине 100-200 м она составляет 35,4%о, что связано с подповерхностным течением Ломоносова. Установлено, что соленость поверхностного слоя не совпадает в ряде случаев с соленостью на глубине.
Резкие перепады содержания солей наблюдаются и при встрече различных по температуре течений. Например, южнее о. Ньюфаундленд при встрече Гольфстрима и Лабрадорского течения на незначительном расстоянии соленость падает от 35%о до 31—32%о.
Существование в Атлантическом океане подземных пресных вод — субмаринных источников (по И. С. Зецкеру) — интересная его особенность. Один из них давно известен морякам, он расположен восточнее п-ва Флорида, где корабли пополняют запасы пресной воды. Это 90-метровое «пресное окно» в соленом океане. Здесь происходит типичное явление разгрузки подземного источника в области тектонических нарушений или районах развития карста. Когда напор подземных вод превышает давление столба морской воды, происходит разгрузка — излияние подземных вод на поверхность. Недавно была пробурена скважина на материковом склоне Мексиканского залива у берегов Флориды. При бурении скважины с глубины 250 м вырвался столб пресной воды высотой 9 м. Поиски и исследование субмаринных источников только начинаются.
Оптические свойства воды
Прозрачность, от которой зависят освещенность дна, характер прогревания поверхностного слоя, — главный показатель оптических свойств. Она изменяется в широких пределах, из-за чего меняется и альбедо воды.
Прозрачность Саргассова моря — 67 м, Средиземного — 50, Черного — 25, Северного и Балтийского — 13—18 м. Прозрачность вод самого океана далеко от берегов, в тропиках составляет 65 м. Оптическая структура вод тропических широт Атлантики особенно интересна. Воды здесь характеризуются трехслойной структурой: верхний перемешанный слой, слой пониженной прозрачности и глубинные прозрачные воды. В зависимости от гидрологических условий толщина, интенсивность и ряд особенностей этих слоев меняются во времени и в пространстве. Глубина слоя максимальной прозрачности уменьшается от 100 м у берегов Северной Африки до 20 метров у берегов Южной Америки. Это связано с мутностью вод у устья Амазонки. Воды центральной части океана однородны и прозрачны. Меняется структура прозрачности и в зоне апвеллинга у берегов Южной Африки в связи с повышенным содержанием планктона. Границы между слоями с различной прозрачностью часто бывают размытыми и нечеткими. Против устья р. Конго также наблюдается трехслойный профиль, севернее и южнее — двухслойный. В Гвинейском секторе Атлантики такая же картина, как у устья Амазонки: много твердых частиц в океан выносят реки, в частности р. Конго. Здесь находится место схождения и расхождения течений, по материковому склону поднимаются глубинные прозрачные воды.
Динамика вод
О существовании течений в океане узнали сравнительно недавно, даже о Гольфстриме стало известно только в начале XVI в.
В Атлантическом океане существуют течения различного происхождения: дрейфовые — Северное и Южное Пассатные, Западного дрейфа или Западных Ветров (с расходом в 200 свердрупов), стоковые (Флоридское), приливно-отливные. В заливе Фанди, например, уровень прилива достигает рекордных показателей (до 18 метров). Есть также плотностные противотечения (например, противотечение Ломоносова — подповерхностное).
Мощные поверхностные течения в тропических широтах океана вызываются пассатами. Это Северное и Южное Пассатные, движущиеся с востока на запад. У восточных берегов обеих Америк они разветвляются. В летнее время наиболее эффективно проявляется Межпассатное противотечение, ось его перемещается от 3° до 8° с. ш. Северное Пассатное течение около Антильских о-вов разделяется на ветви. Одна идет в Карибское море и Мексиканский залив, другая — Антильская ветвь сливается с Флоридским и, выходя из залива, образует гигантское теплое течение Гольфстрим. Это течение вместе со своими ответвлениями имеет длину более 10 тыс. км, максимальный расход — 90 свердрупов, минимальный — 60, средний — 69. Расход воды в Гольфстриме в 1,5-2 раза больше, чем у крупнейших течений Тихого и Индийского океанов — Куросио и Сомалийского. Ширина потока — 75-100 км, глубина — до 1000 м, скорость движения — до 10 км/час. Граница Гольфстрима определяется изотермой 15°С на глубине 200 м. Соленость — более 35%о, в южной ветви — 35,1%о. Основной поток доходит до 55° з. д. До этого отрезка трансформации водной массы на поверхности почти не происходит, на глубине 100-300 м свойства течения не меняются совершенно. У мыса Хаттерас (Гатерас) воды Гольфстрима делятся на ряд узких сильно меандрирующих потоков. Один из них с расходом примерно 50 свердрупов следует к Ньюфаундлендской банке. От 41° з. д. начинается Североатлантическое течение. В нем наблюдаются ринги — вихри, перемещающиеся в направлении общего движения воды.
Североатлантическое течение тоже «ветвится», от него отделяется Португальская ветвь, которая сливается с Канарским течением. На севере образуется Норвежская ветвь и далее — Нордкапская. На северо-запад отходит течение Ирмингера, встречающееся со стоковым холодным Восточно-Гренландским течением. Западно-Гренландское на юге соединяется с Лабрадорским течением, которое, смешиваясь с теплым течением, и приводит к ухудшению метеорологических условий в районе Ньюфаундлендской банки. Температура воды в январе — 0°С, в июле — 12°С. Лабрадорское течение нередко выносит в океан южнее Гренландии айсберги.
Южное Пассатное течение у берегов Бразилии раздваивается на Гвианское и Бразильское, севернее Гвианское течение сливается с Северным Пассатным. Бразильское на юге около 40° ю. ш. соединяется с течением Западных Ветров, от которого к берегам Африки отходит холодное Бенгельское течение. Оно сливается с Южным Пассатным, и южное кольцо течений замыкается. Навстречу Бразильскому с юга подходит холодное Фолклендское.
Открытое в 60-х годах XX столетия противотечение Ломоносова имеет направление с запада на восток, проходит на глубине 300—500 м в виде огромной реки шириной в несколько сот километров.
В южной части Северного Пассатного течения были открыты вихри антициклонального характера со скоростью движения 5,5 см/сек. В океане встречаются вихри больших диаметров — 100-300 км (средние имеют диаметр 50 км, мелкие — 30 км). Открытие этих вихрей, получивших название синоптические, имеет большое значение для прокладки курса кораблей. В составлении карт с обозначением направления и скорости движения синоптических вихрей огромную помощь оказывают искусственные спутники Земли.
Динамика вод океана обладает огромным энергетическим потенциалом, который до настоящего времени почти не используют. И хотя энергия океана в большинстве случаев слабее сконцентрирована, менее удобна для использования, чем энергия рек, ученые считают, что это неисчерпаемые ресурсы, постоянно возобновляемые. На первом месте стоит энергия приливов.
Первые успешно действующие приливные водяные мельницы были построены в Англии (в Уэльсе) еще в X—XI вв. С тех пор они постоянно строились на берегах Европы и Северной Америки. Однако серьезные энергетические проекты появились в 20-х годах XX в. Возможности использования приливов как источников энергии наиболее вероятны у берегов Франции, Великобритании, США, Аргентины. Первые приливные электростанции небольшой мощности уже действуют.
Ведутся работы по использованию тепловой энергии океанов. Поверхностный слой воды в тропических широтах может нагреваться до сезонные колебания незначительны. На глубине же (300-500 м) температура воды всего 8-10°С. Еще более резкий перепад в зонах апвеллинга. Перепад температур может быть использован для выработки энергии в водно-паровых турбинах. Первая океанская опытная термическая станция мощностью 7 МмВт создана французскими учеными около Абиджана (Кот-д’Ивуар).
Источник