Морскими (океаническими) или просто течениями называют поступательные движения водных масс в океанах и морях на расстояния, измеряемые сотнями и тысячами километров, обусловленные различными силами (гравитационными, трения, приливообразующими).
В океанологической научной литературе существует несколько классификаций морских течений. По одной из них течения могут быть классифицированы по следующим признакам (рис. 1.1.):
1. по силам, их вызывающим, т. е. по происхождению (генетическая классификация);
2. по устойчивости (изменчивости);
3. по глубине расположения;
4. по характеру движения;
5. по физико-химическим свойствам.
Основной является генетическая классификация, в которой выделяют три группы течений.
1. В первой группе генетической классификации - градиентные течения, обусловленные горизонтальными градиентами гидростатическо-го давления. Различают следующие градиентные течения:
· плотностные, обусловленные горизонтальным градиентом плотности (неравномерным распределением температуры и солености воды, а, следовательно, и плотности по горизонтали);
· компенсационные, обусловленные наклоном уровня моря, возникшим под действием ветра;
· бароградиентные, обусловленные неравномерностью атмосферного давления над уровнем моря;
· стоковые, образующиеся вследствие избытка вод в каком-либо районе моря, в результате притока речных вод, обильного выпадения осадков или таяния льдов;
· сейшевые, возникающие при сейшевых колебаниях моря (колебаниях воды всего бассейна в целом).
Течения, существующие при равновесии горизонтального градиента гидростатического давления и силы Кориолиса, называются геострофическими.
Ко второй группе градиентной классификации относятся течения, обусловленные действием ветра. Их подразделяют на:
· дрейфовые создаются длительными, или господствующими, ветрами. К их числу относятся пассатные течения всех океанов и циркумполярное течение в южном полушарии (течение Западных Ветров);
· ветровые, обусловленные не только действием направления ветра, а также наклоном уровенной поверхности и перераспределением плотности воды, вызванных ветром.
К третьей группе градиентов классификации относятся приливные течения, вызванные приливными явлениями. Эти течения наиболее заметны у берегов, на мелководьях, в устьях рек. Они являются наиболее сильными.
Как правило, в океанах и морях наблюдаются суммарные течения, обусловленные совокупным действием нескольких сил. Течения, существующие после прекращения действия сил, вызвавших движение воды, называются инерционными. Под действием сил трения инерционные течения постепенно затухают.
2. По характеру устойчивости, изменчивости выделяют течения периодические и непериодические (устойчивые и неустойчивые). Течения, изменения которых происходят с определенным периодом, называются периодическими. К ним относятся приливные течения, изменяющиеся в основном с периодом, равным приблизительно половине суток (полусуточные приливные течения) или суткам (суточные приливные течения).
Рис. 1.1. Классификация течений Мирового океана
Течения, изменения которых не носят четкого периодического характера, принято называть непериодическими. Своим происхождением они обязаны случайным, неожиданным причинам, (например прохождение циклона над морем вызывает непериодические ветровые и бароградиентные течения).
Постоянных течений в строгом смысле слова в океанах и морях нет. Относительно мало меняющиеся течения по направлению и скорости за сезон - это муссонные, за год - пассатные. Течение, которое не изменяется во времени, называют установившимся, которое изменяется во времени - неустановившимися.
3. По глубине расположения выделяют поверхностные, глубинные и придонные течения. Поверхностные течения наблюдаются в так называемом навигационном слое (от поверхности до 10 - 15 м), придонные - у дна, а глубинные - между поверхностным и придонным течениями. Скорость движения поверхностных течений наиболее высока в самом верхнем слое. Глубже она снижается. Глубинные воды движутся значительно медленнее, а скорость перемещения придонных вод 3 - 5 см/с. Скорости течений неодинаковы в разных районах океана.
4. По характеру движения выделяют меандрирующие, прямолинейные, циклонические и антициклонические течения. Меандрирующими называют течения, которые движутся не прямолинейно, а образуют горизонтальные волнообразные изгибы - меандры. Вследствие неустойчивости потока меандры могут отделяться от течения и образовывать самостоятельно существующие вихри. Прямолинейные течения характеризуются перемещением воды по относительно прямым линиям. Круговые течения образуют замкнутые окружности. Если движение в них направлено против часовой стрелки, то это - циклонические течения, а если по часовой стрелке- то антициклонические (для северного полушария).
5. По характеру физико-химических свойств различают теплые, холодные, нейтральные, соленые и распресненные течения (подразделение течений по этим свойствам в известной степени условно). Для оценки указанной характеристики течения производится сопоставление его температуры (солености) с температурой (соленостью) окружающих его вод. Так, теплым (холодным) называется течение температура воды в котором выше (ниже) температуры окружающих вод. Например, глубинное течение атлантического происхождения в Северном Ледовитом океане имеет температуру около 2 °C, но относится к теплым течениям, а Перуанское течение у западных берегов Южной Америки, имеющее температуру воды около 22 °C, относится к холодным течениям.
Основные характеристики морского течения: скорость и направление. Последнее определяется обратным способом по сравнению со способом направления ветра, т. е. в случае с течением указывается, куда течет вода, тогда как в случае с ветром указывается, откуда он дует. Вертикальные движения масс воды при исследовании морских течений обычно не учитываются, т. к. они не велики.
В мировом океане существует единая, взаимосвязанная система основных устойчивых течений (рис. 1.2.), обусловливающая перенос и взаимодействие вод. Эту систему называют океанической циркуляцией.
Основной силой, приводящей в движение поверхностные воды океана, является ветер. Поэтому поверхностные течения следует рассматривать с преобладающими ветрами.
В пределах южной периферии океанических антициклонов северного полушария и северной периферии антициклонов южного полушария (центры антициклонов располагаются на 30 - 35° северной и южной широты) действует система пассатных ветров, под влиянием которых образуются устойчивые мощные поверхностные течения, направленные на запад (Северные и Южные пассатные течения). Встречая на своем пути восточные берега материков, эти течения создают повышение уровня и поворачивают в высокие широты (Гвианское, Бразильское и др.). В умеренных широтах (около 40°) преобладают западные ветры, что усиливает течения идущие на восток (Северо-Атлантическое, Северо-Тихоокеанское и др.). В восточных частях океанов между 40 и 20° северной и южной широты течения направлены к экватору (Канарское, Калифорнийское, Бенгельское, Перуанское и др.).
Таким образом, к северу и к югу от экватора в океанах образуются устойчивые системы циркуляции вод, представляющие собой гигантские антициклонические круговороты. Так, в атлантическом океане северный антициклонический круговорот простирается с юга на север от 5 до 50° северной широты и от востока на запад от 8 до 80° западной долготы. Центр этого круговорота сдвинут относительно центра азорского антициклона к западу, что объясняют увеличением силы Кориолиса с широтой. Это приводит к интенсификации течений в западных частях океанов, создающей условия для формирования таких мощных течений, как Гольфстрим в Атлантическом и Куросио в Тихом океане.
Своеобразным разделом между Северным и Южным пассатными течениями является Межпассатное противотечение, несущее свои воды на восток.
В северной части Индийского океана глубоко выдающийся на юг полуостров Индостан и обширный Азиатский материк создают благоприятные условия для развития муссонной циркуляции. В ноябре - марте здесь наблюдается северо-восточный муссон, а в мае - сентябре - юго-западный. В связи с этим течения севернее 8° южной широты имеют сезонный ход, следуя сезонному ходу атмосферной циркуляции. Зимой на экваторе и к северу от него наблюдается западное муссонное течение, т. е. в этот сезон направление поверхностных течений в северной части Индийского океана соответствует направлению течений в других океанах. В это же время в зоне, разделяющей муссонные и пассатные ветры (3 - 8° южной широты), развивается поверхностное экваториальное противотечение. Летом западное муссонное течение сменяется восточным, а экваториальное противотечение - слабыми и неустойчивыми течениями.
Рис. 1.2.
В умеренных широтах (45 - 65°) в северной части Атлантического и Тихого океанов имеет место циркуляция против часовой стрелки. Однако вследствие неустойчивости атмосферной циркуляции в этих широтах течения также характеризуются малой устойчивостью. В полосе 40 - 50° южной широты находится направленное на восток Атлантическое циркумполярное течение, называемое также течением Западных Ветров.
У побережья Антарктиды течения имеют преимущественно западное направление и образуют узкую полосу прибрежной циркуляции вдоль берегов материка.
Северо-Атлантическое течение проникает в бассейн Северного Ледовитого океана в виде ветвей Норвежского, Нордкапского и Шпицбергенского течений. В Северном Ледовитом океане поверхностные течения направлены от берегов Азии через полюс к восточным берегам Гренландии. Такой характер течений вызван преобладанием восточных ветров и компенсацией притока в глубинных слоях атлантических вод.
В океане выделяются зоны дивергенции и конвергенции, характеризующиеся расхождением и схождением поверхностных струй течений. В первом случае имеет место подъем вод, во втором - их опускание. Из указанных зон более четко выделяются зоны конвергенции (например, антарктическая конвергенция на 50 - 60° южной широты).
Рассмотрим особенности циркуляции вод отдельных океанов и характеристики основных течений Мирового океана (табл.).
В северной и южной частях Атлантического океана в поверхностном слое существуют замкнутые круговороты течений с центрами вблизи 30° северной и южной широты. (О круговороте в северной части океана будет говориться в следующей главе).
Основные течения Мирового океана
Название |
Температурнаяградация |
Устойчивость |
Средняя скорость,см/с |
Северное пассатное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
Минданао |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
Весьма устойчивое |
|||
Северо-Тихоокеанское |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
Устойчивое |
|||
Алеутское |
Нейтральное |
Неустойчивое |
|
Курило-Камчатское |
Холодное |
Устойчивое |
|
Калифорнийское |
Холодное |
Неустойчивое |
|
Межпассатноепротивотечение |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
Южное пассатное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
Восточно-Австралийское |
Устойчивое |
||
Южно-Тихоокеанское |
Нейтральное |
Неустойчивое |
|
Перуанское |
Холодное |
Слабо устойчивое |
|
Эль-Ниньо |
Слабо устойчивое |
||
Антарктическое циркумполярное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
Индийский |
|||
Южное пассатное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
Игольного мыса |
Весьма устойчивое |
||
Западно-Австралийское |
Холодное |
Неустойчивое |
|
Антарктическое циркумполярное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
Северный |
Ледовитый |
||
Норвежское |
Устойчивое |
||
Западно-Шпицбергенское |
Устойчивое |
||
Восточно-Гренландское |
Холодное |
Устойчивое |
|
Западно-Гренландское |
Устойчивое |
||
Атлантический |
|||
Северное пассатное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
Гольфстрим |
Весьма устойчивое |
||
Северо-Атлантическое |
Весьма устойчивое |
||
Канарское |
Холодное |
Устойчивое |
|
Ирмингера |
Устойчивое |
||
Лабрадорское |
Холодное |
Устойчивое |
|
Межпассатное противотечение |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
Южное пассатное |
Нейтральное |
Устойчивое |
|
Бразильское |
Устойчивое |
||
Бенгельское |
Холодное |
Устойчивое |
|
Фолклендское |
Холодное |
Устойчивое |
|
Антарктическое циркумполярное |
Нейтральное |
Устойчивое |
В южной части океана теплое Бразильское течение осуществляет перенос воды (скоростью до 0,5 м/с) далеко на юг, а ответвившееся от мощного течения Западных Ветров Бенгельское течение замыкает основной круговорот в южной части Атлантического океана и приносит к берегам Африки холодные воды.
Холодные воды Фолклендского течения проникают в Атлантику, огибая мыс Горн и вливаясь между берегом и Бразильским течением.
Особенностью в циркуляции вод поверхностного слоя Атлантического океана является наличие подповерхностного экваториального противотечения Ломоносова, которое движется вдоль экватора с запада на восток под сравнительно тонким слоем Южного пассатного течения (глубина от 50 до 300 м) со скоростью до 1 - 1,5 м/с. Течение устойчиво по направлению и существует во все сезоны года.
Географическое положение, климатические особенности, системы циркуляции вод и хороший водообмен с антарктическими водами обусловливает гидрологические условия Индийского океана.
В северной части Индийского океана, в отличие от других океанов, муссонная циркуляция атмосферы вызывает сезонную смену поверхностных течений севернее 8° южной широты. В зимний период наблюдается Западное Муссонное течение со скоростью 1 - 1,5 м/с. В этом сезоне развивается (в зоне раздела Муссонного и Южного пассатного течений) Экваториальное противотечение исчезает.
По сравнению с другими океанами в Индийском океане зона господствующих юго-восточных ветров, под воздействием которых возникает Южное пассатное течение, смещена к югу, поэтому это течение двигается с востока на запад (скорость 0,5 - 0,8 м/с) между 10 и 20° южной широты. У берегов Мадагаскара Южное пассатное течение разделяется. Одна из его ветвей идет на север вдоль берегов Африки до экватора, где она поворачивает к востоку и в зимний период дает начало Экваториальному противотечению. Летом северная ветвь Южного пассатного течения, двигаясь вдоль берегов Африки, дает начало Сомалийскому течению. Другая ветвь Южного пассатного течения у берегов Африки поворачивает на юг и под названием Мозамбикского течения двигается вдоль берегов Африки к юго-западу, где его ответвление дает начало течению Игольного мыса. Большая часть Мозамбикского течения поворачивает на восток и присоединяется к течению Западных Ветров, от которого у берегов Австралии ответвляется Западно-Австралийское течение, замыкающее круговорот южной части Индийского океана.
Незначительный приток арктических и поступление антарктических холодных вод, географическое положение и система течений обусловливают особенности гидрологического режима Тихого океана.
Характерной особенностью общей схемы поверхностных течений Тихого океана является наличие в северной и южной его частях больших круговоротов воды.
В пассатных зонах под воздействием постоянных ветров возникают Южное и Северное пассатное течения, идущие с востока на запад. Между ними с запада на восток перемещается Экваториальное (Межпассатное) противотечения со скоростями 0,5 - 1 м/с.
Северное пассатное течение у Филиппинских островов разделяется на несколько ветвей. Одна из них поворачивает на юг, затем на восток и дает начало Экваториальному (Межпассатному) противотечению. Главная ветвь следует к северу вдоль острова Тайвань (Тайванское течение), далее поворачивает на северо-восток и под названием Куросио проходит вдоль восточных берегов Японии (скорость до 1 - 1,5 м/с) до мыса Нодзима (остров Хонсю). Далее оно отклоняется к востоку и пересекает океан как Северо-Тихоокеанское течение. Характерной особенностью течения Куросио, как и Гольфстрима, является меандриравание и смещение его оси то к югу, то к северу. У берегов Северной Америки Северо-Тихоокеанское течение раздваивается на Калифорнийское, направленное к югу и замыкающее основной циклонический круговорот северной части Тихого океана, и Аляскинское течения, идущее на север.
Холодное Камчатское течение зарождается в Беринговом море и течет вдоль берегов Камчатки, Курильских островов (Курильское течение), берегов Японии, отжимая к востоку течение Куросио.
Южное пассатное течение продвигается на запад (скорость 0,5 - 0,8 м/с) с многочисленными ответвлениями. У берегов Новой Гвинеи часть потока поворачивает на север, а затем на восток и вместе с южной ветвью Северного пассатного течения дает начало Экваториальному (Межпассатному) противотечению. Большая часть Южного пассатного течения отклоняется, образуя Восточно-Австралийское течение, которое вливается затем в мощное течение Западных Ветров, от которого у берегов Южной Америки ответвляется холодное Перуанское течение, замыкающее круговорот в Южной половине Тихого океана.
В летний период южного полушария навстречу Перуанскому течению от Экваториального противотечения продвигается на юг до 1 - 2° южной широты теплое течение Эль-Ниньо, проникающее в отдельные годы до 14 - 15° южной широты. Такое вторжение теплых вод Эль-Ниньо в южные районы берегов Перу приводит к катастрофическим последствиям вследствие повышения температуры воды и воздуха (сильные ливни, гибель рыбы, эпидемии).
Характерной особенностью в распределении течений поверхностного слоя океана является наличие Экваториального подповерхностного противотечения - течения Кромвелла. Оно пересекает океан вдоль экватора с запада на восток на глубине от 30 до 300м со скоростью до 1,5 м/с. Течение охватывает полосу шириной от 2° северной широты до 2° южной широты.
Наиболее характерной особенностью Северного Ледовитого океана является то, что в течение круглого года его поверхность покрыта плавучими льдами. Низкая температура и соленость вод благоприятствуют образованию льда. Прибрежные воды только летом, в течение двух - четырех месяцев, свободны ото льда. В центральной части Арктики в основном наблюдаются тяжелые многолетние льды (паковый лед) толщиной более 2 - 3 м, покрытые многочисленными торосами. Кроме многолетних встречаются однолетние и двухлетние льды. Вдоль арктических берегов зимой образуется довольно широкая (десятки и сотни метров) полоса припая. Отсутствуют льды только в районе теплых Норвежского, Нордкапского и Шпицбергенского течений.
Под влиянием ветров и течений лед в Северном Ледовитом океане находится в постоянном движении.
На поверхности Северного Ледовитого океана наблюдаются хорошо выраженные области циклонического и антициклонического круговорота вод.
Под влиянием полярного барического максимума в притихоокеанской части Арктического бассейна и ложбины исландского минимума возникает генеральное Трансарктическое течение. Оно осуществляет общее перемещение вод с востока на запад по всей полярной акватории. Трансарктическое течение берет свое начало от Берингова пролива и идет к проливу Фрама (между Гренландией и Шпицбергеном). Продолжением его служит Восточно-Гренландское течение. Между Аляской и Канадой наблюдается обширный антициклонический круговорот вод. Холодное Баффиново течение формируется главным образом за счет выноса арктических вод через проливы Канадского Арктического архипелага. Продолжением его служит Лабрадорское течение.
Средняя скорость перемещения вод около 15 - 20 см/с.
Циклонический, весьма интенсивный круговорот возникает в Норвежском и Гренландском морях в приатлантической части Северного Ледовитого океана.
Океанические, или морские, течения - это поступательное движение водных масс в океанах и морях, вызванное различными силами. Хотя наиболее значительной причиной, образующей течения, является ветер, они могут сформироваться и из-за неодинаковой солёности отдельных частей океана или моря, разности уровней воды, неравномерного нагрева разных участков акваторий. В толще океана существуют вихри, созданные неровностями дна, их размер нередко достигает 100-300 км в диаметре, они захватывают слои воды в сотни метров толщиной.
Если факторы, вызывающие течения, постоянны, то образуется постоянное течение, а если они носят эпизодический характер, то формируется кратковременное, случайное течение. По преобладающему направлению течения делятся на меридиональные, несущие свои воды на север или на юг, и зональные, распространяющиеся широтно. Течения, температура воды в которых выше средней температуры для
тех же широт, называют тёплыми , ниже - холодными, а течения, имеющие ту же температуру, что и окружающие его воды, - нейтральными .
Муссонные течения изменяют своё направление от сезона к сезону, в зависимости от того, как дуют прибрежные ветры муссоны. Навстречу соседним, более мощным и протяжённым течениям в океане, движутся противотечения .
На направление течений в Мировом океане оказывает влияние отклоняющая сила, вызванная вращением Земли, - сила Кориолиса. В Северном полушарии она отклоняет течения вправо, а в Южном - влево. Скорость течений в среднем не превышает 10 м/с, а в глубину они распространяются не более чем на 300 м.
В Мировом океане постоянно существуют тысячи больших и малых течений, которые огибают континенты и сливаются в пять гигантских колец. Система течений Мирового океана называется циркуляцией и связана, прежде всего, с общей циркуляцией атмосферы.
Океанические течения перераспределяют солнечное тепло, поглощённое массами воды. Тёплую воду, нагретую солнечными лучами на экваторе, они переносят в высокие широты, а холодная вода
Течения Мирового океана
Апвеллинг - подъём холодных вод из глубин океана
АПВЕЛЛИНГ |
|
Во многих районах Мирового океана наблю- |
|
дается «всплывание» глубинных вод к поверх- |
|
ности моря. Это явление, названное апвеллин- |
|
гом (от англ. up - наверх и well - хлынуть), |
|
возникает, например, если ветер отгоняет |
|
тёплые поверхностные воды, а на их место |
|
поднимаются более холодные. Температура |
|
воды в районах апвеллинга ниже, чем сред- |
|
няя на данной широте, что создаёт благо- |
|
приятные условия для развития планктона, |
|
а следовательно, и других морских организ- |
|
мов - рыб и морских животных, которые им |
|
питаются. Районы апвеллинга - важнейшие |
|
промысловые участки Мирового океана. Они |
|
находятся у западных берегов материков: |
|
Перуанско-Чилийский - у Южной Америки, |
|
Калифорнийский - у Северной Америки, Бен- |
|
гельский - у Юго-Западной Африки, Канар- |
|
ский - у Западной Африки. |
из приполярных областей благодаря течениям попадает на юг. Тёплые течения способствуют повышению температуры воздуха, а холодные, наоборот, понижению. Территории, омываемые тёплыми течениями, отличаются тёплым и влажным климатом, а те, около которых проходят холодные течения, - холодным и сухим.
Самое мощное течение Мирового океана - холодное течение Западных Ветров, называемое также Антарктическим циркумполярным (от лат. cirkum - вокруг). Причиной его образования являются сильные и устойчивые западные ветры, дующие с запада на восток на огромных простран-
ствах Южного полушария от умеренных широт до побережья Антарктиды. Это течение охватывает зону шириной 2500 км, распространяется на глубину более 1 км и переносит каждую секунду до 200 млн тонн воды. На пути течения Западных Ветров не встречается крупных массивов суши, и оно соединяет в своём круговом потоке воды трёх океанов - Тихого, Атлантического и Индийского.
Гольфстрим - одно из крупнейших тёплых течений Северного полушария. Оно проходит через Мексиканский залив (англ. Gulf Stream - течение залива) и несёт тёплые тропические воды Атлантического океана к высоким широтам. Этот гигантский поток тёплых вод во многом определяет климат Европы, делая его мягким и тёплым. Каждую секунду Гольфстрим переносит 75 млн тонн воды (для сравнения: Амазонка, самая полноводная река в мире, - 220 тыс. тонн воды). На глубине около 1 км под Гольфстримом наблюдается противотечение.
МОРСКИЕ ЛЬДЫ
При подходе к высоким широтам корабли встречаются с плавучими льдами. Морской лёд широкой каймой обрамляет Антарктиду, покрывает акваторию Северного Ледовитого океана. В отличие от материковых льдов, образованных из атмосферных осадков и покрывающих Антарктиду, Гренландию, острова полярных архипелагов, эти льды - замёрзшая морская вода. В полярных районах морские льды многолетние, тогда как в умеренных широтах вода замерзает лишь в холодные сезоны.
Как замерзает морская вода? Когда температура воды опускается ниже нуля, на её поверхности образуется тонкий слой льда, который ломается при ветровом волнении. Он многократно смерзается в небольшие плитки, снова раскалывается, пока не образует так называемое ледяное сало - губчатые льдины, которые потом срастаются друг с другом. Такой лёд называют блинчатым за его сходство с округлыми блинчиками на поверхности воды. Участки такого льда, смерзаясь, образуют молодой лёд - нилас . С каждым годом этот лёд крепнет и утолщается. Он может стать многолетним льдом толщиной более 3 м, а может и растаять, если течения отнесут льдины в более тёплые воды.
Перемещение льдов называется дрейфом. Дрейфующими (или паковыми ) льдами покрыто
Ледяные горы тают, приобретая причудливые формы
пространство вокруг Канадского Арктического архипелага, у берегов Северной и Новой Земли. Арктические льды дрейфуют со скоростью несколько километров в день.
АЙСБЕРГИ
От огромных ледяных покровов нередко откалываются колоссальные куски льда, которые отправляются в собственное плавание. Их называют «ледяными горами» - айсбергами. Не будь их, ледниковый покров в Антарктиде постоянно бы разрастался. По сути дела, айсберги компенсируют таяние и обеспечивают баланс состояния антарк-
Айсберг у берегов Норвегии
тического покрова. Некоторые айсберги достигают гигантских размеров.
Когда мы хотим сказать, что какое-то событие или явление в нашей жизни может иметь гораздо более серьёзные последствия, чем кажется, мы говорим «это всего лишь верхушка айсберга». Почему? Оказывается, над водой находится примерно 1/7 часть всего айсберга. Она бывает столообразной, куполообразной или конусообразной. Основание же такого огромного куска ледника, находящегося под водой, может быть гораздо большим по площади.
Морские течения уносят айсберги далеко от их мест рождения. Столкновение с таким айсбергом в Атлантическом океане стало причиной кру-
шения знаменитого корабля «Титаник» в апреле 1912 года.
Сколько живёт айсберг? Отколовшиеся от ледяной Антарктиды ледяные горы могут проплавать в водах Южного океана более 10 лет. Постепенно они разрушаются, раскалываются на более мелкие части или по воле течений перемещаются в более тёплые воды и тают.
«ФРАМ» ВО ЛЬДАХ
Чтобы узнать путь дрейфующих льдов, великий норвежский путешественник Фритьоф Нансен решил дрейфовать на своём корабле «Фрам» вместе с ними. Это смелая экспедиция длилось целых три года (1893-1896 гг). Позволив «Фраму» вмёрзнуть в дрейфующий паковый лёд, Нансен рассчитывал двигаться с ним в район Северного полюса, а потом оставить корабль и продолжать путь на собачьих упряжках и на лыжах. Однако дрейф прошёл южнее, чем предполагалось, и попытка Нансена достичь полюса на лыжах не увенчалась успехом. Пройдя более 3000 миль от Новосибирских островов до западного побережья Шпицбергена, «Фрам» собрал уникальную информацию о дрейфующих льдах и влиянии на их движение суточного вращения Земли.
Граница суши и моря представляет собой постоянно меняющую свои очертания линию. Набегающие волны переносят мельчайшие частицы взвеси песка, перекатывают гальку, обтачивают скалы. Разрушая берег, особенно при сильном волнении или штормах, в одном месте, они занимаются «строительством» в другом.
Место действия прибрежных волн - узкая кайма берега и его подводного склона. Там, где идёт в основном разрушение берега, над водой, как
правило, нависают скалы - клифы, волны «выгрызают» в них ниши, создают под ними при-
чудливые гроты и даже подводные пещеры. Такой тип берега называется абразионным (от лат. abrasio - соскребание). При изменении уровня моря - а такое неоднократно случалось в недавней геологической истории нашей планеты - абразионные постройки могли оказаться под водой или, наоборот, на суше, вдали от современного берега. По
таким формам берегового рельефа, находящимся на суше, учёные восстанавливают историю формирования древних берегов.
На участках выровненного берега с небольшими глубинами и пологим подводным склоном волны отлагают (аккумулируют) материал, который перенесли от разрушенных участков. Здесь образуются пляжи. В период прилива накатывающие волны перемещают песок и гальку в глубь берега, создавая протяжен-
ные вдольбереговые валы. Во время отлива на таких валах можно увидеть скопление раковин, морские водоросли.
Приливы и отливы связаны с притяжением |
||||
Луны, спутника Земли, и Солнца - нашей бли- |
||||
жайшей звезды. Если влияния Луны и Солнца |
||||
складываются (т.е. Солнце и Луна оказываются |
||||
на одной прямой относительно Земли, что про- |
||||
исходит в дни новолуния и полнолуния), то ве- |
||||
личина приливов достигает своего максимума. |
||||
Такой прилив называется сизигийным. Когда |
||||
Солнце и Луна ослабляют влияние друг друга, |
||||
происходят минимальные приливы (их называют |
||||
квадратурными, они бывают между новолунием |
||||
и полнолунием). |
||||
Как происходит формирование отложений при |
||||
волнении моря? При своем движении к берегу вол- |
||||
на сортирует по величине и переносит песчаные |
Для борьбы с размывом берегов в результате волнений |
|||
частицы, перемещая их вдоль берега. |
нередко на пляжах строят заградительные валы из глыб |
|||
ТИПЫ БЕРЕГОВ |
||||
Фьордовый берег встречается в местах затоп- |
название такого типа побережья). Они образова- |
|||
ления морем глубоких ледниковых троговых |
лись при затоплении морем складчатых структур |
|||
долин. На месте долин образуются извилистые |
горных пород, параллельных береговой линии. |
|||
заливы с крутыми стенками, которые называ- |
Риасовый берег образуется при затоплении |
|||
ются фьордами. Величественные и красивые |
морем устьев речных долин. |
|||
фьорды рассекают берега Норвегии (самый про- |
Шхеры - небольшие скалистые островки у |
|||
тяжённый здесь Согне-фьорд, его длина 137 км), |
берегов, подвергшихся ледниковой обработке: |
|||
побережья Канады, Чили. |
иногда это затопленные «бараньи лбы», холмы и |
|||
Далматинский |
берег. |
гряды конечной морены. |
||
ные полоски островов обрамляют побережье |
Лагуны - мелководные части моря, отделён- |
|||
Адриатического моря в районе Далмации (отсюда |
ные от акватории береговым валом. |
Бентос (от греч. benthos - глубина) - живые организмы и растения, живущие на глубине, на дне океанов и морей.
Нектон (от греч. nektos - плавающий) - живые организмы, способные самостоятельно перемещаться в толще воды.
Планктон (от греч. planktos - блуждающий) - организмы, живущие в воде, переносимые волнами и течениями и не способные самостоятельно передвигаться в воде.
НА ГЛУБИННЫХ ЭТАЖАХ
Гигантскими ступенями спускается от побережья к подводным абиссальным равнинам дно океана. На каждом таком «подводном этаже» - своя жизнь, ведь условия существования живых организмов: освещённость, температура воды, её насыщенность кислородом и другими веществами, давление водяного столба - с глубиной значительно меняются. По-разному организмы относятся к количеству солнечного света и прозрачности воды. Например, растения могут жить только там, где освещённость позволяет проходить процессам фотосинтеза (это глубины в среднем не более 100 м).
Литораль - периодически осушаемая в отлив прибрежная полоса. Сюда попадают морские животные, вынесенные из воды волнами, которые приспособились жить сразу в двух средах - водной
и воздушной. Это крабы
и рачки, морские ежи, моллюски, в том числе мидии. В тропических широтах на литорали расположена кайма мангровых лесов, а в умеренных зонах - «леса» из водоросли ламинарии.
Ниже литорали располагается зона сублиторали (до глубин 200-250 м), прибрежная полоса жизни на континентальном шельфе. По направлению к полюсам солнечный свет проникает в воду совсем неглубоко (не более 20 м). В тропиках и на экваторе лучи падают практически вертикально, что позволяет им достигать глубин до 250 м. Именно до таких глубин в теплых морях и океанах встречаются водоросли, губки, моллюски и светолюбивые животные, а также коралловые постройки - рифы. Животные не только прикрепляются к поверхности дна, но и свободно перемещаются в толще воды.
Самый большой моллюск, обитающий на мелководье, - тридакна (створки ее раковины достигают 1 метра). Как только жертва заплывает в открытые створки, они захлопываются, и моллюск начинает переваривать пищу. Некоторые моллюски обитают колониями. Мидии - двустворчатые моллюски, прикрепляющие свои раковины к камням и другим предметам. Моллюски дышат кислородом,
растворённым в воде, поэтому на более глубоких этажах океана они не встречаются.
Головоногие моллюски - осьминоги, спруты, кальмары, каракатицы имеют несколько щупалец и передвигаются в толще воды благодаря сжатию
мышц, которые позволяют им выталкивать воду через специальную трубку. Среди них встречаются и гиганты со щупальцами до 10-14 метров! Морские звезды, морские лилии, ежи
прикрепляются к дну и кораллам специальными присосками. Похожие на диковинные цветы морские анемоны пропускают свою добычу между своих щупалец-«лепестков» и заглатывают ее ротовым отверстием, расположенным в середине «цветка».
Миллионы рыб всевозможных размеров населяют эти воды. Среди них и различные акулы - одни из самых крупных рыб. В камнях и пещерах скрываются мурены, а на дне прячутся скаты, окраска которых позволяет сливаться с поверхностью.
Ниже шельфа начинается подводный склон - батиаль (200 - 3000 м). Условия для жизни здесь меняются с каждым метром (падает температура и возрастает давление).
Абиссаль - океаническое ложе. Это самое обширное пространство, занимающее более 70% подводного дна. Самые многочисленные его обитатели - фораминиферы и простейшие черви. Глубоководные морские ежи, рыбы, губки, морские звёзды - все приспособились к чудовищному давлению и не похожи на своих сородичей на мелководье. На глубинах, куда не поникают солнечные лучи, у морских обитателей возникли приспособления для освещения - небольшие светящиеся органы.
Воды суши составляют менее 4% всей воды, находящейся на нашей планете. Примерно половина их количества содержится в ледниках и постоянных снегах, остальное - в реках, озёрах, болотах, искусственных водоёмах, подземных водах и подземных льдах вечной мерзлоты. Все природные воды Земли называются водными ресурсами .
Самыми ценными для человечества являются запасы пресных вод. Всего на планете 36,7 млн. км3 пресных вод. Они сосредоточены, прежде всего, в крупных озёрах и ледниках и распределены между континентами неравномерно. Наибольшими запасами пресных вод обладают Антарктида, Северная Америка и Азия, несколько меньшими - Южная Америка и Африка, а наименее богаты пресными водами Европа и Австралия.
Подземными называются воды, содержащиеся в земной коре. Они связаны с атмосферой и поверхностными водами и участвуют в круговороте воды на земном шаре. Подземные
Ледники
- постоянные снега
Реки
Озёра
Болота
Подземные воды
- подземные льды вечной мерзлоты
воды находятся не только под континентами, но и под океанами и морями.
Подземные воды образуются потому, что одни горные породы пропускают воду, а другие задерживают. Атмосферные осадки, выпадающие на поверхность Земли, просачиваются сквозь трещины, пустоты и поры водопроницаемых пород (торф, песок, гравий и др.), а водоупорные горные породы (глина, мергель, гранит и др.) задерживают воду.
Существует несколько классификаций подземных вод по происхождению, состоянию, химическому составу и характеру залегания. Воды, которые после дождей или таяния снега проникают в почву, смачивают её и накапливаются в почвенном слое, называют почвенными . На первом от поверхности земли водоупорном слое залегают грунтовые воды. Они пополняются за счёт атмо-
сферных осадков, фильтрации вод водотоков и водоёмов и конденсации водяного пара. Расстояние от земной поверхности до уровня грунтовых вод называется глубиной залегания грунтовых вод . Она
увеличивается во влажный сезон, когда выпадает много осадков или тают снега, и уменьшается в сухой сезон.
Ниже грунтовых могут располагаться несколько слоев г л у б и н н ы х подземных вод, которые удерживаются водоупорными пластами. Нередко межпластовые воды становятся напорными. Это происходит, когда слои горных пород залегают в виде чаши и вода, заключённая в них, находится под давлением. Такие подземные воды, именуемые артезианскими , поднимаются вверх по пробуренной скважине и фонтанируют. Часто артезианские водоносные горизонты занимают значительную площадь, и тогда артезианские источники имеют высокий и довольно постоянный расход воды. Некоторые известные оазисы Северной Африки возникли у артезианских источников. По разломам в земной коре артезианские воды иногда поднимаются из водоносных горизонтов, а в период между сезонами дождей они нередко иссякают.
На поверхность Земли подземные воды выходят в оврагах, речных долинах в виде источников - родников или ключей . Они образуются там, где водоносный горизонт горных пород выходит на земную поверхность. Поскольку глубина грунтовых вод меняется в зависимости от сезона и количества осадков, источники иногда внезапно исчезают, а иногда бьют ключом. Температура воды в источниках может быть разной. Холодными считаются источники с температурой воды до 20 °С, тёплыми - с температурой от 20 до 37 °С, а горячи-
Водопроницаемые горные породы
Водоупорные горные породы
Типы подземных вод
ми, или термальными, - с температурой выше 37 °С. Большинство горячих источников встречаются в вулканических областях, где горизонты подземных вод нагреваются от раскалённых горных пород и расплавленной магмы, подходящей близко к земной поверхности.
Минеральные подземные воды содержат много солей и газов и, как правило, обладают целебными свойствами.
Значение подземных вод очень велико, их можно отнести к числу полезных ископаемых наряду с углём, нефтью или железной рудой. Подземные воды питают реки и озёра, благодаря им реки не мелеют летом, когда выпадает мало дождей, и не пересыхают подо льдом. Человек широко использует подземные воды: их выкачивают из-под земли для водоснабжения жителей городов и деревень, для нужд промышленности и для орошения сельскохозяйственных угодий. Несмотря на огромные запасы, подземные воды возобновляются медленно, существует опасность их истощения и загрязнения бытовыми и промышленными стоками. Чрезмерный забор воды из глубинных горизонтов уменьшает питание рек в межень - период, когда уровень воды самый низкий.
Болотом называется участок земной поверхности с избыточным увлажнением и застойным водным режимом, в котором происходит накопление органического вещества в виде неразложившихся остатков растительности. Болота есть во всех климатических поясах и почти на всех континентах Земли. В них сосредоточено около 11,5 тыс. км3 (или 0,03%) пресных вод гидросферы. Наиболее заболоченными континентами являются Южная Америка и Евразия.
Болота можно разделить на две большие группы - заболоченные земли , где нет хорошо выраженного торфяного слоя, и собственно торфяные болота , где накапливается торф. К заболоченным землям относятся заболоченные тропические леса, солёные мангровые болота, засоленные болота пустынь и полупустынь, травяные болота арктической тундры и др. Торфяные болота занимают около 2,7 млн. км, что составляет 2% площади суши. Они наиболее распространены в тундре, лесной зоне и лесостепи и, в свою очередь, подразделяются на низинные, переходные и верховые.
Низинные болота обычно имеют вогнутую или плоскую поверхность, где создаются условия для застаивания влаги. Они часто образуются по берегам рек и озёр, иногда в зонах подтопления водохранилищ. В таких болотах грунтовые воды подходят близко к поверхности, снабжая минеральными веществами произрастающие здесь растения. На
низинных болотах часто растут ольха, берёза, ель, осоки, тростник, рогоз. В этих болотах слой торфа накапливается медленно (в среднем 1 мм в год).
Верховые болота с выпуклой поверхностью и мощным слоем торфа образуются преимущественно на водоразделах. Они питаются в основном за счёт атмосферных осадков, бедных минеральными веществами, поэтому на этих болотах поселяются менее требовательные растения - сосна, вереск, пушица, мох сфагнум.
Промежуточное положение между низинными и верховыми занимают переходные болота с плоской или слабовыпуклой поверхностью.
Болота интенсивно испаряют влагу: активнее других - болота субтропического климатического пояса, заболоченные тропические леса, а в умеренном климате - сфагново-осоковые и лесные топи. Таким образом, болота увеличивают влажность воздуха, изменяют его температуру, смягчая климат окружающих территорий.
Болота, как своеобразный биологический фильтр, очищают воду от растворённых в ней химических соединений и твёрдых частиц. Текущие по заболоченным районам реки не отличаются катас-
трофическими весенними половодьями и паводками, поскольку их сток регулируют болота, отдающие влагу постепенно.
Болота регулируют сток не только поверхностных, но и грунтовых вод (особенно верховые болота). Поэтому их чрезмерное осушение может нанести вред малым рекам, многие из которых именно в болотах берут своё начало. Болота - богатые охотничьи угодья: здесь гнездится множество птиц, обитают многие промысловые животные. Болота богаты торфом, лекарственными травами, мхами и ягодами. Распространённое мнение, что, выращивая на осушенных болотах сельскохозяйственные культуры, можно получать богатый урожай, ошибочно. Лишь первые несколько лет осушенные торфяные залежи плодородны. Планы осушения болот требуют всесторонних исследований и экономических расчётов.
Развитие торфяного болота - это процесс накопления торфа в результате роста, отмирания и частичного разложения растительности в условиях избытка влаги и недостатка кислорода. Вся толща торфа в болоте называется торфяной залежью. Она имеет многослойное строение и содержит от 91 до 97% воды. В торфе заключены ценные органические и неорганические вещества, поэтому его издавна используют в сельском хозяйстве, энергетике, химии, медицине и других областях. Впервые о торфе как о «горючей земле», пригодной для нагревания пищи, писал Плиний Старший в I в. н.э. В Голландии и Шотландии торф как топливо применяли в XII-XIII вв. Промышленное скопление торфа называют торфяным месторождением. Наибольшие промышленные запасы торфа имеют Россия, Канада, Финляндия и США.
Плодородные речные долины издавна осваивались человеком. Реки являлись важнейшими транспортными путями, их воды орошали поля и сады. На речных берегах возникали и развивались многолюдные города, по рекам устанавливались границы. Текущая вода вращала колёса мельниц, а позже давала электрическую энергию.
Каждая река индивидуальна. Одна - всегда широка и полноводна, а у другой русло остаётся сухим большую часть года и только во время редких дождей наполняется водой.
Рекой называется водоток значительных размеров, текущий по сформированному им самим углублению в днище речной долины - руслу . Река со своими притоками образует речную систему . Если смотреть вниз по течению реки, то все реки, впадающие в неё справа, называются правыми притоками, а впадающие слева - левыми. Часть земной поверхности и толщи почв и грунтов, откуда река и её притоки собирают воду, называют водосбором .
Бассейн реки - это часть суши, включающая данную речную систему. Между двумя бассейнами соседних рек проходят водоразделы ,
Бассейн реки
Река Пахра протекает по Восточно-Европейской равнине
обычно это возвышенности или горные системы. Бассейны рек, впадающих в один и тот же водоём, объединяются соответственно в бассейны озёр, морей и океанов. Выделяют главный водораздел земного шара. Он разделяет бассейны рек, впадающих в Тихий и Индийский океаны с одной стороны, и бассейны рек, впадающих в Атлантический и Северный Ледовитый океаны, - с другой. Кроме того, на земном шаре есть бессточные области: реки, протекающие там, не доносят воду до Мирового океана. К таким бессточным областям относятся, например, бассейны Каспийского и Аральского морей.
Каждая река начинается с истока . Это может быть болото, озеро, тающий горный ледник или выход на поверхность подземных вод. Место впадения реки в океан, море, озеро или другую реку называется устьем . Длина реки - расстояние вдоль русла между истоком и устьем.
В зависимости от размера реки делят на большие, средние и малые. Бассейны больших рек обычно расположены в нескольких географических зонах. Бассейны средних и малых рек располагаются в пределах одной зоны. По условиям протекания реки подразделяют на равнинные, полугорные и горные. Равнинные реки плавно и спокойно текут в широких долинах, а горные реки бурно и стремительно мчатся по ущельям.
Пополнение воды в реках называют питанием реки . Оно может быть снеговым, дождевым, ледниковым и подземным. Некоторые реки, например те, что протекают в экваториальных областях (Конго, Амазонка и другие), отличаются дождевым питанием, так как в этих районах планеты весь год выпадают дожди. Большинство рек умеренного
климатического пояса имеют смешанное питание: летом они пополняются за счёт дождей, весной - за счёт таяния снега, а зимой им не дают иссякнуть подземные воды.
Характер поведения реки по сезонам года - колебания уровня воды, образование и сход ледового покрова и пр. -называют режимом реки . Ежегодно повторяющееся значительное увеличение воды
в реке - половодье - на равнинных реках Европейской территории России бывает вызвано интенсивным таянием снега весной. Реки Сибири, стекающие с гор, полноводны летом во время таяния снега
в горах. Кратковременный подъём уровня воды в реке называется паводком . Он происходит, например, когда выпадают обильные дожди или когда во время оттепели зимой интенсивно тает снег. Самый низкий уровень воды в реке - межень . Он устанавливается летом, в это время дождей выпадает мало и река питается преимущественно грунтовыми водами. Случается межень и зимой, в сильные морозы.
Половодья и паводки могут стать причиной сильных наводнений: талые или дождевые воды переполняют русла, и реки выходят из берегов, затопляя не только свою долину, но и окружающее пространство. Вода, текущая с большой скоростью, обладает огромной разрушительной силой, она сносит дома, выкорчёвывает деревья, смывает плодородную почву с полей.
Песчаный пляж на берегу Волги
К ТО ЖИВЁТ В РЕКАХ?
В реках живут не только рыбы. Воды, дно и берега рек - среда обитания многих живых организмов, их подразделяют на планктон, нектон и бентос. К планктону относятся, например, зелёные и сине-зелёные водоросли, коловратки и низшие ракообразные. Очень разнообразен речной бентос - личинки насекомых, черви, моллюски, речные раки. На дне и берегах рек поселяются растения - рдест, камыш, тростник и др., на дне растут водоросли. Речной нектон представлен рыбами и некоторыми крупными беспозвоночными. Среди рыб, которые обитают в морях, а в реки заходят только на нерест, - осетровые (осётр, белуга, севрюга), лососевые (сёмга, горбуша, нерка, кета и др.). Постоянно живут в реках сазан, лещ, стерлядь, щука, налим, окунь, карась и др., а в горных и полугорных реках - хариус и форель. Также обитают в реках млекопитающие и крупные пресмыкающиеся.
Реки протекают обычно на дне обширных понижений рельефа, называемых речными долинами . В днище долины водный поток бежит по выработанному им самим углублению - руслу. Вода ударяется в один участок берега, размывает его и уносит вниз по течению обломки горных пород, песок, глину, ил; в тех местах, где скорость течения уменьшается, река откладывает (аккумулирует) переносимый ею материал. Но река несёт не только наносы, размываемые речным потоком; во время бурных дождей и таяния снегов вода, стекающая по земной поверхности, разрушает почву, рыхлый грунт и переносит мелкие частички в ручьи, которые потом доставляют их в реки. Разрушая и растворяя горные породы в одном месте и откладывая их в другом, река постепенно создаёт свою долину. Процесс размывания земной поверхности водой называется эрозией . Она сильнее там, где больше скорость потока воды и где грунты более рыхлые. Наносы, слагающие дно рек, называют донными отложениями или аллювием .
БЛУЖДАЮЩИЕ РУСЛА
В Китае и Средней Азии встречаются реки, у которых русло может сместиться за сутки более чем на 10 м. Они, как правило, протекают в легко размываемых горных породах - лёссах или песках. За несколько часов водный поток способен значительно размыть один берег реки, а у другого берега, где течение замедляется, отложить смытые частицы. Таким образом, русло смещается - «блуждает» по дну долины, например, на реке Амударье в Средней Азии до 10-15 м в сутки.
Происхождение речных долин может быть тектоническим, ледниковым и эрозионным. Тектонические долины повторяют направление глубинных разломов в земной коре. Мощные ледники, покрывавшие в период глобального оледенения северные районы Евразии и Северной Америки, двигаясь, выпахивали глубокие ложбины, в которых потом сформировались речные долины. Во время таяния ледников потоки вод растекались к югу, формируя обширные понижения в рельефе. Позднее в эти понижения с окружающих возвышенностей устремлялись ручьи, образовывался крупный водный поток, который строил свою долину.
Строение долины равнинной реки
Пороги на горной реке
СУХИЕ РЕКИ
На нашей планете есть реки, которые заполняются водой только во время редких дождей. Они называются «вади» и встречаются в пустынях. Некоторые вади достигают длины сотен километров и впадают в такие же, как они сами, сухие впадины. Гравий и галька на дне пересохших русел дают повод считать, что в более влажные периоды вади могли быть полноводными реками, способными переносить крупные наносы. В Австралии сухие русла рек называют криками, в Средней Азии - узбоями.
Долина равнинных рек состоит из поймы (затапливаемой в половодье или во время значительных паводков части долины), расположенного на ней русла, а также склонов долины с несколькими надпойменными террасами , спускающимися ступеньками к пойме. Речные русла могут быть прямолинейными, извилистыми, разделёнными на рукава или блуждающими. У извилистых русел выделяют излучины, или меандры . Размывая излучину у вогнутого берега, река обычно образует плёс - глубокий участок русла, его мелководные участки называют перекатами . Полоса в русле с глубинами, наиболее благоприятными для судоходства, называется фарватером . Водный поток иногда откладывает значительное количество наносов, формируя острова. На крупных реках высота островов может достигать 10 м, а длина - нескольких километров.
Иногда на пути реки встречается уступ из твёрдых пород. Вода не может его размыть и падает вниз, образуя водопад . В тех местах, где река пересекает твёрдые породы, которые размываются медленно, формируются пороги , преграждающие путь водному потоку.
В устье скорость воды значительно замедляется,
и река откладывает большую часть своих наносов. Образуется дельта - низменная равнина в форме треугольника, здесь русло разделяется на множество рукавов и протоков. Затопленные морем устья рек называют эстуариями .
На Земле великое множество рек. Некоторые из них маленькими серебристыми змейками протекают в пределах одного лесного массива и затем впадают в более крупную реку. А некоторые поистине огромны: спускаясь с гор, они пересекают обширные равнины и несут свои воды к океану. Такие реки могут следовать по территории нескольких государств и служить удобными транспортными магистралями.
Давая характеристику реки, учитывают её длину, среднегодовой сток воды и площадь бассейна. Но далеко не у всех крупных рек все эти параметры выдающиеся. Например, самая длинная река в мире - Нил далеко не самая полноводная, да и площадь её бассейна невелика. Амазонка занимает первое место в мире по водности (её расход воды 220 тыс. м3 /с - это 16,6% от стока всех рек) и по площади бассейна, но по длине уступает Нилу. Наиболее крупные реки находятся в Южной Америке, Африке и Азии.
Самые длинные реки мира: Амазонка (от истока р. Укаяли свыше 7 тыс. км), Нил (6671 км), Миссисипи с притоком Миссури (6420 км), Янцзы (5800 км), Ла-Плата с притоками Парана и Уругвай (3700 км).
Наиболее полноводные реки (имеющие максимальные значения среднегодового стока воды): Амазонка (6930 км3 ), Конго (Заир) (1414 км3 ), Ганг (1230 км3 ), Янцзы (995 км3 ), Ориноко (914 км3 ).
Крупнейшие реки земного шара (по площади бассейна): Амазонка (7180 тыс. км2 ), Конго (Заир) (3691 тыс. км2 ), Миссисипи с притоком Миссури (3268 тыс. км2 ), Ла-Плата с притоками Парана и Уругвай (3100 тыс. км2 ), Обь (2990 тыс. км2 ).
Волга - крупнейшая река Восточно-Европейской равнины
ЗАГАДОЧНЫЙ НИЛ
Нил - великая африканская река, её долина - колыбель яркой, самобытной культуры, оказавшей влияние на развитие человеческой цивилизации. Могущественный арабский завоеватель Амир ибн аль-Аси говорил: «Там лежит пустыня, с обеих сторон она поднимается, а между высотами находится страна чудес Египет. И всё его богатство происходит от благословенной реки, медленно текущей по стране с достоинством халифа». В среднем течении Нил протекает по самым суровым пустыням Африки - Аравийской и Ливийской. Казалось бы, он должен обмелеть или пересохнуть во время жаркого лета. Но в самом разгаре лета уровень воды в Ниле поднимается, он выходит из берегов, затапливая долину, а отступая, оставляет на почве слой плодородного ила. Это происходит потому, что Нил образуется от слияния двух рек - Белого и Голубого Нила, истоки которых лежат в субэкваториальном климатическом поясе, где летом устанавливается область низкого давления и выпадают обильные дожди. Голубой Нил короче Белого, поэтому наполнившая его дождевая вода достигает Египта раньше, а следом идёт паводок Белого Нила.
Енисей - великая река Сибири
АМАЗОНКА - ЦАРИЦА РЕК
Амазонка - самая большая река на Земле. Её питает множество притоков, в том числе 17 больших рек длиной до 3500 км, которые по своим размерам и сами могут быть причислены
к великим рекам мира. Исток Амазонки лежит в скалистых Андах, где из горного озера Патаркоча вытекает её главный приток - Мараньон. Когда Мараньон сливается с Укаяли, река получает имя Амазонка. Низменность, по которой течёт эта величественная река, - страна джунглей и болот. На пути к востоку притоки непрестанно пополняют Амазонку. Она полноводна в течение всего года, потому что её левые притоки, расположенные в северном полушарии, полноводны с марта по сентябрь,
а правые притоки, расположенные в южном полушарии, полноводны другую часть года. Во время морских приливов в устье реки со стороны Атлантики заходит водяной вал высотой до 3,54 метра и устремляется вверх по течению. Местные жители называют эту волну «поророка» - «разрушитель».
МИССИСИПИ - ВЕЛИКАЯ РЕКА АМЕРИКИ
Могучую реку в южной части Североамериканского континента индейцы называли Месси Сипи - «Отец вод». Её сложная речная система с множеством притоков похожа на гигантское дерево с густо разветвлённой кроной. Бассейн Миссисипи занимает почти половину территории Соединённых Штатов Америки. Начинаясь в районе Великих озёр на севере, многоводная река несёт свои воды на юг - в Мексиканский залив, причём сток ее в два с половиной раза больше, чем российская река Волга приносит в Каспийское море. Первооткрывателем Миссисипи считают испанского конкистадора де Сото. В поисках золота и драгоценностей он отправился в глубь материка и весной 1541 года обнаружил берега огромной глубокой реки. Одни из первых колонистов - отцы-иезуиты, распространявшие в Новом Свете влияние своего ордена, так писали о Миссисипи: «Река эта очень красивая, ширина её больше одного лье; повсюду к ней примыкают леса, полные дичи, и прерии, где много бизонов». До прихода европейских колонизаторов обширные территории в бассейне реки были заняты девственными лесами и прериями, но сейчас их можно увидеть только в национальных парках, большая часть земель распахана.
Воды рек и ручьев, выбирая себе путь, нередко срываются со скал и уступов. Так образуются водопады. Иногда это совсем небольшие ступени в русле с незначительными перепадами высот между верхним участком, откуда падает вода, и нижним. Однако в природе существуют и совершенно исполинские «ступени» и уступы, высота которых достигает многих сотен метров. И те и другие водопады формируются, когда вода «вскрывает», т.е. разрушает, обнажает участки с более твёрдыми породами, унося прочь материал с более податливых участков. Верхний уступ (бровка), с которого низвергается вода, представляет собой более прочный пласт, а ниже по течению неутомимые воды разрушают менее прочные пласты пород. Такое строение, например, имеет знаменитый на весь мир водопад на реке Ниагара (ее название на языке ирокезов означает «гремящая вода»), которая соединяет два из Великих озёр Северной Америке - Эри и Онтарио. Ниагарский водопад относительно невысок - всего 51 м (для сравнения - ко-
Схема движения воды в Ниагарском водопаде
Каскад из нескольких водопадов в Норвегии. Гравюра XIX в.
локольня «Иван Великий» в Московском Кремле имеет высоту 81 м), однако знаменит более своих высоких и полноводных «собратьев». Известность водопаду принесли не только его расположение в непосредственной близости от больших американских и канадских городов, но и его хорошая изученность.
Водяной поток, обрушиваясь с любой высоты к подножию склона, образует впадину, нишу даже в достаточно прочных породах. Но и верхняя бровка постепенно размывается и разрушается действием текучей воды. Козырьки уступа обваливаются, и. водопад как бы отступает назад, «пятится» вверх по долине. Многолетние наблюдения за Ниагарским водопадом показали, что такая «пятящаяся» эрозия за 60 лет «съедает» верхний уступ водопада примерно на 1 м.
В Скандинавии в образовании водопадов «повинны» ледниковые формы рельефа. Там ручьи с выположенных ледником вершин гор с огромной высоты низвергаются в фьорды.
Очень эффектны огромные водопады, возникшие под действием тектоники - внутренних сил Земли. Колоссальные ступени водопадов образуются при нарушении русла реки тектоническими разломами. Случается, что формируется не один уступ, а сразу несколько. Такие каскады водопадов невероятно красивы.
Вид любого водопада завораживает. Не случайно эти природные явления неизменно привлекают внимание многочисленных туристов, нередко становясь «визитными карточками» местности и даже страны.
ВОДОПАД ВИКТОРИЯ |
ВОДОПАД ЧУРУН-МЕРУ - |
«САЛЬТО АНГЕЛА» |
|
«Дым, который гремит» - так с языка местных |
|
жителей переводится название «моси-оа тупиа», ко- |
Самый высокий в мире водопад находится в Юж- |
торым издавна обозначали этот африканский водо- |
ной Америке, в Венесуэле. Прочные кварцитовые |
пад. Первыми европейцами, увидевшими в 1855 году |
породы Гвианского нагорья, раздробленные разло- |
это удивительное создание природы на реке Замбези, |
мами, образуют пропасти в несколько километров. |
были участники экспедиции Давида Ливингстона, |
В одну из таких пропастей с высоты 1054 м падает |
давшие водопаду название в честь правящей тогда |
поток воды знаменитого водопада Чурун-Меру на |
королевы Виктории. «Вода, казалось, уходила в глубь |
притоке реки Ориноко. Это его индейское название |
земли, так какдругой склон ущелья, в которое она низ- |
не столь хорошо известно, как европейское Анхель |
вергалась, находился всего в 80 футах от меня» - так |
или Сальто-Анхель. Первым увидел и пролетел |
описывал Ливингстон свои впечатления. Узкое (от 40 |
вблизи водопада венесуэльский лётчик Анхель (в |
до 100 м) русло, в которое устремляются воды Замбе- |
переводе с испанского - «ангел»). Его фамилия и |
зи, достигает глубины 119 метров. Когда вся вода реки |
дала романтичное название водопаду. Открытие |
устремляется в ущелье, клубы водяной пыли, вырыва- |
этого водопада в 1935 году отобрало «пальму пер- |
ющиеся вверх, видны с расстояния 35 км! В брызгах |
венства» у африканского водопада Виктория, счи- |
над водопадом постоянно висит радуга. |
тавшегося до этого самым высоким в мире. |
ВОДОПАД ИГУАСУ
Одним из самых известных и красивых водопа- |
|
дов в мире является южноамериканский Игуасу, |
|
расположенный на одноимённой реке, притоке |
|
Параны. Собственно, это даже не один, а более |
|
250 водопадов, потоки и струи которых устремляют- |
|
ся с нескольких сторон в воронкообразный каньон. |
|
Самый крупный из водопадов Игуасу, высотой 72 м, |
|
называют «Глоткой дьявола»! Происхождение усту- |
|
па водопада связано со строением лавового плато, |
|
по которому течет река Игуасу. «Слоеный пирог» из |
|
базальтов разбит трещинами и разрушается нерав- |
|
номерно, что и привело в образованию своеобраз- |
|
ной лестницы, по ступеням которой и устремляют- |
|
ся вниз воды реки. Водопад расположен на границе |
|
Аргентины и Бразилии, так что одна сторона водо- |
|
пада - аргентинская, по которой водопады, сменяя |
|
друг друга, тянутся более чем на километр, а другая |
|
часть водопадов - бразильская. |
Водопад в Скалистых горах |
Озёрами называются заполненные водой котловины - естественные углубления на поверхности суши, не имеющие связи с морем или океаном. Чтобы образовалось озеро, необходимы два условия: наличие естественного углубления - замкнутого понижения в земной поверхности - и некоторого объёма воды.
На нашей планете множество озёр. Их общая площадь составляет около 2,7 млн км2 , то есть примерно 1,8% площади всей суши. Главное богатство озёр - пресная вода, так необходимая человеку. Озёра содержат около 180 тыс. км3 воды, а в 20 крупнейших озёрах мира, вместе взятых, заключена преобладающая часть всей доступной человеку пресной воды.
Озера располагаются в самых разнообразных природных зонах. Больше всего их в северных частях Европы и Североамериканского континента. Очень много озёр в районах, где распространена многолетняя мерзлота, есть они и в бессточных областях, в поймах и дельтах рек.
Некоторые озёра заполняются только во влажные сезоны, а остальную часть года стоят сухими - это временные озёра. Но большинство озёр постоянно наполнены водой.
В зависимости от размера озёра подразделяют на очень большие, площадь которых превышает 1 000 км2 , большие - с площадью от 101 до 1000 км2 , средние - от 10 до 100 км2 и малые - площадью менее 10 км2 .
По характеру водообмена озёра подразделяют на сточные и бессточные. Расположенные в кот-
ловине, озёра собирают воду с окружающих территорий, в них впадают ручейки и реки, при этом из сточных озёр вытекает хотя бы одна река, а из бессточных не вытекает ни одной. К сточным озёрам относятся Байкал, Ладожское и Онежское озёра, а к бессточным - озеро Балхаш, Чад, Иссык-Куль, Мёртвое море. Аральское и Каспийское моря тоже бессточные озёра, но благодаря их большим размерам и режиму, похожему на морской, эти водоёмы условно считаются морями. Существуют так называемые глухие озёра, например, образовавшиеся в кратерах вулканов. Реки в них не впадают и из них не вытекают.
Озёра можно разделить на пресные, солоноватые и солёные, или минеральные. Солёность воды в пресных озёрах не превышает 1 %о - такая вода, например, в Байкале, Ладожском и Онежском озёрах. Вода солоноватых озёр имеет солёность от 1 до 25 %о . Например, солёность воды в Иссык-Куле - 5-8 %о , а в Каспийском море - 10-12 %о . Солёными называются озёра, вода в которых имеет солёность от 25 до 47 %о . Выше 47 %о солей содержат минеральные озера. Так, солёность Мёртвого моря, озёр Эльтон и Баскунчак составляет 200-300 %о . Солёные озёра, как правило, образуются в засушливых районах. В некоторых солёных озёрах вода представляет собой раствор солей, близкий к насыщению. Если такое насыщение достигается, то происходит осаждение солей и озеро превращается в самосадочное.
Помимо растворённых солей озёрная вода содержит органические и неорганические вещества и растворённые газы (кислород, азот и др.). Кислород не только поступает в озёра из атмосферы, но и выделяется растениями в процессе фотосинтеза. Он необходим для жизни и развития водных организмов, а также для окисления органическо-
Озеро в Швейцарских Альпах
го вещества, находящегося в водоёме. Если в озере образуется избыток кислорода, то он уходит из воды в атмосферу.
По условиям питания водных организмов озёра делятся на:
- озёра, бедные питательными веществами. Это глубокие озёра с прозрачной водой, к которым относятся, например, Байкал, Телецкое озеро;
- озёра с большим поступлением питательных веществ и богатой растительностью. Это, как правило, мелководные и тёплые озёра;
МОЛОДЫЕ И СТАРЫЕ ОЗЁРА
Жизнь озера имеет начало и конец. Однажды образовавшись, оно постепенно заполняется наносами рек, остатками отмерших животных и растений. С каждым годом количество осадков на дне увеличивается, озеро мелеет, зарастает и превращается в болото. Чем больше первоначальная глубина озера, тем дольше продолжается его жизнь. В небольших озёрах осадки накапливаются многие тысячи лет, а в глубоких - миллионы лет.
Озёра с избыточным количеством органических веществ, продукты окисления которых вредны для живых организмов.
Озёра регулируют речной сток и оказывают заметное воздействие на климат прилегающих территорий.
Они способствуют увеличению количества осадков, числа дней с туманами и в целом смягчают климат. Озёра повышают уровень грунтовых вод и влияют на почвы, растительность и животный мир окружающих районов.
Взглянув на географическую карту, на всех |
||
материках можно увидеть озёра. Одни из них вы- |
||
тянутые, другие округлые. Одни озёра располо- |
||
жены в горных районах, другие - на обширных |
||
плоских равнинах, некоторые очень глубокие, а |
||
некоторые совсем мелкие. Форма и глубина озе- |
||
ра зависят от размера котловины, которую оно |
||
занимает. Озёрные котловины образуются по- |
||
Большинство крупных озёр земного шара |
||
имеет тектоническое происхождение. Они рас- |
||
полагаются в крупных прогибах земной коры на |
||
равнинах (например, Ладожское и Онежское |
||
озёра) или заполняют глубокие тектонические |
||
трещины - рифты (озеро Байкал, Танганьика, |
||
Ньяса и др.). |
||
Озёрными котловинами могут стать кратеры и |
||
кальдеры потухших вулканов, а иногда и пониже- |
||
ния на поверхности лавовых потоков. Такие озё- |
||
ра, называемые вулканическими , встречаются, |
||
например, на Курильских и Японских островах, на |
||
Камчатке, на острове Ява и в других вулканичес- |
||
ких районах Земли. Бывает, что лава и обломки |
||
изверженных горных пород перегораживают до- |
||
лину реки, в этом случае также появляется вулка- |
Озеро Байкал |
|
ническое озеро. |
||
ТИПЫ ОЗЁРНЫХ КОТЛОВИН |
Озеро в прогибе земной коры Озеро в кратере
Котловина озера Каали в Эстонии имеет метеоритное происхождение. Оно находится в кратере, образовавшемся в результате падения крупного метеорита.
Ледниковые озёра заполняют котловины, которые сформировались в результате деятельности ледника. Двигаясь, ледник выпахивал более мягкий грунт, создавая понижения в рельефе: в одних местах - длинные и узкие, а в других - овальные. Со временем они заполнились водой, и появились ледниковые озёра. Таких озёр очень много на севере Североамериканского континента, в Евразии на Скандинавском и Кольском полуостровах, в Финляндии, Карелии и на Таймыре. В горных районах, например в Альпах и на Кавказе, ледниковые озёра располагаются в карах - чашеобразных углублениях в верхних частях горных склонов, в создании которых приняли участие небольшие горные ледники и снежники. Тая и отступая, ледник оставляет морену - скопление песка, глины с включениями гальки, гравия и валунов. Если морена запруживает реку, вытекающую из-под ледника, формируется ледниковое озеро, часто имеющее округлую форму.
В районах, сложенных известняками, доломитами и гипсами, в результате химического растворения этих пород поверхностными и подземными водами возникают карстовые озёрные котловины. Толщи песка и глины, лежащие над карстующимися породами, проваливаются в подземные пустоты, образуя на земной поверхности углубления, которые со временем заполняются водой и становятся озёрами. Карстовые озёра встречаются и в пеще-
рах, их можно увидеть в Крыму, на Кавказе, на Урале и в других районах.
В тундре, а иногда и в тайге, где распространена многолетняя мерзлота, в тёплое время года грунт подтаивает и проседает. В небольших углублениях появляются озёра, называемые термокарстовыми .
В речных долинах, когда меандрирующая река спрямляет своё русло, старый участок русла обособляется. Так образуются озёра-старицы , часто имеющие форму подковы.
Запрудные , или плотинные , озёра возникают в горах, когда в результате обвала масса горных пород перегораживает русло реки. Например,
в 1911 году на Памире во время землетрясения произошёл гигантский горный обвал, он запрудил реку Мургаб, и образовалось Сарезское озеро. Плотинными являются озеро Тана в Африке, Севан в Закавказье и многие другие горные озёра.
У берегов морей песчаные косы могут отделить мелководный прибрежный участок от морской акватории, в результате формируется озеро-лагуна . Если песчано-глинистые отложения отгораживают от моря затопленные устья рек, образуются лиманы - мелководные заливы с очень солёной водой. Таких озёр много на побережье Чёрного и Азовского морей.
Образование запрудного, или плотинного, озера
Самые большие озёра Земли: Каспийское море- |
|
озеро (376 тыс. км2 ), Верхнее (82,4 тыс. км2 ), Вик- |
|
тория (68 тыс. км2 ), Гурон (59,6 тыс. км2 ), Мичиган |
|
(58 тыс. км2 ). Самое глубокое озеро на планете - |
|
Байкал (1620 м), за ним следуют Танганьика |
|
(1470 м), Каспийское море-озеро (1025 м), Ньяса |
|
(706 м) и Иссык-Куль (668 м). |
|
Величайшее озеро на Земле - Каспийское |
|
море расположено во внутренних районах Евра- |
|
зии, оно содержит 78 тыс. км3 воды - более 40% |
|
всего объёма озёрных вод мира, а по площади пре- |
|
восходит Чёрное море. Морем Каспийское озеро |
|
называют из-за того, что оно обладает многими |
|
морскими характеристиками - огромной площа- |
|
дью, большим объёмом воды, сильными штормами |
|
и особым гидрохимическим режимом. |
рыб, которые остались с тех времён, когда Каспий |
С севера на юг Каспий протянулся почти на |
был соединён с Чёрным и Средиземным морями. |
1200 км, а с запада на восток - на 200-450 км. |
Уровень воды в Каспии находится ниже уровня |
По происхождению он является частью древнего |
Мирового океана и периодически изменяется; при- |
слабосолёного Понтического озера, существовавше- |
чины этих колебаний пока недостаточно ясны. Меня- |
го 5-7 млн лет тому назад. В ледниковый период из |
ются и очертания Каспийского моря. В начале XX в. |
арктических морей в Каспий проникли тюлень, бе- |
уровень Каспия составлял примерно -26 м (по от- |
лорыбица, лосось, мелкие ракообразные; есть в этом |
ношению к уровню Мирового океана), в 1972 го- |
море-озере и некоторые средиземноморские виды |
ду было зафиксировано самое низкое положение за |
последние 300 лет - -29 м, затем уровень моря-озе- |
|
ра начал медленно подниматься и сейчас составля- |
|
ет примерно -27,9 м. Каспийское море имело около |
|
70 названий: Гирканское, Хвалынское, Хазарское, |
|
Сарайское, Дербентское и другие. Своё современ- |
|
ное название море получило в честь древних пле- |
|
мен каспиев (коневодов), живших в I веке до н.э. на |
|
его северо-западном побережье. |
|
Глубочайшее озеро планеты Байкал (1620 м) |
|
находится на юге Восточной Сибири. Оно располо- |
|
жено на высоте 456 м над уровнем моря, его длина |
|
636 км, а наибольшая ширина в центральной час- |
|
ти - 81 км. Есть несколько версий происхождения |
|
названия озера, например, от тюркоязычного Бай- |
|
Куль - «богатое озеро» или от монгольского Бай- |
|
гал Далай - «большое озеро». На Байкале 27 ост- |
|
ровов, самый крупный из которых Ольхон. В озеро |
|
впадает около 300 рек и ручьев, а вытекает только |
|
река Ангара. Байкал - очень древнее озеро, ему |
|
примерно 20-25 млн лет. 40% растений и 85% ви- |
|
дов животных, обитающих в Байкале, эндемичны |
|
(то есть встречаются только в этом озере). Объем |
|
воды в Байкале около 23 тыс. км3 , что составляет |
|
20% мировых и 90% российских запасов пресной |
|
воды. Байкальская вода уникальна - необыкновен- |
|
но прозрачная, чистая и насыщенная кислородом. |
свою историю неоднократно меняли очертания. Се- |
||||||||
верные берега озёр скалистые, обрывистые и очень |
||||||||
живописные, а южные и юго-восточные преиму- |
||||||||
щественно низкие, глинистые и песчаные. Берега |
||||||||
Великих озёр плотно заселены, здесь расположены |
||||||||
мощные индустриальные районы и крупнейшие го- |
||||||||
рода США: Чикаго, Милуоки, Буффало, Кливленд, |
||||||||
Детройт, а также второй по величине город Кана- |
||||||||
ды - Торонто. В обход порожистых участков рек, |
||||||||
соединяющих озёра, сооружены каналы и создан |
||||||||
сплошной водный путь морских судов из Великих |
||||||||
озёр в Атлантический океан протяжённостью око- |
||||||||
ло 3 тыс. км и глубиной не менее 8 м, доступный |
||||||||
для крупных морских судов. |
||||||||
Африканское озеро Танганьика - самое |
||||||||
длинное на планете, оно образовалось в текто- |
||||||||
нической впадине в зоне Восточно-Африканских |
||||||||
разломов. |
Максимальная глубина |
Танганьики |
||||||
1470 м, это второе по глубине озеро мира после |
||||||||
Байкала. По береговой линии, протяженность ко- |
||||||||
торой 1900 км, проходит граница четырех афри- |
||||||||
канских государств - Бурунди, Замбии, Танзании |
||||||||
В озере обитают 58 видов рыб (омуль, сиг, хариус, |
и Демократической Республики Конго. Танганьика |
|||||||
таймень, осетр и др.) и живет типично морское мле- |
очень древнее озеро, в нём обитают около 170 эн- |
|||||||
копитающее - байкальская нерпа. |
демичных видов рыб. Живые организмы заселяют |
|||||||
В восточной части Северной Америки в бассей- |
озеро до глубины около 200 метров, а ниже в воде |
|||||||
не реки Святого Лаврентия находятся Великие |
содержится |
большое количество |
сероводорода. |
|||||
озёра : Верхнее, Гурон, Мичиган, Эри и Онтарио. |
Скалистые берега Танганьики изрезаны многочис- |
|||||||
Они расположены ступенями, разница в высоте |
ленными бухтами и заливами. |
|||||||
первых четырёх не пре- |
||||||||
вышает 9 м, и лишь ниж- |
||||||||
нее, Онтарио, находится |
||||||||
почти на 100 м ниже Эри. |
||||||||
соединены |
||||||||
короткими |
||||||||
многоводными |
||||||||
реками. На реке Ниага- |
||||||||
соединяющей |
||||||||
образовался Ниагарский |
||||||||
50 м). Великие озёра - |
||||||||
величайшее |
скопление |
|||||||
(22,7 тыс. км3 ). Они сфор- |
||||||||
мировались во время тая- |
||||||||
огромного |
||||||||
вого покрова в северной |
||||||||
Североамерикан- |
||||||||
континента |
Многолетние скопления льда в высокогорьях и холодных поясах Земли называют ледниками . Все природные льды объединяются в так называемую гляциосферу - часть гидросферы, находящуюся в твёрдом состоянии. В неё входят и льды холодных океанов, и ледяные шапки гор, и отколовшиеся от ледниковых щитов ледяные горы айсберги. В горах ледники образуются из снега. Сначала, при перекристаллизации снега в результате чередования таяний и новых замерзаний воды внутри снежной толщи, образуется фирн.
Распространение льдов на Земле в ледниковый период
который затем превращается в лёд. Под действием силы тяжести лёд перемещается в виде ледяных потоков. Основное условие существования ледников - и маленьких и огромных - постоянные низкие температуры в течение большей части года, при которых накопление снега преобладает над его таянием. Такие условия существуют в холодных районах нашей планеты - Арктике и Антарктике, а также в высокогорьях.
ЛЕДНИКОВЫЕ ПЕРИОДЫ
В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ
В истории Земли несколько раз сильное похолодание климата приводило к разрастанию ледников
и образованию одного или нескольких ледниковых покровов. Это время называют ледниковьями или
ледниковыми периодами.
В плейстоцене (эпоха четвертичного периода кайнозойской эры) площадь, покрытая ледниками, превышала современную почти втрое. В это время
в горах и на равнинах полярных и умеренных широт возникли огромные ледниковые щиты, которые, увеличиваясь, покрывали огромные территории в умеренных широтах. Представить, как выглядела Земля в тот период, можно, взглянув на Антарктиду или Гренландию.
Как узнают о тех давних ледниковых временах? Продвигаясь по поверхности, ледник оставляет свои следы - материал, который захватил с собой при движении. Такой материал называют мореной . Стадии своего стояния ледники отмечают ва-
Движение земной коры при колоссальной нагрузке ледникового щита (1) и после снятия ее (2)
лами конечной морены. Часто по названию места, которого достигал ледник, называют ледниковья. Далее всего ледник на территории Восточной Европы доходил до долины Днепра, и это ледниковье названо днепровским. На территории Северной Америки следы максимальных продвижений ледников к югу относятся к двум оледенениям: в штате Канзас (канзасское оледенение) и Иллинойс (иллинойсское оледенение). Последнее оледенение достигало штата Висконсин в висконсинскую ледниковую эпоху.
Климат Земли сильно изменился в четвертичный, или антропогеновый, период, начавшийся 1,8 млн лет назад и продолжающийся по сей день. Чем обусловлено такое грандиозное похолодание - вопрос, который решают учёные.
Десятки гипотез пытаются объяснить появление огромных ледников множеством земных и космических причин - падением гигантских метеоритов, катастрофическими извержениями вулканов, изменениями направления течений в океане. Очень популярна предложенная в прошлом веке гипотеза сербского ученого Миланковича, который объяснял климатические изменения периодическими колебаниями наклона оси вращения планеты и удаленности Земли от Солнца.
Ледники Шпицбергена
Морены покровного оледенения
Существующие в настоящее время покровные ледники - это остатки огромных ледниковых щитов, которые в последние ледниковые эпохи существовали в умеренных широтах. И хотя сегодня они не такие масштабные, как в прошлом, всё равно их размеры впечатляют.
Один из самых значительных - Антарктический ледниковый покров. Максимальная мощность его льда превышает 4,5 км, а площадь распространения почти в 1,5 раза больше, чем площадь Австралии. Из нескольких центров купола в разные стороны растекается лед многих ледников. Он движется в виде огромных потоков со скоростью 300-800 м в год. Занимая всю Антарктиду, покров в виде выводных ледников стекает в море, давая жизнь многочисленным айсбергам. Ледники, лежащие или, вернее, плавающие в районе прибрежной линии, называются шельфовыми, поскольку располагаются в районе подводной окраины материка - шельфа. Такие шельфовые ледники существуют только в Антарктиде. Самые большие шельфовые ледники находятся в Западной Антарктиде. Среди них шельфовый ледник Росса, на котором расположена американская антарктическая станция «Мак-Мёрдо».
Другой колоссальный ледниковый покров находится в Гренландии, занимая более 80% этого
Предгорный ледник
самого большого острова мира. На льды Гренландии приходится около 10% всего льда на Земле. Скорости течения льда здесь гораздо меньше, чем
в Антарктиде. Но и в Гренландии есть свой рекордсмен - ледник, который движется с очень большой скоростью - 7 км в год!
Сетчатое оледенение характерно для полярных архипелагов - Земли Франца-Иосифа, Шпицбергена, Канадского Арктического архипелага. Этот тип оледенения является переходным между покровным и горным. В плане эти ледники напоминают ячеистую сетку, отсюда и название. Из-под льда во многих местах выступают, как острова в океане, вершины, остроконечные пики, скалы, участки суши. Их называют нунатаки . «Нунатак» - эскимосское слово. В научную литературу это слово попало благодаря знаменитому полярному шведскому исследователю Нильсу Норденшельду.
К такому же «полупокровному» типу оледенения относятся и предгорные ледники . Нередко ледник, спускающийся с гор по долине, достигает их подножий и выходит широкими лопастями
в зону таяния (абляции) на равнину (такой тип ледников называют ещё аляскинским) или даже
на шельф или в озёра (патагонский тип). Предгорные ледники - одни их самых эффектных и красивых. Они встречаются на Аляске, на севере Северной Америки, в Патагонии, на крайнем юге Южной Америки, на Шпицбергене. Наиболее известен предгорный ледник Маласпина на Аляске.
Сетчатое оледенение Шпицбергена
Там, где широта и высота над уровнем моря не позволяют снегу таять в течение года, возникают ледники - скопления льда на горных склонах и вершинах, в седловинах, понижениях и нишах на склонах. Со временем снег пре-
вращается в фирн, а затем в лёд. Лед имеет свойства вязкопластичного тела и способен течь. При этом он шлифует и выпахивает
поверхность, по которой движется. В строении ледника выделяют зону аккумуляции, или накопления, снега и зону абляции, или таяния. Эти зоны разделены границей питания. Иногда она совпадает со снеговой линией, выше которой в течение всего года лежит снег. Свойства и поведение ледников изучают ученые-гляциологи.
КАКИЕ БЫВАЮТ ЛЕДНИКИ
Небольшие висячие ледники залегают во впадинах на склонах и часто выходят за границу снеговой линии. Таковы многие ледники Альп и Кавка-
Рандклюфты - боковые трещины, отделяющие ледник от скал
Бергшрунд - трещина в области
питания ледника, разделяющая неподвижную и подвижную
части ледника
Срединная и боковая морены
Поперечные трещины на языке ледника
Основная морена - материал под ледником
за. Каровые ледники заполняют чашеобразные углубления на склоне - цирки, или кары. В нижней части цирк ограничен поперечным уступом - ригелем, являющимся порогом, за который ледник не переступал в течение многих сотен лет.
Многие горно-долинные ледники, подобно рекам, сливаются из нескольких «притоков» в один большой, заполняющий ледниковую долину. Такие ледники особенно крупных размеров (их также называют дендритовыми или древовидными) характерны для высокогорий Памира, Каракорума, Гималаев, Анд. Для каждого района существуют и более дробное деление ледников.
Ледники вершин встречаются на округлых или выровненных поверхностях гор. Скандинавские горы имеют выровненные вершинные поверхности - плато, на которых распространён такой тип ледников. Резкими уступами обрываются плато к фьордам - древним ледниковым долинам, превратившимся в глубокие и узкие морские заливы.
Равномерное движение льда в леднике может смениться резкими подвижками. Тогда язык ледника начинает двигаться по долине со скоростью до сотен метров в сутки и более. Такие ледники называют пульсирующими . Их способность к движению обусловлена накапливающимся напряжением
в ледниковой толще. Как правило, постоянные наблюдения за ледником позволяют предсказать следующую пульсацию. Это помогает предотвращать трагедии, подобные той, что произошла в Кармадонском ущелье в 2003 году, когда в результате пульсации ледника Колка на Кавказе многие населённые пункты цветущей долины были погребены под хаотичными нагромождениями ледяных глыб. Подобные пульсирующие ледники не такая уж редкость
в природе. Один из них - ледник Медвежий - находится в Таджикистане, на Памире.
Ледниковые долины имеют U-образную форму и напоминают корыто. С этим сравнением и связано их название - трог (от нем. Trog - корыто).
Когда горная вершина со всех сторон покрыта ледниками, постепенно разрушающими склоны, образуются острые пирамидальные вершины - карлинги . Со временем соседние цирки могут сливаться.
Край ледника в Гималаях
Обломочный материал на поверхности ледника в Альпах
Реки, имеющие ледниковое питание, т.е. вытекающие из-под ледников, очень мутные и бурные в период таяния в тёплое время года и, наоборот, становятся чистыми и прозрачными зимой и осенью. Вал конечной морены иногда является естественной запрудой для ледникового озера. При бурном таянии озеро может размыть вал, и тогда образуется сель - грязекаменный поток.
ТЁПЛЫЕ И ХОЛОДНЫЕ ЛЕДНИКИ
На ложе ледника, т.е. у той части, которая соприкасается с поверхностью, температура может быть различна. В высокогорьях умеренных широт и в некоторых полярных ледниках эта температура близка к точке плавления льда. Получается, что между собственно льдом и подстилающей поверхностью образуется прослойка талой воды. По ней, как по смазке, и движется ледник. Такие ледники называют тёплыми, в отличие от холодных, которые оказываются приморожены к ложу.
Представим себе тающий весной сугроб. При потеплении снег начинает оседать, его границы уменьшаются, отступая от «зимних», из-под него бегут ручьи... А на поверхности земли остаётся лежать всё то, что накопилось на снегу и в снегу за долгие зимние месяцы: всевозможная грязь, опавшие ветки и листья, мусор. Теперь попробуем представить
себе, что этот сугроб в несколько миллионов раз больше, а значит, и куча «мусора» после его таяния будет размером с гору! Большой ледник при таянии, которое называют еще отступанием, оставляет после себя ещё больше материала - ведь в его объёме льда содержится гораздо больше «мусора». Все включения, оставленные ледником после таяния на поверхности земли, называют мореной или ледниковыми отложениями.
динными. После таяния такие морены бывают похожи на длинные насыпи, тянущиеся вдоль склонов вниз по долине.
Ледник находится в постоянном движении. Как вязкопластическое тело, он обладает способностью течь. Следовательно, тот обломок, который упал на него со скалы, через некоторое время может оказаться достаточно далеко от этого места. Собираются (аккумулируются) эти обломки, как правило, у края ледника, там, где накопление льда уступает таянию. Скопившийся материал повторяет очертания языка ледника и имеет вид изогнутой насыпи, частично перегораживающей долину. Когда ледник отступает, конечная морена остаётся на прежнем месте, постепенно размываясь талыми водами. При отступании ледника может накапливаться несколько валов конечных морен, которые будут говорить о промежуточных положениях его языка.
Ледник отступил. Перед его фронтом остался вал морены. Но таяние продолжается. И за конечной мореной начинают скапливаться талые ледни-
ковые воды. Возникает ледниковое озеро, которое сдерживает природная плотина. При прорыве такого озера нередко образуется разрушительный грязекаменный поток - сель.
При продвижении ледника вниз по долине он разрушает и своё основание. Часто этот процесс, который называют «экзарация», происходит неравномерно. И тогда образуются ступени в ложе ледника - ригели (от нем. Riegel - преграда).
Морены покровных ледников гораздо обширнее, разнообразнее, но сохраняются в рельефе хуже.
Отложения покровного ледника
Ведь, как правило, они более древние. И проследить их расположение на равнине не так просто, как в горной ледниковой долине.
В последнюю ледниковую эпоху огромный ледник двигался из района Балтийского кристаллического щита, со Скандинавского и Кольского полуостровов. Там, где ледник выпахал кристаллическое ложе, образовались вытянутые озера и длинные гряды - сельги . Их много в Карелии и в Финляндии.
Именно оттуда ледник принёс обломки кристаллических пород - гранитов. При долгой транспортировке пород лёд истирал неровные края обломков, превращая их в валуны. И по сей день такие гранитные валуны находят на поверхности земли во всех районах Подмосковья. Принесённые издалека обломки называют эрратическими. От максимальной стадии последнего оледенения - днепровской, когда конец ледника доходил до долин современных Днепра и Дона, сохранились только морены и ледниковые валуны.
После таяния покровный ледник оставил после себя всхолмленное пространство - моренную равнину. Кроме того, из-под края ледника вырывались многочисленные потоки талых ледниковых вод. Они размывали донную и конечную морены, уносили тонкие глинистые частицы и оставляли перед краем ледника песчаные поля - зандры (от исл. sand - песок). Талая вода нередко промывала себе туннели под потерявшими подвижность тающими ледниками. В этих туннелях и особенно при выходе из-под ледника скапливался перемытый материал морен (песок, галька, валуны). Эти скопления сохранились в виде длинных извилистых валов - их называют озы .
В условиях холодного климата вода, находящаяся в недрах и на поверхности, промерзает на глубину до 500 м и более. Свыше 25% поверхности всей суши Земли заняты вечномёрзлыми породами.
В нашей стране более 60% такой территории, ведь в зоне её распространения лежит почти вся Сибирь.
Это явление получило название многолетней, или вечной мерзлоты. Однако климат со временем может меняться в сторону потепления, так что термин «многолетняя» более подходит для этого явления.
В летние сезоны - а они здесь очень недолгие и скоротечные - верхний слой поверхностных грунтов может оттаивать. Однако ниже 4 м находится слой, который не оттаивает никогда. Грунтовая вода может находиться либо под этим мёрзлым слоем, либо сохраняться в жидком состоянии между многолетнемёрзлыми толщами (она образует водяные линзы - талики) или над мёрзлым слоем. Верхний слой, который подвержен промерзанию и оттаиванию, называется деятельным слоем .
ПОЛИГОНАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ
Лёд в грунте может образовывать ледяные жилы. Часто они возникают в местах морозобойных (образующихся при сильных морозах) трещин, заполняемых водой. При замерзании этой воды грунт между трещинами начинает сдавливаться, ведь лёд занимает большую площадь, чем вода. Образуется слегка выпуклая поверхность, обрамлённая понижениями. Такие полигональные грунты покрывают значительную часть поверхности тундры. Когда наступает недолгое лето и ледяные жилы начинают оттаивать, образуются целые пространства, похожие на решетку из кусочков суши, окружённых водными «каналами».
Среди полигональных образований широко распространены каменные многоугольники и каменные кольца. При многократном промерзании и оттаивании земли происходит вымораживание, выталкивание льдом на поверхность более крупных обломков, содержащихся в грунте. Таким путем происходит сортировка грунта, поскольку его мелкие частицы остаются в центре колец и многоугольников, а крупные обломки смещаются к их краям. В результате появляются валы камней, обрамляющие более мелкий материал. На нем иногда селятся мхи, и осенью каменные многоугольники поражают неожиданной красотой:
яркие мхи, иногда с кустиками морошки или брусники, окружённые со всех сторон серыми камнями, похожи на специально сделанные садовые клумбы. В поперечнике такие многоугольники могут достигать 1 -2 м. Если поверхность не ровная, а наклонная, то многоугольники превращаются в каменные полосы.
Вымораживание из грунта обломков приводит к тому, что на вершинных поверхностях и склонах гор и холмов в зоне тундры возникает хаотическое нагромождение крупных камней, сливающихся в каменные «моря» и «реки». Для них существует название «курумы» .
БУЛГУННЯХИ
Этим якутским словом обозначается удиви-
тельная форма рельефа - холм или бугор с ле- |
||
дяным ядром внутри. Он образуется благодаря |
||
увеличению объёма воды при замерзании в над- |
||
мерзлотном слое. В результате лёд приподнимает |
||
поверхностную толщу тундры и возникает бугор. |
||
Крупные булгунняхи (на Аляске их называют эс- |
||
кимосским словом «пинго») могут достигать до |
Образование полигональных грунтов |
|
30-50 м высоты. |
||
На поверхности планеты выделяются не только пояса сплошной многолетней мерзлоты в холодных природных зонах. Существуют участки с так называемой островной многолетней мерзлотой. Она существует, как правило, в высокогорьях, в суровых местах с низкими температурами, например в Якутии, и является остатками - «островками» - прежнего более обширного пояса многолетней мерзлоты, сохранившейся со времени последнего ледникового периода
Атлантический океан, или Атлантика — второй по величине (после Тихого) и самый освоенный среди остальных акваторий. С востока ограничивается побережьем Южной и Северной Америки, с запада — Африкой и Европой, на севере — Гренландией, на юге сливается с Южным океаном.
Отличительные особенности Атлантики: малое количество островов, сложный рельеф дна и сильно изрезанная береговая линия.
Характеристики океана
Площадь: 91,66 млн.кв.км, причем 16% территории приходится на моря и заливы.
Объем: 329,66 млн.кв.км
Соленость: 35‰.
Глубина: средняя — 3736 м, наибольшая — 8742 м (желоб Пуэрто-Рико).
Температура: на самом юге и севере — около 0°C, на экваторе — 26-28°C.
Течения: условно выделяют 2 круговорота — Северный (течения движутся по часовой стрелке) и Южный (против часовой стрелки). Круговороты разделяет Экваториальное межпассатное противотечение.
Главные течения Атлантического океана
Теплые:
Северное пассатное — начинается у западного побережья Африки, пересекает океан с востока на запад и возле Кубы встречается с Гольфстримом.
Гольфстрим — самое мощное течение в мире, которое переносит 140 млн. кубометров воды в секунду (для сравнения: все реки мира переносят всего 1 млн. кубометров воды в секунду). Зарождается возле берегов Багамских островов, где встречаются Флоридское и Антильское течения. Объединившись, они дают начало Гольфстриму, который через пролив между Кубой и п-овом Флорида мощным потоком выходит в Атлантический океан. Затем течение движется на север вдоль побережья США. Приблизительно возле берегов штата Северная Каролина Гольфстрим поворачивает на восток и выходит в открытый океан. Приблизительно через 1500 км оно встречается с холодным Лабрадорским течением, которое немного меняет курс Гольфстрима и несет его на северо-восток. Ближе к Европе течение разделяется на две ветви: Азорское и Северное Атлантическое.
Лишь недавно стало известно, что на 2 км ниже Гольфстрима течет обратное течение, направляющееся от Гренландии к Саргассову морю. Этот поток ледяной воды назвали Антигольфстримом.
Северное атлантическое — продолжение Гольфстрима, которое омывает западное побережье Европы и приносит тепло южных широт, обеспечивая мягкий и теплый климат.
Антильское — начинается к востоку от острова Пуэрто-Рико, течет на север и возле Багамских островов вливается в Гольфстрим. Скорость — 1-1,9 км/ч, температура воды 25-28°C.
Межпассатное противотечение — течение, опоясывающее земной шар по экватору. В Атлантике разделяет Северное Пассатное и Южное Пассатное течения.
Южнопассатное (или Южное Экваториальное ) — проходит по южным тропикам. Средняя температура воды — 30°C. Когда Южное Пассатное течение достигает берегов Южной Америки, оно делится на два рукава: Карибское , или Гвианское (течет на север до берегов Мексики) и Бразильское — движется на юг вдоль берегов Бразилии.
Гвинейское — расположено в Гвинейском заливе. Течет с запада на восток, а затем сворачивает на юг. Вместе с Ангольским и Южным Экваториальным образует циклическое течение Гвинейского залива.
Холодные:
Противотечение Ломоносова — открыто советской экспедицией в 1959 году. Зарождается у берегов Бразилии и движется на север. Поток шириной в 200 км пересекает экватор и вливается в Гвинейский залив.
Канарское — течет с севера на юг, к экватору вдоль побережья Африки. Этот широкий поток (до 1 тыс.км) возле Мадейры и Канарских островов встречается с Азорским и Португальским течениями. Приблизительно в районе 15°с.ш. присоединяется с Экваториальному противотечению.
Лабрадорское — начинается в проливе между Канадой и Гренландией. Течет на юг до Ньюфаундлендской банки, где встречается с Гольфстримом. Воды течения несут холод из Северно-Ледовитого океана, и вместе с потоком на юг выносятся огромные айсберги. В частности, айсберг, погубивший знаменитый "Титаник", был принесен именно Лабрадорским течением.
Бенгельское — рождается возле мыса Доброй Надежды и движется вдоль побережья Африки на север.
Фолклендское (или Мальвинское) ответвляется от Течения западных ветров и течет на север вдоль восточного побережья Южной Америки до залива Ла-Плата. Температура: 4-15°C.
Течение западных ветров опоясывает земной шар в районе 40-50°ю.ш. Поток движется с запада на восток. В Атлантике от него ответвляется Южное Атлантическое течение.
Подводный мир Атлантического океана
Подводный мир Атлантики беднее по разнообразию, чем в Тихом океане. Это обуславливается тем, что Атлантический океан больше подвергся замерзанию во времена ледникового периода. Зато Атлантика богаче по количеству особей каждого вида.
Флора и фауна подводного мира четко распределяется по климатическим зонам.
Растительный мир представлен, в основном, водорослями и цветковыми растениями (зостера, посейдония, фукусы). В северных широтах преобладает ламинария, в умеренных — красные водоросли. Во всем океане на глубине до 100 м активно процветает фитопланктон.
Фауна отличается богатством видов. В Атлантике обитают практически все виды и классы морских животных. Из промысловых рыб особенно ценятся сельдь, сардина, камбала. Идет активный улов ракообразных и моллюсков, ограничен китобойный промысел.
Тропический пояс Атлантики поражает своим изобилием. Здесь много кораллов и много удивительных видов животных: черепахи, летучие рыбы, несколько десятков видов акул.
Впервые название океана встречается в трудах Геродота (V в. до н.э.), который называет его морем Атлантис. А в I в.н.э. римский ученый Плиний Старший пишет об обширной водной глади, которую именует Океанус Атлантикус. Но официальное название "Атлантический океан" закрепилось лишь к XVII столетию.
В истории исследований Атлантики можно выделить 4 этапа:
1. От древности до XV века. Первые документы, в которых рассказывается об океане, относятся к I тысячелетию до н.э. Древние финикийцы, египтяне, критяне и греки хорошо знали прибрежные зоны акватории. Сохранились карты тех времен с подробными промерами глубин, указаниями течений.
2. Время Великих географических открытий (XV-XVII вв.). Продолжается освоение Атлантики, океан становится одним из главнейших торговых путей. В 1498 г. Васко де Гама, обогнув Африку, проложил путь в Индию. 1493-1501гг. — три плавания Колумба в Америку. Выявлены аномалия Бермуд, открыты многие течения, составлены подробные карты глубин, прибрежных зон, температур, рельефа дна.
Экспедиции Франклина в 1770 году, И. Крузенштерна и Ю. Лисянского 1804-06 годов.
3. XIX-первая половина XX века — начало научных океанографических исследований. Изучается химия, физика, биология, геология океана. Составлена карта течений, проводятся исследования для прокладки подводного кабеля между Европой и Америкой.
4. 1950-е — наши дни. Проводится комплексное изучение всех составляющих океанографии. В приоритете: изучение климата разных зон, выявление глобальных атмосферных проблем, экология, добыча полезных ископаемых, обеспечение движения судов, добыча морепродуктов.
В центре Белизского барьерного рифа расположено уникальная подводная пещера — Большая Голубая дыра. Глубина ее — 120 метров, а в самом низу находится целая галерея более мелких пещер, связанных между собой тоннелями.
В Атлантике расположено единственное в мире море без берегов — Саргассово. Его границы образованы океанскими течениями.
Здесь расположено одно из самых таинственных мест на планете: Бермудский треугольник. Атлантический океан является также родиной еще одного мифа (или реальности?) — материка Атлантиды.
Многие знают о Гольфстриме, который, неся огромные массы воды из экваториальных широт в полярные, буквально согревает север Западной Европы и Скандинавию. Но мало кто знает, что существуют и другие теплые и холодные течения Атлантического океана. Как они влияют на климат прибрежных районов? Об этом расскажет наша статья. На самом деле течений в Атлантике очень много. Кратко перечислим их для общего развития. Это Западно-Гренландское, Ангольское, Антильское, Бенгельское, Гвинейское, Ломоносова, Бразильское, Гвианское, Азорское, Гольфстрим, Ирмингера, Канарское, Восточно-Исландское, Лабрадорское, Португальское, Североатлантическое, Флоридское, Фолклендское, Североэкваториальное, Южное Пассатное, а еще Экваториальное противотечение. Не все они оказывают на климат большое влияние. Некоторые из них вообще являются частью или фрагментами основных, более крупных течений. Вот о них и пойдет речь в нашей статье.
Почему образуются течения
В Мировом океане постоянно идет циркуляция больших невидимых «рек без берегов». Вода вообще очень динамичная стихия. Но с реками все понятно: они стекают от истока к устью из-за разницы в высотах между этими пунктами. Но что заставляет двигаться огромные массы воды в рамках океана? Из множества причин главными являются две: пассатные ветра и изменения атмосферного давления. Из-за этого течения делятся на дрейфовые и бароградиентные. Первые образуются пассатами - постоянно дующими в одном направлении ветрами. Таких течений большинство. Могучие реки выносят в моря большое количество воды, отличной от морской по плотности и температуре. Такие течения называются стоковыми, гравитационными и фрикционными. Следует принять во внимание и большую протяженность с севера на юг, которой обладает Атлантический океан. Течения в этой акватории поэтому имеют больше меридиональную, чем широтную направленность.
Что такое пассаты
Ветра - вот главная причина перемещения огромных масс воды в Мировом океане. Но что такое пассаты? Ответ следует искать в экваториальных областях. Там воздух прогревается больше, чем в других широтах. Он поднимается вверх и по верхним слоям тропосферы растекается по направлению к двум полюсам. Но уже на широте 30 градусов, основательно охладившись, он опускается вниз. Таким образом создается круговорот воздушных масс. В области экватора возникает зона низкого давления, а в тропических широтах - высокого. И тут проявляет себя вращение Земли вокруг оси. Если бы не оно, пассаты дули бы от тропиков обеих полушарий к экватору. Но, поскольку наша планета вращается, ветра отклоняются, приобретая западное направление. Так пассаты формируют основные течения Атлантического океана. В Северном полушарии они движутся по часовой стрелке, а в Южном - против. Это происходит потому, что в первом случае пассаты дуют с северо-востока, а во втором - с юго-востока.
Воздействие на климат
Исходя из того, что основные течения зарождаются в экваториальных и тропических областях, разумно было бы предположить, что все они являются теплыми. Но это происходит далеко не всегда. Теплое течение в Атлантическом океане, дойдя до полярных широт, не угасает, а, сделав плавный круг, обращается вспять, но уже изрядно охладившись. Это можно наблюдать на примере Гольфстрима. Он несет теплые массы воды из Саргассова моря на север Европы. Потом, под действием вращения Земли, он отклоняется на запад. Под именем Лабрадорского течения он спускается вдоль берега Североамериканского континента на юг, охлаждая приморские области Канады. Следует сказать, что теплыми и холодными эти массы воды называют условно - относительно температуры окружающей среды. Например, в Нордкапском течении зимой температура всего +2 °С, а летом — максимально +8 °С. Но его называют теплым, поскольку вода в Баренцевом море еще холоднее.
Основные течения Атлантики в Северном полушарии
Здесь, конечно же, нельзя не упомянуть Гольфстрим. Но и другие проходящие через Атлантический океан течения оказывают на климат близлежащих территорий немаловажное влияние. У Зеленого Мыса (Африка) рождается северо-восточный пассат. Он гонит огромные прогревшиеся массы воды на запад. Пересекая Атлантический океан, они соединяются с Антильским и Гвианским течениями. Эта усиленная струя движется к Карибскому морю. После этого воды устремляются на север. Это непрерывное движение по часовой стрелке называется теплым Североатлантическим течением. Край его у высоких широт неопределенный, размытый, а у экватора - более четкий.
Загадочное «Течение из Залива» (Golf-Stream)
Именно так называется течение Атлантическом океане, без которого Скандинавия и Исландия превратились бы, исходя из их близости к полюсу, в край вечных снегов. Раньше думали, что Гольфстрим рождается в Мексиканском заливе. Отсюда и название. На самом деле из Мексиканского залива вытекает лишь малая часть Гольфстрима. Основной поток поступает из Саргассова моря. В чем загадочность Гольфстрима? В том, что он, вопреки вращению Земли, течет не с запада на восток, а в обратном направлении. Его мощность превышает слив всех рек планеты. Скорость Гольфстрима внушительна - два с половиной метра в секунду на поверхности. Течение прослеживается и на глубине 800 метров. А ширина потока составляет 110-120 километров. Из-за большой скорости течения, вода из экваториальных широт не успевает охладиться. Поверхностный слой имеет температуру +25 градусов, что, конечно играет первостепенную роль в формировании климата Западной Европы. Загадка Гольфстрима состоит еще и в том, что он нигде не омывает материки. Между ним и берегом всегда имеется полоса более холодной воды.
Атлантический океан: течения Южного полушария
От африканского континента к американскому пассат гонит струю, которая из-за низкого давления в экваториальной области начинает отклоняться к югу. Так начинается аналогичный северному круговорот. Однако Южное Пассатное течение движется против часовой стрелки. Оно также проходит через весь Атлантический океан. Течения Гвианское, Бразильское (теплые), Фолклендское, Бенгельское (холодные) являются частью этого круговорота.
Реки посреди океана
Океаническими или морскими течениями называют крупномасштабные перемещения водных масс Мирового океана со скоростью от 1 до 9 км/ч. Движутся эти потоки не хаотично, а в определённом русле и направлении, что является главной причиной того, почему их иногда называют реками океанов: ширина самых крупных течений может составлять несколько сотен километров, а длина достигать не одну тысячу.
Установлено, что водные потоки движутся не прямо, а отклоняясь немного в сторону, подчиняются силе Кориолиса. В Северном полушарии почти всегда движутся по часовой стрелке, в Южном – наоборот . В то же время течения, находящиеся в тропических широтах (их называют экваториальными или пассатными), перемещаются в основном с востока на запад. Самые сильные течения были зафиксированы вдоль восточных берегов континентов.
![](https://i1.wp.com/novoevmire.biz/wp-content/uploads/5bba3aad943ca5bba3aad96cb3.jpg)
Водные потоки циркулируют не сами по себе, а их приводит в движение достаточное количество факторов – ветер, вращение планеты вокруг своей оси, гравитационные поля Земли и Луны, рельеф дна, очертания материков и островов, разница температурных показателей воды, её плотности, глубины в различных местах океана и даже её физико-химический состав.
Из всех видов водных потоков наиболее выражены поверхностные течения Мирового океана, глубина которых нередко составляет несколько сотен метров. На их возникновение повлияли пассатные ветра, постоянно движущиеся в тропических широтах в западно-восточном направлении. Эти пассаты формируют возле экватора огромные потоки Северного и Южного Экваториальных течений. Меньшая часть этих потоков возвращается на восток, образовывая противотечение (когда движение воды происходит в противоположную от движения воздушных масс сторону). Большая часть, сталкиваясь с материками и островами, поворачивает в северную или южную сторону.
Теплые и холодные водные потоки
Необходимо учитывать, что понятия о «холодных» или «тёплых» течений являются условными определениями. Так, несмотря на то, что температурные показатели водных потоков Бенгельского течения, которое протекает вдоль мыса Доброй Надежды, составляют 20°С, оно считается холодным. А вот Нордкапское течение, которое является одним из ответвлений Гольфстрима, с температурными показателями от 4 до 6°С, является тёплым.
Происходит это потому, что холодное, тёплое и нейтральное течения получили свои названия исходя из сравнения температуры своей воды с температурными показателями окружающего их океана:
- Если температурные показатели водного потока совпадают с температурой окружающих его вод, такое течение называют нейтральным;
- Если температура течений ниже окружающей воды, их называют холодными. Обычно они текут из высоких широт в низкие (например, Лабрадорское течение), или из районов, где из-за большого стока рек океаническая вода имеет пониженную солёность поверхностных вод;
- Если температура течений теплее окружающей их воды, то их называют тёплыми. Они двигаются из тропических в приполярные широты, например, Гольфстрим.
Основные водные потоки
На данный момент учёные зафиксировали около пятнадцати основных океанических водных потоков в Тихом, четырнадцать – в Атлантическом, семь – в Индийском и четыре – в Северном Ледовитом океане.
Интересно, что все течения Северного Ледовитого океана движутся с одинаковой скоростью – 50 см/сек, три из них, а именно Западно-Гренландское, Западно-Шпицбергенское и Норвежское, являются тёплыми, и лишь Восточно-Гренландское относится к холодному течению.
А вот почти все океанические течения Индийского океана относятся к теплым или нейтральным, при этом Муссонное, Сомалийское, Западно-Австралийское и течение Игольного мыса (холодное) движутся со скоростью 70 см/сек., скорость остальных варьирует от 25 до 75 см/сек. Водные потоки этого океана интересны тем, что вместе с сезонными муссонными ветрами, которые два раза в год меняют своё направление, океанические реки также изменяют свой ход: зимой они в основном текут на запад, летом – на восток (явление, характерное только для Индийского океана).
Поскольку Атлантический океан протянулся с севера на юг, его течения также имеют меридиональное направление. Водные потоки, расположенные на севере, движутся по часовой стрелке, на юге – против неё.
Ярким примером течения Атлантического океана является Гольфстрим, который начинаясь в Карибском море, несёт тёплые воды на север, распадаясь по дороге на несколько боковых потоков. Когда воды Гольфстрима оказываются в Баренцевом море, они попадают в Северный Ледовитый океан, где охлаждаются и поворачивают на юг в виде холодного Гренландского течения, после чего на каком-то этапе отклоняются на запад и опять примыкают к Гольфстриму, образуя замкнутый круг.
Течения Тихого океана имеют в основном широтное направление и формируют два огромных круга: северный и южный. Поскольку Тихий океан чрезвычайно велик, не удивительно, что его водные потоки оказывают значительное влияние на большую часть нашей планеты.
Например, пассатные водные потоки перегоняют тёплые воды от западных тропических берегов к восточным, из-за чего в тропической зоне западная часть Тихого океана намного теплее противоположной стороны. А вот в умеренных широтах Тихого океана, наоборот, температура выше на востоке.
Глубинные течения
Довольно длительное время учёные считали, что глубинные океанские воды почти неподвижны. Но вскоре специальные подводные аппараты обнаружили на большой глубине как медленно, так и быстротекущие водные потоки.
Например, под Экваториальным течением Тихого океана на глубине около ста метров учёные определили подводный поток Кромвель, движущийся в восточном направлении со скоростью 112 км/сутки.
Подобное движение водных потоков, но уже в Атлантическом океане, нашли советские учёные: ширина течения Ломоносова составляет около 322 км, а максимальная скорость в 90 км/сутки была зафиксирована на глубине около ста метров. После этого был обнаружен ещё один подводный поток в Индийском океане, правда, скорость его оказалась намного ниже – около 45 км/сутки.
Открытие этих течений в океане послужило поводом к возникновению новых теорий и загадок, основной из которых является вопрос – почему они появились, как сформировались, а также вся ли площадь океана охвачена течениями или существует точка, где вода неподвижна.
Влияние океана на жизнь планеты
Роль океанических течений в жизни нашей планеты трудно переоценить, поскольку движение водных потоков непосредственно влияет на климат планеты, погоду, морские организмы. Многие сравнивают океан с огромной тепловой машиной, которую приводит в движение солнечная энергия. Эта машина создаёт беспрестанный водообмен между поверхностными и глубинными слоями океана, обеспечивая его растворённым в воде кислородом и влияя на жизнь морских обитателей.
Этот процесс можно проследить, например, рассматривая Перуанское течение, что находится в Тихом океане. Благодаря подъёму глубинных вод, которые поднимают наверх фосфор и азот, на океанической поверхности успешно развивается животный и растительный планктон, в результате чего организовывается пищевая цепь. Планктон поедает мелкая рыбка, та, в свою очередь, становится жертвой более крупных рыб, птиц, морских млекопитающих, которые при таком пищевом изобилии поселяются здесь, делая регион одним из самых высокопродуктивных районов Мирового океана.
Случается и так, что холодное течение становится тёплым: средняя температура окружающей среды повышается на несколько градусов, из-за чего на землю проливаются теплые тропические ливни, которые, оказавшись в океане, губят рыбу, привыкшую к холодной температуре. Результат плачевный – в океане оказывается огромное количество дохлой мелкой рыбы, крупная рыба уходит, рыбный промысел прекращается, птицы покидают свои гнездовья. В результате местное население лишается рыбы, урожая, который побили ливни, и прибыли от продажи гуано (птичьего помёта) в качестве удобрения. На восстановление прежней экосистемы нередко может уйти несколько лет.
Откуда появляются течения?
Причинами возникновения водных течений может быть резкое изменение температуры воды вследствие нагревания, или, наоборот, охлаждения. На них также влияет разная плотность, например, в месте, где сталкиваются несколько потоков (морское и океаническое), осадки, испарение. Но в основном холодное и тёплое течение возникают благодаря действию ветров. Поэтому направление самых крупных океанических водных потоков зависит главным образом от воздушных течений планеты.
Течения, образованные под действием ветров
Примером постоянно дующих ветров являются пассаты. Они начинают свою жизнь от 30-х широт. Течения, которые созданы этими воздушными массами, называются пассатными. Выделяют Южное Пассатное и Северное Пассатное течение. В умеренном поясе подобные водные потоки формируются под действием западных ветров. Они образовывают одно из крупнейших течений планеты. В северном и южном полушариях находятся два круговорота водного потока: циклональный и антициклональный. На их образование влияет инерционная сила Земли.
Разновидности течений
Смешанное, нейтральное, холодное и тёплое течение - это разновидности циркулирующих масс на планете. Когда температура воды потока ниже температуры окружающей воды - это холодное течение. Если, наоборот, - это тёплая его разновидность. Нейтральные течения не отличаются от температуры окружающих вод. А смешанные могут меняться на всей протяжённости. Стоит заметить, что постоянного температурного показателя течений нет. Эта цифра весьма относительная. Она определяется при сравнении окружающих водных масс.
В тропических широтах тёплые течения циркулируют вдоль восточных окраин материков. Холодные - вдоль западных. В умеренных широтах тёплые течения проходят по западным берегам, а холодные - по восточным. Определить разновидность можно и по другому фактору. Так, существует более лёгкое правило: холодные течения идут к экватору, а тёплые - от него.
Значение
О нём стоит поговорить более детально. Холодное и тёплое течение играет важную роль на планете Земля. Значимость водных циркулирующих масс в том, что благодаря их движению происходит перераспределение солнечного тепла на планете. Тёплые течения увеличивают температуру воздуха ближайших территорий, а холодные - её понижают. Образовываясь на воде, водные потоки оказывают серьёзное влияние на материковые части. В районах, где постоянно проходят тёплые течения, климат влажный, где холодные - наоборот, сухой. Также океанические потоки способствуют миграции ихтиофауны океанов. Под их воздействием перемещается планктон, а за ним мигрируют и рыбы.
Можно привести примеры тёплых и холодных течений. Начнём с первой разновидности. Наиболее крупными являются такие водные потоки: Гольфстрим, Норвежское, Североатлантическое, Северное и Южное Пассатное, Бразильское, Куросио, Мадагаскарское и другие. Наиболее холодные течения океанов: Сомалийское, Лабрадорское, Калифорнийское.
Крупные течения
Самое крупное тёплое течение планеты - Гольфстрим. Это меридиональный циркулирующий поток, переносящий ежесекундно 75 млн тонн воды. Ширина Гольфстрима - от 70 до 90 км. Благодаря ему, Европа получает комфортный мягкий климат. Из это следует, что холодное и тёплое течение во многом влияет на жизнь всех живых организмов на планете.
Из зональных, холодных водотоков, наибольшее значение имеет течение Западных ветров. В южном полушарии, недалеко от берегов Антарктиды, нет островных или материковых скоплений. Большой участок планеты полностью заполнен водой. Сюда в один поток сходятся Индийский, Тихий и Атлантический океаны, соединяясь в отдельный огромный водоём. Некоторые учёные признают его существование и называют Южным. Именно здесь и образовывается самый большой поток воды - течение Западных ветров. Ежесекундно оно переносит поток воды, который втрое больше Гольфстрима.
Канарское течение: тёплое или холодное?
Течения могут менять свою температуру. Например, поток начинается с холодных масс. Затем он прогревается и становится тёплым. Одним из вариантов такой циркулирующей водной массы является Канарское течение. Своё начало оно берёт на северо-востоке Атлантического океана. Направляется холодным потоком вдоль Пиренейского полуострова Европы. Проходя вдоль западного побережья Африки, становится тёплым. Это течение издавна использовалось мореплавателями для совершения путешествий.
Атлантический океан - составляющая Мирового океана с мощным потоком воздушных масс. По занимаемой территории он находится на втором месте. Акватория расположена в разных климатических поясах. Циркулирующие потоков представляют теплые и холодные течения Атлантического океана. О последних хотелось бы поговорить отдельно. А именно о причинах их возникновений и особенностях. Итак, начнем знакомство с огромной водной стихией.
Течения Атлантики
Атлантический океан (на карте это видно отчетливо) омывает практически все континенты. Естественно, данная акватория формирует климатические особенности на этих участках суши. А вот благодаря чему это происходит? Огромную роль в становлении климата играют не только но и течения. Теплые в океане преобладают над холодными. Последних по количеству насчитывается всего 5.
У течений Атлантического океана есть особенность: они двигаются по часовой стрелке, образуя мощный круговорот потока воды и сменяя теплые воды холодными. Таких круговоротов в акватории два: в Северном и Южном полушариях.
Какое холодное течение Атлантического Как мы уже говорили ранее, крупных выделяют всего 5:
- Лабрадорское.
- Канарское.
- Бенгельское.
- Фолклендское.
- Течение Западных ветров.
Течение Западных ветров
В Южном полушарии Атлантического океана особо выражено течение Западных ветров. Второе название - Антарктическое циркумполярное. Оно считается наиболее мощным и крупным потоком всего Мирового океана, проходящим через все меридианы Земли. Захватывает массы воды не только Атлантического океана, но еще Индийского и Тихого. Протяженность данного течения - 30 тыс. кв. км, ширина - до 1 тыс. км. Температура поверхностных вод в данном потоке колеблется от +2°С в южных районах до +12°С - в северных.
Это мощное Атлантического океана возникло в результате преобладающих здесь Западных ветров. В основном они господствуют на территории умеренного пояса в районе от 35° ю. ш. до 65° ю. ш. Ветры дуют в направлении с запада на восток, сильнее становятся зимой, слабее - летом. Обдувают местность как Северного, так и Южного полушария. Но в последнем их мощность в разы выше из-за того, что здесь меньше суши на преграде у ветров. Область, в которой действует течение очень часто выделяют как отдельный Южный океан. Скорость данного потока воды в поверхностном слое достигает 9 м/с, в глубоких слоях она уменьшается до 4 м/с. Данное течение дает жизнь еще двум холодным циркулирующим массам: Бенгельскому и Фолклендскому.
Мальвинское течение
Фолклендское (Мальвинское) - холодное течение Атлантического океана. Ответвление Антарктического циркумполярного потока. Отделяется от него в районе крайней точки о. На своем пути оно, огибая восточные берега Южно-Американского континента и Патагонии, протекает вдоль Фолклендских островов, заканчивается в районе Ла-Платского залива. Далее впадает в теплые воды Бразильского течения. Место слияния двух потоков циркулирующей воды отчетливо видно с высоты, а также если изучать Атлантический океан на карте. Дело в том, что воды холодного течения зеленого цвета, а теплого - голубые.
Фолклендский поток имеет небольшую скорость - до 1 м/с. Температура воды в течении - от +4°С до +15°С. По сравнению с другими циркулирующими массами, имеет меньшую соленость воды - до 33‰. Связано это с тем, что по течению с начинают свое движение айсберги, которые постепенно тают.
Бенгельское течение
Бенгельское - еще одна ветвь холодного потока данного океана, отделяющегося от течения Западных ветров. Свое начало берет у мыса Доброй Надежды и, направляясь на север, заканчивается в районе пустыни Намиб (в Африке). Далее, сворачивая на запад, вливается в Южно-Пассатное течение, тем самым заканчивая круговорот циркулирующих масс в Южном полушарии. Температура воды Бенгальского течения не слишком отличается от температуры воды в океане, снижается лишь на 3-4°. Данный поток очень близко подходит к западной окраине африканского континента. Направление течению задают западные ветры в самом начале и юго-восточные пассаты в дальнейшем.
Лабрадорское течение
В выделяется холодное течение Атлантического океана - Лабрадорское. Этот поток морских вод начинает свой путь от моря Баффина, направляясь до о. Ньюфаундленда. Проходит между Канадой и Гренландией. Двигаясь с севера на юг, в конце пути встречается с теплым Гольфстримом. Вытесняя его воды, направляет их на восток. Известно, что именно это теплое течение обеспечивает во многом благоприятный климат по всей Европе. Можно сказать, что именно Лабрадорское способствует этому.
Близость к Северному Ледовитому океану и ледникам дает течению небольшую соленость воды, до 32%. Из-за Лабрадорского течения на юг Атлантики выплывают многочисленные айсберги, усложняя путь судоходству в этих регионах. Всем печально известный Титаник столкнулся с айсбергом, который был вынесен в океан именно этим течением.
Канарское течение
Канарское - холодное течение Атлантического океана. Имеет смешанный тип. В начале своего движения (у северо-западных берегов Африки и Канарских островов) течение несет холодные воды. Далее, двигаясь на запад, меняет температуру воды с холодной на теплую и в конечном итоге вливается в Северно-Пассатное течение.