L'océan mondial et ses parties. Structure de l'océan mondial. Mouvement des eaux de l'océan mondial. Sédiments de fond de l'océan mondial. Océan mondial

Informations générales. La superficie de l'océan mondial est de 361 millions de km/². Dans l'hémisphère nord, l'océan mondial occupe 61 % et dans l'hémisphère sud, 81 % de la superficie des hémisphères. Pour plus de commodité, le globe est représenté sous la forme de cartes dites hémisphériques. Il existe des cartes des hémisphères nord, sud, ouest et est, ainsi que des cartes des hémisphères des océans et des continents (Fig. 7). Dans les hémisphères océaniques, 95,5 % de la superficie est occupée par l'eau.

L'Océan Mondial : structure et histoire de la recherche. L'océan mondial est un, il n'est interrompu nulle part. De n’importe quel point, vous pouvez accéder à n’importe quel autre sans traverser la terre. Selon les scientifiques, le terme océan a été emprunté aux Phéniciens et traduit du grec ancien signifie « grande rivière encerclant la Terre. »

Le terme « océan mondial » a été introduit par le scientifique russe Yu.M. Chokalski en 1917. Dans de rares cas, au lieu du terme « océan mondial », le terme « océanosphère » est utilisé.

Carte des hémisphères des découvertes graphiques, qui couvrent les océans de la seconde moitié du XVe siècle à la première moitié du XVIIe siècle. Super découvertes géographiques sont associés aux noms de X. Columbus, J. Cabot, Vasco da Gama, F. Magellan, J. Drake, A. Tasman, A. Vespucci et d'autres. Grâce à des navigateurs et voyageurs exceptionnels, l'humanité a appris beaucoup de choses intéressantes des choses sur l'océan mondial, ses contours, sa profondeur, sa salinité, sa température, etc.

Ciblé Recherche scientifique Les océans du monde ont été créés au XVIIe siècle et sont associés aux noms de J. Cook, I. Kruzenshtern, Yu. Lisyansky, F. Bellingshausen, N. Lazarev, S. Makarov et d'autres. L'expédition océanographique sur le navire Challenger a fait une contribution significative à l'étude de l'océan mondial " Les résultats obtenus par l'expédition Challenger ont jeté les bases d'une nouvelle science : l'océanographie.

Au XXe siècle, l'exploration de l'océan mondial se fait sur la base de la coopération internationale. Depuis 1920, des travaux sont menés pour mesurer les profondeurs de l'océan mondial. L'éminent explorateur français Jean Picard fut le premier à couler au fond en 1960. Tranchée des Mariannes. Beaucoup Une information intéressante sur l'océan mondial a été collecté par l'équipe du célèbre explorateur français Jacques Yves Cousteau. Les observations spatiales fournissent des informations précieuses sur l'océan mondial.

La structure de l'océan mondial. Comme on le sait, les océans du monde sont classiquement divisés en océans, mers, baies et détroits distincts. Chaque océan est un complexe naturel distinct, déterminé par localisation géographique, originalité structure géologique et les bioorganismes qui l'habitent.

Les océans du monde ont été divisés pour la première fois en 5 parties par le scientifique néerlandais B. Varenius en 1650, qui ont maintenant été approuvées par le Comité océanographique international. L'océan mondial comprend 69 mers, dont 2 terrestres (Caspienne et Aral).

Structure géologique. L'océan mondial est constitué de grandes plaques lithosphériques qui, à l'exception du Pacifique, portent le nom des continents.

Au fond de l'océan mondial se trouvent des sédiments fluviaux, glaciaires et biogéniques. Sédiments volcans actifs, en règle générale, sont confinés aux dorsales médio-océaniques.

Relief du fond de l'océan mondial. La topographie du fond de l'océan mondial, comme la topographie de la terre, a une structure complexe. Le fond de l'océan mondial est généralement séparé de la terre par un plateau continental, ou plateau. Au fond de l'océan mondial, comme sur terre, se trouvent des plaines, des chaînes de montagnes, des élévations semblables à des plateaux, des canyons et des dépressions. Les dépressions marines profondes sont un point de repère de l'océan mondial que l'on ne trouve pas sur terre.

Les dorsales médio-océaniques et leurs contreforts constituent une chaîne unique et continue de montagnes d'une longueur de 60 000 km. Les eaux terrestres sont réparties entre cinq bassins : le Pacifique, l'Atlantique, l'Indien, l'Arctique et l'intérieur des terres. Par exemple, les rivières qui se jettent dans l'océan Pacifique ou dans ses mers constitutives sont appelées rivières du bassin Pacifique, etc.

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L'eau est le composé chimique le plus simple de l'hydrogène et de l'oxygène, mais l'eau de mer est une solution ionisée universelle et homogène, qui contient 75 éléments chimiques. Il s'agit de minéraux solides (sels), de gaz, ainsi que de suspensions d'origine organique et inorganique.

Le Vola possède de nombreuses propriétés physiques et chimiques différentes. Tout d’abord, ils dépendent de la table des matières et de la température ambiante. Donne moi brève description certains d'entre eux.

L'eau est un solvant. Puisque l’eau est un solvant, nous pouvons juger que toutes les eaux sont des solutions gaz-sel de différentes compositions chimiques et de différentes concentrations.

Salinité des eaux des océans, des mers et des rivières

Salinité de l'eau de mer(Tableau 1). La concentration de substances dissoutes dans l'eau est caractérisée par salinité, qui se mesure en ppm (%o), c'est-à-dire en grammes d'une substance pour 1 kg d'eau.

Tableau 1. Teneur en sel de l'eau de mer et de rivière (en % de la masse totale de sels)

Les lignes sur une carte reliant les points ayant la même salinité sont appelées isohalines.

Salinité de l'eau douce(voir tableau 1) est en moyenne de 0,146%o, et la mer - en moyenne de 35 %O. Les sels dissous dans l’eau lui donnent un goût amer-salé.

Environ 27 des 35 grammes sont du chlorure de sodium (sel de table), donc l'eau est salée. Les sels de magnésium lui donnent un goût amer.

Puisque l’eau des océans était formée de solutions salées chaudes provenant de l’intérieur de la Terre et de gaz, sa salinité était originale. Il y a des raisons de croire que dans les premiers stades de la formation de l'océan, ses eaux différaient peu par leur composition en sel de celles des rivières. Des différences sont apparues et ont commencé à s'intensifier après la transformation des roches du fait de leur altération, ainsi que du développement de la biosphère. La composition moderne en sel de l'océan, comme le montrent les restes fossiles, s'est développée au plus tard au Protérozoïque.

Outre les chlorures, les sulfites et les carbonates, presque tous les éléments chimiques connus sur Terre se trouvent dans l'eau de mer, notamment métaux précieux. Cependant, la teneur de la plupart des éléments dans l'eau de mer est négligeable ; par exemple, seulement 0,008 mg d'or par mètre cube d'eau a été détecté, et la présence d'étain et de cobalt est indiquée par leur présence dans le sang des animaux marins et dans les fonds marins. sédiments.

Salinité des eaux océaniques— la valeur n'est pas constante (Fig. 1). Cela dépend du climat (le rapport entre les précipitations et l'évaporation de la surface de l'océan), de la formation ou de la fonte des glaces, des courants marins et, à proximité des continents, de l'afflux d'eau douce des rivières.

Riz. 1. Dépendance de la salinité de l'eau en fonction de la latitude

En haute mer, la salinité varie de 32 à 38 % ; en périphérie et mers méditerranéennes ses fluctuations sont beaucoup plus grandes.

La salinité des eaux jusqu'à une profondeur de 200 m est particulièrement fortement influencée par la quantité de précipitations et d'évaporation. Partant de là, on peut dire que la salinité de l'eau de mer est soumise à la loi de zonage.

Dans les régions équatoriales et subéquatoriales, la salinité est de 34%c, car la quantité de précipitations est supérieure à l'eau dépensée en évaporation. Aux latitudes tropicales et subtropicales - 37 car il y a peu de précipitations et l'évaporation est élevée. DANS latitudes tempérées ah - 35%o. La salinité de l'eau de mer la plus faible est observée dans les régions subpolaires et polaires - seulement 32, car la quantité de précipitations dépasse l'évaporation.

Les courants marins, le ruissellement des rivières et les icebergs perturbent le modèle zonal de salinité. Par exemple, dans les latitudes tempérées de l’hémisphère Nord, la salinité de l’eau est plus élevée près des rives occidentales des continents, où les courants apportent des eaux subtropicales plus salées, et elle est moindre près des rives orientales, où les courants froids apportent de l’eau moins salée.

Des changements saisonniers de la salinité de l'eau se produisent aux latitudes subpolaires : à l'automne, en raison de la formation de glace et d'une diminution de la force du débit de la rivière, la salinité augmente, et au printemps et en été, en raison de la fonte des glaces et d'une augmentation dans le débit fluvial, la salinité diminue. Autour du Groenland et de l'Antarctique, la salinité diminue pendant l'été en raison de la fonte des icebergs et des glaciers voisins.

Le plus salé de tous les océans est l'océan Atlantique, les eaux de l'océan Arctique ont la salinité la plus faible (surtout au large des côtes asiatiques, près de l'embouchure des fleuves sibériens - moins de 10 %).

Parmi les parties de l'océan - mers et baies - salinité maximale observé dans les zones limitées par les déserts, par exemple dans la mer Rouge - 42%c, dans le golfe Persique - 39%c.

La salinité de l'eau détermine sa densité, sa conductivité électrique, la formation de glace et bien d'autres propriétés.

Composition gazeuse de l'eau des océans

Outre divers sels, divers gaz sont dissous dans les eaux de l'océan mondial : azote, oxygène, dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène, etc. Comme dans l'atmosphère, l'oxygène et l'azote prédominent dans les eaux océaniques, mais dans des proportions légèrement différentes (par exemple par exemple, la quantité totale d'oxygène libre dans l'océan est de 7 480 milliards de tonnes, soit 158 ​​fois moins que dans l'atmosphère). Même si les gaz occupent relativement peu de place dans l’eau, cela suffit à influencer la vie organique et divers processus biologiques.

La quantité de gaz est déterminée par la température et la salinité de l'eau : plus la température et la salinité sont élevées, plus la solubilité des gaz est faible et plus leur teneur dans l'eau est faible.

Ainsi, par exemple, à 25 °C, jusqu'à 4,9 cm/l d'oxygène et 9,1 cm3/l d'azote peuvent se dissoudre dans l'eau, à 5 °C - 7,1 et 12,7 cm3/l, respectivement. Deux choses en découlent conséquences importantes: 1) la teneur en oxygène des eaux de surface de l'océan est beaucoup plus élevée aux latitudes tempérées et surtout polaires qu'aux basses latitudes (subtropicales et tropicales), ce qui affecte le développement de la vie organique - la richesse des premières et la relative pauvreté des ces dernières eaux; 2) aux mêmes latitudes, la teneur en oxygène des eaux océaniques est plus élevée en hiver qu'en été.

Changements quotidiens composition du gaz les eaux associées aux fluctuations de température sont faibles.

La présence d'oxygène dans l'eau des océans favorise le développement de la vie organique et l'oxydation des produits organiques et minéraux. La principale source d'oxygène dans l'eau des océans est le phytoplancton, appelé poumons de la planète" L'oxygène est principalement dépensé pour la respiration des plantes et des animaux dans les couches supérieures des eaux marines et pour l'oxydation de diverses substances. Dans la plage de profondeur de 600 à 2 000 m, il y a une couche minimum d'oxygène. Une petite quantité d'oxygène est ici combinée à une teneur élevée en dioxyde de carbone. La raison en est la décomposition dans cette couche d'eau de la majeure partie de la matière organique venant d'en haut et la dissolution intensive du carbonate biogénique. Les deux processus nécessitent de l’oxygène libre.

La quantité d’azote dans l’eau de mer est bien moindre que dans l’atmosphère. Ce gaz est principalement rejeté dans l'eau à partir de l'air par la dégradation des matières organiques, mais il est également produit par la respiration des organismes marins et leur décomposition.

Dans la colonne d'eau, dans les bassins stagnants profonds, du fait de l'activité vitale des organismes, il se forme du sulfure d'hydrogène, qui est toxique et inhibe la productivité biologique des eaux.

Capacité thermique des eaux océaniques

L’eau est l’un des corps naturels les plus gourmands en chaleur. La capacité thermique d’une couche de seulement dix mètres de l’océan est quatre fois supérieure à la capacité thermique de l’atmosphère entière, et une couche d’eau de 1 cm absorbe 94 % de la chaleur solaire arrivant à sa surface (Fig. 2). En raison de cette circonstance, l’océan se réchauffe lentement et libère lentement de la chaleur. En raison de la capacité thermique élevée, tout plans d'eau sont de puissants accumulateurs de chaleur. En refroidissant, l’eau libère progressivement sa chaleur dans l’atmosphère. Par conséquent, l'océan mondial remplit la fonction thermostat de notre planète.

Riz. 2. Dépendance de la capacité thermique sur la température

La glace et surtout la neige ont la conductivité thermique la plus faible. En conséquence, la glace protège l'eau à la surface du réservoir de l'hypothermie et la neige protège le sol et les cultures d'hiver du gel.

Chaleur de vaporisation eau - 597 cal/g, et température de fusion - 79,4 cal/g - ces propriétés sont très importantes pour les organismes vivants.

Température de l'océan

La température est un indicateur de l’état thermique de l’océan.

Température moyenne des océans- 4 °C.

Bien que la couche superficielle de l'océan agisse comme un thermostat pour la Terre, la température de l'eau de mer dépend à son tour de bilan thermique(entrée et sortie de chaleur). L'apport de chaleur se compose de , et la consommation de chaleur comprend les coûts d'évaporation de l'eau et d'échange thermique turbulent avec l'atmosphère. Malgré le fait que la proportion de chaleur dépensée pour l'échange thermique turbulent n'est pas importante, son importance est énorme. C'est avec son aide que se produit la redistribution de la chaleur planétaire à travers l'atmosphère.

En surface, les températures des océans varient de -2°C (point de congélation) à 29°C en haute mer (35,6°C dans le golfe Persique). Moyenne température annuelle La température des eaux de surface de l'océan mondial est de 17,4 °C et dans l'hémisphère nord, elle est d'environ 3 °C plus élevée que dans l'hémisphère sud. La température la plus élevée des eaux de surface des océans dans l’hémisphère Nord se situe en août et la plus basse en février. DANS Hémisphère sud C'est l'inverse.

Puisqu'elle entretient des relations thermiques avec l'atmosphère, la température des eaux de surface, comme la température de l'air, dépend de la latitude de la zone, c'est-à-dire qu'elle est soumise à la loi de zonation (tableau 2). Le zonage se traduit par une diminution progressive de la température de l'eau de l'équateur vers les pôles.

Sous les latitudes tropicales et tempérées, la température de l’eau dépend principalement des courants marins. Ainsi, grâce aux courants chauds des latitudes tropicales, les températures dans les océans occidentaux sont de 5 à 7 °C plus élevées qu'à l'est. Cependant, dans l'hémisphère Nord, en raison de courants chauds A l'est des océans, les températures sont positives toute l'année, et à l'ouest, à cause des courants froids, l'eau gèle en hiver. Aux hautes latitudes, la température pendant la journée polaire est d'environ 0 °C et pendant la nuit polaire sous la glace d'environ -1,5 (-1,7) °C. Ici, la température de l'eau est principalement influencée par les phénomènes de glace. À l'automne, la chaleur est libérée, adoucissant la température de l'air et de l'eau, et au printemps, la chaleur est dépensée pour la fonte.

Tableau 2. Températures annuelles moyennes des eaux de surface des océans

Le plus froid de tous les océans- le nord de l'Arctique, et le plus chaud— L'océan Pacifique, puisque sa zone principale est située aux latitudes équatoriales-tropicales (température annuelle moyenne de la surface de l'eau -19,1°C).

Le climat des zones environnantes ainsi que la période de l'année ont une influence importante sur la température de l'eau des océans, car la chaleur solaire, qui chauffe la couche supérieure de l'océan mondial, en dépend. La température de l'eau la plus élevée dans l'hémisphère nord est observée en août, la plus basse en février, et vice versa dans l'hémisphère sud. Les fluctuations quotidiennes de la température de l'eau de mer à toutes les latitudes sont d'environ 1 °C ; les plus grandes fluctuations annuelles de température sont observées sous les latitudes subtropicales - 8 à 10 °C.

La température de l’eau des océans change également avec la profondeur. Elle diminue déjà à une profondeur de 1000 m presque partout (en moyenne) en dessous de 5,0 °C. À une profondeur de 2 000 m, la température de l'eau se stabilise, diminuant à 2,0-3,0 ° C, et aux latitudes polaires - jusqu'à des dixièmes de degré au-dessus de zéro, après quoi elle diminue très lentement ou même augmente légèrement. Par exemple, dans les zones de rift de l'océan, où grandes profondeurs Il existe de puissantes sorties d'eau chaude souterraine sous haute pression, avec des températures allant jusqu'à 250-300 °C. En général, il y a deux principales couches d'eau verticalement dans l'océan mondial : chaleureux superficiel Et froid puissant, s'étendant vers le bas. Entre eux il y a une transition couche de saut de température, ou clip thermique principal, à l'intérieur il y a une forte baisse de température.

Cette image de la distribution verticale de la température de l'eau dans l'océan est perturbée aux hautes latitudes, où à une profondeur de 300 à 800 m on peut tracer une couche d'eau plus chaude et plus salée provenant de latitudes tempérées (tableau 3).

Tableau 3. Températures moyennes de l'eau des océans, °C

Changement de volume d'eau avec changement de température

Une forte augmentation du volume d'eau lors de la congélation- C'est une propriété particulière de l'eau. Avec une forte baisse de température et son passage par le zéro, une forte augmentation du volume de glace se produit. À mesure que le volume augmente, la glace devient plus légère et flotte à la surface, devenant ainsi moins dense. La glace protège les couches d’eau profondes du gel, car elle est un mauvais conducteur de chaleur. Le volume de glace augmente de plus de 10 % par rapport au volume d'eau initial. Lorsqu’il est chauffé, le processus d’expansion inverse se produit : la compression.

Densité de l'eau

La température et la salinité sont les principaux facteurs qui déterminent la densité de l'eau.

Pour l’eau de mer, plus la température est basse et la salinité est élevée, plus la densité de l’eau est élevée (Fig. 3). Ainsi, à une salinité de 35 %o et une température de 0 °C, la densité de l'eau de mer est de 1,02813 g/cm 3 (la masse de chaque mètre cube d'une telle eau de mer est de 28,13 kg de plus que le volume correspondant d'eau distillée. ). La température de l'eau de mer la plus dense n'est pas de +4 °C, comme l'eau douce, mais négative (-2,47 °C à une salinité de 30 % et -3,52 °C à une salinité de 35 %o

Riz. 3. Relation entre la densité du bœuf de mer et sa salinité et sa température

En raison d'une augmentation de la salinité, la densité de l'eau augmente de l'équateur aux tropiques et, en raison d'une diminution de la température, des latitudes tempérées à Cercles arctiques. En hiver, les eaux polaires descendent et se déplacent dans les couches inférieures vers l'équateur, de sorte que les eaux profondes de l'océan mondial sont généralement froides, mais enrichies en oxygène.

La dépendance de la densité de l'eau à la pression a été révélée (Fig. 4).

Riz. 4. Dépendance de la densité de l'eau de mer (L"=35%o) sur la pression à différentes températures

La capacité de l’eau à s’auto-purifier

Ce propriété importante eau. Au cours du processus d’évaporation, l’eau traverse le sol, qui à son tour constitue un filtre naturel. Cependant, si la limite de pollution n'est pas respectée, le processus d'auto-nettoyage est perturbé.

Couleur et transparence dépendent de la réflexion, de l'absorption et de la diffusion de la lumière solaire, ainsi que de la présence de particules en suspension d'origine organique et minérale. Dans la partie ouverte, la couleur de l'océan est bleue ; près des côtes, où il y a beaucoup de matières en suspension, elle est verdâtre, jaune et brune.

Dans la partie ouverte de l'océan, la transparence de l'eau est plus élevée que près des côtes. Dans la mer des Sargasses, la transparence de l'eau peut atteindre 67 m. Pendant la période de développement du plancton, la transparence diminue.

Dans les mers, un phénomène tel que lueur de la mer (bioluminescence). Brille dans l'eau de mer les organismes vivants contenant du phosphore, tels que principalement les protozoaires (veilleuse, etc.), les bactéries, les méduses, les vers, les poissons. Vraisemblablement, la lueur sert à effrayer les prédateurs, à rechercher de la nourriture ou à attirer des individus du sexe opposé dans l'obscurité. La lueur aide les bateaux de pêche à localiser les bancs de poissons dans l’eau de mer.

Conductivité sonore - propriétés acoustiques de l'eau. Trouvé dans les océans diffusant le son mon Et "canal sonore" sous-marin possédant une supraconductivité sonore. La couche de dissipation du bruit monte la nuit et descend pendant la journée. Il est utilisé par les sous-mariniers pour atténuer le bruit des moteurs des sous-marins et par les navires de pêche pour détecter les bancs de poissons. "Son
signal" est utilisé pour la prévision à court terme des vagues de tsunami, en navigation sous-marine pour la transmission de signaux acoustiques à très longue distance.

Conductivité électrique l'eau de mer est élevée, elle est directement proportionnelle à la salinité et à la température.

Radioactivité naturelle les eaux de mer sont petites. Mais de nombreux animaux et plantes ont la capacité de concentrer les isotopes radioactifs, c'est pourquoi les captures de fruits de mer sont testées pour la radioactivité.

Mobilité- une propriété caractéristique de l'eau liquide. Sous l'influence de la gravité, sous l'influence du vent, de l'attraction de la Lune et du Soleil et d'autres facteurs, l'eau se déplace. Au fur et à mesure de son déplacement, l'eau se mélange, ce qui permet de répartir uniformément des eaux de salinité, de composition chimique et de température différentes.

La couche supérieure de l'océan (UPL + thermocline saisonnière) nécessite beaucoup plus Description détaillée. Le prochain paragraphe sera consacré à cette question.[...]

Dans une formulation dynamique plus importante utilisant la fréquence N de Vaissälä-Brent, la couche de saut de densité est stratifiée sensiblement plus stable (L Z-10 2 s-1) que la troposphère dans son ensemble, dans laquelle dT/dgz 6,5 °C/km et L/ 10-2 s“1, bien que moins stable que les fortes inversions atmosphériques (TU“1,7-10-1 s-1). Compte tenu de la répartition généralisée de la couche de saut de densité dans l'océan et de la rareté des fortes inversions dans l'atmosphère, cela explique la répartition beaucoup plus large des ondes internes dans l'océan par rapport à l'atmosphère.[...]

La couche supérieure la plus active de l'océan, où la matière vivante est dominée par le plancton, s'étend jusqu'à 150-200 m. Ici, les organismes vivants sont exposés à la pollution. Ces derniers lient une énorme quantité de substances dissoutes et en suspension. Un système de biofiltration aussi puissant n’existe pas sur terre.[...]

Une zone unique de l'océan mondial, caractérisée par une productivité halieutique élevée, est l'upwelling, c'est-à-dire la montée de l'eau des profondeurs vers les couches supérieures de l'océan, en règle générale, sur les rives ouest des contingents.[...]

Chauffage - eau chaude des couches supérieures de l'océan. La température de l'eau la plus élevée est observée dans le golfe Persique en août - plus de 33 °C (et la température de l'eau la plus élevée a été enregistrée dans la mer Rouge - plus 36 °C). Mais le convertisseur ne peut pas compter sur la température maximale : on le trouve dans des zones limitées de l'océan mondial, et de vastes zones ont une température de couche superficielle d'environ 25 °C. Il s'agit d'une température assez élevée à laquelle de nombreux liquides bouillent. D'Arsonval a proposé d'utiliser l'ammoniac comme fluide de travail - un liquide avec de la température ; point d'ébullition moins 33,4 “C, qui bout bien ■ à 25 °C. À température normale (20 °C), l'ammoniac est un gaz incolore à l'odeur âcre. À mesure que la pression augmente, l’ammoniac gazeux redevient liquide. À 20 °C, la pression doit pour cela être augmentée à 8,46 atm, mais à 5 °C elle est nettement inférieure.[...]

Les zones énergétiquement actives de l’océan mondial sont les composants structurels minimaux impliqués dans la formation d’échanges thermiques à grande échelle entre l’océan et l’atmosphère. Occupant « ¿20 % de la superficie de l’océan mondial, ils sont responsables de « 40 % des échanges thermiques totaux du système océan-atmosphère-terre ». Ce sont les zones de décalage maximal entre les champs thermiques et humides de la couche supérieure de l'océan et la couche limite planétaire de l'atmosphère : c'est ici que l'intensité du travail de coordination de ces champs est maximale. Et même si nous affirmons que les EAO sont des structures caractéristiques des champs à grande échelle, cela ne signifie pas que leur localisation spatiale est rigidement fixée et que leur intensité est constante. Ces mêmes zones sont caractérisées par les plages maximales de variabilité du flux thermique, ce qui suggère qu'elles constituent les zones d'eau les plus informatives pour surveiller l'état du système climatique. Autrement dit, ils ne sont peut-être pas tous dans un état actif en même temps, mais c'est dans ces zones que l'échange de chaleur local le plus actif se forme et est excité dans une certaine séquence polycyclique.[...]

En raison de ces facteurs, la couche supérieure de l’océan est généralement bien mélangée. C'est comme ça qu'on l'appelle - mixte. Son épaisseur dépend de la période de l'année, de la force du vent et de la zone géographique. Par exemple, pendant un été calme, l'épaisseur de la couche mixte sur la mer Noire n'est que de 20 à 30 m. Et dans l'océan Pacifique près de l'équateur, une couche mixte d'une épaisseur d'environ 700 m a été découverte (par une expédition sur le navire de recherche "Dmitry Mendeleev"). De la surface jusqu'à une profondeur de 700 m, il y avait une couche de chaleur et eau claire avec une température d'environ 27 °C. Cette zone Océan Pacifique ses propriétés hydrophysiques sont similaires à celles de la mer des Sargasses en océan Atlantique. En hiver sur la mer Noire, la couche mélangée est 3 à 4 fois plus épaisse que celle d'été, sa profondeur atteint 100 à 120 m. Une si grande différence s'explique par un mélange intense dans heure d'hiver: comment vent plus fort, plus la perturbation en surface est importante et plus le mélange est fort. Une telle couche de saut est aussi appelée saisonnière, puisque la profondeur de la couche dépend de la saison de l'année.[...]

UPWELLING [anglais] upwelling] - la montée de l'eau des profondeurs vers les couches supérieures de l'océan (mer). Il est courant sur les côtes occidentales des continents, où les vents éloignent les eaux de surface du rivage et où des masses d'eau froides et riches en nutriments prennent leur place.[...]

L'échange de dioxyde de carbone se produit également entre l'atmosphère et l'océan. Une grande quantité de dioxyde de carbone est dissoute dans les couches supérieures de l’océan et est en équilibre avec le dioxyde de carbone atmosphérique. Au total, l'hydrosphère contient environ 13 à 1 013 tonnes de dioxyde de carbone dissous et l'atmosphère en contient 60 fois moins. La vie sur Terre et le bilan gazeux de l'atmosphère sont soutenus par des quantités relativement faibles de carbone participant au petit cycle et contenues dans les tissus végétaux (5 à 1 011 tonnes) et les tissus animaux (5 à 109 tonnes). Le cycle du carbone dans les processus de la biosphère est illustré sur la figure. 2.[...]

D'une manière générale, il convient de noter que l'amplitude des fluctuations annuelles de température dans les couches supérieures de l'océan ne dépasse pas 10-15°C, dans les eaux continentales -30-35°C.[...]

Kisloe A.V., Semenchenko B.A., Tuzhilkin V.S. Sur les facteurs de variabilité de la structure de la couche supérieure de l'océan sous les tropiques // Météorologie et hydrologie, n° 4, 1983, p. 84-89.[...]

La biosphère est concentrée principalement sous la forme d’un film relativement mince à la surface des terres émergées et principalement (mais pas exclusivement) dans les couches supérieures de l’océan. Elle ne peut fonctionner sans une interaction étroite avec l’atmosphère, l’hydrosphère et la lithosphère, et la pédosphère n’existerait tout simplement pas sans organismes vivants.[...]

D'autres indicateurs intégraux sont également possibles. Ainsi, pour modéliser la répartition du balaou dans l'océan Pacifique, une telle caractéristique intégrale s'est avérée être la température dans la couche supérieure de l'océan, puisque la répartition des courants, des masses d'eau, de la salinité et d'autres indicateurs hydrologiques et hydrochimiques dans le nord-ouest Une partie de l'océan Pacifique est étroitement corrélée à la répartition de la température de l'eau dans la couche supérieure (Kashkin, 1986 ).[...]

Le chauffage par le haut (par contact et en raison de la forte absorption de la lumière qui y pénètre par l'eau) et le dessalement (par précipitations, ruissellement des rivières, fonte des glaces) ne peuvent affecter qu'une très fine couche supérieure de l'océan, quelques dizaines de mètres seulement, car en raison de la stabilité hydrostatique d'une couche chauffée ou dessalée, elle ne peut pas se mélanger indépendamment avec l'eau sous-jacente, et le mélange forcé créé par l'effondrement des ondes de surface pénètre peu profondément (le mélange dans les points turbulents formés dans les lieux d'instabilité hydrodynamique des ondes internes est, en moyenne, très faible et agit apparemment, extrêmement lentement).[...]

Si l'équation (4.9.2) ou sa forme équivalente avec des variables premières sur les variables est intégrée sur l'ensemble de l'océan, on obtient la même contradiction évidente que dans le cas de l'équation de l'énergie mécanique. À grande échelle, il y a un afflux à travers la surface de l'océan (puisque la salinité de la surface est élevée là où il y a un écoulement de sel dans l'océan, voir par exemple), mais la perte de sel par diffusion est négligeable à grande échelle. Comme pour l’énergie, il y a un transfert de salinité d’une échelle à l’autre en raison du terme advectif non linéaire dans (4.3.8), les très petites échelles apportant une contribution significative au membre droit de (4.9.2). On estime que le gradient quadratique moyen de salinité dans la couche supérieure de l'océan est 1000 fois supérieur au gradient moyen.[...]

Les composés azotés (nitrates, nitrites) en solutions pénètrent dans les organismes végétaux, participant à la formation de matière organique (acides aminés, protéines complexes). Certains composés azotés sont transportés dans les rivières, les mers et pénètrent dans Les eaux souterraines. L'azote est absorbé à partir des composés dissous dans l'eau de mer les organismes aquatiques, et après leur mort, se déplace profondément dans l'océan. Par conséquent, la concentration d'azote dans les couches supérieures de l'océan augmente sensiblement.[...]

Une analyse des raisons de la relation de phase existante entre les fluctuations annuelles de température de l'air et de l'eau est présentée sur la base d'interprétations de modèles de la variation annuelle de . En règle générale, ces modèles sont basés sur l'équation de transfert de chaleur, dans laquelle divers auteurs, à des degrés divers, prennent en compte les facteurs de formation de la cyclicité dans l'océan et l'atmosphère. A. A. Pivovarov et Wo Van Lan ont construit un modèle non linéaire pour un océan stratifié et ont pris en compte l'absorption volumétrique de l'énergie radiante par la couche supérieure de l'océan. La variation quotidienne des températures de surface de l’eau et de l’air est analysée. Un décalage de phase a été obtenu entre la température de l'air et la température de l'eau, ce qui ne correspond pas aux données empiriques selon lesquelles, même dans le cycle quotidien, la température de l'air est en avance sur la température de l'eau.[...]

Les acides humique et stéarique d’origine naturelle, qui sont des contaminants courants dans de nombreuses eaux usées, ont également fortement inhibé la formation de calcite. Cette inhibition est probablement causée par l'adsorption de l'anion acide, puisque les formes ioniques de ces composés prédominent dans les conditions expérimentales. Sewess, Myers et Quine ont découvert que l'acide stéarique et d'autres substances organiques naturelles peuvent être fortement adsorbées lorsque le carbonate de calcium entre en contact avec l'eau de mer. Apparemment, cette adsorption expliquerait l'inhibition de la formation de carbonate de calcium dans les couches supérieures de l'océan. En présence d'acide stéarique (1-1O-4 M), une réaction de cristallisation petite mais mesurable se produit (voir Figure 3.4), ce qui montre que cet acide n'inhibe pas la réaction de cristallisation aussi complètement que le métaphosphate.[... ]

La deuxième expérience spéciale visant à étudier la variabilité synoptique des courants océaniques (« Polygone-70 ») a été réalisée par des océanologues soviétiques dirigés par l'Institut d'océanologie de l'Académie des sciences de l'URSS en février-septembre 1970 dans la zone nord des alizés de l'URSS. Atlantique, où des mesures continues des courants ont été effectuées pendant six mois à 10 profondeurs de 25 à 1500 m à 17 stations de bouées amarrées, formant une croix mesurant 200X200 km avec un centre au point 16°ZG 14, 33°30W, et un certain nombre des études hydrologiques ont également été réalisées.[...]

Le contraste à grande échelle des réserves de chaleur dans l'océan dépasse de loin à la fois l'énergie potentielle de la pente du niveau et l'énergie de différenciation de la densité des eaux. Les différences thermiques des eaux elles-mêmes se forment généralement sur de grands espaces et s'accompagnent de mouvements fluides et étendus dans l'espace de type convectif. Dans les eaux inégalement chauffées et de densités variables dans l'espace, il existe des gradients horizontaux, qui peuvent aussi être des sources mouvements locaux. Dans de tels cas, une partie de l’énergie potentielle disponible y passe. Si, pour le calculer, on part de la différence des réserves d'énergies potentielles de deux volumes égaux voisins de densités différentes en parties supérieures, alors pour l'ensemble de l'océan, nous arrivons à l'estimation qui a été précédemment déterminée comme l'énergie de différenciation de densité, c'est-à-dire 1018-1019 J. L'âge des eaux de la couche supérieure de l'océan (>1000 m) est estimé à 10 -20 ans. D'une comparaison de l'énergie du contraste thermique des eaux océaniques et du contraste de l'apport d'énergie solaire aux eaux océaniques chaudes et froides [(1-3) -1023 J/an], il s'ensuit que l'accumulation de ce contraste nécessite environ 10- 15 ans. Nous pouvons alors supposer grossièrement que les principales caractéristiques de la différenciation de la densité de la couche supérieure se formeront dans 10 ans. Un dixième de cette énergie est transféré annuellement aux mouvements mécaniques de l'océan. Par conséquent, l'apport d'énergie annuel résultant de l'instabilité barocline devrait être estimé approximativement à environ 1018 J.[...]

En 1905, le scientifique suédois W. Ekman a créé une théorie de l'écoulement du vent, qui a reçu une expression mathématique et graphique connue sous le nom de spirale d'Ekman. Selon lui, le flux d'eau doit être dirigé perpendiculairement à la direction du vent ; avec la profondeur, il est tellement dévié par la force de Coriolis qu'il commence à s'écouler dans la direction opposée au vent. Selon la théorie d'Ekman, l'une des conséquences du transfert d'eau est que les alizés provoquent un déplacement du flux vers le nord et le sud de l'équateur. Pour compenser l'écoulement, l'air froid monte ici. Eaux profondes. C'est pourquoi la température de l'eau de surface à l'équateur est inférieure de 2 à 3°C à celle des zones tropicales voisines. La lente montée des eaux profondes dans les couches supérieures de l'océan est appelée upwelling, et la descente est appelée downwelling.

L'hydrosphère est la coquille de la Terre formée par les océans, les mers, les réservoirs de surface, la neige, la glace, les rivières, les flux d'eau temporaires, la vapeur d'eau et les nuages. La coquille est constituée de réservoirs et de rivières, et les océans sont intermittents. L'hydrosphère souterraine est formée de courants souterrains, d'eaux souterraines et de bassins artésiens.

L'hydrosphère a un volume égal à 1 533 000 000 kilomètres cubes. L'eau couvre les trois quarts de la surface de la Terre. Soixante et onze pour cent de la surface de la Terre est recouverte de mers et d'océans.

L'immense superficie d'eau détermine en grande partie les régimes hydrique et thermique de la planète, car l'eau a une capacité thermique élevée et contient un grand potentiel énergétique. L'eau joue un rôle important dans la formation du sol et dans l'apparence du paysage. Les eaux des océans du monde sont différentes composition chimique, l'eau n'est pratiquement jamais trouvée sous forme distillée.

Océans et mers

L'océan mondial est une masse d'eau qui baigne les continents ; il représente plus de 96 % du volume total de l'hydrosphère terrestre. Les deux couches de la masse d'eau des océans du monde ont des températures différentes, ce qui détermine en fin de compte le régime thermique de la Terre. Les océans du monde accumulent l'énergie du soleil et, une fois refroidis, transfèrent une partie de la chaleur à l'atmosphère. Autrement dit, la thermorégulation de la Terre est largement déterminée par la nature de l'hydrosphère. L'océan mondial comprend quatre océans : Indien, Pacifique, Arctique et Atlantique. Certains scientifiques mettent en avant l’océan Austral, qui entoure l’Antarctique.

L'océan mondial est caractérisé par l'hétérogénéité des masses d'eau qui, situées à un certain endroit, acquièrent caractéristiques distinctives. Verticalement, l'océan est divisé en couches de fond, intermédiaire, de surface et souterraine. La masse inférieure a le volume le plus important et est également la plus froide.

La mer est la partie de l'océan qui s'avance dans le continent ou qui lui est adjacente. La mer diffère par ses caractéristiques du reste de l’océan. Les bassins maritimes développent leur propre régime hydrologique.

Les mers sont divisées en mers internes (par exemple, la Noire, la Baltique), inter-insulaires (dans l'archipel indo-malais) et marginales (mers Arctiques). Parmi les mers, il y a les mers intérieures (mer Blanche) et intercontinentales (Méditerranée).

Rivières, lacs et marécages

Les rivières constituent un élément important de l'hydrosphère terrestre : elles contiennent 0,0002 pour cent de toutes les réserves d'eau et 0,005 pour cent de l'eau douce. Les rivières constituent un réservoir naturel important d’eau, utilisée pour les besoins de la boisson, de l’industrie et de l’agriculture. Les rivières sont une source d’irrigation, d’approvisionnement en eau et d’approvisionnement en eau. Les rivières sont alimentées par la couverture neigeuse, les eaux souterraines et les eaux de pluie.

Les lacs apparaissent en cas d'excès d'humidité et en présence de dépressions. Les bassins peuvent être d'origine tectonique, glaciaire-tectonique, volcanique ou de cirque. Les lacs thermokarstiques sont courants dans les régions pergélisol, les lacs de plaine inondable se trouvent souvent dans les plaines inondables des rivières. Le régime des lacs est déterminé par le fait que la rivière transporte ou non l'eau du lac. Les lacs peuvent être sans drainage, coulants ou représenter un système lac-rivière commun avec une rivière.

Dans les plaines, dans des conditions gorgées d'eau, les marécages sont fréquents. Ceux des basses terres sont alimentés par les sols, ceux des hautes terres par les sédiments, ceux de transition par les sols et les sédiments.

Les eaux souterraines

Les eaux souterraines sont situées à différentes profondeurs sous forme d'aquifères dans rochers la croûte terrestre. Les eaux souterraines se trouvent plus près de la surface de la terre, les eaux souterraines sont situées dans des couches plus profondes. Les eaux minérales et thermales présentent le plus grand intérêt.

Nuages ​​et vapeur d'eau

La condensation de la vapeur d'eau forme des nuages. Si le nuage a une composition mixte, c'est-à-dire qu'il comprend des cristaux de glace et d'eau, ils deviennent alors une source de précipitations.

Glacier

Tous les composants de l'hydrosphère jouent un rôle particulier dans les processus mondiaux d'échange d'énergie et de circulation mondiale de l'humidité et influencent de nombreux processus de formation de la vie sur Terre.