Море - Sea

Волны разбиваются о берег
Прибрежные морские волны в национальном заповеднике Паракас , Ика, Перу

Море , связанное как мировой океан или просто океан , это тело из соленой воды , которая охватывает около 71 процентов из земной поверхности «s. Слово море также используется для обозначения участков моря второго порядка , таких как Средиземное море , а также некоторых крупных соленых озер , не имеющих выхода к морю , таких как Каспийское море .

Море смягчает климат Земли и играет важную роль в круговороте воды , углерода и азота . Люди, использующие и изучающие море, были зарегистрированы с древних времен и хорошо известны в доисторические времена, в то время как современные научные исследования называются океанографией . Самым распространенным твердым веществом, растворенным в морской воде, является хлорид натрия . Вода также содержит соль из магния , кальция , калия и ртути , среди многих других элементов, некоторые в минуте концентраций. Соленость колеблется в широких пределах: ниже у поверхности и в устьях крупных рек и выше в глубинах океана; однако относительные пропорции растворенных солей мало различаются по океанам. Ветры, дующие над поверхностью моря, создают волны , которые разбиваются, когда попадают на мелководье. Ветры также создают поверхностные течения за счет трения, обеспечивая медленную, но стабильную циркуляцию воды в океанах. Направление циркуляции определяется факторами, включая форму континентов и вращение Земли ( эффект Кориолиса ). Глубоководные течения, известные как глобальная конвейерная лента , переносят холодную воду с полюсов в каждый океан. Приливы , обычно два раза в день подъем и спад уровня моря , вызваны вращением Земли и гравитационными эффектами вращающейся вокруг Луны и, в меньшей степени, Солнца . Диапазон приливов и отливов может быть очень большим в заливах и устьях рек . Подводные землетрясения, возникающие в результате движения тектонических плит под океанами, могут привести к разрушительным цунами , как и вулканы, огромные оползни или падение крупных метеоритов .

Широкий спектр организмов , включая бактерии , простейшие , водоросли , растения, грибы и животных, обитает в море, которое предлагает широкий спектр морских сред обитания и экосистем , начиная от освещенной солнцем поверхности и береговой линии до больших глубин и давлений. холодной, темной абиссальной зоны и по широте от холодных вод под полярными ледяными шапками до красочного разнообразия коралловых рифов в тропических регионах . Многие из основных групп организмов эволюционировали в море, и там, возможно, зародилась жизнь .

Море является источником значительных запасов пищи для людей, в основном рыб , а также моллюсков , млекопитающих и морских водорослей , пойманных рыбаками или выращиваемых под водой. Другие виды использования моря человеком включают торговлю , путешествия, добычу полезных ископаемых , производство электроэнергии , военные действия и досуг, такие как плавание , парусный спорт и подводное плавание с аквалангом . Многие из этих видов деятельности приводят к загрязнению морской среды . Таким образом, море было для человека неотъемлемым элементом на протяжении всей истории и культуры.

Определение

Анимированная карта с изображением океанических вод мира. Мировой океан представляет собой непрерывный водоем, окружающий Землю , и разделен на ряд основных областей с относительно свободным обменом между ними. Обычно выделяют пять океанических подразделений: Тихий , Атлантический , Индийский , Арктический и Южный ; последние два из перечисленных иногда объединяются в первые три.
Маргинальные моря по определению Международной морской организации

Море - это взаимосвязанная система всех океанических вод Земли, включая Атлантический , Тихий , Индийский , Южный и Северный Ледовитый океаны . Однако слово «море» также может использоваться для обозначения многих конкретных, гораздо меньших объемов морской воды, таких как Северное море или Красное море . Нет резкого различия между морями и океанами , хотя, как правило, моря меньше по размеру и часто частично (как окраинные моря или особенно как Средиземное море ) или полностью (как внутренние моря ) граничат с сушей. Однако Саргассово море не имеет береговой линии и находится внутри кругового течения - Североатлантического круговорота . Море обычно больше озер и содержат соленую воду, но Галилейское море - пресноводное озеро . Конвенция Организации Объединенных Наций по морскому праву утверждает , что все океан «море».

Физическая наука

Составные изображения Земли, созданные НАСА в 2001 году

Земля - единственная известная планета с морями жидкой воды на ее поверхности, хотя Марс обладает ледяными шапками, и подобные планеты в других солнечных системах могут иметь океаны. 1335000000 кубических километров (320000000 кубических миль) моря на Земле содержат около 97,2 процента известной воды и покрывают примерно 71 процент ее поверхности. Еще 2,15% воды на Земле заморожены, они находятся в морском льду, покрывающем Северный Ледовитый океан , ледяной шапке, покрывающей Антарктиду и прилегающие к нему моря , а также в различных ледниках и поверхностных отложениях по всему миру. Остальные (около 0,65% от общего количества) образуют подземные резервуары или различные стадии водного цикла , содержащие пресную воду , с которой сталкивается и использует большинство земных организмов : пар в воздухе , облака, которые он медленно формирует, дождь, падающий из них, и в озерах и реках спонтанно образуются в его воды снова и снова стекают в море.

Научное исследование о воде и Земли водного цикла является гидрология ; гидродинамика изучает физику движущейся воды. В частности, недавнее исследование моря - океанография . Это началось как изучение формы океанских течений, но с тех пор расширилось до большой и междисциплинарной области: изучаются свойства морской воды ; изучает волны , приливы и течения ; диаграммы береговых линий и отображает морское дно ; и изучает морскую жизнь . Подполе, описывающее движение моря, его силы и силы, действующие на него, известно как физическая океанография . Морская биология (биологическая океанография) изучает растения , животных и другие организмы, населяющие морские экосистемы . Обе они основаны на химической океанографии , которая изучает поведение элементов и молекул в океанах: в частности, на данный момент роль океана в углеродном цикле и роль углекислого газа в увеличивающемся подкислении морской воды. Морская и морские географические карты формы и формирование моря, а морская геология (геологическая океанография) представила доказательство дрейфа континентов и состав и структуру Земли , выясненный процесс осаждения , и содействие изучению вулканизма и землетрясения .

Морская вода

Глобальная карта солености
Карта солености с космического корабля "Водолей". Цвета радуги представляют уровни солености: красный = 40 , фиолетовый = 30 ‰.

Соленость

Морская вода отличается тем, что она соленая. Соленость обычно измеряется в частях на тысячу ( или промилле), а в открытом океане содержится около 35 граммов (1,2 унции) твердых веществ на литр, соленость составляет 35 ‰. Средиземное море немного выше - 38 ‰, а соленость северной части Красного моря может достигать 41 ‰. Напротив, некоторые не имеющие выхода к морю гиперсоленые озера имеют гораздо более высокую соленость, например, в Мертвом море содержится 300 граммов (11 унций) растворенных твердых веществ на литр (300 ‰).

Хотя компоненты поваренной соли натрия и хлорида составляют около 85 процентов твердых веществ в растворе, существуют также ионы других металлов, таких как магний и кальций , и отрицательные ионы, включая сульфат , карбонат и бромид . Несмотря на различия в уровнях солености в разных морях, относительный состав растворенных солей стабилен во всех океанах мира. Морская вода слишком соленая, чтобы люди могли пить ее безопасно, поскольку почки не могут выделять мочу столь же соленую, как морская вода.

Основные растворенные вещества в морской воде (соленость 3,5%)
Растворенное вещество Концентрация (‰) % от общих солей
Хлористый 19,3 55
Натрий 10,8 30,6
Сульфат 2,7 7,7
Магний 1.3 3,7
Кальций 0,41 1.2
Калий 0,40 1.1
Бикарбонат 0,10 0,4
Бромид 0,07 0,2
Карбонат 0,01 0,05
Стронций 0,01 0,04
Борат 0,01 0,01
Фторид 0,001 <0,01
Все остальные растворенные вещества <0,001 <0,01

Хотя количество соли в океане остается относительно постоянным в пределах миллионов лет, на соленость водоема влияют различные факторы. Испарение и побочные продукты образования льда (известные как «отторжение рассола») увеличивают соленость, тогда как осадки , таяние морского льда и сток с суши уменьшают ее. В Балтийское море , например, впадает много рек, поэтому море можно считать солоноватым . Между тем Красное море очень соленое из-за высокой скорости испарения.

Температура

Температура моря зависит от количества падающей на его поверхность солнечной радиации. В тропиках, когда солнце находится почти над головой, температура поверхностных слоев может повышаться до более 30 ° C (86 ° F), в то время как около полюсов температура в равновесии с морским льдом составляет около -2 ° C (28 ° F). ). В океанах непрерывно циркулирует вода. Теплые поверхностные течения охлаждаются по мере удаления от тропиков, а вода становится плотнее и опускается. Холодная вода движется обратно к экватору в виде глубоководного морского течения, вызванного изменениями температуры и плотности воды, прежде чем в конечном итоге снова подняться к поверхности. Глубоководная морская вода имеет температуру от -2 ° C (28 ° F) до 5 ° C (41 ° F) во всех частях земного шара.

Морская вода с типичной соленостью 35 ‰ имеет температуру замерзания около -1,8 ° C (28,8 ° F). Когда его температура становится достаточно низкой, на поверхности образуются кристаллы льда . Они распадаются на мелкие кусочки и сливаются в плоские диски, которые образуют густую суспензию, известную как фрезил . В спокойных условиях он превращается в тонкий плоский лист, известный как нилас , который утолщается по мере образования нового льда на его нижней стороне. В более неспокойных морях кристаллы фразила соединяются в плоские диски, известные как блины. Они скользят друг под друга и сливаются, образуя льдины . В процессе замерзания между кристаллами льда задерживаются соленая вода и воздух. Соленость Ниласа может составлять 12–15 ‰, но к тому времени, когда морскому льду исполнится один год, она упадет до 4–6.

Концентрация кислорода

Количество кислорода в морской воде зависит в первую очередь от растений, растущих в ней. В основном это водоросли, включая фитопланктон , а также некоторые сосудистые растения, такие как морские травы . При дневном свете фотосинтетическая деятельность этих растений производит кислород, который растворяется в морской воде и используется морскими животными. Ночью фотосинтез прекращается, и количество растворенного кислорода снижается. В глубоком море, куда проникает недостаточно света для роста растений, растворенного кислорода очень мало. В его отсутствие органический материал разрушается анаэробными бактериями, производящими сероводород .

Изменение климата , вероятно, приведет к снижению уровня кислорода в поверхностных водах, поскольку растворимость кислорода в воде падает при более высоких температурах. Прогнозируется, что деоксигенация океана увеличит гипоксию на 10%, а воды с пониженным содержанием кислорода в три раза (концентрация кислорода на 98% ниже средней поверхностной концентрации) на каждый 1 ° C потепления в верхних слоях океана.

Свет

Количество света, проникающего в море, зависит от угла наклона солнца, погодных условий и мутности воды. Много света отражается от поверхности, а красный свет поглощается в верхних слоях на несколько метров. Желтый и зеленый свет достигают большей глубины, а синий и фиолетовый свет могут проникать на глубину до 1000 метров (3300 футов). На глубине около 200 метров (660 футов) недостаточно света для фотосинтеза и роста растений.

Уровень моря

Большую часть геологического времени уровень моря был выше, чем сегодня. Главный фактор, влияющий на уровень моря с течением времени, - это результат изменений в океанической коре, при этом тенденция к снижению, как ожидается, сохранится в очень долгосрочной перспективе. Во время последнего ледникового максимума около 20 000 лет назад уровень моря был примерно на 125 метров (410 футов) ниже, чем в настоящее время (2012 год).

По крайней мере, последние 100 лет уровень моря повышался в среднем на 1,8 миллиметра (0,071 дюйма) в год. По большей части это повышение можно объяснить повышением температуры моря из-за изменения климата и, как следствие, небольшим тепловым расширением верхних 500 метров (1600 футов) воды. Дополнительный вклад, до четверти от общего объема, поступает из водных источников на суше, таких как таяние снега и ледников, а также забор грунтовых вод для орошения и других сельскохозяйственных и человеческих нужд.

Волны

Движение молекул при прохождении волн
Схема, показывающая приближение волны к берегу
Когда волна выходит на мелководье, она замедляется, а ее амплитуда (высота) увеличивается.

Ветер, дующий над поверхностью воды, образует волны , перпендикулярные направлению ветра. Трение между воздухом и водой, вызванное легким ветерком на пруду, вызывает образование ряби . Сильный удар над океаном вызывает более крупные волны, поскольку движущийся воздух толкает выступающие гребни воды. Волны достигают максимальной высоты, когда скорость их движения почти совпадает со скоростью ветра. В открытой воде, когда ветер дует непрерывно, как это происходит в Южном полушарии в бурные сороковые годы , длинные организованные массы воды, называемые зыбью, катятся по океану. Если ветер стихает, формирование волн уменьшается, но уже сформировавшиеся волны продолжают двигаться в своем первоначальном направлении, пока не встретятся с землей. Размер волн зависит от силы притока , расстояния, на которое ветер обдувает воду, а также силы и продолжительности этого ветра. Когда волны встречаются с другими, идущими с разных направлений, взаимодействие между ними может привести к изломам и неправильной форме моря. Конструктивная интерференция может вызвать отдельные (неожиданные) волны-убийцы, намного превышающие нормальные. Большинство волн имеют высоту менее 3 м (10 футов), и сильные штормы нередко удваивают или утраивают эту высоту; морское строительство, такое как ветряные электростанции и нефтяные платформы, использует метео- статистические данные измерений при вычислении волновых сил (из-за, например, столетней волны ), на которые они рассчитаны. Волны бродяг, однако, были зарегистрированы на высоте более 25 метров (82 фута).

Вершина волны известна как гребень, самая низкая точка между волнами - это впадина, а расстояние между гребнями - это длина волны. Волна переносится ветром по поверхности моря, но это представляет собой передачу энергии, а не горизонтальное движение воды. Когда волны приближаются к суше и уходят на мелководье , они меняют свое поведение. При приближении под углом волны могут изгибаться ( преломление ) или окутывать скалы и мысы ( дифракция ). Когда волна достигает точки, где ее самые глубокие колебания воды соприкасаются с морским дном , они начинают замедляться. Это сближает гребни и увеличивает высоту волн , что называется обмелением волн . Когда отношение высоты волны к глубине воды превышает определенный предел, она « ломается », опрокидываясь в массу пенящейся воды. Он устремляется листом вверх по пляжу, прежде чем отступить в море под действием силы тяжести.

Цунами

Цунами в Таиланде
Цунами 2004 в Таиланде

Цунами - это необычная форма волны, вызванная нечастым мощным событием, таким как подводное землетрясение или оползень, удар метеорита, извержение вулкана или обрушение суши в море. Эти события могут временно поднять или опустить поверхность моря в пораженной области, обычно на несколько футов. Потенциальная энергия вытесненной морской воды превращается в кинетическую энергию, создавая мелкую волну, цунами, распространяющуюся наружу со скоростью, пропорциональной квадратному корню из глубины воды, и поэтому в открытом океане оно распространяется гораздо быстрее, чем в открытом море. континентальный шельф. В открытом море цунами имеют длину волны от 80 до 300 миль (от 130 до 480 км), распространяются со скоростью более 600 миль в час (970 км / час) и обычно имеют высоту менее трех футов, поэтому они часто остаются незамеченными на этом этапе. Напротив, поверхностные волны океана, вызванные ветрами, имеют длину волны в несколько сотен футов, распространяются со скоростью до 65 миль в час (105 км / ч) и имеют высоту до 45 футов (14 метров).

По мере того, как цунами перемещается на мелководье, его скорость уменьшается, длина волны укорачивается, а амплитуда сильно увеличивается, ведя себя так же, как ветровая волна на мелководье, но в гораздо большем масштабе. Либо впадина, либо гребень цунами могут первыми достичь берега. В первом случае море отступает и оставляет незащищенными сублиторальные области вблизи берега, что является полезным предупреждением для людей на суше. Когда достигает гребня, он обычно не ломается, а устремляется вглубь суши, затопляя все на своем пути. Большая часть разрушений может быть вызвана тем, что паводковые воды стекают обратно в море после цунами, увлекая за собой обломки и людей. Часто несколько цунами вызываются одним геологическим событием и происходят с интервалом от восьми минут до двух часов. Первая волна, которая прибудет на берег, может быть не самой большой или разрушительной.

Течения

Карта, показывающая поверхностные токи
Поверхностные токи: красный – теплый, синий – холодный.

Ветер, дующий над поверхностью моря, вызывает трение на границе раздела между воздухом и морем. Это не только вызывает образование волн, но и заставляет морскую воду на поверхности двигаться в том же направлении, что и ветер. Хотя ветры переменные, в любом месте они преимущественно дуют с одного направления, и, таким образом, может образовываться поверхностное течение. Западные ветры наиболее часты в средних широтах, а восточные - в тропиках. Когда вода движется таким образом, другая вода втекает, чтобы заполнить зазор, и образуется круговое движение поверхностных течений, известное как круговорот . В Мировом океане существует пять основных круговоротов: два в Тихом океане, два в Атлантическом и один в Индийском океане. Другие более мелкие круговороты встречаются в меньших морях, и один круговорот протекает вокруг Антарктиды . Эти круговороты следовали одним и тем же маршрутом на протяжении тысячелетий, руководствуясь топографией земли, направлением ветра и эффектом Кориолиса . Поверхностные течения текут по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии. Вода, движущаяся от экватора, теплая, и вода, текущая в обратном направлении, потеряла большую часть своего тепла. Эти течения имеют тенденцию смягчать климат Земли, охлаждая экваториальную область и нагревая области в более высоких широтах. Мировой океан сильно влияет на прогнозы глобального климата и погоды , поэтому при моделировании глобального климата используются модели циркуляции океана, а также модели других основных компонентов, таких как атмосфера , поверхность суши, аэрозоли и морской лед. В моделях океана используется раздел физики, геофизическая гидродинамика , который описывает крупномасштабные потоки флюидов, таких как морская вода.

Карта, показывающая глобальную конвейерную ленту
Глобальная конвейерная лента показана синим цветом, а более теплые поверхностные токи - красным.

Поверхностные течения затрагивают только верхние несколько сотен метров моря, но также существуют крупномасштабные потоки в океанских глубинах, вызванные движением глубинных водных масс. Основное глубоководное океаническое течение протекает через все мировые океаны и известно как термохалинная циркуляция или глобальная конвейерная лента. Это движение медленное и вызвано различиями в плотности воды, вызванными изменениями солености и температуры. В высоких широтах вода охлаждается из-за низкой температуры атмосферы и становится более соленой по мере кристаллизации морского льда. Оба эти фактора делают его более плотным, и вода тонет. Из глубоких морских глубин около Гренландии такая вода течет на юг между континентальными массивами суши по обе стороны Атлантики. Когда он достигает Антарктики, к нему присоединяются новые массы холодной тонущей воды, и он течет на восток. Затем он разделяется на два потока, которые движутся на север, в Индийский и Тихий океаны. Здесь он постепенно согревается, становится менее плотным, поднимается к поверхности и петляет на себя. Для завершения этой циркуляции требуется тысяча лет.

Помимо круговоротов, существуют временные поверхностные токи, возникающие при определенных условиях. Когда волны встречаются с берегом под углом, создается прибрежное течение, поскольку вода продвигается вдоль береговой линии. Вода закручивается на пляж под прямым углом к ​​приближающимся волнам, но стекает прямо вниз по склону под действием силы тяжести. Чем больше прибойные волны, чем длиннее пляж и чем наклоннее волна, тем сильнее прибрежное течение. Эти течения могут перемещать большие объемы песка или гальки, создавать косы и заставлять пляжи исчезать, а водные каналы заиливаться. Рип ток может произойти , когда вода скапливается вблизи берега от наступающих волн и направляется к морю через канал в морской день. Это может произойти в щели в песчаной косе или рядом с искусственным сооружением, например, гройной . Эти сильные течения могут иметь скорость 3 фута (0,9 м) в секунду, образовываться в разных местах на разных этапах прилива и уносить неосторожных купальщиков. Временные восходящие течения возникают, когда ветер отталкивает воду от суши, и более глубокие воды поднимаются, чтобы заменить ее. Эта холодная вода часто богата питательными веществами и способствует цветению фитопланктона и значительно увеличивает продуктивность моря.

Приливы

Диаграмма, показывающая, как солнце и луна вызывают приливы
Приливы (синие) в ближайших и самых удаленных от Луны точках Земли.

Приливы - это регулярные подъемы и понижения уровня воды, которые испытывают моря и океаны в ответ на гравитационные воздействия Луны и Солнца, а также на эффекты вращения Земли. Во время каждого приливного цикла в любом данном месте вода поднимается до максимальной высоты, известной как «прилив», прежде чем снова отступить до минимального уровня «отлива». По мере того, как вода отступает, она открывает все больше и больше береговой полосы , также известной как приливная зона. Разница в высоте между приливом и отливом известна как диапазон приливов или амплитуда приливов.

В большинстве мест ежедневно бывает два прилива с интервалом около 12 часов 25 минут. Это половина 24-часового и 50-минутного периода, который требуется Земле, чтобы совершить полный оборот и вернуть Луну в ее предыдущее положение относительно наблюдателя. Масса Луны примерно в 27 миллионов раз меньше массы Солнца, но она в 400 раз ближе к Земле. Приливная сила или сила прилива быстро уменьшается с расстоянием, поэтому Луна оказывает более чем в два раза большее влияние на приливы, чем Солнце. Выпуклость образуется в океане в том месте, где Земля находится ближе всего к Луне, потому что здесь также сильнее влияние гравитации Луны. На противоположной стороне Земли лунная сила наиболее слабая, и это вызывает образование еще одной выпуклости. Как Луна вращается вокруг Земли, так и эти океанские выпуклости движутся вокруг Земли. Гравитационное притяжение Солнца также действует на моря, но его влияние на приливы меньше, чем у Луны, и когда Солнце, Луна и Земля выровнены (полная луна и новолуние), получается комбинированный эффект. в высокие «весенние приливы». Напротив, когда Солнце находится под углом 90 ° от Луны, если смотреть с Земли, комбинированное гравитационное воздействие на приливы в меньшей степени вызывает более низкие «непрямые приливы».

Штормовая волна может произойти , когда сильные ветра складывают воду против побережья в зоне мелкой и это, в сочетании с системой низкого давления, может поднять на поверхность моря во время прилива резко.

Бассейны океана

Три типа границы плиты

Земля состоит из магнитного центрального ядра , в основном жидкой мантии и твердой твердой внешней оболочки (или литосферы ), которая состоит из каменистой коры Земли и более глубокого, в основном твердого внешнего слоя мантии. На суше кора известна как континентальная кора, а под водой она известна как кора океана . Последний состоит из относительно плотного базальта и имеет толщину от пяти до десяти километров (от трех до шести миль). Относительно тонкая литосфера плавает на более слабой и горячей мантии внизу и разбита на несколько тектонических плит . В середине океана магма постоянно проталкивается через морское дно между соседними плитами, образуя срединно-океанические хребты, и здесь конвекционные потоки в мантии имеют тенденцию разъединять две плиты. Параллельно этим хребтам и ближе к побережью одна океаническая плита может скользить под другую океаническую плиту в процессе, известном как субдукция . Здесь образуются глубокие канавы , и этот процесс сопровождается трением, поскольку пластины притираются друг к другу. Движение происходит рывками, которые вызывают землетрясения, выделяется тепло и магма поднимается вверх, образуя подводные горы, некоторые из которых могут образовывать цепочки вулканических островов рядом с глубокими желобами. Вблизи некоторых границ между сушей и морем немного более плотные океанические плиты скользят под континентальные плиты, и образуется больше траншей субдукции. Когда они сцепляются вместе, континентальные плиты деформируются и изгибаются, вызывая горообразование и сейсмическую активность.

Самая глубокая траншея Земли - это Марианская впадина, которая простирается примерно на 2500 километров (1600 миль) по морскому дну. Он находится недалеко от Марианских островов , вулканического архипелага в западной части Тихого океана. Его самая глубокая точка находится на глубине 10,994 км (почти 7 миль) от поверхности моря.

Побережья

Зона, где земля встречается с морем, называется берегом, а часть между самыми низкими весенними приливами и верхней границей, достигаемой плещущимися волнами, называется берегом . Пляж является накопление песка или гальки на берегу. Разворот является точкой земли , выступающей в море и больший мыс известен как мыс . Углубление береговой линии, особенно между двумя мысами, представляет собой залив , небольшой залив с узким заливом - это бухта, а большой залив можно назвать заливом . На береговую линию влияет ряд факторов, включая силу волн, прибывающих на берег, уклон береговой полосы, состав и твердость прибрежных скал, наклон прибрежного склона и изменения уровня моря. земля из-за местного поднятия или затопления. Обычно волны накатываются к берегу со скоростью от шести до восьми в минуту, и они известны как конструктивные волны, поскольку они имеют тенденцию перемещать материал вверх по пляжу и имеют небольшой эрозионный эффект. Штормовые волны приходят на берег в быстрой последовательности и известны как разрушительные волны как перекоса материала движется в сторону моря пляж. Под их воздействием песок и галька на пляже измельчаются и истираются. Во время прилива сила штормовой волны, ударяющейся о подножие утеса, имеет сокрушительный эффект, поскольку воздух в трещинах и щелях сжимается, а затем быстро расширяется с уменьшением давления. В то же время песок и галька имеют эрозионный эффект, так как их бросают о камни. Это имеет тенденцию подрезать обрыв, и следуют нормальные процессы выветривания, такие как действие мороза, вызывая дальнейшее разрушение. Постепенно у подножия утеса образуется волнообразная платформа, которая имеет защитный эффект, уменьшая дальнейшую волновую эрозию.

Материал, изношенный с окраин суши, в конечном итоге оказывается в море. Здесь он подвержен истиранию, поскольку течения, текущие параллельно берегу, размывают каналы и уносят песок и гальку от места их возникновения. Осадки, выносимые реками в море, оседают на морском дне, вызывая образование дельт в устьях рек. Все эти материалы движутся вперед и назад под воздействием волн, приливов и течений. Дноуглубительные работы удаляют материал и углубляют каналы, но могут иметь неожиданные последствия в других местах на береговой линии. Правительства прилагают усилия для предотвращения затопления суши путем строительства волноломов , дамб , дамб и дамб и других средств защиты на море. Например, Thames Barrier предназначен для защиты Лондона от штормового нагона, в то время как отказ от дамб и дамб вокруг Нового Орлеана во время урагана Катрина создал гуманитарный кризис в Соединенных Штатах.

Круговорот воды

Море играет роль в водном или гидрологическом цикле , в котором вода испаряется из океана, проходит через атмосферу в виде пара, конденсируется , выпадает в виде дождя или снега , тем самым поддерживая жизнь на суше, и в значительной степени возвращается в море. Даже в пустыне Атакама , где мало дождя, плотные облака тумана, известные как каманчака, дуют с моря и поддерживают жизнь растений.

В Центральной Азии и на других обширных территориях суши есть эндорейские бассейны , не имеющие выхода к морю, отделенные от океана горами или другими природными геологическими особенностями, которые препятствуют стеканию воды. Каспийское море является самым крупным из них. Его основной приток идет из реки Волги , нет оттока, а испарение воды делает ее соленой по мере накопления растворенных минералов. Аральское море в Казахстане и Узбекистане, а также озеро Пирамида в западной части Соединенных Штатов являются дополнительными примерами крупных, внутренних соленых водоемов без дренажа. Некоторые бессточные озера менее соленые, но все они чувствительны к колебаниям качества поступающей воды.

Углеродный цикл

Океаны содержат самое большое количество углерода в активной цикличности в мире и уступают только литосфере по количеству хранимого в них углерода. Поверхностный слой океанов содержит большое количество растворенного органического углерода, который быстро обменивается с атмосферой. Концентрация растворенного неорганического углерода в глубоком слое примерно на 15 процентов выше, чем в поверхностном слое, и он остается там в течение гораздо более длительных периодов времени. Термохалинная циркуляция обменивает углерод между этими двумя слоями.

Углерод попадает в океан, когда атмосферный углекислый газ растворяется в поверхностных слоях и превращается в угольную кислоту , карбонат и бикарбонат :

CO 2 (газ) ⇌ CO 2 (водн.)
CO 2 (водн.) + H 2 O ⇌ H 2 CO 3
H 2 CO 3 ⇌ HCO 3 - + H +
HCO 3 - ⇌ CO 3 2- + H +

Он также может попадать через реки в виде растворенного органического углерода и превращается фотосинтезирующими организмами в органический углерод. Он может либо обмениваться по всей пищевой цепочке, либо осаждаться в более глубокие, более богатые углеродом слои в виде мертвых мягких тканей или в раковинах и костях в виде карбоната кальция . Он циркулирует в этом слое в течение длительных периодов времени, прежде чем откладывается в виде отложений или возвращается в поверхностные воды посредством термохалинной циркуляции.

Жизнь в море

Коралловые рифы - одна из самых биоразнообразных сред обитания в мире.

Океаны являются домом для разнообразных форм жизни, которые используют их в качестве среды обитания. Поскольку солнечный свет освещает только верхние слои, большая часть океана находится в постоянной темноте. Поскольку каждая из различных глубинных и температурных зон обеспечивает среду обитания для уникального набора видов, морская среда в целом включает в себя огромное разнообразие жизни. Морские обитания колеблются от поверхности воды до самых глубоких океанических впадин , в том числе коралловых рифов, ламинария леса , травянистый луга , tidepools , мутные, песчаное и каменистое морского дна, а также открытых пелагиали зон. Организмы, живущие в море, варьируются от китов длиной 30 метров (100 футов) до микроскопических фитопланктона и зоопланктона , грибов и бактерий. Морская жизнь играет важную роль в углеродном цикле, поскольку фотосинтезирующие организмы превращают растворенный углекислый газ в органический углерод, и это экономически важно для людей, предоставляя рыбу для использования в качестве пищи.

Возможно, жизнь зародилась в море, и здесь представлены все основные группы животных. Ученые расходятся во мнениях относительно того, где именно в море возникла жизнь: эксперименты Миллера-Юри предлагали разбавленный химический «суп» в открытой воде, но более свежие предложения включают вулканические горячие источники, мелкозернистые глинистые отложения или глубоководный « черный курильщик». "вентиляционные отверстия, все из которых обеспечивали бы защиту от разрушительного ультрафиолетового излучения, которое не было заблокировано атмосферой ранней Земли.

Морские места обитания

Морские ареалы можно горизонтально разделить на прибрежные и открытые океанические. Прибрежные местообитания простираются от береговой линии до края континентального шельфа . Большая часть морской флоры и фауны обитает в прибрежных средах обитания, хотя шельф занимает всего 7 процентов от общей площади океана. Места обитания в открытом океане находятся в глубинах океана за пределами континентального шельфа. В качестве альтернативы морские среды обитания можно разделить по вертикали на пелагические (открытая вода), демерсальные (непосредственно над морским дном) и бентические (морское дно) среды обитания. Третье деление - по широте : от полярных морей с шельфовыми ледниками, морским льдом и айсбергами до умеренных и тропических вод.

Коралловые рифы, так называемые «тропические леса моря», занимают менее 0,1 процента поверхности мирового океана, однако их экосистемы включают 25 процентов всех морских видов. Самыми известными являются тропические коралловые рифы, такие как Большой Барьерный риф в Австралии , но рифы с холодной водой служат убежищем для самых разных видов, включая кораллы (только шесть из которых способствуют формированию рифов).

Водоросли и растения

Первичные морские продуценты - растения и микроскопические организмы в планктоне - широко распространены и очень важны для экосистемы. Было подсчитано, что половина мирового кислорода производится фитопланктоном. Около 45 процентов первичного производства живого материала в море обеспечивается диатомовыми водорослями . На местном уровне важны более крупные водоросли, обычно известные как водоросли ; Саргассум образует плавучие сугробы, а водоросли образуют леса на морском дне. Цветущие растения в виде морских трав растут на « лугах » на песчаных отмелях, мангровые заросли выстилают побережье в тропических и субтропических регионах, а солеустойчивые растения процветают в регулярно затопляемых солончаках . Все эти среды обитания способны улавливать большое количество углерода и поддерживать биоразнообразие больших и малых животных.

Свет может проникать только через верхние 200 метров (660 футов), так что это единственная часть моря, где могут расти растения. В поверхностных слоях часто наблюдается дефицит биологически активных соединений азота. Морской азотный цикл состоит из сложных микробных преобразований, которые включают фиксацию азота , его ассимиляцию, нитрификацию , анаммокс и денитрификацию. Некоторые из этих процессов происходят на большой глубине, поэтому там, где наблюдается подъем холодных вод, а также вблизи устьев, где присутствуют питательные вещества из наземных источников, рост растений выше. Это означает, что наиболее продуктивные районы, богатые планктоном и, следовательно, также рыбой, в основном прибрежные.

Животные и другие морские обитатели

В море существует более широкий спектр таксонов высших животных, чем на суше, многие морские виды еще не открыты, и их число, известное науке, ежегодно увеличивается. Некоторые позвоночные животные, такие как морские птицы , тюлени и морские черепахи, возвращаются на сушу для размножения, но рыбы, китообразные и морские змеи ведут полностью водный образ жизни, а многие типы беспозвоночных полностью морские. Фактически, океаны изобилуют жизнью и предоставляют множество разнообразных микропредприятий. Одним из них является поверхностная пленка, которая, хотя и колеблется под действием волн, обеспечивает богатую среду обитания и является домом для бактерий, грибов , микроводорослей , простейших , икры рыб и различных личинок.

В пелагиали обитает макро- и микрофауна, а также бесчисленное множество зоопланктона, дрейфующих с течением. Большинство мельчайших организмов - это личинки рыб и морских беспозвоночных, которые высвобождают яйца в огромных количествах, потому что вероятность того, что любой эмбрион доживет до зрелости, очень мала. Зоопланктон питается фитопланктоном и друг другом и составляет основную часть сложной пищевой цепи, которая простирается от рыб различного размера и других нектонных организмов до крупных кальмаров , акул , морских свиней , дельфинов и китов . Некоторые морские существа совершают большие миграции либо в другие районы океана на сезонной основе, либо вертикальные миграции ежедневно, часто поднимаясь, чтобы поесть ночью, и спускаясь в безопасное место днем. Суда могут заносить или распространять инвазивные виды посредством сброса водяного балласта или переноса организмов, которые накопились как часть сообщества обрастания на корпусах судов.

В демерсальной зоне обитают многие животные, которые питаются бентосными организмами или ищут защиты от хищников, а морское дно обеспечивает ряд мест обитания на или под поверхностью субстрата, которые используются существами, адаптированными к этим условиям. Приливная зона с ее периодическим воздействием осушающего воздуха является домом для ракообразных , моллюсков и ракообразных . В неритической зоне обитает множество организмов, которым для процветания нужен свет. Здесь среди покрытых водорослями скал живут губки , иглокожие , многощетинковые черви, актинии и другие беспозвоночные. Кораллы часто содержат фотосинтезирующие симбионты и живут на мелководье, куда проникает свет. Обширные известняковые скелеты, которые они выдавливают, превращаются в коралловые рифы, которые являются важной особенностью морского дна. Они обеспечивают биоразнообразную среду обитания для рифовых организмов. На дне более глубоких морей меньше морской жизни, но морская жизнь также процветает вокруг подводных гор, которые поднимаются из глубины, где рыба и другие животные собираются, чтобы нереститься и кормиться. Вблизи морского дна живут демерсальные рыбы, которые питаются в основном пелагическими организмами или донными беспозвоночными. Исследование морских глубин с помощью подводных аппаратов открыло новый мир существ, живущих на морском дне, о существовании которых ученые ранее не подозревали. Некоторые, например, детриворы, полагаются на органический материал, падающий на дно океана. Другие группируются вокруг глубоководных гидротермальных источников, где потоки богатой минералами воды выходят из морского дна, поддерживая сообщества, основными продуцентами которых являются хемоавтотрофные бактерии, окисляющие сульфиды , а потребителями которых являются специализированные двустворчатые моллюски, морские анемоны, ракушки, крабы, черви и рыба, часто больше нигде не нашел. Мертвый кит, опускающийся на дно океана, дает пищу скоплению организмов, которые аналогичным образом в значительной степени полагаются на действие восстанавливающих серу бактерий. Такие места поддерживают уникальные биомы, где было обнаружено много новых микробов и других форм жизни.

Люди и море

История мореплавания и исследований

Карта, показывающая морскую миграцию и экспансию австронезийцев, начиная примерно с 3000 г. до н.э.

Люди путешествовали по морям с тех пор, как впервые построили морские суда. Жители Месопотамии использовали битум, чтобы заделывать свои тростниковые лодки , а чуть позже и мачтовать паруса . Автор: c. 3000 г. до н.э. австронезийцы с Тайваня начали распространяться в приморскую Юго-Восточную Азию . Впоследствии австронезийские народы лапита продемонстрировали великие навыки мореплавания, простираясь от архипелага Бисмарка до Фиджи , Тонги и Самоа . Их потомки продолжали путешествовать на тысячи миль между крошечными островами на каноэ , и в процессе они нашли много новых островов, в том числе Гавайи , остров Пасхи (Рапа-Нуи) и Новую Зеландию .

Древние египтяне и финикийцы исследовались Средиземное и Красное море с египетской Ханной достижения Аравийского полуострова и африканское побережья около 2750 г. до н. В I тысячелетии до нашей эры финикийцы и греки основали колонии по всему Средиземному и Черному морям . Около 500 г. до н.э. карфагенский мореплаватель Ханно оставил подробный перипл путешествия по Атлантике, который достиг, по крайней мере, Сенегала и, возможно, горы Камерун . В начале Средневекового периода , что викинги пересекли Северную Атлантику и даже достигли северо - восточной бахромы Северной Америки . Новгородцы также ходили по Белому морю с 13 века или раньше. Между тем моря вдоль восточного и южного побережья Азии использовали арабские и китайские торговцы. Китайская династия Мин имела флот из 317 кораблей с 37000 человек под командованием Чжэн Хэ в начале пятнадцатого века, плавающих в Индийском и Тихом океанах. В конце пятнадцатого века западноевропейские мореплаватели начали совершать более длительные исследовательские путешествия в поисках торговли. Бартоломеу Диас обогнул мыс Доброй Надежды в 1487 году, а Васко да Гама достиг Индии через мыс в 1498 году. Христофор Колумб отплыл из Кадиса в 1492 году, пытаясь достичь восточных земель Индии и Японии новым способом путешествия на запад. Вместо этого он высадился на острове в Карибском море, а несколько лет спустя венецианский мореплаватель Джон Кэбот достиг Ньюфаундленда . Итальянец Америго Веспуччи , в честь которого была названа Америка, исследовал южноамериканское побережье во время своих путешествий между 1497 и 1502 годами, открыв устье реки Амазонки . В 1519 году португальский мореплаватель Фердинанд Магеллан возглавил испанскую экспедицию Магеллан-Элькано, которая первой совершила кругосветное плавание.

Карта мира Меркатора
Карта мира Герарда Меркатора 1569 года. Береговая линия старого мира изображена довольно точно, в отличие от береговой линии Америки. На этой проекции сильно увеличиваются регионы высоких широт (Арктика, Антарктика) .

Что касается истории навигационных приборов , то компас был впервые использован древними греками и китайцами, чтобы показать, где находится север и в каком направлении движется корабль. Широта (угол, который колеблется от 0 ° на экваторе до 90 ° на полюсах) определялась путем измерения угла между Солнцем, Луной или конкретной звездой и горизонтом с помощью астролябии , посоха Иакова или секстанта . Долгота (линия на земном шаре , соединяющего два полюса) может быть рассчитана только с точным хронометром , чтобы показать разницу точного времени между кораблем и неподвижной точкой такой как Гринвичский меридиан . В 1759 году часовщик Джон Харрисон сконструировал такой инструмент, и Джеймс Кук использовал его в своих исследовательских путешествиях. В настоящее время Глобальная система позиционирования (GPS), использующая более тридцати спутников, обеспечивает точную навигацию по всему миру.

Что касается карт, имеющих жизненно важное значение для навигации, во втором веке Птолемей нанес на карту весь известный мир от «Fortunatae Insulae», Кабо-Верде или Канарских островов на восток до Сиамского залива . Эта карта использовалась в 1492 году, когда Христофор Колумб отправился в свое путешествие за открытиями. Впоследствии Герард Меркатор сделал практическую карту мира в 1538 году, его картографическая проекция удобно делала прямые линии румба . К восемнадцатому веку были составлены более совершенные карты, и одной из целей Джеймса Кука в его путешествиях было дальнейшее нанесение на карту океана. Научные исследования были продолжены записями глубин корабля Tuscarora , океанскими исследованиями рейсов Challenger (1872–1876), работой скандинавских моряков Руальда Амундсена и Фритьофа Нансена , экспедицией Михаэля Сарса в 1910 году, немецкой метеорной экспедицией 1925 года. , антарктические исследования Discovery II в 1932 году и другие с тех пор. Кроме того, в 1921 году была создана Международная гидрографическая организация (МГО), которая является мировым авторитетом в области гидрографических съемок и морских карт. Проект четвертого издания был опубликован в 1986 году, но до сих пор несколько споров об именах (например, спор по Японскому морю ) не позволили его ратифицировать.

История океанографии и глубоководных исследований

Научная океанография началась с путешествий капитана Джеймса Кука с 1768 по 1779 год, описывающих Тихий океан с беспрецедентной точностью от 71 градуса южной широты до 71 градуса северной широты. Хронометры Джона Харрисона поддерживали точную навигацию Кука и составление карт на двух из этих рейсов, постоянно улучшая достижимый стандарт для последующей работы. В девятнадцатом веке последовали другие экспедиции из России, Франции, Нидерландов и США, а также из Великобритании. На корабле HMS Beagle , который предоставил Чарльзу Дарвину идеи и материалы для его книги 1859 года «Происхождение видов» , капитан корабля Роберт Фицрой нанес на карту моря и побережья и опубликовал свой четырехтомный отчет о трех путешествиях корабля в 1839 году. Эдвард В книге Forbes 1854 года « Распространение морской жизни» утверждалось, что на глубине ниже 600 метров (2000 футов) не может существовать никакой жизни. Это было доказано британскими биологами У. Б. Карпентером и К. Уивиллом Томсоном , которые в 1868 году открыли жизнь на глубокой воде с помощью дноуглубительных работ. Уивилл Томпсон стал главным научным сотрудником экспедиции Челленджера 1872–1876 годов, которая фактически создала океанографию.

Во время своего кругосветного путешествия длиной 68 890 морских миль (127 580 км) HMS Challenger обнаружила около 4700 новых морских видов и выполнила 492 глубоководных зондирования, 133 дноуглубительных экскаватора, 151 траление в открытой воде и 263 серийных измерения температуры воды. В южной части Атлантического океана в 1898/1899 году Карл Чун на Вальдивии вывел на поверхность множество новых форм жизни с глубины более 4000 метров (13000 футов). Первые наблюдения за глубоководными животными в их естественной среде обитания были сделаны в 1930 году Уильямом Биби и Отисом Бартоном, которые спустились на высоту 434 метра (1424 фута) в сферической стальной батисфере . Он был спущен с помощью кабеля, но к 1960 году автономный подводный аппарат Trieste, разработанный Жаком Пикаром , доставил Пикара и Дона Уолша в самую глубокую часть океанов Земли , Марианский желоб в Тихом океане, достигнув рекордной глубины около 10915 метров (35 810 футов), подвиг не повторялся до 2012 года, когда Джеймс Кэмерон пилотировал Deepsea Challenger на такие же глубины. Водолазный скафандр можно носить для глубоководных операций, с новым мировым рекордом создается в 2006 году , когда водолаз ВМС США опустился до 2000 футов (610 м) в одном из этих шарнирных, герметичных костюмов.

На больших глубинах свет не проникает через слои воды сверху, и давление очень велико. Для глубоководных исследований необходимо использовать специальные транспортные средства, либо подводные аппараты с дистанционным управлением с огнями и камерами, либо пилотируемые подводные аппараты . Подводные аппараты "Мир" с батарейным питанием имеют экипаж из трех человек и могут спускаться на высоту 20 000 футов (6000 м). У них есть смотровые окна, фонари на 5000 ватт, видеооборудование и манипуляторы для сбора проб, размещения зондов или толкания транспортного средства по морскому дну, когда двигатели поднимают чрезмерный осадок.

Батиметрия - это картографирование и изучение топографии дна океана. Методы, используемые для измерения глубины моря, включают одно- или многолучевые эхолоты , бортовые лазерные эхолоты и расчет глубины по данным спутникового дистанционного зондирования. Эта информация используется для определения маршрутов подводных кабелей и трубопроводов, для выбора подходящих мест для размещения нефтяных вышек и морских ветряных турбин, а также для определения возможных новых промыслов.

Текущие океанографические исследования включают морские формы жизни, сохранение, морскую среду, химию океана, изучение и моделирование динамики климата, границу между воздухом и морем, погодные условия, ресурсы океана, возобновляемые источники энергии, волны и течения, а также дизайн и разработка новых инструментов и технологий для исследования глубин. В то время как в 1960-х и 1970-х годах исследования могли быть сосредоточены на таксономии и базовой биологии, в 2010-х годах внимание переключилось на более крупные темы, такие как изменение климата. Исследователи используют спутниковое дистанционное зондирование поверхностных вод с исследовательскими судами, пришвартованными обсерваториями и автономными подводными аппаратами для изучения и мониторинга всех частей моря.

Закон

«Свобода морей» - это принцип международного права семнадцатого века. Он подчеркивает свободу передвижения по океанам и не одобряет войну, ведущуюся в международных водах . Сегодня эта концепция закреплена в Конвенции Организации Объединенных Наций по морскому праву (UNCLOS), третья версия которой вступила в силу в 1994 году. Статья 87 (1) гласит: «Открытое море открыто для всех государств , независимо от того, прибрежные или не имеющие выхода к морю ". Статья 87 (1) (a) - (f) дает неполный список свобод, включая навигацию, пролеты, прокладку подводных кабелей , строительство искусственных островов, рыболовство и научные исследования. Безопасность судоходства регулируется Международной морской организацией . В его задачи входит разработка и поддержание нормативной базы для судоходства, безопасности на море, экологических проблем, юридических вопросов, технического сотрудничества и безопасности на море.

ЮНКЛОС определяет различные области воды. «Внутренние воды» находятся со стороны берега от исходной линии, и иностранные суда не имеют права прохода в них. «Территориальные воды» простираются на 12 морских миль (22 км; 14 миль) от береговой линии, и в этих водах прибрежное государство может устанавливать законы, регулировать использование и разрабатывать любые ресурсы. «Прилежащая зона», простирающаяся еще на 12 морских миль, позволяет преследовать по горячим следам суда, подозреваемые в нарушении законов в четырех конкретных областях: таможня, налогообложение, иммиграция и загрязнение окружающей среды. «Исключительная экономическая зона» простирается на 200 морских миль (370 километров; 230 миль) от базовой линии. В пределах этой области прибрежное государство имеет исключительные права на эксплуатацию всех природных ресурсов. «Континентальный шельф» - это естественное продолжение территории суши до внешнего края континентальной окраины или на 200 морских миль от исходной линии прибрежного государства, в зависимости от того, что больше. Здесь прибрежная страна имеет исключительное право на добычу полезных ископаемых, а также живых ресурсов, «привязанных» к морскому дну.

Война

Битва за Гибралтар
Военно-морские действия: взрыв испанского флагмана во время битвы за Гибралтар 25 апреля 1607 года, устроенный Корнелисом Клаэсом ван Вирингеном , ранее приписываемым Хендрику Корнелизу Вруму.

Контроль над морем важен для безопасности морской державы, и морская блокада порта может использоваться для прекращения поставок продовольствия и припасов во время войны. Сражения на море ведутся уже более 3000 лет. Примерно в 1210 году до нашей эры Король хеттов Суппилулиума II разгромил и сжег флот из Алашии (современный Кипр ). В решающей битве при Саламине в 480 г. до н.э. греческий полководец Фемистокл поймал гораздо больший флот персидского царя Ксеркса в узком проливе и энергично атаковал, уничтожив 200 персидских кораблей и потеряв 40 греческих судов. В конце эпохи парусного спорта британский королевский флот, возглавляемый Горацио Нельсоном , сломил мощь объединенного французского и испанского флотов в битве при Трафальгаре 1805 года .

С появлением пара и промышленного производства стальных листов значительно возросла огневая мощь линкоров- дредноутов, вооруженных дальнобойными орудиями. В 1905 году японский флот нанес решительный удар русскому флоту, который преодолел более 18 000 морских миль (33 000 км), в Цусимском сражении . Дредноуты боролись безытогово в Первой мировой войне в 1916 Битва Ютландии между Royal Navy «s Гранд Флита а Имперский немецкий военно - морского флота » s открытом море флота . Во Второй мировой войне победа Великобритании в битве при Таранто в 1940 году показала, что военно-морская авиация была достаточной для преодоления крупнейших военных кораблей, что предвещало решающие морские сражения Тихоокеанской войны, включая битвы в Коралловом море , на Мидуэй , Филиппины. Море и решающее сражение при заливе Лейте , во всех которых преобладающими кораблями были авианосцы .

Подводные лодки стали важными в морской войне в Первой мировой войне, когда немецкие подводные лодки, известные как подводные лодки , потопили около 5000 торговых судов союзников, включая RMS Lusitania , что помогло втянуть Соединенные Штаты в войну. Во время Второй мировой войны почти 3000 кораблей союзников были потоплены подводными лодками, пытавшимися заблокировать поток грузов в Великобританию, но союзники прорвали блокаду в битве за Атлантику , которая длилась всю войну, потопив 783 U -боты. С 1960 года несколько стран содержат флот, состоящий из атомных подводных лодок с баллистическими ракетами , судов, оборудованных для запуска баллистических ракет с ядерными боеголовками из-под моря. Некоторые из них постоянно патрулируют.

Путешествовать

Парусные корабли или пакеты доставляли почту за границу, одна из первых - голландская служба в Батавию в 1670-х годах. Эти дополнительные помещения для пассажиров, но в стесненных условиях. Позже были предложены регулярные рейсы, но время в пути во многом зависело от погоды. Когда пароходы заменили парусные суда, океанские лайнеры взяли на себя задачу перевозки людей. К началу двадцатого века пересечение Атлантики заняло около пяти дней, и судоходные компании соревновались в том, чтобы владеть самыми большими и быстрыми судами. Синий Riband был неофициальным почесть отдается самым быстрым лайнером пересекающего Атлантику в регулярном обслуживании. Mauretania носил титул 26,06 узлов (48,26 км / ч) в течение двадцати лет с 1909. Hales Trophy , другой приз за самый быстрый коммерческий пересечения Атлантики, была выиграна Соединенными Штатами в 1952 году на пересечении что ушло три дня , десять часов сорок минут.

Великолепные лайнеры были удобными, но дорогими по топливу и персоналу. Эпоха трансатлантических лайнеров пошла на убыль, когда стали доступны дешевые межконтинентальные рейсы. В 1958 году регулярное регулярное авиасообщение между Нью-Йорком и Парижем продолжалось семь часов, и паромное сообщение через Атлантический океан было обречено на забвение. Одно за другим суда были поставлены на прикол, некоторые были списаны на слом, другие стали круизными лайнерами для индустрии развлечений, а третьи - плавучими отелями.

Торговля

Карта с указанием маршрутов доставки
Маршруты судоходства с указанием относительной плотности коммерческого судоходства по всему миру.

Морская торговля существует на протяжении тысячелетий. Династия Птолемеев развивала торговлю с Индией, используя порты Красного моря, а в первом тысячелетии до нашей эры арабы , финикийцы, израильтяне и индийцы торговали предметами роскоши, такими как специи, золото и драгоценные камни. Финикийцы были известными морскими торговцами, и при греках и римлянах торговля продолжала процветать. С распадом Римской империи европейская торговля сократилась, но продолжала процветать среди королевств Африки, Ближнего Востока, Индии, Китая и Юго-Восточной Азии. С 16 по 19 века, в течение 400 лет, около 12-13 миллионов африканцев были отправлены через Атлантический океан для продажи в качестве рабов в Америку в рамках атлантической работорговли .

Большое количество товаров перевозится морем, особенно через Атлантический океан и Тихоокеанский регион. Главный торговый путь проходит через Геркулесовы столбы , через Средиземное море и Суэцкий канал к Индийскому океану и через Малаккский пролив ; большая часть торговли также проходит через Ла-Манш . Морские пути - это маршруты в открытом море, используемые грузовыми судами, традиционно использующие пассаты и течения. Более 60 процентов мировых контейнерных перевозок приходится на двадцатку основных торговых маршрутов. Усиление таяния арктических льдов с 2007 года позволяет судам в течение нескольких недель в летнее время путешествовать по Северо-Западному проходу , избегая более длинных маршрутов через Суэцкий канал или Панамский канал . Морские перевозки дополняются авиаперевозками - более дорогостоящим процессом, который в основном используется для перевозки особо ценных или скоропортящихся грузов. Ежегодно морская торговля перевозит товаров на сумму более 4 триллионов долларов США. Сыпучих грузов в форме жидкостей, порошков или частиц осуществляется свободно в удерживает из балкеров и включают сырую нефть , зерно , уголь , руду , металлолом , песок и гравий . Прочие грузы, например промышленные товары, обычно перевозятся в запираемых контейнерах стандартных размеров , загружаемых на специально построенные контейнеровозы на специальных терминалах . До появления контейнеризации в 1960-х годах эти грузы загружались, перевозились и выгружались по частям как насыпные грузы . Контейнеризация значительно повысила эффективность и снизила стоимость перевозки товаров по морю и стала основным фактором, приведшим к росту глобализации и экспоненциальному росту международной торговли в середине-конце 20 века.

Еда

Заводской корабль
Немецкий заводской корабль, длина 92 метра (302 фута)

Рыба и другие рыбные продукты являются одними из наиболее широко потребляемых источников белка и других важных питательных веществ. В 2009 году 16,6% мирового потребления животного белка и 6,5% всего потребляемого белка приходилось на рыбу. Чтобы удовлетворить эту потребность, прибрежные страны эксплуатируют морские ресурсы в своей исключительной экономической зоне , хотя рыболовные суда все чаще отправляются в более дальние районы, чтобы разрабатывать запасы в международных водах. В 2011 году общее мировое производство рыбы, включая аквакультуру , оценивалось в 154 миллиона тонн, большая часть из которых предназначалась для потребления человеком. Добыча дикой рыбы составила 90,4 миллиона тонн, а остальную часть вносит ежегодно увеличивающаяся аквакультура. Северо-западная часть Тихого океана, безусловно, является наиболее продуктивной областью, где в 2010 году было добыто 20,9 миллиона тонн (27 процентов мирового морского улова). Кроме того, количество рыболовных судов в 2010 году достигло 4,36 миллиона, тогда как количество людей, занятых в основном сектор рыбного производства в том же году составил 54,8 млн. грн.

Современные рыболовные суда включают рыболовные траулеры с небольшой командой, кормовые траулеры, кошельковые сейнеры, ярусные заводские суда и большие заводские суда, которые предназначены для того, чтобы оставаться в море в течение нескольких недель, обрабатывая и замораживая большое количество рыбы. Оборудование , используемое для захвата рыбы может быть кошелек неводов , другие неводов, тралов , драг, жаберные и длинные-линий и видов рыб , наиболее часто являются целевые сельдь , треска , анчоусы , тунец , камбала , кефаль , кальмары и лосось . Чрезмерная эксплуатация стала серьезной проблемой; это не только приводит к истощению рыбных запасов, но и существенно снижает размер популяций хищных рыб. Было подсчитано, что «промышленно развитое рыболовство обычно сокращает биомассу населения на 80% в течение 15 лет эксплуатации». Во избежание чрезмерной эксплуатации многие страны ввели квоты в своих водах. Однако усилия по восстановлению часто влекут за собой значительные расходы для местной экономики или обеспечения продовольствием.

Рыболовная лодка
Рыболовное судно на Шри-Ланке

К ремесленным методам ловли рыбы относятся удочка и леска, гарпуны, ныряние с шкурой, ловушки, сети для броска и сети для перетаскивания. Традиционные рыбацкие лодки приводятся в движение лопастными, ветровыми или подвесными моторами и работают в прибрежных водах. Продовольственная и сельскохозяйственная организация поощряет развитие местных промыслов , чтобы обеспечить продовольственную безопасность прибрежных общин и способствуют сокращению бедности.

Аквакультура

Около 79 миллионов тонн (78 миллионов длинных тонн; 87 миллионов коротких тонн) продовольственных и непродовольственных товаров было произведено аквакультурой в 2010 году, что является рекордным показателем. Было выращено около шестисот видов растений и животных, некоторые из которых использовались для посева диких популяций. Среди выращенных животных были рыбы , водные рептилии , ракообразные, моллюски, морские огурцы , морские ежи , морские сквирты и медузы. Интегрированная марикультура имеет то преимущество, что в океане имеется легкодоступный запас планктонной пищи, а отходы удаляются естественным путем. Используются различные методы. Сетчатые вольеры для рыб можно подвесить в открытом море, садки можно использовать в более защищенных водах или пруды можно обновлять водой при каждом приливе. Креветок можно выращивать в неглубоких прудах, выходящих в открытое море. Веревки можно подвесить в воде для выращивания водорослей, устриц и мидий. Устрицы можно выращивать на лотках или в решетчатых трубках. Морские огурцы можно выращивать на морском дне. В рамках программ разведения в неволе личинки омаров выращиваются для выпуска молоди в дикую природу, что привело к увеличению вылова омаров в штате Мэн . По крайней мере 145 видов морских водорослей - красных, зеленых и бурых водорослей - потребляются во всем мире, а некоторые уже давно выращиваются в Японии и других странах Азии; есть большой потенциал для дополнительной альгакультуры . Немногие морские цветущие растения широко используются в пищу, но одним из примеров является болотный самфир, который едят как в сыром, так и в вареном виде. Основная трудность для аквакультуры - это склонность к монокультуре и связанный с этим риск широко распространенного заболевания . Аквакультура также связана с экологическими рисками; например, выращивание креветок привело к уничтожению важных мангровых лесов по всей Юго-Восточной Азии .

Досуг

Использование моря для отдыха появилось в девятнадцатом веке и стало важной отраслью в двадцатом веке. Морской досуг разнообразен и включает в себя самостоятельные круизы , прогулки на яхте , гонки на моторных лодках и рыбалку ; коммерчески организованные рейсы на круизных лайнерах ; и поездки на небольших судах для экотуризма, например, наблюдение за китами и наблюдение за птицами в прибрежных районах .

Аквалангист
Аквалангист с маской, ластами и подводным дыхательным аппаратом

Морское купание стало модой в Европе в 18 веке после того, как доктор Уильям Бьюкен выступил за эту практику по причинам здоровья. Серфинг - это спорт, в котором серфер катится на волне с доской для серфинга или без нее . Другие морские водные виды спорта включают кайтсерфинг , когда силовой кайт перемещает пилотируемую доску по воде, виндсерфинг , где мощность обеспечивается фиксированным маневренным парусом, и водные лыжи , где моторная лодка используется для буксировки лыжника.

Под водой фридайвинг обязательно ограничивается неглубокими спусками. Ныряльщики за жемчугом могут нырять на глубину до 40 футов (12 м) с корзинами для сбора устриц . Человеческие глаза не приспособлены для использования под водой, но зрение можно улучшить, надев маску для дайвинга . Другое полезное оборудование включает ласты и трубки , а оборудование для подводного плавания позволяет дышать под водой, и, следовательно, под водой можно проводить больше времени. Глубина, на которую могут попасть дайверы, и продолжительность пребывания под водой ограничены увеличением давления, которое они испытывают при спуске, и необходимостью предотвратить декомпрессионную болезнь при возвращении на поверхность. Дайверы-любители ограничиваются глубиной до 100 футов (30 м), за пределами которой опасность азотного наркоза возрастает. Более глубокие погружения можно совершать с помощью специального оборудования и обучения.

Промышленность

Выработка энергии

Море предлагает очень большой запас энергии, переносимой океанскими волнами , приливами , разницей солености и разницей температуры океана, которую можно использовать для выработки электроэнергии . Формы устойчивой морской энергии включают приливную энергию , тепловую энергию океана и энергию волн . Электричество электростанция часто расположены на побережье или рядом лиман , так что море может быть использована в качестве теплоотвода. Более холодный радиатор позволяет более эффективно производить электроэнергию, что особенно важно для дорогостоящих атомных электростанций .

Заграждение для приливной силы
Приливная энергия: 1-километровая приливная электростанция Rance в Бретани вырабатывает 0,5 ГВт.

В приливной энергии используются генераторы для производства электричества из приливных потоков, иногда с использованием плотины для хранения, а затем выпуска морской воды. Плотина Ранс, протяженностью 1 километр (0,62 мили), недалеко от Сен-Мало в Бретани, открылась в 1967 году; он генерирует около 0,5 ГВт, но за ним последовало несколько подобных схем.

Большая и сильно изменяющаяся энергия волн дает им огромную разрушительную способность, что делает разработку доступных и надежных волновых машин проблематичной. Небольшая коммерческая волновая электростанция «Оспри» мощностью 2 МВт была построена в Северной Шотландии в 1995 году на расстоянии около 300 метров (1000 футов) от берега. Вскоре он был поврежден волнами, а затем разрушен штормом.

Оффшорная ветровая энергия улавливается ветряными турбинами, размещенными в море; его преимущество в том, что скорость ветра выше, чем на суше, хотя строительство ветряных электростанций на море обходится дороже. Первая оффшорная ветряная электростанция была установлена ​​в Дании в 1991 году, а установленная мощность оффшорных ветряных электростанций во всем мире достигла 34 ГВт в 2020 году, в основном расположенных в Европе.

Добывающая промышленность

Морское дно содержит большие запасы полезных ископаемых, которые могут быть использованы дноуглубительными работами. Это имеет преимущества перед наземной добычей полезных ископаемых в том, что оборудование может быть построено на специализированных верфях, а затраты на инфраструктуру ниже. К недостаткам относятся проблемы, вызванные волнами и приливами, склонностью к заилению выработок и смывом отвалов . Существует риск прибрежной эрозии и ущерба окружающей среде.

Минералы из гидротермального источника
Минералы выпали возле гидротермального источника

Массивные отложения морского дна сульфидные являются потенциальными источниками серебра , золота , меди , свинца и цинка и следов металлов с момента их открытия в 1960 - х годах. Они образуются, когда геотермально нагретая вода выбрасывается из глубоководных гидротермальных источников, известных как «черные курильщики». Руды имеют высокое качество, но их добыча чрезмерно дорогая.

В горных породах под морским дном есть большие залежи нефти , такой как нефть и природный газ . Морские платформы и буровые установки добывают нефть или газ и хранят их для транспортировки на сушу. Добыча нефти и газа на море может быть затруднена из-за удаленности и суровых условий. Бурение нефтяных скважин в море отрицательно сказывается на окружающей среде. Животные могут быть дезориентированы сейсмическими волнами, используемыми для обнаружения отложений, и ведутся споры о том, вызывает ли это появление китов на берегу . Могут выделяться токсичные вещества, такие как ртуть , свинец и мышьяк . Инфраструктура может вызвать повреждение и разлив масла.

На морском дне и в океанических отложениях существуют большие количества клатрата метана , которые представляют интерес как потенциальный источник энергии. Также на морском дне есть конкреции марганца, образованные слоями железа , марганца и других гидроксидов вокруг ядра. В Тихом океане они могут покрывать до 30 процентов глубоководного дна океана. Минералы осаждаются из морской воды и очень медленно растут. Их коммерческое извлечение никеля исследовалось в 1970-х годах, но от него отказались в пользу более удобных источников. В подходящих местах алмазы собирают с морского дна с помощью всасывающих шлангов, чтобы доставить гравий на берег. В более глубоких водах используются мобильные гусеницы для морского дна, и отложения перекачиваются на судно, расположенное выше. В Намибии в настоящее время из морских источников собирают больше алмазов, чем традиционными методами на суше.

Море содержит большое количество ценных растворенных минералов. Самое главное, соль для столовых и промышленных целей собиралась путем солнечного испарения из неглубоких водоемов с доисторических времен. Бром , накопленный после выщелачивания с суши, экономически извлекается из Мертвого моря, где он содержится в количестве 55 000 частей на миллион (ppm).

Производство пресной воды

Опреснение - это метод удаления солей из морской воды с целью получения пресной воды, пригодной для питья или орошения. Два основных метода обработки, вакуумная перегонка и обратный осмос , используют большое количество энергии. Опреснение обычно проводится только в случае дефицита пресной воды из других источников или избытка энергии, как, например, в случае избыточного тепла, вырабатываемого электростанциями. Рассол, полученный как побочный продукт, содержит некоторые токсичные материалы и возвращается в море.

Коренные народы моря

Несколько кочевых групп коренных народов в Приморской Юго-Восточной Азии живут в лодках и получают почти все, что им нужно, из моря. Народ мокен живет на побережьях Таиланда и Бирмы и на островах в Андаманском море . Народ баджау происходит из архипелага Сулу , Минданао и северного Борнео . Некоторые морские цыгане являются опытными ныряльщиками , способными погружаться на глубину до 30 метров (98 футов), хотя многие из них принимают более оседлый образ жизни на суше.

Коренные народы Арктики, такие как чукчи , инуиты , инувиалуиты и юпииты, охотятся на морских млекопитающих, включая тюленей и китов, а жители островов Торресова пролива в Австралии включают Большой Барьерный риф в число своих владений. Они ведут традиционный образ жизни на островах, включая охоту, рыбалку, садоводство и торговлю с соседними народами Папуа и аборигенами Австралии .

В культуре

Море проявляется в человеческой культуре противоречиво: оно одновременно мощное, но безмятежное, и такое же красивое, но опасное. Он нашел свое место в литературе, искусстве, поэзии, кино, театре, классической музыке, мифологии и толковании снов. В Древнем олицетворял его, полагая , что это под контролем существ , которые необходимо было умиротворить, и символический, это было воспринято как враждебное окружение , населенного фантастическими существами; Левиафан из Библии , Сцилл в греческой мифологии , исонадэ в японской мифологии , а Кракен поздней скандинавской мифологии .

Картина Людольфа Бахуйзена
Картина голландского золотого века : Y в Амстердаме, вид с Моссельштайгера (пристань для мидий). Автор Людольф Бакуйзен , 1673 г.

Море и корабли изображались в искусстве - от простых рисунков на стенах хижин в Ламу до морских пейзажей Джозефа Тернера . В голландской живописи Золотого века такие художники, как Ян Порселлис , Хендрик Даббельс , Виллем ван де Вельде Старший и его сын и Людольф Бакуйзен прославили море и голландский флот на пике его военной доблести. Японский художник Кацусика Хокусай создал цветные принты, отражающие настроение моря, в том числе «Великую волну у Канагавы» .

Музыка тоже была вдохновлена ​​океаном, иногда композиторами, которые жили или работали недалеко от берега и видели его множество различных аспектов. Морские лачуги , песни, которые моряки пели, чтобы помочь им выполнять трудные задачи, были вплетены в композиции, а музыкальные впечатления были созданы из спокойной воды, грохочущих волн и штормов на море.

Как символ, море веками играло роль в литературе , поэзии и мечтах . Иногда это просто мягкий фон, но часто он вводит такие темы, как шторм, кораблекрушение, битва, невзгоды, катастрофы, безысходность надежд и смерть. В своей эпической поэме « Одиссея» , написанной в 8 веке до нашей эры, Гомер описывает десятилетнее путешествие греческого героя Одиссея, который изо всех сил пытается вернуться домой через множество опасностей моря после войны, описанной в « Илиаде» . Море - повторяющаяся тема в стихах хайку японского поэта периода Эдо Мацуо Башо (松尾 芭蕉) (1644–1694). В работах психиатра Карла Юнга море символизирует личное и коллективное бессознательное в толковании сновидений , морские глубины символизируют глубины бессознательного .

Экологические проблемы

Человеческая деятельность влияет на морскую жизнь и морской среды обитания за счет истощения рыбных запасов , потери среды обитания , внедрение инвазивных видов , загрязнение океана , подкисление океана и потепление океана . Это воздействует на морские экосистемы и пищевые сети и может привести к еще не признанным последствиям для биоразнообразия и продолжения морских форм жизни.

Подкисление

Морская вода является слабощелочной, и за последние 300 миллионов лет ее средний показатель pH составлял около 8,2. В последнее время изменение климата привело к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере; около 30-40% добавленного CO 2 поглощается океанами, образуя угольную кислоту и понижая pH (сейчас ниже 8,1) в результате процесса, называемого подкислением океана . Ожидается, что pH достигнет 7,7 (что представляет собой трехкратное увеличение концентрации ионов водорода) к 2100 году, что является значительным изменением за столетие.

Одним из важных элементов для формирования скелетного материала морских животных является кальций , но карбонат кальция становится более растворимым под давлением, поэтому карбонатные раковины и скелеты растворяются ниже его компенсационной глубины . Карбонат кальция также становится более растворимым при более низком pH, поэтому закисление океана, вероятно, окажет сильное влияние на морские организмы с известковыми раковинами, такие как устрицы, моллюски, морские ежи и кораллы, поскольку их способность образовывать раковины будет снижена, а глубина карбонатной компенсации будет увеличиваться ближе к поверхности моря. Затронутые планктонные организмы будут включать моллюсков, известных как птероподы , и одноклеточные водоросли, называемые кокколитофоридами и фораминиферами . Все они являются важными звеньями пищевой цепи, и сокращение их количества будет иметь серьезные последствия. В тропических регионах кораллы , вероятно, серьезно пострадают, поскольку становится все труднее строить их каркас из карбоната кальция, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на других обитателях рифов .

Текущие темпы изменения химического состава океана кажутся беспрецедентными в геологической истории Земли, поэтому неясно, насколько хорошо морские экосистемы смогут адаптироваться к меняющимся условиям ближайшего будущего. Особое беспокойство вызывает то, каким образом сочетание подкисления с ожидаемыми дополнительными факторами стресса в виде более высоких температур и более низких уровней кислорода повлияет на моря.

загрязнение морской среды

Многие вещества попадают в море в результате деятельности человека. Продукты сгорания переносятся по воздуху и осаждаются в море. Промышленные отходы и сточные воды содержат тяжелые металлы , пестициды , ПХД , дезинфицирующие средства , бытовые чистящие средства и другие синтетические химические вещества . Они концентрируются в поверхностной пленке и в морских отложениях, особенно в устьевой грязи. Результат всего этого заражения в значительной степени неизвестен из-за большого количества задействованных веществ и отсутствия информации об их биологическом воздействии. Тяжелые металлы, вызывающие наибольшую озабоченность, - это медь, свинец, ртуть, кадмий и цинк, которые могут накапливаться морскими организмами и передаваться по пищевой цепочке.

Большая часть плавающего пластикового мусора не разлагается биологически , а со временем распадается и, в конечном итоге, распадается до молекулярного уровня. Жесткий пластик может плавать годами. В центре тихоокеанского круговорота постоянно плавают скопления в основном пластиковых отходов, и в Атлантике есть похожий мусорный участок . Морские птицы, добывающие пищу, такие как альбатрос и буревестник, могут принять мусор за пищу и накапливать неперевариваемый пластик в своей пищеварительной системе. Были обнаружены черепахи и киты с полиэтиленовыми пакетами и леской в ​​желудках. Микропластик может утонуть, угрожая фильтраторам на морском дне.

Большинство нефтяных загрязнений в море исходит от городов и промышленных предприятий. Нефть опасна для морских животных. Он может забивать перья морских птиц, снижая их изолирующий эффект и плавучесть птиц, и может попадать внутрь, когда они прихорашиваются, пытаясь удалить загрязнитель. Морские млекопитающие страдают менее серьезно, но могут быть охлаждены путем снятия изоляции, ослеплены, обезвожены или отравлены. Донные беспозвоночные затопляются, когда нефть опускается, рыба отравляется и пищевая цепочка нарушается. В краткосрочной перспективе разливы нефти приводят к сокращению и несбалансированности популяций диких животных, нарушению досуга и разрушению средств к существованию людей, зависящих от моря. Морская среда обладает самоочищающимися свойствами, и естественные бактерии со временем будут удалять нефть из моря. В Мексиканском заливе , где уже присутствуют бактерии, поедающие масло, им требуется всего несколько дней, чтобы съесть разлитую нефть.

Сток удобрений с сельскохозяйственных земель является основным источником загрязнения в некоторых районах, и сброс неочищенных сточных вод имеет аналогичный эффект. Дополнительные питательные вещества, поступающие из этих источников, могут вызвать чрезмерный рост растений . Азот часто является ограничивающим фактором в морских системах, и с добавлением азота цветение водорослей и красные приливы могут снизить уровень кислорода в воде и убить морских животных. Такие события создали мертвые зоны в Балтийском море и Мексиканском заливе. Цветение некоторых водорослей вызывается цианобактериями, которые делают моллюсков , фильтрующих их, токсичными, нанося вред таким животным, как каланы . Ядерные объекты тоже могут загрязнять. Ирландское море было загрязнено радиоактивным цезием-137 из бывшего завода по переработке ядерного топлива в Селлафилде, и ядерные аварии также могут вызвать просачивание радиоактивного материала в море, как и катастрофа на АЭС Фукусима-дайити в 2011 году.

Сброс отходов (включая нефть, ядовитые жидкости, сточные воды и мусор) в море регулируется международным правом. Лондонская конвенция (1972) является Организация Объединенных Наций соглашение к регулятору океана демпинг , который был ратифицирован 89 странами по 8 июня 2012 года МАРПОЛ 73/78 является конвенцией для сведения к минимуму загрязнения морей с судов. К маю 2013 года МАРПОЛ ратифицировали 152 морских государства.

Смотрите также

Примечания

использованная литература

внешние ссылки