Hydrosphäre (Wasserhülle der Erde), die den größten Teil davon einnimmt (mehr als 90\%$) und eine Ansammlung von Gewässern (Ozeane, Meere, Buchten, Meerengen usw.) ist, die Landgebiete (Kontinente, Halbinseln) umspülen , Inseln usw.) .d.).

Die Fläche des Weltozeans beträgt etwa 70 % der Fläche des Planeten Erde, was die Fläche des gesamten Landes um mehr als das Zweifache übersteigt.

Der Weltozean als Hauptteil der Hydrosphäre ist ein besonderer Bestandteil – die Ozeanosphäre, die Gegenstand der Wissenschaft der Ozeanologie ist. Danke dafür wissenschaftliche Disziplin Derzeit sind die Bestandteile und die physikalisch-chemische Zusammensetzung des Weltozeans bekannt. Betrachten wir die Komponentenzusammensetzung des Weltozeans genauer.

Die Weltmeere können in ihre wichtigsten unabhängigen großen Teile unterteilt werden, die miteinander kommunizieren – Ozeane. In Russland wurden auf der Grundlage der etablierten Klassifikation vier separate Ozeane vom Weltmeer unterschieden: Pazifik, Atlantik, Indischer Ozean und Arktis. In einigen Ausland Zusätzlich zu den oben genannten vier Ozeanen gibt es noch einen fünften – den Süden (oder die südliche Arktis), der die Gewässer der südlichen Teile des Pazifiks, des Atlantiks und des Indischen Ozeans rund um die Antarktis vereint. Aufgrund der Unsicherheit seiner Grenzen wird dieser Ozean jedoch in der russischen Ozeanklassifikation nicht unterschieden.

Meere

Die Bestandteile der Ozeane wiederum umfassen Meere, Buchten und Meerengen.

Definition 2

Meer- Dies ist ein Teil des Ozeans, der durch die Küsten von Kontinenten, Inseln und Bodenerhebungen begrenzt wird und sich von benachbarten Objekten in physikalischen, chemischen, ökologischen und anderen Bedingungen sowie in charakteristischen hydrologischen Merkmalen unterscheidet.

Basierend auf morphologischen und hydrologischen Eigenschaften werden die Meere in Randmeere, Mittelmeermeere und Interinselmeere unterteilt.

Randmeere liegen an den Unterwasserrändern von Kontinenten, Schelfzonen, in Übergangszonen und sind durch Inseln, Archipele, Halbinseln oder Unterwasserstromschnellen vom Ozean getrennt.

Die Meere, die auf kontinentale Untiefen beschränkt sind, sind flach. Beispielsweise hat das Gelbe Meer eine maximale Tiefe von 106 $ Metern, und die Meere, die sich in den sogenannten Übergangszonen befinden, zeichnen sich durch Tiefen von bis zu 4.000 $ Metern aus – Ochotsk, Beringowo und so weiter.

Die Gewässer der Randmeere unterscheiden sich in ihrer physikalischen und chemischen Zusammensetzung praktisch nicht von den offenen Gewässern der Ozeane, da diese Meere eine ausgedehnte Verbindungsfront mit den Ozeanen haben.

Definition 3

Mittelmeer werden Meere genannt, die tief in das Land einschneiden und durch eine oder mehrere kleine Meerengen mit den Gewässern der Ozeane verbunden sind. Dieses Feature Mittelmeere erklärt die Schwierigkeit ihres Wasseraustauschs mit Ozeangewässern, der das besondere hydrologische Regime dieser Meere bildet. Zu den Mittelmeermeeren zählen das Mittelmeer, das Schwarze, das Asowsche, das Rote und andere Meere. Das Mittelmeer wiederum ist in Interkontinentalmeere und Binnenmeere unterteilt.

Zwischeninselmeere werden von den Ozeanen durch Inseln oder Archipele getrennt, die aus Ringen einzelner Inseln oder Inselbögen bestehen. Ähnliche Meere sind das Philippinische Meer, das Fidschi-Meer, das Banda-Meer und andere. Zu den Interinselmeeren gehört auch die Sargassosee, die keine klar festgelegten und definierten Grenzen hat, aber über ein ausgeprägtes und spezifisches hydrologisches Regime verfügt Sondertypen Meeresflora und -fauna.

Buchten und Meerengen

Definition 4

Bucht- Hierbei handelt es sich um einen Teil des Ozeans oder Meeres, der bis ins Land reicht, von diesem aber nicht durch eine Unterwasserschwelle getrennt ist.

Abhängig von der Art der Herkunft, hydrogeologischen Merkmalen, Formen Küste Aufgrund ihrer Form und ihrer Beschränkung auf eine bestimmte Region oder ein bestimmtes Land werden Buchten unterteilt in: Fjorde, Buchten, Lagunen, Flussmündungen, Lippen, Flussmündungen, Häfen und andere. Der Golf von Guinea, der die Küste Zentral- und Westafrikas umspült, gilt als der flächenmäßig größte.

Ozeane, Meere und Buchten wiederum sind durch relativ schmale Teile des Ozeans oder Meeres miteinander verbunden, die Kontinente oder Inseln trennen – Meerengen. Die Meerengen haben ihr eigenes besonderes hydrologisches Regime und ein besonderes Strömungssystem. Die breiteste und tiefste Meerenge ist die Drake Passage, die sie trennt Südamerika und Antarktis. Seine durchschnittliche Breite beträgt 986 Kilometer und seine Tiefe beträgt mehr als 3.000 Meter.

Physikalisch-chemische Zusammensetzung der Gewässer des Weltozeans

Meerwasser ist eine stark verdünnte Lösung aus Mineralsalzen, verschiedenen Gasen und organischen Stoffen, die Suspensionen sowohl organischen als auch anorganischen Ursprungs enthält.

Im Meerwasser laufen ständig eine Reihe physikalisch-chemischer, ökologischer und biologischer Prozesse ab, die sich direkt auf Veränderungen der Gesamtzusammensetzung der Lösungskonzentration auswirken. Die Zusammensetzung und Konzentration mineralischer und organischer Stoffe im Meerwasser wird aktiv durch Zuflüsse von Süßwasser in die Ozeane, Verdunstung von Wasser von der Meeresoberfläche, Niederschläge auf der Oberfläche des Weltozeans sowie die Prozesse der Eisbildung und -schmelze beeinflusst .

Anmerkung 1

Einige Prozesse, wie die Aktivität von Meeresorganismen, die Bildung und der Zerfall von Bodensedimenten, zielen darauf ab, den Gehalt und die Konzentration im Wasser zu verändern Feststoffe und als Folge davon eine Veränderung in der Beziehung zwischen ihnen. Die Atmung lebender Organismen, der Prozess der Photosynthese und die Aktivität von Bakterien beeinflussen die Änderung der Konzentration gelöster Gase im Wasser. Trotzdem beeinträchtigen alle diese Prozesse nicht die Konzentration der Salzzusammensetzung des Wassers im Verhältnis zu den in der Lösung enthaltenen Hauptelementen.

Im Wasser gelöste Salze und andere mineralische und organische Stoffe liegen überwiegend in Form von Ionen vor. Die Zusammensetzung der Salze ist vielfältig, fast alle kommen im Meerwasser vor. chemische Elemente Der Großteil besteht jedoch aus folgenden Ionen:

• $Na^+$
• $SO_4$
• $Mg_2^+$
• $Ca_2^+$
• $HCO_3,\CO$
• $H2_BO_3$

Die höchsten Konzentrationen im Meerwasser enthalten Chlor – 1,9 %, Natrium – 1,06 %, Magnesium – 0,13 %, Schwefel – 0,088 %, Kalzium – 0,040 %, Kalium – 0,038 % und Brom – 0,0065 $, Kohlenstoff – 0,003 %$. Der Gehalt an anderen Elementen ist unbedeutend und beträgt etwa $0,05\%.$

Die Gesamtmasse der gelösten Materie im Weltmeer beträgt mehr als 50.000 Tonnen.

In den Gewässern und auf dem Grund des Weltozeans wurden Edelmetalle entdeckt, ihre Konzentration ist jedoch unbedeutend und ihre Gewinnung dementsprechend unrentabel. Meerwasser unterscheidet sich in seiner chemischen Zusammensetzung stark von der Zusammensetzung von Landgewässern.

Salzkonzentration und Salzzusammensetzung in verschiedene Teile Die Weltmeere sind heterogen, die größten Unterschiede bei den Salzgehaltsindikatoren werden jedoch in den Oberflächenschichten des Ozeans beobachtet, was durch die Einwirkung verschiedener äußerer Faktoren erklärt wird.

Der Hauptfaktor, der die Salzkonzentration in den Gewässern der Weltmeere beeinflusst, sind Niederschläge und Verdunstung von der Wasseroberfläche. Die niedrigsten Salzgehalte auf der Oberfläche des Weltmeeres werden in hohen Breiten beobachtet, da in diesen Regionen ein Überschuss an Niederschlägen gegenüber Verdunstung, erhebliche Flussströmungen und das Schmelzen von schwimmendem Eis auftreten. Mit der Annäherung an die tropische Zone steigt der Salzgehalt. In äquatorialen Breiten nimmt die Niederschlagsmenge zu, der Salzgehalt nimmt hier wieder ab. Die vertikale Verteilung des Salzgehalts ist in verschiedenen Breitengraden unterschiedlich, aber tiefer als 1500 $ Meter bleibt der Salzgehalt nahezu konstant und hängt nicht vom Breitengrad ab.

Anmerkung 2

Neben dem Salzgehalt auch eine der wichtigsten physikalischen Eigenschaften Meerwasser ist seine Transparenz. Unter Wassertransparenz versteht man die Tiefe, in der die weiße Secchi-Scheibe mit einem Durchmesser von 30 Zentimetern für das bloße Auge nicht mehr sichtbar ist. Die Transparenz von Wasser hängt in der Regel vom Gehalt an Schwebstoffen unterschiedlicher Herkunft im Wasser ab.

Die Farbe bzw. Farbe des Wassers hängt auch maßgeblich von der Konzentration an Schwebeteilchen, gelösten Gasen und anderen Verunreinigungen im Wasser ab. Die Farbe kann von Blau-, Türkis- und Blautönen in klaren tropischen Gewässern bis hin zu Blaugrün-, Grün- und Gelbtönen in Küstengewässern variieren.

Die Wassermasse des Weltmeeres weist bestimmte chemische, physikalische, dynamische und biologische Eigenschaften auf. Betrachten wir sie aus der Perspektive ihrer Rolle im Leben der Biosphäre und der geografischen Hülle.

Meerwasser ist eine Lösung, in der nach neuesten Daten (A.P. Vinogradov) alle chemischen Elemente gefunden wurden. Die Mineralisierung von Wasser wird als Mineralisierung bezeichnet Salzgehalt. Sie wird in Tausendstel, in ppm, gemessen und mit % bezeichnet.

Der durchschnittliche Salzgehalt der Weltmeere beträgt 34,7 % 0 (gerundet auf 35 % o). 1 Tonne Wasser enthält 35 kg Salze, und ihre Gesamtmenge ist so groß, dass, wenn alle Salze extrahiert und über die Oberfläche der Kontinente verstreut würden, eine 135 m dicke Schicht entstehen würde (L. A. Zenkevich).

Ozeanwasser kann als flüssiges Multielementerz betrachtet werden. Daraus werden Speisesalz, Kaliumsalze, Magnesium, Brom und viele andere Elemente und Verbindungen gewonnen.

Die erste Frage, die sich ein Geograph stellt, wenn er sich mit der Zusammensetzung des Meerwassers vertraut macht, lautet: Ist sein Salzgehalt günstig für das Leben oder nicht? Erstens ist das Meerwasser ebenso wie der Boden der Kontinente fruchtbar. Es enthält immer Elemente, die zur Nahrung meeresgrüner Pflanzen gehören. Und nur Phosphate und manchmal auch Nitrate können in unzureichenden Mengen vorhanden sein. Ihr Gehalt hängt von der Zirkulation der Wassermassen ab (siehe unten).

Die Wassermineralisierung ist eine unabdingbare Voraussetzung für die Entstehung des Lebens und die Entwicklung der Biosphäre im Ozean. Ultrafrisches Wasser, das in die Zellen eindringt, hat eine schädliche Wirkung auf diese: Da es ein starkes Lösungsmittel ist, verändert es die Zusammensetzung des Protoplasmas. Süßwasserorganismen verfügen über Anpassungen in Form wasserdichter Schleimhäute, die sie von der Umwelt „isolieren“. Im Meersalzwasser ist der osmotische Druck derselbe wie im Körper; es entstehen keine Strömungen zwischen Umgebung und Gewebe. Andererseits töten hochkonzentrierte Lösungen, wie beispielsweise stark salziges Seewasser, das Leben vollständig ab. Meerwasser erweist sich als optimal für das Leben.

Fast alle Meerestiere sind Stenohalinen – sie können nur in einem engen Salzgehaltsbereich leben; Euryhalinen gibt es nur wenige.

Geografisch ist es wichtig, dass die Meeresfauna einen erhöhten Salzgehalt problemlos verträgt und negativ auf dessen Abnahme reagiert. Beispielsweise reagieren Riffkorallen selbst auf schwache Entsalzung empfindlich, sodass Korallenstrukturen immer an Flussmündungen unterbrochen sind. Die Fauna der Binnenmeere nimmt ab und ihr Salzgehalt nimmt ab. In der Kieler Bucht gibt es 75 Meeresfische, im mittleren Teil der Ostsee 40 und im Bottnischen Meerbusen 23 Arten. Ein Salzgehalt von 4 % schließt die Existenz jeglicher mariner Formen aus.

Viele Tiere verwenden Kalzium zum Aufbau ihres Körpers, darunter Planktonorganismen mit Kalkskeletten und Korallen. Bei hohen Temperaturen verläuft die Assimilation normal und stoppt auch bei leichtem Abfall. Aus diesem Grund kommen Korallenstrukturen nur in der heißen Zone häufig vor und dienen als deren Indikator, und die Klimazonierung lässt sich in den lokalisierten Schlicken organischen Ursprungs verfolgen.

Die Frage, wie der Salzgehalt zu Beginn des Lebens war und in welchem ​​Wasser organische Stoffe entstanden, konnte relativ sicher geklärt werden. Aus dem Mantel freigesetztes Wasser fing die mobilen Bestandteile des Magmas ein und transportierte sie, hauptsächlich Salze. Daher waren die Urmeere mineralisiert. Andererseits wird nur reines H2O durch Photosynthese zersetzt und entfernt, daher nimmt der Salzgehalt der Ozeane stetig zu. Historische geologische Daten deuten darauf hin, dass die archaischen Stauseen brackig waren – ein Salzgehalt von etwa 25 % und vielleicht sogar etwa 10 %.

Salzgehalt. Ozeanwasser besteht gewichtsmäßig zu 96,5 % aus reinem Wasser und zu 3,5 % aus gelöstem Wasser. Mineralien, Gase, Spurenelemente, Kolloide und Suspensionen organischen und anorganischen Ursprungs. Die Zusammensetzung von Meerwasser umfasst alle bekannten chemischen Elemente. Natrium ist vor allem im Meerwasser enthalten, d.h. Tisch salz NaCl (27,2 g pro 1 Liter), daher schmeckt das Meerwasser salzig. Es folgen Magnesiumsalze – MgCl (3,8 g pro 1 l) und MgSO 4 (1,7 g pro 1 l), die dem Wasser einen bitteren Geschmack verleihen. Alle anderen Elemente, einschließlich biogener Elemente (Phosphor, Stickstoff usw.) und Mikroelemente, machen weniger als 1 % aus, d. h. ihr Gehalt ist vernachlässigbar. Die Gesamtmenge an Salzen im Ozean beträgt 50 10 16 Tonnen. Bei der Ablagerung können diese Salze den Meeresboden mit einer Schicht von etwa 60 m, die gesamte Erde mit einer Schicht von 45 m und das Land mit einer Schicht bedecken von 153 m. Eine erstaunliche Eigenschaft des Meerwassers ist die Konstanz der Salzzusammensetzung. Die Lösung kann in verschiedenen Teilen des Ozeans unterschiedliche Konzentrationen aufweisen, das Verhältnis der Hauptsalze bleibt jedoch unverändert.

Der durchschnittliche Salzgehalt der Weltmeere beträgt 35‰. Der Atlantische Ozean hat den höchsten durchschnittlichen Salzgehalt – 35,4‰, der Arktische Ozean hat den niedrigsten – 32‰. Abweichungen vom durchschnittlichen Salzgehalt in beide Richtungen werden hauptsächlich durch Veränderungen im Einkommens-Produktions-Gleichgewicht verursacht frisches Wasser. Atmosphärische Niederschläge, die auf die Meeresoberfläche fallen, Abflüsse vom Land und schmelzendes Eis führen zu einem Rückgang des Salzgehalts; Verdunstung und Eisbildung – im Gegenteil, sie verstärken sich. Da Änderungen des Salzgehalts hauptsächlich mit dem Zu- und Abfluss von Süßwasser verbunden sind, machen sie sich nur in der Oberflächenschicht bemerkbar, die direkt Niederschläge aufnimmt und Wasser verdunstet, und in einigen darunter liegenden Schichten (bis zu einer Tiefe von 1500 m). durch die Mischtiefe. Der tiefere Salzgehalt der Gewässer des Weltozeans bleibt unverändert (34,7 – 34,9 ‰).

Der Salzgehalt des Meerwassers hängt eng mit seiner Dichte zusammen. Dichte des Ozeanwassers– das Verhältnis der Masse einer Volumeneinheit bei einer bestimmten Temperatur zur Masse reinen Wassers desselben Volumens bei einer Temperatur von + 4 °C. Die Dichte des Meerwassers nimmt mit zunehmendem Salzgehalt immer zu, da der Gehalt an Stoffen zunimmt, die ein größeres spezifisches Gewicht als Wasser haben. Eine Erhöhung der Dichte der Oberflächenwasserschichten wird durch Abkühlung, Verdunstung und Eisbildung begünstigt. Erhitzung sowie Vermischung von Salzwasser mit Niederschlagswasser oder Schmelzwasser führen zu einer Verringerung der Dichte. An der Meeresoberfläche gibt es eine Dichteschwankung zwischen 0,9960 und 1,083. Im offenen Ozean wird die Dichte normalerweise durch die Temperatur bestimmt und nimmt daher im Allgemeinen vom Äquator zu den Polen zu. Mit der Tiefe nimmt die Dichte des Wassers im Ozean zu.

Gase im Meerwasser. Gase gelangen aus der Atmosphäre ins Wasser, werden bei chemischen und biologischen Prozessen freigesetzt, sie werden von Flüssen mitgebracht und bei Unterwassereruptionen freigesetzt. Die Umverteilung von Gasen erfolgt durch Vermischung. Die Fähigkeit des Meerwassers, Gase aufzulösen, hängt von seiner Temperatur, seinem Salzgehalt und seinem hydrostatischen Druck ab. Je höher die Temperatur und der Salzgehalt des Wassers, desto weniger Gase können sich darin lösen. Im Wasser gelöst sind vor allem Stickstoff (63 %), Sauerstoff (35 %) und Kohlendioxid, außerdem Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Methan usw.

Kohlendioxid löst sich wie Sauerstoff besser in kaltes Wasser. Wenn die Temperatur steigt, gibt das Wasser sie daher an die Atmosphäre ab, und wenn sie sinkt, nimmt es sie auf. Tagsüber nimmt aufgrund des erhöhten Kohlendioxidverbrauchs der Pflanzen der Wassergehalt ab, nachts hingegen steigt er an. In hohen Breiten nimmt der Ozean Kohlendioxid auf, in niedrigen Breiten gibt er es an die Atmosphäre ab. Der Gasaustausch zwischen Ozean und Atmosphäre ist ein kontinuierlicher Prozess.

Druck. Auf jeden Quadratzentimeter der Meeresoberfläche drückt die Atmosphäre mit einer Kraft von etwa 1 kg (eine Atmosphäre). Den gleichen Druck auf die gleiche Fläche übt eine nur 10,06 m hohe Wassersäule aus. Wir können also davon ausgehen, dass der Druck pro 10 m Tiefe um 1 atm zunimmt. Alle in großen Tiefen ablaufenden Prozesse laufen unter starkem Druck ab, was jedoch die Entwicklung von Leben in den Tiefen des Ozeans nicht verhindert.

Transparenz. Die in die Wassersäule eindringende Strahlungsenergie der Sonne wird zerstreut und absorbiert. Grad der Dispersion und Absorption Solarenergie hängt von der Menge der im Wasser enthaltenen Schwebeteilchen ab. Die geringste Transparenz ist vor der Küste im flachen Wasser zu beobachten, was auf eine Zunahme der Menge an Schwebstoffen zurückzuführen ist, die von Flüssen eingebracht werden, und auf die Aufwirbelung des Bodens durch Wellen. Die Transparenz des Wassers nimmt während der Massenentwicklung von Plankton und beim Schmelzen des Eises deutlich ab (Eis enthält immer Verunreinigungen; außerdem gelangt die im Eis enthaltene Luftblasenmasse ins Wasser). An Stellen, an denen tiefes Wasser an die Oberfläche steigt, erhöht sich die Wassertransparenz.

Die Transparenz wird durch die Anzahl der Meter ausgedrückt, d.h. die Tiefe, in der eine weiße Scheibe mit einem Durchmesser von 30 cm noch sichtbar ist. Die größte Transparenz (67 m) wurde im Zentralpazifik beobachtet, im Mittelmeer - 60 m, im Indischen Ozean - 50 m. Im Norden im Meer sind es 23 m, in der Ostsee - 13 m, im Weißen Meer - 9 m, im Asowschen Meer - 3 m.

Die Farbe des Wassers der Ozeane und Meere. Durch die kollektive Absorption und Streuung von Licht hat die Dicke des klaren Wassers des Ozeans eine blaue oder blaue Farbe. Das Vorhandensein von Plankton und anorganischen Schwebstoffen beeinflusst die Farbe des Wassers und es erhält einen grünlichen Farbton. Große Mengen organischer Verunreinigungen machen das Wasser gelbgrün, in der Nähe von Flussmündungen kann es sogar braun sein.

In äquatorialen und tropischen Breiten ist die vorherrschende Farbe des Meerwassers dunkelblau und sogar blau. Diese Farbe hat das Wasser beispielsweise im Golf von Bengalen, im Arabischen Meer, im südlichen Teil des Chinesischen Meeres und im Roten Meer. Blaues Wasser im Mittelmeer und im Schwarzen Meer. In gemäßigten Breiten ist das Wasser vielerorts grünlich (besonders in Küstennähe); in Gebieten, in denen das Eis schmilzt, wird es deutlich grüner. In polaren Breiten überwiegt die grünliche Farbe.

Glanz des Meeres. Das Leuchten des Meerwassers wird durch Organismen erzeugt, die „lebendiges“ Licht aussenden. Zu diesen Organismen zählen vor allem Leuchtbakterien. In entsalzten Küstengewässern, in denen solche Bakterien überwiegend vorkommen, ist das Leuchten des Meeres in Form eines gleichmäßigen milchigen Lichts zu beobachten. Leuchten wird auch durch kleine und winzige Protozoen verursacht, von denen das Nachtlicht (Noctiluca) das bekannteste ist. Einige größere Organismen (große Quallen, Moostierchen, Fische, Ringelwürmer usw.) zeichnen sich auch durch ihre Fähigkeit aus, Licht zu erzeugen. Meeresglühen ist ein in den Weltmeeren weit verbreitetes Phänomen. Es wird nur im Meerwasser und niemals im Süßwasser beobachtet.

Meeresblüte stellt die schnelle Entwicklung von Zoo- und Phytoplankton in den Oberflächenschichten des Meeres dar. Massenaggregationen Diese Organismen verursachen Farbveränderungen der Meeresoberfläche in Form von gelben, rosa, milchigen, grünen, roten, braunen und anderen Streifen und Flecken.

Schallleitfähigkeit Es gibt fünfmal mehr Meerwasser als Luft. In der Luft bewegt sich eine Schallwelle mit einer Geschwindigkeit von 332 m/s, im Süßwasser mit 435 m/s und im Meerwasser mit 1500 m/s. Die Schallausbreitung im Meerwasser hängt von Temperatur, Salzgehalt, Druck, Gasgehalt sowie suspendierten Verunreinigungen organischen und anorganischen Ursprungs ab.

Wassertemperatur der Weltmeere. Die Hauptwärmequelle, die die Oberfläche des Weltozeans empfängt, ist direkte und diffuse Sonnenstrahlung. Flusswasser kann als zusätzliche Wärmequelle dienen. Ein Teil der einfallenden Sonnenstrahlung wird von der Wasseroberfläche reflektiert, während ein Teil in die Atmosphäre und den interplanetaren Raum emittiert wird. Große Menge Durch Verdunstung verliert das Meer Wärme. Eine wichtige Rolle bei der Verteilung und Temperaturänderung des Meereswassers kommt den Kontinenten, den vorherrschenden Winden und insbesondere den Strömungen zu.

Meerwasser, das mit der Atmosphäre in Kontakt kommt, tauscht mit dieser Wärme aus. Wenn das Wasser wärmer als die Luft ist, wird Wärme an die Atmosphäre abgegeben, ist das Wasser jedoch kälter, erhält es durch den Wärmeaustausch etwas Wärme.

Die von der Sonne kommende Wärme wird von einer dünnen Oberflächenschicht absorbiert und erwärmt das Wasser, wird aber aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Wassers kaum in die Tiefe übertragen. Das Eindringen von Wärme von der Oberfläche in die darunter liegenden Schichten erfolgt hauptsächlich durch vertikale Vermischung sowie durch Wärmeadvektion durch Tiefenströmungen. Durch die vertikale Durchmischung im Sommer steigt kälteres Wasser an die Oberfläche und senkt die Temperatur der Oberflächenschichten, während sich tiefes Wasser erwärmt. Im Winter, wenn das Oberflächenwasser abkühlt, kommt es im Rahmen des vertikalen Austauschs zu einem Zufluss von wärmerem Wasser aus der Tiefe, wodurch die Eisbildung verzögert wird.

Die durchschnittliche Jahrestemperatur an der Meeresoberfläche beträgt +17,4°C, während die durchschnittliche jährliche Lufttemperatur +14°C beträgt. Die Oberfläche des Pazifischen Ozeans weist die höchste Durchschnittstemperatur auf, wobei die meisten davon in niedrigen Breiten (+ 19,1 °C), im Indischen (+ 17,1 °C) und im Atlantik (+ 16,9 °C) liegen. Signifikante Temperaturänderungen treten nur in den oberen Schichten des Meerwassers mit einer Dicke von 200 - 1000 m auf. In tieferen Schichten überschreitet die Temperatur + 4, + 5 ° C nicht und ändert sich nur sehr wenig. Aufgrund der großen Wärmekapazität des Wassers ist der Ozean ein Speicher für Sonnenwärme auf der Erde.

Der Prozess der Eisbildung in Meer- und Süßwasser verläuft unterschiedlich – Süßwasser gefriert bei einer Temperatur von 0 °C (etwas unter 0 °C) und Meerwasser gefriert je nach Salzgehalt bei unterschiedlichen Temperaturen. Die Bildung von Eis im Ozean beginnt mit der Bildung frischer Kristalle, die dann zusammenfrieren. Gleichzeitig verbleiben Tröpfchen starker Sole im Raum zwischen den Eiskristallen, sodass das Eis bei der Bildung salzig ist. Je niedriger die Temperatur war, bei der die Eisbildung stattfand, desto salziger war das Eis. Die Sole fließt nach und nach zwischen den Kristallen hindurch, so dass das Eis mit der Zeit entsalzt wird.

In hohen Breiten nördliche Hemisphäre Das im Winter gebildete Eis hat im Sommer keine Zeit zum Schmelzen, daher gibt es im Polareis Eis unterschiedlichen Alters – von einjährig bis mehrjährig. Die Dicke des einjährigen Eises beträgt in der Arktis 2–2,5 m, in der Antarktis 1–1,5 m. Mehrjähriges Eis hat eine Dicke von 3–5 m oder mehr. Wo das Eis komprimiert wird, erreicht seine Dicke 40 m. Eis bedeckt etwa 15 % der gesamten Wasserfläche des Weltmeeres, d.h. 55 Millionen km 2, davon 38 Millionen km 2 auf der Südhalbkugel.

Die Eisbedeckung hat enorme Auswirkungen auf das Klima der gesamten Erde und auf das Leben im Ozean.

Eis in den Ozeanen und insbesondere in den Meeren erschwert die Navigation und das Hochseefischen.

Das Konzept der Wassermassen. Die Gewässer des Weltmeeres haben sehr unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften. Als große Wassermengen werden bezeichnet, die unter gegebenen physikalischen und geografischen Bedingungen in bestimmten Zeiträumen entstanden sind und sich durch charakteristische physikalische, chemische und biologische Eigenschaften auszeichnen Wassermassen.

Wassermassen entstehen hauptsächlich in den Oberflächenschichten des Weltmeeres unter dem Einfluss klimatischer Bedingungen, Prozesse der thermischen und dynamischen Wechselwirkung zwischen Ozean und Atmosphäre. Bei der Bildung von Wassermassen kommt der konvektiven Vermischung die Hauptrolle zu, die wie andere Arten des vertikalen Austauschs mit der Bildung einer homogenen Wassermasse endet. Strömungen transportieren Wassermassen in andere Gebiete, wo sie sich bei Kontakt mit Gewässern anderer Herkunft, insbesondere entlang der Peripherie, umwandeln.

Bewegung des Meereswassers

Die gesamte Masse des Ozeanwassers ist ständig in Bewegung. Dies gewährleistet eine ständige Durchmischung von Wasser, eine Umverteilung von Wärme, Salzen und Gasen. Es gibt 3 Bewegungsarten: oszillierend– Wellen, progressiv– Meeresströmungen,gemischt- Ebbe und Flut.

Wellen. Hauptgrund das Auftreten von Wellen auf der Oberfläche des Weltozeans - Wind. Teilweise erreichen die Wellen eine Höhe von 18 m und eine Länge von bis zu 1 km. Die Wellen verblassen mit der Tiefe.

Bei einem Erdbeben, einem Unterwasser-Vulkanausbruch und Unterwasser-Erdrutschen entstehen seismische Wellen, die sich vom Epizentrum in alle Richtungen ausbreiten und die gesamte Wassersäule bedecken. Sie heißen Tsunami. Gewöhnliche Tsunamis sind Wellen, die im Abstand von 20–60 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 400–800 km/h aufeinander folgen. Im offenen Ozean überschreitet die Höhe des Tsunamis nicht mehr als 1 m. Bei Annäherung an die Küste - im flachen Wasser - verwandelt sich der Tsunami in eine Riesenwelle von bis zu 15 - 30 m. Solche Wellen verursachen enorme Zerstörung. Am häufigsten trifft der Tsunami die Ostküste Eurasiens, Japans, Neuseelands, Australiens, der philippinischen und hawaiianischen Inseln sowie den südöstlichen Teil Kamtschatkas.

Meeresströmungen. Als Vorwärtsbewegungen riesiger Wassermassen werden bezeichnet Strömungen. Dies ist die horizontale Bewegung von Wasser lange Distanzen. Es gibt Strömungen Wind(oder Drift), wenn die Ursache darin liegt, dass der Wind in eine Richtung weht. Abwasser Strömungen entstehen bei einem ständigen Anstieg des Wasserspiegels durch dessen Zufluss oder starke Niederschläge. Beispielsweise wird der Golfstrom durch steigende Wasserstände aufgrund von Zuflüssen aus dem benachbarten Karibischen Meer verursacht. Ausgleichend Strömungen ersetzen den Wasserverlust in jedem Teil des Ozeans. Wenn der Wind ständig vom Land zum Meer weht, vertreibt er Oberflächenwasser, an dessen Stelle kaltes Wasser aus der Tiefe aufsteigt. Dichte Strömungen sind das Ergebnis unterschiedlicher Wasserdichten in gleicher Tiefe. Sie können in Meerengen beobachtet werden, die Meere mit unterschiedlichem Salzgehalt verbinden. Entlang des Bosporus beispielsweise fließt salzhaltigeres und dichteres Wasser am Boden vom Mittelmeer zum Schwarzen Meer, und an der Oberfläche fließt frischeres Wasser dieser Strömung entgegen.

Strömungen stören die Breitenzonalität der Temperaturverteilung. In allen drei Ozeanen – dem Atlantik, dem Indischen und dem Pazifik – entstehen Temperaturanomalien unter dem Einfluss von Strömungen: Positive Anomalien sind mit der Übertragung von warmem Wasser vom Äquator in höhere Breiten durch Strömungen verbunden, deren Richtung nahe an der Meridianrichtung liegt; Negative Anomalien werden durch entgegengesetzt gerichtete (von hohen Breiten bis zum Äquator) kalte Strömungen verursacht. Strömungen beeinflussen die Verteilung anderer ozeanologischer Merkmale: Salzgehalt, Sauerstoffgehalt, Nährstoffe, Farbe, Transparenz usw. Die Verteilung dieser Merkmale hat einen großen Einfluss auf die Entwicklung biologischer Prozesse, Pflanzen und Tierwelt Meere und Ozeane.

Gemischte Strömungen- Ebbe und Flut, die aus der axialen Rotation der Erde und der Anziehungskraft des Planeten durch Sonne und Mond resultieren. An jedem Punkt der Meeresoberfläche gibt es zweimal täglich eine Flut und zweimal eine Ebbe. Die Höhe einer Flutwelle im offenen Ozean beträgt etwa 1,5 m und vor der Küste hängt sie von ihrer Konfiguration ab. Höchste Flut in der Bay of Fundy vor der Küste Nordamerika im Atlantischen Ozean - 18 m.

Der Ozean als Lebensraum

In den Weltmeeren existiert Leben überall – in verschiedene Formen und verschiedene Erscheinungsformen. Entsprechend den Existenzbedingungen im Ozean gibt es zwei Diverse Orte: Wassersäule (pelagial) und Boden (Benthal). Benthal ist unterteilt in Küsten - Küstengebiet, mit Tiefen von bis zu 200 m und tief - abgrundtief Die Abgrundregion wird durch besondere Organismen repräsentiert, die an das Leben unter Bedingungen niedriger Temperatur, hohem Druck, Lichtmangel und relativ niedrigem Sauerstoffgehalt angepasst sind.

Die organische Welt des Ozeans besteht aus drei Gruppen: Benthos, Plankton, Nekton . Benthos– Bodenbewohner (Pflanzen, Würmer, Weichtiere), die längere Zeit nicht in die Wassersäule aufsteigen können. Plankton– Bewohner der Wassersäule (Bakterien, Pilze, Algen, Protozoen usw.), die nicht in der Lage sind, sich aktiv über große Entfernungen zu bewegen. Nekton– Bewohner der Gewässer, die über weite Strecken frei schwimmen können (Wale, Delfine, Fische) .

Grüne Pflanzen können sich nur dort entwickeln, wo die Beleuchtung für die Photosynthese ausreicht (bis zu einer Tiefe von nicht mehr als 200 m). Der größte Teil der lebenden Materie im Ozean besteht aus Phytoplankton, das in der oberen 100-Meter-Wasserschicht lebt. Durchschnittsgewicht Phytoplankton 1,7 Milliarden Tonnen, Jahresproduktion 550 Milliarden Tonnen. Die häufigste Form von Phytoplankton sind Kieselalgen, vertreten durch 15.000 Arten. Eine Kieselalge kann 10 Millionen Exemplare pro Monat produzieren. Nur weil Phytoplankton schnell abstirbt und in großen Mengen gefressen wird, hat es den Ozean nicht gefüllt. Phytoplankton ist der Ausgangspunkt die Nahrungskette im Ozean. Orte mit reichlicher Entwicklung von Phytoplankton sind Orte mit erhöhter Fruchtbarkeit im Ozean, die im Allgemeinen reich an Leben sind.

Die Verteilung des Lebens im Ozean ist sehr ungleichmäßig und hat einen klar definierten Verlauf zonaler Charakter. In den hohen Breiten der nördlichen Hemisphäre sind die Bedingungen für die Entwicklung von Phytoplankton ungünstig – kontinuierliche Eisbedeckung, Polarnacht, niedriger Sonnenstand über dem Horizont im Sommer, kaltes (unter 0°C) Wasser, schwache vertikale Zirkulation (eine Folge der Entsalzung der oberen Wasserschicht), die den Abtransport von Nährstoffen aus der Tiefe nicht gewährleistet. Im Sommer tauchen in den Polynyas einige kälteliebende Fische und fischfressende Robben auf.

IN subpolare Breiten Es kommt zu saisonalen Wanderungen des polaren Eisrandes. In der kalten Jahreszeit wird das Wasser in einer Schicht von mehreren hundert Metern intensiv durchmischt (eine Folge der Abkühlung), mit Sauerstoff und Nährsalzen angereichert. Im Frühling und Sommer gibt es viel Licht und trotz der relativ niedrigen Wassertemperatur (das Ergebnis der beim Schmelzen aufgewendeten Wärme) entwickelt sich darin eine Menge Phytoplankton. Darauf folgt eine kurze Phase der Entwicklung des Zooplanktons, das sich von Phytoplankton ernährt. Während dieser Zeit sammeln sich viele Fische in der subpolaren Zone (Hering, Kabeljau, Schellfisch, Wolfsbarsch usw.). Zur Mast kommen Wale, von denen es auf der Südhalbkugel besonders viele gibt.

IN gemäßigte Breiten In beiden Hemisphären schaffen eine starke Wasservermischung, ausreichend Wärme und Licht die günstigsten Bedingungen für die Entwicklung des Lebens. Dies sind die produktivsten Zonen des Ozeans. Die maximale Entwicklung des Phytoplanktons wird im Frühjahr beobachtet. Es nimmt Nährstoffe auf, ihre Menge nimmt ab – die Entwicklung von Zooplankton beginnt. Im Herbst kommt es zu einem zweiten Maximum der Phytoplanktonentwicklung. Der Zooplanktonreichtum bestimmt den Fischreichtum (Hering, Kabeljau, Sardelle, Lachs, Sardine, Thunfisch, Flunder, Heilbutt, Navaga usw.).

IN subtropisch und tropisch In den Breitengraden weist das Wasser an der Meeresoberfläche einen erhöhten Salzgehalt auf, aufgrund der hohen Temperatur ist es jedoch relativ leicht, was die Durchmischung beeinträchtigt. Nährstoffhaltige Partikel bleiben nicht hängen und sinken nicht zu Boden. Der Sauerstoffgehalt ist 2-mal geringer als in der gemäßigten Zone. Phytoplankton entwickelt sich schwach und es gibt wenig Zooplankton. In subtropischen Breiten hat das Wasser die größte Transparenz und die intensivste blaue Farbe (die Farbe der Ozeanwüste). In warmem Wasser wachsen Braunalgen, Sargassum, die nicht mit dem Boden verbunden sind und typisch für diesen Teil des Ozeans sind.

IN äquatoriale Breiten An der Grenze der Passatwindströmungen und der äquatorialen Gegenströmung vermischt sich das Wasser und ist daher relativ reich an Nährsalzen und Sauerstoff. Hier gibt es deutlich mehr Plankton als in benachbarten Breiten, wenn auch nicht so viel wie am Nordrand der gemäßigten Zone.

Warmes Wasser enthält wenig Kohlendioxid und löst daher Calciumcarbonat nicht gut, das reichlich vorhanden ist und von Pflanzen und Tieren leicht aufgenommen werden kann. Dadurch werden die Panzer und Skelette der Tiere massiv und haltbar, und nach dem Absterben der Organismen bilden sich dicke Schichten aus Karbonatablagerungen, Korallenriffen und Inseln, die für niedrige Breiten so charakteristisch sind.

Die Breitenzonalität der Lebensverteilung in den oberen Schichten des Ozeans, die in ihrem offenen Teil gut zum Ausdruck kommt, wird an den Rändern unter dem Einfluss von Winden und Strömungen gestört.

Meereswasser– eine universelle homogene ionisierte Lösung, die alle chemischen Elemente enthält. Die Lösung enthält feste Mineralien (Salze) und Gase sowie Suspensionen organischen und anorganischen Ursprungs.

Salzgehalt von Meerwasser. Gelöste Salze machen nur 3,5 Gewichtsprozent aus, verleihen dem Wasser aber einen bitter-salzigen Geschmack und andere Eigenschaften. Die Zusammensetzung des Meerwassers und der Gehalt an verschiedenen Salzgruppen darin sind aus Tabelle 8 ersichtlich. Meerwasser unterscheidet sich in seiner Zusammensetzung stark vom Flusswasser, da darin Chloride überwiegen. Es ist interessant festzustellen, dass die Zusammensetzung der Salze im Blutplasma der Zusammensetzung der Salze im Meerwasser ähnelt, in dem, wie viele Wissenschaftler glauben, das Leben entstanden ist.

Ta Blitz 8

(in % der Gesamtmasse der Salze) (nach L.K. Davydov und anderen)

Salzgehalt– Salzmenge in Gramm in 1 kg Meerwasser. Der durchschnittliche Salzgehalt des Ozeans beträgt 35 % 0. Von den 35 Gramm Salzen enthält Meerwasser das meiste Speisesalz (ca. 27 g), weshalb es salzig ist. Magnesiumsalze verleihen ihm einen bitteren Geschmack. Linien auf einer Karte, die Punkte mit demselben Salzgehalt verbinden, werden aufgerufen Isohalinen.

Ozeanwasser entstand aus heißen Salzlösungen des Erdinneren und Gasen, also Salzgehalt ihr Original. Die Zusammensetzung von Meerwasser ähnelt der von Junggewässer, d.h. Wasser und Gase, die dabei freigesetzt werden Vulkanausbrüche aus Magma und gelangte erstmals in den Wasserkreislauf der Erde. Von modernen Vulkanen freigesetzte Gase bestehen hauptsächlich aus Wasserdampf (ca. 75 %), Kohlendioxid (bis zu 20 %), Chlor (7 %), Methan (3 %), Schwefel und anderen Bestandteilen.

Die ursprüngliche Zusammensetzung der Meerwassersalze und ihr Salzgehalt waren etwas anders. Die Veränderungen im Laufe der Erdentwicklung wurden vor allem durch die Entstehung von Leben verursacht, insbesondere durch den Mechanismus der Photosynthese und der damit verbundenen Sauerstoffproduktion. Einige Veränderungen wurden offenbar durch Flusswasser herbeigeführt, das zunächst Gesteine ​​an Land auslaugte und leicht lösliche Salze und später hauptsächlich Karbonate in den Ozean lieferte. Allerdings werden lebende Organismen, insbesondere Tiere, verzehrt große Menge Zuerst Silizium und dann Kalzium, um ihre inneren Skelette und Schalen zu bilden. Nach dem Absterben sanken sie auf den Grund und fielen aus dem Mineralienkreislauf heraus, ohne dass sich der Karbonatgehalt im Meerwasser erhöhte.

In der Entwicklungsgeschichte des Weltozeans gab es Zeiten, in denen der Salzgehalt in Richtung Abnahme oder Zunahme schwankte. Dies geschah sowohl aus geologischen Gründen, weil die tektonische Aktivierung des Untergrunds und der Vulkanismus die Aktivität der Magma-Entgasung beeinflussten, als auch aufgrund von Klimawandel. Während rauer Eiszeiten, als große Mengen Süßwasser in Form von Gletschern an Land zurückblieben, nahm der Salzgehalt zu. Während der Erwärmung während der Zwischeneiszeit, als geschmolzenes Gletscherwasser in den Ozean gelangte, nahm es ab. Während trockener Epochen nahm der Salzgehalt zu, während er während feuchter Epochen abnahm.

In der Salzgehaltsverteilung Oberflächengewässer bis in eine Tiefe von ca. 200 m rückverfolgbar Zoneneinteilung, die mit dem Gleichgewicht (Zufluss und Verbrauch) an Frischwasser und vor allem mit der Niederschlags- und Verdunstungsmenge zusammenhängt. Flusswasser und Eisberge verringern den Salzgehalt des Meerwassers.

In äquatorialen und subäquatorialen Breiten, wo mehr Niederschläge fallen als Wasser für die Verdunstung aufgewendet wird (K-Befeuchtung >1) und der Flussfluss hoch ist, liegt der Salzgehalt etwas unter 35 % 0 . In tropischen und subtropischen Breiten beträgt der Salzgehalt aufgrund einer negativen Frischbilanz (wenig Niederschläge und hohe Verdunstung) 37 %. In gemäßigten Breiten liegt der Salzgehalt bei etwa 35 %. In den subpolaren und polaren Breiten ist der Salzgehalt am niedrigsten – etwa 32 % o, da die Niederschlagsmenge die Verdunstung übersteigt, der Flussfluss hoch ist, insbesondere in sibirischen Flüssen, und es viele Eisberge gibt, hauptsächlich in der Antarktis und in Grönland.

Reis. 82. Arten der vertikalen Salzgehaltsverteilung (nach L.K. Davydov und anderen)

Das zonale Muster des Salzgehalts wird durch Meeresströmungen und den Zufluss von Flusswasser gestört. In den gemäßigten Breiten der nördlichen Hemisphäre beispielsweise ist der Salzgehalt an den Westküsten der Kontinente höher, wo durch warme Strömungen subtropisches Wasser mit hohem Salzgehalt ankommt, und an den Ostküsten der Kontinente, wo kalte Strömungen weniger bringen, geringer salzhaltiges subpolares Wasser.

Von den Ozeanen weist der Atlantische Ozean den höchsten Salzgehalt auf. Dies erklärt sich zum einen durch die vergleichsweise enge Lage in niedrigen Breiten, gepaart mit der Nähe zu Afrika mit seinen Wüsten, von wo aus ein heißer, trockener Wind ungehindert auf den Ozean weht und die Verdunstung des Meerwassers verstärkt. Zweitens trägt der Westwind in gemäßigten Breiten die atlantische Luft weit ins Innere Eurasiens, wo ein erheblicher Teil der Niederschläge von ihr fällt und nicht vollständig in den Atlantischen Ozean zurückkehrt. Der Salzgehalt des Pazifischen Ozeans ist geringer, da er im Gegenteil im Äquatorgürtel breit ist, wo der Salzgehalt des Wassers niedrig ist, und in den gemäßigten Breiten die Kordilleren und die Anden an den windzugewandten Westhängen starke Niederschläge zurückhalten der Berge, und sie betreten wieder die Pazifik See, es einlegen.

Der niedrigste Salzgehalt des Wassers im Arktischen Ozean, insbesondere vor der asiatischen Küste, in der Nähe der Mündungen sibirischer Flüsse, beträgt weniger als 10 %. In subpolaren Breiten gibt es jedoch eine saisonale Änderung des Salzgehalts des Wassers: Im Herbst und Winter, wenn sich Meereis bildet und der Flussfluss abnimmt, nimmt der Salzgehalt zu, im Frühling und Sommer, wenn das Meereis schmilzt und der Flussfluss zunimmt, nimmt er ab. Rund um Grönland und die Antarktis sinkt im Sommer auch der Salzgehalt aufgrund des Abschmelzens der Eisberge und des Auftauens der Randbereiche der Eisschilde und Schelfe.

Der maximale Salzgehalt des Wassers wird in tropischen Binnenmeeren und von Wüsten umgebenen Buchten beobachtet, beispielsweise im Roten Meer – 42 % 0, im Persischen Golf – 39 % 0.

Trotz des unterschiedlichen Salzgehalts des Meerwassers in verschiedenen Bereichen des Ozeans bleibt der Prozentsatz der darin gelösten Salze unverändert. Dafür sorgt die Beweglichkeit des Wassers, seine kontinuierliche horizontale und vertikale Vermischung, die zusammen zu führt allgemeine Zirkulation Gewässer des Weltozeans.

Die vertikale Änderung des Salzgehalts des Wassers in den Ozeanen variiert. Es werden fünf zonale Typen der vertikalen Verteilung des Salzgehalts skizziert: I – polar, II – subpolar, III – mäßig, IV – tropisch und V – äquatorial. Sie sind in Abbildung 82 grafisch dargestellt.

Die Verteilung des Salzgehalts in der Tiefe der Meere ist je nach Gleichgewicht der Frischfeuchtigkeit, der Intensität der vertikalen Durchmischung und dem Wasseraustausch mit benachbarten Wassergebieten sehr unterschiedlich.

Die jährlichen Schwankungen des Salzgehalts in den offenen Teilen des Ozeans sind unbedeutend und betragen in den Oberflächenschichten nicht mehr als 1 %o. Ab einer Tiefe von 1500 bis 2000 m bleibt der Salzgehalt das ganze Jahr über praktisch unverändert. In küstennahen Randmeeren und Buchten sind saisonale Schwankungen des Salzgehalts des Wassers stärker ausgeprägt. In den Meeren des Arktischen Ozeans nimmt der Salzgehalt am Ende des Frühlings durch den Zufluss von Flusswasser ab, in Wassergebieten mit Monsunklima im Sommer auch durch die Fülle an Niederschlägen. In polaren und subpolaren Breiten sind jahreszeitliche Veränderungen des Salzgehalts von Oberflächengewässern größtenteils auf die Prozesse des Wassergefrierens im Herbst und des Schmelzens zurückzuführen Meereis im Frühjahr sowie durch das Abschmelzen von Gletschern und Eisbergen während des Polartages, auf das später noch eingegangen wird.

Der Salzgehalt des Wassers beeinflusst viele seiner physikalischen Eigenschaften: Temperatur, Dichte, elektrische Leitfähigkeit, Schallgeschwindigkeit, Geschwindigkeit der Eisbildung usw.

Es ist interessant festzustellen, dass es in den Meeren in der Nähe von Karstküsten am Meeresboden oft mächtige Unterwasserquellen (U-Boote) gibt, aus denen Süßwasser in Form von Fontänen an die Oberfläche steigt. Solche „frischen Fenster“ im Salzwasser sind vor der Küste Jugoslawiens im Adriatischen Meer, vor der Küste Abchasiens im Schwarzen Meer, vor der Küste Frankreichs, Floridas und anderen Orten bekannt. Dieses Wasser wird von Seeleuten für den Haushaltsbedarf genutzt.

Gaszusammensetzung der Ozeane. Im Meerwasser sind neben Salzen auch die Gase Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff etc. gelöst. Und obwohl der Gehalt an Gasen im Wasser äußerst unbedeutend ist und räumlich und zeitlich merklich schwankt, reichen sie für die Entwicklung aus organisches Leben und biogeochemische Prozesse.

Sauerstoff im Meerwasser mehr als in der Atmosphäre, insbesondere in oberste Schicht(35 % bei 0 °C). Seine Hauptquelle ist Phytoplankton, das „ Lunge des Planeten" Unterhalb von 200 m nimmt der Sauerstoffgehalt ab, ab 1500 m steigt er aber auch in äquatorialen Breiten wieder an, bedingt durch den Zufluss von Wasser aus den Polarregionen, wo die Sauerstoffsättigung 70–90 % erreicht. Sauerstoff wird durch Freisetzung in die Atmosphäre bei einem Überschuss in den Oberflächenschichten (insbesondere tagsüber) für die Atmung von Meeresorganismen und für die Oxidation verbraucht verschiedene Substanzen. Stickstoff im Meerwasser weniger als in der Atmosphäre. Der Gehalt an freiem Stickstoff hängt mit dem Abbau organischer Stoffe zusammen. Im Wasser gelöster Stickstoff wird von speziellen Bakterien aufgenommen und in stickstoffhaltige Verbindungen umgewandelt, die sehr wichtig für Pflanzen- und Tierleben. Ein gewisses Maß an Freiheit und Bindung Kohlendioxid, das bei der Atmung von Meeresorganismen, beim Abbau organischer Stoffe und auch bei Vulkanausbrüchen aus der Luft ins Wasser gelangt. Es ist wichtig für biologische Prozesse, da es die einzige Kohlenstoffquelle ist, die Pflanzen zum Aufbau organischer Substanz benötigen. Schwefelwasserstoff entsteht in tiefen stehenden Becken in den unteren Teilen der Wassersäulen bei der Zersetzung organischer Stoffe und infolge der Aktivität von Mikroorganismen (z. B. im Schwarzen Meer). Da Schwefelwasserstoff hoch ist giftige Substanz, es verringert die biologische Produktivität des Wassers stark.

Da die Löslichkeit von Gasen intensiver ist niedrige Temperaturen, die Gewässer hoher Breiten enthalten mehr davon, darunter das wichtigste Gas für Leben – Sauerstoff. Dort sind die Oberflächengewässer sogar mit Sauerstoff übersättigt und die biologische Produktivität der Gewässer ist höher als in niedrigen Breiten, allerdings ist die Artenvielfalt an Tieren und Pflanzen geringer. In der kalten Jahreszeit nimmt der Ozean Gase aus der Atmosphäre auf, in der warmen Jahreszeit gibt er sie wieder ab.

Dichte- wichtig physikalische Eigenschaft Meerwasser. Meerwasser ist dichter als Süßwasser. Je höher der Salzgehalt und niedriger die Temperatur des Wassers, desto größer ist seine Dichte. Die Dichte des Oberflächenwassers nimmt vom Äquator bis zu den Tropen durch einen Anstieg des Salzgehalts und von den gemäßigten Breiten bis zu den Polarkreisen durch einen Temperaturabfall und im Winter auch durch einen Anstieg des Salzgehalts zu. Dies führt während der kalten Jahreszeit, die 8–9 Monate dauert, zu einem starken Absinken des Polarwassers. In den unteren Schichten bewegt sich das Polarwasser in Richtung Äquator, wodurch das Tiefenwasser des Weltozeans im Allgemeinen kalt (2 – 4 °C), aber mit Sauerstoff angereichert ist.

Farbe und Transparenz hängen von der Reflexion, Absorption und Streuung des Sonnenlichts sowie von im Wasser suspendierten Stoffen organischen und mineralischen Ursprungs ab. Blaue Farbe dem Wasser im offenen Teil des Ozeans innewohnend, wo es keine Schwebstoffe gibt. Entlang der Küsten, wo viele Schwebstoffe durch Flüsse und temporäre Wasserläufe vom Land mitgebracht werden, sowie durch die Aufwirbelung des Küstenbodens bei Wellengang, ist die Farbe des Wassers grünlich, gelb, braun usw. Wann Es gibt reichlich Plankton, die Farbe des Wassers ist bläulich-grün.

Zur visuellen Beobachtung der Farbe von Meerwasser wird eine Farbskala verwendet, bestehend aus 21 Reagenzgläsern mit farbigen Lösungen – von blau bis Braun. Die Farbe des Wassers kann nicht mit der Farbe der Meeresoberfläche gleichgesetzt werden. Dies hängt von den Wetterbedingungen, insbesondere der Bewölkung, sowie von Wind und Wellen ab.

Die Transparenz ist im offenen Teil des Ozeans besser, zum Beispiel in der Sargassosee (67 m), schlechter – in Küstennähe, wo es viele Schwebstoffe gibt. Während der Zeit der Massenentwicklung von Plankton nimmt die Transparenz ab.

Leuchten des Meeres (Biolumineszenz) – Dabei handelt es sich um das Leuchten lebender Organismen im Meerwasser, die Phosphor enthalten und „lebendiges“ Licht aussenden. Zunächst leuchten die einfachsten niederen Organismen (Nachtfliegen usw.), einige Bakterien, Quallen, Würmer und Fische in allen Wasserschichten. Daher sind die dunklen Tiefen des Ozeans nicht völlig lichtlos. Das Leuchten wurde intensiver

Es tritt bei rauer See auf, sodass Schiffe nachts von einer echten Beleuchtung begleitet werden. Über den Zweck des Leuchtens besteht unter Biologen kein Konsens. Es wird angenommen, dass es entweder dazu dient, Raubtiere abzuschrecken, nach Nahrung zu suchen oder im Dunkeln Personen des anderen Geschlechts anzulocken. Das kalte Leuchten der Meeresfische ermöglicht es Fischereifahrzeugen, ihre Schwärme zu finden.

Schallleitfähigkeit – Akustische Eigenschaften von Meerwasser. Die Schallausbreitung im Meerwasser hängt von Temperatur, Salzgehalt, Druck, Gas- und Schwebstoffgehalt ab. Im Durchschnitt liegt die Schallgeschwindigkeit im Weltmeer zwischen 1400 und 1550 m/s. Mit steigender Temperatur, steigendem Salzgehalt und Druck steigt er, mit sinkender Temperatur sinkt er. In den Ozeanen wurden Schichten mit unterschiedlicher Schallleitfähigkeit entdeckt: schallstreuende Schicht und eine Schicht mit guter Supraleitung - unter Wasser

„Tonkanal“. Ansammlungen von Zooplankton und damit von Fischen bleiben auf die schallstreuende Schicht beschränkt. Es unterliegt täglichen Wanderungen: Es steigt nachts auf und sinkt tagsüber. Es wird von U-Boot-Fahrern verwendet, um den Lärm von U-Boot-Motoren zu dämpfen, und von Fischereifahrzeugen, um Fischschwärme aufzuspüren. Der „Schallkanal“ wurde für die kurzfristige Vorhersage von Tsunamiwellen und in der Praxis der Unterwassernavigation für die Übertragung akustischer Signale über große Entfernungen eingesetzt.

Elektrische Leitfähigkeit Meerwasser ist hoch. Sie ist direkt proportional zum Salzgehalt und zur Temperatur.

Natürliche Radioaktivität Meerwasser ist klein, aber viele Pflanzen und Tiere sind in der Lage, radioaktive Isotope zu konzentrieren. Daher wird der Fang von Fisch und anderen Meeresfrüchten derzeit einer speziellen Radioaktivitätsprüfung unterzogen.

Meerwassertemperatur. In der Oberflächenschicht von Meeren und Ozeanen hängt die Wassertemperatur weitgehend von den klimatischen Bedingungen vor Ort ab. In den Tropen ist sie deutlich höher als in gemäßigten und polaren Breiten. Aber ab einer bestimmten Tiefe verschwinden die klimabedingten Temperaturschwankungen des Meerwassers, und mit der Tiefe nimmt die Temperatur dann stetig ab. Durch zahlreiche Messungen war es möglich, die durchschnittliche jährliche Wassertemperatur an der Oberfläche einzelner Ozeane und des Weltozeans insgesamt zu bestimmen. Für den Weltozean ergab sich eine Temperatur von 17,4 °C, was fast 3 °C höher ist als die Temperatur der unteren Schichten der Atmosphäre.

Die Wassertemperatur in den unteren Schichten des Weltozeans sinkt laut zahlreichen Messungen auf 3°C und in Tiefseesenken kann sie unter Null liegen, da der Gefrierpunkt des Wassers durch das Vorhandensein von Salzen sinkt . So sinkt die Wassertemperatur in den unteren Schichten von Tiefseesenken auf -2 °C. Die Wassertemperatur des Arktischen Ozeans steigt bis zu einer Tiefe von 350–450 m stark auf 0,5–1 °C an, nimmt mit weiterer Tiefenzunahme stetig ab und erreicht bereits in einer Tiefe von 1500 m -1 °C.

Die Temperatur des Meerwassers wird maßgeblich durch Meeresströmungen beeinflusst, die die Durchschnittstemperatur des Beckens erhöhen oder senken können. Der starke Temperaturunterschied des Meerwassers in hohen Breiten und tropischen Regionen bestimmt die Zirkulation und ständige Vermischung des Wassers des Weltozeans.

Druck und Dichte von Meerwasser. Der Druck in den Meeren und Ozeanen nimmt proportional zur Tiefe zu. Pro 100 m Tiefe nimmt er um etwa 1 MPa zu und erreicht seinen größten Wert in Tiefseesenken. Druckberechnung R für bestimmte Tiefen erfolgt nach der Formel R= Нg/100, wobei N - Tiefe, für die die Berechnung durchgeführt wird; G- Dichte von Meerwasser.

Typischerweise wird bei Berechnungen mit geringer Genauigkeit die Dichte des Meerwassers herangezogen gleich eins; Tatsächlich schwankt sie in kleinen Grenzen (1,0275-1,022 g/cm3) und hängt von Temperaturschwankungen und dem Gehalt an gelösten Salzen ab.

Chemische Zusammensetzung Wasser Meerwasser enthält eine erhebliche Menge verschiedener Salze in gelöster Form. Ihr Gehalt in 1 Liter Meerwasser wird in ppm (0/00) gemessen und beträgt 0,1 %. Durchschnitt Salzgehalt Als Meerwasser wird ein Gehalt von 3,5 % (35 0/00) bezeichnet normal. Man unterscheidet zwischen dem absoluten Salzgehalt, also der Menge an gelösten Salzen, und der Salzzusammensetzung von Wasser, also dem Verhältnis zwischen dem Gehalt an gelösten Salzen. In Gewässern mit normalem Salzgehalt besteht der überwiegende Teil der gelösten Substanz aus Natriumchlorid (78,32 %) und Magnesiumchlorid (9,44 %). Sulfate, repräsentiert durch MgSO 4, CaSO 4, K 2 SO 4, betragen nur 11,94 %, der Anteil aller anderen Salze beträgt 0,3 %. Neben den aufgeführten Salzen enthält Meerwasser Jod, Fluor, Phosphor, Zink, Blei und andere Elemente. Da sich die Gewässer des Weltozeans ständig vermischen, bleibt ihr durchschnittlicher Salzgehalt unverändert. Der Salzgehalt der Gewässer einiger isolierter Meere wird von vielen Faktoren beeinflusst, von denen die wichtigsten berücksichtigt werden sollten Klimabedingungen, Flussströmung, Gasregime usw. Infolgedessen weicht der Salzgehalt des Wassers solcher Meere erheblich vom Normalwert ab. Je größer die Isolation des Meeresbeckens ist, desto größer ist dieser Unterschied. Dabei kann sich nicht nur der absolute Salzgehalt, sondern auch die Salzzusammensetzung des Gewässers verändern. Das Ausmaß der Abweichung kann anhand der Daten in der Tabelle beurteilt werden. 3.

Tisch 3

Von Natur aus hat Meerwasser in der Nähe von Flussmündungen einen geringen Salzgehalt. In anderen Fällen, etwa im Mittelmeer, senkt die Verdunstung den Wasserspiegel und erhöht seinen Salzgehalt und seine Dichte. Dabei werden Oberflächenströmungen vom Marmarameer und Schwarzen Meer über die Dardanellenstraße in das Mittelmeer geleitet, wo die Verdunstung durch den Zufluss von Flusswasser ausgeglichen wird. Der gleiche Wasseraustausch findet zwischen dem Roten Meer, dessen Gewässer durch einen stark erhöhten Salzgehalt (45 0/00) gekennzeichnet sind, und Indischer Ozean sowie zwischen der relativ süßen Ostsee und der Nordsee. Weniger salzhaltiges Wasser ist weniger dicht und breitet sich über salzigeres, schwereres Wasser aus, sodass sich Oberflächenströmungen immer in Richtung Bereiche mit höherem Salzgehalt bewegen, während sich Bodenströmungen immer in die entgegengesetzte Richtung bewegen.

Die Löslichkeit von Salzen und damit der Salzgehalt von Gewässern nimmt mit steigender Temperatur zu. Daher ist in den Polarregionen in der Oberflächenschicht mit niedrigen Temperaturen der Salzgehalt minimal und das gefrierende Eis fast frisch.

Gasregime der Meere und Ozeane. Im Wasser moderner Meere sind Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid und manchmal auch Schwefelwasserstoff in Kombination mit Stickstoff und Kohlendioxid gelöst. Schwimmbäder, in deren Wasser Sauerstoff gelöst ist, haben einen normalen Gashaushalt; in Gegenwart von Schwefelwasserstoff entwickelt sich ein abnormales Gasregime bzw. eine Schwefelwasserstoffkontamination. Der Gashaushalt von Meeresbecken hängt von vielen Faktoren ab, die wichtigsten sind die Temperatur des Meerwassers und seine vertikale Durchmischung. Das Gasregime wiederum bestimmt die Beschaffenheit der organischen Welt des Beckens und beeinflusst maßgeblich die Sedimentationsprozesse. Von größter geologischer Bedeutung sind Sauerstoff und Kohlendioxid, die eine große chemische Aktivität aufweisen. Sauerstoff spielt eine wichtige Rolle im Leben von Meeresorganismen. Es gelangt sowohl aus der Atmosphäre als auch durch die photosynthetische Aktivität von Algen in das Beckenwasser. Mengenmäßig überwiegt im Meerwasser Kohlendioxid, das hier um ein Vielfaches häufiger vorkommt als andere atmosphärische Gase. Tatsächlich sind in 1 Liter der Oberflächenschicht des Meerwassers 50 ml Kohlendioxid, 13 ml Stickstoff, 2-8 ml Sauerstoff und eine kleine Menge Argon und andere Gase gelöst. So sind in den Gewässern der Weltmeere etwa 140 Billionen Tonnen Kohlendioxid gelöst, das ist 60-mal mehr als die in der Atmosphäre enthaltene Menge. Dies wird durch die erhöhte Löslichkeit von Kohlendioxid im Meerwasser erklärt. Es gibt nur 8 Billionen gelösten Sauerstoff im Wasser. also 130-mal weniger als in der Atmosphäre enthalten ist.

Die Auflösung von Gasen im Meerwasser ist ein reversibler Prozess. Dabei stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen der Menge an Gasen ein, die aus der Atmosphäre in das Meerwasser gelangen und aus diesem freigesetzt werden. Die Löslichkeit von Gasen hängt von der Temperatur des Wassers ab. Wenn es zunimmt, entsteht ein Überschuss an Gasen, die in die Atmosphäre abgegeben werden können.

Eine besonders wichtige geologische Rolle spielen Veränderungen in der Löslichkeit von Kohlendioxid. In Polarregionen mit niedrigen Temperaturen sind sie besonders hoch und die Gewässer sind hier meist mit Kohlendioxid untersättigt. In der Äquatorzone hingegen ist das Meerwasser mit Kohlendioxid übersättigt. Durch die Vermischung von Wasser kommt es zur Zirkulation von CO 2 in der Atmosphäre: In äquatorialen Breiten wird Kohlendioxid aus dem Wasser in die Atmosphäre freigesetzt, in Polarregionen wird es intensiv vom Wasser aufgenommen.

Der CO 2 -Gehalt ändert sich auch im gesamten Meerwasser. In seinen unteren, kalten Schichten entsteht ein Überschuss an CO 2 und es entsteht lösliches Calciumbicarbonat Ca (HCO 3) 2. In den oberen, erhitzten Schichten nimmt die Löslichkeit von Kohlendioxid ab und sein Überschuss wird an die Atmosphäre abgegeben. Darüber hinaus wird ein Teil des CO 2 von photosynthetischen Algen absorbiert. Der daraus resultierende CO 2 -Mangel führt zur Bildung von unlöslichem Calciumcarbonat CaCO 3 und dessen Ausfällung.

Wenn die Meerestiefe jedoch 4–4,5 km überschreitet, wird das unlösliche Karbonat im unteren Ozean wieder in lösliches Bikarbonat umgewandelt. Somit liegt in einer Tiefe von 4-4,5 km ein sogenannter Karbonat-Ausgleichspegel vor. Liegt der Meeresboden über diesem Niveau, kommt es zu einer aktiven Anreicherung von Karbonaten und einer Kohlenstoffverlagerung in der Kruste. Liegt der Ozean jedoch tiefer, kommt es nicht zur Bildung von Karbonatsedimenten.

Organische Welt des Weltozeans. IN geologische Aktivität Die Meere werden von zahlreichen tierischen und pflanzlichen Organismen bewohnt, die in großen Mengen in Meeres- und Ozeangewässern vorkommen. Nach dem Tod von Organismen werden ihre Skelettreste anschließend in organogene Gesteine ​​umgewandelt.

Die Zusammensetzung und Struktur der riesigen Masse pflanzlicher und tierischer Organismen in den Meeren hängt maßgeblich vom Lebensraum ab, also von Faktoren wie Meerestiefe, Temperatur, Salzgehalt, Druck, Lichteindringtiefe, Meerwasserdynamik usw. Selbst eine geringfügige Änderung mindestens eines dieser Faktoren führt häufig zum Massensterben von Tieren und Pflanzen, die in einem Bereich des Meeresbeckens leben. Dies erklärt die Tatsache, dass Lebensgemeinschaften (Biozönosen) von Tieren und Pflanzen, die sich an das Leben in ihnen angepasst haben, auf bestimmte Gebiete des Meeres beschränkt sind. Die gesamte organische Welt der Meeresbecken ist in drei Hauptgruppen unterteilt: Benthos, Plankton und Nekton.

ZU Benthos umfassen eine große Gruppe von Tieren und Pflanzen, die auf dem Grund von Meeren und Ozeanen leben. Ein Teil von ihnen wächst bis zum Boden, der andere bewegt sich über kurze Strecken. Im ersten Fall wird das Benthos als befestigt bezeichnet, im zweiten Fall als ungebunden oder mobil. Die Bodenpopulation großer Tiefen wird im Gegensatz zum Benthos flacher Küstenteile des Meeres als Abgrundbenthos bezeichnet. Zum festen Benthos gehören Seelilien, Korallen, Schwämme, Bryozoen usw., zum mobilen Benthos gehören Schnecken, Seeigel, Seesterne usw.

Zur Gruppe Plankton gehören zu allen Lebewesen, die passiv schwimmen, also von Wellen und Meeresströmungen getragen werden. Der Lebensraum des Planktons ist die gesamte Meereswasserdicke. Planktonische Formen sind kleine einzellige Tiere (Foraminiferen, Radiolarien) sowie einige Pflanzen (Kieselalgen und andere Algen). Foraminiferen und Radiolarien leben hauptsächlich in ozeanischen Gewässern tropischer und mittlerer Breiten, Kieselalgen – in kalten zirkumpolaren Meeren. Plankton macht den Großteil der organischen Masse im Weltmeer aus.

Zur Gruppe gehören alle aktiv schwimmenden Tiere Nekton. Zu dieser Gruppe gehören eine Vielzahl von Fischarten und viele Vertreter der wirbellosen Meerestiere.

Von der größten geologischen Bedeutung unter den aufgeführten Gruppen mariner Organismen sind Benthos und Plankton. Aufgrund ihrer weiten Verbreitung spielen viele Vertreter dieser Gruppen eine führende Rolle bei Sedimentationsprozessen und sind gesteinsbildende Organismen.