Добыча нефти

Эксплуатация твердых полезных ископаемых из россыпей и толщи морского дна еще только начинается, а добыча нефти и газа уже происходит в широких масштабах. Первым стал добывать нефть, скрытую под морским дном, житель города Баку Гаджи Касым-бек Манурбеков (сын Мансур хана, внук Селим хана Бакинского). В 1824 году на небольшой глубине Биби-Эйбатской бухты он выкопал колодцы и тем положил начало промыслу морской нефти. Однако понадобилось ровно сто лет, чтобы эта отрасль нефтяной промышленности получила свое развитие.

Только в 1924 году нефтяники Баку вбили в дно деревянные сваи, установили на них постамент и пробурили скважину, давшую промышленную нефть. Позднее вышки стали располагать на металлических опорах и объединять их между собой эстакадами в единую систему.

Волнения морской воды

С явлением волнообразного движения водной поверхности знакомы все, даже жители наиболее континентальных мест видели его на каком-либо соседнем водоеме. Первое, что поражает наблюдающего волнообразное движение поверхности жидкости, это быстрое распространение формы волны, откуда и появились выражения: «волна бежит», «быстрый, как волна», и т. п. Такое перемещение формы волны, однако, вовсе не обуславливает какого-либо передвижения по тому же направлению и частиц той водной массы, где наблюдается волнообразное колебание поверхности; достаточно самого простого опыта, чтобы убедиться в отсутствии поступательного движения в массе волнующейся воды.

Изучение процесса волнения морской воды

По-видимому, первая попытка объяснения причины волнения принадлежит знаменитому живописцу и ученому XV—XVI столетий Леонардо да Винчи, высказавшему много совершенно справедливого и верного по вопросу о волнении; между прочим, он первый указал, что при волнообразном движении воды передвигается только форма волны.

Первые теоретические исследования явления волнения были сделаны Ньютоном и помещены в его «Philosophiae Naturalis Princi-pia Mathematica», 1726 г. Затем этот вопрос был снова разобран Лапласоы в прибавлении к его труду «Systerne du monde», 1776 г. Через 10 лет этими исследованиями занялся Лангранж, напечатавший свою работу в 1786 г. Его формула для выражения скорости движения формы волны употребляется и теперь.

Результаты наблюдений волн в открытом океане

Наибольший ряд наблюдений над волнением в открытом океане принадлежит морякам французского военного флота и особенно лейтенанту Пари, сделавшему в течение трехлетнего плавания около 4000 наблюдений (в 1867— 1870 гг.). Подобные же наблюдения производились англичанами, американцами, русскими и немцами.

Все эти наблюдения в среднем выводе показывают, что наибольшие размеры ветровых волн в открытом океане встречаются в южном полушарии в той области Мирового океана, где сплошное водное кольцо охватывает землю, и где суша, даже и в виде островов, находится далеко, не стесняя волнения. В этой области наблюдались волны до 400 м длины и до 10—11, быть может, 12—13 м высоты, с периодами до 17—18 сек. и скоростью распространения до 14—15 м в секунду, иногда и более (до 22 м в секунду).

Стоячие волны, сейши

Когда в каком-нибудь водном бассейне образуется колебание всей массы воды, причем по поверхности ее не распространяется никакой волны, а колеблется весь объем воды, то такое колебательное движение называется стоячими волнами. Первые теоретические и опытные исследования стоячих волн были произведены братьями Вебер. Колебания при этом могут быть разного характера, но каковы бы они ни были, всегда на поверхности отсутствует волна, идущая от одного места бассейна к другому; взамен этого на поверхности образуются одна или несколько волн, очень пологих, которые, не перемещаясь поступательно, поднимаются и опускаются на том же месте, причем вершина волны чередуется с подошвой.

Характер волнения в открытом океане

Трохоидальная теория волнения разбирает так называемое установившееся волнение — зыбь, в океане же и в морях гораздо чаще наблюдаются обыкновенные ветровые волны, далеко не имеющие правильности, соответствующей теоретическим представлениям. При теоретическом рассмотрении вопроса не принимается вовсе во внимание внутреннее трение в жидкости (вязкость), а также продолжительное действие ветра на поверхность взволнованной воды и трение его о воду, возбуждающее поступательное движение верхних слоев, все это вместе чрезвычайно усложняет явление волнения в открытом море. Поблизости же от берегов и в недостаточно глубоких морях, где глубина сравнительно с размерами волн невелика и,, следовательно, не соответствует теоретическому представлению о том трохоидальной теории, характер волнения также изменяется.

Волны от землетрясений и вулканических извержений

Землетрясения происходят главным образом вследствие перемещений пластов, слагающих земную кору. Такие перемещения происходят вследствие сжатия земли от охлаждения лучеиспусканием в небесное пространство, и так как породы, слагающие земную кору, не абсолютно прочны, то они, уступая сжатию, перемещаются, сжимаясь и съеживаясь. В этих перемещениях пластов земной коры принимают участие огромные массы, и потому при этом получаются сильные толчки, возбуждающие в остальной части земной коры волны, распространяющиеся во все стороны, и тем дальше, чем толчок был сильнее.

Видоизменения волнения с уменьшением глубины

ри приближении волны к берегу глубина начинает убывать, и наконец размеры волны сравнительно с глубиной становятся уже заметными величинами. Вследствие этого создаются совершенно иные условия в той среде, где (распространяется волна, а следовательно, видоизменяется и форма волны, и в зависимости от местных условий получается или прибой разного характера, или бурун.

Только период волны остается неизменным, и благодаря этому всегда можно определить те размеры, какие волна имела на глубокой воде. Возрастание высоты волны с убыванием глубины вытекает из следующего рассуждения. На глубокой воде волна обладает некоторой живой силой, для каждого, слоя воды шириной в 1 м и длиной, равной длине волны, пропорциональной квадрату радиуса орбиты поверхностной частицы. При уменьшении глубины убывает снизу.

Что такое Гольфстрим?

Гольфстрим — самое известное океанское течение, протекающее по морю, а не по суше. Но Гольфстрим настолько велик, что его масса больше всех рек, текущих по суше!

Гольфстрим перемещается в северном направлении вдоль восточного побережья Соединенных Штатов, через северную часть Атлантического океана, достигая северо-запада Европы. Цвет Гольфстрима — ярко-синий — контрастирует с зеленоватой и серой водой океана, сквозь который проходит его путь.

Он начинает свой путь в Атлантическом океане недалеко от экватора. Движение воды на поверхности или «дрейф» происходит в западном направлении, поэтому вначале Гольфстрим направляется к северу от Южной Америки в Карибское море. И только когда он поворачивает на север и движется вдоль восточного побережья США, он становится Гольфстримом.

Реки в океане

Известно, что в океане существуют гигантские струйные течения, определяющие климат многих стран. Например, Гольфстрим и Ойясио распространяются на тысячи километров. Гольфстрим ежегодно перекачивает огромные массы теплой воды из тропических широт, главным образом из Мексиканского залива, в полярные области, отогревая побережья Скандинавии и Кольского полуострова, которые в противном случае были бы ледяными пустынями. Ойясио, напротив, гонит охлажденные в высоких широтах воды вдоль гряды Курильских и Японских островов на юг, делая климат наших восточных побережий более суровым.

Виды морских течений и способы их исследования

Течения могут быть разделяемы на группы по различным внешним признакам, например, могут быть течения постоянного и периодического характера. Первые из года в год идут в среднем: по тому же самому направлению, сохраняют в тех же местах свою среднюю скорость и массу; вторые изменяют только что указанные свойства периодически (муссонные течения). Случайные обстоятельства также могут вызывать иногда довольно заметные, но кратковременные, или случайные, течения.

Наблюдение глубоководных течений

Для наблюдения глубоководных и вообще подводных течений непосредственно, корабль должен или стоять на якоре или на драге. На небольших глубинах (до 500 м) измерения производятся со шлюпки, установленной на двух якорях, с носу и с кормы. В сущности, только в этом случае и можно быть уверенным в неподвижности наблюдателя, что существенно необходимо для точности наблюдений. На судне при довольно сильном течении можно на умеренных глубинах стоять хорошо на якоре. В океане были случаи, что удавалось стоять на драге или рыболовном трале на глубинах до 1000 м; конечно, в этих случаях якорным канатом служит не якорная цепь, а стальной трос.

История изучения морских течений

Первые указания на существование морских течений встречаются у древних греческих ученых; Аристотель вполне определенно говорит о течениях в проливах Керченском, Босфор и Дарданеллах. Его ученик Теофраст упоминает о подобном же течении в Гибралтарском проливе. Потомки лучших мореплавателей древности финикиан—карфагеняне, по-видимому, имели какое-то представление о Саргассовом море, столь связанном с течениями северной части Атлантического океана.

Причины морских течений

Движение вод в океанах только что начинает изучаться, даже относительно поверхностных течений известно еще очень немного, а глубинные и придонные и вовсе еще не изучались. Между тем несомненно, что поверхностное и глубоководное движение воды в океанах образует одну сложную систему, которая даже и в своей части, совпадающей с океанической поверхностью, недостаточно исследована. Неудивительно потому, что это сложнейшее океанографическое явление, не менее сложное, нежели подобные же движения в воздушном океане, не имеет еще стройной теории, охватывающей все причины, обуславливающие движение вод в океане.

Биологические указания морских течений

Животная и растительная жизнь в океанах находится в очень тесной связи с физическими свойствами среды, и потому наблюдения биологические, т. с. изучение распределения животных и растений, дают возможность делать заключения и о движении океанических вод как на поверхности, так и на глубинах. Изучение пелагического планктона (т. е. поверхностного планктона открытого океана и морей) принесло уже громадную пользу для улучшения и поднятия рыбных промыслов и в то же время позволило указать меры, чтобы промыслы не уничтожали сами себя, не были бы хищническим использованием запасов промысловых животных в морях. Вместе с этим изучение планктона дало возможность во многих случаях подтвердить заключения о том или ином распределении течений, выведенном из совершенно иных соображений, или высказать самостоятельные взгляды на источник происхождения глубинных вод в данном месте, а следовательно, и на общий характер движения вод на глубинах океанов.

Природное явление прилива и отлива

Приливом и отливом называется такое периодическое колебание уровня океана или моря, которое происходит от притяжения Луны и Солнца. Явление заключается в следующем: уровень воды постепенно поднимается, что называется приливом, достигает наивысшего положения, называемого полной водой. После того уровень начинает понижаться, что называется отливом, и через 6 час. 12,5 мин. (приблизительно) достигает наиболее низкого положения, называемого малой водой. Затем уровень снова начинает повышаться, и еще через 6 час. 12,5 мин. (приблизительно) наступает опять полная вода.

Таким образом, период явления равен 12 час. 25 мин. (приблизительно), и каждые 24—25 час. бывает два прилива и два отлива, две полные воды и две малые.

Амплитуды приливов в разных местах океанов

Теоретически амплитуды приливов не должны были бы в сизигии превосходить 0,8 м. И действительно на островах, расположенных посредине океана и отличающихся большой приглубостью и малыми горизонтальными размерами, амплитуды сизигийных приливов близки к этой величине и если и происходят ее, то обыкновенно не более чем в два раза.

По мере приближения к материкам убывают глубины, рельеф дна становится разнообразнее и самые очертания берегов оказывают свое влияние, все это вместе вносит большие изменения в тот характер явления, какой оно имело посредине океана. Эти видоизменения прилива у берегов очень разнообразны, и часто в местах, лежащих поблизости друг к другу, характер приливов совершенно разный. Точно так же и амплитуды приливов находятся в огромной зависимости от местных условий. По большей части у берегов материков, особенно выдающихся в море мысов, и там, где 'береговая черта не делает больших изгибов внутрь материка и где рельеф дна имеет ровный характер, амплитуды «приливов не превышают 1,5—2,0 м. Из имеющихся в настоящее время наблюдений для более чем 3000 мест на берегах океанов такие и еще меньшие амплитуды встречаются по крайней мере в 2000 местах.

Полумесячное неравенство прилива

Направления приливообразующих сил Луны и Солнца вследствие обращения Луны вокруг Земли и последней около Солнца непрерывно изменяются. Если направление от Земли к Солнцу изменяется в течение месяца немного, то направление к Луне за то же время изменится на 360°, причем два раза — в сизигии — оно совпадет с направлением на Солнце и два раза — в квадратуры — будет перпендикулярно к нему.

Суточное неравенство Солнца, складываясь с таковым же для Луны, при быстром изменении последнего весьма разнообразно видоизменяет характер явления прилива.

Лунный и солнечный приливы

Попытки объяснить явление приливов и найти его причину делались давно, но только после открытия Ньютоном законов всемирного тяготения эти попытки получили твердое научное обоснование. Но и открытие законов всемирного тяготения стало возможным только после накопления и изучения громадной массы наблюдений над движениями небесных светил. Для солнечной планетной системы такие материалы были уже в значительной степени обработаны еще Кеплером и выражены им тремя законами. Совокупность всех указанных данных и позволила Ньютону сформулировать закон всемирного тяготения, выражающий всю сущность причин, управляющих движением в пространстве каких угодно систем материальных точек.

Гармонический анализ и предсказание приливов

По мере накопления наблюдений над приливами в разных местах океана все более и более убеждались, что прилив во многих местах совершенно удаляется от правильного полусуточного колебания, и в этих случаях возникали большие затруднения для предсказания времени и высот полных и малых вод.

Если бы существовала полная теория явления, то дело предсказания приливов на какой угодно срок было бы вполне возможно; но такой теории не существует, и задача настолько трудна, что вряд ли можно даже и ожидать появления такой теории, а между тем практика мореплавания требовала ответа «а этот вопрос тем настоятельнее, чем больше развивалось мореплавание.

Приливные и отливные течения

Везде у берегов прилив и отлив сопровождаются течениями, называемыми приливо-отливными. Если прилив совершенно правильный, то приливное течение начинается, когда вода, поднимаясь при приливе, достигла среднего уровня. Постепенно нарастая, течение достигает наибольшей скорости в полную воду, затем при отливе оно постепенно убывает и прекращается к моменту, когда уровень достиг своего среднего положения. При дальнейшем понижении уровня начинается отливное течение обратного направления, которое в свою очередь достигает наибольшей силы в малую воду и затем уменьшается при приливе и прекращается, когда уровень достигнет среднего положения. При правильном приливе приливное и отливное течения продолжаются одинаковый промежуток времени.

Статическая теория равновесия прилива

Статическая теория равновесия, открытая Ньютоном, действительно впервые показала, что настоящая причина приливов есть всемирное тяготение. Эта теория удовлетворительно объясняет главнейшие особенности явления; она показывает, что под влиянием приливообразующих сил светил в сутки должно случаться два прилива и два отлива; что амплитуды их должны изменяться везде, кроме экватора и полюса, всякий раз, как приливообразующие светила не находятся на экваторе; что амплитуды должны изменяться в зависимости от расстояний до приливообразующих светил; что взаимное расположение светил в пространстве оказывает большое влияние на амплитуды приливов, образуя наибольшие сизигийные амплитуды и наименьшие — квадратурные.

Характер приливов в морях и океанах

В общем по берегам океанов приливы имеют довольно правильный характер, в Атлантическом океане и особенно в его северной половине прилив очень правильный, что и облегчило в свое время первое изучение явления. Неправильные приливы есть в Мексиканском заливе и Карибском море и в некоторых других местах.

В Тихом океане (45 % Мирового океана) в общем приливы менее правильны, нежели в Атлантическом океане; наиболее правильные у берегов Южной Америки, Австралии и на некоторых островах (Самоа).

Неправильные приливы наблюдаются вдоль берегов Северной Америки и вдоль океанических берегов Японии. Особенно неправильные в морях Азиатского побережья (Филиппины, Тонкинский залив) и на некоторых островах (Гавайские).

Почему вода испаряется?

Все знают, что если развесить выстиранное белье, то оно высохнет. И так же очевидно, что мокрый тротуар после дождя обязательно станет сухим.

Испарение — это процесс, при котором жидкость постепенно переходит в воздух в форме пара или газа. Все жидкости испаряются с разной скоростью. Спирт, аммиак и керосин испаряются быстрей воды.

Есть две силы, воздействующие на молекулы, из которых состоят все вещества. Первая — это сцепление, которое удерживает их между собой. Другая — тепловое движение молекул, которое заставляет их разлетаться в разные стороны. Когда эти две силы уравновешены, мы имеем жидкость.

Биофункциональная система океана

В океане осуществляется грандиозный процесс переноса вещества и энергии по биотическому круговороту. В процессе пищевых (трофических) связей живые организмы реализуют свои разнообразные функции, поддерживающие гомеостаз экосистемы Мирового океана в целом.

М.В. Ломоносов открыл закон сохранения вещества и энергии. В XIX веке К. Бэр применил его к использованию живыми организмами простых химических тел, раз вошедших в их состав. Он назвал его "законом бережливости". Вернадский очень образно формулирует этот закон: "Атомы, вошедшие в какую-нибудь форму живого вещества, захваченные единичным жизненным вихрем, с трудом возвращаются, а может быть, и не возвращаются назад, в косную материю биосферы". Благодаря "закону бережливости" можно говорить об атомах, остающихся в пределах живой материи в течение геологических периодов, все время находящихся в движении и миграции, но не выходящих назад в косную материю. Иными словами, основу функционирования живого вещества составляет биологический круговорот веществ.

Апвеллинг и природные питомники в океане

С борта судна океан чаще всего кажется безжизненным. Иногда за несколько дней плавания удается увидеть лишь двух-трех дельфинов, пристроившихся к носу судна, либо редкий фонтанчик воды, выброшенный в воздух кашалотом, случается мелькнет акула. Однако это впечатление верно, если считать, что океан населяют только крупные животные. На самом деле в поверхностном слое океана обитают мельчайшие организмы — фитопланктон, питающий все остальные группы морских организмов.

Для существования фитопланктона мало только солнечного света и растворенной в воде углекислоты, участвующих в фотосинтезе. Необходимы также биогенные элементы, и прежде всего фосфор, азот, кремний, кальций, из которых строятся органические и неорганические части организма. В большинстве районов океана фитопланктон развивается в условиях жесткого лимита нитратов, фосфатов и кремнезема. По мере выедания этих соединений цветение фитопланктона притормаживается.

Океаны в сравнении

Океаны и моря покрывают 361,26 млн км2, или 70,8% земной поверхности. В северном полушарии суша занимает 39,4% поверхности нашей планеты, океаны — 60,6 %, в южном полушарии на сушу приходится всего лишь 19%, тогда как на океан — 81%.

Более одной трети земной поверхности занимает Тихий океан. Это самый глубокий, холодный и наименее соленый океан, хотя в него поступает сравнительно небольшая часть речного стока. Вблизи экватора ширина Тихого океана достигает 17 тыс. км.

Черные и белые «курильщики»

Состав океанской воды на больших глубинах исключительно устойчив и меняется от района к району очень незначительно. Поэтому, когда в пробах воды, взятых придонными батометрами, выявлялись резкие аномалии в содержании кислорода или других элементов и соединений, специалисты оценивали такие результаты как явно ошибочные, объясняя этой плохой подготовкой батометров или другими причинами. Подобные случаи не учитывались при составлении карт и редко попадали в отчеты. В последние годы, однако, удалось установить, что аномалии в глубинных водах не только возможны, но и зачастую свидетельствуют об интереснейшем классе явлений, обусловленных гидротермальной деятельностью. На дне океана были обнаружены мощные подводные гейзеры, выбрасывавшие горячую воду на высоту в десятки и сотни метров. В 1977 г. их впервые наблюдали гидронавты с подводного аппарата «Алвин», выполнившего серию погружений в районе Галапагосского рифта на глубину 2—2,5 км.

Колебания уровня океана: их причины и следствия

Вдоль многих побережий видны выровненные площадки, которые, как показывают палеогеографические исследования, сложены морскими рыхлыми осадками с возрастом от нескольких тысяч до нескольких сот тысяч лет. Это так называемые морские террасы — неразмытые участки древней литорали и сублиторали. Они остались от эпох более высокого в сравнении с современным уровня стояния океанских вод. Наиболее широко распространены площадки, сформировавшиеся во время последней, фландрской трансгрессии моря, начавшейся 6—7 тыс. лет и завершившейся около 3 тыс. лет назад. Уровень океана в это время был на 3—6 м выше нынешнего. Соответственно при исследованиях дна в прибрежной части шельфа нередко обнаруживаются подводные террасы или уступы, сложенные выходами коренных пород. И те и другие обозначают положение древней береговой линии в эпохи понижений уровня океана. При бурении  в мелководной части Атлантического шельфа США на глубинах 50—60 м под слоем голоценовых осадков были выявлены пласты торфа и бурых углей, а в диапазоне глубин 60—100 м в районе мыса Хаттерас зафиксированы остатки древних бичроков и пляжей, которые возникли в этой части шельфа в различные эпохи плейстоцена.

История жизни на Земле

Если бы стало известно, что па какой-то планете есть жизнь, то первым вопросом был бы: какая жизнь? Ответ для Земли: белково-нуклеипокислотпая. Второй вопрос: сколько ее? (т. е. какова суммарная биомасса). Ответ для Земли: сейчас 2—3 триллиона тонн. Третий и четвертый вопросы: каковы формы живых организмов? Какие из них преобладают? Ответы для Земли: 35 типов наземных и водных растений и животных; из суммарной биомассы сейчас 98—99% находится на суше, в основном это растительность лесов, и 34 млрд. т — в океане (из них две трети — зоопланктон, около трети — донные животные, 5% — водоросли и 3%, или 1 млрд. т,— рыбы и кальмары). Можно было бы задавать еще много разных вопросов, но сейчас хочется отдать первое место следующему: как менялись в течение истории Земли формы и количества живых организмов?

Образование континентов

Данные о свойствах осадочных пород, позволяющие судить прежде всего об их континентальном или морском происхождении, показывают, что многие территории современных континентов неоднократно то заливались морем, то осушались. Палеогеографические карты показывают, что зачастую одновременно с осушением одних участков континентов другие покрывались морем. Однако эти процессы, как правило, не уравновешивались и суммарная площадь покрытых морями территорий современных континентов то увеличивалась, то уменьшалась. Иными словами, происходили планетарные трансгрессии и регрессии моря.

Движение континентов

Первым свидетельством движения континентов издавна считалось сходство очертаний западного берега Африки и восточного берега Южной Америки. Неслучайность этого сходства отмечал еще английский философ Ф. Бэкон в своем сочинении «Новый Органон» (1620), а Пласе (1658) высказывал предположение, что Старый и Новый Свет разделились в результате всемирного потопа (эта точка зрения просуществовала по меньшей мере до XIX столетия).

Большую популярность идея о движении континентов приобрела в результате работ выдающегося немецкого геофизика А. Вегенера, который справедливо считается главным автором этой идеи. Впервые он сформулировал ее в статье «Происхождение континентов» (1912), а затем в книге «Возникновение материков и океанов» (1915), многократно переиздававшейся и переведенной на многие языки (русский перевод вышел в 1925 г.). Исходя из уже упоминавшегося сходства контуров берегов, геологического строения и верхнепалеозойской флоры и фауны атлантических континентов, особенно Африки и Южной Америки.

Мировой океан и современная Земля

Главное в истории планеты в целом — это эволюция ее внутренней структуры. Под структурой мы понимаем изменения с глубиной химического состава планетного вещества, его фазового состояния (газообразного, жидкого или твердого, в последнем случае — вида кристаллической решетки) и физических характеристик, прежде всего давления, температуры и плотности, а затем также упругости, вязкости, электропроводности и т. п.

Чтобы разобраться в том, как изменялась в течение истории Земли ее внутренняя структура, удобнее всего начать с менее трудной задачи — выяснения внутренней структуры Земли в современную эпоху. По и эта задача оказывается трудной, так как прямые наблюдения и измерения мы можем проводить только на поверхности Земли, в атмосфере (теперь и в космосе), гидросфере и на небольших, всего до нескольких километров, глубинах в шахтах и скважинах в земной коре; о более глубоких слоях Земли приходится судить лишь по косвенным данным.

Вода и жизнь

По общепринятой научной теории жизнь на нашей планете — явление, так сказать, местное. Она зародилась давным-давно, когда на Земле сложились для этого благоприятные условия. И зародилась она в океане, то есть в воде. Сам этот процесс был длительный, протекавший миллиарды лет. Они ушли на то, чтобы из подходящих химических соединений, растворенных в океане, возникли органические вещества, положившие начало простейшим живым существам. Минули новые миллиардолетия, и жизнь расселилась по всей планете. Ныне она в различных формах и видах существует практически везде — в воде, на суше и в воздухе.

Как возник Мировой океан?

Происхождение вод Мирового океана тесным образом связано с первыми этапами истории Земли. Еще совсем недавно представления о возникновении и первых этапах земной эволюции основывались главным образом на предположениях. Сегодня в науке о Земле умозрительные гипотезы уступили место теориям, основанным на фактических данных. Современные представления о происхождении Земли облечены в стройную систему доказательств, подтверждающих все основные стороны этой сложной проблемы.

Согласно одной из наиболее обоснованных теорий, выдвинутой академиком О. Шмидтом, Солнце и все планеты солнечной системы образовались из холодного, медленно вращавшегося газопылевого облака. Когда часть первичного газопылевого облака уплотнилась и образовала плотный земной шар, на нем еще не было водной оболочки. В момент формирования нашей планеты вода будущего океана находилась в связанном состоянии в виде гидроокислов.

Океанская литосфера и образование земной коры

Возраст того или иного участка коры дна океана оказывается равным расстоянию этою участка от соответствующей рифтовой долины, деленному на соответствующую скорость отодвигания. Эти возрасты минимальны в окрестностях рифтовых зон срединно-океанских хребтов и максимальны на перифериях океанов. При. типичной полуширине океана 5000 км и типичных скоростях отодвигания 2—5 см/год типичный возраст дна океана на его периферии получается порядка 100—250 млн; лет, т. е. много меньше, чем время существования Мирового океана, который, таким образом, является древним образованием с молодым,, все время обновляющимся дном.

Переходя к описанию образования осадочных пород, рассмотрим сначала вулканические, а затем также и плутонические породы. Некоторая часть действующих вулканов находится в центральных районах океанов, преимущественно в рифтовых зонах срединно-океанских хребтов (к ним относятся, в частности, вулканы Исландии), а также на поперечных трансформных разломах (к ним, по-видимому, относятся вулканы Гавайских островов); вероятно, немало подводных срединно-океанских вулканов еще не зарегистрировано.

Происхождение океанов

Происхождение океанов тесным образом связано с эволюцией поверхности Земли. В частности, происхождение Тихого, Атлантического и Индийского океана связано с разломом и движением материков. Исследования показывают, что ориентация ферромагнитных зерен в изверженных и осадочных земных породах на дне океанов вполне соответствует представлениям геологов о подвижности континентов.

К концу XVI века, когда на глобус более или менее правильно были нанесены материки (кроме Австралии и Антарктиды, которые к тому времени еще не были открыты), географы невольно обратили внимание на сходство очертаний Западной Африки и восточного побережья Южной Америки. В самом деле, берега двух континентов, разделенных огромным водным пространством Атлантического океана, как бы дополняют друг друга: каждому заливу и каждой бухте в Африке соответствует равный по форме и размерам мыс в Южной Америке, и, наоборот, африканским мысам соответствуют американские бухты. Долгие годы это негативное сходство считалось случайным, его рассматривали как величайший по масштабу природный курьез.

Палеомагнетизм

В 50-х годах XX столетия ученые-магнитологи установили, что многие горные породы во время их образования приобретали намагниченность по направлению имевшегося тогда геомагнитного поля, но эта намагниченность во многих случаях сохранилась без существенных изменений до сих пор. Поэтому, определяя направления намагниченности пород различного возраста в конкретном районе земной коры, ложно узнать, как менялось в этом районе направление геомагнитного поля в течение того или иного периода времени. Проделав же это во многих районах земного шара, можно восстановить историю геомагнитного поля в целом.

Эволюция земной коры океанского дна

Земная кора дна океана состоит из осадочных, тверженных и метаморфических пород. Рассмотрение их эволюции удобнее всего начать с осадочных пород, образование которых в океанах в настоящее время доступно непосредственному наблюдению.

Скорости океанского осадкообразования оцениваются по возрастам различных слоев в колонках донных осадков, получаемых при помощи грунтовых трубок, и в кернах, извлекаемых при бурении океанского дна.

Относительный возраст слоев определяют палеонтологическим методом по видам организмов с известковыми раковинками — корненожек форашшифер и кокколитовых водорослей, а также организмов с кремнеземными раковинками — диатомовых водорослей и одноклеточных животных радиолярий; анализируются и попавшие в осадок- пыльца и споры наземных растений. Слои разного возраста различаются также по характеру их намагниченности, на чем основаны методы палеомагнитной стратиграфии.

Геологические периоды фанерозоя

О структуре, свойствах и поведении океанской коры классическая геология практически не имела сведений, что крайне затрудняло понимание движений земной коры в целом или, как говорят, глобальной тектоники Земли. Сейчас построение исторической геологии океанской коры (и тем самым земной коры в целом) уже началось, в связи с чем созданное классиками здание современной геологии подвергается революционной перестройке. Рассмотрим основные сведения классической исторической геологии фанерозоя.

Эволюция недр Земли

Попытаемся выяснить, как изменялась в течение истории Земли ее внутренняя структура. Главным процессом в эволюции недр планеты является гравитационная дифференциация веществ различного веса, при которой более тяжелые (т. е. имеющие при том же давлении большую плотность) вещества опускаются вниз, к центру планеты, а более легкие поднимаются наверх. В результате этого процесса планета должна расслоиться на оболочки так, чтобы более глубокие оболочки состояли из более тяжелых веществ.

В нижней мантии вещество находится в особенно плотном кристаллическом состоянии и имеет очень высокие температуры плавления. Как же осуществляются там вертикальные перемещения легких и тяжелых веществ в процессе их гравитационной дифференциации? Для ответа на этот вопрос надо учесть, что вещество в мантии Земли ведет себя как твердое тело только при быстро меняющихся нагрузках, а при очень долго действующих нагрузках оно обретает способность течь как вязкая жидкость. Поэтому, например, под действием центробежных сил, создаваемых вращением, Земля приобрела форму сжатого по оси эллипсоида вращения, почти в точности такого, как равновесная фигура вращающейся самогравптнругощей жидкости.

Прибрежная зона

Размытие морских берегов, особенно скалистых, идет крайне медленно

Взаимодействие между воздушной и водной средой осуществляется по всей огромной поверхности Мирового океана, в то время как его непосредственные контакты с сушей происходят лишь вдоль сравнительно узкой прибрежной зоны материков и островов. В вечной борьбе этих двух стихий океан выступает как подвижное и активное начало, ведущее наступление по всему фронту, тогда как суша занимает пассивную, оборонительную позицию. В результате воздействия прибоя и приливных течений постоянно происходит размывание берегов, формирование пляжей и террас.

Уровень Мирового океана

Уровень Мирового океана претерпевает постоянные изменения

Уровень Мирового океана претерпевает постоянные изменения, связанные как с деятельностью подземной вулканической активности, так и с деятельностью человека. Исследования ученых доказали, что объем океана и конфигурация его берегов в течение геологической истории претерпевали непрерывные изменения, которые будут происходить и в дальнейшем. Даже составлены карты, на которых даны положение и контуры материков, какими они станут через миллионы лет.

Невдалеке от Неаполя на берегу залива стоят остатки колоннады и виднеются развалины древнего храма, посвященного Серапису — богу умирающей и возрождающейся природы. Выбор места для постройки храма был сделан древними римлянами далеко не случайно: здесь из-под земли бьют теплые сернистые ключи. Задолго до начала нашей эры толпы паломников приходили сюда на поклонение божеству и для того, чтобы искупаться в теплых источниках, славившихся своими целебными свойствами по всей Римской республике. Время не пощадило изящное архитектурное сооружение. В результате землетрясений и войн храм превратился в руину, но перед этим он был разрушен морем.

Течения океана

Течения океана

Течения океана создаются ветрами, притяжением водных масс солнцем и луной, неравномерностью и переменой атмосферного давления, впадением с материков потоков речной воды и различием в плотности водных масс. Первоначальное направление во всех видах течений вскоре изменяется под воздействием вращения Земли, сил трения, конфигурации дна и береговой линии. В результате создается впечатление неупорядоченности и хаотичности движения. Тщательное же изучение морских течений позволило с достаточной степенью точности нанести их на карту.

Гениальный провидец в науке и замечательный писатель-фантаст Жюль Берн одним из первых отметил в качестве самой характерной особенности океана его вечное движение. Недаром девизом для своего «Наутилуса» он избрал краткое, но выразительное изречение: «Подвижный в подвижном». Океан находится в постоянном движении; даже скованные льдами, его воды продолжают перемещаться. Легче всего обнаруживаются поверхностные течения; с ними приходится считаться морякам, их воды несут на себе множество плавающих предметов.

Загрязнение океанов

Гибель морских животных

Уже в течении нескольких десятков лет ученые и экологи заняты вопросом — как защитить океан от загрязнения? Каждый человек, будь то ребенок или взрослый, живет он на берегу моря или никогда его не видел, должен знать, что от его личного поведения зависит проблема загрязнения океанов. Если бы все люди Земли проявляли настоящую заботу об океане, проблема его загрязнения не стояла бы сейчас так остро. Хочется еще раз напомнить, что если каждый житель нашей планеты выльет в ближайший ручей всего лишь по одному ведру оставшейся после стирки воды с синтетическим моющим средством, общее количество загрязнений увеличится на 40 миллионов кубометров.

25 мая 1969 года семь человек из семи стран ступили на борт папирусной лодки «Ра», которая тихо покачивалась на волнах в марокканском порту Сафи. Им предстояло совершить плавание к берегам Америки. Никто из семерки не имел опыта плавания через океан на пучках связанного тростника. Экипаж готовился к невзгодам и лишениям, к борьбе с изнуряющей жарой и свирепым натискам бурь. Множество опасностей подстерегало суденышко в открытом море, но никто из путешественников тогда не предполагал, что в опасности находится сам Атлантический океан.

Физические свойства морской воды

Плотность морской воды значительно отличаются от свойств химически чистой воды

Как известно, за международную единицу измерения массы принят килограмм. Платиновый килограммовый эталон хранится в Палате мер и весов в Париже, а очень точные дубликаты имеются в аналогичных учреждениях многих стран. Но почему именно килограмм (а не фунт, унция или золотник) принят теперь во всем мире за единицу измерения массы? Дело в том, что все другие единицы были произвольными, а килограмм имеет свой природный эквивалент: такова масса одного кубического дециметра воды при 4 градусах Цельсия.

Морские волны: природа возникновения

Моря без волн не бывает

Моря без волн не бывает, его поверхность всегда колеблется. Иногда это лишь легкая рябь на воде, иногда ряды гребней с веселыми белыми барашками, иногда грозные валы, несущие тучи брызг. Даже самое спокойное море «дышит». Его поверхность кажется совершенно ровной и блестит как зеркало, но берег лижут тихие, едва заметные волны. Это океанская зыбь, вестник далеких штормов. Каковы же основные причины возникновения этого природного явления?

Для научных, а главное, для практических целей о волнах нужно знать все: их высоту и длину, скорость и дальность их передвижения, мощность отдельного вала и энергию волнующегося моря. Нужно знать глубину, на которой еще ощущается волновое движение воды, и высоту заброса волнами брызг.

Морские волны: природа возникновения

Моря без волн не бывает

Моря без волн не бывает, его поверхность всегда колеблется. Иногда это лишь легкая рябь на воде, иногда ряды гребней с веселыми белыми барашками, иногда грозные валы, несущие тучи брызг. Даже самое спокойное море «дышит». Его поверхность кажется совершенно ровной и блестит как зеркало, но берег лижут тихие, едва заметные волны. Это океанская зыбь, вестник далеких штормов. Каковы же основные причины возникновения этого природного явления?

Для научных, а главное, для практических целей о волнах нужно знать все: их высоту и длину, скорость и дальность их передвижения, мощность отдельного вала и энергию волнующегося моря. Нужно знать глубину, на которой еще ощущается волновое движение воды, и высоту заброса волнами брызг.

Волны цунами

Волны цунами обладают колоссальной разрушительной силой

Рожденные землетрясениями на дне океана, цунами обладают колоссальной разрушительной силой. По мнению специалистов, цунами средней силы высвобождает такое количество энергии, которое эквивалентно взрыву нескольких атомных бомб. Соразмерно велика и разрушительная сила этого страшного стихийного бедствия. Общий ущерб от цунами вышедшего на побережье, может оценивается и миллиардами долларов и десятками тысяч погибших.

В ночь на 5 ноября 1952 года жители рыбацких поселков, расположенных по берегам северной группы Курильских островов и южной оконечности Камчатки, проснулись от сильных толчков землетрясения. Полураздетые, они выскакивали на холод из грозивших обрушиться домов. Как всегда в таких случаях, бесновались охваченные паникой домашние животные, звенела бьющаяся посуда, по крышам грохотали кирпичи обваливавшихся печных труб. Разрушения были значительные, но не катастрофические: где дала трещину стена жилого дома, где развалилась печь. В одной из бухт на Камчатке сползло с прибрежной скалы в море деревянное здание засолочного цеха. Во многих местах скалистого побережья произошли обвалы, местами образовались оползни.

Объем мирового океана

Объем Мировго океана составляет 1330—1421 миллион кубических километров

Океан — в первую очередь скопление воды. Не будь ее, не было бы и самого океана. Ведь совершенно очевидно, что так называемые лунные моря, в которых нет ни капли влаги, принципиально не отличаются от остальной поверхности Луны. Сколько же воды в океане? Произвести точный подсчет объема такого большого бассейна чрезвычайно трудно, поэтому результаты у разных исследователей не совпадают.