Какими свойствами обладает океаническая вода

Вода покрывает 2/3 нашей планеты, причем водоемы, входящие в состав Мирового океана, имеют разные характеристики. Большинство скажет, что все моря соленые, а реки пресноводные, но в природе все не так. Ученые давно исследовали гидросферу Земли и разложили ее на составляющие. Например, в мире существуют соленые реки, а вода во льдах Антарктиды пресная. Но чтобы ответить на вопрос, какая вода в океане – пресная или соленая, и какой воды на планете больше, нужно разобраться в ее характеристиках.

Свойства воды в океане

Вода в океане и ее свойства менялись с развитием биосферы и изменениями земного рельефа. Если отвечать на вопрос, соленая она или нет, правильным ответом будет горько-соленая. В ее состав входит более 50 микроэлементов, которые определяют ключевые характеристики. Соленость и другие характеристики жидкости зависят от климатических условий региона.

Физические свойства

Океанская вода отличается по составу в зависимости от условий окружающей среды. Все водоемы имеют пресные водные источники, расположенные под землей – там, где они находятся, показатели солености снижаются. Еще один фактор, определяющий физические свойства жидкости – осадки, снижающие концентрацию соли, и испарения, увеличивающие ее. Соответственно, в самый соленый океан в мире попадает минимальное количество пресной воды, а испарения, наоборот, максимальны.

Ученые подсчитали: если всю содержащуюся в океанской воде соль рассыпать по всей земле ровным слоем, его толщина составит более 100 метров.

Соленость воды

Вода в мировом океане соленая из-за того, что в ней растворены минеральные соли, в основном хлористый натрий (поваренная соль) и магний. Соленость измеряется в ‰ (промилле) или единицах PSU. Это количество твердых веществ, растворенных в 1 кг жидкости, которое измеряется при определенных условиях.

Показатели самой соленой воды в мировом океане наблюдаются в Мертвом море – 350 ‰. Абсолютно пресноводных водоемов на планете нет, но, если отвечать на вопрос, в каком море вода самая пресная, ответом будет Балтийское. Его соленость в среднем составляет 0,5 ‰.

Растворенные газы

Помимо микроэлементов, вода в океане содержит растворенные газы. В ней преобладают азот и кислород, а еще присутствуют диоксид, сероводород, углерод и другие вещества. Содержание газов способствует тому, что в океане происходят биологические процессы. Особую роль в них играет кислород – в самых глубоких толщах его практически нет, но там происходит образование ядовитого сероводорода.

Теории о причинах солености морской воды

Ответ на вопрос, пресная или соленая в океане вода, не составил для ученых сложности. Но причины, почему вода имеет определенные физические характеристики, определили не сразу. Существует несколько теорий, определяющих происхождение мирового океана.

1. Изначально Земля была горячей, и над ней носился пар. Он проливался на поверхность осадками, а по мере остывания коры стал скапливаться в выемках земной коры. На тот момент вода была пресной, но от микроэлементов, вынесенных мощными потоками из глубин планеты, стала соленой.
2. Земной шар формировался постепенно, из огромных глыб, летавших в космосе. Со временем он разогревался, плотные и тяжелые вещества опускались вниз, а газы и вода поднимались вверх. Горячие струи вытекали из недр Земли, и из-за присутствия кислот и минеральных солей были солеными изначально.

Большинство ученых склоняются ко второй теории. Она объясняет то, что количество пресной воды на планете велико, но соленой все-таки больше.

Рейтинг океанов по солености воды

Средняя соленость мирового океана составляет 33-35 ‰. Если говорить о том, какой океан считается самым соленым в мире, ученые называют Атлантический. В нем вода солонее, чем в остальных, но есть исключения, так как соленость – не устойчивая величина.

Самым соленым океаном в мире считается Атлантический, но на этот счет можно поспорить. Соленость отличается в зависимости от температуры воды и количества осадков. В тропических регионах в Тихом океане показатель может составлять 35,6 ‰ и выше. А Северный Ледовитый океан, который называют самым пресным, в области Норвежского моря демонстрирует соленость 34-35 ‰.

Почему нельзя пить такую воду

Вода в океане содержит высокую концентрацию солей и минеральных веществ, поэтому она непригодна для питья. Для выведения химических веществ из организма потребуется больше жидкости, чем содержится в океанской воде. Соответственно, ее употребление ухудшит состояние страдающего от жажды и обезвоживания человека, а не улучшит его.

В большинстве рек вода не соленая, а пресная, но пить ее тоже не стоит. В ней присутствуют опасные микроорганизмы, способные вызвать тяжелое отравление.

Возможность возникновения пресного океана

Вместе с исследованиями, был ли океан изначально соленым или пресным, ученые пытались ответить на другие вопросы. Один из них касается изменения свойств гидросферы в будущем. Специалисты пришли к выводу, что возникновение пресного океана практически исключено, несмотря на то, что он питается от пресноводных источников.

Соленая вода плотнее пресной, поэтому она остается в верхних слоях водоемов. На циркуляцию жидкости влияет и вращение Земли – оно предотвращает ее выход на поверхность и удерживает на дне. В теории вода в океане может стать пресной, но это возможно только при глобальных изменениях климата, которые человечество вряд ли переживет.

Что такое Мировой океан

Очень часто Землю называют Голубой планетой. Это неспроста, ведь суша занимает всего около четверти поверхности планеты, а более трёх четвертей её покрывает Мировой океан.

Мировой океан – это основная часть гидросферы, водной оболочки Земли. Учёные в свою очередь разделяют его на четыре крупные составляющие, океаны: Тихий, Индийский, Атлантический и Северный Ледовитый. Мировой океан, как принято считать, един, хотя и сильно расчленён.

Что же известно о Мировом океане сегодня?

Как отмечалось ранее, основная часть гидросферы планеты Земля представлена водами Мирового океана. В Северном полушарии он занимает три пятых всей поверхности планеты, в Южном же – четыре пятых.

Мировой океан – термин совокупный. Следует понимать, что на глобусе или карте невозможно найти гидроним с таким называнием. А вот четыре его составляющих – это земные океаны – отыскать проще простого. Они, правда, тоже не являются неделимыми частями водной оболочки планеты: они делятся на заливы, проливы и моря – это крупнейшие регионы океанов.

Теории происхождения Мирового океана

Принято считать, что происхождение океанической воды глубинное. Согласно этой теории, она была образована во время дифференцировки первичного вещества Земли. Ныне она представляет собой раствор неорганических солей, концентрация которого сильно варьируется от региона к региону и зависит от множества внешних факторов. Этот раствор поступает к мантии планеты во время извержения вулканов по областям глубинных разломов.

Колебания уровня океанов на протяжении миллионов лет находились в зависимости от движений тектонических плит, изменениям глубины и объёма впадин, образованием и таянием на материках гигантских ледяных покровов. Для ранних периодов истории планеты хронология изменений уровня Мирового океана выяснена ещё не полностью, но последний миллион лет наивысший и самый низкий уровни воды океана имеют довольно точную датировку.

Наука, к сожалению, ещё достаточно далека от разгадки величайшей тайны в истории – тайны появления жизни. Но тщательное изучение истории Мирового океана способно пролить свет на некоторые аспекты данной проблемы. Уже полученные данные помогают в решении самых сложных задач, которые также входят в вопрос о зарождении всего  живого. Так, например, выяснена и детально изучена роль океанов в процессах биологической эволюции. Учёные весьма убедительно продемонстрировали, что зародившаяся жизнь с океанскими водами была тесно взаимосвязана: она не только зависела от них, но и стала мощным преобразователем всей Земли, поскольку из-за жизнедеятельности уже существовавших водных организмов значительно менялся качественный и количественный состав всей гидросферы.

Самые крупные споры возникают при обсуждении образования и формирования дна океана. В отношении данной проблемы разработано несколько интересных концепций. С течением времени они несколько видоизменяются, поскольку с результатами всё новых исследований приходят свежие данные о том или ином аспекте каждой, а также отпадают нежизнеспособные теории.

Так, к примеру, гипотеза о формировании рельефа дна Тихого океана в результате отрыва от Земли ещё части, которая в дальнейшем превратилась в Луну, была опровергнута. Современные представления об этом, как правило, основываются на информации об особенностях движения земной коры под океанами и распределении геофизических полей.

Морские геологи достигли невероятных успехов в изучении слоёв осадочных пород на дне, а также физический и географических условий, в которых эти слои образовывались. Дня некоторых периодов удалось просчитать температуры Мирового океана в разных его регионах, солёность воды, её циркуляцию. Стало возможным представить общую схему развития основной части гидросферы на протяжении практически всего её существования, Постепенно становятся известными многие занятные подробности, которые способствуют восполнению пробелов в знаниях об истории великого земного океана.

Свойства вод Мирового океана

Океан справедливо принято считать главнейшим аккумулятором тепла на Земле. Его средняя температура равна 17 градусам тепла по Цельсию.

Вся толща воды нагревается Солнцем намного медленнее поверхности суши и очень неравномерно. Сперва тепло накапливается в верхних слоях воды, и лишь затем намного более медленно проникает к самому дну. Многие испробовали это на себе. Так, плавая жарким летним днём в водоёме – озере, реке или даже море (особенно в море) – легко ощутить разницу в температуре у поверхности и у дна. И если наверху вода может оказаться очень тёплой, то ноги вполне могут занеметь от холода. Это объясняется тем, что вода и большинство водных растворов солей крайне плохо проводят тепло. Данное общее свойство работает и для вод Мирового океана, которые, как отмечалось выше, представляют собой раствор многих солей.

Таким образом, поскольку тепло отдаётся водой довольно медленно, то обогрев той части планеты, которая находится вне досягаемости солнечных лучей (иными словами, как раз та, где в некоторый момент времени ночь), происходит именно за счёт накопленного океаном тепла.

Ещё одним интересным свойством является температура замерзания океанских вод. Всем давно известен и привычен тот факт, что вода в нормальных условиях замерзает при 0 градусов по Цельсию. Но для морской воды это несколько иначе. Дело в том, что тем больше вещества присутствует в растворе и чем меньше в нём доля растворителя, тем сильнее понижается температура замерзания субстанции. Что это значит? Океаническая вода замерзает при более низкой температуре, которая в среднем составляет приблизительно 4 градуса мороза по Цельсию.

На количестве растворённой соли (то есть, на солёности – о ней речь пойдёт немного ниже) базируется ещё одно свойство вод Мирового океана. Показатели плотности и солёности вод прямо пропорциональны друг другу: чем выше концентрация соли, тем выше плотность раствора, то есть, как было условлено раньше, воды. Таким образом, плотность разнится от региона к региону.

Общеизвестно, что в северных широтах на поверхности океанов могут образовываться айсберги. Их плотность намного меньше, чем плотность воды, и именно поэтому они как бы дрейфуют по ней.

Солёность вод Мирового океана

Одним из основных признаков, по которым существенно различаются воды Мирового океана и суши, является солёность. Солёность первых довольно высокая: так, например, в 1 кубическом дециметре (или, что привычнее, в литре) такой воды растворено в среднем до 35 граммов самых разных химических соединений преимущественно неорганического характера.

Морская вода – это ненасыщенный раствор из примерно четырёх десятков различных соединений, основным из которых является всем привычный хлористый натрий, более известный как галит или поваренная соль. Именно она придаёт всему раствору солёный вкус. В свою очередь, вопреки хлориду натрия, соли магния дают небольшую горчинку.

Чтобы выразить солёность, используют промилле. Разумеется, можно было бы прибегнуть к химическим характеристикам концентрации раствора, но к данному показателю все настолько привыкли, что менять что-либо вообще смысла не было. Промилле – это одна тысячная доля от некоторого числа. Как отмечалось выше, в среднем в океанской воде растворено около 35 граммов различных солей, а это означает, что средняя солёность будет равна 35 ‰.

Как много соли в Мировом океане? Учёные объясняют это так: если представить, что вся соль, что есть в океане, высушена и распределена по поверхности суши ровным слоем, то его средняя толщина будет равна полутора сотням метров.

Какие факторы оказывают наибольшее влияние на показатели солёности?

• Испарение воды – так как испаряется только растворитель, а соли остаются, то концентрация их увеличивается (хотя объём и масса всего раствора снижаются).
• Льдообразование – работают те же самые принципы.
• Выпадение атмосферных осадков – а вот здесь уже вступают в силу противоположные механизмы: поскольку количество растворителя увеличивается, то при росте массы и объёма раствора концентрация понижается.
• Сток речных вод – по приведённой в предыдущем пункте причине наблюдается весьма занятное явление: неподалёку от устьев рек солёность воды намного ниже среднего значения, и чем дальше от берегов, тем выше солёность.
• Таяние льдов – механизм всё тот же.

Таким образом, во многом солёность вод Мирового океана определяется климатическими факторами.

Температура вод мирового океана

Поскольку Мировой океан занимает в три раза большую площадь, чем суша, то и тепла он получает втрое больше. Выше были описаны закономерности прогрева воды, которые определяют её температуру. А дальше будут рассмотрены особенности каждого из океанов по отдельности.

Наибольшая температура у поверхности воды наблюдается в Тихом океане – 19,4 градуса тепла по Цельсию (хотя самым тёплым и принято считать Индийским, он здесь всего лишь на втором месте – соответственно, 17,3 градуса). Третье место занимает Атлантический океан – его средняя температура у поверхности составляет 16,5 градусов. Завершает рейтинг Северный Ледовитый океан – там температура едва ли поднимается выше 1 градуса.

Так как океан на 25-50 % теплее суши, такая разница не может не оказывать существенного влияния не только на гидробионтов – так называют обитающие в водной среде живые организмы – но и на всё живое на Земле в целом. Являясь подобием центрального котла отопления, океан защищает всех живых существ как от перегрева, так и от переохлаждения.

Течения вод мирового океана

В тот момент, когда мореплаватели впервые вышли в открытое море, они тут же узнали о существовании течений. Хотя их и раньше считали довольно важной морской реалией, пусть и довольно опасной, по-настоящему на них обратили внимание лишь к началу эпохи Великих географических открытий, когда капризные течения могли подталкивать корабли к неизведанным землям.

За примером далеко ходить не нужно: легендарный Христофор Колумб доплыл до Америки с помощью течения, ныне известного как Северное Экваториальное. Именно после предположений о том, что великому открытию поспособствовало течение, к нему – да и к прочим – стали присматриваться всё пристальнее.

Ко второй половине XVIII столетия мореплаватели имели довольно неплохое представление об одном из крупнейших течений, Гольфстриме. Изучен он был весьма подробно, хотя за счёт отсутствия подходящей техники и не так хорошо, как мог бы быть исследован сегодня. В те времена моряки предпочитали двигаться по течению из Америки в Европу, а при возвращении держались от течения на некотором – внушительном – расстоянии. Владение этой хитростью позволяло на две-три недели опережать те корабли, капитаны которых не имели представления о крупном течении.

Интересно то, что большинство течений в Северном полушарии направлено по часовой стрелке, а в Южном движутся в противоположном направлении. Ну а наиболее мощные течения фиксируются у восточных берегов материков.

Как именно возникают течения? Дело в том, что на циркуляцию потоков воды оказывает существенное влияние ряд таких важных факторов как ветер, структура дна, и очертания материков и особенности береговых линий, разница в показателях плотности, температуры, давления воды, даже гравитационные поля Луны и Земли и вращение планеты вокруг собственной оси. Поверхностные течения Мирового океана, как отмечают исследователи, выражены наиболее ярко.

Загрязнения и экологические проблемы вод мирового океана

В наше время огромной проблемой является загрязнение вод. Главными его источниками являются выбросы бытовых и промышленных вод в Мировой океан.

Крупнейшие площади загрязнения находятся в прибрежных зонах. Помимо стоков от различных промышленных предприятий немалый вклад в загрязнение Мирового океана вносят и бытовые стоки – например, многие страны не имеют запрета на вывод системы канализации в море.

С быстрым ростом городов растут и масштабы загрязнения. Мировой океан велик, но даже ему тяжело справляться с такими количествами отходов самого разного вида. Экологи бьют тревогу: уничтожаются новые виды и подвиды животных и растений, что наносит непоправимый вред океану

.

Борьба со сбросом мусора ведётся при помощи системы труб, которая отвечает за его сброс подальше от прибрежных зон. Но проблемы это не решает. К тому же, этот способ не работает для ликвидации последствий аварий – например, на танкерах, перевозящих нефть.

Мировой океан действительно важен для планеты. И в силах людей сделать всё, чтобы он продолжал питать и оберегать Землю.