Физико географическая характеристика мирового океана

На окраинах Тихого океана, в районах Средиземного, Карибского морей, моря Скоша (Скотия) подводные окраины материков контактируют не непосредственно с ложем океана, а с днищем котловин окраинных или средиземных морей. В этих котловинах кора Субокеанического типа. Она очень мощна главным образом за счет осадочного слоя. С внешней стороны эти бассейны ограждены огромными подводными хребтами. Иногда их вершины поднимаются над уровнем моря, образуя гирлянды вулканических островов (Курильские, Марианские, Алеутские). Эти острова называют островными дугами.

С океанической стороны островных  дуг расположены глубоководные  желоба - грандиозные материковая  земная кора отсутствует. Вместо нее  здесь развита земная, узкие, но очень  глубокие (6 - 11 км глубины) депрессии. Они  тянутся параллельно островным  дугам и соответствуют выходам на поверхность Земли зон сверхглубинных разломов (так называемые зоны Беньоффа-Заварицкого). Разломы проникают в недра Земли на многие сотни километров. Эти зоны наклонены в сторону континентов. К ним приурочена подавляющая часть очагов землетрясений. Таким образом, области глубоководных желобов, островных дуг и глубоководных окраинных морей отличаются бурным вулканизмом, резкими и чрезвычайно быстрыми движениями земной коры, очень высокой сейсмичностью. Эти зоны получили название переходных зон.

Третья - основная - зона дна  Мирового океана - ложе океана, она отличается развитием земной коры исключительно  океанического типа. Ложе океана занимает более половины его площади на глубинах до 6 км. На ложе океана есть гряды, плато, возвышенности, которые разделяют  его на котловины. Донные отложения  представлены различными илами органогенного  происхождения и красной глубоководной  глиной, возникшей из тонких нерастворимых  минеральных частиц, космической  пыли и вулканического пепла. На дне  много железомарганцевых конкреций  с примесями других металлов.

Океанические хребты довольно четко разделяются на два типа: сводово-глыбовые и глыбовые. Сводово-глыбовые структуры представляют собой в  основе сводовые, линейно вытянутые поднятия океанической коры, обычно разбитые поперечными разломами на отдельные блоки (Гавайский хребет, образующий подводное основание одноименного архипелага).

 Кроме хребтов в  Мировом океане известно немало  возвышенностей, или океанических  плато. Крупнейшее из них в  Атлантическом океане - Бермудское  плато. На его поверхности - ряд подводных гор вулканического  происхождения.

Самый распространенный тип  рельефа океанических котловин - рельеф абиссальных холмов. Так называются бесчисленные возвышенности высотой  от 50 до 500 м, с диаметром основания  от нескольких сот метров до десятка  километров, почти сплошь усеивающие дно котловин. Кроме того, на дне  океана известно более 10 тыс. подводных  горных вершин. Некоторые подводные  годы с уплощенными вершинами  называют гайотами. Полагают, что некогда эти пики вздымались над уровнем океана, пока их вершины не были постепенно срезаны волнами.

Два других типа рельефа - волнистые  и плоские абиссальные равнины. Они возникли после частичного или  полного погребения абиссальных  холмов под толщей осадков.

Четвертая зона выделяется в центральных частях океанов. Это - крупнейшие формы рельефа дна  океана - срединно-океанические хребты - гигантские линейно ориентированные сводовые поднятия земной коры. При образовании свода самые большие напряжения возникают не его вершине, здесь и образуются разломы, по которым происходит опускание части свода, формируются грабены, т.н. рифтовые долины. По этим ослабленным зонам земной коры устремляется вверх материал мантии.

Начинаясь в Северном Ледовитом  океане небольшим хребтом Гаккеля, система этих поднятий пересекает Норвежско-Гренландский бассейн, включает Исландию и переходит в грандиозные Северо-Атлантический и Южно-Атлантический хребты. Последний переходит в Западно-Индийский хребет уже в Индийском океане. Севернее параллели острова Родригес одна ветвь - Аравийско-Индийский хребет - уходит на север, продолжаясь рядом форм рельефа дна Аденского залива и Красного моря, а другая ветвь следует на восток и переходит в срединно-океанический хребет Тихого океана - Южно-Тихоокеанское и Восточно-Тихоокеанское поднятия. Срединно-океанические хребты, вероятно, - молодые кайнозойские образования. Поскольку хребты появляются в результате растяжения земной коры, пересечены поперечными разломами и часто имеют центральные рифтовые долины, они предоставляют исключительную возможность для изучения пород океанической коры.

Осадконакопление - один из важнейших факторов рельефообразования в океане. Известно, что в Мировой океан ежегодно поступает более 21 млрд. т твердых осадков, до 2 млрд. т вулканических продуктов, около 5 млрд. т известковых и кремнистых остатков организмов.

Специфичны для Мирового океана и другие экзогенные процессы, формирующие рельеф его дна.

1.4Мировой океан

Мировой океан называют сокровищницей планеты. И в этом нет преувеличения. В морской воде содержатся почти все химические элементы периодической системы. В недрах морского дна сокровищ еще больше. Веками люди и не подозревали об этом. Разве что в сказках морской царь владел несметными богатствами.

Человечество убедилось, что океан  скрывает огромные запасы совсем несказочных сокровищ только в конце XX в., и наконец-то занялось разработкой подводных богатств.

Впрочем, сначала стоит сказать  о тех полезных веществах, которые  добываются непосредственно из морской  воды. Больше всего в ней, конечно, поваренной соли. А первым химическим элементом, который начали добывать из морской воды, был бром, который  почти невозможно извлечь из минералов  на суше. Добыча брома составляет около 50 тыс. т в год и развита главным  образом в США, Великобритании, Японии. От 40 до 60% мирового металлического магния производится сейчас из морской воды. Для этого хлористый и сернокислый магний океанской влаги переводят в окись магния, которую впоследствии подвергают электрохимической обработке. Только в США и Великобритании построено свыше 20 заводов по производству «морского» магния. Кроме того, этот вид переработки развит во Франции, Италии, Канаде, Японии, Германии и других странах. В меньших количествах из морской воды извлекают калий и йод.

Неисчерпаемым источником многих металлов, и прежде всего меди, свинца, кобальта, никеля, кадмия, золота, серебра, а также  некоторых редкоземельных элементов, могут стать горячие (до +56°) рассолы  близ разломов океанского дна, впервые  обнаруженные    в 1948 г. шведским научным судном «Альбатрос». Особенно подробно в этом отношении изучена впадина Атлантис-2, где выделено 7 различных типов металлоносных осадков. Обогащенные ценными металлическими компонентами рассолы оседают на дно океана в виде металлоносных илов, которые считаются весьма перспективными в сырьевом отношении. Например, высушенный ил из впадин Красного моря содержит до 3% меди и до 10% цинка (в весовом выражении), а это сравнимо с содержанием металлов в «классических» континентальных месторождениях. Согласно сейсмическим данным, мощность таких илов может достигать 100 м, а потому суммарный объем рудной массы в одной только впадине Атлантис-2 составляет в пересчете на сухой вес 100 — 150 млн. т.

Океаническое дно богато не только рудными илами. Огромные пространства его покрыты полиметаллическими и фосфоритовыми конкрециями. Последние вообще рассматриваются как основной промышленный источник фосфора в недалеком будущем. Фосфоритовые конкреции широко распространены на шельфах и материковых склонах всех трех основных океанов. 1лобальные запасы фосфоритов только на континентальном шельфе оцениваются в 300 млрд. т. И хотя всего лишь 10% руд считаются при существующих технологиях пригодными для разработки, этого количества хватит на тысячу лет неограниченного использования. Полиметаллические конкреции до недавних лор назывались железо-марганцевыми. Они были открыты во время исторического плавания «Челленджера» в 70-е гг. XIX в. В них на самом деле присутствуют марганец и железо, хотя относительное содержание последнего невелико. Но главное богатство конкреций — медь, никель и кобальт. Их содержание в конкрециях на несколько порядков больше, чем в месторождениях на суше. Найдены в конкрециях также свинец и алюминий. Обычно конкреции встречаются на глубинах свыше 3 км. Обнаружены они и в шельфовых морях, например в Балтийском, но там конкреции беднее марганцем и цветными металлами.

Промышленную разработку конкреций  связывают с глубоководными районами открытого океана. У большинства  конкреций имеется ядро — вулканический  обломок, а то и органическая частица, например зуб акулы. Самая большая конкреция, поднятая в одном из рейсов «Витязя» с глубины около 3 км, имела диаметр более 1,5 м и весила свыше 1 т. Но обычный размер конкреций куда меньше: от 1 до 5 см. Площадь океанского дна, покрытая конкрециями, составляет около 280 млн. км², из них только в Тихом океане — свыше 150. Считается, что добыча конкреций рентабельна при их плотности не менее 5 кг/м² (или 5 тыс. т/км²). А на океанском ложе есть районы с плотностью конкреций до 75 кг/м². Предполагается, что на склонах срединно-океанических поднятий она повышается до 200 — 300 кг/м². Районы с высокими рудными концентрациями занимают не менее 10% общей площади распространения полиметаллических конкреций. По подсчетам отечественных геологов, запасы конкреций в Тихом океане составляют около 350 млрд. т. В тихоокеанских конкрециях содержится не менее 71 млрд. т марганца, 2 млрд. т никеля, 1,5 млрд. т меди, I млрд. т кобальта. Запасы Атлантики и Индийского океана заметно скромнее; их общий потенциал оценивается «всего» в 100 млрд. т конкреций. В настоящее время делаются только первые шаги в освоении этих рудных богатств: разрабатываются методы и механизмы добычи, проводится их опытное опробование.

Ну а чем же богаты недра под  океаническим дном? Прежде всего нефтью и природным горючим газом. Именно это энергетическое сырье занимает в наши дни основное место в морских разработках. Современная теория образования нефти предполагает наличие жидких углеводородов в основном в достаточно мощных осадочных отложениях. Причем породы, их слагающие, должны провести определенное время в интервале температур от 80 — 90 до 150 — 170° С. Только в этих условиях из рассеянного органического вещества, почти всегда имеющегося в осадочной породе, могут образоваться нефтяные углеводороды. Как показывает геологическая практика, подобные условия встречаются на глубинах от 2 до 6 км. Именно на таких глубинах в недрах Земли должна определенное время пребывать порода, чтобы в ней зародились крупные нефтяные залежи. Образование газа начинается гораздо ближе к земной поверхности, а заканчивается на значительно больших глубинах осадочного чехла — до 9 км. Этим условиям отвечают только породы континентального типа земной коры. Следовательно, нефть и газ могут встретиться или на шельфе, или на материковом склоне. Все открытые до сих пор месторождения нефти и газа приурочены либо к шельфовым структурам, либо к относительно малым глубинам материкового склона.

В недалеком будущем люди, очевидно, придут и в арктические моря, богатые  жидкими и газообразными углеводородами, способными удовлетворить энергетические запросы грядущих поколений. Только не надо забывать, что морская нефть  значительно дороже континентальной. Например, в конце 70-х гг. XX в. сухопутная буровая установка, предназначенная для работы на глубинах свыше 5 км, стоила около 4 млн. долларов. В то же время средняя цена морской платформы с выдвижными опорами для бурения при глубинах моря не более 90 м составляла 25 млн. долларов, а установка для бурения при глубинах моря порядка 1000 м обходилась нефтедобытчикам в 50 — 100 млн. долларов. В середине 80-х гг. удельные затраты на добычу 1 т нефти на континентальных месторождениях Ближнего и Среднего Востока составляли 1,5 — 15 долларов, на морских — около 3,5 — 30 долларов. А ведь в Ближневосточном регионе условия добычи наиболее благоприятные на планете: здесь в относительно неглубоких залежах накоплены огромные запасы углеводородов, причем вертикальный разрез месторождений напоминает слоеный пирог, в котором чередуются нефтеносные слои и непроницаемые для жидкости горизонты. Подобные месторождения можно разрабатывать в течение многих десятков лет, причем минимальным количеством скважин. Ну а в более сложных условиях, например в прибрежных районах США, затраты на добычу 1 т нефти могут достигать и 90 долларов.

На шельфе осуществляется также  добыча и других полезных ископаемых «океанических» недр. Как правило, геологи имеют дело с месторождениями полезных ископаемых, являющимися продолжениями материковых. Так, например, обстоит дело с подводной добычей олова у полуострова Корнуолл (Великобритания). Здесь продуктивный горизонт уходит километра на полтора в море, тогда как вход в рудник Левант устроен на морском берегу. То же самое можно сказать о добыче железной руды во Франции (Дьелетг) и Финляндии (острова Стур-Юссарё и Нихамн в Аландском архипелаге). Известны подводные продолжения материковых месторождений цветных металлов в Швеции. Есть сведения об открытии месторождений никеля и меди подо дном Гудзонова залива. Крупный железорудный бассейн простирается почти подо всей акваторией Азовского моря. Перспективны для разработок шельфы Приморья, Сахалина, Камчатки, Чукотки. 
Морские недра могут содержать и промышленные залежи серы. Связаны такие месторождения с особыми структурами — соляными куполами, характерными для нефтегазоносных районов. Подобные структуры открыты в акваториях Красного моря, Мексиканского и Персидского заливов. Пока разрабатывается только одно месторождение промышленного масштаба: Гранд-Айл в Мексиканском заливе. Добыча здесь ведется с буровых платформ, напоминающих сооружения нефтяников. В продуктивный пласт под давлением закачивается горячий пар, растворяющий серу; горячий расплав выкачивается потом на поверхность по трубам.

Богаты океанские недра и  углем. Известно около 60 подводных угольных шахт. Большинство из них расположено  у берегов Великобритании; они  обеспечивают около 10% национальной добычи угля. Вся юго-западная часть Северного  моря занята угленосными отложениями  каменноугольного возраста. Вероятно, это один из крупнейших в мире каменноугольных  бассейнов. Тамошний уголь по качеству не уступает знаменитому рурскому. Разработан даже проект специального искусственного острова, с которого можно было бы проложить шахту под морские пучины. 
Уменьшенный вариант такого сооружения построен на японском месторождении Убе. Кстати, около трети суммарной добычи угля в Японии приходится на подводное сырье. Обычно разработка подводных месторождений ведется при помощи наклонных шахт, уходящих с берега на несколько километров в море. Шахтные выработки проложены на глубинах до 150 м от поверхности морского дна. 
У берегов Новой Шотландии (Канада) шахтеры опустились на еще большую глубину — почти в полкилометра. Подводные залежи углей разведаны у берегов многих стран, в частности Турции, Канады, Китая, Австралии, Чили.

Глава 2. Океаны

2.1 Тихий океан

Тихий океан — самый большой и самый древний из всех океанов. Его площадь составляет 178,6 млн. км². Он может свободно вместить все материки и острова вместе взятые, поэтому его иногда называют Великим. Название же «Тихий» связано с именем Ф.Магеллана, совершавшего кругосветное путешествие и проплывавшего через Тихий океан при благоприятных погодных условиях.

Расположение: ограничен восточным побережьем Евразии и Австралии, западным побережьем Северной и Южной Америки, Северным Ледовитым океаном на севере, Южным океаном на юге. 
Площадь:178,7миллионовкм² 
Средняя глубина: 4 282 м.

Наибольшая глубина: 11022 м (Марианская впадина).

Рельеф дна: Восточно-Тихоокеанское поднятие, Северо-Восточна, Северо-

Соленость: 30-36,5 ‰.

Течения: теплые – Куросио, Северо-Тихоокеанское, Аляскинское, Южно-Пассатное, Восточно-Австралийское; холодные – Калифорнийское, Курильское, Перуанское, течение Западных ветров.

Западная, Центральная, Восточная, Южная  и другие котловины, глубоководные  желоба: Алеутский, Курило-Камчатский, Марианский, Филиппинский, Перуанский и другие.

Этот океан действительно великий: он занимает 1/3 поверхности всей планеты  и почти 1/2 площади Мирового океана. Океан имеет овальные очертания, особенно он широк у экватора.

Народы, населяющие тихоокеанские  берега и острова, с давних пор  совершали плавания по океану, осваивали  его богатства. Сведения об океане были накоплены в результате плаваний Ф.Магеллана, Дж. Кука. Начало широкого его изучения было положено в XIX веке первой кругосветной русской экспедицией И.Ф.Крузенштерна. В настоящее время создана специальная международная организация по изучению Тихого океана. За последние годы получены новые данные о его природе, определена глубина, изучаются течения, рельеф дна, биологические ресурсы океана.