Океанология Введение Океанология — cовокупность научных дисциплин о

Океанология Введение Океанология - cовокупность научных дисциплин о физических, химических, геологических и биологических процессах в Мировом океане

Периоды исследований океана • Период поверхностной океанографии: с древнейших времён до 1873. • Период глубоководных исследований: 1873 – 1914. • Период национальных систематических исследований: 1925– 1940. • Период новых методов: 1947– 1956. • Период международного взаимодействия: 1957– 1978. • Эра спутников: 1978– 1995. • Эра изучения Земли как системы: 1995 -.

Перспективы • Пищевые ресурсы • Способ транспортировки • Минеральные ресурсы • Среда распространения • Поддержание жизни • Климат • Энергия

Океаны и производство продуктов питания Провинция Площадь Открытый океан 90, 0 1, 6 Прибрежные зоны 9, 9 120 0, 1 120 Зоны апвеллинга Рыбная продукция 106 т/год

Морская биосфера • • • около 15 тыс. простейших, 5 тыс. губок, около 9 тыс. кишечнополостных, более 7 тыс. различных червей, 80 тыс. моллюсков, более 20 тыс. ракообразных, 6 тыс. иглокожих и менее многочисленные представителей ряда других групп беспозвоночных около 16 тыс. рыб. Из позвоночных животных в океане, кроме рыб, обитают черепахи и змеи (около 50 видов) более 100 видов млекопитающих, главным образом китообразных и ластоногих. постоянно связана с океаном жизнь некоторых птиц (пингвинов, альбатросов, чаек и др. - около 240 видов).

До 15% мирового улова (помимо отходов) перерабатывается на кормовую муку. Кожа рыб (зубатка) идет на галантерейные изделия. Из рыбной чешуи и плавательных пузырей делают клей, из чешуи изготовляют искусственный жемчуг. Из печени некоторых рыб получают рыбий жир. Китообразных перерабатывают на технический жир, консервы, медицинские препараты, подошвенный материал. Кашалотов перерабатывают на крема, губные помады, духов. Тюлени, моржи дают для промышленности технический жир и шкуру; котика и калана промышляют в тихом океане ради его ценного меха. Водоросли большей частью употребляют в качестве приправ. Морские травы зостера и филлоспадикс применяются в качестве набивочного материала для сидений в транспорте.

Минеральные ресурсы • • • Соль Магний Нефть Газ Фосфаты Марганец Железо Кобальт Никель Медь

Океаны и погода

Изучение океана Междисциплинарные исследования

Физика • «Тепловая машина» океан-суша • Изучение теплового баланса • Поверхностные ветра и циркуляция океана • Природа термохалинной циркуляции • Механизм апвеллинг – даунвеллинг • Глобальный климат

Биология • Характер адаптации • Взаимосвязь распределения видов и циркуляции • Продукция и перемешивание • Фотосинтез и глубина

Химия • Углеродный цикл • Зягрязнение • Радиохимия

Геология • Морфология бассейнов • Осадконакопление

Крупнейшие центры океанологических исследований • • • Институт океанологии им. П. П. Ширшова Российской академии наук (ИОРАН)(www. sio. rssi. ru) Государственное учреждение «Государственный океанографический институт» Росгидромета (ГУ «ГОИН» ) (www. oceanography. ru) Государственное учреждение "Арктический и антарктический научно-исследовательский институт" (ГУ АНИИ)(www. aari. nw. ru) Всесоюзный научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО)(www. vniro. ru) Главное управление навигации и океанографии Министерства обороны России (ГУНи. О МО РФ)(www. vkesimo. navy. ru/gunio. htm) Государственное учреждение "Всероссийский научноисследовательский институт гидрометеорологической информации - Мировой центр данных" (ГУ «ВНИИГМИМЦД» )(www. meteo. ru)

• Морской гидрофизический институт НАН Украины (МГИ)(www. mhi. vif/net) • Институт биологии южных морей НАН Украины (Ин. БЮМ) (www. ibss. iuf. net)

• Скриппсовский (штат Калифорния, Сан-Диего) (http: //www. sio. ucsd. edu) и Вудсхолский (штат Массачусетс, Бостон) (http: //www. whoi. edu) океанографические институты • The Bermuda Institute of ocean siences

Монако Океанографический музей; Международное гидрографическое Бюро Канада Институты океанографии в Ванкувере и Галифаксе Франция Океанографический институт в Бресте Великобритания Национальный океанографический институт в графстве Суррей, Эдингбургский университет Япония Институт океанских исследований

Средства измерения

ADCP (Acoustic Doppler Current Profile) • ADCP излучает последовательность высокочастотных звуковых импульсов которые отражаются от движущихся в воде частиц

Батометр Нансена (Nancen bottle) и Батометр Нискина (Niskin bottle) • • • Батометры Нансена (Nansen bottle) Отбор пробы воды происходит при переворачивании прибора, когда клапаны на концах батометра закрываются. Эти батометры подвешиваются на трос по одному. Батометры Нискина (Niskin bottle) Этим батометрам не нужно переворачиваться чтобы захлопнуться. Иногда их вешают на трос по одному. Но чаще всего их собирают в розетту (rosette) и опускают в воду, а при достижении определённой глубины батометры закрываются. Потом на палубе пробы из батометров отбираются для анализа

CTD (conductivity, temperature and depth) • Механические инструменты на Нансеновских батометрах в начале 60 х были заменены электронными инструментами измеряющими электропроводность, температуру и глубину. • Cистема для производства и записи таких измерений обычно называется CTD (conductivity, temperature, and depth)хотя первые модели назывались STD (salinity, temperature, depth).

8 апреля 2010 был запущен спутник Cryo. Sat.

Океанологические станции в открытом океане Глубоководные обитаемые аппараты «Мир»

Подводные роботы GREX • Проект GREX задуман для разработки программного обеспечения и средств связи, которые позволят морским роботам странствовать отрядами, собирая разнородные данные. Выстроившись в цепочку, они могут передавать контрольные сигналы другу, существенно расширив зону исследований.

Программа "Интегрированного океанского бурения" (Integrated Ocean Drilling Program — IODP)

Дрифтеры обладают большим брезентовым парусом циллиндрической формы, центр сопротивления которого расположен на глубине 15 м. С помощью тонкого троса парус связан с поверхностным поплавком, в котором находится передатчик (спутн. Аргос).

Эхолот • • • Эхолот — это навигационный прибор для исследования рельефа дна водного бассейна и автоматического измерения глубины водоёмов с помощью гидроакустических эхо-сигналов. Обычно в днище судна устанавливается вибратор, к которому периодически подаются от генератора электрические импульсы, преобразуемые им в акустические, распространяющиеся в ограниченном угле вертикально вниз. Эхолоты изготовляются на разные интервалы глубин, в пределах от 0, 1 до 12 000 м и работают при скоростях хода судна до 30 узлов (55 км/ч) и даже более. Погрешность эхолота – от 1% до сотых долей процента.

Теории структуры земли

Теория плитной тектоники

Плитная тектоника не объясняет: • интенсивное осушение континентов • существенную неоднородность верхней мантии • сокращение коры по мощности в сторону окраин континентов • наличие в океанах асейсмичных хребтов

Теория мобилизма

Гипотеза пульсирующей Земли

Дно Мирового океана

В Карибском море открыты самые глубоководные вулканы. Их жерла, которые называют "черными курильщиками", были обнаружены в районе Каймановой впадины на глубине пяти километров. Исследователи из британского Национального океанографического центра запечатлели, как жерла извергают воду, которая, кстати, имеет температуру, способную расплавить свинец.

Каньоны

Срединно-океанические хребты

Мировой океан: статистические данные Площадь Мирового океана: 361 х 106 км 2 Площадь Мирового океана • • Тихий океан: 49, 5 % Атлантический: 25, 3% Индийский: 21, 1% Северный Ледовитый: 4, 1% Средняя глубина Мирового океана: 3930 м Максимальная глубина Мирового океана: 11034 м

Объем Мирового океана: океанологи представили уточненную оценку • Новая величина — 1, 3324 млрд км 3 — примерно на 0, 3% отличается от того значения (1, 338 млрд км 3), которое было представлено в 1983 году сотрудниками Государственного гидрологического института СССР. В абсолютных цифрах эта разница приблизительно соответствует увеличенному в пять раз объёму Мексиканского залива.

• Основные изменения пришлись на среднюю глубину океана: её оценочная величина уменьшилась сразу на 21 м и составила 3 682, 2 м. Площадь водной поверхности была определена с высокой точностью ещё в XIX веке, а за последние 30 лет её расчётное значение повысилось лишь на 0, 54 млн км 2 и достигло 361, 84 млн км 2. Снижение расчётной средней глубины Мирового океана со временем (иллюстрация из журнала Oceanography).

Южный океан • Моря и заливы находятся у берегов Антарктиды. В порядке от меридиана 0° на восток: моря Лазарева, Рисер. Ларсена, Космонавтов, Содружества, Дейвиса, Моусона; заливы Николая Зубова, Миклухо-Маклая, Полдинг, Порпес; моря Д’Юрвиля, Сомова, Росса; залив Ригли; моря Амундсена, Беллинсгаузена, пролив Дрейка, моря Скотия (Скоша), Уэдделла. Сектора Южного океана • • • Атлантический сектор — между северной оконечностью Антарктического полуострова и меридианом мыса Доброй Надежды. Индийский сектор — между меридианом мыса Доброй Надежды и меридианом мыса Саут-Ист-Кейп на острове Тасмания. Тихоокеанский сектор — между меридианом мыса Саут-Ист-Кейп на острове Тасмания и северной оконечностью Антарктического полуострова.

Карта полярных озер • Одно из главных отличий антарктических глубоких озер заключается в том, что они находятся под гигантских давлением километров льда. "Вода здесь представляет собой некое подобие шаров, образовавшихся между слоями льда. Наши исследования показали, что озера в Антарктиде есть почти всех размеров и глубин, начиная от тонких водяных слоев, заканчивая глубокими водными системами пресных бассейнов

Северный ледовитый океан • площадь составляет около 13, 1 млн. км 2 (3, 6% площади МО) • служит единственной морской магистралью для снабжения бурно развивающейся промышленности Сибири • Северный Ледовитый океан играет роль одного из планетарных «стоков» тепла как в атмосфере, так и в океане

Северный Ледовитый океан • Северный Ледовитый океан когда-то был пресным озером, соединенным с Атлантикой узким проливом. Потом пролив стал расширяться, и соленые атлантические воды хлынули на север, убивая по пути все формы жизни. Палеоокеанологи раскрыли механизм рождения полярного океана. таким этот океан был 17. 5 миллионов лет назад

Атлантический океан

Индийский океан

Тихий океан Во время анализа вод Тихого океана французские ученые обнаружили необычную экосистему в воде, размер которой примерно соответствовал размеру Средиземного моря. Этот регион оказался сравним по своей чистоте с чистейшими горными озерами, его размер очень велик. По словам ученых, более чистой воды в океанах пока обнаружить не удалось.

Океанологи наблюдали увеличение поверхности дна Тихого океана • • Учёные зафиксировали извержение магмы на глубине 2500 метров под поверхностью Тихого океана в январе 2006 года. В результате произошло увеличение поверхности дна океана, которое впервые удалось наблюдать в процессе. Во время подводного извержения океанская вода нагревается струями магмы, бьющими из разломов в коре, и поднимается вверх на 200 -250 метров над дном в виде образований, похожих на облака. Весной 2006 года такие "облака воды" были зарегистрированы в 6, 5 км южнее извержения.

Что такое залив? • • Залив — часть океана, моря или озера, глубоко вдающаяся в сушу, но имеющая свободный водообмен с основной частью водоёма. Среди заливов различаются: бухта, губа, эстуарий, фьорд, лиман, лагуна, гавань и др. К наиболее крупным заливам Мирового океана относятся заливы: Аляскинский, Бенгальский, Бискайский, Большой Австралийский, Гвинейский. В ряде случаев название «залив» закрепилось за акваториями, которые по своему гидрологическому режиму являются морями (например, Мексиканский, Гудзонов, Персидский, Калифорнийский). Воды залива, как и воды портов и бухт, являются внутренними водами прибрежного государства, т. е. подлежат его исключительной юрисдикции, если ширина входа в залив не превышает размера, допускаемого международным правом. На Женевской конференции по морскому праву 1958 года было принято постановлении, в силу которого к внутренним водам следует относить заливы с шириной входа не свыше 24 морских миль, если его берега принадлежат одному и тому же государству.

Что такое территориальные воды? • • Территориальные воды (территориальное море) – это полоса моря (океана), прилегающая к побережью какого-либо прибрежного государства, или к его внутренним водам, над которыми оно осуществляет свою исключительную юрисдикцию с соблюдением права мирного прохода иностранных судов, и составляющая часть государственной территории. В разных странах территориальные воды носят различные названия: прилежащие воды, морской пояс и т. п. В последние годы вопрос о ширине полосы территориальных вод стал предметом международных споров. Идею о том, что морские страны для обеспечения своей обороноспособности должны иметь право на владение прилежащими к их берегам районами моря, выдвинул в 1702 г. голландский юрист Корнелиус Ван Бинкерсхук. Первым практическим руководством для определения протяженности территориальных вод стало правило пушечного выстрела.