Географія. Рівень стандарту. 11 клас. Гільберг

ТЕМА 5. ГІДРОСФЕРА ТА СИСТЕМИ ЗЕМЛІ

§ 15. Вода та її роль на Землі

Що таке гідросфера? Яке співвідношення прісної і солоної води на Землі? Назвіть складові Світового океану.

ЗАПАСИ ВОДИ НА ЗЕМЛІ. Водна оболонка Землі, або гідросфера, включає води Світового океану та суходолу. Водою покрито 70,8 % поверхні Землі.

Загальний обсяг води становить 1,386 млрд км3 (мал. 68). Із цієї кількості 1,341 млрд км3 припадає на Світовий океан. Друге місце після океану посідає вода, яка акумулюється в льодовиках Арктики й Антарктики, — 25 млн км3. Наступне місце за обсягом займає підземна вода. Вона міститься в порожнинах, тріщинах і сягає великих глибин. Визначаючи кількість води, враховують тільки частину, доступну людству в його господарській діяльності. Орієнтовно цей обсяг дорівнює 23,4 млн км3.

Мал. 68. Складові гідросфери Землі

На поверхні суходолу вода міститься в озерних улоговинах (176,4 тис. км3), у річках (2120 км3). В атмосфері у вигляді водяної пари міститься 12,9 тис. км3 води. У біосфері вміщується 2,5 тис. км3 води.

Розподіл прісної води за континентами зображено на малюнку 69.

Мал. 69. Прісна вода на континентах

• До басейну якого океану належить Чорне море?

СВІТОВИЙ ОКЕАН І ЙОГО СКЛАДОВІ. Світовий океан — єдина водна оболонка планети, яка сильно розчленована. Загальна його площа дорівнює 361 млн км2.

Міжнародна гідрографічна організація від 2000 р. розрізняє п'ять океанів: Тихий, Атлантичний, Індійський, Північний Льодовитий, Південний.

Тихий океан, або Великий, — найбільший і найглибший. Він у багато разів більший, ніж увесь суходіл, й охоплює половину площі всього Світового океану.

На частку Світового океану припадає майже 70,8 % усієї поверхні планети, інша її частина належить континентам й островам. На материкових територіях містяться річки, озера, підземні води та льодовики. Усі вони разом — це і є гідросфера (мал. 70).

Мал. 70. Основні частини Світового океану

Вода в рідкому стані — джерело життєвої енергії для всіх живих істот.

ВПЛИВ ПРОЦЕСІВ У ЛІТОСФЕРІ НА ПРИРОДУ ОКЕАНІВ. Енергетична взаємодія океану й літосфери відбувається в береговій зоні та на дні океану. У береговій зоні, а також на шельфі відбувається глобальний процес перетворення енергії прибережних вод, передусім енергії морських хвиль. У міру поширення хвиль над прибережним мілководдям їхня енергія неперервно трансформується. Цю трансформацію скеровують два протилежні процеси:

  • розсіювання хвильової енергії внаслідок тертя частинок води об дно;
  • концентрація хвильової енергії за рахунок її перерозподілу в межах тих ділянок, де зменшується потужність шару води.

Якщо домінує перший процес, то відбувається зменшення висоти хвилі. За переважання другого — висота хвилі наростає. Напрямок і характер течії річок залежать від рельєфу.

Берегова зона морів й океанів є одним з найпотужніших факторів втрати енергії, яку передає атмосфера океану (мал. 71).

Мал. 71. Витрачання енергії води у природі

У місцях повної втрати енергії накопичується осадовий матеріал, утворюються донні й прибережні відкладення. Згодом ці відклади перетворюються на різноманітні осадові породи. Таким чином, кінцевим результатом процесу взаємодії гідросфери й літосфери в береговій зоні є нарощування земної кори, літосфери.

Енергетична взаємодія літосфери й океану пов'язані також з тепловим потоком, що надходить на дно океану із земних надр. Як відомо, середня величина його невелика, але в межах серединних хребтів і перехідних зон — значна. Роль впливу ендогенного тепла на придонні шари води помітна як для термічного режиму придонних вод, так і для розвитку придонних глибоководних ландшафтів загалом.

• Розгляньте малюнок 72 і назвіть стихійні явища, які виникають унаслідок взаємодії літосфери й гідросфери.

Мал. 72. Взаємозв'язок стихійних явищ літосфери, гідросфери, атмосфери

Активні надходження ендогенної (внутрішньої) енергії Землі в придонні шари океану відбуваються під час підводних вулканічних вивержень і землетрусів. Вони викликають зміни рельєфу дна, а також є причинами цунамі. Під час вулканічних підводних вивержень в океан також потрапляють вулканогенні тверді продукти та гази.

Цілісний світ

93 % тепла, що виділяються в результаті життєдіяльності людства, поглинає Світовий океан.

Таким чином, це найяскравіший вияв взаємодії та взаємозалежності гідросфери й літосфери. Не менш важливе значення для цієї взаємодії мають зміни рельєфу дна океану під дією ендогенних сил. Ці зміни пов'язані з накопиченням товщ осадового матеріалу й визначають зміни ємності океанських западин.

РОЛЬ ОКЕАНІВ У ФОРМУВАННІ ГІРСЬКИХ ПОРІД І РЕЛЬЄФУ УЗБЕРЕЖЖЯ. Різний уламковий і розчинений у воді матеріал, що неперервно приносять річки чи утворюється від руйнування морських берегів, виноситься у відкрите море й відкладається на дні, утворюючи морські відклади. Але моря змінюють свої розміри. За багатомільйонну історію Землі вони багато разів наступали на материки й відступали назад, зменшуючись у розмірі. Щоразу під час наступу вони руйнували старі й створювали нові відклади.

Вивченням процесів осадонагромадження на дні морів, утворення родовищ корисних копалин, руйнування берегів та інших процесів займається морська геологія.

У рельєфі дна океану виділяють кілька рівнів (мал. 50 на с. 60):

Область шельфу, або підводна окраїна материків. Тут спостерігаються геологічні структури, що утворились на материках, з родовищами корисних копалин і релікти материкового рельєфу. Середня глибина шельфу 200-250 м, але в багатьох випадках бувають відхилення від цих величин. Так, наприклад, на дні Баренцового моря релікти суходолу трапляються до глибин 350-400 м, а в східній частині антарктичного шельфу — до 400-500 м.

Материковий (континентальний) схил — перехідна зона від шельфу до дна Світового океану, яка простягається на глибинах 2000-2500 м, іноді — до 3000 м. Такий схил спостерігають уздовж шельфу Північного Льодовитого океану, біля Атлантичного узбережжя США і Бразилії, західного й південного узбережжя Австралії та в інших місцях.

У багатьох випадках поверхня материкового схилу прорізана підводними каньйонами завглибшки від кількох сотень до 1500-2000 м і більше. Деякі каньйони виходять на шельф, або навпаки, глибоко опускаються до дна океану.

Дно (ложе) Світового океану розташоване на глибинах від 2500-3000 до 6000 м. Воно займає близько половини поверхні планети. У рельєфі дна переважають плоскі й хвилясті рівнини, що відокремлені одна від одної підвищенням різного походження.

В Атлантичному, Індійському й Тихому океанах є величезні хребти, які в більшості випадків називають серединно-океанічними. У них уздовж осьової частини простежуються рифтові долини, які утворилися в результаті розходження океанічного дна під впливом конвекційних течій мантійної речовини в астеносфері.

Таким чином, рельєф дна Світового океану дуже складний. Основна частина організмів живе тільки в морській воді нормальної солоності. Залишки організмів створюють осадові, часом дуже потужні, товщі порід.

Рух води в океанах і морях має велике геологічне значення. Від нього залежить руйнування берегів, перенесення та диференціація за глибиною осадового матеріалу. Це хвильові рухи, течії, припливи й відпливи.

Щоб уявити геологічну діяльність рухливих вод, наведемо деякі дані. Довжина хвиль за 10-бального шторму може досягати 200 м, а висота — до 10 м. Хвильові рухи зазвичай відчуваються на глибині до 50 м, зрідка — до 100 м. У відкритих океанах ці рухи іноді можуть відчуватися до 150-200 м і більше. Морські течії переміщують велику кількість мулистих, піщаних і галечникових відкладів.

Руйнівна робота моря особливо активно виявляється в береговій зоні. Тут її виконують хвилі. Під час великих штормів вони б'ють по урвистому берегу з величезною силою, що може досягати 15 т/м2 — у внутрішніх морях (у Чорному морі — до 11 т/м2) і до 70 т/м2 — в океанах. Унаслідок цього берегова лінія відступає.

Руйнування берега моря ударами хвиль називається абразією. За наявності крутого берега, який називають кліфом, максимальне руйнування відбувається біля підніжжя обриву. Тут поступово утворюється хвилеприбійна ніша. У результаті відступу берега утворюється нахилена в бік моря підводна поверхня, яка називається абразивною терасою. Між підводною терасою й береговим обривом виникає смуга, що покрита гравієм, галькою та піском, яка називається пляжем.

Швидкість відступу берега залежить від міцності гірських порід і сили удару хвиль. У середньому це становить 1-3 м за рік. Але є випадки, коли вона досягає 12 м за рік — береги Чорного моря, які складені неміцними осадовими породами; розмив у районі узбережжя Грузії біля р. Інгурі — 16 м за рік.

У результаті хвилевої діяльності та вздовж берегових течій утворюються різні акумулятивні форми. Бари — акумулятивні форми, що простягаються вздовж берега. Нерідко вони бувають досить довгими. Коси — форми, що утворюються, наростаючи від берега. Вони також бувають великими. Так, Бердянська коса має довжину 23 км, а Тендрівська — більше 90 км. Пересипи — відділяють лимани від моря. Томболо з'єднують острови з берегами. На узбережжях морів нерідко утворюються акумулятивні тераси. Вони простежуються також уздовж Чорного й Азовського морів, а утворились наприкінці кайнозойської ери.

Відкриваємо Україну

Арабатська стрілка має довжину 115 км. Це один з найбільших у світі барів.

Осади в морях й океанах нагромаджуються за певними закономірностями. Знаючи їхнє утворення й розподіл, можна передбачити місця утворення й розміщення корисних копалин, відтворити палеогеографічні умови минулих епох.

Процес осадонагромадження в морях й океанах називають седиментацією. Там гірські породи утворюються внаслідок нагромадження мінералів і гірських порід, що були принесені здалеку річками, вітром й айсбергами в результаті руйнування берегів, відкладання на дні продуктів підводної вулканічної діяльності, життєдіяльності тварин і водоростей.

За походженням виділяють кілька типів морських осадів. Теригенні утворюються за рахунок руйнування гірських порід суходолу й виносу їх у відкрите море річками, вітрами та льодовиками. Хемогенні утворюються з морської води хімічним шляхом і потім осідають на дно. Органогенні, або біогенні, утворюються за рахунок нагромадження мінеральних скелетів відмерлих безхребетних тварин і водоростей. Вулканогенні утворюються в результаті діяльності підводних вулканів. Полігенні — осади змішаного походження.

ВПЛИВ АТМОСФЕРНИХ ПРОЦЕСІВ (ЯВИЩ) НА СВІТОВИЙ ОКЕАН. Характерною особливістю океанічних вод є перебування в постійній і неперервній взаємодії насамперед з атмосферою. При цьому Світовий океан — основне сховище водних запасів планети — відіграє одну з провідних ролей у формуванні неповторного обличчя нашої планети. Світовий океан — найважливіша ланка в ланцюзі одержання й перерозподілу сонячної енергії по земній поверхні.

Якби на Землі не було Світового океану і клімат залежав лише від сонячної радіації, то на екваторі середня річна температура дорівнювала б +33 °С, а навколо полюсів -32 °С. Але завдяки саме океанові, переміщенню повітряних мас, а також гігантським океанічним течіям сонячна енергія розподіляється більш рівномірно по всій поверхні Землі.

Світовий океан не тільки зігріває суходіл. Він — майже єдиний резервуар води й забезпечує через атмосферу суходіл вологою. Понад 85 % об'єму атмосферних вод, які беруть участь у кругообігу, утворюються за рахунок випаровування з поверхні Світового океану. Вода, що випаровується з поверхні Світового океану, дає не тільки вологу біосфері та суходолу, а й значно впливає на інші фізико-географічні умови. Так, наприклад, пара води, яка перебуває в атмосфері, пропускає короткохвильову сонячну радіацію Землі й затримує довгохвильове випромінювання Землі.

Тропічні циклони належать до найгрізніших явищ природи. Виникають вони над теплими водами тропічних морів і супроводжуються людськими жертвами, руйнуваннями, величезними збитками.

Постійно діючі процеси в океані, атмосфері й на поверхні континентів — рух повітряних і водних мас, вологообіг — тісно пов'язані один з одним й утворюють систему, яка перебуває в певній рухомій рівновазі. Зміни в одному процесі впливають на перебіг інших.

РОЛЬ СВІТОВОГО ОКЕАНУ У ФОРМУВАННІ ГЛОБАЛЬНИХ І МІСЦЕВИХ СИСТЕМ ПОВІТРЯНИХ ПОТОКІВ У НИЖНІХ ШАРАХ ТРОПОСФЕРИ. Особливу роль у мікропроцесах взаємодії океану й атмосфери відіграє тепловий баланс океану. У тропіках узимку й улітку діють приблизно однакові теплові потоки, а в середніх широтах океан віддає мало тепла влітку й набагато більше взимку. Максимальні теплові потоки в атмосфері рухаються над теплими океанічними течіями, наприклад, Гольфстрім і Куросіо. (Покажіть їх на карті.)

Вплив Гольфстріму дуже позначається на природі Північного Льодовитого океану. Ця течія приносить до 45 % річної кількості тепла в північні моря. Саме завдяки Гольфстріму на північному узбережжі Європи значно тепліше, ніж у Північній Америці на тих само широтах, а поблизу південних берегів Норвегії температура досягає середньорічної температури Києва. Роль такої самої «печі» відіграє Куросіо для Японії.

Є багато холодних течій, які також впливають на клімат. Так, із моря Баффіна виходить Лабрадорська течія, яка несе холодну воду (з айсбергами) з полярних морів. Вважають, що саме вона була причиною трагічної загибелі «Титаніка» в 1912 р. Холодна Перуанська течія біля берегів Південної Америки помітно впливає на атмосферні процеси в цьому районі. Повітряні маси, проходячи над холодними водами цієї течії, не насичуються вологою й не приносять опадів на материк. Саме тому на узбережжі й західних схилах Анд не буває опадів по кілька років — район пустелі Атакама. (Покажіть їх на карті.)

РЕСУРСНИЙ ПОТЕНЦІАЛ СВІТОВОГО ОКЕАНУ ТА ВПЛИВ ЛЮДСТВА НА СТАН ОКЕАНІЧНИХ ВОД, ЗАПАСИ МІНЕРАЛЬНИХ, БІОЛОГІЧНИХ РЕСУРСІВ. Ресурси Світового океану поділяють на біологічні, мінеральні, енергетичні, рекреаційні. Це ресурси, що вже видобувають або можуть видобувати з води прибережної частини, дна та надр океанів і морів.

Біологічні ресурси океанів — риби, кити, молюски (кальмари, мідії тощо), ракоподібні (краби, креветки, кріль тощо), деякі види водоростей, що використовують для виробництва продуктів харчування й одержання цінних речовин для промисловості, сільського господарства, медицини. Вони належать до відновлюваних ресурсів. Загальну масу живих організмів Світового океану оцінюють приблизно в 35 млрд тонн. Глобальне потепління призводить до зміни розміщення рибних ресурсів. Показовим прикладом є зміни, що відбуваються в Північному Льодовитому океані — танення льодового покриву, що призводить до докорінних змін середовища проживання різних видів риб (мал. 73). Адже зміни відбуваються швидше, ніж вони можуть пристосуватися до цих змін.

Мал. 73. Зміни в біоті Північного Льодовитого океану внаслідок глобального потепління: а — сучасний стан; б — прогнозований стан

— крига на поверхні води заважає проникненню сонячного світла; за поганого освітлення чисельність фіто- й зоопланктону дуже незначна;

— за таких умов може вижити дуже мала популяція риб;

— течії з дна на поверхню є основними в циркуляції морських вод;

— за таких умов найбільша кількість біоти, особливо морських зірок і мушель, мешкає на дні; саме вони є головною їжею тюленів.

— відсутність криги забезпечить високий рівень освітлення; різко зросте кількість фіто- й зоопланктону, а отже — збільшаться популяції оселедців і морського окуня;

— за таких умов вершину трофічного ланцюга займуть види, що полюють на них, та види, які раніше запливали лише влітку;

— відсутність висхідної течії з дна на поверхню призведе до різкого скорочення популяцій морських зірок і мушель.

Обсяги поповнення рибних запасів, видобування яких становить від 4/5 до 9/10 усього морського промислу, досягає 200 млн тонн щорічно. Основними районами вилову риби у світі є шельфові ділянки, що займають 7-8 % площі Світового океану й забезпечують 90 % обсягів вилову, а також центральна частина Тихого океану (прибережні води островів Океанії), Північна Атлантика. Найбільші рибопромислові країни світу — Японія, Росія, Китай, США, Чилі, Норвегія, Індія, Республіка Корея, Данія, Таїланд, Індонезія, Велика Британія (мал. 74). Найбільше риби у відкритому океані українські кораблі виловлюють біля берегів Марокко. Дедалі більшого розвитку набуває штучне розведення на фермах та морських плантаціях деяких видів молюсків, водоростей, що дістало назву марикультури.

Мал. 74. виробництво товарної продукції рибальства

Мінеральні ресурси океанів представлені нафтою, газом, групою твердих корисних копалин. Перспективними регіонами для видобування нафти та газу є 13 млн км2шельфової зони Світового океану. Геологічні запаси нафти оцінюють у 0,3 трлн т, газу — у 140 трлн м3. Світовий видобуток нафти з шельфу становить 1/4 загальних обсягів, газу — 1/10.

Найінтенсивніше видобування ведеться в Перській, Мексиканській затоках, затоці Маракайбо, Північному й Каспійському морях. (Покажіть їх на карті.) Підводне видобування кам'яного вугілля на шельфі здійснюють Нова Зеландія, Канада, Австралія.

У перспективі зростатиме видобування залізних руд, міді, нікелю, олова, титану, сірки, фосфоритів, будівельних матеріалів та інших із дна океанів і морів. Підраховано, що води Світового океану містять понад 60 хімічних елементів. З морської води видобувають багато кухонної солі (1/3 солі, що споживають люди), магнію, брому, калію. Зростає використання опрісненої морської води (Кувейт, Казахстан, Японія, Туркменістан, Азербайджан).

Енергетичні ресурси океану — це принципово доступна механічна та теплова енергія його вод. Поки що з енергетичних ресурсів Світового океану найбільше використовують енергію припливів і відпливів, яку вчені оцінюють в 1 млрд кВт. Перша промислова припливна електростанція діє у Франції в гирлі річки Ранс.

Рекреаційні ресурси — це сукупність природних, природно-технічних, соціально-економічних комплексів і їхніх елементів, що сприяють відновленню та розвитку фізичних і духовних сил людини, її працездатності.

Розрізняють природні та соціально-економічні (або природні й культурно-історичні) ресурси рекреаційної діяльності (мал. 75).

Мал. 75. Основні види рекреаційних ресурсів

На характер використання рекреаційних ресурсів надзвичайно впливає екологічний стан території — забрудненість вод, повітря, ґрунтів, стабільність у соціально-політичному житті суспільства, економіці країни.

На сучасному етапі стали популярними туристичні подорожі на кораблях (круїзи), підводне полювання, спортивне рибальство, віндсерфінг, подорожі на яхтах, катамаранах тощо.

Цілісний світ

Світовий океан як ресурс — це:

  • 80 % вулканічної діяльності планети
  • 93 % тепла планети
  • 60 % мегаполісів розміщено на його берегах
  • 30 % видобування сирої нафти
  • 80 % перевезень у міжнародній торгівлі

Вода є основою життя на Землі. Великі маси Світового океану накопичують сонячне випромінення та поглинають більшу частину викидів різних газів, у т. ч. внаслідок людської діяльності. Різні частини Світового океану мають відмінні між собою режим циркуляції води, льодовий режим, солоність тощо. Велике значення при цьому має вплив людини.

Дізнайтеся більше

  • Блискавка вдаряє по суходолу частіше, ніж по океану, але коли вона потрапляє в море, вода діє як провідник, убиваючи представників морської фауни, які плавають поблизу поверхні.
  • Всесвітній день океанів відзначають 8 червня.
  • Лише 13 % поверхні Світового океану перебуває у природному стані.

Не тільки океан має віддавати людям свої багатства, а й люди повинні раціонально їх використовувати. Усе це можливо, якщо в темпах розвитку морського виробництва враховувати збереження та відтворення біологічних ресурсів океанів і морів й раціонально використовувати їхні мінеральні багатства. За такого підходу Світовий океан допоможе людству в розв'язанні продовольчої, водної та енергетичної проблем.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ: стисло про головне

  • На більшій частині поверхні Землі — у Світовому океані, відбуваються складні геологічні процеси, що призводять до руйнування берегів, утворення вздовж них акумулятивних форм рельєфу, нагромадження осадів на різних глибинах морів і океанів, формування багатьох видів корисних копалин. Людство тільки розпочало їхнє видобування.
  • Світовий океан багатий також на біологічні, енергетичні, рекреаційні ресурси.

Знаю і вмію обґрунтувати

  • 1. Розкажіть про значення водної оболонки Землі.
  • 2. Які існують гіпотези походження гідросфери? Поясніть рушійну силу круговороту води в природі.
  • 3. Чому Михайло Ломоносов назвав «вічні сніги» в горах «рівновагою морської поверхні»?
  • 4. Які чинники впливають на осадонакопичення в морях й океанах?
  • 5. Як відбувається руйнування берегів моря?
  • 6. Схарактеризуйте акумулятивні форми рельєфу.
  • 7. Які існують типи морських осадів? Назвіть області їхнього поширення.
  • 8. Поясніть, як перетворюються осади в породи.
  • 9. На які ресурси багатий Світовий океан?

Працюю з картою

За допомогою карти з'ясуйте, які водні об'єкти є на території населеного пункту, де ви живете, та до басейну якої з великих річок вони належать.

Шукаю в Інтернеті

Що ви знаєте про аридні зони (пустелі) в Україні? Назвіть їх і нанесіть на контурну карту.

Генерую ідеї

Чи доцільно у вашому районі створити/відновити ГЕС? На якій річці ви запропонували б її створити та які екологічні наслідки її функціонування? Свою відповідь обґрунтуйте.

ПРАКТИЧНА РОБОТА № 6

Тема: Складання й аналіз схеми системи течій у Світовому океані; порівняння впливу холодної та теплої океанічних течії на клімат одного з материків

1. Користуючись картами шкільного атласу, нанесіть на контурну карту теплі й холодні течії Світового океану, використовуючи умовні позначення.

2. Зіставте вплив холодної Перуанської течії на західне узбережжя Південної Америки та теплої Східно-Австралійської течії — на східне узбережжя Австралії.

3. Сформулюйте висновок про їхній вплив на клімат материків.