Удивительная океанология - Преображенский Викентий Юльевич - Страница 4

Позднее все новые и новые разломы охватили Гондвану и Лавразию: от них отламывались куски суши (материковые плиты), которые начинали дрейфовать в разные стороны, постепенно образовав Евразию, Северную Америку, Южную Америку, Австралию и Антарктиду.

Почему морская вода соленая?

Мировой океан – это неисчерпаемый источник химических элементов, содержащихся в составе его воды, а также в многочисленных месторождениях, расположенных на дне.

Средняя соленость морской воды составляет 35 ‰. Это значит, что 1000 частей воды содержит по весу 35 частей соли. Подобные тысячные доли называются промилле.

Соленый вкус воде придают содержащиеся в ней растворенные минеральные вещества – главным образом, соединения натрия и хлора.

Благодаря тому, что вода в морях и океанах постоянно перемешивается волнами и течениями, ее состав практически одинаков. То есть, с какой бы глубины и в каком бы месте мы ни взяли воду, состав ее будет идентичным, хотя абсолютное количество солей и может быть различно.

Но почему морская вода соленая?

Когда идет дождь, он растворяет частицы солей, содержащихся в почве и каменистых породах. Ручейки дождевой воды попадают в реки. Течение реки переносит соли в моря. Потом вода под действием солнца испаряется и снова выпадает на землю в виде осадков, а вот соль остается в морской воде, и за миллионы лет ее там накопилось предостаточно.

Реки стремятся в океан уже два миллиарда лет и, по некоторым данным, за год приносят 2 834 000 000 тонн всевозможных веществ. И такой круговорот солей в природе продолжается непрерывно.

Пресная речная вода также содержит соли, но состав этих солей иной. В речной воде преобладают углекислые соли (их 60,1 ‰), а в морской воде их всего около 0,3 ‰. Зато хлористых солей в морской воде 88,7 ‰, а в речной – 5,2 ‰.

Отсюда мы можем заключить, что внесение реками солей в моря и океаны не может рассматриваться как единственная причина солености.

Так, например, некоторые ученые вообще считают, что вода в Мировом океане изначально была соленой. Предполагается, что в период образования земной коры и океана из вещества мантии вместе с парами воды выделялись кислые вулканические дымы, содержащие соединения хлора, фтора, брома. Первые «порции» воды на Земле были кислыми. Эта первичная вода разрушала недавно образовавшиеся базальты, граниты и другие кристаллические породы земной коры и извлекала из них щелочные элементы – натрий, магний, калий, кальций и др. Происходила химическая реакция, при которой щелочные элементы входили в соединение с хлором, фтором, бромом и нейтрализовали раствор. Со временем поступление кислых вулканических дымов становилось все меньше, а выделение солей из пород суши продолжалось.

Соответственно, и океанская вода постепенно накапливала соли и приобретала щелочную реакцию, которая присуща ей и сейчас. И примерно 500 миллионов лет назад океанская вода стабилизировалась по солевому составу и содержанию в ней газов.

Добыча морской соли

Конечно, это только одна из точек зрения ученых, но и она имеет право на существование, так как до сих пор никто точно не может ответить на этот вопрос, и все теории о происхождении океана и нашей планеты так и остаются теориями.

Вот, например, вопрос: если вода в море настолько соленая, что пить ее опасно для здоровья, как могло случиться, что земная жизнь зародилась именно в океане?

Однозначно ответить на этот вопрос невозможно. А может быть, все дело в том, что вначале Мировой океан был почти пресным?

Вода является составной частью тела живых существ. Кровь, мышцы, жир, мозг и даже кости содержат воду в большом количестве. Обычно вода составляет 65–75 % веса тела живого организма. А вот тело некоторых морских животных (например, медуз) содержит в себе до 97–98 % воды. В любом случае, все процессы, совершающиеся в теле животных и растений, происходят только при участии водных растворов. Без воды жизнь невозможна.

Научное обоснование появления соленой воды в Мировом океане было дано в 1715 году в работах сэра Эдмонда Галлея (1656–1742), британского королевского астронома, директора Гринвичской обсерватории, именем которого названа комета и несколько кратеров на Луне и на Марсе. К слову заметим, что Галлей, будучи астрономом, в 1690 году изобрел систему подачи воздуха в подводные аппараты.

Эдмонд Галлей.

Худ. Томас Мюррей (1686)

В 1698–1700 годах он руководил экспедиционным судном, которое выполнило магнитную съемку в Атлантическом океане, а в 1701 году опубликовал первую в мире большую карту магнитных склонений Земли. Для этого он несколько раз пересек в разных направлениях Атлантический, а затем и Тихий океаны. Одновременно с этим Галлей первым сделал предположение, что минералы, в том числе и соль, вымываясь из почвы, попадали по рекам в море, где с течением времени концентрировались.

Он же предложил использовать соленость океанов для определения возраста Земли, считая, что скорость испарения воды и скорость поступления соли в стоках рек известны.

Приливы и отливы

Приливы и отливы – это периодические колебания уровня воды в морях и океанах. Откуда же они берутся и какие силы вызывают их образование?

Прежде всего, приливы и отливы образуются под воздействием силы притяжения Луны и Солнца.

Как известно, масса Солнца в 27 миллионов раз больше массы Луны. Но при этом Солнце находится в 390 раз дальше от Земли, чем Луна. В связи с этим на поверхности Земли приливные силы, порождаемые маленькой Луной, в два раза больше приливных сил, порождаемых Солнцем.

Так что в итоге приливы и отливы вызываются главным образом гравитационным притяжением Луны.

Масса Земли в 80 с лишним раз больше массы Луны, и разные части Земли подвергаются притяжению Луны по-разному. Сторона, повернутая к Луне, «вздувается», то есть все находящееся прямо под Луной приподнимается в направлении Луны. Таким образом, Земля превращается в эллипсоид.

Совершая вращение, Земля «подставляет» Луне разные свои стороны, и «приливные горбы» перемещаются по ее поверхности.

Таким образом, ключевыми моментами в объяснении возникновения приливов и отливов являются: суточное вращение Земли и деформация («вздутие») покрывающей земную поверхность водной оболочки.

Если Земля, Солнце и Луна располагаются на одной линии (это бывает в полнолуние или новолуние), то гравитационное притяжение Луны и Солнца складывается, и прилив получается самый высокий. Его называют сизигийным (слово сизигата на греческом языке означает «сопряжение, соединение»). А если Солнце и Луна расположены под углом 90 градусов, гравитационное притяжение Луны и Солнца частично уравновешивает друг друга, и прилив получается наименьший. Его называют квадратурным.

Наименьший прилив в среднем в 2,7 раза меньше наибольшего.

Обычно приливы и отливы бывают два раза в сутки.

Самый высокий уровень воды, наблюдаемый во время прилива, называется полной водой, самый низкий уровень во время отлива – малой водой. Соответственно, средний уровень моря – это условная величина, выше которой расположены отметки уровня воды во время приливов, а ниже – во время отливов.