Há muito se sabe que as águas oceânicas cobrem a maior parte da superfície do nosso planeta. Eles formam um contínuo concha de água, que representa mais de 70% de todo o plano geográfico. Mas poucas pessoas pensavam que as propriedades das águas oceânicas são únicas. Eles renderizam um enorme impacto sobre as condições climáticas e atividade econômica de pessoas.

Propriedade 1. Temperatura

As águas do oceano podem armazenar calor. (cerca de 10 cm de profundidade) retêm uma enorme quantidade de calor. Resfriando, o oceano aquece as camadas mais baixas da atmosfera, devido a que a temperatura média ar da terraé +15 °С. Se não houvesse oceanos em nosso planeta, a temperatura média dificilmente chegaria a -21 ° C. Acontece que, graças à capacidade dos oceanos de acumular calor, conseguimos um planeta confortável e aconchegante.

As propriedades de temperatura das águas oceânicas mudam abruptamente. A camada superficial aquecida se mistura gradualmente com águas mais profundas, resultando em uma queda acentuada de temperatura a uma profundidade de vários metros e, em seguida, uma diminuição gradual até o fundo. As águas profundas dos oceanos têm aproximadamente a mesma temperatura, medições abaixo de três mil metros costumam mostrar de +2 a 0°C.

Quanto às águas superficiais, sua temperatura depende latitude geográfica. A forma esférica do planeta determina o ângulo de incidência dos raios do sol na superfície. Mais perto do equador, o sol dá mais calor do que nos pólos. Assim, por exemplo, as propriedades das águas oceânicas do Oceano Pacífico dependem diretamente dos indicadores de temperatura média. A camada superficial tem a temperatura média mais alta, que é superior a +19 °C. Isso não pode deixar de afetar o clima circundante e a flora e fauna subaquáticas. Isto é seguido pelas águas superficiais das quais, em média, são aquecidas até 17,3 ° C. Em seguida, o Atlântico, onde esse valor é de 16,6 ° C. E as temperaturas médias mais baixas estão no Oceano Ártico - cerca de +1 °С.

Propriedade 2. Salinidade

Que outras propriedades das águas oceânicas estão sendo estudadas pelos cientistas modernos? eles estão interessados ​​na composição da água do mar. Água no oceano - um coquetel de dezenas elementos químicos, e os sais desempenham um papel importante nele. A salinidade das águas oceânicas é medida em ppm. Designe-o com o ícone "‰". Promille significa um milésimo de um número. Estima-se que um litro água do oceano tem uma salinidade média de 35‰.

No estudo dos oceanos, os cientistas se perguntaram repetidamente quais são as propriedades das águas oceânicas. Eles são os mesmos em todos os lugares do oceano? Acontece que a salinidade, como a temperatura média, não é uniforme. O índice é afetado linha inteira fatores:

• a quantidade de precipitação - chuva e neve reduzem significativamente a salinidade geral do oceano;
• escoamento de grandes e pequenos rios - a salinidade dos oceanos lavando os continentes com grande quantidade rios caudalosos, abaixo;
• formação de gelo - este processo aumenta a salinidade;
• derretimento do gelo - este processo reduz a salinidade da água;
• evaporação da água da superfície do oceano - os sais não evaporam com as águas e a salinidade aumenta.

Acontece que a salinidade diferente dos oceanos é explicada pela temperatura das águas superficiais e pelas condições climáticas. A salinidade média mais alta está perto da água do Oceano Atlântico. No entanto, o ponto mais salgado - o Mar Vermelho, pertence ao índio. O Oceano Ártico é caracterizado pelo menor indicador. Estas propriedades das águas oceânicas do Norte Oceano Ártico são mais fortemente sentidas perto da confluência dos rios caudalosos da Sibéria. Aqui a salinidade não excede 10‰.

Fato interessante. A quantidade total de sal nos oceanos do mundo

Os cientistas não concordaram sobre quantos elementos químicos são dissolvidos nas águas dos oceanos. Presumivelmente de 44 a 75 elementos. Mas eles calcularam que apenas uma quantidade astronômica de sal é dissolvida nos oceanos, cerca de 49 quatrilhões de toneladas. Se todo esse sal for evaporado e seco, cobrirá a superfície do terreno com uma camada de mais de 150 m.

Propriedade 3. Densidade

O conceito de "densidade" vem sendo estudado há muito tempo. Esta é a razão entre a massa de matéria, no nosso caso os oceanos, para o volume ocupado. O conhecimento do valor da densidade é necessário, por exemplo, para manter a flutuabilidade dos navios.

Tanto a temperatura quanto a densidade são propriedades heterogêneas das águas oceânicas. O valor médio deste último é de 1,024 g/cm³. Este indicador foi medido em valores médios de temperatura e teor de sal. No entanto, em diferentes partes do Oceano Mundial, a densidade varia de acordo com a profundidade de medição, a temperatura do local e sua salinidade.

Considere, por exemplo, as propriedades das águas oceânicas do Oceano Índico e, especificamente, a mudança em sua densidade. Este número será maior no Suez e no Golfo Pérsico. Aqui chega a 1,03 g/cm³. Nas águas quentes e salgadas do noroeste do Oceano Índico, o número cai para 1,024 g/cm³. E na parte nordeste fresca do oceano e na Baía de Bengala, onde há muita precipitação, o indicador é o mais baixo - cerca de 1,018 g / cm³.

Densidade água fresca mais baixo, razão pela qual ficar na água em rios e outros corpos de água doce é um pouco mais difícil.

Propriedades 4 e 5. Transparência e cor

Se você coletar água do mar em uma jarra, ela parecerá transparente. No entanto, com o aumento da espessura da camada de água, ela adquire uma tonalidade azulada ou esverdeada. A mudança de cor é devido à absorção e dispersão da luz. Além disso, suspensões de várias composições afetam a cor das águas oceânicas.

cor azulada água limpa- o resultado de absorção fraca da parte vermelha espectro visível. Em uma alta concentração de fitoplâncton na água do oceano, torna-se azul-esverdeado ou cor verde. Isso se deve ao fato de que o fitoplâncton absorve a parte vermelha do espectro e reflete a parte verde.

A transparência da água do oceano depende indiretamente da quantidade de partículas em suspensão nela. No campo, a transparência é determinada com um disco de Secchi. Um disco plano, cujo diâmetro não excede 40 cm, é abaixado na água. A profundidade em que se torna invisível é tomada como um indicador de transparência na área.

Propriedades 6 e 7. Propagação do som e condutividade elétrica

As ondas sonoras podem viajar milhares de quilômetros debaixo d'água. A velocidade média de propagação é de 1500 m/s. Este indicador para água do mar é maior do que para água doce. O som sempre se desvia ligeiramente da linha reta.

Tem uma condutividade elétrica mais alta do que a água doce. A diferença é de 4.000 vezes. Depende do número de íons por unidade de volume de água.

A hidrosfera é a concha da Terra, formada por oceanos, mares, corpos d'água superficiais, neve, gelo, rios, fluxos temporários de água, vapor d'água, nuvens. A concha, composta por reservatórios e rios, oceanos tem caráter descontínuo. hidrosfera subterrânea formam correntes subterrâneas, águas subterrâneas, bacias artesianas.

A hidrosfera tem um volume igual a 1.533.000.000 quilômetros cúbicos. A água cobre três quartos da superfície da Terra. Setenta e um por cento da superfície da Terra é coberta por mares e oceanos.

Enorme área de água determina em grande parte os regimes hídricos e térmicos do planeta, pois a água possui uma alta capacidade calorífica, possui um grande potencial energético. A água desempenha um papel importante na formação do solo, na aparência da paisagem. As águas dos oceanos são diferentes composição química a água quase nunca é encontrada na forma destilada.

Oceanos e mares

O oceano mundial é corpo de água, que lava os continentes, representa mais de 96% do volume total da hidrosfera da Terra. As duas camadas dos oceanos do mundo têm temperatura diferente, o que acaba levando a regime de temperatura Terra. Os oceanos do mundo acumulam a energia do sol e, quando resfriados, parte do calor é transferido para a atmosfera. Ou seja, a termorregulação da Terra é em grande parte devido à natureza da hidrosfera. O oceano mundial inclui quatro oceanos: Índico, Pacífico, Ártico e Atlântico. Alguns cientistas destacam o Oceano Antártico, que circunda a Antártida.

Os oceanos não são uniformes massas de água, que, localizadas em determinado local, adquirem características distintivas. As camadas inferior, intermediária, superficial e subsuperficial são distinguidas verticalmente no oceano. A massa inferior tem o maior volume, é também a mais fria.

Mar - parte do oceano que se estende até o continente ou adjacente a ele. O mar difere em suas características do resto do oceano. As bacias dos mares desenvolvem seu próprio regime hidrológico.

Os mares são divididos em internos (por exemplo, o Negro, Báltico), inter-ilhas (no arquipélago indo-malaio) e marginais (mares do Ártico). Entre os mares, destacam-se o interior (Mar Branco), o intercontinental (Mediterrâneo).

Rios, lagos e pântanos

Um componente importante da hidrosfera da Terra são os rios, eles contêm 0,0002 por cento de toda a reservas de água, 0,005 por cento de água doce. Os rios são um importante reservatório natural de água, que é usado para beber, indústria e agricultura. Os rios são uma fonte de irrigação, abastecimento de água, rega. Os rios são alimentados pela cobertura de neve, águas subterrâneas e águas pluviais.

Os lagos surgem quando há excesso de umidade e na presença de bacias. As bacias podem ser de origem tectônica, glacial-tectônica, vulcânica, circense. Os lagos termocársticos são comuns em áreas permafrost, os lagos de várzea são frequentemente encontrados em várzeas. O regime dos lagos é determinado pelo fato de o rio levar ou não água para fora do lago. Os lagos podem ser endorreicos, fluídos, representam um sistema lago-rio comum com um rio.

Os pântanos são comuns nas planícies em condições de alagamento. As terras baixas são alimentadas por solos, as terras altas são alimentadas por precipitação, as de transição são alimentadas por solos e precipitação.

A água subterrânea

As águas subterrâneas estão localizadas em diferentes profundidades na forma de aquíferos nas rochas. crosta terrestre. lençóis freáticos deitam-se mais perto da superfície da terra, A água subterrânea localizado em mais camadas profundas. De maior interesse são as águas minerais e termais.

Nuvens e vapor de água

O condensado de vapor de água forma nuvens. Se a nuvem tiver uma composição mista, ou seja, incluir cristais de gelo e água, eles se tornarão uma fonte de precipitação.

Geleiras

Todos os componentes da hidrosfera têm seu próprio papel especial nos processos globais. metabolismo energético, circulação global de umidade, afetam muitos processos de formação de vida na Terra.

Bolo de camadas no oceano

Em 1965, o cientista americano Henry Stommel e o cientista soviético Konstantin Fedorov testaram em conjunto um novo instrumento americano para medir a temperatura e a salinidade das águas oceânicas. O trabalho foi realizado no Oceano Pacífico entre as ilhas de Mindanao (Filipinas) e Timor. O dispositivo foi baixado em um cabo nas profundezas das águas.

Um dia, os pesquisadores encontraram uma gravação incomum de medições no gravador do instrumento. A uma profundidade de 135 m, onde terminava a camada mista do oceano, a temperatura, segundo as ideias existentes, deveria ter começado a diminuir uniformemente com a profundidade. E o aparelho registrou seu aumento de 0,5°C. Uma camada de água com uma temperatura tão elevada tinha uma espessura de cerca de 10 m. Então a temperatura começou a diminuir.

Aqui está o que o Dr. ciências técnicas N. V. Vershinsky, chefe do laboratório de instrumentos de medição marinha do Instituto de Oceanologia da Academia de Ciências da URSS: “Para entender a surpresa dos pesquisadores, deve-se dizer que em qualquer curso de oceanografia daqueles anos, pode-se ler sobre o seguinte sobre a distribuição vertical da temperatura no oceano. Inicialmente, a camada superior de mistura se estende da superfície até a profundidade. Nesta camada, a temperatura da água permanece praticamente inalterada. A espessura da camada mista é geralmente de 60 a 100 m. Vento, ondas, turbulência, corrente misturam o tempo todo a água na camada superficial, devido à qual sua temperatura se torna aproximadamente a mesma. Mas as possibilidades de misturar forças são limitadas, em alguma profundidade sua ação pára. Com mais imersão, a temperatura da água diminui drasticamente. Salto!

Esta segunda camada é chamada de camada de salto. Geralmente é pequeno e tem apenas 10 a 20 m. Nesses poucos metros, a temperatura da água cai vários graus. O gradiente de temperatura na camada de choque é geralmente de alguns décimos de grau por metro. Esta camada é um fenômeno incrível que não tem análogo na atmosfera. Ele joga Grande papel em física e biologia do mar, bem como em atividade humana associados ao mar. Devido ao grande gradiente de densidade na camada de salto, várias partículas suspensas, organismos planctônicos e alevinos são coletados. O submarino pode ficar nele, como no chão. Portanto, às vezes é chamado de camada de "solo líquido".

A camada de salto é uma espécie de tela: os sinais de ecos e sonares não passam bem por ela. By the way, ele nem sempre fica em um lugar. A camada se move para cima ou para baixo e às vezes com bastante alta velocidade. Abaixo da camada de choque, há uma camada da termoclina principal. Nesta terceira camada, a temperatura da água continua a diminuir, mas não tão rápido quanto na camada de salto, o gradiente de temperatura aqui é de alguns centésimos de grau por metro ...

Ao longo de dois dias, os pesquisadores repetiram suas medições várias vezes. Os resultados foram semelhantes. Os registos atestavam de forma irrefutável a presença no oceano de finas camadas de água com 2 a 20 km de comprimento, cuja temperatura e salinidade diferiam acentuadamente das vizinhas. A espessura das camadas é de 2 a 40 m. O oceano nesta área parecia um bolo de camadas.”

Em 1969, o cientista inglês Woods encontrou elementos de microestrutura no Mar Mediterrâneo perto da ilha de Malta. Ele primeiro usou um trilho de dois metros para medições, no qual fixou uma dúzia de sensores de temperatura semicondutores. Woods então projetou uma sonda de queda independente que ajudou a capturar claramente a estrutura em camadas dos campos de temperatura e salinidade da água.

E em 1971, a estrutura em camadas foi descoberta pela primeira vez no Mar de Timor por cientistas soviéticos no R/V Dmitry Mendeleev. Então, durante a viagem do navio no Oceano Índico, os cientistas encontraram elementos dessa microestrutura em muitas áreas.

Assim, como muitas vezes acontece na ciência, o uso de novos instrumentos para medir parâmetros físicos anteriormente medidos repetidamente levou a novas descobertas sensacionais.

Temperatura anterior camadas profundas oceano foi medido com termômetros de mercúrio em pontos separados em diferentes profundidades. Dos mesmos pontos, foram retiradas amostras de água em profundidade com auxílio de batômetros para posterior determinação de sua salinidade no laboratório do navio. Então, com base nos resultados das medições em pontos individuais, os oceanologistas construíram curvas suaves para gráficos de mudanças nos parâmetros da água com profundidade abaixo da camada de choque.

Agora, novos instrumentos - sondas de baixa inércia com sensores semicondutores - tornaram possível medir a dependência contínua da temperatura da água e da salinidade da profundidade de imersão da sonda. A sua utilização permitiu captar completamente pequenas mudanças parâmetros de massas de água ao mover a sonda verticalmente em dezenas de centímetros e fixar suas mudanças no tempo em frações de segundos.

Descobriu-se que em todos os lugares do oceano, toda a massa de água da superfície até grandes profundidades é dividida em finas camadas homogêneas. A diferença de temperatura entre as camadas horizontais adjacentes era de vários décimos de grau. As próprias camadas têm uma espessura de dezenas de centímetros a dezenas de metros. O mais impressionante foi que durante a transição de camada para camada, a temperatura da água, sua salinidade e densidade mudaram abruptamente, e as próprias camadas existem de forma estável às vezes por vários minutos, às vezes por várias horas e até dias. E na direção horizontal, essas camadas com parâmetros uniformes se estendem por uma distância de até dezenas de quilômetros.

As primeiras mensagens sobre a descoberta da estrutura fina do oceano não foram aceitas por todos os oceanólogos com calma e favoravelmente. Muitos cientistas consideraram os resultados da medição um acidente e um mal-entendido.

De fato, havia algo para ser surpreendido. Afinal, a água em todas as épocas foi símbolo de mobilidade, variabilidade, fluidez. Especialmente a água do oceano, onde sua estrutura é extremamente variável, ondas, correntes superficiais e submarinas misturam as massas de água o tempo todo.

Por que uma camada tão estável é preservada? Ainda não há uma resposta única para essa pergunta. Uma coisa é clara: todas essas medidas não são um jogo de azar, nem uma quimera - algo importante é jogar abertamente Papel essencial na dinâmica oceânica. Segundo o médico ciências geográficas A. A. Aksenova, as razões para este fenômeno não são totalmente claras. Até agora, eles explicam assim: por uma razão ou outra, vários limites bastante claros aparecem na coluna de água, separando camadas com diferentes densidades. Na fronteira de duas camadas densidade diferente muito facilmente há ondas internas que misturam a água. Com a destruição das ondas internas, surgem novas camadas homogêneas e os limites das camadas são formados em outras profundidades. Este processo é repetido muitas vezes, a profundidade e a espessura das camadas com limites nítidos mudam, mas a natureza geral da coluna de água permanece inalterada.

A revelação da estrutura de camada fina continuou. Os cientistas soviéticos A. S. Monin, K. N. Fedorov, V. P. Shvetsov descobriram que correntes profundas em oceano aberto também têm uma estrutura em camadas. A corrente permanece constante dentro de uma camada com espessura de 10 cm a 10 m, então sua velocidade muda abruptamente ao passar para a próxima camada, etc. E então os cientistas descobriram uma “torta em camadas”.

Uma contribuição significativa para o estudo da estrutura fina do oceano foi feita pelos nossos oceanólogos, utilizando o equipamento científico de novos R/Vs especializados de média tonelagem com deslocamento de 2600 toneladas, construídos na Finlândia.

Trata-se do R/V Akademik Boris Petrov, de propriedade do Instituto de Geoquímica e química Analítica eles. V. I. Vernadsky da Academia de Ciências da URSS, “Académico Nikolai Strakhov”, trabalhando de acordo com os planos do Instituto Geológico da Academia de Ciências da URSS, e pertencente ao Ramo Extremo Oriente da Academia de Ciências da URSS “Académico M.A. Lavrentiev”, “Académico Oparin”.

Esses navios foram nomeados após proeminentes cientistas soviéticos. Herói do Trabalho Socialista O acadêmico Boris Nikolaevich Petrov (1913-1980) foi um cientista proeminente no campo de problemas de controle, um talentoso organizador da ciência espacial e da cooperação internacional neste campo.

O aparecimento do nome do acadêmico Nikolai Mikhailovich Strakhov (1900 - .1978) a bordo do navio da ciência também é natural. O notável geólogo soviético deu uma grande contribuição ao estudo das rochas sedimentares no fundo dos oceanos e mares.

O matemático e mecânico soviético Acadêmico Mikhail Alekseevich Lavrentiev (1900-1979) tornou-se amplamente conhecido como um importante organizador da ciência na Sibéria e no leste da URSS. Foi ele quem esteve nas origens da criação do famoso Akademgorodok em Novosibirsk. Nas últimas décadas, a pesquisa nos institutos do Ramo Siberiano da Academia de Ciências da URSS adquiriu tal escala que agora é impossível imaginar o quadro geral em quase qualquer campo da ciência sem levar em conta o trabalho dos cientistas siberianos.

Dos quatro R/Vs desta série, três (exceto o R/V Akademik Oparin) foram construídos para estudos hidrofísicos das massas de água dos oceanos e mares, fundo do mar e camadas da atmosfera adjacentes à superfície do oceano. Com base nessas tarefas, foi projetado o complexo de pesquisa instalado nos navios.

importante parte integral deste complexo são sondas submersíveis. Os laboratórios hidrológicos e hidroquímicos, bem como o chamado "laboratório úmido" estão localizados na parte dianteira do convés principal dos navios desta série. O equipamento científico neles colocado inclui unidades de registro de sondas submersíveis com sensores de condutividade elétrica, temperatura e densidade. Além disso, o design da hidrossonda prevê a presença de um conjunto de garrafas para coletar amostras de água de diferentes horizontes.

Essas embarcações são equipadas não apenas com sondas de eco de pesquisa de feixe estreito em alto mar, mas também com multifeixe.

Como disse o conhecido pesquisador do World Ocean, doutor em ciências geográficas Gleb Borisovich Udintsev, o aparecimento desses dispositivos - ecossondas multifeixe - deve ser avaliado como uma revolução no estudo do fundo do oceano. Afinal, por muitos anos nossos navios foram equipados com ecossondas que mediam profundidades usando um único feixe direcionado do navio para baixo na vertical. Isso possibilitou obter uma imagem bidimensional do relevo do fundo oceânico, seu perfil ao longo do percurso da embarcação. Até agora, os mapas da topografia do fundo dos mares e oceanos foram compilados usando uma grande variedade de dados coletados com a ajuda de ecossondas de feixe único.

No entanto, a construção de mapas segundo perfis de fundo, entre os quais era necessário traçar linhas de igual profundidade - isóbatas, dependia da capacidade de um cartógrafo-geomorfologista ou hidrógrafo de criar uma imagem espacial tridimensional baseada na síntese de todas as informações geológicas e geofísicas disponíveis. É claro que, ao mesmo tempo, os mapas do relevo do fundo oceânico, que então serviram de base para todos os outros mapas geológicos e geofísicos, continham muita subjetividade, o que ficou especialmente evidente quando foram usados ​​para desenvolver hipóteses para a origem do fundo dos mares e oceanos.

A situação mudou significativamente com o advento das sondas de eco multifeixe. Permitem receber sinais sonoros refletidos pelo fundo, enviados pelo ecobatímetro, em forma de leque de raios; cobrindo uma faixa da superfície do fundo com uma largura igual a duas profundidades oceânicas no ponto de medição (até vários quilômetros). Isso não só aumenta muito a produtividade da pesquisa, mas, mais importante, para geologia marinha, é possível com a ajuda da tecnologia de computação eletrônica apresentar imediatamente uma imagem tridimensional do relevo na tela, bem como graficamente. Assim, as sondas de eco multifeixe permitem obter mapas batimétricos detalhados com uma cobertura contínua de área do fundo por levantamentos instrumentais, reduzindo ao mínimo a proporção de ideias subjetivas.

As primeiras viagens dos R/Vs soviéticos equipados com sondas de eco multifeixe mostraram imediatamente as vantagens dos novos instrumentos. A sua importância tornou-se clara não só para a realização de trabalhos fundamentais de mapeamento do fundo oceânico, mas também como meio de gestão activa de trabalhos de investigação como instrumentos de uma espécie de navegação acústica. Isso possibilitou ativamente custo mínimo tempo para selecionar locais para estações geológicas e geofísicas, controlar o movimento de instrumentos rebocados acima ou ao longo do fundo do mar, buscar características morfológicas do fundo, como profundidades mínimas acima dos topos dos montes submarinos, etc.

Particularmente eficaz na realização das capacidades de uma sonda de eco multifeixe foi o cruzeiro do R/V Akademik Nikolai Strakhov, realizado de 1 de abril a 5 de agosto de 1988 no Atlântico equatorial.

Os estudos foram realizados em uma ampla gama de trabalhos geológicos e geofísicos, mas o principal foi a sondagem de eco multifeixe. Para pesquisa, a seção equatorial da Dorsal Meso-Atlântica na área de aproximadamente. São Paulo. Esta área pouco estudada destacou-se pela sua invulgaridade em comparação com outras partes da cordilheira: as rochas ígneas e sedimentares descobertas aqui inesperadamente revelaram-se invulgarmente antigas. Era necessário descobrir se este troço da serra se diferencia dos demais em termos de outras características e, sobretudo, no relevo. Mas para resolver este problema, era necessário ter uma imagem extremamente detalhada do relevo subaquático.

Tal tarefa foi definida antes da expedição. Durante quatro meses, os estudos foram conduzidos com intervalos entre as manobras não superiores a 5 milhas. Eles cobriam uma vasta área do oceano de até 700 milhas de largura de leste a oeste e até 200 milhas de norte a sul. Como resultado dos estudos realizados, tornou-se evidente que o segmento equatorial da Dorsal Meso-Atlântica, encerrado entre as falhas de 4° ao norte e ao redor. São Paulo no sul realmente tem uma estrutura anômala. Típico para o resto da serra (a norte e sul da área estudada), a estrutura do relevo, a ausência de uma espessa cobertura sedimentar e características campo magnético As rochas aqui revelaram ser características apenas da parte axial estreita do segmento com não mais de 60-80 milhas de largura, que foi chamado de Peter and Paul Range.

E o que antes se considerava as encostas da serra acabou por ser vastos planaltos com uma natureza completamente diferente do relevo e do campo magnético, com uma poderosa cobertura sedimentar. Então, aparentemente, a origem do relevo e estrutura geológica os planaltos são completamente diferentes dos da Cordilheira de Peter e Paul.

A significância dos resultados obtidos pode ser muito importante para o desenvolvimento ideias gerais sobre a geologia do fundo do Oceano Atlântico. No entanto, há muito a ser pensado e testado. E isso requer novas expedições, novas pesquisas.

Destaca-se o equipamento para estudo de massas de água instalado no R/V “Arnold Veimer” com um deslocamento de 2140 toneladas. Este R/V especializado foi construído por construtores navais finlandeses para a Academia de Ciências da ESSR em 1984 e nomeado após o proeminente estadista e cientista do ESSR, Presidente da Academia de Ciências do ESSR em 1959-1973 gg. Arnold Weimer.

Entre os laboratórios do navio estão três de física marinha (hidroquímica, hidrobiológica, óptica marinha), um centro de informática e vários outros. Para a realização de estudos hidrofísicos, o navio dispõe de um conjunto de instrumentos de medição de corrente. Os sinais deles são recebidos pelo hidrofone receptor instalado no navio e transmitidos para o sistema de gravação e processamento de dados, e também gravados em fita magnética.

Para o mesmo fim, os detectores de corrente flutuante da Bentos são usados ​​para registrar os valores dos parâmetros de corrente, cujos sinais também são recebidos pelo receptor do navio.

Instalado no navio sistema automato amostragem de vários horizontes e medição de parâmetros hidrofísicos e hidroquímicos usando sondas de pesquisa com medidores de corrente acústica, sensores de teor de oxigênio dissolvido, concentração de íons de hidrogênio (pH) e condutividade elétrica.

O laboratório hidroquímico está equipado com equipamentos de alta precisão, que permitem analisar amostras de água do mar e sedimentos de fundo quanto ao teor de oligoelementos. Dispositivos complexos e precisos são projetados para esta finalidade: espectrofotômetros vários sistemas(incluindo absorção atômica), cromatógrafo líquido fluorescente, analisador polarográfico, dois analisadores químicos automáticos, etc.

No laboratório hidroquímico existe um eixo passante em uma carcaça de 600X600 mm. A partir dele é possível retirar água do mar de baixo do navio e baixar os instrumentos na água em condições climáticas adversas que não permitem o uso de dispositivos de convés para esses fins.

O laboratório óptico possui dois fluorômetros, um espectrofotômetro de feixe duplo, um analisador óptico multicanal e um analisador multicanal programável. Esse equipamento permite que os cientistas conduzam ampla variedade pesquisas relacionadas ao estudo propriedades ópticaságua do mar.

No laboratório hidrobiológico, além dos microscópios padrão, há um microscópio de plâncton Olympus, equipamento especial para a realização de pesquisas utilizando isótopos radioativos: contador de cintilações e analisador de partículas.

De particular interesse é o sistema automatizado do navio para registrar e processar os dados científicos coletados. O centro de informática abriga um minicomputador de fabricação húngara. Este computador é um sistema dual-processador, ou seja, a solução de problemas e o processamento de dados experimentais são realizados no computador em paralelo por meio de dois programas.

Para o registro automatizado dos dados experimentais coletados provenientes de vários instrumentos e dispositivos, dois sistemas de cabos são instalados no navio. A primeira é uma rede de cabos radiais para transmissão de dados de laboratórios e locais de medição para o quadro de distribuição principal.

No console, você pode conectar as linhas de medição a qualquer contato e enviar os sinais de entrada para qualquer computador do navio. As caixas de distribuição desta linha são instaladas em todos os laboratórios e nos locais de trabalho próximos aos guinchos. A segunda rede de cabos é um backup para conectar novos instrumentos e dispositivos que serão instalados no navio no futuro.

Um sistema excelente, mas este sistema relativamente poderoso e extenso para coletar e processar dados com a ajuda de um computador é colocado com tanto sucesso em um pequeno R/V de média tonelagem.

R/V "Arnold Veimer" é exemplar para um R/V de média tonelagem em termos de composição de equipamentos científicos e possibilidades de realização de estudos multifacetados. Durante sua construção e equipamento, a composição do equipamento científico foi cuidadosamente pensada por cientistas da Academia de Ciências da RSS da Estônia, o que aumentou significativamente a eficiência do trabalho de pesquisa após o navio ter entrado em serviço.

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A única fonte de importância prática que controla o regime de luz e calor dos corpos d'água é o sol.

Se um raios solares caindo na superfície da água são parcialmente refletidos, parcialmente gastos na evaporação da água e iluminação da camada onde penetram e parcialmente absorvidos, é óbvio que o aquecimento da camada superficial da água ocorre apenas devido à parte absorvida energia solar.

Não é menos óbvio que as leis de distribuição de calor na superfície do Oceano Mundial são as mesmas que as leis de distribuição de calor na superfície dos continentes. Diferenças particulares são explicadas pela alta capacidade calorífica da água e pela maior homogeneidade da água em relação à terra.

Os oceanos são mais quentes no hemisfério norte do que no hemisfério sul porque hemisfério sul menos terra, que aquece muito a atmosfera, e amplo acesso à fria região antártica; no hemisfério norte há mais terra e os mares polares são mais ou menos isolados. O equador térmico da água está localizado no hemisfério norte. As temperaturas diminuem naturalmente do equador para os pólos.

A temperatura média da superfície de todo o Oceano Mundial é de 17°,4, ou seja, 3° mais alta que a temperatura média do ar no globo. A alta capacidade calorífica da água e a mistura turbulenta explicam a presença de grandes reservas de calor nos oceanos. Para a água doce, é igual a I, para a água do mar (com uma salinidade de 35‰) é ligeiramente inferior, ou seja, 0,932. Na produção média anual, o oceano mais quente é o Pacífico (19°,1), seguido do Índico (17°) e do Atlântico (16°,9).

As flutuações de temperatura na superfície do Oceano Mundial são incomensuravelmente menores do que as flutuações de temperatura do ar nos continentes. A menor temperatura confiável observada na superfície do oceano é -2°, a mais alta é +36°. Assim, a amplitude absoluta não é superior a 38°. Quanto às amplitudes das temperaturas médias, elas são ainda mais estreitas. As amplitudes diárias não ultrapassam 1°, e as amplitudes anuais, que caracterizam a diferença entre as temperaturas médias dos meses mais frios e mais quentes, variam de 1 a 15°. No hemisfério norte para o mar, o mês mais quente é agosto, o mais frio é fevereiro; vice-versa no hemisfério sul.

De acordo com as condições térmicas nas camadas superficiais do Oceano Mundial, distinguem-se as águas tropicais, as águas das regiões polares e as águas das regiões temperadas.

As águas tropicais estão localizadas em ambos os lados do equador. Aqui nas camadas superiores a temperatura nunca cai abaixo de 15-17 °, e em grandes espaços a água tem uma temperatura de 20-25° e até 28°. As flutuações anuais de temperatura não excedem 2° em média.

As águas das regiões polares (no hemisfério norte são chamadas de árticas, no sul da Antártida) diferem Baixas temperaturas, geralmente abaixo de 4-5°. As amplitudes anuais aqui também são pequenas, como nos trópicos - apenas 2-3°.

As águas das regiões temperadas ocupam uma posição intermediária - tanto territorialmente quanto em algumas de suas características. Parte deles, localizada no hemisfério norte, foi chamada de região boreal, no sul - a região notal. Em águas boreais, as amplitudes anuais chegam a 10°, e na região notal são metade.

A transferência de calor da superfície para as profundezas do oceano é praticamente realizada apenas por convecção, ou seja, movimento verticalágua, o que se deve ao fato de as camadas superiores serem mais densas que as inferiores.

A distribuição vertical de temperatura tem características próprias para as regiões polares e para as regiões quentes e temperadas do Oceano Mundial. Essas características podem ser resumidas na forma de um gráfico. A linha superior representa a distribuição vertical da temperatura a 3°S. sh. e 31° W. d. em oceano Atlântico, ou seja, serve como exemplo de distribuição vertical em mares tropicais. O que chama a atenção é a lenta queda da temperatura na própria camada superficial, a queda acentuada da temperatura de uma profundidade de 50 m para uma profundidade de 800 m e, novamente, uma queda muito lenta de uma profundidade de 800 m e abaixo: o a temperatura aqui quase não muda e, além disso, é muito baixa (menos de 4 ° C). ). Essa constância de temperatura em grandes profundidades é explicada pelo resto completo da água.

A linha inferior representa a distribuição vertical da temperatura a 84°N. sh. e 80°. etc., ou seja, serve como exemplo de distribuição vertical nos mares polares. Caracteriza-se pela presença de uma camada quente a uma profundidade de 200 a 800 m, sobreposta e subjacente por estratos água fria com temperaturas negativas. As camadas quentes encontradas tanto no Ártico quanto na Antártida se formaram como resultado do afundamento das águas trazidas para países polares correntes quentes, porque estas águas, devido à sua maior salinidade em comparação com as camadas superficiais dessalinizadas dos mares polares, revelaram-se mais densas e, portanto, mais pesadas do que as águas polares locais.

Em suma, nas latitudes temperadas e tropicais, há uma diminuição constante da temperatura com a profundidade, apenas as taxas dessa diminuição são diferentes em diferentes intervalos: a menor próxima à própria superfície e mais profunda que 800-1000 m, a maior no intervalo entre essas camadas. Para os mares polares, ou seja, para o Oceano Ártico e o espaço polar sul dos outros três oceanos, o padrão é diferente: a camada superior apresenta baixas temperaturas; com a profundidade, essas temperaturas, subindo, formam uma camada quente com temperaturas positivas e, sob essa camada, as temperaturas voltam a diminuir, com sua transição para valores negativos.

Esta é a imagem das mudanças verticais de temperatura nos oceanos. Quanto aos mares individuais, a distribuição vertical de temperatura neles muitas vezes se desvia muito dos padrões que acabamos de estabelecer para o Oceano Mundial.

A camada superior do oceano (UML + termoclina sazonal) requer muito mais descrição detalhada. O próximo parágrafo será dedicado a esta questão.[ ...]

Em uma formulação dinâmica mais importante usando a frequência N de Väissälä-Brunt, a camada de salto de densidade é visivelmente mais estratificada (L3-10 2 s-1) do que a troposfera como um todo, na qual 10-2 s"1, embora menos estável do que inversões atmosféricas fortes (TP"1.7-10-1 s-1). Com a distribuição ubíqua da camada de salto de densidade no oceano e a raridade de fortes inversões na atmosfera, isso explica a propagação muito mais ampla das ondas internas no oceano em comparação com a atmosfera.[ ...]

A camada superior mais ativa do oceano, onde domina o plâncton de matéria viva, fica até 150-200 m. A poluição está exposta aqui à ação de organismos vivos. Estes últimos ligam uma enorme quantidade de substâncias dissolvidas e suspensas. Um sistema de biofiltração tão poderoso não existe em terra.[ ...]

Uma zona peculiar do Oceano Mundial, caracterizada pela alta produtividade pesqueira, é a ressurgência, ou seja, a subida das águas das profundezas para as camadas superiores do oceano, em regra, nas margens ocidentais dos contingentes.[ ...]

Aquecedor - água morna das camadas superiores do oceano. A maioria aquecer a água é observada no Golfo Pérsico em agosto - mais de 33 ° C (e a temperatura mais alta da água registrada no Mar Vermelho - mais 36 ° C). Mas o conversor não pode depender da temperatura máxima: é encontrado em áreas limitadas do Oceano Mundial, e vastas áreas têm uma temperatura da camada superficial de cerca de 25 ° C. Esta é uma temperatura alta o suficiente na qual muitos líquidos fervem. D'Arsonval sugeriu o uso de amônia como fluido de trabalho - um líquido com temperatura; ponto de ebulição menos 33,4°C, que ferverá bem ■ a 25°C. À temperatura normal (20°C), a amônia é um gás incolor com odor pungente. À medida que a pressão aumenta, a amônia gasosa se transforma novamente em líquido. A 20°C, para isso, a pressão deve ser aumentada para 8,46 atm, mas a 5°C é bem menor.[ ...]

As áreas energeticamente ativas do Oceano Mundial são os componentes estruturais mínimos envolvidos na formação de trocas de calor em larga escala entre o oceano e a atmosfera. Ocupando “¿20% da área do Oceano Mundial, são responsáveis ​​por “40% da troca total de calor no sistema oceano-atmosfera-terra. Estas são áreas de máxima incompatibilidade entre os campos térmicos e de umidade da camada superior do oceano e a camada limite planetária da atmosfera: é aqui que a intensidade do trabalho de correspondência desses campos é máxima. E embora afirmemos que o EAO - estruturas características em campos de grande escala, isso não significa que seu arranjo espacial seja rigidamente fixo e a intensidade seja constante. As mesmas áreas são caracterizadas pelas faixas máximas de variabilidade do fluxo de calor, o que indica que elas servem como as áreas hídricas mais informativas para o monitoramento do estado do sistema climático. Ou seja, todos eles podem não estar em um estado ativo ao mesmo tempo, mas é nessas áreas que a transferência de calor local mais ativa é formada e excitada em uma determinada sequência policíclica.[ ...]

Como resultado desses fatores, a camada superior do oceano costuma ser bem misturada. É chamado assim - misturado. A sua espessura depende da estação do ano, força do vento e área geográfica. Por exemplo, no verão, em clima calmo, a espessura da camada mista no Mar Negro é de apenas 20 a 30 m. E no Oceano Pacífico, perto do equador, foi descoberta uma camada mista com espessura de cerca de 700 m ( por uma expedição no navio de pesquisa "Dmitry Mendeleev"). Da superfície a uma profundidade de 700 m havia uma camada de água morna e clara com uma temperatura de cerca de 27 ° C. Esta região do Oceano Pacífico é semelhante em suas propriedades hidrofísicas ao Mar dos Sargaços no Oceano Atlântico. No inverno, a camada mista no Mar Negro é 3-4 vezes mais espessa que a do verão, sua profundidade atinge 100-120 m. grande diferença devido à mistura intensa no inverno: do que vento mais forte, quanto maior a excitação na superfície e mais forte a mistura. Essa camada de salto também é chamada de sazonal, pois a profundidade da camada depende da estação do ano.[ ...]

Ressurgência ressurgência] - o aumento da água das profundezas para as camadas superiores do oceano (mar). É comum nas costas ocidentais dos continentes, onde os ventos afastam as águas superficiais da costa e tomam o seu lugar massas frias de água ricas em nutrientes.[ ...]

A troca de dióxido de carbono também ocorre entre a atmosfera e o oceano. Dissolvido nas camadas superiores do oceano um grande número de dióxido de carbono em equilíbrio com a atmosfera. No total, a hidrosfera contém cerca de 13-1013 toneladas de dióxido de carbono dissolvido e a atmosfera contém 60 vezes menos. A vida na Terra e o equilíbrio gasoso da atmosfera são mantidos por quantidades relativamente pequenas de carbono envolvidas no pequeno ciclo e contidas nos tecidos vegetais (5-1011 toneladas), nos tecidos animais (5-109 toneladas). O ciclo de carbono em processos biosféricos mostra-se no figo. 2.[...]

Em geral, deve-se notar que a amplitude das flutuações anuais de temperatura nas camadas superiores do oceano não é superior a 10-15°С, em águas continentais-30-35°C.[ ...]

Kisloe A. V., Semenchenko B. A., Tuzhilkin V. S. Sobre os fatores de variabilidade na estrutura da camada superior do oceano nos trópicos//Meteorologia e Hidrologia, n° 4, 1983, p. 84-89.[ ...]

A biosfera está concentrada principalmente na forma de uma película relativamente fina na superfície terrestre e principalmente (mas não exclusivamente) nas camadas superiores do oceano. Ele não pode funcionar sem uma interação próxima com a atmosfera, hidrosfera e litosfera, e a pedosfera simplesmente não existiria sem organismos vivos.[ ...]

Outros indicadores integrados também são possíveis. Assim, para modelar a distribuição do saury no Oceano Pacífico, a temperatura na camada superior do oceano tornou-se uma característica tão integral, uma vez que a distribuição de correntes, massas de água, salinidade e outros indicadores hidrológicos e hidroquímicos no parte noroeste do Oceano Pacífico está intimamente correlacionada com a distribuição da temperatura da água na camada superior (Kashkin, 1986).[ ...]

O aquecimento de cima (por contato e devido à forte absorção da luz que penetra nele pela água) e a dessalinização (por precipitação, escoamento de rios, derretimento do gelo) só podem afetar uma camada superior muito fina do oceano, apenas dezenas de metros, uma vez que devido à estabilidade hidrostática de uma camada aquecida ou dessalinizada, ela não pode se misturar independentemente com a água subjacente e a mistura forçada criada pelo colapso ondas de superfície, penetra superficialmente (a mistura em pontos turbulentos formados em locais de instabilidade hidrodinâmica de ondas internas é, em média, muito fraca e atua, aparentemente, extremamente lentamente).[ ...]

Se a equação (4.9.2) ou sua forma primo equivalente das variáveis ​​é integrada em todo o oceano, obtemos a mesma contradição óbvia que no caso da equação energia mecânica. Em grandes escalas, há influxo através da superfície do oceano (porque a salinidade da superfície é alta onde há fluxo de sal para o oceano, veja por exemplo), mas a perda de sal por difusão é insignificante em grandes escalas. Como no caso da energia, há uma transferência de salinidade de uma escala para outra devido ao termo advectivo não linear em (4.3.8), enquanto escalas muito pequenas contribuem significativamente para o lado direito de (4.9.2 ). De acordo com a estimativa, o gradiente de salinidade rms na camada superior do oceano é 1000 vezes maior que o gradiente médio.[ ...]

Compostos de nitrogênio (nitratos, nitritos) em soluções entram nos organismos vegetais, participando da formação de matéria orgânica (aminoácidos, proteínas complexas). Parte dos compostos de nitrogênio é levado para os rios, mares, penetra nas águas subterrâneas. Dos compostos dissolvidos na água do mar, o nitrogênio é absorvido pelos organismos aquáticos e, após sua morte, se move para as profundezas do oceano. Portanto, a concentração de nitrogênio nas camadas superiores do oceano aumenta acentuadamente.[ ...]

Uma análise das razões para a relação de fase existente entre as flutuações anuais de temperatura no ar e na água é dada com base nas interpretações do modelo da variação anual em . Via de regra, tais modelos partem da equação de transferência de calor, na qual vários autores com graus variantes as completudes levam em conta os fatores de formação da ciclicidade no oceano e na atmosfera. A. A. Pivovarov e Wo Wang Lan construíram modelo não linear para um oceano estratificado e levou em consideração a absorção volumétrica de energia radiante pela camada superior do oceano. A variação diurna das temperaturas da superfície da água e do ar é analisada. Obteve-se um atraso de fase da temperatura do ar em relação à temperatura da água, o que não condiz com os dados empíricos, segundo os quais a temperatura do ar está à frente da temperatura da água no curso diário.[ ...]

Ácidos húmicos e esteáricos de ocorrência natural, que são impurezas comuns em muitas águas residuais, também retardaram muito a formação de calcita. Essa inibição provavelmente é causada pela adsorção do ânion ácido, uma vez que as formas iônicas desses compostos predominam nas condições experimentais. Sewess e Myers e Quine descobriram que o ácido esteárico e outros matéria orgânica pode ser fortemente adsorvido quando o carbonato de cálcio entra em contato com água do mar. Aparentemente, esta adsorção explica a inibição da formação de carbonato de cálcio nas camadas superiores do oceano. Na presença de ácido esteárico (1-1O-4 M), ocorre uma reação de cristalização leve, mas mensurável (ver Fig. 3.4), o que mostra que este ácido não inibe a reação de cristalização tão completamente quanto o metafosfato.[ ... ]

O segundo experimento especial para estudar a variabilidade sinótica das correntes oceânicas ("Polygon-70") foi realizado por oceanologistas soviéticos liderados pelo Instituto de Oceanologia da Academia de Ciências da URSS em fevereiro-setembro de 1970 na zona de ventos alísios do norte do Atlântico, onde foram realizadas medições contínuas de correntes durante seis meses a 10 profundidades de 25 a 1500 m em 17 estações de bóias atracadas, que formaram uma cruz de 200X200 km centrada no ponto 16°W 14, 33°30 N, e uma também foram feitos vários levantamentos hidrológicos.[ ...]

O contraste em grande escala do conteúdo de calor no oceano excede em muito a energia potencial da inclinação do nível e a energia da diferenciação de densidade das águas. As próprias diferenças de águas termais, via de regra, são formadas em grandes áreas e são acompanhadas por movimentos suaves espacialmente estendidos do tipo convectivo. Em águas desigualmente aquecidas com densidades espacialmente variadas, existem gradientes horizontais, que também podem ser fontes de movimentos locais. Nesses casos, parte da energia potencial disponível passa para eles. Se, ao calculá-lo, procedermos da diferença de reservas energias potenciais dois volumes iguais adjacentes com densidades diferentes dentro partes superiores, então para todo o oceano chegamos à estimativa que determinamos anteriormente como a energia de diferenciação de densidade, ou seja, para 1018-1019 J. A idade das águas da camada superior do oceano (> 1000 m) é estimada em 10-20 anos. Decorre de uma comparação da energia do contraste térmico das águas oceânicas e do contraste do influxo de energia solar para as águas oceânicas quentes e frias [(1-3) -1023 J/ano] que leva cerca de 10-15 anos para acumular este contraste. Então, podemos supor provisoriamente que as principais características da diferenciação de densidade da camada superior serão formadas em 10 anos. Um décimo dessa energia é transferido anualmente movimentos mecânicos oceano. Portanto, a entrada anual de energia como resultado da instabilidade baroclínica deve ser aproximadamente estimada em cerca de 1018 J.[ ...]

Em 1905, o cientista sueco V. Ekman criou a teoria da corrente de vento, que recebeu uma expressão matemática e gráfica, conhecida como espiral de Ekman. Segundo ela, o fluxo da água deve ser direcionado em ângulo reto com a direção do vento, com a profundidade ele é tão desviado pela força de Coriolis que passa a fluir na direção oposta ao vento. Um dos efeitos do transporte aquático, de acordo com a teoria de Ekmen, é que os ventos alísios fazem com que o fluxo se desloque para o norte e para o sul do equador. Para compensar a vazão, águas profundas e frias sobem aqui. É por isso que a temperatura da água de superfície no equador é mais baixa em 2-3°C do que nas regiões tropicais vizinhas. O lento aumento das águas profundas nas camadas superiores do oceano é chamado de ressurgência, e o afundamento é chamado de ressurgência.