Ресурсы Мирового океана — виды, краткая характеристика и проблемы использования

По мнению некоторых ученых, человечество исследовало глубины Мирового океана хуже, чем поверхность Луны. Однако он является источником колоссального объема природных ресурсов, многие из которых до сих пор не освоены. Все ресурсы Мирового океана можно разбить на несколько больших групп.

Биологические ресурсы

В эту категорию попадают все те продукты питания, которые человечество добывает из морей и океанов:

• рыба;
• моллюски (осьминоги, улитки, устрицы, мидии);
• ракообразные (крабы, креветки, омары);
• млекопитающие (киты, моржи, тюлени, морские львы, ламантины);
• водоросли.

При этом на рыбу приходится примерно 90% современной морской добычи, хотя ее масса составляет только 0,5 из 35 млрд тонн биомассы Мирового океана. Сегодня 20% белков, потребляемых людьми, имеют морское происхождение. Важно заметить, что в целом морепродукты считаются более полезными, чем свинина и говядина. Неслучайно наибольшая продолжительность жизни фиксируется в тех государствах, где рыба составляет основу традиционного рациона питания (Япония, страны Скандинавского полуострова и Средиземноморья).

Большая часть морепродуктов добывается в Японском, Охотском, Норвежском и Беринговом море, а также в Тихом океане. При этом они используются не только как пища для людей, но и как корм в птицеводстве и животноводстве. Рыбий жир применяется в красильном деле, для изготовления мыла и в фармакологии.

Ресурсы дна Мирового океана

Огромное количество полезных ископаемых хранится под морским и океаническим дном. Географы выделяют шельфовые ресурсы (в прибрежных областях океана) и ресурсы в глубоководных районах.

Наибольшее значение для современной экономики играют запасы углеводородов – нефти и газа. Их активно добывают в Персидском и Мексиканском заливе, в Северном море и у венесуэльского побережья. Также месторождения углеводородов есть в Северном Ледовитом океане, однако пока что они слабо освоены из-за высокой себестоимости добычи. Всего же в мире насчитывается около 30 шельфовых нефтегазоносных районов, в которых хранится порядка 150 млрд тонн нефти.

В подводных недрах находят и месторождения меди, железа, никеля и других металлов, угля, серы и прочих ценных ресурсов. Для их добычи на берегу стоят шахты, которые под землей уходят в сторону океана, иногда на десятки км.

Драгоценные металлы и камни, а также редкие элементы (цирконий) могут добывать в прибрежно-морских россыпях. Например, в Калининградской области на балтийском побережье развита добыча янтаря, в Намибии у Атлантического берега находят алмазы, а в США – золото.

В глубоководных районах Мирового океана главным ресурсом является железомарганцевые конкреции. Суммарная масса их запасов оценивается в 300 млрд тонн. Из конкреций можно получать не только марганец и железо, но и медь, никель, кобальт, цинк и иные редкие металлы. Процесс образования конкреций продолжается и в наше время, причем скорость накопления марганца, никеля и циркония в 3-5 раз превосходит скорость их потребления человечеством.

Энергетические ресурсы

Океан может служить источником огромного количества энергии. Наиболее перспективным является использование энергии приливных волн. В некоторых прибрежных районах разница в уровне воды во время приливов и отливов может достигать 18 метров. В отличие от классических гидроэлектростанций, в которых вода течет всегда в одном направлении, в приливных электростанциях (ПЭС) она во время приливов и отливов крутит турбину в разные стороны.

Активней всего приливная энергетика развивается в Южной Корее, Франции, Канаде, США. Самой мощной на сегодня является южнокорейская Сихвинская ПЭС (254 МВт). Однако существуют и более амбициозные проекты. Например, на берегу Охотского моря в Пенжинской губе (Россия) можно построить ПЭС мощность 87ГВт, однако стоимость такого сооружения оценивается в 200 млрд долларов.

В энергетике существует ещё три направления, связанных с использованием вод Мирового океана, которые основаны на:

• энергии волн;
• энергии морских течений;
• разнице температур на дне океана и его поверхности.

Однако пока что промышленность не освоила эти технологии, проводятся только научные и опытные работы.

Отдельно стоит отметить ветроэнергетику. Дело в том, что над морями воздушные потоки значительно стабильнее, чем над сушей. Поэтому часто ветряные электростанции строят на расстоянии более 10 км от берега, вбивая сваи в морское дно или сооружая искусственные острова. Подобные ветряные электростанции называют оффшорными. Существуют и плавающие ветряные турбины.

Морская вода

Сама вода в Мировом океане также является ценным ресурсом. В ней растворено огромное количество ценных элементов: поваренная соль, бром, калий, магний. По некоторым подсчетам, в Мировом океане содержится около 8 млрд тонн золота! К сожалению, до сих пор не существует рентабельной технологии его добычи.

В странах с сухим климатом, располагающихся рядом с морями (Саудовская Аравия, Кувейт, Бахрейн, Ливия), морскую воду опресняют и используют для питья или в сельском хозяйстве. Также существуют проекты доставки айсбергов к берегам и их использования в качестве источника пресной воды, однако пока что это экономически неэффективно.

Даже без опреснения морская вода позволяет экономить питьевую воду, заменяя ее в хозяйственной деятельности. Например, в Гонконге ее используют для слива в туалетах. В ряде промышленных технологических процессов допустимо использование морской воды вместо пресной.

Рекреационные ресурсы Мирового океана

Побережья морей и океанов всегда привлекали любителей пляжного отдыха. В Европе наибольшей популярностью пользуется Средиземное и Черное море, в то время как для жителей Нового Света привлекательны пляжи Карибского моря и Мексиканского залива. В Тихом океане туристы предпочитают отдыхать на Гавайских островах в Полинезии и Микронезии, а также на восточном береге австралийского материка. Жители Китая любят загорать на побережье залива Бохайвань и Южно-Китайского моря. В Индийском океане наиболее привлекательны остров Шри-Ланка, Мальдивы и Сейшелы.

Однако рекреационные ресурсы Мирового океана связаны не только с пляжным отдыхом. Большой популярностью пользуются плавания на яхтах и круизные путешествия на океанских лайнерах. Подводный мир можно изучить, занимаясь дайвингом.

Транспортная роль Мирового океана

Морские перевозки очень длительные по сравнению с железнодорожным и тем более авиационным транспортом, однако они наиболее выгодны по своей себестоимости. Это связано с огромным количеством грузов, которые можно разместить на одном корабле. В результате сегодня более 80% всех мировых грузоперевозок осуществляется морем.

Источник

Вода Мирового океана

Основные физико-химические свойства вод Мирового океана

Вода — простейшее химическое соединение водорода с кислородом, однако океанская вода — универсальный однородный ионизированный раствор, в состав которого входят 75 химических элементов. Это твердые минеральные вещества (соли), газы, а также взвеси органического и неорганического происхождения.

Вола обладает множеством различных физических и химических свойств. Прежде всего они зависят оглавления и температуры окружающей среды. Дадим краткую характеристику некоторым из них.

Вода — это растворитель. Поскольку вода является растворителем, можно судить о том, что все воды — это газо-солевые растворы различного химического состава и различной концентрации.

Соленость океанской, морской и речной воды

Соленость морской воды (табл. 1). Концентрация растворенных в воде веществ характеризуется соленостью, которая измеряется в промилле (%о), т. е. в граммах вещества на 1 кг воды.

Таблица 1. Содержание солей в морской и речной воде (в % всей массы солей)

Хлориды (NaCI, MgCb)

Соединения азота, фосфора, кремния, органические и прочие вещества

Линии на карте, соединяющие точки с одинаковой соленостью, называют изогалинами.

Соленость пресной воды (см. табл. 1) в среднем равна 0,146 %о, а морской — в среднем 35 %о. Растворенные в воде соли придают ей горько-соленый вкус.

Около 27 из 35 граммов составляет хлористый натрий (поваренная соль), поэтому вода соленая. Соли магния придают ей горький вкус.

Поскольку вода в океанах образовалась из горячих соленых растворов земных недр и газов, соленость ее была изначальной. Есть основания предполагать, что на первых этапах формирования океана его воды по солевому составу мало отличались от речных. Различия наметились и стали усиливаться после преобразования горных пород в результате их выветривания, а также развития биосферы. Современный солевой состав океана, как показывают ископаемые остатки, сложился не позже протерозоя.

Помимо хлоридов, сульфитов и карбонатов в морской воде обнаружены почти все известные на Земле химические элементы, в том числе и благородные металлы. Однако содержание большинства элементов в морской воле ничтожно, например, золота в кубометре воды выявлено лишь 0,008 мг, а на наличие олова и кобальта указывает их присутствие в крови морских животных и в донных осадках.

Соленость океанских вод — величина не постоянная (рис. 1). Она зависит от климата (соотношения осадков и испарения с поверхности океана), образования или таяния льдов, морских течений, вблизи материков — от притока пресных речных вод.

Рис. 1. Зависимость солености вод от широты

В открытом океане соленость колеблется в пределах 32- 38%; в окраинных и средиземных морях колебания ее значительно больше.

Особенно сильно на соленость вод до глубины 200 м влияет количество выпадающих атмосферных осадков и испарение. Исходя из этого можно говорить, что соленость морской воды подвержена закону зональности.

В экваториальных и субэкваториальных районах соленость составляет 34 %с, потому что количество выпадавших осадков больше воды, затраченной на испарение. В тропических и субтропических широтах — 37 так как осадков мало, а испарение велико. В умеренных широтах — 35 %о. Наименьшая соленость морской воды наблюдается в приполярных и полярных областях — всего 32 так как количество осадков превышает испарение.

Морские течения, сток речных вод и айсберги нарушают зональную закономерность солености. Например, в умеренных широтах Северного полушария соленость вод больше около западных берегов материков, куда с помощью течений приносятся более соленые субтропические воды, меньшая соленость воды — у восточных берегов, куда холодные течения приносят менее соленую воду.

Сезонное изменение солености воды происходит в приполярных широтах: осенью за счет образования льда и уменьшения силы речного стока соленость увеличивается, а весной-летом за счет таяния льда и усиления речного стока соленость уменьшается. Вокруг Гренландии и Антарктиды в летний период соленость становится меньше в результате таяния близлежащих айсбергов и ледников.

Самый соленый из всех океанов — Атлантический океан, наименьшую соленость имеют воды Северного Ледовитого океана (особенно у азиатского побережья, близ устьев сибирских рек — менее 10 %о).

Среди частей океана — морей и заливов — максимальная соленость наблюдается в областях, ограниченных пустынями, например, в Красном море — 42 %с, в Персидском заливе — 39 %с.

От солености воды зависят ее плотность, электропроводность, образование льда и многие другие свойства.

Газовый состав океанской воды

Кроме различных солей, в водах Мирового океана растворены разные газы: азот, кислород, диоксид углерода, сероводород и др. Как и в атмосфере, в океанских водах преобладают кислород и азот, но в несколько других пропорциях (например, общее количество свободного кислорода в океане 7480 млрд т, что в 158 раз меньше, чем в атмосфере). Несмотря на то что газы занимают сравнительно мало места в воде, этого достаточно, чтобы оказывать влияние на органическую жизнь и различные биологические процессы.

Количество газов определяется температурой и соленостью вод: чем выше температура и соленость, тем меньше растворимость газов и ниже их содержание в воде.

Так, например, при 25 °С в воде может раствориться до 4,9 см /л кислорода и 9,1 см 3 /л азота, при 5 °С — соответственно 7,1 и 12,7 см 3 /л. Из этого вытекают два важных следствия: 1) содержание кислорода в поверхностных водах океана значительно выше в умеренных и особенно полярных широтах, чем в низких (субтропических и тропических), что сказывается на развитии органической жизни — богатстве первых и относительной бедности вторых вод; 2) в одних и тех же широтах содержание кислорода в водах океана зимой выше, чем летом.

Суточные изменения газового состава воды, связанные с колебаниями температуры, невелики.

Наличие в океанской воде кислорода способствует развитию в ней органической жизни и окислению органических и минеральных продуктов. Главным источником кислорода в океанской воде является фитопланктон, называемый «легкими планеты». В основном кислород расходуется на дыхание растений и животных в верхних слоях морских вод и на окисление различных веществ. В интервале глубин 600-2000 м расположен слой кислородного минимума. Небольшое количество кислорода здесь сочетается с повышенным содержанием углекислого газа. Причина — разложение в этом слое воды основной массы поступающего сверху органического вещества и интенсивное растворение биогенного карбоната. Оба процесса нуждаются в свободном кислороде.

Количество азота в морской воде гораздо меньше, чем в атмосфере. Этот газ в основном попадает в воду из воздуха при распаде органических веществ, но также вырабатывается при дыхании морских организмов и их разложении.

В толще воды, в глубоких застойных котловинах, в результате жизнедеятельности организмов происходит образование сероводорода, который является ядовитым и тормозит биологическую продуктивность вод.

Теплоемкость океанских вод

Вода — одно из самых теплоемких тел в природе. Теплоемкость только десяти метрового слоя океана в четыре раза больше теплоемкости всей атмосферы, а слой воды в 1 см поглощает 94 % солнечного тепла, поступающего на ее поверхность (рис. 2). Благодаря этому обстоятельству океан медленно нагревается и медленно отдает тепло. Вследствие высокой теплоемкости все водные объекты являются мощными аккумуляторами тепла. Охлаждаясь, вода постепенно отдает свое тепло в атмосферу. Поэтому Мировой океан выполняет функцию терморегулятора нашей планеты.

Рис. 2. Зависимость теплоемкости волы от температуры

Самую низкую теплопроводность имеет лед и особенно снег. Вследствие этого лед является предохранителем воды на поверхности водоема от переохлаждения, а снег защищает от промерзания почву, озимые культуры.

Теплота испарения воды — 597 кал/г, а теплота плавления — 79,4 кал/г — эти свойства очень важны для живых организмов.

Температура океанских вод

Показатель теплового состояния океана — температура.

Средняя температура океанских вод — 4 °С.

Несмотря на то что поверхностный слой океана выполняет функции терморегулятора Земли, в свою очередь, температура морских вод зависит от теплового баланса (прихода и расхода тепла). Приход тепла складывается из солнечной радиации, а расход — из затрат на испарение воды и турбулентный теплообмен с атмосферой. Несмотря на то что доля тепла, расходуемого на турбулентный теплообмен, не велика, его значение огромно. Именно с его помощью через атмосферу происходит планетарное перераспределение тепла.

На поверхности температура океанских вод колеблется в пределах от -2 °С (температура замерзания) до 29 °С в открытом океане (35,6 °С в Персидском заливе). Среднегодовая температура поверхностных вод Мирового океана составляет 17,4°С, причем в Северном полушарии она примерно на 3 °С выше, чем в Южном. Наибольшая температура поверхностных океанских вод в Северном полушарии — в августе, а наименьшая — в феврале. В Южном полушарии все наоборот.

Поскольку Мировой океан имеет тепловые взаимосвязи с атмосферой, температура поверхностных вод, как и температура воздуха, зависит от широты местности, т. е. подчинена закону зональности (табл. 2). Зональность выражается в постепенном уменьшении температуры воды от экватора к полюсам.

В тропических и умеренных широтах температура воды в основном зависит от морских течений. Так, благодаря теплым течениям в тропических широтах на западе океанов температуры на 5-7 °С выше, чем на востоке. Однако в Северном полушарии вследствие теплых течений на востоке океанов температуры весь год положительные, а на западе из-за холодных течений вода зимой замерзает. В высоких широтах температура во время полярного дня составляет около О °С, а во время полярной ночи подольдом — около -1,5 (-1,7) °С. Здесь на температуру воды в основном влияют ледовые явления. Осенью выделяется теплота, смягчающая температуру воздуха и воды, а весной на таяние льда затрачивается тепло.

Таблица 2. Средние годовые температуры поверхностных вод океанов

Источник