Океани у русі
Океани в русіУривок з "Дерево знань"
Світовий океан перебуває у постійному русі під впливом багатьох сил - обертання Землі, вітрів, тяжіння Сонця та Місяця, моретрусів та нерівномірного розподілу тепла.
Перше, що впадає в око при погляді на морські води, - це їх постійний рух. Від початку часів хвилі, котячись нескінченною чергою, з шумом розбиваються об берег. І майже всюди двічі на добу припливи змінюються відливами. У водах океану утворюються потужні поверхневі течії. Наприклад, Гольфстрім і Північно-Атлантична течія несуть із Мексиканської затоки теплі води, що обігрівають західні береги Європи. А глибоко внизу течуть незримі, але не менш важливі розуміння природи океану, глибинні течії, переміщуючи навколо земної кулі величезні маси води.
Від кинутого у водоймище камінця кругами розходиться дрібна бриж. Це і є хвиля. Вона не переміщає воду горизонталлю, хоча її частинки можуть підніматися і опускатися. Хвиля – це вертикальне коливання поверхневих шарів води. Приблизно те саме відбувається, якщо ритмічно змахувати кінцем вільно лежачої мотузки. По всій її довжині підуть хвилеподібні коливання, але жоден відрізок не відійде від вас. Найчастіше хвилі виникають при взаємному терті води та вітру, що дме над океаном. Це надає руху поверхневі шари води. Чим сильніший вітер, тим більша вертикальна амплітуда хвильових коливань. Відстань, що переборюється хвилею, називається довжиною розгону, і буває, що хвилі проходять величезний шлях від місця, де вони народилися. Чим далі від точки зародження, тим менша енергія хвилі і, зрештою, вона перетворюється на плавне коливання вгору-вниз, яке називають бризкою. Корабель, що потрапив у такий зиб, мірно піднімається іопускається разом із хвилею. Хвилі, підняті штормами біля берегів Антарктики, докочуються хибою до самої Аляски, подолавши більше 10 ОС Хвилі бувають різними по довжині, ніж довгі хвилі зазвичай мчать (реє коротких.
У розпал шторму шквальні пориви вітру розбивають гребені хвиль, змушуючи їх розбігатися у різні боки. Цей шалений, хаотичний танець стихії, що розбушувалася, надзвичайно небезпечна для будь-якого корабля, захопленого негодою. Крижані вали здіймаються на висоту до 10 і навіть 20 метрів. Застигнутий штормом корабель обов'язково повинен розвернутися носом до вітру, щоб розрізати до найпотужніших і найнебезпечніших хвиль. У прибережному мілководді на гребенях хвиль з'являються буруни. При наближенні до берега хвиля затихає від тертя про морське дно, її довжина поступово коротшає, а висота зростає. Нарешті високий гребінь починає обганяти основну масу води і водоспадом обрушується вниз. У цей момент більша частина хвильової енергії перетворюється на тепло або витрачається на розмивання берегової лінії. Вдаряючись об берег під гострим кутом, хвилі переносять величезні маси піску та гальки.
Небезпеки біля берега
При зіткненні хвиль із берегом переважна більшість попередньої хвилі відкочується у море під черговий вал. Це – зворотній прибійний потік. Одночасно зароджується швидка поверхнева течія, спрямована в море, за зону бурунів. Його називають відбійною хвилею. Моретруси та вулканічні виверження породжують хвилі цунамі (нерідко їх помилково називають приливними). Ці хвилі величезної довжини – до 160 км від одного гребеня до іншого – мчать у відкритому океані з неймовірною швидкістю – до 800 км/год. Обрушуючись на берег, така 25-метрова стіна води змітає все на своєму шляху.
Припливи та відливи
Причиною припливно-відливних процесів є силитяжіння Місяця та Сонця. На твердих предметах вони майже не позначаються, але океани, будучи величезними масами рідини, чуйно реагують на них. З двох припливоутворюючих сил сильніше діє тяжіння Місяця. Під впливом Місяця сферична поверхня океану прагне набути форми витягнутого еліпсоїда з великою віссю, спрямованої до Місяця. Оскільки Земля здійснює повний оборот по відношенню до Місяця за 24 години 50 хвилин, майже в усіх куточках Світового океану кожні 12 годин 25 хвилин припливи змінюються відливами. Подекуди - наприклад, у Мексиканській затоці - припливи відбуваються з періодичністю 24 години 50 хвилин. Сонячне тяжіння менше впливає на приливні хвилі, ніж місячне, тому що Сонце приблизно в 400 разів далі від Землі, ніж Місяць. Але в той же час воно приблизно в 8800 разів більше Місяця, тому сила його тяжіння становить близько 46% від місячного. Кожні 28 днів піки сонячного та місячного тяжіння збігаються, і тоді настає час сизигійних припливів з найбільшим перепадом рівнів припливу та відливу. І навпаки, коли сили місячного та сонячного тяжіння перебувають у протифазі, настають квадратурні припливи з найменшою різницею між рівнями повної та малої води.
(Малюнок можна подивитися тут).
У різних куточках Світового океану припливи по-різному. Найбільша у світі різниця повної та малої води спостерігається у затоці Фанді (Атлантичне узбережжя Канади) -до 18 метрів.
Натомість у нечисленних внутрішніх морях, на зразок Середземного та Балтійського, припливи практично непомітні. Через відсутність приливних течій ці моря особливо страждають від забруднення. В інших місцях приливні хвилі допомагають очищати берегову лінію.
Поверхневі течії Крім хвильового та припливно-відливного рухів, океанські води мандруютьпо світу у формі потужних течій, що виникають під впливом вітрів та обертання Землі.
У деяких регіонах планети вітри постійно дмуть в одному напрямку і тому називають панівними. 1000-кілометрова смуга по обидва боки екватора називається смугою штилів. На північ від неї переважають північно-східні пасати, на південь - південно-східні. Це відхилення вітрів на схід відбувається через обертання Землі. Інша смуга штилів відокремлює пасати від широт, де переважають західні вітри, які зазвичай дмуть у напрямку від екватора. Ці панівні вітри і захоплюють у себе величезні маси води Світового океану, які у північній півкулі циркулюють за годинниковою стрілкою, а південному - проти годинникової стрілки. Сумарна дія обертання Землі та панівних вітрів змушує воду рухатися не паралельно екватору, а відхилятися праворуч у північній півкулі та вліво - у південній. Сила, що породжує цей ефект, називається силою Коріоліса (на ім'я французького інженера XIX ст.) І виникає внаслідок того, що поверхня Землі швидше обертається поблизу екватора, (тобто в місці, найбільш віддаленому від її осі), ніж біля полюсів.
Приливно-відливні процеси теж породжують сильні течії, особливо у місцях із найбільшим перепадом повної та малої води. Однією з найвідоміших океанських течій є Гольфстрім. Він формується під променями тропічного сонця в Карибському морі, звідки пасати переміщують теплу воду до Мексиканської затоки. Далі ця могутня «річка в океані» омиває східне узбережжя Північної Америки до берегів Ньюфаундленду. Там, поступово відхиляючись на схід, Гольфстрім переходить у Північно-Атлантичну течію та перетинає Атлантичний океан, обігріваючи шляхом берега Гренландії, Ісландії та Європи. Моряки здавна користуютьсяГольфстрім, перепливаючи Атлантику із заходу на схід. Ближче до екватора, зі сходу на захід котить свої води Північна Пасатна течія.
Глибинні океанські течії зароджуються внаслідок різниці температур та солоності води у різних ділянках світового океану. У процесі конвективного перемішування холодніші, солоні та щільні шари опускаються на дно, а менш солоні і, відповідно, більш легкі водні маси піднімаються. Температура води в океані відрізняється дивовижною сталістю. Майже три чверті загального обсягу мають температуру від -1 до +5°С. Її солоність коливається між 34,4 і 35% (проміле-тисячна частина числа). Однак у різних кліматичних зонах температура поверхневих шарів не однакова.
У самого дна розташовуються водні маси, що надійшли із холодних приполярних регіонів. У Північній півкулі сформовані в Норвезькому та Гренландському морях щільні маси холодної води утворюють Північно-Атлантичну глибоководну течію, що рухається на південь уздовж західної околиці Атлантичного океану. На півдні маси холодної води формуються в антарктичному морі Уедделла, утворюючи Антарктичну донну течію, частина якої спрямовується на північ вздовж західної околиці Атлантичного океану. Інша його частина спочатку рухається на схід, до Індійського та Тихого океанів, а потім теж повертає на північ вздовж їх західних країв. У міру наближення до екваторіальних зон глибинні шари піднімаються все вище до поверхні і там, прогріті спекотним сонцем, здійснюють подальший шлях на північ і південь.
(Малюнок можна подивитися тут).
Ще одна глибоководна течія перекочується із Середземного моря через поріг Гібралтарської протоки в Атлантичний океан. Воно порівняно тепле, але дуже солоне (біля36% про) і щільне. Ця течія вдалося простежити далеко в Атлантиці на глибинах до 2000 м. Аналогічна солона глибинна течія випливає з Червоного моря в Індійський океан.
У багатих киснем та кормом прохолодних водах чудові умови для розмноження риби. Багаті рибальські промисли розташовані у східній зоні Тихого океану, яка підживлюється південною холодною течією. Однак раз на кілька років тепла течія, що тече із заходу на схід, блокує шлях холодним водам, руйнуючи американських рибалок і викликаючи різкі погодні аномалії на всій планеті. Ця тепла течія, яка часто з'являється до Різдва, отримала назву «Ель-Ніньо» (від іспанського «немовля [Христос]»). Вперше помічене в 1726 р., ця течія повертається приблизно раз на чотири роки, хоча чіткої періодичності не існує. З однаковою ймовірністю воно може нагрянути і через два роки, і за десять.