Море — это большой объём соленой воды . Существуют особые моря и море . Под морем обычно понимают Мировой океан , более обширный объём морской воды . Отдельные моря — это либо окраинные моря , либо участки второго порядка океанического моря (например, Средиземное море ), либо определённые крупные, почти замкнутые водоёмы.
Соленость водоемов сильно различается, будучи ниже у поверхности и в устьях крупных рек и выше в глубинах океана; однако относительные пропорции растворенных солей мало меняются в разных океанах. Наиболее распространенным твердым веществом, растворенным в морской воде , является хлорид натрия . Вода также содержит соли магния , кальция , калия и ртути , среди многих других элементов, некоторые в ничтожных концентрациях. Большое разнообразие организмов , включая бактерии , простейшие , водоросли , растения, грибы и животные, обитает в морях, которые предлагают широкий спектр морских местообитаний и экосистем , простирающихся по вертикали от освещенной солнцем поверхности и береговой линии до больших глубин и давлений холодной, темной абиссальной зоны , а по широте — от холодных вод под полярными ледяными шапками до теплых вод коралловых рифов в тропических регионах . Многие из основных групп организмов эволюционировали в море, и жизнь, возможно, зародилась там.
Океан смягчает климат Земли и играет важную роль в круговоротах воды , углерода и азота . Поверхность воды взаимодействует с атмосферой, обмениваясь такими свойствами, как частицы и температура, а также течениями . Поверхностные течения — это водные течения, которые создаются течениями атмосферы и ее ветрами , дующими над поверхностью воды, создавая ветровые волны , создавая посредством сопротивления медленные, но стабильные циркуляции воды, как в случае с океаном, поддерживающим глубоководные океанические течения . Глубоководные течения, известные вместе как глобальный конвейер , переносят холодную воду с полюсов в каждый океан и существенно влияют на климат Земли. Приливы , обычно дважды в день поднимающиеся и опускающиеся уровни моря , вызваны вращением Земли и гравитационным воздействием Луны и , в меньшей степени, Солнца . Приливы могут иметь очень большой диапазон в заливах или эстуариях . Подводные землетрясения , возникающие в результате движения тектонических плит под океанами, а также извержения вулканов, огромные оползни или падение крупных метеоритов могут привести к разрушительным цунами .
Моря были неотъемлемым элементом для людей на протяжении всей истории и культуры. Люди, использующие и изучающие моря, были зарегистрированы с древних времен и засвидетельствованы в доисторические времена , в то время как его современное научное изучение называется океанографией , а морское пространство регулируется морским правом , с адмиралтейским правом , регулирующим взаимодействие людей в море. Моря обеспечивают значительные запасы пищи для людей, в основном рыбы , но также моллюсков , млекопитающих и водорослей , выловленных рыбаками или выращенных под водой. Другие виды использования морей человеком включают торговлю , путешествия, добычу полезных ископаемых , производство электроэнергии , войну и такие виды отдыха, как плавание , парусный спорт и подводное плавание . Многие из этих видов деятельности загрязняют морскую среду .
Море — это взаимосвязанная система всех океанических вод Земли, включая Атлантический , Тихий , Индийский , Южный и Северный Ледовитый океаны . [1] Однако слово «море» может также использоваться для многих конкретных, гораздо меньших водоемов морской воды, таких как Северное море или Красное море . Нет четкого различия между морями и океанами , хотя, как правило, моря меньше и часто частично (как окраинные моря или, в частности, как Средиземное море ) или полностью (как внутренние моря ) окружены сушей . [2] Однако исключением из этого является Саргассово море , которое не имеет береговой линии и находится в круговом течении, Северо-Атлантическом круговороте . [3] : 90 Моря, как правило, больше озер и содержат соленую воду, но Галилейское море является пресноводным озером . [4] [a] Конвенция Организации Объединенных Наций по морскому праву гласит, что весь океан является «морем». [8] [9] [b]
Морское право в своей основе имеет определение границ океана , проясняя его применение в пограничных морях . Но то, к каким водоемам, помимо моря, применяется это право, является предметом решающих переговоров в случае Каспийского моря и его статуса как «моря», в основном вращаясь вокруг вопроса о том, является ли Каспийское море фактически океаническим морем или только соленым водоемом и, следовательно, исключительно морем в смысле общепринятого использования этого слова, как и все другие соленые озера, называемые морями. [ необходима цитата ]
Земля — единственная известная планета , на поверхности которой есть моря жидкой воды , [3] : 22 хотя на Марсе есть ледяные шапки , а на подобных планетах в других солнечных системах могут быть океаны. [11] 1 335 000 000 кубических километров (320 000 000 кубических миль) моря Земли содержат около 97,2 процента ее известной воды [12] [c] и покрывают приблизительно 71 процент ее поверхности. [3] : 7 [17] Еще 2,15% воды на Земле находится в замороженном состоянии, в морском льду, покрывающем Северный Ледовитый океан , ледяной шапке, покрывающей Антарктиду и прилегающие к ней моря , а также в различных ледниках и поверхностных отложениях по всему миру. Оставшаяся часть (около 0,65% от общего количества) образует подземные резервуары или различные стадии круговорота воды, содержащие пресную воду , встречающуюся и используемую большинством наземных форм жизни : пар в воздухе , облака, которые он медленно образует, дождь , выпадающий из них, а также озера и реки, спонтанно образующиеся по мере того, как его воды снова и снова текут в море. [12]
Научное изучение воды и круговорота воды на Земле — гидрология ; гидродинамика изучает физику воды в движении. Более позднее изучение моря, в частности, — океанография . Оно началось как изучение формы течений океана [18] , но с тех пор расширилось до большой и многопрофильной области: [19] оно изучает свойства морской воды; изучает волны, приливы и течения; составляет карты береговых линий и морского дна; и изучает морскую жизнь. [20] Подотрасль, занимающаяся движением моря, его силами и силами, действующими на него, известна как физическая океанография . [21] Морская биология (биологическая океанография) изучает растения, животных и другие организмы, населяющие морские экосистемы. Оба направления опираются на химическую океанографию , которая изучает поведение элементов и молекул в океанах: в частности, в настоящее время роль океана в круговороте углерода и роль углекислого газа в растущем закислении морской воды. Морская и морская география картографирует форму и особенности моря, в то время как морская геология (геологическая океанография) предоставила доказательства дрейфа континентов , а также состава и структуры Земли , прояснила процесс седиментации и помогла в изучении вулканизма и землетрясений . [19]
Характерной чертой морской воды является ее соленость. Соленость обычно измеряется в частях на тысячу ( ‰ или промилле), и в открытом океане содержится около 35 граммов (1,2 унции) твердых веществ на литр, соленость составляет 35 ‰. В Средиземном море соленость немного выше — 38 ‰, [22] в то время как соленость северной части Красного моря может достигать 41 ‰. [23] Напротив, некоторые замкнутые гиперсоленые озера имеют гораздо более высокую соленость, например, в Мертвом море содержится 300 граммов (11 унций) растворенных твердых веществ на литр (300 ‰).
В то время как компоненты поваренной соли ( натрий и хлорид ) составляют около 85 процентов твердых веществ в растворе, есть также ионы других металлов, такие как магний и кальций , и отрицательные ионы, включая сульфат , карбонат и бромид . Несмотря на различия в уровнях солености в разных морях, относительный состав растворенных солей стабилен во всех мировых океанах. [24] [25] Морская вода слишком соленая, чтобы люди могли безопасно пить ее, так как почки не могут выделять мочу, такую же соленую, как морская вода. [26]
Хотя количество соли в океане остается относительно постоянным в масштабе миллионов лет, на соленость водоема влияют различные факторы. [27] Испарение и побочные продукты образования льда (известные как «отторжение рассола») увеличивают соленость, тогда как осадки , таяние морского льда и сток с суши уменьшают ее. [27] Например, в Балтийское море впадает много рек, и поэтому море можно считать солоноватым . [28] Между тем, Красное море очень соленое из-за высокой скорости испарения. [29]
Температура моря зависит от количества солнечной радиации, падающей на его поверхность. В тропиках, когда солнце почти над головой, температура поверхностных слоев может подняться до более чем 30 °C (86 °F), в то время как вблизи полюсов температура в равновесии с морским льдом составляет около −2 °C (28 °F). В океанах происходит непрерывная циркуляция воды. Теплые поверхностные течения охлаждаются по мере удаления от тропиков, и вода становится плотнее и тонет. Холодная вода движется обратно к экватору как глубоководное течение, движимое изменениями температуры и плотности воды, прежде чем в конечном итоге снова подняться к поверхности. Глубоководная морская вода имеет температуру от −2 °C (28 °F) до 5 °C (41 °F) во всех частях земного шара. [30]
Морская вода с типичной соленостью 35 ‰ [31] имеет точку замерзания около −1,8 °C (28,8 °F). [32] Когда ее температура становится достаточно низкой, на поверхности образуются кристаллы льда . Они распадаются на мелкие кусочки и объединяются в плоские диски, которые образуют густую суспензию, известную как снежный лед . В спокойных условиях это замерзает в тонкий плоский лист, известный как нилас , который утолщается по мере того, как новый лед образуется на его нижней стороне. В более бурных морях кристаллы снежного льда объединяются в плоские диски, известные как блины. Они скользят друг под другом и объединяются, образуя льдины . В процессе замерзания соленая вода и воздух оказываются в ловушке между ледяными кристаллами. Нилас может иметь соленость 12–15 ‰, но к тому времени, когда морскому льду исполняется один год, она падает до 4–6 ‰. [33]
Морская вода слегка щелочная и имеет средний pH около 8,2 за последние 300 миллионов лет. [34] Совсем недавно изменение климата привело к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере; около 30–40% добавленного CO 2 поглощается океанами, образуя угольную кислоту и снижая pH (сейчас ниже 8,1 [34] ) посредством процесса, называемого закислением океана . [35] [36] [37] Степень дальнейших изменений химии океана, включая pH океана, будет зависеть от усилий по смягчению последствий изменения климата, предпринимаемых странами и их правительствами. [38]
Количество кислорода, содержащегося в морской воде, зависит в первую очередь от растений, растущих в ней. Это в основном водоросли, включая фитопланктон , а также некоторые сосудистые растения , такие как морские травы . Днем фотосинтетическая активность этих растений производит кислород, который растворяется в морской воде и используется морскими животными. Ночью фотосинтез прекращается, и количество растворенного кислорода уменьшается. В глубоком море, куда проникает недостаточно света для роста растений, растворенного кислорода очень мало. При его отсутствии органический материал разлагается анаэробными бактериями, производя сероводород . [39]
Изменение климата , вероятно, приведет к снижению уровня кислорода в поверхностных водах, поскольку растворимость кислорода в воде падает при более высоких температурах. [40] Прогнозируется, что деоксигенация океана увеличит гипоксию на 10% и утроит субоксичные воды (концентрация кислорода на 98% ниже средней поверхностной концентрации) на каждый 1 °C потепления верхнего слоя океана. [41]
Количество света, проникающего в море, зависит от угла падения солнца, погодных условий и мутности воды. Большая часть света отражается на поверхности, а красный свет поглощается в верхних нескольких метрах. Желтый и зеленый свет достигает больших глубин, а синий и фиолетовый свет могут проникать на глубину до 1000 метров (3300 футов). Для фотосинтеза и роста растений на глубине более 200 метров (660 футов) недостаточно света. [42]
На протяжении большей части геологического времени уровень моря был выше, чем сегодня. [3] : 74 Основным фактором, влияющим на уровень моря с течением времени, являются изменения в океанической коре, при этом ожидается, что тенденция к снижению сохранится в очень долгосрочной перспективе. [43] Во время последнего ледникового максимума , около 20 000 лет назад, уровень моря был примерно на 125 метров (410 футов) ниже, чем в настоящее время (2012). [44]
По крайней мере, за последние 100 лет уровень моря повышался со средней скоростью около 1,8 миллиметра (0,071 дюйма) в год. [45] Большую часть этого повышения можно объяснить повышением температуры моря из-за изменения климата и вызванным этим небольшим тепловым расширением верхних 500 метров (1600 футов) воды. Дополнительные вклады, примерно четверть от общего объема, поступают из водных источников на суше, таких как таяние снега и ледников и извлечение грунтовых вод для орошения и других сельскохозяйственных и человеческих нужд. [46]
Ветер, дующий над поверхностью водоема, образует волны , перпендикулярные направлению ветра. Трение между воздухом и водой, вызванное легким бризом на пруду, приводит к образованию ряби . Сильный ветер над океаном вызывает более крупные волны, поскольку движущийся воздух толкает поднятые хребты воды. Волны достигают максимальной высоты, когда скорость, с которой они движутся, почти соответствует скорости ветра. В открытой воде, когда ветер дует непрерывно, как это происходит в Южном полушарии в Ревущие сороковые , длинные, организованные массы воды, называемые зыбью, катятся по океану. [3] : 83–84 [47] [48] [d] Если ветер стихает, волнообразование уменьшается, но уже сформированные волны продолжают двигаться в своем первоначальном направлении, пока не встретятся с землей. Размер волн зависит от разгона , расстояния, которое ветер прошел над водой, а также силы и продолжительности этого ветра. Когда волны встречаются с другими, приходящими с разных направлений, интерференция между ними может привести к образованию разорванных, нерегулярных волн. [47] Конструктивная интерференция может привести к появлению отдельных (неожиданных) волн-убийц, намного превышающих нормальные. [49] Большинство волн имеют высоту менее 3 м (10 футов) [49] , и не редкость, когда сильные штормы удваивают или утраивают эту высоту; [50] морские сооружения , такие как ветряные электростанции и нефтяные платформы, используют метеорологическую статистику измерений для расчета волновых сил (например, из-за столетней волны ), против которых они спроектированы. [51] Волны-убийцы, однако, были зарегистрированы на высоте более 25 метров (82 фута). [52] [53]
Вершина волны называется гребнем, самая низкая точка между волнами — впадиной, а расстояние между гребнями — длиной волны. Волна перемещается по поверхности моря ветром, но это представляет собой передачу энергии, а не горизонтальное движение воды. Когда волны приближаются к земле и движутся по мелководью , они меняют свое поведение. При приближении под углом волны могут изгибаться ( рефракция ) или огибать скалы и мысы ( дифракция ). Когда волна достигает точки, где ее самые глубокие колебания воды соприкасаются с морским дном , они начинают замедляться. Это сближает гребни и увеличивает высоту волн , что называется обмелением волн . Когда отношение высоты волны к глубине воды превышает определенный предел, она « разбивается », опрокидываясь массой пенящейся воды. [49] Она устремляется полосой вверх по пляжу, прежде чем отступить в море под действием силы тяжести. [47]
Цунами — необычная форма волны, вызванная редким мощным событием, таким как подводное землетрясение или оползень, падение метеорита, извержение вулкана или обрушение суши в море. Эти события могут временно поднять или опустить поверхность моря в пострадавшем районе, обычно на несколько футов. Потенциальная энергия вытесненной морской воды превращается в кинетическую энергию, создавая неглубокую волну, цунами, распространяющуюся наружу со скоростью, пропорциональной квадратному корню глубины воды, и которая, следовательно, распространяется намного быстрее в открытом океане, чем на континентальном шельфе. [54] В глубоком открытом море цунами имеют длину волны около 80–300 миль (от 130 до 480 км), движутся со скоростью более 600 миль в час (970 км/ч) [55] и обычно имеют высоту менее трех футов, поэтому они часто проходят незамеченными на этой стадии. [56] Напротив, волны на поверхности океана, вызванные ветрами, имеют длину в несколько сотен футов, движутся со скоростью до 65 миль в час (105 км/ч) и достигают высоты до 45 футов (14 метров). [56]
По мере того, как цунами перемещается в мелководье, его скорость уменьшается, длина волны сокращается, а амплитуда значительно увеличивается, [56] ведя себя так же, как и волна, созданная ветром на мелководье, но в гораздо большем масштабе. Либо ложбина, либо гребень цунами могут сначала достичь побережья. [54] В первом случае море отступает и оставляет сублиторальные области вблизи берега открытыми, что является полезным предупреждением для людей на суше. [57] Когда достигает гребня, он обычно не разрушается, а устремляется вглубь суши, затапливая все на своем пути. Большая часть разрушений может быть вызвана тем, что вода отступает обратно в море после того, как ударило цунами, увлекая за собой обломки и людей. Часто несколько цунами вызываются одним геологическим событием и приходят с интервалом от восьми минут до двух часов. Первая волна, достигшая берега, может быть не самой большой или самой разрушительной. [54]
Ветер, дующий над поверхностью моря, вызывает трение на границе между воздухом и морем. Это не только вызывает образование волн, но и заставляет поверхностную морскую воду двигаться в том же направлении, что и ветер. Хотя ветры изменчивы, в любом месте они преимущественно дуют с одного направления, и таким образом может образоваться поверхностное течение. Западные ветры наиболее часты в средних широтах, в то время как восточные преобладают в тропиках. [58] Когда вода движется таким образом, другая вода втекает, чтобы заполнить пробел, и образуется круговое движение поверхностных течений, известное как круговорот . В мировых океанах есть пять основных круговоротов: два в Тихом океане, два в Атлантическом и один в Индийском океане. Другие меньшие круговороты встречаются в малых морях, а один круговорот течет вокруг Антарктиды . Эти круговороты следовали по одним и тем же маршрутам на протяжении тысячелетий, руководствуясь топографией земли, направлением ветра и эффектом Кориолиса . Поверхностные течения текут по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном полушарии. Вода, движущаяся от экватора, теплая, а текущая в обратном направлении, теряет большую часть своего тепла. Эти течения, как правило, смягчают климат Земли, охлаждая экваториальную область и нагревая области в более высоких широтах. [59] Глобальный климат и прогнозы погоды сильно зависят от мирового океана, поэтому глобальное моделирование климата использует модели циркуляции океана , а также модели других основных компонентов, таких как атмосфера , поверхности суши, аэрозоли и морской лед. [60] Модели океана используют раздел физики, геофизическую гидродинамику , которая описывает крупномасштабный поток жидкостей, таких как морская вода. [61]
Поверхностные течения влияют только на верхние несколько сотен метров моря, но существуют также крупномасштабные потоки в глубинах океана, вызванные движением глубоководных масс. Основное глубоководное течение океана протекает через все мировые океаны и известно как термохалинная циркуляция или глобальный конвейер. Это движение медленное и обусловлено различиями в плотности воды, вызванными изменениями солености и температуры. [62] В высоких широтах вода охлаждается низкой температурой атмосферы и становится более соленой по мере кристаллизации морского льда. Оба эти фактора делают ее более плотной, и вода тонет. Из глубокого моря около Гренландии такая вода течет на юг между континентальными массивами суши по обе стороны Атлантики. Когда она достигает Антарктиды, к ней присоединяются дополнительные массы холодной, тонущей воды и течет на восток. Затем она разделяется на два потока, которые движутся на север в Индийский и Тихий океаны. Здесь она постепенно нагревается, становится менее плотной, поднимается к поверхности и замыкается сама на себя. Требуется тысяча лет, чтобы эта схема циркуляции была завершена. [59]
Помимо круговоротов, существуют временные поверхностные течения, которые возникают при определенных условиях. Когда волны встречаются с берегом под углом, создается вдольбереговое течение , поскольку вода выталкивается параллельно береговой линии. Вода закручивается на пляже под прямым углом к приближающимся волнам, но стекает прямо вниз по склону под действием силы тяжести. Чем больше разбивающиеся волны, чем длиннее пляж и чем более косой подход волны, тем сильнее вдольбереговое течение. [63] Эти течения могут перемещать большие объемы песка или гальки, создавать косы и заставлять пляжи исчезать, а водные каналы заиливаться. [59] Отбойное течение может возникнуть, когда вода скапливается у берега от наступающих волн и выбрасывается в море через канал в морском дне. Это может произойти в зазоре в песчаной отмели или около искусственного сооружения, такого как волнолом . Эти сильные течения могут иметь скорость 3 фута (0,9 м) в секунду, могут образовываться в разных местах на разных стадиях прилива и могут уносить неосторожных купальщиков. [64] Временные восходящие течения возникают, когда ветер отталкивает воду от суши, а более глубокая вода поднимается, чтобы заменить ее. Эта холодная вода часто богата питательными веществами и вызывает цветение фитопланктона и значительное увеличение продуктивности моря. [59]
Приливы — это регулярные подъемы и падения уровня воды в морях и океанах в ответ на гравитационное воздействие Луны и Солнца, а также на эффекты вращения Земли. Во время каждого приливного цикла в любом данном месте вода поднимается до максимальной высоты, известной как «прилив», прежде чем снова отступить до минимального уровня «отлива». По мере того, как вода отступает, она обнажает все большую часть береговой полосы , также известной как приливная зона. Разница в высоте между приливом и отливом известна как приливной диапазон или приливная амплитуда. [65] [66]
В большинстве мест ежедневно происходит два прилива, которые происходят с интервалом около 12 часов 25 минут. Это половина периода в 24 часа 50 минут, который требуется Земле, чтобы совершить полный оборот и вернуть Луну в ее предыдущее положение относительно наблюдателя. Масса Луны примерно в 27 миллионов раз меньше массы Солнца, но она в 400 раз ближе к Земле. [67] Приливная сила или сила, поднимающая приливы, быстро уменьшается с расстоянием, поэтому Луна оказывает более чем в два раза большее влияние на приливы, чем Солнце. [67] В том месте, где Земля находится ближе всего к Луне, в океане образуется выпуклость, потому что это также место, где сильнее влияние гравитации Луны. На противоположной стороне Земли лунная сила слабее всего, и это приводит к образованию еще одной выпуклости. Поскольку Луна вращается вокруг Земли, эти океанские выпуклости движутся вокруг Земли. Гравитационное притяжение Солнца также действует на моря, но его влияние на приливы слабее, чем влияние Луны, и когда Солнце, Луна и Земля выстраиваются в одну линию (полнолуние и новолуние), комбинированный эффект приводит к высоким «весенним приливам». Напротив, когда Солнце находится под углом 90° к Луне, если смотреть с Земли, комбинированное гравитационное воздействие на приливы слабее, вызывая низкие «квадратурные приливы». [65]
Штормовой нагон может возникнуть, когда сильный ветер нагоняет воду на мелководье у берега, и это в сочетании с системой низкого давления может привести к резкому повышению уровня моря во время прилива.
Земля состоит из магнитного центрального ядра , в основном жидкой мантии и твердой жесткой внешней оболочки (или литосферы ), которая состоит из каменистой коры Земли и более глубокого в основном твердого внешнего слоя мантии. На суше кора известна как континентальная кора, в то время как под водой она известна как океаническая кора . Последняя состоит из относительно плотного базальта и имеет толщину около пяти-десяти километров (от трех до шести миль). Относительно тонкая литосфера плавает на более слабой и горячей мантии ниже и разломана на ряд тектонических плит . [68] В середине океана магма постоянно проталкивается через морское дно между соседними плитами, образуя срединно-океанические хребты , и здесь конвекционные потоки внутри мантии имеют тенденцию раздвигать две плиты. Параллельно этим хребтам и ближе к побережьям одна океаническая плита может скользить под другую океаническую плиту в процессе, известном как субдукция . Здесь образуются глубокие впадины , и этот процесс сопровождается трением, поскольку плиты соприкасаются друг с другом. Движение происходит рывками, которые вызывают землетрясения, выделяется тепло, и магма выталкивается вверх, создавая подводные горы, некоторые из которых могут образовывать цепи вулканических островов вблизи глубоких впадин. Вблизи некоторых границ между сушей и морем немного более плотные океанические плиты скользят под континентальные плиты, и образуется больше субдукционных впадин. Когда они соприкасаются, континентальные плиты деформируются и изгибаются, вызывая горообразование и сейсмическую активность. [69] [70]
Самая глубокая впадина Земли — Марианская впадина , которая простирается примерно на 2500 километров (1600 миль) по морскому дну. Она находится недалеко от Марианских островов , вулканического архипелага в западной части Тихого океана. Ее самая глубокая точка находится на глубине 10,994 километра (почти 7 миль) под поверхностью моря. [71]
.jpg/1280px-Finland_2018-07-07_(43651908284).jpg)
Зона, где суша встречается с морем , называется побережьем , а часть между самыми низкими весенними приливами и верхним пределом, достигаемым плещущимися волнами, называется берегом . Пляж — это скопление песка или гальки на берегу. [72] Мыс — это точка суши, выступающая в море, а более крупный мыс называется мысом . Изгиб береговой линии, особенно между двумя мысами, называется заливом , небольшой залив с узким входом — бухтой , а большой залив можно назвать заливом . [ 73] На береговые линии влияет несколько факторов, включая силу волн, прибывающих на берег, градиент береговой границы, состав и твердость прибрежной породы, наклон прибрежного склона и изменения уровня земли из-за локального подъема или затопления. Обычно волны катятся к берегу со скоростью от шести до восьми в минуту, и они известны как конструктивные волны, поскольку они имеют тенденцию перемещать материал вверх по пляжу и оказывают незначительное эрозионное воздействие. Штормовые волны прибывают на берег в быстрой последовательности и известны как разрушительные волны, поскольку прибой перемещает пляжный материал в сторону моря. Под их воздействием песок и галька на пляже измельчаются и истираются. Во время прилива сила штормовой волны, ударяющейся о подножие скалы, имеет сокрушительный эффект, поскольку воздух в трещинах и щелях сжимается, а затем быстро расширяется со сбросом давления. В то же время песок и галька оказывают эрозионное воздействие, поскольку они бросаются на скалы. Это имеет тенденцию подтачивать скалу, и за этим следуют обычные процессы выветривания , такие как воздействие мороза, вызывая дальнейшее разрушение. Постепенно у подножия скалы образуется волнорезная платформа, которая оказывает защитный эффект, уменьшая дальнейшую волновую эрозию. [72]
Материал, смытый с окраин суши, в конечном итоге попадает в море. Здесь он подвергается истиранию , поскольку течения, текущие параллельно побережью, размывают каналы и переносят песок и гальку от места их происхождения. Осадок, переносимый в море реками, оседает на морском дне, образуя дельты в эстуариях. Все эти материалы перемещаются вперед и назад под воздействием волн, приливов и течений. [72] Дноуглубительные работы удаляют материал и углубляют каналы, но могут иметь неожиданные последствия в других местах побережья. Правительства прилагают усилия для предотвращения затопления суши путем строительства волнорезов , морских дамб , дамб и других морских защитных сооружений. Например, Темзский барьер предназначен для защиты Лондона от штормового нагона, [74] в то время как разрушение дамб и дамб вокруг Нового Орлеана во время урагана Катрина привело к гуманитарному кризису в Соединенных Штатах.
Море играет роль в водном или гидрологическом цикле , в котором вода испаряется из океана, проходит через атмосферу в виде пара, конденсируется , выпадает в виде дождя или снега , тем самым поддерживая жизнь на суше, и в основном возвращается в море. [75] Даже в пустыне Атакама , где выпадает мало дождей, густые облака тумана, известные как каманчака, дуют с моря и поддерживают жизнь растений. [76]
В Центральной Азии и других крупных массивах суши есть бессточные бассейны , которые не имеют выхода к морю, отделенные от океана горами или другими естественными геологическими особенностями, которые препятствуют стоку воды. Каспийское море является крупнейшим из них. Его основной приток - река Волга , оттока нет, а испарение воды делает ее соленой, поскольку накапливаются растворенные минералы. Аральское море в Казахстане и Узбекистане, а также озеро Пирамид на западе Соединенных Штатов являются еще одними примерами крупных внутренних соленых водоемов без дренажа. Некоторые бессточные озера менее соленые, но все они чувствительны к изменениям качества поступающей воды. [77]
Океаны содержат наибольшее количество активно циркулирующего углерода в мире и уступают только литосфере по количеству хранимого ими углерода. [78] Поверхностный слой океанов содержит большое количество растворенного органического углерода , который быстро обменивается с атмосферой. Концентрация растворенного неорганического углерода в глубоком слое примерно на 15 процентов выше, чем в поверхностном слое [79] , и она остается там в течение гораздо более длительных периодов времени. [80] Термохалинная циркуляция обменивает углерод между этими двумя слоями. [78]
Углерод попадает в океан, когда атмосферный углекислый газ растворяется в поверхностных слоях и превращается в угольную кислоту , карбонат и бикарбонат : [81]
Он также может проникать через реки в виде растворенного органического углерода и преобразуется фотосинтезирующими организмами в органический углерод. Он может либо обмениваться по всей пищевой цепи, либо осаждаться в более глубоких, более богатых углеродом слоях в виде мертвых мягких тканей или в раковинах и костях в виде карбоната кальция . Он циркулирует в этом слое в течение длительного времени, прежде чем либо отложится в виде осадка, либо вернется в поверхностные воды через термохалинную циркуляцию. [80]
Океаны являются домом для разнообразного набора форм жизни, которые используют его в качестве среды обитания. Поскольку солнечный свет освещает только верхние слои, большая часть океана существует в постоянной темноте. Поскольку различные глубинные и температурные зоны обеспечивают среду обитания для уникального набора видов, морская среда в целом охватывает огромное разнообразие жизни. [82] Морские среды обитания варьируются от поверхностных вод до самых глубоких океанических впадин , включая коралловые рифы, леса водорослей , луга морской травы , приливные бассейны , илистое, песчаное и каменистое морское дно и открытую пелагическую зону. Организмы, живущие в море, варьируются от китов длиной 30 метров (98 футов) до микроскопического фитопланктона и зоопланктона , грибов и бактерий. Морская жизнь играет важную роль в углеродном цикле, поскольку фотосинтезирующие организмы преобразуют растворенный углекислый газ в органический углерод, и для людей экономически важно обеспечивать рыбу для использования в качестве пищи. [83] [84] : 204–229
Жизнь могла зародиться в море, и все основные группы животных представлены там. Ученые расходятся во мнениях относительно того, где именно в море возникла жизнь: эксперименты Миллера-Юри предполагали разбавленный химический «суп» в открытой воде, но более поздние предположения включают вулканические горячие источники, мелкозернистые глинистые отложения или глубоководные « черные курильщики » — все это могло обеспечить защиту от разрушительного ультрафиолетового излучения, которое не блокировалось ранней атмосферой Земли. [3] : 138–140
Морские местообитания можно разделить горизонтально на прибрежные и открытые океанические местообитания. Прибрежные местообитания простираются от береговой линии до края континентального шельфа . Большая часть морской жизни встречается в прибрежных местообитаниях, хотя площадь шельфа занимает всего 7 процентов от общей площади океана. Открытые океанические местообитания находятся в глубоком океане за краем континентального шельфа. С другой стороны, морские местообитания можно разделить вертикально на пелагические (открытая вода), демерсальные (чуть выше морского дна) и бентические (морское дно) местообитания. Третье деление — по широте : от полярных морей с шельфовыми ледниками, морским льдом и айсбергами до умеренных и тропических вод. [3] : 150–151
Коралловые рифы, так называемые «морские тропические леса», занимают менее 0,1 процента поверхности мирового океана, однако их экосистемы включают 25 процентов всех морских видов. [85] Наиболее известны тропические коралловые рифы, такие как Большой Барьерный риф в Австралии , но холодноводные рифы являются домом для широкого спектра видов, включая кораллы (только шесть из которых участвуют в формировании рифов). [3] : 204–207 [86]
Первичные морские производители – растения и микроскопические организмы в планктоне – широко распространены и очень важны для экосистемы. Было подсчитано, что половина кислорода в мире производится фитопланктоном. [87] [88] Около 45 процентов первичной продукции живого материала моря приходится на диатомовые водоросли . [89] Гораздо более крупные водоросли, обычно известные как морские водоросли , важны на местном уровне; саргассум образует плавающие дрейфы, в то время как ламинария образует леса на морском дне. [84] : 246–255 Цветковые растения в виде морских трав растут на « лугах » на песчаных отмелях, [90] мангровые заросли выстилают побережье в тропических и субтропических регионах [91] , а солеустойчивые растения процветают в регулярно затапливаемых солончаках . [92] Все эти среды обитания способны поглощать большие количества углерода и поддерживать биоразнообразный ряд крупных и мелких животных. [93]
Свет может проникать только на глубину 200 метров (660 футов), поэтому это единственная часть моря, где могут расти растения. [42] Поверхностные слои часто испытывают дефицит биологически активных соединений азота. Морской азотный цикл состоит из сложных микробных преобразований, которые включают фиксацию азота , его усвоение, нитрификацию , анаммокс и денитрификацию. [94] Некоторые из этих процессов происходят в глубокой воде, поэтому там, где происходит подъем холодных вод, а также вблизи эстуариев, где присутствуют питательные вещества, поступающие с суши, рост растений выше. Это означает, что наиболее продуктивные районы, богатые планктоном и, следовательно, также рыбой, в основном прибрежные. [3] : 160–163
В море существует более широкий спектр высших таксонов животных , чем на суше, многие морские виды еще не открыты, а число известных науке ежегодно увеличивается. [95] Некоторые позвоночные, такие как морские птицы , тюлени и морские черепахи, возвращаются на сушу для размножения, но рыбы, китообразные и морские змеи ведут полностью водный образ жизни, а многие типы беспозвоночных являются полностью морскими. Фактически, океаны кишат жизнью и предоставляют множество различных микросред обитания. [95] Одной из них является поверхностная пленка, которая, хотя и перемещается движением волн, обеспечивает богатую среду и является домом для бактерий, грибков , микроводорослей , простейших , икры рыб и различных личинок. [96]
Пелагическая зона содержит макро- и микрофауну и мириады зоопланктона, которые дрейфуют с течениями. Большинство самых маленьких организмов - это личинки рыб и морских беспозвоночных , которые высвобождают яйца в огромных количествах, потому что вероятность того, что любой эмбрион выживет до зрелости, очень мала. [97] Зоопланктон питается фитопланктоном и друг другом и составляет основную часть сложной пищевой цепи, которая простирается от рыб разного размера и других нектонных организмов до крупных кальмаров , акул , морских свиней , дельфинов и китов . [98] Некоторые морские существа совершают большие миграции, либо в другие регионы океана на сезонной основе, либо совершают вертикальные миграции ежедневно, часто поднимаясь для кормления ночью и спускаясь в безопасное место днем. [99] Суда могут вносить или распространять инвазивные виды посредством сброса балластной воды или транспортировки организмов, которые накопились как часть обрастания на корпусах судов. [100]
Демерсальная зона поддерживает существование многих животных, которые питаются донными организмами или ищут защиты от хищников, а морское дно обеспечивает ряд мест обитания на поверхности субстрата или под ней, которые используются существами, приспособленными к этим условиям. Приливная зона с ее периодическим воздействием обезвоживающего воздуха является домом для морских желудей , моллюсков и ракообразных . Неритическая зона имеет множество организмов, которым для процветания необходим свет. Здесь, среди покрытых водорослями скал, живут губки , иглокожие , полихеты , морские анемоны и другие беспозвоночные. Кораллы часто содержат фотосинтетических симбионтов и живут на мелководье, куда проникает свет. Обширные известковые скелеты, которые они выдавливают, образуют коралловые рифы, которые являются важной особенностью морского дна. Они обеспечивают биоразнообразную среду обитания для организмов, обитающих в рифах. На дне более глубоких морей меньше морской жизни, но морская жизнь также процветает вокруг подводных гор , которые поднимаются из глубин, где рыбы и другие животные собираются для нереста и питания. Рядом с морским дном живут демерсальные рыбы , которые питаются в основном пелагическими организмами или бентосными беспозвоночными. [101] Исследование глубоководных морей с помощью подводных аппаратов открыло новый мир существ, живущих на морском дне, о существовании которых ученые ранее не знали. Некоторые, такие как детритофаги, полагаются на органический материал, падающий на дно океана. Другие группируются вокруг глубоководных гидротермальных источников , где богатые минералами потоки воды выходят со дна моря, поддерживая сообщества, основными производителями которых являются сульфид-окисляющие хемоавтотрофные бактерии, а потребителями являются специализированные двустворчатые моллюски, морские анемоны, морские желуди, крабы, черви и рыбы, которые часто больше нигде не встречаются. [3] : 212 Мертвый кит, опускающийся на дно океана, обеспечивает пищей скопление организмов, которые также в значительной степени полагаются на действия серовосстанавливающих бактерий. Такие места поддерживают уникальные биомы, где было обнаружено много новых микробов и других форм жизни. [102]
Люди путешествовали по морям с тех пор, как впервые построили морские суда. Жители Месопотамии использовали битум для заделки своих тростниковых лодок , а немного позже и парусов с мачтами . [103] Примерно к 3000 году до нашей эры австронезийцы с Тайваня начали распространяться в приморскую Юго-Восточную Азию . [104] Впоследствии австронезийские народы « лапита » продемонстрировали выдающиеся подвиги в навигации, достигнув от архипелага Бисмарка до таких далеких мест, как Фиджи , Тонга и Самоа . [105] Их потомки продолжали путешествовать на тысячи миль между крошечными островами на каноэ с выносными уключинами , [106] и в процессе они обнаружили много новых островов, включая Гавайи , остров Пасхи (Рапа-Нуи) и Новую Зеландию. [107]
Древние египтяне и финикийцы исследовали Средиземное и Красное моря, а египетский ханну достиг Аравийского полуострова и побережья Африки около 2750 г. до н. э. [108] В первом тысячелетии до н. э. финикийцы и греки основали колонии по всему Средиземноморью и Черному морю . [109] Около 500 г. до н. э. карфагенский мореплаватель Ганнон оставил подробный перипл атлантического путешествия, которое достигло по крайней мере Сенегала и, возможно, горы Камерун . [110] [111] В ранний средневековый период викинги пересекли Северную Атлантику и даже достигли северо-восточных окраин Северной Америки. [112] Новгородцы также плавали по Белому морю с 13-го века или ранее. [113] Между тем, моря вдоль восточного и южного побережья Азии использовались арабскими и китайскими торговцами. [114] Китайская династия Мин имела флот из 317 кораблей с 37 000 человек под командованием Чжэн Хэ в начале пятнадцатого века, плававший по Индийскому и Тихому океанам. [3] : 12–13 В конце пятнадцатого века западноевропейские мореплаватели начали совершать более длительные исследовательские плавания в поисках торговли. Бартоломеу Диаш обогнул мыс Доброй Надежды в 1487 году, а Васко да Гама достиг Индии через мыс в 1498 году. Христофор Колумб отплыл из Кадиса в 1492 году, пытаясь достичь восточных земель Индии и Японии новым способом путешествия на запад. Вместо этого он высадился на острове в Карибском море , а несколько лет спустя венецианский мореплаватель Джон Кабот достиг Ньюфаундленда . Итальянец Америго Веспуччи , в честь которого была названа Америка, исследовал побережье Южной Америки в плаваниях, совершенных между 1497 и 1502 годами, и открыл устье реки Амазонки . [3] : 12–13 В 1519 году португальский мореплаватель Фернан Магеллан возглавил испанскую экспедицию Магеллана-Элькано , которая стала первой в мире, совершившей кругосветное плавание. [3] : 12–13
Что касается истории навигационных инструментов , то компас впервые использовали древние греки и китайцы, чтобы показать, где находится север и в каком направлении движется корабль. Широта (угол, который варьируется от 0° на экваторе до 90° на полюсах) определялась путем измерения угла между Солнцем, Луной или определенной звездой и горизонтом с помощью астролябии , посоха Иакова или секстанта . Долгота (линия на земном шаре, соединяющая два полюса) могла быть рассчитана только с помощью точного хронометра , чтобы показать точную разницу во времени между кораблем и фиксированной точкой, такой как Гринвичский меридиан . В 1759 году часовщик Джон Харрисон сконструировал такой инструмент, и Джеймс Кук использовал его в своих исследовательских плаваниях. [115] В настоящее время Глобальная система позиционирования (GPS), использующая более тридцати спутников, обеспечивает точную навигацию по всему миру. [115]
Что касается карт, которые жизненно важны для навигации, во втором веке Птолемей нанес на карту весь известный мир от «Fortunatae Insulae», островов Зеленого Мыса или Канарских островов , на восток до Сиамского залива . Эта карта использовалась в 1492 году, когда Христофор Колумб отправился в свои исследовательские плавания. [116] Впоследствии, в 1538 году, Герард Меркатор составил практическую карту мира, его проекция карты удобно сделала локсодромные линии прямыми. [3] : 12–13 К восемнадцатому веку были созданы более совершенные карты, и одной из целей Джеймса Кука в его путешествиях было дальнейшее картографирование океана. Научные исследования продолжились с записями глубин Тускароры , океаническими исследованиями плаваний Челленджера (1872–1876), работой скандинавских моряков Руаля Амундсена и Фритьофа Нансена , экспедицией Михаэля Сарса в 1910 году, немецкой экспедицией Метеора в 1925 году, антарктическими исследовательскими работами Дискавери II в 1932 году и другими с тех пор. [19] Кроме того, в 1921 году была создана Международная гидрографическая организация (МГО), которая является мировым авторитетом в области гидрографической съемки и навигационного картографирования. [117] Четвертый проект издания был опубликован в 1986 году, но до сих пор несколько споров о наименованиях (например, спор о Японском море ) помешали его ратификации.
Научная океанография началась с путешествий капитана Джеймса Кука с 1768 по 1779 год, с беспрецедентной точностью описывающего Тихий океан от 71 градуса южной широты до 71 градуса северной широты. [3] : 14 Хронометры Джона Гаррисона поддерживали точность навигации и картографирования Кука в двух из этих путешествий, постоянно повышая стандарт, достижимый для последующей работы. [3] : 14 В девятнадцатом веке последовали другие экспедиции из России, Франции, Нидерландов и Соединенных Штатов, а также из Великобритании. [3] : 15 На HMS Beagle , который предоставил Чарльзу Дарвину идеи и материалы для его книги 1859 года « О происхождении видов» , капитан корабля Роберт Фицрой нанес на карту моря и побережья и опубликовал свой четырехтомный отчет о трех плаваниях корабля в 1839 году. [3] : 15 В книге Эдварда Форбса 1854 года «Распределение морской жизни» утверждалось, что никакая жизнь не может существовать ниже 600 метров (2000 футов). Это было опровергнуто британскими биологами У. Б. Карпентером и К. Уайвиллом Томпсоном , которые в 1868 году обнаружили жизнь в глубоководных районах с помощью драгирования. [3] : 15 Уайвилл Томпсон стал главным ученым в экспедиции «Челленджер» 1872–1876 годов, которая фактически создала науку океанографии. [3] : 15
В своем кругосветном путешествии протяженностью 68 890 морских миль (127 580 км) HMS Challenger открыл около 4700 новых морских видов и провел 492 глубоководных зондирования, 133 донных драгирования, 151 траление в открытой воде и 263 серийных наблюдения за температурой воды. [118] В южной части Атлантического океана в 1898/1899 годах Карл Чун на Valdivia вывел на поверхность много новых форм жизни с глубин более 4000 метров (13 000 футов). Первые наблюдения за глубоководными животными в их естественной среде обитания были сделаны в 1930 году Уильямом Бибом и Отисом Бартоном , которые спустились на глубину 434 метра (1424 фута) в стальной сферической батисфере . [119] Он был спущен с помощью кабеля, но к 1960 году автономный подводный аппарат «Триест» , разработанный Жаком Пиккаром , доставил Пиккара и Дона Уолша в самую глубокую часть океанов Земли , Марианскую впадину в Тихом океане, достигнув рекордной глубины около 10 915 метров (35 810 футов), [120] подвиг, который не был повторен до 2012 года, когда Джеймс Кэмерон провел Deepsea Challenger на аналогичные глубины. [121] Атмосферный водолазный костюм можно носить для глубоководных операций, и новый мировой рекорд был установлен в 2006 году, когда водолаз ВМС США опустился на глубину 2000 футов (610 м) в одном из этих сочлененных герметичных костюмов. [122]
На больших глубинах свет не проникает через водные слои сверху, а давление экстремально. Для глубоководных исследований необходимо использовать специальные аппараты, либо дистанционно управляемые подводные аппараты с огнями и камерами, либо подводные аппараты с экипажем. Глубоководные аппараты «Мир» на батарейном питании имеют экипаж из трех человек и могут погружаться на глубину до 20 000 футов (6 100 м). Они имеют смотровые окна, 5 000-ваттные фонари, видеооборудование и манипуляторы для сбора образцов, размещения зондов или проталкивания аппарата по морскому дну, когда двигатели будут перемешивать чрезмерные отложения. [123]
Батиметрия — это картографирование и изучение топографии дна океана. Методы, используемые для измерения глубины моря, включают одно- или многолучевые эхолоты , лазерные воздушные глубиномеры и расчет глубины по данным спутникового дистанционного зондирования. Эта информация используется для определения маршрутов подводных кабелей и трубопроводов, для выбора подходящих мест для размещения нефтяных вышек и морских ветряных турбин, а также для выявления возможных новых промыслов. [124]
Текущие океанографические исследования включают морские формы жизни, сохранение, морскую среду, химию океана, изучение и моделирование динамики климата, границу воздух-море, погодные условия, океанические ресурсы, возобновляемые источники энергии, волны и течения, а также проектирование и разработку новых инструментов и технологий для исследования глубин. [125] В то время как в 1960-х и 1970-х годах исследования могли быть сосредоточены на таксономии и базовой биологии, в 2010-х годах внимание переключилось на более крупные темы, такие как изменение климата. [126] Исследователи используют спутниковое дистанционное зондирование для поверхностных вод с исследовательскими судами, пришвартованными обсерваториями и автономными подводными аппаратами для изучения и мониторинга всех частей моря. [127]
«Свобода морей» — принцип международного права , существующий с семнадцатого века. Он подчеркивает свободу навигации по океанам и осуждает войну, ведущуюся в международных водах . [128] Сегодня эта концепция закреплена в Конвенции Организации Объединенных Наций по морскому праву (ЮНКЛОС), третья версия которой вступила в силу в 1994 году. Статья 87(1) гласит: «Открытое море открыто для всех государств , как прибрежных, так и не имеющих выхода к морю ». Статья 87(1) (a) по (f) дает неисчерпывающий список свобод, включая судоходство, пролет, прокладку подводных кабелей , строительство искусственных островов, рыболовство и научные исследования. [128] Безопасность судоходства регулируется Международной морской организацией . Ее цели включают разработку и поддержание нормативной базы для судоходства, безопасности на море, экологических проблем, правовых вопросов, технического сотрудничества и безопасности на море. [129]
UNCLOS определяет различные водные пространства. «Внутренние воды» находятся на суше от исходной линии, и иностранные суда не имеют права прохода в них. «Территориальные воды» простираются на 12 морских миль (22 километра; 14 миль) от береговой линии, и в этих водах прибрежное государство свободно устанавливать законы, регулировать использование и разрабатывать любые ресурсы. «Прилежащая зона», простирающаяся еще на 12 морских миль, позволяет преследовать по горячим следам суда, подозреваемые в нарушении законов в четырех конкретных областях: таможня, налогообложение, иммиграция и загрязнение. «Исключительная экономическая зона» простирается на 200 морских миль (370 километров; 230 миль) от исходной линии. В пределах этой области прибрежное государство имеет исключительные права на эксплуатацию всех природных ресурсов. «Континентальный шельф» является естественным продолжением сухопутной территории до внешнего края континентальной окраины или на 200 морских миль от исходной линии прибрежного государства, в зависимости от того, что больше. Здесь прибрежная страна имеет исключительное право на добычу полезных ископаемых, а также живых ресурсов, «прикрепленных» к морскому дну. [128]
Контроль над морем важен для безопасности морской державы, и морская блокада порта может быть использована для того, чтобы отрезать продовольствие и припасы во время войны. Сражения на море велись более 3000 лет. Примерно в 1210 году до нашей эры Суппилулиума II , царь хеттов , разбил и сжег флот из Алашии (современный Кипр ). [130] В решающей битве при Саламине в 480 году до нашей эры греческий генерал Фемистокл запер в узком проливе гораздо более крупный флот персидского царя Ксеркса и яростно атаковал, уничтожив 200 персидских кораблей и потеряв 40 греческих судов. [131] В конце эпохи парусного флота британский королевский флот под командованием Горацио Нельсона сломил мощь объединенного французского и испанского флотов в битве при Трафальгаре в 1805 году . [132]
С появлением пара и промышленного производства стальных пластин значительно возросла огневая мощь дредноутов, вооруженных дальнобойными орудиями. В 1905 году японский флот решительно разгромил русский флот, который прошел более 18 000 морских миль (33 000 км), в Цусимском сражении . [133] Дредноуты безрезультатно сражались в Первой мировой войне в Ютландском сражении 1916 года между Гранд-флотом Королевского флота и Флотом открытого моря Императорского германского флота . [134] Во Второй мировой войне победа Великобритании в битве при Таранто в 1940 году показала, что военно-морская авиация достаточна для того, чтобы одолеть самые крупные военные корабли, [135] предвосхитив решающие морские сражения Тихоокеанской войны, включая сражения в Коралловом море , у атолла Мидуэй , в Филиппинском море и кульминационное сражение в заливе Лейте , во всех из которых доминирующими кораблями были авианосцы . [136] [137]
Подводные лодки стали играть важную роль в морской войне в Первой мировой войне, когда немецкие подводные лодки, известные как U-boats , потопили около 5000 торговых судов союзников, [138] включая RMS Lusitania , что помогло привлечь Соединенные Штаты к войне. [139] Во Второй мировой войне почти 3000 кораблей союзников были потоплены подводными лодками, пытавшимися заблокировать поток поставок в Великобританию, [140] но союзники прорвали блокаду в битве за Атлантику , которая длилась всю войну, потопив 783 подводных лодки. [141] С 1960 года несколько стран содержали флоты атомных подводных лодок с баллистическими ракетами , судов, оборудованных для запуска баллистических ракет с ядерными боеголовками из-под моря. Некоторые из них постоянно находятся на патрулировании. [142] [143]
Парусные суда или пакетботы перевозили почту за границу, одним из первых был голландский сервис в Батавию в 1670-х годах. [144] Они добавили пассажирские помещения, но в стесненных условиях. Позже были предложены регулярные рейсы, но время в пути во многом зависело от погоды. Когда пароходы заменили парусные суда, океанские лайнеры взяли на себя задачу перевозки людей. К началу двадцатого века пересечение Атлантики занимало около пяти дней, и судоходные компании соревновались за обладание самыми большими и быстрыми судами. Голубая лента была неофициальной наградой, присуждаемой самому быстрому лайнеру, пересекающему Атлантику на регулярном обслуживании. Mauretania удерживала этот титул со скоростью 26,06 узлов (48,26 км/ч) в течение двадцати лет с 1909 года. [145] Трофей Хейлза , еще одна награда за самое быстрое коммерческое пересечение Атлантики, была выиграна Соединенными Штатами в 1952 году за пересечение, которое заняло три дня, десять часов и сорок минут. [146]
Большие лайнеры были комфортабельны, но дороги в плане топлива и персонала. Эпоха трансатлантических лайнеров пошла на убыль, когда стали доступны дешевые межконтинентальные рейсы. В 1958 году регулярное авиасообщение между Нью-Йорком и Парижем, занимавшее семь часов, обрекли атлантическое паромное сообщение на забвение. Одно за другим суда были поставлены на прикол, некоторые были списаны, другие стали круизными лайнерами для индустрии отдыха , а третьи — плавучими отелями. [147]
Морская торговля существует уже тысячелетия. Династия Птолемеев развивала торговлю с Индией, используя порты Красного моря, а в первом тысячелетии до нашей эры арабы, финикийцы, израильтяне и индийцы торговали предметами роскоши, такими как специи, золото и драгоценные камни. [148] Финикийцы были известными морскими торговцами, и при греках и римлянах торговля продолжала процветать. С распадом Римской империи европейская торговля сократилась, но она продолжала процветать среди королевств Африки, Ближнего Востока, Индии, Китая и юго-восточной Азии. [149] С 16 по 19 века, в течение 400 лет, около 12–13 миллионов африканцев были отправлены через Атлантику для продажи в качестве рабов в Америке в рамках атлантической работорговли . [150] [151] : 194
Большие объемы товаров перевозятся по морю, особенно через Атлантику и вокруг Тихоокеанского региона. Основной торговый путь проходит через Геркулесовы столбы , через Средиземное море и Суэцкий канал в Индийский океан и через Малаккский пролив ; большая часть торговли также проходит через Ла-Манш . [152] Судоходные пути — это маршруты в открытом море, используемые грузовыми судами, традиционно использующими пассаты и течения. Более 60 процентов мировых контейнерных перевозок перевозится по двадцати основным торговым маршрутам. [153] Усиление таяния арктических льдов с 2007 года позволяет судам проходить Северо-Западным проходом в течение нескольких недель летом, избегая более длинных маршрутов через Суэцкий канал или Панамский канал . [154]
Судоходство дополняется авиаперевозками , более дорогим процессом, который в основном используется для особо ценных или скоропортящихся грузов. Морская торговля перевозит товары на сумму более 4 триллионов долларов США каждый год. [155] Насыпные грузы в виде жидкостей, порошка или частиц перевозятся свободно в трюмах балкеров и включают сырую нефть , зерно , уголь , руду , металлолом , песок и гравий . [156] Другие грузы, такие как промышленные товары, обычно перевозятся в стандартных запирающихся контейнерах , загруженных на специально построенные контейнеровозы в выделенных терминалах . [157] До подъема контейнеризации в 1960-х годах эти товары загружались, транспортировались и выгружались по частям как навалочные грузы . Контейнеризация значительно повысила эффективность и снизила стоимость перемещения товаров по морю и стала основным фактором, приведшим к росту глобализации и экспоненциальному росту международной торговли в середине-конце 20-го века. [158]
_-Deutsche_Fischfang_Union-_Cuxhaven_2008_by-RaBoe_01.jpg/1280px-Kiel_(Ship_1973)_-Deutsche_Fischfang_Union-_Cuxhaven_2008_by-RaBoe_01.jpg)
Рыба и другие рыбные продукты являются одними из наиболее широко потребляемых источников белка и других необходимых питательных веществ. [159] В 2009 году 16,6% мирового потребления животного белка и 6,5% всего потребляемого белка приходилось на рыбу. [159] Чтобы удовлетворить эту потребность, прибрежные страны эксплуатируют морские ресурсы в своей исключительной экономической зоне , хотя рыболовные суда все чаще отправляются дальше, чтобы эксплуатировать запасы в международных водах. [160] В 2011 году общее мировое производство рыбы, включая аквакультуру , оценивалось в 154 миллиона тонн, большая часть из которых предназначалась для потребления человеком. [159] Вылов дикой рыбы составил 90,4 миллиона тонн, в то время как ежегодно растущая аквакультура вносит оставшуюся часть. [159] Северо-западная часть Тихого океана является самым продуктивным районом с 20,9 миллионами тонн (27 процентов мирового морского улова) в 2010 году. [159] Кроме того, количество рыболовных судов в 2010 году достигло 4,36 миллиона, тогда как количество людей, занятых в первичном секторе производства рыбы в том же году, составило 54,8 миллиона. [159]
Современные рыболовные суда включают рыболовные траулеры с небольшим экипажем, кормовые траулеры, кошельковые сейнеры, ярусные суда-фабрики и большие суда-фабрики , которые предназначены для пребывания в море в течение недель, обрабатывая и замораживая большие количества рыбы. Оборудование, используемое для ловли рыбы, может быть кошельковыми неводами , другими неводами, тралами , драгами, жаберными сетями и ярусами , а наиболее часто добываемыми видами рыб являются сельдь , треска , анчоус , тунец , камбала , кефаль , кальмар и лосось . Чрезмерная эксплуатация стала серьезной проблемой; она не только приводит к истощению рыбных запасов, но и существенно сокращает размер популяций хищных рыб. [161] Было подсчитано, что «промышленное рыболовство обычно сокращает биомассу сообщества на 80% в течение 15 лет эксплуатации». [161] Чтобы избежать чрезмерной эксплуатации, многие страны ввели квоты в своих собственных водах. [162] Однако усилия по восстановлению часто влекут за собой значительные затраты для местной экономики или продовольственного обеспечения.
.jpg/1280px-Negombo4(js).jpg)
Методы кустарного рыболовства включают удилище и леску, гарпуны, подводное плавание, ловушки, закидные сети и сети для бредня. Традиционные рыболовные суда приводятся в движение веслами, ветряными или подвесными моторами и работают в прибрежных водах. Продовольственная и сельскохозяйственная организация поощряет развитие местного рыболовства для обеспечения продовольственной безопасности прибрежных общин и содействия сокращению бедности. [163]
Около 79 миллионов тонн (78 миллионов длинных тонн; 87 миллионов коротких тонн) пищевых и непищевых продуктов было произведено аквакультурой в 2010 году, что является рекордным показателем. Было выращено около шестисот видов растений и животных, некоторые из которых использовались для засевания диких популяций. Выращенные животные включали рыбу , водных рептилий , ракообразных, моллюсков, морских огурцов , морских ежей , асцидий и медуз. [159] Интегрированная марикультура имеет то преимущество, что в океане имеется легкодоступный запас планктонной пищи, а отходы удаляются естественным путем. [164] Используются различные методы. Сетчатые ограждения для рыб можно подвешивать в открытом море, клетки можно использовать в более защищенных водах или пруды можно освежать водой во время каждого прилива. Креветок можно выращивать в неглубоких прудах, соединенных с открытым морем. [165] Веревки можно подвешивать в воде для выращивания водорослей, устриц и мидий. Устриц можно выращивать на подносах или в сетчатых трубках. Морских огурцов можно выращивать на морском дне. [166] Программы разведения в неволе выращивают личинок омаров для выпуска молоди в дикую природу, что приводит к увеличению урожая омаров в штате Мэн . [167] По крайней мере 145 видов морских водорослей — красные, зеленые и бурые водоросли — употребляются в пищу во всем мире, а некоторые из них уже давно выращиваются в Японии и других азиатских странах; существует большой потенциал для дополнительного выращивания водорослей . [168] Немногие морские цветковые растения широко используются в пищу, но одним из примеров является болотный кумкват , который едят как сырым, так и приготовленным. [169] Основной трудностью для аквакультуры является тенденция к монокультуре и связанный с этим риск широко распространенных заболеваний . Аквакультура также связана с экологическими рисками; например, разведение креветок привело к уничтожению важных мангровых лесов по всей Юго-Восточной Азии . [170]
Использование моря для отдыха развилось в девятнадцатом веке и стало важной отраслью промышленности в двадцатом веке. [171] Морские виды отдыха разнообразны и включают в себя пляжный отдых , круизы , яхтинг , гонки на моторных лодках [172] и рыбалку ; [173] коммерчески организованные круизы на круизных лайнерах ; [174] и поездки на небольших судах для экотуризма, такие как наблюдение за китами и прибрежное наблюдение за птицами . [175]
Морские купания стали модными в Европе в 18 веке после того, как Уильям Бьюкен пропагандировал эту практику из соображений здоровья. [176] Серфинг — это вид спорта, в котором серфер катается на волне, с доской для серфинга или без нее . Другие морские водные виды спорта включают кайтсерфинг , где кайт-мотор толкает райдера на доске по воде, [177] виндсерфинг , где мощность обеспечивается фиксированным, маневренным парусом [178] и водные лыжи , где моторная лодка используется для того, чтобы тянуть лыжника. [179]
Под поверхностью фридайвинг обязательно ограничен неглубокими спусками. Ловцы жемчуга могут погружаться на глубину до 40 футов (12 м) с корзинами для сбора устриц . [180] Человеческие глаза не приспособлены для использования под водой, но зрение можно улучшить, надев маску для дайвинга . Другое полезное снаряжение включает ласты и трубки , а также снаряжение для подводного плавания позволяет дышать под водой, и, следовательно, больше времени можно провести под поверхностью. [181] Глубины, которых могут достичь дайверы, и продолжительность времени, в течение которого они могут оставаться под водой, ограничены увеличением давления, которое они испытывают при погружении, и необходимостью предотвращения декомпрессионной болезни при возвращении на поверхность. Ныряльщики-любители ограничивают себя глубиной в 100 футов (30 м), за пределами которой возрастает опасность азотного наркоза . Более глубокие погружения можно совершать с помощью специального оборудования и обучения. [181]
Море предлагает очень большой запас энергии , переносимой океанскими волнами , приливами , разницей солености и разницей температуры океана , которую можно использовать для выработки электроэнергии . [182] Формы устойчивой морской энергии включают приливную энергию , тепловую энергию океана и энергию волн . [182] [183] Электростанции часто располагаются на побережье или рядом с эстуарием, так что море можно использовать в качестве поглотителя тепла. Более холодный поглотитель тепла обеспечивает более эффективную выработку электроэнергии, что важно, в частности, для дорогих атомных электростанций. [ 184]
Приливная энергия использует генераторы для производства электроэнергии из приливных потоков, иногда с использованием плотины для хранения и последующего сброса морской воды. Плотина Ранса длиной 1 км (0,62 мили) около Сен-Мало в Бретани открылась в 1967 году; она генерирует около 0,5 ГВт, но за ней последовало несколько подобных схем. [3] : 111–112
Большая и крайне изменчивая энергия волн дает им огромную разрушительную силу, что делает разработку доступных и надежных волновых машин проблематичной. Небольшая коммерческая волновая электростанция мощностью 2 МВт, «Osprey», была построена в Северной Шотландии в 1995 году примерно в 300 метрах (980 футов) от берега. Вскоре она была повреждена волнами, а затем разрушена штормом. [3] : 112
Энергия морского ветра улавливается ветряными турбинами , размещенными в море; ее преимущество в том, что скорость ветра там выше, чем на суше, хотя строительство ветряных электростанций на море обходится дороже. [185] Первая ветряная электростанция на море была установлена в Дании в 1991 году, [186] а установленная мощность мировых ветряных электростанций на море достигла 34 ГВт в 2020 году, в основном они расположены в Европе. [187]
Морское дно содержит большие запасы полезных ископаемых, которые можно разрабатывать путем драгирования. Это имеет преимущества перед добычей полезных ископаемых на суше, поскольку оборудование может быть построено на специализированных верфях , а затраты на инфраструктуру ниже. К недостаткам относятся проблемы, вызванные волнами и приливами, тенденция к заиливанию раскопок и вымывание отвалов . Существует риск прибрежной эрозии и экологического ущерба. [188]
Массивные сульфидные залежи на морском дне являются потенциальными источниками серебра , золота , меди , свинца , цинка и следовых металлов с момента их открытия в 1960-х годах. Они образуются, когда геотермально нагретая вода выбрасывается из глубоководных гидротермальных источников , известных как «черные курильщики». Руды имеют высокое качество, но их добыча непомерно дорога. [189]
Под морским дном находятся крупные месторождения нефти и природного газа в скальных породах. Морские платформы и буровые установки извлекают нефть или газ и хранят их для транспортировки на сушу. Добыча нефти и газа на море может быть затруднена из-за удаленности и суровых условий. [190] Бурение нефтяных скважин в море оказывает воздействие на окружающую среду. Животные могут быть дезориентированы сейсмическими волнами, используемыми для обнаружения месторождений, и ведутся споры о том, вызывает ли это выброс китов на берег . [191] Могут выделяться токсичные вещества, такие как ртуть , свинец и мышьяк . Инфраструктура может нанести ущерб, а нефть может быть разлита. [192]
Большие количества метанового клатрата существуют на морском дне и в океанических отложениях , представляющих интерес как потенциальный источник энергии. [193] Также на морском дне находятся марганцевые конкреции , образованные слоями железа , марганца и других гидроксидов вокруг ядра. В Тихом океане они могут покрывать до 30 процентов глубокого океанского дна. Минералы осаждаются из морской воды и растут очень медленно. Их коммерческая добыча никеля была исследована в 1970-х годах, но от нее отказались в пользу более удобных источников. [194] В подходящих местах алмазы собираются со дна моря с помощью всасывающих шлангов, чтобы доставить гравий на берег. В более глубоких водах используются мобильные донные гусеничные машины, и отложения перекачиваются на судно выше. В Намибии сейчас больше алмазов собирается из морских источников, чем обычными методами на суше. [195]
Море содержит большое количество ценных растворенных минералов. [196] Наиболее важным является то, что соль для столовых и промышленных целей собиралась путем солнечного испарения из мелких прудов с доисторических времен. Бром , накопленный после выщелачивания из земли, экономически выгодно извлекается из Мертвого моря, где он содержится в концентрации 55 000 частей на миллион (ppm). [197]
Опреснение — это метод удаления солей из морской воды, чтобы сделать пресную воду пригодной для питья или орошения. Два основных метода обработки, вакуумная дистилляция и обратный осмос , используют большое количество энергии. Опреснение обычно проводится только там, где пресной воды из других источников не хватает или энергии много, как в случае избыточного тепла, вырабатываемого электростанциями. Рассол, получаемый в качестве побочного продукта, содержит некоторые токсичные материалы и возвращается в море. [198]
Несколько кочевых коренных групп в Приморской Юго-Восточной Азии живут в лодках и получают почти все, что им нужно, из моря. Народ мокенов живет на побережьях Таиланда и Бирмы , а также на островах в Андаманском море . [199] Некоторые морские цыгане — опытные фридайверы , способные погружаться на глубину до 30 метров (98 футов), хотя многие из них перенимают более оседлый, наземный образ жизни. [200] [201]
Коренные народы Арктики, такие как чукчи , инуиты , инувиалуиты и юпииты, охотятся на морских млекопитающих, включая тюленей и китов, [202] а жители островов Торресова пролива в Австралии включают Большой Барьерный риф в число своих владений. Они живут традиционной жизнью на островах, занимаясь охотой, рыболовством, садоводством и торговлей с соседними народами в Папуа и материковыми австралийскими аборигенами . [203]
Море предстает в человеческой культуре противоречивыми способами: как могущественное, но спокойное, и как прекрасное, но опасное. [3] : 10 Оно занимает свое место в литературе, искусстве, поэзии, кино, театре, классической музыке, мифологии и толковании сновидений. [204] Древние олицетворяли его, полагая , что оно находится под контролем существа, которое необходимо умилостивить, и символически оно воспринималось как враждебная среда, населенная фантастическими существами; Левиафан из Библии , [ 205] Сцилла в греческой мифологии , [206] Изонада в японской мифологии , [207] и кракен из поздней скандинавской мифологии . [208]
Море и корабли изображались в искусстве, начиная от простых рисунков на стенах хижин в Ламу [204] и заканчивая морскими пейзажами Джозефа Тернера . В голландской живописи Золотого века такие художники, как Ян Порселлис , Хендрик Дуббельс , Виллем ван де Вельде Старший и его сын , а также Людольф Бакхёйзен, прославляли море и голландский флот на пике его военной доблести. [209] [210] Японский художник Кацусика Хокусай создал цветные гравюры настроений моря, включая «Большую волну у Канагавы» . [3] : 8
Музыка также вдохновлялась океаном, иногда композиторами, которые жили или работали вблизи берега и видели его многочисленные различные аспекты. Морские шанти , песни, которые пели моряки, чтобы помочь им выполнить трудные задачи, были вплетены в композиции, и впечатления в музыке были созданы от спокойных вод, разбивающихся волн и штормов на море. [211] : 4–8
Как символ, море на протяжении веков играло роль в литературе , поэзии и мечтах . Иногда оно там просто как мягкий фон, но часто оно вводит такие темы, как шторм, кораблекрушение, битва, лишения, катастрофа, крушение надежд и смерть. [211] : 45 В своей эпической поэме « Одиссея» , написанной в восьмом веке до нашей эры, [212] Гомер описывает десятилетнее путешествие греческого героя Одиссея , который изо всех сил пытается вернуться домой через многочисленные опасности моря после войны, описанной в «Илиаде» . [213] Море является повторяющейся темой в поэмах хайку японского поэта периода Эдо Мацуо Басё (松尾 芭蕉) (1644–1694). [214] В работах психиатра Карла Юнга море символизирует личное и коллективное бессознательное в толковании сновидений , глубины моря символизируют глубины бессознательного . [ 215]
Экологические проблемы, которые влияют на море, можно грубо сгруппировать в те, которые вытекают из загрязнения моря, из чрезмерной эксплуатации и те, которые вытекают из изменения климата. Все они влияют на морские экосистемы и пищевые сети и могут привести к последствиям, пока не признанным для биоразнообразия и продолжения морских форм жизни. [216] Обзор экологических проблем представлен ниже:
Многие вещества попадают в море в результате деятельности человека. Продукты сгорания переносятся по воздуху и выпадают в море в виде осадков. Промышленные стоки и сточные воды вносят тяжелые металлы , пестициды , ПХБ , дезинфицирующие средства , бытовые чистящие средства и другие синтетические химикаты . Они концентрируются в поверхностной пленке и в морских отложениях, особенно в эстуарной грязи. Результат всего этого загрязнения в значительной степени неизвестен из-за большого количества вовлеченных веществ и отсутствия информации об их биологическом воздействии. [219] Тяжелые металлы, вызывающие наибольшую озабоченность, — это медь, свинец, ртуть, кадмий и цинк, которые могут биоаккумулироваться морскими организмами и передаваться по пищевой цепи. [220]
Большая часть плавающего пластикового мусора не разлагается , а со временем распадается и в конечном итоге распадается на молекулярном уровне. Жесткий пластик может плавать годами. [221] В центре тихоокеанского круговорота есть постоянное плавающее скопление в основном пластиковых отходов [222] и есть похожее мусорное пятно в Атлантике. [223] Кормящиеся морские птицы, такие как альбатросы и тайфунники, могут ошибочно принимать мусор за еду и накапливать неперевариваемый пластик в своих пищеварительных системах. Черепахи и киты были обнаружены с пластиковыми пакетами и леской в желудках. Микропластик может тонуть, угрожая фильтраторам на морском дне. [224]
Большая часть загрязнения моря нефтью происходит из городов и промышленности. [225] Нефть опасна для морских животных. Она может засорить перья морских птиц, снижая их изолирующий эффект и плавучесть птиц, и попасть в организм, когда они чистят перья, пытаясь удалить загрязняющее вещество. Морские млекопитающие страдают меньше, но могут замерзнуть из-за удаления своей изоляции, ослепнуть, обезвожить или отравиться. Бентические беспозвоночные заболачиваются, когда нефть тонет, рыба отравляется, а пищевая цепочка нарушается. В краткосрочной перспективе разливы нефти приводят к сокращению и дисбалансу популяций диких животных, влиянию на досуг и уничтожению средств к существованию людей, зависящих от моря. [226] Морская среда обладает свойствами самоочищения, и естественные бактерии со временем будут действовать, чтобы удалить нефть из моря. В Мексиканском заливе , где уже присутствуют бактерии, питающиеся нефтью, им требуется всего несколько дней, чтобы поглотить разлитую нефть. [227]
Сток удобрений с сельскохозяйственных угодий является основным источником загрязнения в некоторых районах, а сброс неочищенных сточных вод имеет аналогичный эффект. Дополнительные питательные вещества, предоставляемые этими источниками, могут вызвать чрезмерный рост растений . Азот часто является ограничивающим фактором в морских системах, а с добавлением азота цветение водорослей и красные приливы могут снизить уровень кислорода в воде и убить морских животных. Такие события создали мертвые зоны в Балтийском море и Мексиканском заливе. [225] Некоторые цветения водорослей вызваны цианобактериями , которые делают моллюсков , фильтрующих их, токсичными, нанося вред таким животным, как морские выдры . [228] Ядерные объекты также могут загрязнять. Ирландское море было загрязнено радиоактивным цезием-137 с бывшего завода по переработке ядерного топлива в Селлафилде [229], и ядерные аварии также могут привести к просачиванию радиоактивных материалов в море, как это произошло в результате катастрофы на АЭС «Фукусима-1» в 2011 году. [230]
Сброс отходов (включая нефть, вредные жидкости, сточные воды и мусор) в море регулируется международным правом. Лондонская конвенция (1972) — это соглашение Организации Объединенных Наций о контроле за сбросом отходов в океан, которое к 8 июня 2012 года ратифицировали 89 стран. [231] МАРПОЛ 73/78 — это конвенция о минимизации загрязнения морей судами. К маю 2013 года МАРПОЛ ратифицировали 152 морские страны. [232]
{{cite journal}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)Цусимское морское сражение, решающее сражение русско-японской войны 1904–1905 гг., было одним из самых решающих морских сражений в истории.
{{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь ){{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )
Определения из Викисловаря
Медиа из Commons
Новости из Викиновостей
Цитаты из Викицитатника
Тексты из Викиресурса
Учебники из Wikibooks
Ресурсы из Викиверситета