Многие знают о статистике жизнедеятельности океанов: более 70 процентов нашей планеты покрыто водой, а более 95 процентов воды на Земле содержится в океанах. Эта вода поддерживает жизнь от самого высокого хищника до самого маленького жука, поскольку она проходит через наши экосистемы и атмосферу. Но как все это получилось?
Поверхность Земли постоянно меняется. За миллионы лет тектонические плиты изменились, сформировав суши и океаны, которые мы сегодня узнаем.
Существует несколько теорий о том, как возникла вода на Земле, в том числе много разных факторов.
Мировые океаны содержат удивительное количество драгоценных минералов
Первая - модель наизнанку, предполагающая, что когда Земля образовалась, вода существовала в связи с другими минералами, а затем вышла на поверхность в результате вулканической активности. Другая идея заключается в том, что вода присутствовала в виде паров, которые конденсировались при охлаждении Земли. Третья теория - подход вовне, утверждающий, что часть нашей воды поступила из космоса в виде льда, содержащегося в астероидах или кометах. Независимо от того, что верно, считается, что первый постоянный океан на Земле сформировался между 4, 3 и 3, 8 млрд лет назад.
Метаморфозы в карту, которую мы знаем сегодня, являются результатом тектонической активности. Земная кора плавает на слое расплавленной породы, известной как мантия. Кора разделена на несколько пластин, которые благодаря конвекционным потокам постоянно движутся друг против друга, разносятся или исчезают друг под другом. В местах, где плиты отрываются, магма из-под коры поднимается вверх в щель, образованную разделительными пластинами. Это охлаждает, затвердевает и создает новые слои породы, благодаря чему некоторые океаны растут с удивительно высокой скоростью - иногда более 15 сантиметров (5, 9 дюймов) в год.
Водные объекты наших пяти основных океанов связаны между собой, проходя через ряд течений. Есть два типа: поверхностные и глубоководные течения. Поверхностные потоки поднимаются ветром и управляются рельефом местности и эффектом Кориолиса - силой, которая существует из-за вращения Земли вокруг своей оси. Эта сила также оказывает влияние на водоемы в океанах и создает крупномасштабные водовороты, которые циркулируют вокруг основных океанических бассейнов, известных как круговороты.
Между тем, глубоководное разнообразие течений, главным образом, является результатом температуры и солености воды в глубинах океанических бассейнов, известных как термохалинная циркуляция. Соленая, холодная вода с полюсов густая, поэтому она опускается на дно и скользит вдоль морского дна. Вода с Северного полюса течет на юг через Атлантику к Южному океану. Затем он направляется в Индийский и Тихий океаны, где нагревается, сталкиваясь с более теплыми водами. Нагретая вода, которая менее соленая, менее плотная, поэтому она поднимается, но снова опускается, как только в конце концов достигает полюсов и охлаждается. Предполагается, что для завершения этой глобальной океанской конвейерной ленты воде требуется 1000 лет.
Некоторые океаны растут с удивительно высокой скоростью - иногда более 15 сантиметров в год
Циркуляция воды переносит кислород и питательные вещества вокруг океанов. Он также несет огромное количество влаги и тепла вокруг нашей планеты, что влияет на наш климат.
Без потоков, регулирующих неравномерное распределение солнечного излучения, которое достигает поверхности Земли, климат был бы гораздо более экстремальным.
Моря по номерам
Одним из основных климатических процессов, вызванных текущей океанской активностью, является Эль-Ниньо - появление теплых поверхностных вод у побережья Перу каждые несколько лет в декабре. Этот процесс потепления фактически является побочным продуктом гораздо более крупного океанического процесса, известного как Южное колебание Эль-Ниньо (ЭНСО), которое является естественным климатическим явлением, касающимся океанов и атмосферы, последствия которого могут иметь широкие последствия для глобальной погоды.
Освещенная солнцем поверхность океанов известна как эпипелагическая зона, где на суше фотосинтез составляет основу пищевой цепи. Цветения планктона используют в своих интересах свет и обеспечивают обед выбора для многих морских разновидностей. Меньшая рыба обеспечивает пищу для более крупных охотников, и поэтому передача энергии передается по слоям океанов.
В мезопелагической зоне свет постепенно переходит в сумерки, и фотосинтез больше невозможен. Под этим находится чернота батипелагической зоны, примерно на 1000 метров (3300 футов) ниже поверхности. Наконец, еще глубже сокрушительные глубины абиссопелагической зоны обнаруживаются на самом дне океанических бассейнов.
Эффект Эль-Ниньо может иметь широкое влияние на глобальную погоду
Воды океанических траншей известны как зона адальпелагий - безжалостная сфера чернильной тьмы, замерзающих вод и разрушительного давления, но удивительное множество жизней выживает там, несмотря ни на что. В самой глубокой точке - Challenger Deep в Марианском желобе - давление превышает 1, 2 тонны на квадратный сантиметр (7, 7 тонны на квадратный дюйм), что эквивалентно одному человеку, пытающемуся удержать 50 гигантских самолетов!
Из-за тектонической активности этих регионов океанические траншеи и области вокруг них перемежаются большими вентиляционными трубами, которые извергают богатую химическими веществами воду из ядра Земли. Вентиляционные сообщества кишат уникальными видами благодаря присутствию бактерий, которые используют хемосинтез, чтобы сформировать основу пищевой цепи. Бактерии используют сероводород в вентиляционной воде вместе с кислородом и углекислым газом для создания сахаров, обеспечивая пищу для небольших обитателей вентиляции. Это перенесено в пищевую сеть, и вскоре жерло прыгает с биоразнообразием.
Говорят, что мы знаем больше о космосе, чем о наших океанах на Земле. Нетрудно понять, почему, когда средняя глубина океанов превышает 3, 7 километра (2, 3 мили). Наряду с отправкой ROV (дистанционно управляемых транспортных средств) и подводных лодок для исследования глубин, океанографы разработали много различных методов для отбора проб в этом водном мире.
Гидротермальные жерла кишат уникальными видами
Например, морское дно может быть нанесено на карту с использованием звуковых волн, которые распространяются со скоростью 1500 метров (4921 фут) в секунду в воде. Для точного определения глубины, формы и состава морского дна можно использовать эхолоты, профили обратного рассеяния и скорости звука.
Другие методы отбора проб океана включают профилирование солености и температуры, в то время как опускание инструментов на глубину и последующий возврат их на поверхность может создать более детальную картину. Образцы также могут быть отобраны с использованием земснарядов, образцов керна и тралов для сбора органических веществ.
Спутники на орбите оснащены различными датчиками для ретрансляции множества различных переменных океана обратно на Землю для анализа. Например, температура поверхности моря, взаимодействие воздуха с морем, океанские волны, течения и структуры морского льда могут просматриваться и контролироваться издалека. Существуют также системы мониторинга, использующие буи, пришвартованные в морях, которые постоянно измеряют движение океана. Этот вид технологии особенно полезен для таких приложений, как предварительные предупреждения о цунами.
О наших океанах так много осталось узнать, и у нас под рукой столько технологий, что невозможно не задуматься о том, что еще там есть. Сколько еще прорывов скрывается под волнами, ожидая быть найденными?
----------------------------------------------
Извлечение статьи Эллы Картер из «Удивительных океанов Земли» в выпуске 59 « Как это работает», которую можно приобрести в магазине Imagine.
----------------------------------------------
Откройте для себя более удивительную науку в последнем выпуске Как это работает. Он доступен у всех хороших розничных продавцов, или вы можете заказать его онлайн в ImagineShop. Если у вас есть планшет или смартфон, вы также можете загрузить цифровую версию на свое устройство iOS или Android. Чтобы никогда не пропустить выпуск журнала « Как это работает », подпишитесь сегодня!
Кроме того, убедитесь, что вы также ознакомились с нашими специальными программами только для цифровых устройств, такими как самые опасные в мире животные, удивительные изобретения и исследование Марса, которые можно загрузить на ваше цифровое устройство прямо сейчас!
Вам также может понравиться:
5 вещей, которые вы должны знать об океане
Можем ли мы пополнить запасы рыбы океанов?
Коралловые рифы: тропические леса морей