Океан

Океан, Мировой океан (от греч. Ōkeanós — Океан, великая река, обтекающая Землю) — водная оболочка на поверхности Земли. Под понятием «Океан» принято рассматривать две структуры входящие в гидросферу Земли – Мировой океан и океан. Мировой океан является самой большой водной составляющей гидросферы Земли, заполняющий все низменные участки рельефа поверхности земной коры огибающий своими водами крупнейшие участки суши, называемые материками (континенты) расположенными выше уровня океана, а также более мелкие участки суши, называемые островами. Часто вместо выражения «Мировой океан» говорят просто «Океан». В свою очередь всю площадь Мирового океана делят на несколько более крупных водных участков. Такой крупный водный участок называют «Океан». В Мировом океане выделяют четыре океана – Атлантический, Индийский, Тихий и Северный Ледовитый океан. Все океаны Земли — это водные акватории, расположенные между материками, которые в свою очередь и являются границами океанов. Все океаны между собой имеют прямое сообщение.

Смотрите статью «Мировой океан».

Примечание: Также в некоторой литературе Вы найдете, что среди выше перечисленных океанов выделяют ещё и пятый океан – Южный океан. Южный океан рассматривают как водный участок расположенный вокруг южного полюса земли – Антарктиды.

Атлантический океан.

Индийский океан.

Северный ледовитый океан.

Тихий океан.

Ниже приводятся сведенья имеющее общее отношение ко всем океанам, характеризующие их общими физическими и химическими свойствами. Более подробно об каждом океане смотрите в соответствующих статьях.

Океан. Общие сведения.

Океан — непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и обладающая общностью солевого состава. Составляет большую часть гидросферы (94%) и занимает около 70,8% земной поверхности. В понятие «Океан» часто включают подстилающие массу его вод земную кору и мантию. По физическим и химическим свойствам и качественному химическому составу воды (см. Морская вода) океан представляет собой единое целое, но по количественным показателям гидрологического и гидрохимического режима отличается большим разнообразием. Как часть гидросферы океан находится в непрерывном взаимодействии с атмосферой и земной корой, определяющими многие существенные его особенности.

Океан представляет собой огромный аккумулятор солнечного тепла и влаги. Благодаря ему на Земле сглаживаются резкие колебания температуры и увлажняются отдалённые районы суши, что создаёт благоприятные условия для развития жизни. Океан — богатейший источник продуктов питания, содержащих белковые вещества. Он служит также источником энергетических, химических и минеральных ресурсов, которые частично уже используются человеком (энергия приливов, некоторые химические элементы, нефть, газ и др.).

С древнейших времён океан и его моря использовались для установления связей между народами. Это создало предпосылки для Великих географических открытий, а также для освоения отдалённых от центров культуры территорий, чему способствовал технический прогресс в транспортных средствах. По океанским путям осуществляется около 4/5 мирового грузооборота (см. Морской транспорт).

Роль океана в жизни человечества быстро возрастает. Проблема использования океана в различных отраслях экономики стран мира (судоходство, рыболовство, рациональная эксплуатация ресурсов океана, освоение шельфа, прокладка межконтинентальных кабелей, опреснение воды, а также охрана и предотвращение загрязнения морской среды и др.) носит глобальный характер и связана с разрешением важных экономических, политических и правовых вопросов.

По физико-географическим особенностям, находящим своё выражение в гидрологическом режиме, в Мировом океане выделяются отдельные океаны, моря, заливы, бухты и проливы. В основе наиболее распространённого современного подразделения океана лежит представление о морфологических, гидрологических и гидрохимических особенностях его акваторий, в большей или меньшей степени изолированных материками и островами. Границы океана отчётливо выражены лишь береговыми линиями суши, омываемой им; внутренние границы между отдельными океанами, морями и их частями носят до некоторой степени условный характер. Руководствуясь спецификой физико-географических условий, некоторые исследователи выделяют также в качестве отдельного Южный океан с границей по линии субтропической или субантарктической конвергенции (см. Конвергенции зоны) или по широтным отрезкам срединно-океанических хребтов.

В Северном полушарии вода занимает 61% поверхности земного шара, в Южном — 81%. Севернее 81° с. ш. в Северном Ледовитом океане и приблизительно между 56° и 63° ю. ш. воды океанов покрывают земной шар непрерывным слоем. По особенностям распределения воды и суши земной шар делится на океаническое и материковое полушария. Полюс первого расположен в Тихом океане, к юго-востоку от Новой Зеландии, второго — на северо-западе Франции. В океаническом полушарии воды океанов занимают 91% площади, в материковом — 53%.

Карта океанов Земли и их нахождения в Мировом океане.

Карта распределения донных отложений Мирового океана.

Течения и температура поверхностных вод (зима Северного полушария).

Течения и температура поверхностных вод (лето Северного полушария).

Геологическое строение и рельеф дна океана.

Рельеф дна и строение земной коры. Общее представление о распределении глубин океана даёт гипсографическая кривая, согласно которой большая часть площади дна (73,8%) располагается на глубине от 3000 до 6000 м. Планетарные морфоструктуры дна океана выделяются на основе различий в строении и истории развития отдельных участков земной коры. Части дна океана, прилегающие к материкам, характеризуются материковым типом коры и составляют подводную окраину материков, в которой по особенностям рельефа выделяют шельф, материковый склон и материковое подножие. Последнее граничит с ложем океана или с ложем котловин краевых морей (если подводная окраина материка обрамляется зоной островных дуг). Ложу свойственна сравнительно тонкая кора океанического типа, состоящая из трёх слоев: верхнего слоя рыхлых осадков (или «первого» сейсмического), «второго» («надбазальтового») и нижнего — «базальтового». Рельеф ложа океана представлен плоскими аккумулятивными (абиссальными) равнинами и сложнорасчленёнными холмистыми поверхностями, на которых сохранился вулканический рельеф. Развиты также отдельные вулканические горы и цепи гор, а также широкие сводовые (валы) и блоковые (асейсмические хребты) поднятия. Относительные глубины в пределах ложа океана колеблются от 2000—4000 до 11000 м. Из числа отрицательных форм на ложе океана выделяются узкие желоба, приуроченные к гигантским разломам и прогибам земной коры (глубина до 7000 м и более).

На большей части периферии Тихого океана, в северо-восточной части Индийского океана, а также в районах морей Карибского и Скоша (Скотия) между подводной окраиной материка и ложем океана располагается переходная зона. Основные элементы рельефа здесь — котловины окраинных морей (глубина до 4000—5000 м), островные дуги (подводные хребты с цепочкой островов вдоль гребней) и глубоководные желоба, к которым приурочены наибольшие глубины океана (например, Марианский жёлоб глубиной 11 022 м). В пределах зоны островных дуг сложно сочетаются участки материковой, субматериковой, субокеанической и океанической земной коры, которой свойственна высокая сейсмичность и проявление современного вулканизма. Четвёртой планетарной морфоструктурой дна океана являются срединноокеанические хребты — система крупнейших сильно расчленённых подводных поднятий, пересекающих все океаны и отличающихся особым типом земной коры. Характерные черты рельефа срединно-океанических хребтов — рифтовые долины, обрамляющие их рифтовые хребты, поперечные разломы, а также крупные вулканические массивы, например, Азорский.

Выделенные планетарные морфоструктуры соответствуют крупнейшим структурно-тектоническим категориям земной коры. Подводные окраины материков в тектоническом отношении представляют собой затопленные части материковых платформ и характеризуются относительно спокойным тектоническим режимом с преобладанием медленных отрицательных движений земной коры, с изометрическими очертаниями геофизических полей и слабыми положительными аномалиями силы тяжести. У внешнего края шельфа и материкового склона часто отмечаются линейные положительные магнитные и гравитационные аномалии. Переходная зона — современная геосинклинальная область с резкой дифференциацией и высокими скоростями вертикальных движений земной коры, сложным рисунком геофизических полей, причём глубоководным желобам обычно свойственны резко выраженные отрицательные, а котловинам окраинных морей — значительные положительные аномалии силы тяжести. Срединно-океанические хребты в геотектоническом отношении соответствуют георифтогеналям и являются, как и переходная зона, областями высокой сейсмичности, вулканизма и горообразования. Для срединных хребтов характерно чередование линейно-вытянутых положительных и отрицательных магнитных аномалий. Ложе океана, соответствующее в структурно-тектоническом отношении понятию талассократон, отличается довольно широким распространением особого типа вулканизма, разломной тектоники, слабой сейсмичностью и медленными регионального характера отрицательными движениями земной коры. Геофизические поля в пределах ложа океана большей частью имеют изометрические очертания, преобладают положительные аномалии силы тяжести. Многие районы обладают полосчатым распределением магнитного поля.

Донные осадки океана

До недавнего времени знания о геологическом возрасте, вещественном составе и истории формирования осадочного чехла океана ограничивались данными о самых верхних горизонтах слоя рыхлых осадков («первого» сейсмического слоя). Начиная с 1968 года в результате систематического глубоководного бурения, проводимого с корабля «Гломар Челленджер» (см. Морская геология), в ряде районов были достигнуты вулканические породы «второго» («надбазальтового») слоя коры. На основе геологических исследований и сейсмического зондирования установлено, что мощность неуплотнённых осадков меняется от 2000—3000 и более метров в приматериковых зонах океана до первых десятков метров и даже до нуля на гребнях срединных океанических хребтов, крутых склонах поднятий и уступах материкового склона.

В центральных, удалённых от суши (пелагических) частях океана выявлено три широтных пояса максимальных мощностей осадочного чехла (более 2000 м) — вдоль экватора, к северу от 40° с. ш. и к югу от 40° ю. ш. Стратиграфический объём осадочной толщи увеличивается от срединных хребтов (плейстоцен — плиоцен) к краевым частям океана (до верхней юры). Более древние океанические осадки бурением не обнаружены, но не исключена вероятность их нахождения в породах «второго» слоя (например, в Тихом океане).

Среди донных осадков океана выделяются терригенные, биогенные (известковые, кремнистые), вулканогенные и осадки смешанного происхождения (полигенные), к которым относятся глубоководные красные глины. Терригенные осадки тяготеют к подводным окраинам материков, периферии ложа океана и глубоководным желобам. Среди них распространены отложения мутьевых потоков — турбидиты. Характерна относительная обогащённость органическим веществом, разложение которого создаёт восстановительную обстановку и обусловливает серую окраску осадков. Известковые осадки наиболее распространены в тёплых и умеренных зонах океана (от 50° с. ш. до 50° ю. ш.); в пределах океанического ложа они представлены фораминиферовыми и кокколитово-фора-миниферовыми отложениями, а на мелководьях — ракушечными и коралловыми отложениями. На глубине более 4500—5000 метров вследствие растворения СаСО₃ известковые осадки отсутствуют. Кремнистые осадки (радиоляриевые и диатомовые) образуют 3 пояса, соответствующих зонам высокой продуктивности фитопланктона, — два субполярных и один экваториальный. Красная глубоководная глина характерна для котловин с глубиной 4500—5000 и более метров в зонах низкой биологической продуктивности. В областях океана, примыкающих к зонам активного субаэрального вулканизма, формируются вулканические осадки. Наибольшие площади дна современного океана занимают карбонатные осадки (около 150 млн. км²), глубоководные красные глины (свыше 110 млн. км²) и кремнистые илы (около 60 млн. км²). Современная зональность распределения различных типов осадков, наблюдаемая в поверхностном слое, далеко не всегда выдерживается в более глубоких (древних) горизонтах. Материалы бурения свидетельствуют об изменении условий океанического осадконакопления в прошлые геологические периоды.

Поступление эндогенного вещества на дно океана не ограничивается районами надводных вулканов. Оно отмечается близ срединных хребтов и крупных разломов. К ним приурочено образование металлоносных, а в некоторых случаях — рудоносных (Красное море) пластов с высокой концентрацией Fe (до 20—40%), Mn, Co, Ni, Pb, Zn, Ag, Se, Hg и других химических элементов. Другой тип океанического рудообразования связан с осадочными процессами, ведущими к накоплению железомарганцевых конкреций. Они приурочены к поверхностному слою осадков, но иногда обнаруживаются и в глубоких горизонтах осадочной толщи.

Для океанических осадков, в отличие от морских отложений, характерна малая скорость накопления. Она не превышает 1 мм в 1000 лет для красных глубоководных глин, а для известковых и диатомовых осадков колеблется от 1 до 30 мм в 1000 лет. Максимальная скорость отмечается у основания материкового склона в зоне накопления терригенных осадков (часто более 100 мм в 1000 лет).

Основная масса материала океанических осадков поступает с материков в виде взвесей и в растворённой форме. Количественное распределение осадочного материала и типы осадков связаны с климатической, вертикальной, горизонтальной и циркумконтинентальной зональностью, а также с тектоническим режимом. Климатическая зональность и тектонический режим определяют массу и состав терригенного и биогенного материала; вертикальная зональность — растворение карбонатов с глубиной и погрубение материала на поднятиях; циркумконтинентальная зональность — образование ареалов терригенных осадков близ материков.

Отложения, близкие к океаническим осадкам, предполагаются в составе геосинклинальных толщ древних складчатых систем материков. Их образование вероятно в геологических формациях ранних стадий развития краевых геосинклиналей (например, францисканская формация на Тихоокеанском побережье США), а также на океанических островах (Тимор, Барбадос и др.)

Происхождение и геологическая история. Согласно современным представлениям, воды океана — продукт дифференциации вещества мантии Земли. Имеются различные гипотезы о происхождении впадин океана и направленности их эволюции. По одной из них, впадины океана — более древние образования, чем материки; развитие земной коры и рельефа Земли идёт по пути постепенного сокращения океана и наращивания материков, переработки океанической коры в материковую в пределах геосинклинальных поясов (гипотеза «континентализации»). Согласно противоположной точке зрения, впадины океана — сравнительно молодые образования, возникшие благодаря процессам преобразования материковой коры в океаническую (гипотеза «океанизации»). В 60-х гг. 20 века приобрела большое число сторонников третья гипотеза — разрастания океанического дна, или гипотеза «тектоники плит». Согласно этой гипотезе, вся земная кора состоит из ограниченного числа подвижных плит, границами которых служат срединные хребты и глубоководные желоба. В рифтовых зонах срединных хребтов происходит подъём глубинного вещества, которое затем растекается в обе стороны и, постепенно остывая и уплотняясь, снова погружается в зонах глубоководных желобов. Предполагается, что этот процесс протекает с середины мезозоя и постепенно ведёт ко всё большему раздвижению противоположных бортов океана. Ряд фактов подтверждает эту гипотезу, однако она ещё мало увязывается с огромным материалом, накопленным в ходе изучения геологии суши.

Океаны в виде современных глубоководных бассейнов существуют, по крайней мере, с юрского периода, так как более древние породы на дне океана пока не обнаружены. В течение мела и кайнозоя происходило дальнейшее их углубление и развитие абиссального осадкообразования. Несомненным является недавнее наращивание окраин материков за счёт замыкания окраинных геосинклинальных бассейнов. Огромные мощности осадков в котловинах геосинклинальных морей свидетельствуют о древности океанов. При образовании крупных форм рельефа дна океана существенную роль играли вертикальные и горизонтальные движения земной коры (см. Земля).

Геохимия вод океана.

Океаническая вода представляет собой раствор солей со средней концентрацией около 35 г/л. Всего в океанах содержится 5·10²² грамм растворённых солей. В их составе преобладают ионы Na⁺, Mg²⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl^– составляющие 99% от суммы солей. Многие другие элементы содержатся в миллионных и миллиардных долях (таблица 1).

Состав солевой массы океанов регулируется растворимостью, сносом осадков с материков, процессами обмена с атмосферой и осадками дна (в основном карбонатными и силикатными равновесиями), а также жизнедеятельностью морских организмов. Одна группа ионов (Na⁺, Mg²⁺, Li⁺, CI^–, SO₄^2– и др.) не образует в существенных количествах нерастворимых соединений и накапливается в океанских водах в значительно более высокой степени, чем в речных. Вторая группа ионов сравнительно быстро осаждается в виде труднорастворимых соединений. Так, в тропических морях сильно нагретые поверхностные слои воды оказываются пересыщенными СаСО₃, который осаждается на дно как химическим, так и биогенным путём. Также может осаждаться Ва в виде труднорастворимой соли BaSO₄. Ионы некоторых металлов — Ti, Mn, Zr и других в результате гидролиза коагулируют и осаждаются в форме гидроокислов. Целый ряд микроэлементов морской воды — Cu, Pb, Мо, Hg, Zn, U, Ag, редкие земли и другие осаждается путём адсорбции различными природными сорбентами — органическим веществом, гидроокислами железа и марганца, фосфатами кальция, силикатами. Вследствие этого концентрации тяжёлых металлов в воде океанов значительно ниже, чем это следует из растворимости их соединений. В целом «Океан» — динамическая система, в которой количество поступающих веществ (речной сток, атмосферная пыль, продукты вулканизма) приблизительно равно количеству убывающих из неё (осаждение, вынос в атмосферу). Стационарное состояние океана определяется отношением массы каждого компонента, находящегося в данный момент в океане, к его массе, прошедшей через океан. Величина этого отношения зависит от среднего времени пребывания элемента в океане. Для большинства элементов (кроме Na и Cl) оно мало по сравнению с длительностью существования океана.

В воде океана растворены также различные газы, поступающие из атмосферы и формирующиеся в самой водной толще. Наибольшее значение имеет O₂ и CO₂, определяющие жизнедеятельность в океане. Содержится также ряд инертных (не принимающих участие в химических реакциях) газов — N₂, Аг, Kr, Хе; их растворимость находится в обратной зависимости от атомной массы. Содержание O₂ достигает максимума (7—8 мл/л) в поверхностных слоях воды (до глубины 100—150 м) и падает до 3,0—0,5 мл/л с увеличением глубины (слой кислородного минимума), а в некоторых районах — до нуля. Максимальное содержание CO₂, напротив, приурочено к глубинным слоям воды. Растворимость углекислоты возрастает в холодных водах и уменьшается при нагревании. В связи с этим в зимние месяцы часть CO₂ переходит из атмосферы в океаническую воду, а летом — обратно. CO₂ принимает участие в химических реакциях, в частности регулирует карбонатное равновесие. Воды, обогащенные CO₂, агрессивны по отношению к СаСО₃; удаление CO₂ из воды при её нагревании способствует осаждению карбонатов. Велика роль CO₂ в фотосинтезе, в процессе которого образуется органическое вещество. В результате фотосинтеза в океане ежегодно образуется около 10¹⁷грамм биомассы фитопланктона.

Фотосинтетическая деятельность фитопланктона определяет содержание газов, растворённых в поверхностных слоях воды (до глубины 100—150 м), насыщая их кислородом и поглощая CO₂. Помимо углерода, организмы извлекают такие элементы, как Si, Са, Mg, К, Br, I, P, Na, а также ряд тяжёлых металлов, имеющих физиологическое значение, — V, Zn, Cu, Со, Ni и др. При отмирании организмов эти элементы частично поступают в осадок, где в соответствующих условиях могут концентрироваться. В железомарганцевых конкрециях накапливаются также Cu, Zn, Ni, Со, Mo, Ag, Tl, Pb и др. элементы. Суммарное количество железомарганцевых конкреций оценивается в 10¹³.

В геохимической истории океана многие исследователи различают три стадии развития: начальную, переходную и современную. С начальной — гипотетической стадией, охватывающей догеологический этап (приблизительно до 3,5 млрд. лет назад), связан вынос из недр Земли основных массы воды и кислых продуктов дегазации (Cl, F, Br, I, S и др.), которые затем нейтрализовались, взаимодействуя с породами ложа океана. Переходная стадия, охватывающая, вероятно, около 2 млрд. лет (3,5—1,7 млрд. лет назад), ознаменовалась возникновением и развитием жизни, появлением и постепенным ростом содержания фотосинтетического кислорода в атмосфере, окислением восстановленной серы и других поливалентных элементов. Современная стадия, начавшаяся, по-видимому, на рубеже раннего и позднего протерозоя (около 1,7 млрд. лет назад) и продолжающаяся до сих пор, характеризуется составом вод океана и газов атмосферы, близким к современному, стационарным режимом с кратковременными и ограниченными колебаниями солёности морской воды в эпохи соленакопления (кембрий, девон, пермь). Под влиянием процессов, идущих в океанической воде, формируются осадки дна. Океаническая вода проникает в эти осадки на заметную глубину. Захороненная вода океанических осадков дна, её состав подвергаются изменению; см. также ст. Геохимия.

Минеральные и энергетические ресурсы океана.

Океан служит источником богатых минеральных ресурсов. Они подразделяются на химические элементы, растворённые в морской воде; полезные ископаемые, содержащиеся под морским дном, как в континентальных шельфах, так и за их пределами; полезные ископаемые на поверхности дна.

До 70-х гг. 20 века из морской воды извлекались преимущественно значительные количества поваренной соли (около 8 млн. т в год), сернокислого натрия, хлористого магния, хлористого калия, брома. В условиях научно-технической революции открываются перспективы существенного расширения состава извлекаемых химических элементов.

Более 90% общей стоимости минерального сырья, получаемого из океана, дают нефть и газ. Общая нефтегазоносная площадь в пределах шельфа оценивается в 13 млн. км² (около 1/2 его площади). По ориентировочным оценкам, геологические запасы нефти в океане (до глубины 305 м) определяются в 280 млрд. тонн, газа в 140 триллионов м³, потенциальные запасы их в переводе на нефть оцениваются в 1410 млрд. тонн. До начала 70-х гг. добыча нефти и газа ограничивалась глубиной 100—110 метрами и расстоянием от берега около 150 км. В ближайшей перспективе возможно расширение работ на более глубоких и удалённых от берега участках океана. В 1970 годах добыча нефти в пределах шельфа составила 19,2% общемировой. Отмечается тенденция к существенному расширению доли морских промыслов в мировой добыче нефти. В 1973 годах добыча нефти и газа на морских месторождениях велась в 25 странах, а поисково-разведочные работы в шельфовых зонах морей и океанов — почти в 100 странах. Наиболее крупные районы добычи нефти и газа с морского дна — Персидский и Мексиканский заливы. Начата промышленная добыча нефти и газа со дна Северного моря.

Шельф богат и поверхностными залежами, представленными многочисленными россыпями на дне, содержащими металлические руды, а также неметаллическими ископаемыми. Важное значение среди них имеют титановые минералы — ильменит и рутил, а также циркон и монацит; наиболее крупные месторождения разрабатываются в Австралии (восточное побережье), где добывается свыше 1 млн. тонн титановых минералов в год (1245 тыс. т в 1970, в том числе 877 тыс. т ильменита). Подобные россыпи распространены также вблизи побережий Индии, Шри-Ланка, Малайзии и других стран. Большое значение приобретает добыча олова (на шельфе, прилегающем к Малайзии, Индонезии, Таиланду, Вьетнаму и др. странам Азии), железной руды (Япония, Ньюфаундленд в Канаде), самородной серы (Мексика), угля (Канада) и др.; в ряде мест обнаружены золото и платина (например, у берегов Аляски и Калифорнии в США), танталониобаты, магнетит, титано-магнетит, хромиты, алмазы. Последние разрабатываются у юго-западного побережья Африки в Намибии. Широко распространены залежи фосфоритовых конкреций (вблизи берегов Мексики, Перу, Чили, ЮАР и др.).

На обширных площадях дна океана обнаружены богатые залежи железомарганцевых конкреций — своеобразных многокомпонентных руд, содержащих также никель, кобальт, медь; их потенциальные запасы оцениваются в несколько триллионов тонн, запасы марганца, никеля, кобальта в этих рудах, по оценкам, во много раз превышают разведанные запасы их на суше. В некоторых странах предпринимаются эксперименты по промышленной добыче конкреций с глубин до 4 тыс. метров. В то же время исследования позволяют рассчитывать на обнаружение крупных залежей различных металлов в коренных породах, залегающих под дном океана.

Кроме нефти и газа, важное потенциальное значение имеют другие виды энергетических ресурсов. Для получения энергии из океана можно использовать силу волн, разность уровней, обусловленную приливами и отливами, или разницу температур на водной поверхности и на глубине. Мощность энергии приливов оценивается в 1 млрд. квт. Использование этой энергии находится в самой начальной стадии. Первая приливная электростанция (ПЭС) построена во Франции (1967) на берегу Ла-Манша, в устье реки Ранс. На территории бывшей СССР сооружена опытная Кислогубская ПЭС (1968) на севере Кольского полуострова; проектируется строительство более мощных ПЭС. Разрабатывают проекты ПЭС в Канаде, США, Великобритании. Попытки использования энергии волн не выходили за пределы экспериментов. Разрешение труднейшей задачи концентрации рассеянной энергии волн дало бы человечеству новый крупный источник энергии. В отношении освоения термической энергии океана наиболее благоприятны тропические районы, где температура воды на поверхности береговой зоны достигает 30 °С, а на глубине 400—500 м — 8—10 °С. Строительство первой гидротермальной электростанции предпринято (1969) близ Абиджана (Берег Слоновой Кости).

Океан — основной хранитель тяжёлого водорода (дейтерия), который при условии успешного разрешения проблемы управления термоядерной реакцией может стать неисчерпаемым источником энергии.

Гидрологический режим океана.

Тепловой баланс океана. Его главные составляющие: радиационный баланс (суммарная солнечная радиация минус обратное излучение океана); потеря тепла на испарение; турбулентный теплообмен между поверхностью океана и атмосферой и внутренний теплообмен (между поверхностью океана и нижележащими слоями). Кроме того, в общий тепловой баланс океана входят передача океаном внутреннего тепла Земли, нагревание и охлаждение океана происходящими в нём химическими процессами, переход кинетической энергии в тепловую и выделение тепла при конденсации водяных паров на поверхности океана. Величина их крайне незначительная (каждая из них менее одной тысячной доли солнечной радиации). Поэтому при рассмотрении общего теплового баланса океана они обычно не учитываются. В таблице 2 приведены средние значения основных составляющих теплового баланса океана в ккал/см²/год по широтным поясам

Суммарная радиация увеличивается от высоких широт к низким, имея максимум около 20° с. ш. и 20° ю. ш., что объясняется малой облачностью в этих областях, характеризующихся высоким давлением атмосферы. Наибольшая затрата тепла на испарение отмечается также в районах высокого атмосферного давления. Турбулентный теплообмен в тропических и умеренных широтах меньше других основных составляющих теплового баланса. Нарастание его с широтой связано с увеличением разности температур воды и воздуха. Океан поглощает тепло в поясе 30° с. ш. — 30° ю. ш. и постепенно отдаёт его атмосфере в более высоких широтах. Это важный фактор смягчения климата умеренных и полярных широт в холодную половину года. В результате испарения и турбулентного теплообмена с поверхности океана атмосфере передаётся 82 ккал/см²/год, в то время как с поверхности суши только 49 ккал/см²/год. Отсюда следует, что океан служит главным фактором в формировании климата и погоды на Земле (см. также Морской климат). Неравномерное поступление солнечного тепла на поверхность океана и изменчивость атмосферных процессов оказывают непосредственное влияние на температуру, солёность и др. характеристики океана.

Водный баланс океана складывается из расхода воды при испарении с его поверхности и поступления её за счёт осадков и речного стока (таблица 3).

Соотношение составляющих водного баланса определяет режим и изменения солёности вод океана. Годовые суммы составляющих водного баланса (в см слоя воды) для различных широт даны в таблице 4.

Материковая составляющая баланса имеет значение лишь в прибрежных районах океана. В открытом океане определяющим является соотношение осадков и испарения. В Северном полушарии испарение равно 111,9 см/год, осадки — 116,7 см/год, в Южном — 113,0 см/год и 91,6 см/год соответственно. В умеренных и полярных широтах, кроме того, большое значение в водном балансе имеют приход и расход пресной воды при таянии и образовании льдов.

Температура океана. Верхним тонким слоем воды толщиной в 1 см поглощается 94% поступающей на поверхность океана солнечной энергии. Вследствие перемешивания происходит передача тепла всей толще воды океана. Различия теплового баланса определяют региональные и зональные особенности распределения температуры, что можно проследить по данным табл. 5.

Среднегодовая температура поверхностных вод океана равна 17,5 °С, в то время как температура воздуха над океаном равна 14,4 °С. При этом в Северном полушарии температура воды выше, чем в Южном (за счёт влияния материков). Термический экватор (линия наибольших температур) располагается к северу от экватора. Здесь среднегодовая температура достигает 28 °С, в замкнутых тропических морях 32 °С. По мере удаления от экватора к полюсам она постепенно понижается до ‑1,5, –1,9 °С в полярных районах. Распределение температуры на поверхности и в верхнем слое океана происходит, в общем, зонально, однако в умеренных широтах под влиянием тёплых и холодных течений температура воды в восточной части океана на 5—8 °С выше, чем в западных, а в субтропических широтах, наоборот, на востоке на 5—10 °С ниже, чем на западе. Сезонные колебания температуры наблюдаются до глубины 100—150 м. На поверхности океана их величина изменяется от 1 °С и менее у экватора до 10 °С и более в умеренных и субтропических широтах. На больших глубинах океана распределение температуры определяется глубинной циркуляцией, переносящей воды, погрузившиеся с поверхности. Чем в более высоких широтах происходит погружение воды, тем большие глубины они занимают (вследствие большей плотности) и тем более низкие температуры они имеют. В соответствии с этим температура с глубиной понижается и в придонном слое составляет 1,4—1,8 °С, а в полярных областях ниже 0 °С. Однако понижение температуры с глубиной не везде происходит равномерно. Существенные изменения температуры наблюдаются только до глубины 1000 м (в разных районах от 200 до 2000 м). В открытых районах океана, кроме полярных областей, температура заметно изменяется от поверхности до глубины 300—400 м, а затем до 1500 м изменения весьма незначительны (на глубине 400—450 м — 10—12 °С, на 1000 м — 3—7 °С, на 2000 м — 2,5—3 °С), с 1500 метров температура почти не изменяется. В умеренных и полярных широтах понижение температуры нарушается в некоторых случаях проникновением тёплых или холодных вод в глубинных течениях. Во впадинах, глубина которых более 7 тыс. метров, температура не понижается, а, наоборот, повышается ко дну на несколько десятых долей градуса под влиянием адиабатических процессов.

Солёность океана. В зависимости от соотношения составляющих водного баланса солёность в отдельных районах меняется почти от 0 (близ устьев крупных рек) до 39—42 ‰(промилле) (в тропических морях — Красное море, Персидский залив, Средиземное море). Широтная зональность в распределении солёности на поверхности океана нарушается также под влиянием течений, образования и таяния льда. В таблице 6 приведены средние величины солёности на поверхности океана для различных широт. В Северном полушарии солёность ниже, чем в Южном. Наибольшие величины её в открытом океане отмечаются в тропических широтах Атлантического океана, где она достигает 37,25‰. В полярных областях солёность падает до 31,4‰ на севере и 33,93‰ на юге, у экватора — до 32—34‰. Сезонные колебания её наблюдаются до глубины 100—150 м, наиболее резко — в слое 10—25 метров (превышают 2—3‰). Ниже глубины 150 метров распределение солёности, так же как температуры, определяется глубинной циркуляцией и меняется слабо (от 34,6 до 34,9‰); между 40° с. ш. — 40° ю. ш. на глубине 400—800 м отмечается слой минимума (34,0—34,5‰), связанный с распространением погрузившихся с поверхности субполярных вод.

Циркуляция вод океана обусловливается целым рядом факторов (см. Морские течения). Под влиянием атмосферной циркуляции поверхностные течения до глубины 150—200 метров образуют антициклональные круговороты в субтропических и тропических широтах и циклональные — в умеренных и высоких широтах. Первые из них образуются в тропических широтах мощными потоками пассатных течений, развивающихся под влиянием северо-восточных и юго-восточных пассатов. Эти течения пересекают океан с востока на запад. У восточных берегов материков они отклоняются к северу и югу соответственно в Северных и Южных полушариях и движутся вдоль материков приблизительно до широт 40—45°. Здесь под влиянием западных ветров поверхностные течения отклоняются на восток и вновь пересекают океан, образуя в Южном полушарии непрерывный поток поверхностных вод — течение Западных Ветров, а в Северном полушарии — мощные Северо-Атлантическое и Северо-Тихоокеанское течения. У западных берегов материков от восточных поверхностных течений отклоняются ветви в сторону экватора, где они сливаются с пассатными течениями и замыкают субтропические антициклональные круговороты. В Северном полушарии восточные поверхностные течения отклоняются в более высокие широты, отделяя ветви в западном направлении. Эти ветви соединяются с поверхностными течениями, следующими из высоких широт в умеренные вдоль восточных берегов материков и замыкающими циклональные круговороты. В высоких южных широтах близ Антарктиды существует течение, направленное с востока на запад, между ним и восточным течением умеренных широт также образуются циклональные круговороты, обусловленные общей циклональной циркуляцией атмосферы в этих широтах. Системы течений Северного и Южного полушарий у экватора разделяются зоной межпассатных (экваториальных) противотечений (см. Межпассатные противотечения), движущихся с запада на восток. Межпассатные противотечения имеют сезонный характер и только в Тихом океане существуют круглый год. В муссонных областях океана течения меняются по сезонам (северая часть Индийского океана и северо-западная часть Тихого океана). Перенос в указанных системах циркуляций вод из низких широт в высокие и из высоких в низкие определяет наличие в океане тёплых и холодных течений, отличающихся по своим температурам от окружающих вод. Особенно ярко выражены системы тёплых течений Гольфстрим и Куросио в северных частях Атлантического и Тихого океанов и холодные течения Лабрадорское, Бенгельское, Курильское, Перуанское и др. На глубине более 150—200 метров циркуляция вод определяется главным образом разностями плотностей воды в толще океана. Последние создаются тем, что погружающиеся с поверхности океана в зонах сходимости течений (конвергенции зона) и в результате зимнего охлаждения и сползания по материковому склону воды обладают различными температурными и солёностными характеристиками, соответствующими географической широте места их погружения. На глубине до 1000—1500 метров погрузившиеся воды совершают, по-видимому, циркуляцию, подобную поверхностной. Но в ряде районов на эту циркуляцию накладываются мощные противотечения (например, подповерхностные течения Ломоносова и Кромвелла, которые развиваются в экваториальных широтах Атлантического и Тихого океанов). На больших глубинах в направлении течений преобладает меридиональная составляющая, что обусловливает водообмен между северными и южными частями океана. Глубинные воды возвращаются на поверхность океана в зонах расхождения поверхностных течений (см. дивергенция морских вод) и в областях сгона поверхностных вод, таких как циклональные круговороты. Таким образом происходит постоянное обновление вод на всех глубинах океана и перенос их гидрологических и гидрохимических характеристик от поверхности ко дну и обратно.

Волны океана. Помимо горизонтального и вертикального движений масс воды, для динамического состояния океана характерны волновые движения, вызываемые ветром, приливами и землетрясениями (см. Волны морские). Ветровые волны наблюдаются только в верхнем слое океана до глубины в среднем 50—60 м, их высота 12—13 м и более. Преобладающая высота океанских волн в умеренных широтах около 4 метров, в тропических — 1,5 метров. Приливные и сейсмические, так называемые цунами, волны охватывают всю толщу воды океана. Приливные волны существуют в океане постоянно. В океан наблюдаются также внутренние волны, возникающие на поверхности раздела слоев воды с различной плотностью. Высота внутренних волн достигает нескольких десятков метров. Если верхний слой тонок и разница плотностей этого слоя и нижележащего слоя велика, то создаётся явление «мёртвой воды», затрудняющей плавание, особенно парусных судов.

Приливы океана. Исключительную роль в режиме океана играют приливные явления (см. Приливы) в виде регулярных, почти периодических колебаний уровня воды, а также в виде приливных течений. Преобладают приливы полусуточного периода. Величина их в открытом океане не более 1 метра, но у берегов достигает 3—6 метров. Большие величины приливов характерны для побережий океанских заливов и окраинных морей: в заливе Фанди (Атлантическое побережье Канады) океанские приливы достигают до 18 метров. В некоторых районах (западная часть Мексиканского залива, Яванское море и др.) приливы суточные, величина их до 5,9 метров (Охотское море). В других районах наблюдаются смешанные приливы (неправильные полусуточные или суточные) высотой до 12,9 метров (Пенжинский залив Охотского моря). Приливные течения имеют особенно большое значение в узкостях, где могут достигать больших скоростей (свыше 7 м/сек).

Перемешивание. Воды океана подвергаются перемешиванию, посредством которого происходит передача от слоя к слою гидрологических и гидрохимических характеристик и их выравнивание. Процессы эти действуют как в вертикальном, так и в горизонтальном (боковое перемешивание) направлениях. Перемешивание делится на типы: молекулярное и турбулентное, в котором выделяются разновидности — фрикционное (вызванное силой трения слоев при их движении относительно друг друга) и конвективное. Фрикционное перемешивание проявляется главным образом в форме ветрового и приливного. Ветровое перемешивание проникает на глубину распространения ветровых волн, приливное охватывает всю толщу воды до дна океана. В отличие от ветрового перемешивания, развивающегося эпизодически, приливное перемешивание осуществляется с более или менее правильной периодичностью. Конвективное, или плотностное, перемешивание связано с нарушением плотностной стратификации слоев воды при увеличении плотности вышележащего или уменьшении плотности нижележащего слоя, что обусловливается понижением температуры и повышением солёности в первом случае или повышением температуры во втором случае. Наиболее важное значение имеет конвекция, развивающаяся при зимнем охлаждении поверхности океана (зимняя вертикальная циркуляция), когда она охватывает мощный слой воды и в отдельных замкнутых морях с большой солёностью воды распространяется до дна (Красное море, Средиземное море). При перемешивании вод различных температур и солёностей происходит увеличение плотности смеси, что весьма важно для режима океана. При этом основное значение имеют разности температур и их абсолютного значения. Чем ниже температура вод и чем больше их температурные различия, тем больше уплотнение и тем большие глубины охватываются перемешиванием. В результате уплотнения при перемешивании в зонах сходимости поверхности течений с различными температурными и солёностными характеристиками происходит погружение поверхностных вод на глубины океана.

Значение перемешивания в жизни океана огромно. Благодаря ему солнечное тепло, поглощаемое тонким поверхностным слоем, распространяется в глубину, выравнивается солёность морских вод, глубинные и придонные воды получают кислород, а поверхностные обогащаются питательными (биогенными) веществами, накапливающимися в глубинных водах. Районы океана с небольшими глубинами и интенсивным перемешиванием наиболее богаты в промысловом отношении (моря Баренцево, Северное, Азовское, район о. Ньюфаундленд и др.).

Уровень океана, особенно у берегов, непрерывно колеблется под влиянием приливов, изменений атмосферного давления, берегового стока, плотности морской воды и сгонно-нагонных ветров. Соответственно колебания уровня имеют периодический и непериодический характер. Периодические колебания, связанные с приливами, имеют полусуточный или суточный период и достигают большой величины. Изменения уровня, вызванные изменениями атмосферного давления и другими длительно действующими факторами, носят сезонный характер. В некоторых замкнутых морях (Чёрное, Азовское, Балтийское) эти колебания превышают приливные. Непериодические изменения уровня вызываются сгонно-нагонными ветрами и имеют величину 1—3 метра. В сочетании с приливным поднятием уровня нагонный уровень может достигать большой высоты и иногда приводит к катастрофическим наводнениям на берегах океана (например, наводнения на берегах Северного моря). Существуют также вековые колебания уровня океана, связанные с колебательными движениями земной коры и колебаниями объёма Мирового океана.

Лёд в океане образуется в высоких и умеренных широтах (см. также Морской лёд). В высоких широтах, вследствие малого количества солнечного тепла, льды сохраняются по несколько лет. Эти многолетние льды (пак) выносятся течениями и ветрами в умеренные широты, где тают. Наибольшей толщины (3—5 м) пак достигает в Арктике. В умеренных широтах образуется однолетний лёд, главным образом в морях с суровыми зимними условиями. Кроме морских льдов, в океане встречаются огромные массы материковых льдов — айсберги, отрывающиеся главным образом от ледников Антарктиды, Гренландии, Шпицбергена и некоторых других полярных островов. Наиболее распространены они в Антарктике и северо-западной части Атлантического океана.

Цвет и прозрачность воды океана определяются её избирательной способностью поглощать и рассеивать световые лучи и зависят от условий освещения поверхности океана, изменения спектрального состава и ослабления светового потока. При большой прозрачности вода приобретает интенсивный синий цвет, который характерен для открытого океана. При наличии значительного количества взвешенных частиц, сильно рассеивающих свет, вода имеет сине-зелёный или зелёный цвет, характерный для прибрежных районов и некоторых замкнутых морей. В местах впадения крупных рек, несущих большое количество взвешенных частиц, цвет воды принимает жёлтые и коричневые оттенки. Максимальная величина относительной прозрачности (66 м), определяемая по глубине исчезновения белого диска диаметром 30 см, отмечена в Саргассовом море (Атлантический океан); в Индийском океане она составляет 40—50 м, в Тихом океане 59 м. В общем, в открытой части океана прозрачность уменьшается от экватора к полюсам, но и в полярных районах она может быть значительной. Особое явление, распространённое по всему океану, представляет собой свечение моря.

Зональность океана. Распределение энергии Солнца в океане неоднородно и подчиняется закону зональности. Широтная зональность охватывает слой воды толщиной 150—200 метров. В соответствии с этим в океане, как и на суше, выделяются полярные, субполярные, умеренные, субтропические, тропические и экваториальные пояса (см. Пояса физико-географические). Границы между ними во многих случаях отчётливо выражены в виде фронтов (зон конвергенции), на которых резко меняются свойства и динамика вод, например, фронт Куросио в Тихом океане и фронт Гольфстрима в Атлантическом океане, Антарктический фронт, южный субтропический фронт.

Вертикальная зональность проявляется в последовательной смене поверхностных, подповерхностных, промежуточных, глубинных и придонных водных масс. Поверхностные водные массы отличаются наиболее интенсивным развитием процессов, обусловленных активным обменом энергии и вещества с атмосферой. Толщина их в среднем 150—200 метров. Подповерхностные водные массы располагаются на глубине 200—500 метров и в низких и умеренных широтах характеризуются повышенной солёностью, а в низких широтах — повышенной температурой. Промежуточные водные массы довольно сильно отличаются от выше- и нижележащих вод: в полярных широтах — своей повышенной температурой, а в умеренных и тропических — пониженной солёностью и минимальным содержанием кислорода. Нижняя граница их располагается в разных частях океана на глубине от 1000 до 1500 метров.

Глубинные водные массы получили наибольшее развитие по вертикали. Нижняя их граница прослеживается на глубине 3000—3500 метров. При большой однородности свойств глубинных вод в океане выделяются 4—5 различных типов вод, отличающихся друг от друга особенностями формирования и главным образом солёностными и кислородными характеристиками.

Придонные водные массы занимают наиболее глубокие части океана, перемещаясь от районов полюсов по котловинам и соединяющим их подводным понижениям. В среднем толщина придонных вод 1000—1500 метров, в глубоководных желобах (впадинах) — более 6000 метров. Наибольшее распространение в океане имеют придонные антарктические воды, обладающие низкой температурой и относительно богатые кислородом. В Атлантическом океане они распространяются вплоть до 40° с. ш., в Тихом океане вплоть до экватора, а местами до 10—20° с. ш.

Растительный и животный мир океана.

Океан. Рис.

Живые организмы населяют океана от поверхности до наибольших глубин (см. Морская растительность, Морская фауна). По типам местообитаний различают пелагические организмы, населяющие толщу воды (пассивно плавающие — планктон и активно плавающие — нектон), и организмы, населяющие дно океана (бентос). Из растительных организмов только бактерии и некоторые низшие грибы встречаются в океане повсеместно. Бактерии играют большую роль в биологическом, химическом и геологическом процессах в океане. Они участвуют в круговороте веществ, обусловливают окислительно-восстановительные процессы, усваивают содержащиеся в воде и донных осадках органические вещества, которые таким образом становятся пригодными для использования животными, и т.д. Остальные растительные организмы населяют только верхний освещенный слой океана (главным образом до глубины около 50—100 м), в котором может осуществляться фотосинтез. Фотосинтезирующие растения создают в океане первичную продукцию, за счёт которой существует всё остальное население океана (см. Биологическая продуктивность). В океане обитает около 10 тыс. видов растений. В фитопланктоне преобладают диатомовые водоросли, перидинеи и кокколитофориды из жгутиковых. Донные растения (фитобентос) включают главным образом диатомовые, зелёные, бурые и красные водоросли, а также несколько видов травянистых цветковых растений (например, зостера).

Животный мир океана ещё более разнообразен. В океане обитают представители почти всех классов современных свободноживущих животных, а многие классы известны только из океана. Фауна океана включает более 160 тыс. видов: около 15 тыс. простейших (главным образом радиолярии, фораминиферы, инфузории), 5 тыс. губок, около 9 тыс. кишечнополостных, более 7 тыс. различных червей, 80 тыс. моллюсков, более 20 тыс. ракообразных, 6 тыс. иглокожих и менее многочисленные представителей ряда других групп беспозвоночных (мшанок, брахиопод, погонофор, оболочниковых и некоторых др.), около 16 тыс. рыб. Из позвоночных животных в океане, кроме рыб, обитают некоторые черепахи и змеи (около 50 видов) и более 100 видов млекопитающих, главным образом китообразных и ластоногих. Постоянно связана с океаном жизнь некоторых птиц (пингвинов, альбатросов, чаек и др. — около 240 видов).

Наибольшее видовое разнообразие животных характерно для тропических районов. Донная фауна особенно разнообразна на мелководных коралловых рифах. По мере увеличения глубины разнообразие жизни в океане убывает. На самых больших глубинах (более 9000—10000 м) обитают лишь бактерии и несколько десятков видов беспозвоночных животных.

Количественное развитие жизни очень различно в разных районах океана. Количество фитопланктона зависит от обилия в поверхностных слоях биогенных элементов, главным образом соединений азота, фосфора, кремния. Поскольку этими веществами богаты глубинные воды океана, для развития фитопланктона особенно благоприятны районы интенсивной вертикальной циркуляции и подъёма глубинных вод. К таким районам относятся зоны фронтов, то есть соприкосновения холодных и тёплых течений (например, Гольфстрима и Лабрадорского, Куросио и Оясио), зоны дивергенций (например, экваториальная), районы постоянных сгонных ветров вблизи берегов и др. В районах, богатых фитопланктоном, наиболее велико и количество питающегося им зоопланктона и нектонных животных, которые поедают зоопланктон.

Наибольшее количественное развитие донного населения свойственно прибрежным мелководным районам умеренных областей океана (до несколько десятков килограмм фито- и зообентоса на 1 м² дна). Донное население больших глубин существует за счёт органических остатков, оседающих из поверхностных слоев и сносимых с прибрежных мелководий. Поэтому более богаты жизнью глубины вблизи материков и в районах наиболее обильного развития жизни в поверхностных слоях. Обширные пространства удалённых от берегов тропических районов океана (олиготрофные области) бедны жизнью как в пелагиали, так и на дне.

Условия существования в океане неоднородны на разных глубинах. С глубиной быстро уменьшается освещённость, понижается температура, возрастает гидростатическое давление, уменьшается количество пищи и т.д. Всё это обусловливает существование в океане вертикальной биологической зональности (см. рис.). По распределению жизни на дне океана выделяют следующие зоны: литораль (приливо-отливная зона), сублитораль (до 200 м), нижнюю её часть иногда выделяют в качестве особой зоны — элиторали, батиаль (до 2500—3000 м), абиссаль (до 6000 м), ультраабиссаль, или хадаль (глубже 6000 м). Пограничные между этими зонами глубины выделяют как переходные горизонты. Вертикальная зональность населения толщи воды океана выражена менее четко вследствие способности многих пелагических животных совершать значительные вертикальные миграции. Обычно различают: поверхностную зону, или эпипелагиаль (до 150—200 м), переходную, или мезопелагиаль (до 750—1000 м), и глубоководную. Последняя подразделяется на батипелагиаль (до 2500—3000 м), абиссопелагиаль (до 6000 м) и ультраабиссаль (глубже 6000 м). О географическом распределении жизни в океане см. Зоогеографическое районирование.

Известковые и кремнёвые скелеты организмов — важнейший компонент донных осадков океана. Многие морские организмы служат объектом промысла и используются в качестве пищи или технического сырья.

Биологические ресурсы океана.

Океан — источник крупных биологических ресурсов. Он даёт 12—15% белков животного происхождения и 3—4% животных жиров общемирового потребления. Мировой улов рыбы и других морепродуктов (кроме млекопитающих) в 1971 году составил 59,9 млн. тонн (в 1965 — 45,6, в 1970 — 60,6 млн. т). На моря и океаны приходится свыше 4/5 общего мирового улова. Активное рыболовство охватывает всё новые районы океана. До 1939 года свыше 83% мирового улова падало на зону к северу от 20° с. ш., в 1970 году она дала только 40%. В 1971 году на Тихий океан приходилось 56% улова, на Атлантический океан — 39% и на Индийский океан — 5%. Наибольший удельный вес в промысле морских продуктов имеет рыба — около 90%, на различных моллюсков приходится около 5%, на ракообразных около 3%, на водные растения около 1,5%. Предметом промысла служат также морские млекопитающие (киты, тюлени и др.), вылов которых в 1970 году превысил 540 тыс. тонн. Мировой морской промысел охватывает около 25% акватории океана, основные промысловые районы расположены в пределах шельфа. В 1971 году наибольшие уловы имели (в млн. тонн): Перу 10,6 (в 1972—73 добыча упала); Япония 9,9; СССР 7,3; Норвегия 3,1; США 2,8; Индия 1,8; Таиланд 1,6; Испания 1,5; Дания 1,4; Канада 1,3; Индонезия 1,25; ЮАР 1,1; Исландия 0,7. В связи с быстрым ростом освоения биологических ресурсов океана и применением мощной техники возникла опасность, что нерегулируемое и нерациональное использование биологических ресурсов океанов приведёт к уменьшению их запасов или к невосстановимым потерям. В связи с необходимостью наиболее рационального освоения ресурсов животного и растительного мира океанов встал вопрос о международном сотрудничестве в этой области, в частности об охране тех или иных обитателей океана. Всё большую роль призвано играть осуществление искусственного воспроизводства наиболее цепных пород морских животных и растений.

История развития знаний об океане.

Первые сведения об океане накапливались параллельно с расширением географических познаний о Земле. Уже в глубокой древности финикияне, египтяне, греки, китайцы и другие народы, населяющие берега океанов, имели правильное представление о некоторых наблюдаемых в нём явлениях. Аристотель высказал мысль о единстве Мирового океана, указывал на существование течений в проливах Керченском, Босфоре, Дарданеллах. Дальнейшее развитие знаний об океане связано с крупными географическими открытиями конца 15 — начала 16 вв., в первую очередь с именами Васко да Гама, Колумба, Магеллана. После эпохи Великих географических открытий началось быстрое развитие изучения океана. В 1650 году голландский географ Б. Варениус впервые предложил выделить пять океанов: Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый и Южный Ледовитый. В 1845 году Лондонское географическое общество подтвердило то же деление. В последующем некоторые учёные (О. Крюммель, Германия, 1878; Ю. М. Шокальский, Россия, 1917) предложили выделить только 3 океана: Тихий, Атлантический и Индийский, считая Северный Ледовитый морем Атлантического океана. Комплексное изучение Арктического бассейна привело к тому, что в 1935 году в Советском Союзе было узаконено выделение Северного Ледовитого океана как самостоятельного.

В 1664 году А. Кирхер (Германия) составил первую карту морских течений, основанную на результатах наблюдений мореплавателей. В 1725 Л. Марсильи (Италия) дал первое описание грунтов дна как осадочных пород, выполнил ряд измерений температуры воды на различных глубинах в Средиземном море. В 1749 капитан Эллис впервые измерил температуру на больших глубинах (до 1630 м) у северо-западных берегов Африки. В 1770 Б. Франклин (Великобритания) составил первую карту Гольфстрима, обосновал главную причину образования морских течений (ветер). Огромное значение имело создание в 1687 И. Ньютоном (Великобритания) теории приливов в океане, развитой в 1740 Д. Бернулли (Швейцария) и в 1799—1825 П. С. Лапласом (Франция). В это же время начала разрабатываться теория волн (Ньютон, 1726; Лаплас, 1776; Лагранж, 1786; Герстнер, 1802, и др.).

В начале 19 века важное значение имели: изобретение русскими учёными Э. Ленцем и Е. Парротом батометра и глубомера, а также их опыты (1832), показывающие влияние давления на температуру воды; изобретение в 1854 Дж. М. Бруком (США) лота с отделяющимся грузом и драги для сбора образцов грунта, и донных живых организмов.

Огромную роль сыграла первая русская кругосветная экспедиция И. Ф. Крузенштерна и Ю. Ф. Лисянского на корветах «Надежда» и «Нева» (1803—06), во время которой проводились измерения температуры воды на больших глубинах океана, наблюдения над удельным весом, течениями, цветом воды, биологические исследования и измерения глубин. Не меньшее значение имели плавания на корвете «Предприятие» (1823—26) с участием Э. Ленца, положившего начало точным измерениям в океане, и на «Бигле» с участием Ч. Дарвина (Великобритания), которым были выполнены широкие биологические исследования. Особо следует упомянуть об экспедиции Ф. Ф. Беллинсгаузена и М. П. Лазарева в 1819—21 годах на корветах «Восток» и «Мирный», открывшей берега Антарктиды и внёсшей большой вклад в изучение антарктических льдов (их классификация и физико-химические свойства). К этому же периоду относится организация первых береговых пунктов наблюдений; большое значение имело изобретение в 1839 году русским мореплавателем Ф. П. Литке приливомера для измерения уровня моря и установка его на берегах Северного Ледовитого и Тихого океанов. В 1819 Марсе (Франция) установил температуру воды наибольшей плотности, а в 1837 С. Депре (Бельгия) определил также точку замерзания и показал, что обе температуры зависят от солёности воды. В 1842 Дж. Эри (Великобритания) развил теорию приливов. В 1862 У. Фруд (Великобритания) провёл многочисленные исследования морских волн с помощью, предложенной им вехи (веха Фруда). В 1840—50 М. Ф. Мори (США) составил несколько карт течений для издаваемых им лоций. В 1845 Э. Ленц предложил первую схему вертикальной циркуляции вод океана. В 50-х гг. 19 в. М. Ф. Мори построил первую карту рельефа дна северной части Атлантического океана, в 1872 Дж. Приствич (Великобритания) дал первую характеристику температурной стратификации океанов. В 1865 Г. Форххаммер (Дания) установил постоянство химического состава морской воды. В 1868—70 У. Б. Карпентер и У. Томсон (Великобритания) провели опыты по химическому анализу вод океана и анализу содержащихся в них газов. В этот период началось научное изучение населяющих океан живых организмов, было установлено, что они обитают не только в поверхностном слое воды, но и в её толще. В 1851 Д. В. Балей (США) установил, что органическая часть грунта состоит из остатков отмерших организмов (диатомовых, радиолярий и др.).

В 1872—76 годах состоялась первая океанографическая экспедиция на судне «Челленджер», положившая начало специальным океанографическим экспедициям, созданию новых технических средств и методов наблюдений. В 1872—82 Дитмар (Великобритания) по данным экспедиции на «Челленджере» подтвердил постоянство химического состава вод океана и преобладание в нём хлоридов. В 1902 М. Кнудсен (Дания) разработал метод определения солёности воды по содержанию в ней хлора, а также таблицы солёности и плотности воды. В конце 19 — начале 20 вв. организуются международный и национально океанографические учреждения и сети береговых станций. Созданный в 1902 году Международный совет по изучению моря ввёл унификацию методик океанографических измерений, стандартные горизонты и разрезы для повторных наблюдений в океане.

После экспедиций «Челленджера» в океане были выполнены многие научные плавания, в том числе С. О. Макарова на «Витязе» (Россия, 1886–89), А. Агассиса на «Альбатросе» (США, 1888—1905), на «Метеоре» (Германия, 1925—27), «Мансю» (Япония, 1925—28), «Дисковери II» (Великобритания, 1929—39) и др. Начались систематические работы в отдельных районах океана (Гольфстрим, Куросио, Антарктида, Северный Ледовитый океан и др.). В СССР основное внимание уделялось изучению прилегающих морей. К концу 30-х гг. 20 века они стали наиболее изученными районами Мирового океана.

В 1905 В. Экман (Швеция) разработал теорию дрейфовых течений. В 1903 Й. В. Сандстрём и Б. Гелланд-Хансен (Норвегия) разработали на основе теории В. Бьеркнеса (Норвегия) динамический метод расчёта течений, который в 1935 был развит Н. Н. Зубовым (СССР). В 1912—16 Б. Гелланд-Хансен предложил метод анализа температурно-солёностных кривых в целях изучения структуры океана и процессов перемешивания вод; позже этими вопросами занимался советский учёный В. Б. Штокман. В 1907 Дж. Дарвин (Великобритания) предложил упрощённый метод гармонического анализа приливов; в 1922 Штернек составил первую карту котидальных линий для Мирового океана. В теорию приливов и в развитие методов их пред вычисления большой вклад внесли А. Дефант (Австрия, 1923), Д. Праудмен (Великобритания, 1924), А. Т. Дудсон (Великобритания, 1924, 1928), советские учёные Н. Е. Кочин (1938), Л. Н. Сретенский (1936), В. В. Шулейкин (1938) и др.

В СССР океанографические исследования начались после создания в 1921 году по декрету, подписанному В. И. Лениным, Плавучего морского института и введения в строй научно-исследовательского судна «Персей». На базе института в 1929 году был создан Океанографический институт, преобразованный в 1933 во Всесоюзный институт рыбного хозяйства и океанографии. В 1925 организован институт по изучению Севера (ныне Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт). В 1929 в Крыму под руководством В. В. Шулейкина создана первая морская гидрофизическая станция (впоследствии Морской гидрофизический институт АН СССР). В 1943 организован Океанографический институт государственный. В 1946 П. П. Ширшов основал Океанологии институт АН СССР.

До 40-х гг. 20 века океанографические экспедиции занимались главным образом описанием конкретных океанических и морских бассейнов и распределением в них важнейших физических и химических характеристик вод, течений, приливов, волнения, ледовитости и других морских явлений; исследования носили преимущественно региональный и режимный характер, широко использовались методы климатологии, картирование и другие географические методы. Большой вклад в науку об океане внесли Ю. М. Шокальский, Н. М. Книпович, К. М. Дерюгин, Вс. А. Берёзкин, В. Ю. Визе и др. (СССР), X. Свердруп, Ф. Нансен (Норвегия), О. Крюммель, Г. Вюст, Г. Шотт (Германия), И. Суда (Япония), О. Петерсон (Швеция), Р. Айселин (США) и др.

Со 2-й половины 40-х гг. началось быстрое и плодотворное развитие всех направлений в изучении океана. Мировой экспедиционный флот к 70-м гг. 20 века насчитывал свыше 120 судов водоизмещением 500 тонн и более, оснащенных новейшими техническими средствами и аппаратурой (см. Суда научно-исследовательские). С 1955 проводились крупные международные экспедиции: по изучению северной части Тихого океана (Норпак, 1955), по программе Международного геофизического года (1957—58), изучению экваториальной зоны Атлантики (Эквалант, 1963—64), исследованию Куросио (Сик, с 1965), изучению тропической зоны Атлантики (Тропекс, 1974) и др.

В проблематике научных исследований важное место заняли вопросы охраны среды океанов и морей и их биологических ресурсов, а также изучение энергетических и минеральных ресурсов. Дальнейшее развитие экспериментальных и теоретических исследований направлено главным образом на разработку численных методов изучения физической среды океанов, методов расчёта и прогноза её различных характеристик (волнения, уровня, температуры воды и др.). В 50—60-х гг. разработаны теоретические обобщения данных наблюдений по всем океанам и морям и выявлены закономерности формирования и изменчивости их термохалинной и динамической структуры. Установлены закономерности горизонтального и вертикального обмена химическими веществами, главным образом питательными солями, в зависимости от состояния физической среды океана. Разрабатываются проблемы химического загрязнения вод океанов и морей и охраны их среды.

Биологическими исследованиями значительно расширены знания морфологии морских организмов, их экологии, выявлена биологическая структура океана, ведётся оценка биомассы и разработка вопросов регулирования биологической продуктивности, прогноза и регулирования промыслов.

В результате исследований рельефа дна океана выявлены отдельные формы рельефа, их распределение, установлены рельефообразующие факторы, изучается взаимодействие физической среды океана со сложным рельефом дна, определены общие особенности геологической структуры дна, выявлены в отдельных районах залежи полезных ископаемых.

Большой вклад в исследование океана в этот период внесли советские и зарубежные учёные: в изучение физической среды океана — В. В. Шулейкин, Н. Н. Зубов, В. В. Тимонов и др. (СССР), Г. М. Стоммел, Р. Р. Ревелл (США), Н. Г. Кэмпбелл, Р. В. Стюарт (Канада), Г. Е. Дикон, Г. К. Сваллоу, X. Чарнок (Великобритания), А. Лакомб (Франция), И. Мацудзава, М. Уда, К. Хидака (Япония); химии океана — О. А. Алекин, Л. К. Блинов, С. В. Бруевич и др. (СССР), Д. Э. Фишер, Р. X. Флеминг (США), М. Вальдичук, В. Л. Форд (Канада), И. Имаи, К. Сугавара (Япония); биологии океана — В. Г. Богоров, Л. А. Зенкевич и др. (СССР), Дж. Д. Айзекс, В. М. Чапмен (США), К. Э. Лукас (Великобритания), Р. Марумо, И. Мацуи (Япония).

Морской атлас, т. 1—2, Л., 1950—1953; Шокальский Ю. М., Океанография, 2 изд., Л., 1959; Фролов Ю. С., Новые фундаментальные данные по морфометрии Мирового океана, «Вестник ЛГУ», 1971, №6; Кэррингтон P., Биография моря, пер. с англ., Л., 1966; Истошин Ю. В., Океанология, Л., 1969; Дитрих Г., Общая океанография, пер. с нем., М., 1962; Океан. [Сб. ст.], пер. с англ., М., 1971; Шепард Ф. П., Морская геология, пер. с англ., 2 изд., Л., 1969; Леонтьев О. К., Дно океана, М., 1968; Белоусов В. В., Земная кора и верхняя мантия океанов, М., 1968; Геология и геофизика морского дна, пер. с англ., М., 1969; Исследования по проблеме рифтовых зон Мирового океана, т. 1—2, М., 1972; Система рифтов Земли, пер. с англ., М., 1970; Фурмарье П., Проблемы дрейфа континентов, пер. с франц., М., 1971; Виноградов А. П., Введение в геохимию океана, М., 1967; Лисицын А. П., Осадкообразование в океанах, М., 1974; Современные осадки морей и океанов, М., 1961; Меро Д. Л., Минеральные богатства океана, пер. с англ., М., 1969; Калинко М. К., Нефтегазоносность акваторий мира, М., 1969; Initial reports of the deep sea drilling project, v. 1—20, Wash., 1969—73. Зубов Н. Н., Динамическая океанология, М. — Л., 1947; Ерлов Н.Г., Оптическая океанография, пер. с англ., М., 1970; Шулейкин В. В., Физика моря, 4 изд., М., 1968; Алекин О. А., Химия океана, Л., 1966; Лакомб А., Энергия моря, пер. с франц., М., 1972; его же. Физическая океанография, пер. с франц., М., 1974; Defant Л., Physical oceanography, v. 1—2, Oxf. — [a. о.], 1961; Sverdrup Н. U., Johnson M. W., Fleming R. Н., The Oceans, their physics, chemistry and general biology, Englewood Cliffs (N. Y.), 1957; Зенкевич Л. А., Фауна и биологическая продуктивность моря, т. 1—2, М., 1947—1951; Моисеев П.А., Биологические ресурсы Мирового океана, М., 1969; Богоров В. Г., Планктон Мирового океана, М., 1974; Хела И., Левасту Т., Промысловая океанография, пер. с англ., М., 1970; Океан и человечество, М., 1968; Михайлов С. В., Мировой, океан и человечество, М., 1969; Осокин С. Д., Мировой океан (Очерки о природе и экономике), М., 1972.

Международно‑правовой режим.

Правовой режим океанов включает правовую регламентацию шести крупнейших сфер деятельности человека, связанной с Мировым океаном: режимы акваторий океанов, торгового судоходства, военного мореплавания, научных исследований в океане, его дна и недр, а также правовая охрана среды океана. Правовой режим определяет права, обязанности и ответственность всех государств, включая и внутриконтинентальные страны (не имеющие своего морского берега).

В целом правовой режим океана предусматривается международными договорами и обычаями, а также национальным законодательством отдельных государств. В установлении этого режима значительную роль принадлежит таким международным организациям, как Межправительственная морская консультативная организация (ИМКО), океанографическая комиссия ЮНЕСКО (МОК), Комитет ООН по мирному использованию дна морей и океанов за пределами действия национальной юрисдикции, Комитет ООН по морскому праву и др.

Международно-правовой режим акваторий океанов включает правовую регламентацию внутренних морских вод каждого государства, имеющего выход к морю (см. Внутренние воды), территориальных вод и вод открытого моря.

Существуют также специальные регламентируемые зоны, расположенные в различных акваториях океанов (рыболовные, зоны консервации живых ресурсов открытого моря, районы, временно опасные для плавания в связи с испытанием оружия, и др.). Размер этих зон и условия их установления должны соответствовать основным принципам и нормам современного международного права, Уставу ООН, Женевским конвенциям по морскому праву 1958 года и другим международным договорам, и соглашениям. Важное значение имеет правовой режим международных проливов и каналов (см. Каналы международные, Проливы международные).

Международно-правовой режим торгового судоходства устанавливается для того, чтобы содействовать свободе торгового судоходства всех стран на основе равенства и взаимной выгоды, обеспечить безопасность торгового мореплавания, перевозку пассажиров и грузов, соблюдение правового положения торгового судна и его экипажа, пассажиров и грузов как в открытом море, так и в иностранных водах и портах, иммунитет государственных торговых судов (см. также Судно, правовой режим) и др. Важное значение имеют нормы, устанавливающие ответственность за нарушение правил торгового судоходства. Эти вопросы регулируют договоры и двусторонние соглашения о торговле и мореплавании (например, соглашения СССР и США по морскому судоходству 1973), международные конвенции: Для объединения некоторых правил относительно столкновения судов (1910), об унификации некоторых правил, касающихся коносаментов (1924), по унификации некоторых правил относительно ответственности, вытекающей из столкновения судов (1973), и др. Правовой режим международного торгового судоходства СССР и других социалистических стран урегулирован в Общих условиях взаимного предоставления морского тоннажа и внешнеторговых грузов стран-членов СЭВ 1972. Нормы, регулирующие режим торгового мореплавания России (СССР), содержатся в Кодексе торгового мореплавания России (СССР).

Международно-правовой режим военного мореплавания призван содействовать свободе военного мореплавания всех стран, обеспечить его безопасность, предотвращение инцидентов в море, поддержание правопорядка на морях и океанах. Он предполагает особые права военных кораблей в открытом море (права преследования правонарушителей на море, борьбы с пиратством, работорговлей и некоторыми другими международными преступлениями). Военные корабли пользуются иммунитетом, привилегиями и правами как в открытом море, так и в иностранных территориальных водах и портах. Установлены порядок (разрешительный или уведомительный) захода иностранных военных кораблей в воды других государств, особое правовое положение экипажа на берегу иностранного государства и т.д. Имеются также нормы, устанавливающие правила ведения морской войны, права нейтральных стран в этой войне, определяющие понятия контрабанды, мор. блокады, порядок остановки, осмотра, обыска и захвата иностранных судов (см. также Визитация) и др. Международно-правовой режим военного мореплавания регулируется Женевскими конвенциями 1958 года, договорами о демилитаризованных и нейтрализованных территориях (например, Договор о мор. дне 1971, Соглашение между правительствами СССР и США о предотвращении инцидентов в открытом море и в воздушном пространстве над ним 1972, и др.), а также национальным законодательством различных стран (в СССР, например, Положение об охране государственной границы СССР 1960, Правила посещения территориальных вод и портов СССР иностранными военными кораблями 1960, Корабельный устав ВМФ СССР и др.).

Международно-правовое регулирование рыболовства и других морских промыслов в океанах устанавливается в целях рационального промысла, не нарушающего воспроизводства биомассы океанов.

Прибрежные государства в рыболовных зонах, прилегающих к их территориальным водам, резервируют за своими гражданами преимущественные или исключительные права на ведение рыбного и иных морских промыслов. Имеется значительное число многосторонних и двусторонних соглашений, регулирующих рыбный и др. морские промыслы в открытом море; в некоторых таких соглашениях участвует СССР (Россия) (например, Конвенция 1949 по рыболовству в северо-западной части Атлантического океана, Женевская конвенция о рыболовстве и охране живых ресурсов открытого моря 1958, Конвенция по регулированию китобойного промысла 1946, Конвенция о сохранении котиков северной части Тихого океана 1957). Важное значение имеет декларация 6 социалистических стран 1972 года о принципах рациональной эксплуатации живых ресурсов океанов в общих интересах всех народов.

Международно-правовой режим научных исследований ставит своей задачей обеспечить благоприятные условия для проведения всесторонних исследований океана, а также атмосферы и космоса с морских акваторий. Этот раздел морского права находится в стадии становления. Деятельность исследовательских судов в различных акваториях океанов определяется статусом этих акваторий, т. н. правом флага, принципом свободы открытого моря и др. Важное значение имеет соглашение, заключённое в 1973 году СССР и США, о сотрудничестве в области исследования океана.

Международно-правовой режим дна и недр — мало разработанная область современного международного морского права. Промышленная деятельность на дне океана (как и охрана морской среды), в отличие, например, от торгового и военного мореплавания, — «нетрадиционный» вид морепользования, получивший развитие в 60-х — начале 70-х гг., что вызвало необходимость соответствующего правового регулирования. Наиболее четко урегулированы вопросы правового режима континентального шельфа. Дно и недра океана за пределами шельфа открыты для использования исключительно в мирных целях всем государствам, без какой-либо дискриминации, причем разведка и разработка естественных ресурсов дна океана не должны противоречить принципам свободы судоходства, рыболовства, научных исследований и др.

Международно-правовая охрана среды океана имеет целью обеспечить сохранность морской среды, экологическое равновесие при проведении любой деятельности по использованию океана, предотвратить его загрязнение (в особенности радиоактивное заражение), нарушение существующих биологических, химических и физических соотношений и процессов, а также причинение недопустимого ущерба флоре и фауне, структуре дна и недр, атмосфере над океаном и т.д. Имеются международные конвенции и внутригосударственные законы по борьбе с загрязнением, заражением морской среды (например, конвенции по борьбе с нефтяным загрязнением — 1954, 1962, 1969, 1972, 1973); недопустимость радиоактивного заражения океана установлена Женевской конвенцией об открытом море 1958 года, договором о запрещении испытаний ядерного оружия 1963 в атмосфере, в космическом пространстве и под водой и др.

С правовым режимом океана тесно связан и правовой режим воздушного пространства над соответствующими акваториями. Так, воздушное пространство над внутренними водами и территориальными водами данного государства находится под его полным и исключительным суверенитетом, право «мирного пролёта» над этими акваториями без разрешения прибрежного государства не допускается. Регулярные международные рейсы авиакомпаний совершаются по установленным в международных соглашениях воздушным трассам, а эпизодические полёты — только с разрешения соответствующего государства. Воздушное пространство над открытым морем находится в общем пользовании всех государств и свободно для полётов всех аэронавигационных аппаратов.

Соблюдение норм международного морского права на океан — один из важнейших факторов развития международного сотрудничества, обеспечения мирного сосуществования государств с различными социальными системами, оно предполагает устойчивый правопорядок, т. е. установленный нормами международного морского права порядок отношений государств на океан в связи с использованием его в качестве международных путей, источника естественных и минеральных богатств, а также источника научных знаний.

Актуальные проблемы современного международного морского права, М., 1972; Океан, техника, право, М., 1972; Гуреев С. А., Коллизионные проблемы морского права, М., 1972; Колодкин А. Л., Мировой океан. Международно-правовой режим. Основные проблемы, М., 1973.