Океанологія. Науки про природу Які науки вивчають Світовий океан

Згадуємо:Що таке Світовий океан? На які частини він поділяється? Які основні форми океанічного дна? Як змінюється температура океанських вод? Які види руху вод в океані? Під впливом яких причин утворюються морські хвилі, цунамі, океанські течії, припливи та відливи? У чому особливості морських рослин та тварин і як вони розподіляються в океані? Які багатства Світового океану використовуються людиною? Який негативний вплив людини на океан? Як боротися із забрудненням вод Світового океану?

Ключові слова:експедиційні судна, дрейфуючі станції, підводні апарати, штучні супутники та космічні кораблі.

1. Вивчення океану у минулому.Океан завжди вражав людину своїми просторами, могутністю, загадковими далями. Стародавні люди намагалися пояснити незрозумілі явища в океані. У тому уяві виникали не природні процеси, а морські духи, та був і божества. У стародавніх греків це були Посейдон, а римлян – Нептун.

В даний час моряки всіх країн не забувають про свого покровителя Нептуна і влаштовують його свято.

Якщо на суші залишилося не так багато незвіданих територій, то в глибинах океану і зараз чимало незвіданого і навіть загадкового. Раніше люди познайомилися з тим, що відбувається на поверхні океану і в прибережних, неглибоких його частинах.

Першими дослідниками океану були пірначі за перлами та морськими губками. Пірнали вони без будь-яких пристосувань і могли перебувати під водою лише кілька хвилин.

2. Сучасні дослідження Світового океану.Пройшло чимало часу, перш ніж у дослідників з'явилися важкі жорсткі костюми – скафандри, з'єднані шлангом та тросом із кораблем. У сорокові роки XX століття Ж.І.Кусто винайшов акваланг. Це відкрило дорогу на дослідження морських глибин широкому колу людей: археологам, геологам, океанологам, спортсменам-подводникам (рис. 110).

Незважаючи на небезпеки, що чатують на дослідників в океані, вивчення його не припиняється.

Дослідження океану здійснюється за допомогою спеціальних експедиційних суден, станцій, що дрейфують, штучних супутників Землі, підводних апаратів. Один із них – батискаф – називають підводним дирижаблем (рис. 111).

Мал. 111. Батіскаф

На батискафі "Трієст" 1960 року швейцарський учений Жак Пікар із помічником спустилися до Маріанського жолоба на глибину близько 10 500 м. Іноді на глибині 10-20 метрів встановлюють підводні будинки - лабораторії.

Важлива роль у вивченні океанів і морів належить штучним супутникам Землі та космічним кораблям. З супутників, наприклад, вивчають морські течії, ведуть спостереження за теплою течією Гольфстрім, морськими хвилями та льодами.

Океан вивчається всебічно. З'ясовуються властивості води, її рух на різних глибинах, особливості морських організмів та їх поширення, вимірюються глибини, беруться та досліджуються зразки донних опадів.

За необхідності вивчення великих ділянок океану вчені різних країн поєднують свої зусилля. У цих дослідженнях беруть участь десятки спеціальних судів, літаки, підводні апарати, штучні супутники Землі.

Результати досліджень мають велике значення для судноплавства, рибальства, пошуків корисних копалин та їх видобутку.

1. Як вивчають Світовий океан? 2. Яку роль дослідженні океанів грають штучні супутники Землі та космічні кораблі? 3. Чому необхідно вивчати океан? 4* Чи знаєте ви, коли проводиться свято Нептуна і яким ритуалом воно супроводжується?

Світовий океан, що покриває 71% поверхні Землі, вражає складністю та різноманітністю процесів, що розвиваються в ньому.

Від поверхні до найбільших глибин води океану перебувають у безперервному русі. Ці складні рухи води від величезних за масштабом океанічних течій до найдрібніших вихорів збуджуються припливоутворюючими силами і є проявом взаємодії атмосфери і океану.

Водна маса океану в низьких широтах накопичує тепло, отримане від сонця, і переносить це тепло у високі широти. Перерозподіл тепла, своєю чергою, збуджує певні атмосферні процеси. Так, у сфері зближення холодних та теплих течій у Північній Атлантиці виникають потужні циклони. Вони досягають Європи та часто визначають погоду на всьому її просторі до Уралу.

Жива матерія океану дуже нерівномірно розподіляється за глибинами. У різних районах океану біомаса залежить від кліматичних умов та надходження солей азоту та фосфору в поверхневі води. В океані мешкає безліч рослин і тварин. Від бактерій та одноклітинних зелених водоростей фітопланктону до найбільших на землі ссавців – китів, вага яких сягає 150 т. Усі живі організми становлять єдину біологічну систему зі своїми законами існування та еволюції.

На дні океану дуже повільно накопичуються пухкі опади. Це перша стадія утворення осадових гірських порід. Щоб геологи, які працюють на суші, могли правильно розшифрувати геологічну історію тієї чи іншої території, необхідно детально дослідити сучасні процеси осадоутворення.

Як з'ясувалося в останні десятиліття, земна кора під океаном має велику рухливість. На дні океану утворюються гірські хребти, глибокі рифтові долини, вулканічні конуси. Словом, дно океану «живе» бурхливо, і нерідко там виникають такі сильні землетруси, що поверхнею океану стрімко біжать величезні спустошливі хвилі цунамі.

Намагаючись дослідити природу океану - цієї грандіозної сфери землі, вчені стикаються з певними труднощами, для подолання яких доводиться застосовувати методи всіх основних наук: фізики, хімії, математики, біології, геології. Зазвичай про океанологію говорять як про союз різних наук, про федерацію наук, об'єднаних предметом дослідження. У такому підході до вивчення природи океану дається взнаки природне прагнення глибше проникнути в його таємниці і нагальна необхідність глибоко і всебічно знати характерні риси його природи.

Ці завдання дуже складні, і вирішувати їх доводиться великим колективом вчених і фахівців. Для того, щоб уявити, як саме це робиться, розглянемо три найбільш актуальні напрямки океанологічної науки:

• взаємодія океану та атмосфери;
• біологічна структура океану;
• геологія дна океану та його мінеральні ресурси.

Завершило багаторічну невпинну працю найстаріше радянське науково-дослідне судно «Витязь». Воно прибуло до Калінінградського морського порту. Закінчився 65-й прощальний рейс, який тривав понад два місяці.

Ось і зроблено останній «ходовий» запис у судновому журналі ветерана нашого океанологічного флоту, який за тридцять років плавань залишив за кормою понад мільйон миль.

У розмові з кореспондентом «Правди» начальник експедиції професор А. А. Аксьонов зазначив, що 65-й рейс «Витязя», як і всі попередні, виявився успішним. Під час комплексних досліджень у глибоководних районах Середземного моря та Атлантичного океану отримано нові наукові дані, які збагатять наші знання про життя моря.

«Витязь» тимчасово базуватиметься у Калінінграді. Передбачається, що потім стане базою для створення музею Світового океану.

Кілька років вчені багатьох країн працюють за міжнародним проектом ПІГАП (програма дослідження глобальних атмосферних процесів). Мета цієї роботи – знайти надійний метод прогнозу погоди. Немає потреби пояснювати, наскільки це важливо. Можна буде заздалегідь знати про посуху, про повені, зливи, сильні вітри, спеку і холод...

Поки що ніхто не може дати такого прогнозу. У чому головна проблема? Неможливо точно описати математичними рівняннями процеси взаємодії океану та атмосфери.

Майже вся вода, що випадає на сушу у вигляді дощу та ліжка, надходить в атмосферу з поверхні океану. Води океану в районі тропіків сильно нагріваються, і течії розносять це тепло у високі широти. Над океаном виникають величезні вихори – циклони, що визначають погоду на суші.

Океан – це кухня погоди… Але в океані дуже мало постійних станцій спостереження за погодою. Це нечисленні острови та декілька автоматичних плавучих станцій.

Вчені намагаються побудувати математичну модель взаємодії океану та атмосфери, але вона має бути реальною та точною, а для цього бракує багатьох даних про стан атмосфери над океаном.

Вихід був знайдений у тому, щоб у невеликому районі океану дуже точно і безперервно проводити вимірювання з суден, літаків та метеорологічних супутників. Такий міжнародний експеримент під назвою «Тропекс» було проведено в тропічній зоні Атлантичного океану в 1974 р., і було отримано дуже важливі дані для побудови математичної моделі.

Потрібно знати всю систему течій в океані. Течії переносять тепло (і холод), поживні мінеральні солі, необхідних розвитку життя. Дуже давно моряки почали збирати відомості про течії. Це почалося в XV-XVI ст., коли вітрильні судна вийшли у відкритий океан. У наш час усі моряки знають, що існують докладні карти поверхневих течій і користуються ними. Проте в останні 20-30 років було зроблено відкриття, які показали, наскільки неточні карти течій та наскільки складна загальна картина циркуляції вод океану.

В екваторіальній зоні Тихого та Атлантичного океанів були досліджені, виміряні та нанесені на карти потужні глибинні течії. Вони відомі як течія Кромвела в Тихому і течія Ломоносова в Атлантичному океанах.

На заході Атлантичного океану було відкрито глибинну Антило-Гвіанську протитечу. А під знаменитим Гольфстрімом виявився Протигольфстрім.

1970 р. радянські вчені провели дуже цікаве дослідження. У тропічній зоні Атлантичного океану було встановлено серію буйкових станцій. На кожній станції безперервно реєструвалися течії на різних глибинах. Вимірювання тривали півроку, причому періодично виконували гідрологічні зйомки в районі вимірювань для отримання даних про загальну картину руху вод. Після обробки та узагальнення матеріалів вимірювань з'ясувалась дуже важлива загальна закономірність. Виявляється, раніше існувало уявлення про відносно рівномірний характер постійного пасатного течії, яке збуджується північними вітрами, не відповідає дійсності. Немає цього потоку, цієї величезної річки в рідких берегах.

У зоні пасатної течії рухаються величезні вихори, вири, розміром десятки і навіть сотні кілометрів. Центр такого вихору переміщається зі швидкістю близько 10 см/с, але на периферії вихору швидкості течії значно більша. Це відкриття радянських учених пізніше підтверджено американськими дослідниками, а 1973 р. подібні вихори були простежені в радянських експедиціях, які працювали північ від Тихого океану.

У 1977-1978 pp. був поставлений спеціальний експеримент з вивчення вихрової структури течій у районі Саргасового моря на заході Північної Атлантики. На великому просторі радянські та американські експедиції протягом 15 місяців безперервно вели виміри течій. Цей величезний матеріал ще не до кінця проаналізовано, але сама постановка завдання зажадала масових спеціально поставлених вимірів.

Особлива увага до так званих синоптичних вихорів в океані викликана тим, що саме вихори несуть у собі найбільшу частку енергії течії. Отже, їхнє ретельне вивчення може суттєво наблизити вчених до вирішення завдання про довгостроковий прогноз погоди.

Ще одне цікаве явище, пов'язане з океанськими течіями, відкрито останніми роками. На схід і на захід від потужної океанської течії Гольфстрім виявлено дуже стійкі так звані ринги (кільця). Подібно до річки, Гольфстрім має сильні вигини (меандри). У деяких місцях меандри замикаються, і утворюється кільце, в якому різко відрізняється температура поди на периферії та в центрі. Такі кільця простежені також на периферії потужної течії Куросіо у північно-західній частині Тихого океану. Спеціальні спостереження над рингами в Атлантичному та Тихому океанах показали, що ці утворення дуже стійкі, зберігають суттєву різницю у температурі води на периферії та всередині рингу протягом 2-3 років.

У 1969 р. вперше було застосовано спеціальні зонди для безперервного вимірювання температури та солоності на різних глибинах. До цього температуру вимірювали ртутними термометрами в кількох точках на різних глибинах і з тих же глибин в батометрах піднімали воду. Потім визначали солоність води та наносили значення солоності та температури на графік. Отримували розподіл цих властивостей води за глибиною. Вимірювання в окремих точках (дискретні) не дозволяли навіть припустити, що температура води з глибиною змінюється так складно, як показали безперервні вимірювання зондом.

Виявилося, що вся водна маса від поверхні до глибин розділяється на тонкі шари. Різниця в температурі сусідніх горизонтальних шарів доходить до кількох десятих градусів. Ці шари завтовшки від кількох сантиметрів до кількох метрів існують іноді кілька годин, іноді зникають за кілька хвилин.

Перші виміри, зроблені 1969 р., видалися багатьом випадковим явищем у океані. Не може бути, говорили скептики, щоб могутні океанські хвилі та течії не перемішували воду. Але в наступні роки, коли зондування водної товщі точними приладами було проведено по всьому океану, виявилося, що тонкошаркова структура водної товщі виявляється скрізь і завжди. Не цілком зрозумілі причини цього явища. Поки що пояснюють його так: з тієї чи іншої причини в товщі води виникають численні досить чіткі межі, що розділяють шари з різною щільністю. На межі двох шарів різної густини дуже легко виникають внутрішні хвилі, які перемішують воду. У процесі руйнування внутрішніх хвиль з'являються нові однорідні верстви, і межі верств утворюються інших глибинах. Так цей процес повторюється багаторазово, змінюються глибина залягання та товщина шарів із різкими межами, але загальний характер водної товщі залишається незмінним.

У 1979 р. розпочався експериментальний етап міжнародної програми вивчення глобальних атмосферних процесів (ПІГАП). Декілька десятків суден, автоматичні наглядові станції в океані, спеціальні літаки та метеорологічні супутники, вся ця громада дослідних засобів працює на всьому просторі Світового океану. Усі учасники цього експерименту працюють за єдиною узгодженою програмою для того, щоб зіставляючи матеріали міжнародного експерименту, можна було побудувати глобальну модель стану атмосфери та океану.

Якщо взяти до уваги, що крім генерального завдання - пошуку надійного методу довгострокового прогнозу погоди, необхідно знати безліч приватних фактів, то загальне завдання фізики океану представиться дуже і дуже складним: методи вимірювань, прилади, дія яких заснована на застосуванні найсучасніших електронних схем, досить важка обробка одержуваної інформації з обов'язковим використанням ЕОМ; побудова дуже складних та оригінальних математичних моделей процесів, що розвиваються у водній товщі океану та на кордоні з атмосферою; постановка широких експериментів у характерних районах океану. Такими є загальні особливості сучасних досліджень у галузі фізики океану.

Особливі проблеми виникають щодо живої матерії в океані. Відносно недавно було отримано необхідні матеріали для загальної характеристики біологічної структури океану.

Лише 1949 р. було відкрито життя глибинах понад 6000 м. Пізніше глибоководна фауна - фауна ультраабиссали виявилася найцікавішим об'єктом спеціального дослідження. На таких глибинах умови існування дуже стабільні у геологічному масштабі часу. Можна за схожістю ультраабісальної фауни встановити колишні зв'язки окремих океанічних западин та відновити географічні умови геологічного минулого. Так, наприклад, порівнюючи глибоководну фауну Карибського моря та східної частини Тихого океану, вчені встановили, що в геологічному минулому не було Панамського перешийка.

Дещо пізніше було зроблено разюче відкриття - в океані виявлено новий тип тварин - погонофори. Ретельне дослідження їхньої анатомії, систематична класифікація склали зміст однієї з видатних праць у сучасній біології – монографії А. В. Іванова «Погонофори». Ці приклади показують, наскільки важким виявилося вивчення розподілу життя у океані і більше загальних закономірностей функціонування біологічних систем океану.

Зіставляючи розрізнені факти, порівнюючи біологію основних груп рослин та тварин, вчені дійшли важливих висновків. Загальна біологічна продукція Світового океану виявилася дещо меншою за аналогічну величину, що характеризує всю площу суші, незважаючи на те, що площа океану в 2,5 рази більша, ніж суші. Це з тим, що областями високої біологічної продуктивності є периферія океану та області підйому глибинних вод. Решта простору океану - майже нежива пустеля, в якій можна зустріти хіба великих хижаків. Окремими оазами в океанській пустелі виявляються лише невеликі коралові атоли.

Інший важливий висновок стосується загальної характеристики харчових кіл в океані. Першою ланкою харчового ланцюга є одноклітинні зелені водорості фітопланктону. Наступна ланка - зоопланктон, далі планктоноїдні риби та хижаки. Істотне значення мають дійні тварини – бентос, які також є їжею для риб.

Відтворення в кожній ланці харчової ціни таке, що біомаса, що продукується, в 10 разів перевищує її споживання. Інакше висловлюючись, 90%, наприклад, фітопланктону гине природним шляхом і лише 10% є їжею для зоопланктону. Встановлено також, що рачки зоопланктону здійснюють у пошуках їжі вертикальні добові міграції. Нещодавно вдалося виявити в харчовому раціоні рачків зоопланктону згустки бактерій, причому цей вид їжі склав до 30% загального обсягу. Загальний підсумок сучасних досліджень біології океану полягає в тому, що знайдено підхід та побудовано першу блокову математичну модель екологічної системи відкритого океану. Це перший крок на шляху штучного регулювання біологічної продуктивності океану.

Якими методами користуються біологи в океані?

Насамперед, різноманітними знаряддями лову. Дрібні організми планктону виловлюються спеціальними конусними мережами. В результаті лову отримують середню кількість планктону у вагових одиницях на одиницю об'єму води. Цими мережами можна облавлювати окремі горизонти водної товщі або проціджувати воду від заданої глибини до поверхні. Донні тварини відловлюються різними знаряддями, що буксируються по дну. Риби та інші організми нектону відловлюються різноглибинними тралами.

Своєрідні методи застосовуються вивчення харчових взаємовідносин різних груп планктону. Організми «мітять» радіоактивними речовинами і потім визначають кількість та темп виїдання у наступній ланці харчового ланцюга.

В останні роки знайшли застосування фізичні методи непрямого визначення кількості планктону у воді. Один з цих методів заснований на використанні лазерного променя, який начебто промацує поверхневий шар води в океані і дає дані про сумарну кількість фітопланктону. Інший фізичний метод заснований на використанні здатності організмів планктону до свічення – біолюмінесценції. Спеціальний батометр-зонд занурюється у воду, і в міру занурення фіксується інтенсивність біолюмінесценції як показник кількості планктону. Цими методами дуже швидко і повно набувають характеристику розподілу планктону в безлічі точок зондування.

p align="justify"> Важливим елементом вивчення біологічної структури океану є хімічні дослідження. Зміст біогенних елементів (мінеральних солей азоту та фосфору), розчиненого кисню та ряд інших важливих характеристик довкілля організмів визначають хімічними методами. Особливо важливі ретельні хімічні визначення щодо високопродуктивних прибережних районів - зон апвеллінга. Тут, при регулярних та сильних вітрах з берега, відбувається сильний сгоп води, що супроводжується підйомом глибинних вод та поширенням їх у мілководній ділянці шельфу. Глибинні води містять у розчиненому вигляді значну кількість мінеральних солей азоту та фосфору. Внаслідок цього в зоні апвелінгу пишно розквітає фітопланктон і в кінцевому рахунку формується область промислових скупчень риби.

Прогноз та реєстрація специфічного характеру довкілля в зоні апвелінгу виконуються методами хімії. Таким чином, і в біології питання про допустимі та застосовувані методи дослідження вирішується в наш час комплексно. Широко застосовуючи традиційні методи біології, дослідники дедалі ширше використовують методи фізики та хімії. Обробка матеріалів, і навіть узагальнення їх як оптимізованих моделей виконуються методами сучасної математики.

В галузі вивчення геології океану за останні 30 років отримано так багато нових фактів, що довелося рішуче змінити багато традиційних уявлень.

Лише 30 років тому вимір глибини дна океану був виключно складною справою. Потрібно було опускати у воду важкий лот із вантажем, підвішеним на довгому сталевому тросі. При цьому результати часто були помилковими, а крапки з виміряними глибинами відстояли одна від одної на сотні кілометрів. Тому й панувало уявлення про величезні простори океанічного дна як про гігантські рівнини.

У 1937 р. вперше було застосовано новий метод виміру глибин, заснований на ефекті відображення звукового сигналу від дна.

Принцип вимірювання глибини ехолот дуже простий. Спеціальний вібратор, укріплений у нижній частині корпусу судна, випромінює пульсуючі акустичні сигнали. Сигнали відбиваються від поверхні дна і вловлюються приймаючим пристроєм ехолота. Час пробігу сигналу «туди й назад» залежить від глибини, і на стрічці під час руху корабля викреслюється безперервний профіль дна. Серія таких профілів, розділених відносно невеликими відстанями, дає можливість провести на карті лінії рівних глибин – ізобати та зобразити донний рельєф.

Вимірювання глибин ехолотом змінили колишні уявлення вчених про рельєф дна океану.

Як воно виглядає?

Від берега тягнеться смуга, яку називають континентальним шельфом. Глибини на континентальному шельфі зазвичай не перевищують 200-300 м-коду.

У верхній зоні континентального шельфу йде безперервне та бурхливе перетворення рельєфу. Берег відступає під натиском хвиль, і одночасно під водою виникають великі скупчення уламкового матеріалу. Саме тут утворюються великі поклади піску, гравію, гальки – чудовий будівельний матеріал, роздроблений та відсортований самою природою. Різні коси, пересипи, бари, своєю чергою, збільшують берег в іншому місці, відокремлюють лагуни, перегороджують гирла річок.

У тропічній зоні океану, де вода дуже чиста та тепла, виростають грандіозні коралові споруди – берегові та бар'єрні рифи. Вони тягнуться на сотні кілометрів. Коралові рифи є притулком для безлічі організмів і разом з ними утворюють складну і незвичайну біологічну систему. Словом, верхня зона шельфу «живе» бурхливим геологічним життям.

На глибинах 100-200 м геологічні процеси замирають. Рельєф стає вирівняним, на дні багато виходів корінних порід. Руйнування скель йде дуже повільно.

На зовнішньому краї шельфу, зверненому до океану, крутішим стає падіння поверхні дна. Іноді ухили досягають 40-50 °. Це материковий схил. Його поверхню розтинають підводні каньйони. Тут відбуваються напружені, часом катастрофічні процеси. На схилах підводних каньйонів накопичується мул. Іноді стійкість скупчень раптово порушується, і дном каньйону скидається грязьовий потік.

Грязьовий потік досягає гирла каньйону, і тут основна маса піску та великих уламків, відкладаючись, утворює конус виносу – підводну дельту. За межі материкового підніжжя виходить мутний потік. Нерідко окремі конуси виносу з'єднуються, і біля материкового підніжжя утворюється суцільна смуга пухких опадів великої потужності.

53% площі дна займає ложе океану, та область, яка донедавна вважалася рівниною. Насправді рельєф ложа океану досить складний: підняття різної будови та походження поділяють його на величезні улоговини. Розміри океанічних улоговин можна оцінити хоча б за одним прикладом: північна і східна улоговини Тихого океану займають площу більшу, ніж вся Північна Америка.

На великому просторі самих улоговин панує горбистий рельєф, іноді зустрічаються окремі підводні гори. Висота гір океану сягає 5-6 км, та його вершини нерідко височіють над водою.

В інших районах ложі океану перетинають величезні пологі вали завширшки кілька сотень кілометрів. Зазвичай цих валах розташовуються вулканічні острова. У Тихому океані, наприклад, є Гавайський вал, на якому розташований ланцюг островів з вулканами, що діють, і лавовими озерами.

З дна океану у багатьох місцях піднімаються вулканічні конуси. Іноді вершина вулкана досягає поверхні води, і тоді виникає острів. Деякі з таких островів поступово руйнуються та ховаються під водою.

У Тихому океані виявлено кілька сотень вулканічних конусів із явними слідами дії хвиль на плоских вершинах, занурених на глибину 1000-1300 м-коду.

Еволюція вулканів може бути й іншою. На вершині вулкана поселяються рифоутворюючі корали. При повільному зануренні корали надбудовують риф, і з часом утворюється кільцевий острів - атол з лагуною в середині. Зростання коралового рифу може тривати дуже довго. На деяких атолах Тихого океану було проведено буріння, щоб визначити потужність товщі коралових вапняків. Виявилося, що вона сягає 1500. Це означає, що вершина вулкана опускалася повільно – приблизно протягом 20 тис. років.

Вивчаючи рельєф дна та геологічну будову твердої кори океану, вчені дійшли деяких нових висновків. Земна кора під дном океану виявилася значно тоншою, ніж на материках. На материках потужність твердої оболонки Землі - літосфери - сягає 50-60 км, а океані вбирається у 5-7 км.

Виявилося також, що літосфера суші та океану різна за складом порід. Під шаром пухких порід – продуктів руйнування поверхні суші лежить потужний гранітний шар, що підстилається базальтовим шаром. В океані гранітний шар відсутній, і пухкі відкладення лежать прямо на базальтах.

Ще більш важливим виявилося відкриття грандіозної системи гірських ланцюгів на дні океану. Гірська система серединно-океанічних хребтів тягнеться всі океани на 80 000 км. За своїми розмірами підводні хребти можна порівняти лише з найбільшими горами на суші, наприклад з Гімалаями. Гребені підводних хребтів зазвичай розсічені вздовж глибокими ущелинами, названими рифтовими долинами, або рифтами. Їхнє продовження простежується і на суші.

Вчені зрозуміли, що глобальна система рифтів є явищем дуже важливим у геологічному розвитку всієї нашої планети. Почався період ретельного вивчення системи рифтових зон, і незабаром було отримано такі значні дані, що відбулося різке зміна поглядів на геологічної історії Землі.

Наразі вчені знову звернулися до напівзабутої гіпотези дрейфу континентів, висловленої німецьким ученим А. Вегенером на початку століття. Було виконано ретельне зіставлення контурів материків, розділених Атлантичним океаном. При цьому геофізик Я. Буллард поєднував контури Європи та Північної Америки, Африки та Південної Америки не по берегових лініях, а по серединній лінії материкового схилу, приблизно по ізобаті 1000 м. Обриси обох берегів океану збіглися так точно, що навіть завзяті скептики у дійсному величезному горизонтальному переміщенні материків.

Особливо переконливими були дані, отримані під час геомагнітних зйомок у сфері серединно-океанічних хребтів. З'ясувалося, що базальтова лава, що вилилася, поступово зміщується в обидві сторони від гребеня хребта. Таким чином, було отримано прямий доказ розширення океанів, розсування земної кори в області рифту та відповідно до цього дрейфу континентів.

Глибинне буріння в океані, яке ведеться кілька років з американського судна «Гломар Челленджер», знову підтвердило факт розширення океанів. Встановили навіть середню величину розширення Атлантичного океану – кілька сантиметрів на рік.

Вдалося пояснити підвищену сейсмічність і вулканізм на периферії океанів.

Всі ці нові дані послужили основою створення гіпотези (часто її називають теорією, настільки переконливі її аргументи) тектоніки (рухливості) літосферних плит.

Початкове формулювання цієї теорії належить американським ученим Г. Хессу та Р. Дітцу. Пізніше її розвинули та доповнили радянські, французькі та інші вчені. Сенс нової теорії зводиться до уявлення у тому, що жорстка оболонка Землі - літосфера - розділена деякі плити. Ці плити зазнають горизонтальних переміщень. Сили, що ведуть рух літосферні плити, породжуються конвективними течіями, т. е. течіями глибинного вогненно-рідкого речовини Землі.

Розпливання плит убік супроводжується утворенням серединно-океанічних хребтів, на гребенях яких виникають зяючі тріщини рифтів. Через рифти відбувається виливання базальтової лави.

В інших областях літосферні плити зближуються та стикаються. У цих зіткненнях, як правило, народжується піддвиг краю однієї плити під іншу. На периферії океанів відомі такі сучасні зони піддвигу, де часто виникають землетруси.

Теорія тектоніки літосферних плит підтверджується безліччю фактів, здобутих останні п'ятнадцять років у океані.

Загальною основою сучасних уявлень про внутрішню будову Землі та процеси, що відбуваються в її надрах, є космогонічна гіпотеза академіка О. Ю. Шмідта. За його уявленнями, Земля, як і інші планети Сонячної системи, утворилася шляхом злипання холодної речовини хмари пилу. Подальше наростання Землі відбувалося шляхом захоплення нових порцій метеоритної речовини при проходженні через пилову хмару, що колись оточувала Сонце. У міру наростання планети відбувалося занурення важких (залізних) метеоритів та сплив легких (кам'яних). Цей процес (поділ, диференціація) був настільки потужним, що всередині планети речовина розплавлялася і поділялася на тугоплавку (важку) частину і легкоплавку (легшу). Одночасно діяв радіоактивний розігрів у внутрішніх частинах Землі. Всі ці процеси призвели до утворення важкого внутрішнього ядра, легшого зовнішнього ядра, нижньої та верхньої мантії. Геофізичні дані та розрахунки показують, що в надрах Землі таїться величезна енергія, дійсно здатна до рішучих перетворень твердої оболонки – літосфери.

Ґрунтуючись на космогонічній гіпотезі О. 10. Шмідта, академік А. П. Виноградов розробив геохімічну теорію походження океану. А. П. Виноградов шляхом точних розрахунків, а також експериментів щодо вивчення диференціації розплавленої речовини метеоритів встановив, що водна маса океану та атмосфери Землі утворилася в процесі дегазації речовини верхньої мантії. Цей процес продовжується і в наш час. У верхній мантії дійсно відбувається безперервна диференціація речовини, і легкоплавка його частина проникає на поверхню літосфери у вигляді базальтової лави.

Уявлення про будову земної кори та її динаміку поступово уточнюються.

У 1973 та 1974 рр. в Атлантичному океані було здійснено незвичайну підводну експедицію. У заздалегідь обраному районі Серединно-Атлантичного хребта були виконані глибоководні занурення підводних апаратів і детально досліджено невеликий за розміром, але дуже важливий ділянку океанського дна.

Досліджуючи дно з надводних суден у період підготовки експедиції, вчені детально вивчили рельєф дна та виявили такий район, усередині якого була глибока ущелина, що розсікає вздовж гребінь підводного хребта – рифтова долина. У цьому ж районі знаходиться добре виражений у рельєфі трансформний розлом - поперечний по відношенню до гребеня хребта та рифтовій ущелині.

Така типова структура дна – рифтова ущелина, трансформний розлом, молоді вулкани, була обстежена з трьох підводних суден. В експедиції брали участь французький батискаф «Архімед» із спеціальним судном «Марсель ле Біан», що забезпечує його роботу, французький підводний човен «Сіана» з судном «Норуа», американське дослідницьке судно «Кнорр», американський підводний човен «Алвін» з судном «Лулу» .

Усього було зроблено 51 глибоководне занурення за два сезони.

За виконання глибоководних занурень до 3000 м екіпажі підводних суден зіткнулися з деякими труднощами.

Перше, що спочатку сильно ускладнювало дослідження, це неможливість визначити розташування підводного апарату в умовах сильно розчленованого рельєфу.

Підводний апарат мав рухатися, зберігаючи відстань від дна трохи більше 5 м. На крутих схилах і перетинаючи вузькі долини, батискаф і підводні човни було неможливо користуватися системою акустичних маяків, оскільки підводні гори перешкоджали проходженню сигналів. З цієї причини була введена в дію бортова система на судах, що забезпечували, за допомогою якої визначали точне місце підводного судна. З судна, що забезпечує, стежили за підводним апаратом і керували його рухом. Іноді була пряма небезпека для підводного апарату, і одного разу така ситуація виникла.

17 липня 1974 р. підводний човен «Алвін» буквально застряг у вузькій тріщині і протягом двох з половиною годин здійснював спроби вийти з пастки. Екіпаж «Алвін» виявив дивовижну винахідливість і холоднокровність - після виходу з пастки не сплив на поверхню, але продовжував дослідження ще дві години.

На додаток до безпосередніх спостережень та вимірів з підводних апаратів, коли виконувалося фотографування та збирання зразків, у районі робіт експедиції було зроблено буріння з відомого спеціального судна «Гломар Челленджер».

Зрештою, з борту дослідницького судна «Кнорр» регулярно проводилися геофізичні виміри, що доповнювали роботу спостерігачів підводних апаратів.

В результаті в невеликому районі дна було зроблено 91 км маршрутних спостережень, 23 тисячі фотографій, зібрано понад 2 т зразків гірських порід та зроблено понад 100 відеозаписів.

Наукові результати цієї експедиції (вона відома під назвою Famous) дуже важливі. Вперше були застосовані підводні апарати не просто для спостережень підводного світу, але для цілеспрямованого геологічного дослідження, подібного до тих докладних зйомок, які геологи ведуть на суші.

Вперше було отримано прямі докази переміщення літосферних плит уздовж кордонів. У цьому випадку досліджувався кордон між Американською та Африканською плитами.

Була визначена ширина зони, яка розташована між літосферними плитами, що рухаються. Несподівано виявилося, що ця зона, де земна кора утворює систему тріщин і де відбувається вилив базальтової лави на поверхню дна, тобто формується нова земна кора, ця зона має ширину менше кілометра.

Дуже важливе відкриття зроблено на схилах підводних пагорбів. В одному із занурень підводного апарату «Сіана» на схилі пагорба були виявлені тріщинуваті пухкі окремо, що сильно відрізняються від різних уламків базальтової лави. Після випливання «Сіани» було встановлено, що це марганцева руда. Докладніше обстеження району поширення марганцевих руд призвело до відкриття древнього гідротермального родовища лежить на поверхні дна. Повторні занурення дали нові матеріали, що доводять, що справді внаслідок виходу на поверхню дна термальних вод із надр дна у цій невеликій ділянці дна лежать руди заліза та марганцю.

Під час експедиції виникало безліч технічних проблем і були невдачі, але дорогоцінний досвід цілеспрямованих геологічних досліджень, отриманий протягом двох сезонів, також важливий результат цього незвичайного океанологічного експерименту.

p align="justify"> Методи вивчення будови земної кори в океані відрізняються деякими особливостями. Рельєф дна вивчається не тільки за допомогою ехолотів, але також локаторів бічного огляду та спеціальними ехолотами, що дають картину рельєфу в межах смуги, що дорівнює ширині глибині місця. Ці нові методи дають результати точніші і правильніше дозволяють зобразити рельєф на картах.

На науково-дослідних судах проводиться гравіметрична зйомка за допомогою набірних гравіметрів, зйомка магнітних аномалій. Ці дані дозволяють судити про будову земної кори під океаном. Основний метод дослідження – це сейсмічне зондування. У товщі води поміщають невеликий заряд вибухівки та виробляють вибух. Спеціальний приймальний пристрій реєструє час вступу відбитих сигналів. Обчисленнями визначають швидкість поширення поздовжніх хвиль, викликаних вибухом у товщі земної кори. Характерні величини швидкостей дозволяють розділяти літосферу на кілька шарів різного складу.

В даний час як джерело використовують пневматичні пристрої або електричний розряд. У першому випадку у воді відбувається викид (практично миттєво) невеликого об'єму повітря, стисненого у спеціальному пристрої тиском 250-300 атм. На невеликій глибині повітряний міхур різко розширюється і цим імітується вибух. Часте повторення таких вибухів, викликаних пристроєм, яке називають повітряною гарматою, дає безперервний профіль сейсмічного зондування і, отже, досить докладний профіль будови земної кори протягом усього галсу.

Аналогічним чином використовують профілограф з електричним розрядником (спаркер). У цьому варіанті сейсмічної апаратури потужність розряду, що збуджує коливання, зазвичай невелика, і користуються спаркером вивчення потужності і розподілу неущільнених шарів донних відкладень.

Для вивчення складу донних відкладень та отримання їх зразків застосовують різні системи ґрунтових трубок та дночерпників. Грунтові трубки мають, залежно від завдання дослідження, різний діаметр, зазвичай несуть на собі важкий вантаж для максимального заглиблення в ґрунт, іноді мають усередині поршень і несуть на нижньому кінці той чи інший замикач (кернопереривник). Трубка занурюється у воду і осад на дні на ту чи іншу глибину (але зазвичай не більше 12-15 м), і витягнутий таким чином керн, зазвичай званий колонкою, піднімається на палубу судна.

Дночерпателі, що є грейферного типу пристрою, ніби вирізають невеликий моноліт поверхневого шару донного ґрунту, який доставляється на палубу судна. Розроблено моделі дночерпників самоспливаючі. Вони дозволяють обійтися без троса та палубної лебідки та значно спрощують спосіб отримання зразка. У прибережних районах океану на малих глибинах застосовують вібропоршневі ґрунтові трубки. З їхньою допомогою вдається отримати колонки довжиною до 5 м на піщаних ґрунтах.

Вочевидь, всі перелічені прилади не можна використовуватиме отримання зразків (кернів) донних порід, ущільнених і мають десятки і сотні метрів. Ці зразки одержують за допомогою звичайних бурових установок, змонтованих на суднах. Для відносно невеликих глибин шельфу (до 150-200 м) використовують спеціальні судна, що несуть бурову вежу і встановлюються в точці буріння на кількох якорях. Утримання судна у точці здійснюється шляхом регулювання натягу ланцюгів, що йдуть до кожного з чотирьох якір.

На глибинах тисячі метрів у відкритому океані постановка судна на якір технічно неможлива. Тому розроблено спеціальний метод динамічного позиціонування.

Бурове судно виходить у задану точку, причому точність визначення місця забезпечується спеціальним навігаційним пристроєм, що приймає сигнали зі штучних супутників Землі. Потім на дно встановлюється досить складний пристрій типу акустичного маяка. Сигнали цього маяка приймає система, встановлена ​​на судні. Після отримання сигналу спеціальні електронні пристрої визначають зміщення судна і миттєво видають команду на пристрої, що підрулюють. Включається потрібна група гребних гвинтів та положення судна відновлюється. На палубі судна глибинного буріння розміщено бурову вежу з установкою обертального буріння, великий набір труб та спеціальний пристрій для підіймання та звинчування труб.

Бурове судно «Гломар Челленджер» (поки що єдине) здійснює роботи з міжнародного проекту глибоководного буріння у відкритому океані. Вже пробурено понад 600 свердловин, причому найбільша глибина проходження свердловин склала 1300 м. Матеріали глибоководного буріння дали стільки нових та несподіваних фактів, що інтерес до їх вивчення надзвичайний. При дослідженні дна океану застосовують багато різноманітних прийомів і методів, і очікується у майбутньому появи нових методів, використовують нові принципи вимірів.

На закінчення слід коротко згадати про одне завдання у загальній програмі досліджень океану - вивчення забруднення. Джерела забруднення океану різноманітні. Скидання промислових та побутових стоків з прибережних підприємств та міст. Склад забруднюючих речовин тут є надзвичайно різноманітним: від відходів атомної промисловості до сучасних синтетичних миючих засобів. Значне забруднення створюють скиди з океанських суден, а часом і катастрофічні розливи нафти при аваріях танкерів та морських свердловин. Є ще один спосіб забруднення океану – через атмосферу. Повітряні течії переносять на величезні відстані, наприклад свинець, що потрапляє в атмосферу з вихлопними газами двигунів внутрішнього згоряння. У процесі газообміну з атмосферою свинець потрапляє у воду і виявляється, наприклад, антарктичних водах.

Визначення забруднення організовані нині спеціальну міжнародну систему спостережень. При цьому систематичні спостереження над вмістом забруднюючих речовин у воді покладено на відповідні судна.

Найбільшого поширення у океані має забруднення нафтопродуктами. Для контролю за ним застосовують як хімічні методи визначення, але переважно оптичні методи. На літаках та гелікоптерах встановлюють спеціальні оптичні пристрої, за допомогою яких визначають межі площі, покритої нафтовою плівкою, і навіть товщину плівки.

Природа Світового океану, цієї, образно висловлюючись, величезної екологічної системи нашої планети ще недостатньо вивчена. Доказом такої оцінки є недавні відкриття в різних галузях океанології. Методи вивчення Світового океану досить різноманітні. Безсумнівно, у майбутньому, у міру того, як будуть знайдені та застосовані нові методи дослідження, наука збагатиться новими відкриттями.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Ще первісні люди почали накопичувати знання про те, що їх оточує. З розвитком людства цих знань ставало дедалі більше. Люди прагнули якнайглибше пізнати навколишній світ. Поступово виникли і почали розвиватися різні науки. Одні з них досліджують природу, інші – життя людей, їхній духовний світ, історію, культуру, економіку.

Природу за старих часів називали «природа». Тому науки про природу отримали загальну назву природничих наук. Вони вивчають різноманітні тіла, речовини та явища природи. Тілом можна назвати будь-який предмет, будь-яку живу істоту. Речовини – це те, з чого складаються тіла. А явища, як ви вже знаєте, це будь-які зміни, що відбуваються в природі.

Познайомимося із основними науками про природу.

Астрономія

Назва цієї науки походить від грецьких слів «астрон» – «зірка», «номос» – «закон».

Астрономія - це наука про небесні тіла: їх походження, будову, склад, рух у космічному просторі.

Світ небесних тіл, мабуть, здається особливо таємничою частиною природи. І мабуть, кожен, не раз вдивляючись у далеке, зачаровує зоряне небо, почував себе, всіх людей і всю Землю маленькою частинкою величезного, неосяжного світу - Всесвіту. Астрономія вже розкрила багато загадок Всесвіту і продовжує їх розгадувати, вражаючи уяву людей новими відкриттями.

Фізика

У перекладі з грецької мови слово «фізис» озна-. чає «природа».

Фізика – це наука, що вивчає різноманітні явища природи.

З багатьма з цих явищ ми часто зустрічаємося у повсякденному житті. Наприклад, рух тіл, зміни, що відбуваються з тілами при нагріванні та охолодженні, електрика, звук, світло. Саме фізика відповідає на запитання, чому блискає блискавка і гримить грім, як виникає луна, що таке веселка… Але фізика не лише пояснює те, що можна побачити у природі. Вона є основою техніки. Без знання фізики неможливо створити ані автомобіль, ані літак, ані холодильник, ані підйомний кран, ані комп'ютер. Важко навіть уявити, яким би було наше життя, якби не існувало науки фізики.

Хімія

Походження назви цієї науки достеменно невідоме, можливо, від грецького слова «хімевсіс» - «змішування».

Хімія - це наука про речовини та їх перетворення.

Ви вже знаєте, що тіла складаються з речовин. Вода, кисень, вуглекислий газ, цукор, крохмаль, кухонна сіль - це приклади речовин. Їх зараз відомо дуже багато – кілька мільйонів. Кожна речовина має свої властивості. За певних умов із одних речовин можуть виникати інші. У таких перетвореннях немає жодного дива, чаклунства. Завдяки хімії люди навчилися отримувати у лабораторіях та на хімічних заводах ті речовини, які потрібні у господарстві та у побуті.

Географія

Це ще одна наука про Землю. Назва її походить від грецьких слів "гео" - "земля", "графо" - "пишу", тобто "землеопис".

Справді, географія описує нашу планету: які у ній є океани і материки, моря, озера і річки, низовини, височини і гори, які країни, міста й села виникли Землі, яке життя, господарство народів, що населяють нашу планету. Дуже багато питань вивчає географія. Як бачите, вони стосуються не лише природи, а й життя, господарської діяльності людей. Про те, на які основні розділи поділяють географію і що вони вивчають, а також які існують географічні науки, ви дізнаєтеся з параграфа.

Біологія

У перекладі з грецької мови слово "біос" означає "життя", "логос" - "наука, вчення".

Біологія – це наука про живу природу.

Без живого не можна уявити нашу планету. Різноманітні істоти – бактерії, найпростіші, гриби, рослини, тварини – заселили океани та сушу, рівнини та гори, ґрунт і навіть глибокі, таємничі печери. Ми і самі – частина живої природи. Біологія відповідає на багато питань: які живі істоти є на Землі і скільки їх, як влаштовано та працює живе тіло, як розмножуються та розвиваються організми, як вони пов'язані між собою та з неживою природою.

Екологія

Назва цієї науки походить від грецьких слів «екос» – «дім», «логос» – «наука, вчення».

Екологія - це наука про взаємовідносини організмів між собою і з навколишнім середовищем, про взаємодію людини та природи.

Екологія виникла як частина біології, але зараз про неї все більше говорять як про самостійну науку - науку про природний будинок людства. Слово «екологія» часто звучить по радіо, телебаченню, з'являється у газетах. Це з тим, що наш природний будинок опинився у небезпеці. Щоб його зберегти, кожна людина повинна хоча б трохи бути знайома з екологією.

Люди завжди прагнули пізнати навколишній світ. Поступово виникли і почали розвиватися різні науки. Науки про природу називають природничими науками. Вони вивчають різноманітні тіла, речовини та явища природи. До основних наук про природу відносять астрономію, фізику, хімію, географію, біологію, геологію, екологію. Астрономія – це наука про небесні тіла. Фізика розглядає різноманітні явища природи. Хімія - це наука про речовини та їх перетворення. Географія вивчає нашу планету. Біологія – це наука про живу природу. Екологія - це наука про взаємовідносини організмів між собою і з навколишнім середовищем, про взаємодію людини та природи.

1. Яку спільну назву мають науки про природу?
2. Що таке тіла, речовини та явища природи? Наведіть приклади тіл та речовин, з якими ви стикаєтесь у повсякденному житті.
3. Перелічіть відомі вам науки про природу.
4. Що вивчає кожна наука про природу (астрономія, фізика, хімія, географія, біологія, екологія)?
5. Великий англійський вчений Ісаак Ньютон писав: «Не знаю як інші, а я почуваюся дитиною, яка бродить весь день біля кромки води, знаходячи то раковину, то відшліфований хвилею камінчиків, тоді як величезний океан істини простягається перед ним, безмежний, недосліджений». Як ви поясните ці слова?

Буду вдячний, якщо Ви поділитеся цією статтею у соціальних мережах:

Пошук по сайту.

ІСТОРІЯ, СУЧАСНИЙ СТАН І ПЕРСПЕКТИВИ

В історії дослідження океанів та становленні океанології можна виділити кілька періодів. Перший періоддосліджень від найдавніших часів до епохи Великих географічних відкриттів пов'язані з відкриттями єгиптян, фінікійців жителів острова Крит та його приймачів. Вони мали непогане уявлення про вітри, течії та береги відомих їм акваторій. Перше, історично доведене плавання єгиптяни, здійснили Червоним морем від Суецької затоки до Аденської затоки, відкривши при цьому Баб-ель-Мандебську протоку.

Фінікійські напівкупці-напівпірати плавали далеко від своїх рідних портів. Подібно до всіх мореплавців давнини вони ніколи за власним бажанням не віддалялися від берега за межі його видимості, не плавали взимку і вночі. Основною метою їх подорожей був видобуток металу та полювання за рабами для Єгипту та Вавилонії, але одночасно вони сприяли поширенню географічних знань про океан. Основним об'єктом їх досліджень у II тисячолітті до н.е. було Середземне море. Окрім цього вони плавали через Аравійське море та Індійський океан на Схід, де, минаючи Малакську протоку, можливо, досягали Тихого океану. У 609-595 роках до нашої ери фінікійці на галерах перетнули Червоне море, обігнули всю Африку і повернулися до Середземного моря через Гібралтарську протоку.

Відкриття Індійського океану пов'язане з мореплавцями найдавнішої цивілізації хараппской існувала в басейні Інда в III-II тисячолітті до нашої ери. Для навігаційних цілей вони використовували птахів і мали чітке уявлення про мусонів. Першими освоїли прибережне судноплавство Аравійським морем і Оманською затокою, відкрили Ормузьку протоку. Надалі древні індійці, які робили плавання по Бенгальській затоці, в VII столітті до нашої ери проникли в Південно-Китайське море і відкрили Індокитайський півострів. Наприкінці I тисячоліття до н. Шляхи морських подорожей стародавніх китайців пролягали в основному акваторіями Південно-Китайського, Східно-Китайського і Жовтого морів.

З давніх мореплавців Європи слід відзначити критян, які в XV-XV століттях до нашої ери перші проникли через Мармурове море та Босфор у Чорне море (Понт), стали першовідкривачами значної частини Південної Європи.

В античні часи значно розширився географічний світогляд. Істотно зросла площа відомих земель та акваторій. Дивних успіхів досягла географічна наука. Уродженець Массалії Піфей в середині? V століття до нашої ери здійснював плавання в Північну Атлантику, де вперше досліджував явища припливу та відливу, відкрив Британські острови та Ісландії. Аристотель висловив думку про єдність Світового океану, а Посидоній розвинув цю ідею і висловив чітко теорію єдиного океану. Античні вчені багато знали про географію Світового океану, мали досить докладний опис його природи та карти із промірами глибин.

У середині VI століття далеко північ і захід Північної Атлантики плавали ірландські ченці. Торгівля їх не цікавила. Вони були спонукані благочестивими спонуканнями, жагою пригод і прагненням до усамітнення. Вони ще до скандинавів побували в Ісландії і мабуть досягали у своїх мандрах острова Гренландія та східного узбережжя Північної Америки. У відкритті, часто вторинному, після древніх ірландців і освоєнні Північної Атлантики у VII-X століттях значну роль відіграли нормани. Основним заняттям древніх норманів були скотарство та морські промисли. У пошуках риби та морського звіра вони здійснювали далекі плавання північними морями. Крім того, вони вирушали за моря для торгівлі в країни Європи, поєднуючи її з піратством та работоргівлею. Норманни плавали Балтийським і Середземним морями. Уродженець Норвегії Ейрік Торвальдсон (Ейрік Рауді), який оселився в Ісландії, у 981 році відкрив Гренландію. Його синові Лейфу Ейріксону (Лейфу Щасливому) приписують відкриття Баффінова затоки, Лабрадора та Ньюфаундленду. В результаті морських експедицій нормани також відкрили море Баффіна, Гудзонов затоку започаткували відкриття Канадського Арктичного архіпелагу.

В Індійському океані в другій половині XV ст. панували арабські мореплавці. Вони плавали Червоним і Аравійським морями, Бенгальською затокою і морями Південно-Східної Азії аж до острова Тимор. Потомственный арабський навігатор Ібн Маджид в 1462 року створив “Хавийат ал-ихтисар...” (“Збори підсумків про основні принципи знання морі”), а 1490 закінчив поему “Китаб ал-фаваид...” (“Книга польз об основи і правила морської науки”). У цих навігаційних роботах містилася інформація про береги Індійського океану, його крайові моря і найбільші острови.

У XII - XIII століттях російські промисловці-помори у пошуках морського звіра та "риб'ячого зуба" освоювали моря Сірчаного Льодовитого океану. Вони відкрили архіпелаг Шпіцберген (Груманд) та Карське море.

У XV столітті однією з найсильніших морських держав була Португалія. У цей час у Середземному морі каталонці, генуезці та венеціанці монополізували всю торгівлю Європи з Індією. На Північному та Балтійському морях панував Генуезький союз. Тому португальці здійснювали свою морську експансію головним чином у південному напрямку, вздовж узбережжя Африки. Вони досліджували західні та південні береги Африки, відкрили острови Зеленого Мису, Азорські, Канарські та низку інших. У 1488 Бартоломеу Діаш відкрив мис Доброї Надії.

Другий періодвивчення Світового океану пов'язані з епохою Великих географічних відкриттів, хронологічні рамки, якої обмежені серединою XV і XVII століть. Значні географічні відкриття стали можливими завдяки успіхам науки і техніки: створення досить надійних для океанічного плавання вітрильних суден, удосконалення компаса і морських карт, формування уявлень про кулястість Землі тощо.

Однією з найважливіших подій цього періоду було відкриття Америки в результаті експедицій Христофора Колумба (1492-1504). Воно змусило переглянути існували погляди на розподіл суші і моря. В Атлантичному океані досить точно було встановлено відстань від берегів Європи до Карибського басейну, виміряно швидкість Північної пасатної течії, зроблено перші проміри глибин, взято проби ґрунту, вперше описано тропічні урагани, встановлено аномалії магнітного відмінювання біля Бермудських островів. У 1952 році в Іспанії була видана перша батиметрична карта з позначенням рифів, банок та мілководдя. У цей час було відкрито Бразильську, Гвіанську течію та Гольфстрім.

У Тихому океані, у зв'язку з інтенсивними пошуками нових земель, було зібрано великий фактичний матеріал про природу океану, переважно навігаційного характеру. Але військові походи, торговельні мореплавання цього періоду приносили і наукові відомості. Так Ф. Магеллан під час першого навколосвітнього плавання (1519–1522 рр.) намагався виміряти глибину Тихого океану.

У 1497-1498 роках португалець Васко-да-Гама відкрив морський шлях до Індії вздовж західного узбережжя Африки. Після португальцями, в Індійський океан кинулися голландські, французькі, іспанські та англійські мореплавці, охоплюючи своїми плаваннями різні його частини.

Головною метою плавань у Північному Льодовитому океані є відкриття нових земель та шляхів сполучення. На той час російські, англійські та голландські мореплавці намагалися досягти Північного полюса, пройти Північно-Східним шляхом вздовж берегів Азії та Північно-Західним – вздовж берегів Північної Америки. Вони, як правило, не мали чітких планів, практики плавання у льодах та відповідного для полярних широт спорядження. Тому їхні зусилля не дали бажаних результатів. Експедиції Р. Торна (1527 р.), Х. Уіллобі (1553 р.), В. Баренца (1594-96 рр.), Г. Гудзона (1657 р.) закінчилися повною невдачею. На початку ХVII століття У. Баффін, намагаючись знайти Північно-Західний прохід, проплив уздовж західного узбережжя Гренландії до 77 ° 30 "пн. ш. і відкрив гирла проток Ланкостер і Сміт, острів Елсмір і Девон. Льоди не дозволили йому проникнути в протоки, і Бафін зробив висновок, що проходу немає.

Значний внесок у вивчення Північно-Східного проходу зробили російські дослідники. У 1648 році С. Дежнєв вперше пройшов протокою, що з'єднує Північний Льодовитий і Тихий океани, що отримав пізню назву Берінгова. Однак доповідна грамота С. Дежнєва загубилася в Якутських архівах на 88 років і стала відома лише після його смерті.

Великі географічні відкриття вплинули на розвиток географічних знань. Але, в дану епоху, вони відбувалися в основному людьми, що мали до науки дуже віддалене ставлення. Тому процес накопичення знань йшов дуже складно. У 1650 році видатний учений того часу Бернхард Вареніус написав книгу "Загальна географія", де узагальнив нові знання про Землю, приділивши значну увагу океанам і морям.

Третій періоддослідження океанів охоплює другу половину XVII століття і все XVIII століття. Відмінними рисами цього часу були колоніальна експансія, боротьба за ринки збуту та панування на морях. Завдяки будівництву надійних вітрильників, удосконаленню навігаційних приладів морські подорожі стали менш важкими та відносно швидкими. З початку XVIII століття поступово змінюється рівень експедиційних робіт. Починають переважати мандрівки, результати яких мають наукове значення. Деякі географічні відкриття цього періоду стали подіями всесвітньо-історичного значення. Було встановлено берегову лінію Північної Азії, відкрито Північно-Західну Америку, виявлено все східне узбережжя Австралії, виявлено численні острови Океанії. Просторовий світогляд європейських народів значно розширився завдяки літературі подорожей. Шляховим щоденникам, судновим журналам, листам, звітам, запискам, нарисам та іншим творам, складеним як самими мандрівниками та мореплавцями, так і іншими особами за їхніми словами або за їхніми матеріалами.

У Північному Льодовитому океані тривало морське суперництво між Росією та Англією у відкритті Північно-Західного та Північно-Східного проходів. З XVII по XIX століття англійці організували близько 60 експедицій, частина результатів яких так і не стала надбанням вчених та мореплавців.

Однією з найзначніших російських експедицій цього періоду була Велика Північна експедиція (1733-1742 рр.) під керівництвом У. Берінга. В результаті цієї експедиції була перетнута Берінгова протока до берегів Північної Америки, нанесені на карту Курильські острови, описані євроазіатські береги Північного Льодовитого океану і встановлення можливості плавання вздовж них і т. д. На честь В. Берінга названо море, острів, мис і протоку. Імена інших учасників експедиції носять мис Чирикова, море Лаптєва, мис Челюскіна, берег Прончищева, протока Малигіна тощо.

Перша високоширотна російська експедиція до Північного Льодовитого океану була організована в 1764-1766 роках з ініціативи М. В. Ломоносова. Під час цієї експедиції під керівництвом В. Я. Чичагова було досягнуто широти 80° 30" пн.ш., отримано найцікавіший матеріал про природні умови Гренландського моря, архіпелагу Шпіцберген, узагальнено відомості про умови та специфіку мореплавання в льодових умовах.

У 60-ті роки XVIII століття розгорілося англо-французьке суперництво на океанах. На пошуки Південного материка та нових островів одна за одною прямують кругосвітні експедиції Д. Байрона (1764-1767 рр.), С. Уолліса (1766-1768 рр.), Ф. Картера (1767-1769 рр.), А. Бугенвіля ( 1766-1769 рр.) та ін. Великий внесок у літопис територіальних відкриттів вніс англійський мореплавець Д. Кук, який здійснив три кругосвітні подорожі (1768-1771гг., 1772-1775 рр., 1776-1780 рр.). Одним із основних завдань його експедицій був пошук Південного материка. Він тричі перетинав полярне коло, переконаний, що Південний материк існує в районі полюса, але не зміг його виявити. В результаті експедицій Кук встановив, що Нова Зеландія є подвійним островом, що відкрив східне узбережжя Австралії, Південні Сандвічеви, Нову Каледонію, Гавайські та інші острови.

Незважаючи на велику кількість експедицій та плавань, до початку XIX століття багато географічних проблем не було вирішено. Не відкритий Південний материк, не виявлено арктичне узбережжя Північної Америки та Канадський Арктичний архіпелаг, було дуже мало даних про глибини, рельєф та течії Світового океану.

Четвертий періодвивчення океанів охоплює XIX століття та першу половину XX століття. Він характеризується посиленням колоніальної експансії та колоніальними війнами, запеклою боротьбою за ринки збуту промислової продукції та джерела сировини, значними міжконтинентальними міграціями населення з Європи до інших частин світу. Географічні відкриття та дослідження в XIX – першій половині XX століття відбувалися у сприятливіших умовах, ніж у попередні періоди. У зв'язку з розвитком кораблебудування, нові судна мали покращені морехідні якості та забезпечували велику безпеку плавання. З 20-х років ХIХ століття на зміну вітрильникам прийшли вітрильні судна з паровою машиною як додатковий рушій, а потім пароплави з допоміжним вітрильним озброєнням. Впровадження з 40-х років ХIХ століття гребного гвинта та будівництво кораблів із залізним, а потім і сталевим корпусом, використання з кінця століття двигуна внутрішнього згоряння значно прискорили та полегшили дослідницькі роботи, помітно зменшивши вплив на них погодних умов. Якісно новий етап у судноводженні розпочався після винаходу радіо (1895 р.), створення на початку ХХ століття гірокомпасу та механічного лага. Умови життя та роботи у далеких морських походах набагато покращилися завдяки досягненням техніки та медицини. З'явилися сірники, було налагоджено промисловий випуск консервів та ліків, удосконалено вогнепальну зброю, винайдено фотографію.

Частина географічних відкриттів цього періоду мала всесвітньо-історичне значення. Було виявлено шостий континент планети – Антарктида. Простежено все арктичне узбережжя Північної Америки, завершено відкриття Канадського Арктичного архіпелагу, встановлені справжні розміри та конфігурація Гренландії, виявлено повністю узбережжя Австралійського материка. Література про плавання та подорожі в Х?Х столітті стає практично неоглядною. З неї, найважливішими джерелами нових географічних відомостей, були звіти навколосвітніх та полярних мореплавців, праці географів та натуралістів.

Приблизно з середини ХХ століття різко зросло значення колективних досліджень організованих національними академіями, різними музеями, розвідувальними службами, численними науковими товариствами, інститутами та окремими особами. Незмірно розсунулися межі людської діяльності, всі моря та океани перетворилися на об'єкти планомірного вивчення експедиціями, в яких здійснювалися загальногеографічні та спеціальні океанологічні дослідження.

На початку ХХ століття під час навколосвітнього плавання під керівництвом І.Ф. Крузенштерна та Ю. Ф. Лисянського (1803-1806) вимірювалася температура води на різних глибинах океану, проводилися спостереження за атмосферним тиском. Систематичні вимірювання температури, солоності та щільності води на різних глибинах проводилися експедицією О. Є. Коцебу (1823-1826гг.). У 1820 році Ф. Беллінсгаузен та М. Лазарєвим балу відкрито Антарктиду та 29 островів. Великим внеском у розвиток науки стала подорож Ч. Дарвіна кораблем “Бігль” (1831-1836 рр.). Наприкінці 40-х років ХХ століття американець Метью Фонтейн Морі узагальнив відомості про вітри і течії Світового океану і опублікував їх у вигляді книги “Повчання мореплавцям”. Він також написав працю “Фізична географія океану”, яка витримала багато видань.

Найбільшою подією, що ознаменувала початок нової ери океанографічних досліджень, стала англійська кругосвітня експедиція на спеціально обладнаному судні "Челленджер" (1872-1876). Під час цієї експедиції проводилося комплексне океанографічне вивчення Світового океану. Було зроблено 362 глибоководні станції, на яких вимірювалася глибина, здійснювалося драгування та тралення, визначалися різні характеристики морської води. Під час цього плавання було відкрито 700 пологів нових організмів, виявлено підводний хребет Кергелен в Індійському океані, Маріанський жолоб, підводні хребти Лорд-Хау, Гавайський, Східно-Тихоокеанське та Чилійське підняття, продовжено вивчення глибоководних улоговин.

На початку ХІХ століття були проведені дослідження рельєфу дна Атлантичного океану для прокладання підводного кабелю між Європою та Північною Америкою. Результати цих робіт були узагальнені у вигляді карт, атласів, наукових статей та монографій. При розробці проекту транстихоокеанського підводного телеграфного кабелю між Північною Америкою та Азією з 1873 року вивчення рельєфу дна океану почали використовувати військово-морські судна. Проміри, що велися по лінії о. Ванкувер – Японські острови дозволили здобути перший широтний профіль дна Тихого океану. Корвет “Тускарора” під командуванням Д. Белкнепа вперше виявив підводні гори Маркус-Неккер, Алеутський хребет, Японський, Курило-Камчатський та Алеутський жолоби, Північно-Західну та Центральну улоговини тощо.

З кінця ХХ століття і до 20-х років ХХ століття було організовано кілька великих океанографічних експедицій, серед яких найбільш значущими є американські на кораблях Альбатрос і Неро, німецькі на Еді, Планеті і Газелі , англійська на “Терра-Нова”, російська на “Вітязі” та ін. У результаті цих експедицій було виявлено нові підводні хребти, підняття, глибоководні жолоби і улоговини, складено карти рельєфу дна і донних відкладень, зібраний великий матеріал про органічний світ океанів .

З 20-х років почалося ще детальніше вивчення океану. Застосування глибоководних ехолотів-самописців дозволило визначати глибини під час руху корабля. Ці дослідження дозволили значно розширити знання будову дна океану. Гравітаційні виміри у Світовому океані уточнили уявлення про форму Землі. За допомогою сейсмографів було виявлено тихоокеанське сейсмічне кільце. Подальший розвиток набули біологічні, гідрохімічні та інші дослідження океанів.

Британська експедиція на судні "Діскавері - ??" виявила Південно-Тихоокеанське підняття, Новозеландське плато, Австрало-Антарктичне підняття. Під час Другої світової війни американці на військовому транспорті "Кейп-Джонсон" відкрили понад сотню гайотів у західній частині Тихого океану.

Величезний внесок у географічне вивчення Світового океану зробили полярні дослідники, особливо російські. На початку ХІХ століття М. П. Румянцев та І. Ф. Крузенштерн запропонували проект пошуків Північно-Західного проходу та детального вивчення берегів Північної Америки. Здійсненню цих планів завадила війна 1812 року. Але вже в 1815 році О. Є. Коцебу на бризі "Рюрік" вирушив досліджувати полярні широти та відкрив затоки Коцебу, Св. Лаврентія та інші. У першій половині ХХ століття здійснили свої експедиції Ф. П. Врангель, Ф. П. Літке. Результати цих експедицій зробили істотний внесок у вивчення льодового та гідрологічного режиму Північного Льодовитого океану. Великі досягнення дослідження цього океану належать адміралу З. Про. Макарову. За його проектом та кресленнями був побудований перший криголам “Єрмак”, на якому експедиція Макарова досягла 81°29” пн. ш.

Велике значення для географічного вивчення Землі мала перша історія людської цивілізації міжнародна полярна експедиція. Вона відома під назвою Першого міжнародного полярного року та була здійснена у 1882-1883 роках представниками 12 країн Європи та Північної Америки. Перше наскрізне плавання з Атлантичного до Тихого океану Північно-Західним проходом здійснив у 1903-1906 роках Р. Амундсен на маленькій яхті "Йоа". Він встановив, що за 70 років Північний магнітний полюс змістився на 50 км на північний схід. 6 квітня 1909 року американець Р. Пірі першим досяг Північного полюса.

В 1909 для вивчення Північного Льодовитого океану були побудовані перші сталеві гідрографічні кораблі криголамного типу "Вайгач" і "Таймир". З їхньою допомогою у 1911 році під керівництвом І. Сергєєва та Б. Вількіцького були проведені батиметричні роботи від Берингового моря до гирла Колими. У 1912 році російськими дослідниками були здійснені 3 експедиції Г. Брусилова, В. Русанова, Г. Сєдова для вивчення наскрізного проходу вздовж берегів Сибіру та досягнення Північного полюса. Однак жодна з них не мала успіху. У 1925 році Р. Амундсен і Л. Елсуорт організували першу повітряну експедицію в Арктику та встановили, що на північ від Гренландії немає суші.

Значні дослідження у Гренландському, Баренцевому, Карському та Чукотському проводилися у 1932-1933 роках у рамках Міжнародного полярного року. У 1934-1935 роках високоширотні комплексні експедиції були здійснені на судах "Літке", "Персей", "Сєдов". Перше наскрізне плавання Північним морським шляхом за одну навігацію здійснила експедиція на судні "Сибіряків", яку очолює О.Ю. Шмідт. У 1937 році під керівництвом І. Д. Папаніна у льодах Арктики почала працювати гідрометеорологічна станція "Північний полюс - 1".

І все-таки до кінця цього періоду багато географічних проблем залишилися не вирішеними: чи не було встановлено чи є Антарктида єдиним материком, чи не завершено відкриття Арктики, слабо вивчена природа Світового океану тощо.

Із середини ХХ століття починається п'ятий – сучасний періодвивчення Світового океану На цьому етапі історії людства наука перетворилася на основну силу розвитку суспільства. Досягнення наук про Землю дозволили вирішити низку питань глобального характеру. Отримати прямі докази рухливості літосфери Землі та її планетарної ділимості. Встановити особливості будови земної кори. Знайти співвідношення поверхні суші та океанів на Землі. Виявити існування та значення геосистем. Почати за допомогою космічної техніки збору інформації про геосистеми різного рівня за будь-який проміжок часу.

Після Другої світової війни удосконалюється океанографічна техніка. У простори Світового океану вирушають три навколосвітні експедиції, споряджені новим обладнанням: шведська на "Альбатросі" (1947-1948 рр.), Датська на "Галатеї" (1950-1952 рр.) І британська на "Челленджері - ??" (1950-1952 рр.). Під час цих та інших експедицій вимірювалася товщина земної кори океанів, проводилися вимірювання теплового потоку на дні, досліджувалися гаоти та донна фауна глибоководних жолобів. Було виявлено та досліджено серединно-океанічні хребти океанів та гігантські за протяжністю розломи Мендосіно, Меррей, Кларіон та ін. (1950-1959 рр.). Ціла епоха океанографічних досліджень пов'язані з роботою наукового судна “Витязь”. Під час численних, починаючи з 1949 року, експедицій “Витязя” було зроблено великі відкриття у галузі геології, геофізики, геохімії та біології Світового океану. На цьому кораблі вперше проводилися тривалі спостереження за течіями, була встановлена ​​найглибша точка океану в Маріанській западині, відкриті раніше невідомі форми рельєфу тощо. та ін. Для повоєнного періоду характерний розвиток міжнародного співробітництва в галузі вивчення Світового океану. Першою спільною роботою була програма НОРПАК у Тихому океані, яку виконували судна Японії, США та Канади. Потім були міжнародні програми Міжнародного геофізичного року (МГГ, 1957-1959 рр.), ЕВАПАК, КУРОСІО, ВЕСТПАК, МІОЕ, ПІГАП, ПОЛІМОДЕ та інші. Набули розвитку стаціонарні спостереження у відкритому океані. Найбільшим відкриттям 50-х років стало виявлення підповерхневих екваторіальних протитечій в Атлантичному, Тихому та Індійському океанах. Накопичення та узагальнення наукових даних, отриманих під час морських експедицій, дозволили виявити закономірності циркуляції повітря у планетарному масштабі. Геологічні та геофізичні дослідження Світового океану 60-х сприяли розвитку глобальної теорії тектоніки літосферних плит. З 1968 виконується Міжнародна програма глибоководного буріння з використанням американського корабля "Гломар Челленджер". Дослідження за цією програмою значно розширили знання про будову дна Світового океану та його осадові породи.

У Сірному Льодовитому океані поряд зі спеціалізованими експедиціями в цей період проводилися лабораторні та теоретичні дослідження. Вивчалися особливості крижаного покриву океану, структура течій, рельєф дна, акустичні та оптичні властивості арктичних вод. Виконувалися спільні міжнародні дослідження. Матеріали, зібрані експедиціями, дозволили ліквідувати останні “білі плями” на карті Арктики. Відкриття хребтів Ломоносова, Менделєєва та низки глибоководних улоговин змінили уявлення про рельєф дна океану.

У 1948-1949 роках за допомогою авіації у льодах Арктики проводилися численні короткострокові дослідження від трьох до кількох діб. Тривала робота станцій "Північний полюс". В 1957 експедиція під керівництвом Л. Гаккеля відкрила в Північному Льодовитому океані серединно-океанічний хребет названий його ім'ям. У 1963 році підводний човен "Ленінський комсомолець" здійснив плавання під льодом до Північного полюса. У 1977 році полюса досягла високоширотна експедиція Інституту Арктики та Антарктики на атомному кригополі “Арктика”, що дозволило вперше отримати достовірні, сучасні відомості про льоди Центральної частини океану.

У 70-80 роки у Світовому океані здійснювалися значні наукові дослідження у рамках програми “Розрізи”. Основне завдання цієї програми – вивчення впливу океану на короткострокові коливання клімату Землі. За програмою “Розрізи” виконувались океанографічні, метеорологічні, радіаційні та аерологічні спостереження у енергоактивних зонах океану. Щорічно проводилося понад 20 рейсів науково-дослідних судів. Програма виконувалася переважно вченими СРСР. Було отримано унікальні дані про природу Світового океану, опубліковано багато наукових статей та монографій. Зараз під егідою Міжнародного комітету з кліматичних змін та океанографії ведуться дослідження океану за двома великими програмами ВОСЕ та ТОГА, які передбачають комплексні дослідження Світового океану.

Подальший розвиток океанологічних досліджень визначається запитами практики та вдосконаленням технічних методів його вивчення. Розширення способів та шляхів використання океану підвищує вимоги до прогнозу його стану, що призводить до необхідності комплексного моніторингу Світового океану. Він полягає в безперервній реєстрації поверхневої температури, хвилювання, приповерхневого вітру, фронтальних зон, течій, льодів і т. д. Для його реалізації необхідно насамперед розвивати космічні методи спостережень, мережі комунікацій для передачі інформації та електронно-обчислювальну техніку для її обробки та аналізу. Також потрібно розвивати традиційні методи дослідження океану. Використання всього масиву інформації дозволить розробити математичні моделі будови океану та його динаміки.

Збільшені масштаби антропогенного впливу, збільшення видобутку природних ресурсів Світового океану, розвиток морського транспорту та рекреації потребують детального вивчення його природи. Головним завданням цих досліджень має стати розробка приватних математичних моделей, що описують окремі природні процеси та явища, що відбуваються у Світовому океані, та створення його комплексної моделі. Вирішення цієї проблеми дозволить розкрити багато секретів Світового океану, дасть змогу більш ефективно використовувати його величезні та абсолютно необхідні людині природні ресурси.

Глибоководні дослідження Світового океану.Людина з давніх-давен прагнула познайомитися з підводним світом океану. Відомості про найпростіші водолазні пристрої зустрічаються в багатьох літературних пам'ятках Стародавнього світу. Як кажуть перекази, першим водолазом був Олександр Македонський, який спускався підводу в невеликій камері, що нагадувала барило. Створення першого водолазного дзвону слід зарахувати до ХV? віці. Перший спуск під воду відбувався у 1538 році у місті Толедо на річці Тахо. 1660 року водолазний дзвін збудував німецький фізик Штурм. Цей дзвін мав висоту близько 4 метрів. Свіже повітря додавалася з пляшок, які брали з собою і при необхідності розбивали. Перший примітивний підводний човен побудував на початку ХV?? століття у Лондоні голландець К. Ван Дреббель. У Росії її перше автономне водолазне спорядження було запропоновано Юхимом Никоновим в 1719 року. Він також запропонував проект першого підводного човна. Але лише наприкінці Х?Х століття з'явилися справжні підводні човни. Винайдений в 1798 водолазний апарат Клінгерта вже мав якості властиві сучасним скафандрам. До нього підводилися дві гнучкі трубки для подачі свіжого повітря і відведення видиханого. У 1868 році французькі інженери Рукейроль та Денайруз розробили жорсткий скафандр. Сучасний акваланг винайшли у 1943 році французи Жак Ів Кусто та Е. Ганьян.

Паралельно зі скафандрами розроблялися підводні апарати, перебуваючи у яких, дослідник міг спокійно працювати великих глибинах, вивчати довкілля з ілюмінатора, збирати проби грунту, використовуючи маніпулятори тощо. Перша досить вдала батисфера була створена американським вченим Бартоном. Це була сталева герметична сфера з ілюмінатором із кварцового скла, здатна витримувати великий тиск. Усередині сфери знаходилися балони зі свіжим повітрям і спеціальні поглиначі, що прибирають вуглекислоту та пари води, що видихаються людьми, що знаходяться всередині камери. Паралельно до сталевого троса проходив провід телефону, що зв'язує учасників підводної експедиції з надводним кораблем. В 1930 Бартон і Біб зробили в районі Бермудських островів 31 занурення, досягши глибини 435 метра. 1934 року вони спустилися до глибини 923 метри, а 1949 року Бартон довів рекорд занурення до 1375 метрів.

У цьому батисферні занурення закінчилися. Естафета перейшла до досконалішого автономного підводного корабля – батискафа. Його винайшов у 1905 році швейцарський професор Огюст Пікар. У 1953 році він зі своїм сином Жаком на батискафі "Трієст" досяг глибини 3150 метрів. 1960 року Жак Пікар опустився на дно Маріанської западини. Розвиваючи ідеї батька, він винайшов і збудував мезоскаф. То справді був удосконалений батискаф, який міг здійснювати автономні плавання, використовуючи океанічні течії. У 1969 році Жак Пікар на своєму мезоскафі з екіпажем із шести чоловік здійснив багатоденне плавання за течією Гольфстрім на глибині близько 400 метрів. Було проведено безліч цікавих спостережень над геофізичними та біологічними процесами, що протікають в океані.

Починаючи з 70-х років, різко підвищився інтерес до природних ресурсів Світового океану, що зумовило швидкий розвиток техніки для дослідження його глибин. Всі глибоководні апарати поділяються на дві великі групи: безлюдні підводні апарати (НПА) і підводні апарати (ОПА). НПА діляться на два класи – наглядові та силові. Перші простіше та легше. Вони важать від кількох десятків до кількох сотень кілограмів. Їх завданням є детальна оптична зйомка дна, інспекція технічних установок на дні, особливо трубопроводів, виявлення несправностей, знаходження об'єктів, що затонули, і т.д. та навігації, ультразвукові дефектоскопи, що дозволяють виявляти тріщини у металоконструкціях. Силові НПА потужніші, їхня вага сягає кількох тонн. Вони мають розвинену систему маніпуляторів для самозакріплення на необхідних ділянках металоконструкцій та проведення ремонтних робіт – різання, зварювання тощо. буд. Робочі глибини більшості НПА нині від кількох сотень метрів до 7 км. Керують НПА по кабелю, гідроакустичному або радіоканалу. Але як би не був широкий спектр завдань, що виконуються безлюдними апаратами, без опускання людини в глибини не обійтися. Нині у світі є кілька сотень живих підводних апаратів різних конструкцій. Серед них апарати "Пайсіс" (максимальна глибина занурення 2000 м), на якому радянські вчені досліджували дно Байкалу, Червономорську та Північно-Атлантичну рифтові зони. Французький апарат "Сіана" (глибина до 3000 м), американський "Алвін" (глибина до 4000 м), за допомогою яких зроблено багато відкриття в глибинах океану. У 80-х роках з'явилися апарати, які працюють на глибинах до 6000 метрів. Два таких батискафи належать Росії (“Світ – 1” та “Світ – 2”), по одному Франції, США та Японії (“Міцубісі”, глибина до 6500 м).

Методи, прилади та обладнання, що використовуються при дослідженні Світового океану.Океан вивчають за допомогою найрізноманітніших засобів - з кораблів, літаків, з космосу. Застосовують також автономні засоби.

Останнім часом дослідницькі кораблі будуються за спеціальними проектами. Їхня архітектура підпорядкована єдиній меті – зробити найбільш ефективним використання приладів, що опускаються на глибину, а також застосовуваних при дослідженні приводного шару атмосфери. На кораблях широко представлено сучасну обчислювальну техніку, призначену для планування експериментів та оперативної обробки отриманих результатів.

Для вивчення океану на кораблях використовують зонди різного призначення. Зонд температури, солоності та глибини являє собою сукупність трьох мініатюрних датчиків, що вимірюють температуру (термістор), солоність (датчик електропровідності, виходячи з якої розраховується вміст солей у воді) та гідростатичний тиск (для визначення глибини). Усі три датчики об'єднані в єдиний пристрій, укріплений на кінці кабель-троса. При опусканні приладу кабель-трос змотується з лебідки, встановленої палубі корабля. Дані про температуру, солоність і глибину надходять на комп'ютер. Існують аналогічні зонди, призначені для реєстрації концентрації газів, розчинених у воді, швидкості звуку та течій. У ряді випадків зонди працюють за принципом вільного падіння. Широко використовуються зонди, що втрачаються (одноразові). Один з різновидів зонда - "риба" - являє собою вимірювач температури, солоності і швидкості течії, що буксирується за кораблем. Через війну розвитку техніки зондування глибин океану найстаріші способи з опусканням і підйомом термометрів, забором проб води з різних глибин використовуються дедалі рідше.

p align="justify"> Важливим класом приладів є вимірювачі течій, здатні працювати на максимальних глибинах. Останнім часом все ширше, замість різних "вертушки" використовуються електромагнітні та акустичні вимірювачі течій. У перших їх швидкість течії визначається по різниці потенціалів, між електродами розташованими в морській воді. По друге використовується ефект Доплера – зміна частоти звукової хвилі при поширенні її в середовищі, що рухається.

При дослідженні дна океану досі широко застосовують два традиційні прилади – черпак та геологічна трубка. Черпаком береться проба ґрунту з поверхневого шару дна. Геологічна трубка може проникати значно глибше – до 16-20 метрів. Для вивчення рельєфу дна та його внутрішньої структури широко застосовують ехолоти нових конструкцій – багатопроменеві ехолоти, гідролокатори "бічного" огляду та ін. При дослідженні внутрішньої структури морського дна до глибин у кілька кілометрів використовують сейсмопрофілографи.

Набір автономних засобів дослідження океану також значний. Найбільш поширеним із них є буйкова станція. Вона являє собою плаваючий на поверхні води буй, від якого вниз на дно йде сталевий або синтетичний трос, що закінчується важким якорем, що лежить на дні. На тросі на певних глибинах закріплюються прилади, що автономно працюють - вимірювачі температури, солоності, швидкості течії. Застосовуються і буї іншого: акустичний буй нейтральної плавучості, буї з підводним чи надводним вітрилом, буї-лабораторії та інших. Важливими автономними засобами є автономні донні станції, дослідні підводні човни і батискафи.

Використання літаків та гелікоптерів дозволяє вивчати течії та хвилювання на поверхні океану. Аерофотозйомка дозволяє отримати цікаві дані про рельєф дна на невеликих глибинах, виявити підводні скелі, рифи та мілини. Магнітна аерозйомка океану дає можливість виявити на дні океану області поширення деяких корисних копалин. За допомогою складної аерофотозйомки, де застосовується цілий спектр світлових хвиль, можна виявити та контролювати забруднення прибережних вод. Але літаки і особливо гелікоптери прив'язані до своїх баз на суші, а аерофотозйомка заснована на використанні електромагнітних хвиль, які не можуть проникати глибоко у воду. Тому перспективніші космічні методи дослідження океану.

Усі без винятку космічні методики спостережень ґрунтуються на використанні одного з трьох діапазонів електромагнітних хвиль – видимого світла, інфрачервоних променів та надвисоких частот електромагнітних хвиль. Найважливіший параметр, що характеризує стан океану, температура його поверхні - вимірюється з космосу радіометрами з власного випромінювання цієї поверхні з точністю до 1 ° С. Так само точно можна визначити режим приповерхневого шару повітря. Для вимірювань використовується процес розсіювання електромагнітних хвиль лежить на поверхні океану. Вузький пучок радіохвиль направляють на поверхню океану під деяким кутом. За силою їхнього розсіювання у зворотному напрямку судять про інтенсивність поверхневої брижів, тобто про силу вітру. В даний час можна досягти точності вимірювання приповерхневого вітру до 1 м/с. Одним із найважливіших приладів, що встановлюються на океанологічних супутниках, є альтиметр. Він працює у локаційному режимі, періодично посилаючи вниз радіоімпульси. По спотворенню форми радіолокаційного імпульсу альтиметра відбитого морської хвилі, можна, з точність до 10 див, визначити висоту морських хвиль. Крім того, із космосу порівняно легко зареєструвати води з підвищеною біологічною продуктивністю, спостерігати великомасштабні зміни його геофізичних характеристик, проводити спостереження за забрудненням Світового океану тощо.

Коли я закінчувала школу, то ЄДІ ще не вигадали. Зараз я часто чую, що тести дуже складні, і вирішила випробувати себе, зазирнувши до списку приблизних тем та завдань із географії. Ось що з цього вийшло.

Наука про Світовий океан

Потрапила я на розділ географічних наук. Перше питання стосувалося науки, що вивчає процеси, що протікають у Світовому океані. Мені було відомо, що назва їй – океанологія. Ця наука охоплює настільки багато моментів у цій сфері, що її розтрощили більш вузькоспеціалізовані:

1. Хімічна океанологія.
2. Фізична.
3. Технічна.
4. Взаємодія океану та атмосфери.
5. Морська.
6. Промислове.

Ґрунти під споруди

Поведінка ґрунтів, призначених для споруд, та їх взаємодію з елементами техносфери вивчає інженерна геологія. У її структурі виділяють три розділи-компоненти: інженерна геодинаміка, ґрунтознавство та регіональна інженерна геологія.

Клімат та рельєф Землі

Кліматичні умови Земної кулі, закономірності кліматоутворення та їх розміщення планети досліджується наукою кліматологією.

Рельєф, характер поверхні, історія розвитку та походження форм рельєфу, закономірності їхнього поширення вивчається геоморфологією. У цій науці детально вивчаються рівні рельєфу: елементи, форми та комплекси.

Земна кора

Склад, будова, характер поверхні, і навіть закономірності розвитку земної кори нашої планети входять у коло інтересів науки геології. Вона охоплює безліч окремих наук, які мають свої конкретні об'єкти вивчення та використовують власні методи дослідження. Приклади цих наук: тектоніка, вулканологія, мінералогія, палеонтологія та навіть вищезгадана інженерна геологія.

Населення та вплив специфіки території на його здоров'я

Наука, увага якої зосереджено населення Землі, закономірностях розподілу і відтворення, на міграції його, чисельності, складі, називається демографією.

Вплив особливостей географічного середовища для здоров'я людей, порядок поширення хвороб вивчається медичної географією.