Роль Мирового океана в биосфере

МГТУ им. Н.Э.Баумана

Содержание

Введение. 2

Роль Мирового океана. 3

Климат. 3

Экология. 5

Биогеохимия. 7

Заключение. 9

Использованные источники. 10

Введение

Моровой океан— основная часть гидросферы, составляющая 94,1 % всей её площади, непрерывная, но не сплошная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и отличающаяся общностью солевого состава.

Континенты и большие архипелаги разделяют мировой океан на пять больших частей (океанов):

· Атлантический океан

· Индийский океан

· Северный Ледовитый океан

· Тихий океан

· Южный океан

Меньшие регионы океанов известны как моря, заливы, проливы и т. п.

Трудно переоценить роль Мирового океана в жизни человечества. Он во многом определяет лик планеты в целом, в том числе ее климат, круговорот воды на Земле. В океане пролегли жизненно важные водные пути, соединяющие материки и острова. Колоссальны его биологические ресурсы. В Мировом океане обитает более 160 тыс. видов животных и около 10 тыс. видов водорослей. Ежегодно воспроизводимое количество промысловых рыб оценивается в 200 млн. т, из них примерно 1/3 вылавливается. Более 90% мирового улова приходится на прибрежный шельф особенно в умеренных и высоких широтах Северного полушария. Доля Тихого океана в мировом улове — около 60%, Атлантического — около 35%.

Шельф Мирового океана располагает огромными запасами нефти и газа, крупными запасами железо-марганцевых руд и других полезных ископаемых. Человечество еще только приступает к использованию энергетических ресурсов Мирового океана, в т. ч. энергии приливов. С опреснением морских вод связывают решение многих водных проблем будущего.

К сожалению, человечество не всегда разумно пользуется природными ресурсами Мирового океана. Во многих районах истощены его биологические ресурсы. Значительная часть акватории загрязнена отходами антропогенной деятельности, в первую очередь, нефтепродуктами.

Роль Мирового океана

Климат

Гидросфера Земли и прежде всего Мировой океан – важные компоненты образования климата. Тепло, масса и энергия движения передаются от атмосферы водам Мирового океана и на­оборот. Они соприкасаются друг с другом на 2/3 поверхности Зем­ли.

Геофизики утверждают, что Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода. Нагреваясь, она поглощает тепло, остывая, отдаёт его. Земная вода и поглощает, и возвращает очень много тепла, и тем самым “выравнивает” ("смягчает") климат. Мировой океан — мощный накопитель тепла и регулятор теплового режима Земли. Если бы океана не было, средняя температура поверхности Земли составила бы -21°С, то есть была бы на 36° ниже той, которая имеется в действительности.

Под действием солнечной радиации вода испаряется и переносится на континенты, где выпадает в виде различных атмосферных осадков.

Океанические течения переносят нагретые или охлаждённые воды в другие широты и в значительной мере ответственны за распределение тепла по планете. Поверхно­стные течения в океане формируются атмосферными ветрами, ко­торые переносят большое количество тепла. На направление течений в Мировом океане оказывает влияние отклоняющая сила, вызванная вращением Земли, — сила Кориолиса. В Северном полушарии она отклоняет течения вправо, а в Южном — влево. Скорость течений в среднем не превышает 10 м/с, а в глубину они распространяются не более чем на 300 м.

Если факторы, вызывающие течения, постоянны, то образуется постоянное течение, а если они носят эпизодический характер, то формируется кратковременное, случайное течение. По преобладающему направлению течения делятся на меридиональные, несущие свои воды на север или на юг, и зональные, распространяющиеся широтно. Течения, температура воды в которых выше средней температуры для тех же широт, называют тёплыми, ниже — холодными, а течения, имеющие ту же температуру, что и окружающие его воды, — нейтральными.

Вода обладает огромной теплоёмкостью, поэтому температура океана меняется гораздо медленнее, чем температура воздуха или суши. Близкие к океану районы имеют меньшие суточные и сезонные колебания температуры.

Мировой океан изучен слабо. Только недавно обнаружены очень важные особенности циркуляции воды в океане. Так, были обнаружены океанические вихри, подобные циклонам и антициклонам в атмосфере. Диаметр этих вихреобразных кольцевых структур достигает 100 километров. Свойства воды в пределах этих вихрей сильно отличаются от свойств воды окружающей их.

Экология

Поверхностная и донная границы являются, по выражению В.И. Вернадского, "пленками жизни", в прибрежных же районах выделяются "сгущения жизни", поражающие воображение своим богатством и разнообразием. Для обеспечения экологического равновесия всей биосферы эти пленки и сгущения жизни в океане играют ключевую роль.

Живые организмы населяют Океан от поверхности до наибольших глубин. По типам местообитаний различают пелагические организмы, населяющие толщу воды, и организмы, населяющие дно.

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

Растительные организмы (кроме бактерий и некоторых низших грибов) населяют только верхний освещенный слой Океана (главным образом до глубины около 50—100 м), в котором может осуществляться фотосинтез. Фотосинтезирующие растения создают первичную продукцию, за счёт которой существует всё остальное население Океана.

Животный мир Океана ещё более разнообразен. В нем обитают представители почти всех классов современных свободноживущих животных, а многие классы известны только из Океана. Жизнь некоторых птиц постоянно связана с Океаном (пингвинов, альбатросов, чаек и др. — около 240 видов).

Биомасса Океана насчитывает 150 тыс. видов животных и 10 тыс. водорослей, а её общий объём оценивается в 35 миллиардов тонн, чего вполне может хватить, чтобы прокормить 30 миллиардов человек. Вылавливая ежегодно 85-90 миллионов тонн рыбы, на неё приходится 85 % от используемой морской продукции, моллюсков, водорослей, человечество обеспечивает около 20% своих потребностей в белках животного происхождения. Живой мир Океана - это огромные пищевые ресурсы, которые могут быть неистощимыми при правильном и бережном их использовании.

Темпы антропогенного накапливания СО2 в атмосфере выше, чем скорость откачивания его морскими организмами. К тому же многие экосистемы, особенно интенсивно связывающие СО2, расположены на мелководьях или в поверхностной толще океана. Они страдают в первую очередь от антропогенного воздействия и снижают свою продуктивность, поэтому злободневен вопрос об охране коралловых рифов - одной из наиболее продуктивных экосистем.

В Мировой океан ежегодно сбрасывается более 30 тыс. различных химических соединений, общая масса которых составляет 1,2 млрд т. Загрязнение его вод отдельными веществами приобрело глобальный характер. Самыми опасными загрязнителями, поражающими экосистему океана из-за их отравляющего, мутагенного либо канцерогенного действия на морские организмы являются углеводороды (пестициды, нефть и нефтепродукты и др.), токсичные металлы (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк и др.) и радиоактивные вещества. Все более опасным для прибрежных районов является микробиологическое загрязнение. Патогенные организмы, в частности кишечная микрофлора, начинают проникать в открытые акватории некоторых морей. Загрязняющие вещества не только непосредственно воздействуют на экосистему океана, но и изменяют физико-химические свойства вод, определяющие газообмен, потоки солнечной радиации и теплоты через его поверхность. От этого страдают не только обитатели самого океана, но и все живые существа на суше.

Но Мировой океан также может служить и переработчиком отходов. Благодаря химическому и физическому воздействию своих вод и биологическому влиянию живых организмов, он рассеивает и очищает основную часть поступающих в него отходов, сохраняя относительное равновесие экосистем Земли. В течение 3000 лет в результате круговорота воды в природе вся вода Мирового океана обновляется.

Биогеохимия

На дне Мирового океана происходит накопление и преобразование огромной массы минеральных и органических веществ, поэтому геологические и геохимические процессы, протекающие в океанах и морях, оказывают очень сильное влияние на всю земную кору.

Химический состав живого вещества суши и океана неодинаков. Живое вещество океана отличается более высоким содержанием воды (около 80%), азота и серы, а также значительно большим содержанием зольных элементов (40-50% от сухой биомассы). В растениях океана по сравнению с растительностью суши значительно выше концентрация почти всех главных зольных элементов, особенно натрия и магния, а также хлора и серы.

Еще заметнее выражено превышение концентраций многих рассеянных элементов. Так, в фотосинтезирующих организмах океана в сотни раз выше концентрация йода и брома, в десятки раз - некоторых тяжелых металлов: кадмия, цинка, ртути, свинца, ванадия и др., а также мышьяка.

Так как современная биомасса океана очень мала по отношению к биомассе Мировой суши и, учитывая незначительность относительной роли зоомассы последней, состав растительности суши обусловливает состав всего живого вещества Земли.

Живое вещество океана вносит свой вклад не только в продуцирование биомассы, но и в поддержание газового состава атмосферы, регулирование химического состава океанических вод, процессов образования осадочных горных пород, формирование берегов и подводного рельефа.

Из Мирового океана поступает более половины кислорода, и он же регулирует содержание углекислоты в атмосфере, так как способен поглощать ее избыток. На дне Мирового океана происходит накопление и преобразование огромной массы минеральных и органических веществ, поэтому геологические и геохимические процессы, протекающие в океанах и морях, оказывают очень сильное влияние на всю земную кору.

Бактерии, встречающиеся в Океане повсеместно, играют большую роль в биологическом, химическом и геологическом процессах. 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.

Живое вещество в океане выполняет важную функцию насоса, откачивающего СО2 из атмосферы. Между сушей и Мировым океаном постоянно идут процессы миграции углерода, в которых преобладает вынос его в форме карбонатных и органических соединений с суши в океан. Как известно, сжигание углеводородного топлива обусловливает выброс в атмосферу огромного количества СО2. Повышение его концентрации в атмосфере вызывает парниковый эффект, глобальное потепление климата. В результате начинают таять ледяные шапки на полюсах, повышается уровень океана. Трансгрессия океана уже сейчас вызывает озабоченность государств Микронезии, население которых живет на атоллах, возвышающихся над поверхностью океана на считанные метры. Океан захватывает из атмосферы и захоранивает СО2 в осадочных породах типа известняков и доломитов, а также в толще морской воды благодаря образованию биомассы живого вещества и растворенной органики. Углекислый газ атмосферы и гидросферы обменивается и обновляется живыми организмами за 395 лет.

Также Мировой океан активно участвует в миграции фосфора.

Каждый год с водным стоком в Мировой океан поступает около 90 млн т этого кремния. Он непрерывно поглощается из воды живыми организмами. Живое вещество извлекает кремний из природных вод и почв для питания и функционирования биохимических процессов, высвобождая его затем с экскрементами и при отмирании. В результате отмирания миллиардов организмов огромные массы кремнезема откладываются на дне водоемов. Так формируется биогеохимический цикл кремния.

Заключение

Использованные источники

• http://www.o8ode.ru/article/planetwa/

• http://ru.wikipedia.org/wiki/Мировой_океан

• http://www.megabook.ru/Article.asp?AID=657659

• http://www.zemnoyklimat.ru/page/mirovoj-okean-morskie-techenija-i-ih-rol-v-formirovanii-klimata

• http://kristalnaya.ru/encycl/vvtviv/445684523452345/

• http://www.seapeace.ru/oceanology/ecology/765.html

• http://www.kgau.ru/distance/ebtf_01/mahlaev/geohimiya-bad/03_05.html

• http://peace-ocean.narod.ru/resource.html