В ходе урока все желающие смогут получить представление о теме «Свойства вод Мирового океана». Мы рассмотрим основные свойства вод Мирового океана. Узнаем, в чем состоит главное их отличие от вод суши. Познакомимся с понятием соленость, в чем она измеряется. Сколько соли содержится в Мировом океане? От чего зависит соленость морей и Мирового океана? Ответы на эти и другие интересные вопросы - в увлекательной видеолекции.
Тема: Гидросфера
Урок: Свойства вод Мирового океана
Цель урока: узнать, какими основными свойствами обладают воды Мирового океана.
В отличие от многих вод суши, воды Мирового океана соленые, т.е. в океанической воде растворены различные соли и вещества.
Соленость - количество граммов веществ, растворенных в одном литре воды.Соленость измеряется в промилле (‰). Средняя соленость Мирового океана - 35‰, это значит, что в 1 литре воды растворено 35 граммов солей и веществ.
В морской воде растворено множество химических элементов, 4/5 из них - поваренная соль.
Рис. 1. Морская соль ()
Кроме того, в морской воде содержатся частицы золота, серебра, различных металлов, но в очень маленьком количестве.
Рис. 2. Содержание некоторых компонентов в морской воде ()
Соленость океанических вод неодинакова, она зависит от климата (температуры, количества осадков), степени испарения, наличия впадающих рек, течений, связи водоема с основной частью океана.
Самое соленое море - Красное, его соленость 42‰. Это объясняется тем, что в него не впадают реки, т.е. не оказывают опресняющего воздействия, кроме того, море находится в сухом и жарком климате, что вызывает существенное испарение вод с его поверхности, а соли остаются.
Рис. 3. Красное море на карте ()
Моря Северного Ледовитого океана и северной части Атлантического океана, наоборот, отличаются низкими показателями солености, в них впадает большое количество рек, и они находятся в пределах прохладного климата с большим количеством осадков, которые опресняют морскую воду. Например, соленость вод Балтийского моря всего 11‰.
Океаническая вода из-за большого содержания солей непригодна для питья. В настоящее время на судах и во многих странах, где нет пресных источников воды, используют опреснительные установки морской воды.
Рис. 4. Опреснительная станция ()
Еще одна особенность океанических вод заключается в том, что их температура изменяется только в верхних слоях под воздействием солнечных лучей, а на глубине более 2000-3000 метров температура постоянна в течение всего года - около 2 градусов.
Кроме того, в отличие от пресной воды, морская вода замерзает при температуре -1,8 -2 градуса, т.е. при отрицательных значениях температур.
Рис. 5. Замерзшее море ()
На температуру поверхностных вод влияют течения, географическое положение, близлежащие территории. Мировой океан способен поглощать тепло и отдавать его, поддерживая, тем самым, определенные климатические характеристики. Летом океан оказывает охлаждающее воздействие, т.к. не успевает нагреться, а зимой - отепляющее, т.к. воды океана не успевают остыть.
Домашнее задание
Параграф 25.
Список литературы
Основная
1. Начальный курс географии: Учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. - 10-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2010. - 176 с.
2. География. 6 кл.: атлас. - 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, ДИК, 2011. - 32 с.
3. География. 6 кл.: атлас. - 4-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, ДИК, 2013. - 32 с.
4. География. 6 кл.: конт. карты. - М.: ДИК, Дрофа, 2012. - 16 с.
Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники
1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. - М.: Росмэн-Пресс, 2006. - 624 с.
Литература для подготовки к ГИА и ЕГЭ
1. География: начальный курс. Тесты. Учеб. пособие для учащихся 6 кл. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2011. - 144 с.
2. Тесты. География. 6-10 кл.: Учебно-методическое пособие / А.А. Летягин. - М.: ООО «Агентство «КРПА «Олимп»: «Астрель», «АСТ», 2001. - 284 с.
Материалы в сети Интернет
1. Федеральный институт педагогических измерений ().
2. Русское Географическое Общество ().
4. Словари и энциклопедии на Академике ().
Океаническая вода - сложный солевой раствор с концентрацией солей около 3,5% или 35%. Растворенные соли составляют огромную массу (около 48∙10 15 т), ее осаждение образовало бы на дне океанов слой толщиной не менее 30 м. Соли и другие вещества находятся в океанической воде преимущественно в виде ионов, значительно меньше в виде взвесей и, наконец, в виде газов. В ней были обнаружены все химические элементы и все их изотопы. Однако основную массу солей составляют девять главных ионов, которые в сумме дают 99,88% всех растворенных в океане соединений: Na + -30,61%,К + - 1,10%, Mg + - 3,69%, Са+ -1,16%, Сl- - 55,04%, Вr- -0,19%, SO 4 - - - 7,68%, НСО 3 - + СО 3 - - -0,41% Солевой состав океанической воды эволюционировал вместе с развитием самого океана. Представления о глубинном, ювенильном происхождении океанских вод основываются также на сходстве солевого состава океанских и ювенильных вод, выделяемых при вулканических извержениях, и на данных о содержании определенных химических элементов в веществе хондритов с учетом количества имеющейся в них воды
Кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные условия в океане. Взаимодействие океана с атмосферой, растворенные газы в океанической воде, их роль в процессах седиментогенеза.
Содеражаниегазов, растворенных в воде, зависит от времени года. Летом воды отдают газы (CO2,O2) в атмосферу, зимой – их поглощают. Количество растворенного кислорода зависит от массы живых организмов, поглощающих кислород, и водорослей, его выделяющих. По подсчетам А.П. Виноградова (1967), объем растворенных газов в Мировом океане составляет 4,32. 1024 см3, что в 3,15 раза превышаетвесь объем воды в океане (1,37. 1024 см3). Пресные воды растворяют в себе больше газов, чем соленые океана. Чем больше атомный вес газа, тем больше его растворимость, поэтому для тяжелых инертных газовокеаническая вода служит природным концентратором. С повышением температуры и солености количество растворенных газов убывает. Высокая растворимость CO2 в воде обусловлена реакцией:CO2 + H2O ⇔ H2CO3.При низких температурах реакция сдвинута вправо.Время пребывания элементов во взвешенном, ионном состоянии в воде различно. Нахождение натрия сопоставимо с возрастом океана, что указывает на его пониженную реакционную способность. Распространенные K, Ca, Mg содержатся около 107 лет, Mn – 1400 лет. Наиболее короткое время пребывания имеют Si и Al. Часть кремния захватывается организмами, алюминий осаждается из раствора. Искусственные радиоизотопы цезия и стронция дольше пребывают в воде по сравнению с периодом их полураспада. Металлы из воды удаляются путем осаждения, адсорбции сульфидом железа, оксидом марганца и глинами или в результате деятельности организмов.
Особенности гидросферы континентов.
Материковые воды (ледники, озерные, болотные, речные, подземные, термальные вулканических областей) в основном формируются за счет атмосферных осадков, часть их инфильтруется, пополняя подземные воды. Они соприкасаются с породами, живыми организмами, атмосферой, поэтому компонентный состав материковых вод аналогичен океаническим, за исключением вод с минимальной минерализацией (пресных) и преобладающих катионов и анионов. Основной химический состав материковых вод гидрокарбонатно-кальциевый . Закономерности соотношений химических элементов по материкам близкие. Повышенным содержанием в водах SiO2 за счет вод зоны экваториальных и тропических лесов выделяются ЮжнаяАмерика и Африка. Минерализация материковых вод испытывает сезонные колебания: зимой минерализация выше, чем в период половодий, сезона дождей или таяния ледника. В зонах избыточного увлажнения воды могут быть ультрапресные. Озера гумидной зоны имеют пресные воды, аридной – соленые, чаще хлоридно-сульфатные. Подземные воды изменяются от пресных до соленых, некоторые бассейны их изолированы водонепроницаемыми осадочными породами и содержат очень мало свободного кислорода.Грунтовые воды – источник питания многих рек, содержат растворенный кислород, поэтому могут окислять сульфидные руды. Минерализация их повышается в направлении север–юг, соответственно_ изменяется кислая реакция в тундре на нейтральную и слабощелочную в зоне пустынь.
Ресурсы гидросферы
В прибрежно-морской зоне кроме кремния и титана могут формироваться россыпи при выветривании материнских пород и руд. Они представлены местами самородными золотом и платиной, оловом, вольфрамом, ртутью, ниобием, танталом, церием, цирконием. По мере удаления от прибрежной зоны отлагаются бокситы, которые сменяются бурыми железняками, марганцевыми рудами. Перед склономокеанического дна аккумулируются фосфориты и глаукониты, на склоне – батиальные известково-кремнистые осадки органического генезиса. На дне глубоководных впадин, кроме илов, образуются железо-марганцевые конкреции. В них содержание Mn достигает 50,3 %, Ni – 2,78, Cu – 1,90, Co – 2,53 %, встречаются практически все элементы Соли, извлеченные из вод Мирового океана, покрыли бы материки слоем 200 м. На каждого жителя пришлось бы 1,2 кг золота, 4 млн.т натрия. Почти половину мировой добычи магния. Океан дает почти половину мировой добычи магния (200 тыс. т) и 40 тыс. т брома. Йод извлекают из морских водорослей. Основным технологическим приемом по извлечению элементов из морской воды является сорбция.
Геохимия атмосферы
На Земле газы образуют самостоятельную оболочку – атмосферу. В земной коре они встречаются в трех формах: свободной; растворимой в воде, расплавах и нефти; адсорбированной и окклюдированнойгорными породами. Общая масса газов оценивается величиной 8,38 ·1015 т, из них на массу атмосферы приходится 5,15 · 1015 т. Относительно массы всей Земли газы составляют всего лишь 9 · 10–5 %.Образование и классификация газов. А. И. Перельман (1989) выделил три основные группы процессов образования газов: физико-химическую, биогенную и техногенную. Физико-химические процессы включают реакции, которые приводят к образованию CO2, H2S, водяного пара и других газов. Радиоактивный распад генерирует инертные газы, радиолиз воды создает химически активные H+ и ОН–, космические лучи приводят к образованию 14С, 3Н и других радиоактивных изотопов. Биогенные процессы (фотосинтез, биохимический) участвуют в образовании O2, CO2, N2, H2S, CH4 и других газов. С техногенными процессами связано поступление в атмосферу CO2, CO, оксидов азота, серы, органических летучих соединений (диоксин, бензапирен и др.).
«отопительной системой» планеты. Действительно, средняя температура воды в океане + 17°С, в то время, когда — только +14°С. Океан является своеобразным аккумулятором тепла на Земле. Вода значительно медленнее нагревается из-за своей низкой теплопроводности, по сравнению с твердой сушей, но и очень медленно расходует тепло, при этом обладая очень большой теплоемкостью.
Температура воды в океане зависит прежде всего от географической широты, чем дальше от экватора, тем температура воды будет ниже, однако, не стоит думать, что во всей толще океана вода имеет одинаковую температуру. Из-за низкой теплопроводности солнцем нагреваются только поверхностные воды, в то время как с увеличением глубины в океан поступает все меньше солнечного света, а температура воды понижается. Глубже 3-4 км она постоянна во всем океане и примерно равна 3°С. Эта температура на дне океана также неслучайна. Дело в том, что плотность воды меняется в зависимости от температуры нелинейно. То есть, при охлаждении плотность воды сначала увеличивается и, когда температура воды опускается до +4°С — становится максимальной, при дальнейшем охлаждении плотность снова начинает расти, при температуре 0°С вода превращается в лед, а плотность льда, как известно, уже на столько ниже плотности окружающей его жидкой воды, что он плавает по её поверхности. Именно поэтому в океане образуются плавучие льды и айсберги, образующиеся в приполярных областях планеты. Однако, стоит заметить, что океаническая вода замерзает не при нулевой температуре, а при значениях около -2°С, так как вода в океане соленая.
Соленость воды в океане измеряется в ‰ (промилле). Средняя соленость Мирового океана — 35‰. Это значит, что 35/1000 массы океанической воды составляет чистая соль, а в одном килограмме воды будет содержаться 35 граммов соли. Большую часть от этой соли составляют хлориды (Cl-) — 88%, около 11% приходится на сульфаты (SO42-) и около 1% на карбонаты (CO32-) и прочие вещества. Соленость Мирового океана зависит от ряда факторов:
впадающие в океан реки и большое количество осадков снижают соленость, разбавляя воду, большое испарение и образование льда увеличивают концентрацию соли. Поэтому соленость океана меняется с географической широтой. На экваторе из-за большого количества впадающих рек и обильных осадков соленость достаточно низкая. В тропиках соленость воды на планете самая высокая — испарение идет очень активно, но осадки при этом не образуются, и дождей очень мало. В умеренных широтах соленость очень низкая, так как с падением температуры при удалении от экватора испарение с поверхности океана уменьшается, а дождей здесь выпадает много. У полюсов соленость имеет средние значения, так как при низком количестве осадков и образовании льдов, активно идут процессы их таяния, распресняющие воду в океане.
Прозрачность вод Мирового океана уменьшается при удалении от экватора. С понижением растет количество растворенного в ней кислорода, что приводит к увеличению числа микроорганизмов, населяющих океан. Тем не менее, в полярных морях она снова возрастает из-за низких температур. Поэтому самым прозрачным морем является море Уэделла в . Для измерения прозрачности используется диск Секки — это диск черно-белой окраски, опускаемый в воду, при этом для определения прозрачности фиксируется глубина, на которой он исчезает. В море Уэделла он исчезает на глубине 79 м. Вторым по прозрачности является Саргассово море — 66 м. Теоретически в дистиллированной воде диск Секки должен исчезать на глубине 80 м.
1. Соленость. Океаническая вода – это раствор, содержащий все химические элементы. Особенно много в океанической воде хлора, натрия, магния, серы, меньше – брома, углерода, стронция, бора. Содержание остальных элементов ничтожно мало – менее 1%.
Общее количество солей в океане 5 . 10 17 т, они могут покрыть всю Землю слоем в 45 м толщиной. Больше всего в океане солей натрия (NaСl) и магния (MgCl), которые придают воде солено горький вкус.
Средняя соленость Мирового океана составляет 35% о, т.е. в 1 литре океанической воды содержится 35 г солей. Соленость зависит от соотношения атмосферных осадков и испарения, стока с суши (рек), таяния льдов. В распределении солености на Земле проявляется широтная зональность. В экваториальных широтах соленость несколько меньше средней (около 34 о / оо), в тропических широтах она увеличивается до 37 о / оо. Далее к северу и к югу соленость уменьшается: в умеренных широтах до 35 о / оо, а в полярных до 33-32 о / оо.
Широтную зональность в распределении солености нарушают океанические течения. Наиболее соленым считается Атлантический океан – почти 35,5 о / оо, наименее соленым – Северный Ледовитый - около 32 о / оо (у берегов Азии - всего 20 о / оо). Самыми солеными являются Персидский залив (39 о / оо), Красное море (42 о / оо), Средиземное море (39 о / оо).
На глубинах более 1500 м соленость Мирового океана неизменна – около 34,9 о / оо.
2. Температура. Температура всей массы океанической воды равна приблизительно +4 о С. Вода – самое теплоемкое тело на Земле, поэтому океан медленно нагревается и медленно остывает. Как уже говорилось, океан – мощный аккумулятор тепла.
Средняя температура поверхностных вод океана +17 о С (среднегодовая температура суши +14 о С). Наибольшие температуры воды в северном полушарии бывают в августе, наименьшие – в феврале (в южном полушарии наоборот).
Температура поверхностных вод зональна. В приэкваториальных широтах весь год температура +27 о - +28 о С, в тропических - +15 о - +25 о С, в умеренных – 0 о - +10 о С, в полярных – 0 о - –2 о С. Наиболее теплым является Тихий океан (средняя температура +19 о С), а самыми теплыми частями Мирового океана являются Красное море (+32 о С) и Персидский залив (+35 о С).
Суточные и годовые колебания температуры воды небольшие: суточные – около 1 о С, годовые в умеренных широтах – 5-10 о С.
Значительные изменения температуры происходят только в верхних слоях воды океана – 200-1000 м, глубже температура равна +4 о +5 о С, у дна в полярных широтах – около 0 о, в экваториальных широтах - +2 о +3 о С.
3. Лед в океане. Температура замерзания воды зависит от ее солености. Образование льда начинается с возникновения пресных кристаллов, которые затем смерзаются. При этом в пространстве между кристаллами остаются капли рассола, поэтому лед соленый. Рассол постепенно стекает между кристаллами, и с течением времени лед опресняется.
При спокойной воде образуется игольчатая структура льда, при перемешивании – губчатая структура. Лед погружен на 9/10.
Соленый лед менее прочный, чем пресный, но зато он более пластичный и вязкий.
Начальная стадия льдообразования – ледяные кристаллы. Далее образуется ледяная пленка – сало, при выпадении снега образуется снежура. Вдоль берега нарастает полоса льда – береговой припай. Взрослый лед имеет толщину 50-70 см и более.
В полярных широтах северного полушария образующийся зимой лед не успевает растаять за лето. Среди полярных льдов встречаются однолетние и многолетние. Толщина однолетних льдов в Арктике 2-2,5 м, в Антарктике 1-1,5 м. Многолетние льды имеют толщину 3-5 м и более.
При сжатии льды образуют торосы. Недвижущийся лед находится только у берега, остальной – дрейфует. Многолетние толщи дрейфующего льда в Арктике называют паковым льдом (толщиной 5 м и более). Эти льды занимают около 75% общей площади льдов в Северном Ледовитом океане (в Южном океане их нет).
При таянии льда на нем образуются озерки – снежницы, затем при температуре больше 0 о С образуются полыньи и т.д.
Кроме морских льдов, в океане могут быть речные льды, выносимые весной реками, а также материковые льды – айсберги.
Льды покрывают почти 15% всей акватории Мирового океана. В Арктике наибольшего распространения льды достигают к апрелю-маю, наименьшего – к концу августа. В Антарктике зимой (с мая по октябрь) льды кольцом окружают материк, а летом – это кольцо (январь-февраль) разрушается.
Айсберги доходят до 50 о с.ш. в северном полушарии и 30 о ю.ш. в южном полушарии. В море Уэделла был обнаружен айсберг длиной 170 км и высотой 100 м.
4. Плотность. С увеличением солености воды увеличивается ее плотность. Этому способствует и охлаждение воды, а также испарение, образование льда. Холодная вода имеет большую плотность, чем теплая, поэтому она опускается вниз. Средняя плотность воды океана равна приблизительно 1; она увеличивается от экватора к полюсам и вглубь океана.
5. Давление. Воздух оказывает огромное давление на океан. Кроме того, сама вода создает давление, и, чем глубже, тем давление это больше. На каждые 10 м глубины давление увеличивается на 1 атм. Все процессы на большой глубине совершаются под сильным давлением.
6. Прозрачность. Наименьшая прозрачность воды у берегов. Она также уменьшается в период планктона. В прозрачной воде солнечный свет проходит до глубины около 600 м, далее полная тьма. Наиболее прозрачны центральные части океанов и самым прозрачным является Саргассово море.
7. Цвет. Толща чистой воды океана имеет голубой или синий цвет («цвет океанической пустыни»). Присутствие планктона придает воде зеленоватый оттенок, различные примеси – желтовато-зеленый (близ устья рек вода может быть даже коричневой).
8. Газовый состав. В океанической воде всегда растворены газы. Чем выше температура и соленость, тем меньше газов может раствориться в воде. Газы попадают в воду из атмосферы, при химических и биологических процессах в океане, с речной водой, при подводных извержениях. В воде растворены кислород, углекислый газ, сероводород, аммиак, метан.
В открытом океане вода более прозрачная, чем вблизи берегов, так как около берегов в воде больше примесей. В зависимости от типа примесей вода может иметь различный оттенок. Например, воды Желтого моря имеют желтый оттенок из-за ила такого цвета, который попадает в море вместе с водами впадающих в него рек.
Вода по-сравнению с сушей медленнее нагревается и медленнее остывает. Ее теплоемкость больше. В теплое время вода океана накапливает огромное количество тепла и, остывая в холодное время, отдает его. Поэтому Мировой океан существенно влияет на температуру суши, когда ветры дуют с него на материки.
С глубиной температура вод океана падает и уже глубже 200 м может быть около нуля или даже ниже.
Температура верхних слоев вод Мирового океана, также как и на суше, зависит от широты местности. На экваторе она намного теплее, чем на полюсах. В умеренных поясах летом вода теплее, чем зимой. Средняя температура поверхностных вод Мирового океана около +17 °C.
Важным свойством океана является его соленость. На самом деле морская вода горько-соленая. В ней растворены различные соли. Соленость показывает, сколько граммов солей растворено в 1 литре воды. Измеряется соленость в промилле (‰). Средняя соленость вод Мирового океана около 35‰. Это значит, что в 1 литре океанической воды растворено 35 граммов различных солей.
В океанах растворено множество различных веществ, но больше всего в ней поваренной соли.
Соленость вод океана не везде одинакова. Так не нее влияют входящие в моря реки. Они опресняют близлежащие воды. Таяние льдов также делает воду менее соленой. Течения переносят воды и влияют на соленость. Особенно сильно влияют на соленость осадки. Где много дождей, соленость меньше. В тех местах, где высокая температура и мало осадков, соленость высокая, так как при высокой температуре вода больше испаряется.
Соленость и температура оказывают влияние на плотность воды. Холодная вода тяжелее теплой, более соленая вода тяжелее менее соленой. Различная плотность воды приводит к тому, что она перемещается.
Количество растворенных в воде веществ влияет на температуру ее замерзания. Чем их больше, тем при более низкой температуре замерзает вода. Так в среднем океаническая вода замерзает при температуре –2 °C.
Живые организмы, живущие в морях и океанах, приспособлены к определенной солености.
В воде также растворены газы. Так количество кислорода в воде уменьшается с повышением температуры. Поэтому в теплых водах количество живых организмов меньше, чем в относительно более холодных. С глубиной количество кислорода также уменьшается.
