5. РАСТВОРЁННЫЕ ГАЗЫ В МОРСКОЙ ВОДЕ
Главнейшим источником насыщения газами вод моря является атмосферный воздух. Он проникает в воду, растворяется в воде и волнами и течениями разносится на различные глубины. Напомним, что атмосферный воздух состоит почти на четыре пятых из азота и на одну пятую из кислорода. Когда воздух проникает в воду, то это соотношение азота и кислорода меняется. Вода лучше растворяет кислород и меньше азот. Поэтому в составе растворённых в морской воде газов кислорода будет в среднем 34 процента вместо 21 процента в составе атмосферного воздуха.
Количество растворённых газов в воде зависит от многих причин; особенно большое значение имеет температура воды. Чем выше температура воды, тем меньше газов в ней растворится. Поэтому в водах полярных морей растворяется гораздо больше газов, чем в южных и особенно тропических.
Кислорода, естественно, больше всего в поверхностных слоях моря. Чем глубже, тем всё меньше и меньше становится кислорода. Но течения хорошо перемешивают воду, и кислород, хотя бы в малом количестве, всегда распространяется до дна. Только в застойных морях, таких, как Чёрное море, кислорода на глубинах нет.
Кислород — важнейший газ для жизни всех живых существ. Морские организмы дышат кислородом, как и их наземные братья. В областях, где есть много водорослей, обогащение кислородом может идти и за счёт фотосинтеза: так же, как и растения суши, водоросли в процессе питания поглощают углекислый газ и выделяют кислород.
6. ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ В МОРЕ
В русской кругосветной экспедиции на корабле «Рюрик» в 1823–1826 годах петербургский физик Э. Ленц впервые точно измерил температуру глубинных морских вод. Оказалось, что температура воды на больших глубинах, так же как и её солёность, изменяется очень мало. Большие изменения температуры морской воды происходят лишь на глубине до 1000 метров.
Исследование температуры морских вод имеет огромное значение для объяснения климата различных частей суши. Так, например, существование у нас на крайнем Севере незамерзающего порта Мурманск связано с огромным отепляющим влиянием тёплого течения (ветвь Гольфстрима), идущего из тропической части Атлантического океана. Или другой пример. На одинаковой широте находятся города Красноярск и Рига. Но первый лежит далеко от моря, в Сибири, поэтому здесь климат резко континентальный — с очень холодной зимой и жарким летом. А в Риге, наоборот, зима мягкая и недолгая, летом идут частые дожди.
Вода обладает большей теплоёмкостью, чем воздух: для того чтобы нагреть на 1 градус равные объёмы воды и воздуха, надо при нагревании воды затратить тепла в 3000 раз больше, чем при нагревании воздуха.
Всё лето солнце нагревает море. Море поглощает громадное количество тепла, но благодаря большой теплоёмкости воды и огромному объёму вод моря колебания температуры в воде не так велики, как на суше. Летом температура воды в море ниже, чем температура воздуха. Зимою, наоборот, — температура воды выше, чем воздуха. Вот почему летом на побережье не так жарко, как в глубине континента. Вот почему летом ветер с моря несёт прохладу.
Зимою нагревшиеся за лето массы воды отдают часть своего тепла воздуху. Ветер подхватывает это тепло и уносит его далеко в глубь суши, отепляя и увлажняя климат приморских стран зимою. Средняя температура поверхности мирового океана —17,4 градуса, тогда как средняя температура воздуха на всём земном шаре всего 14,0 градусов. Таким образом, зимою океан является как бы гигантской «печкой», которая обогревает сушу.
Температура верхних слоёв морской воды очень сильно меняется по времени года и в небольшой степени в течение суток.
Суточные колебания температуры воды сказываются более значительно только в береговой области или в небольших заливах и бухтах.
Гораздо значительнее сезонные изменения в температуре воды. В зависимости от места эти изменения весьма различны; больше всего они в странах умеренного климата. Так, у берегов Англии, например, сезонные изменения в температуре воды выражаются почти в 10 градусов. Зато в тропических странах, близ экватора, сезонные отличия температуры не превышают 2 градусов.
Как ни сильно греет солнце в тропиках, но температура воды в открытом океане не поднимается выше 30 градусов. Получается это потому, что воды океанов, находясь всегда в движении, хорошо перемешиваются. Только в узких заливах, или морях, окружённых раскалённой сушей (Красное море, Персидский залив), температура на поверхности воды достигает 35 градусов.
Естественно, что самые холодные воды — это воды Северного Ледовитого океана и воды, омывающие Антарктиду. Но благодаря большой теплоёмкости воды и благодаря льдам, плавающим на поверхности моря, наши северные моря не промерзают до дна, несмотря на долгую и холодную полярную зиму. Тёплые течения приносят тёплые воды далеко на север; холодные течения выносят льды и холодные воды далеко на юг.
7. МОРСКОЙ ЛЁД
Обычная пресная вода замерзает при 0 градусов. Совсем другое дело в море. Чем выше солёность воды, тем ниже температура, при которой образуется лёд. Так, при солёности в 10 промиллей замерзание воды начинается при минус 0,5 градуса, а при солёности в 35 промиллей — только при минус 1,9 градуса.
При замерзании морской воды в лёд превращается только сама вода. Соли не образуют со льдом единой кристаллической массы. Они или вымораживаются на поверхности льдины, где образуют кристаллы затейливого узора — «ледяные цветы», либо образуют внутри льдов капельки рассола, куда временно «отжимаются» соли. Таким образом, лёд получается почти пресным. Нередко этим пользуются мореплаватели, чтобы запастись пресной водой при плавании в полярных морях.
При морозе в 30 градусов ледяные кристаллы смерзаются настолько плотно, что капелек с раствором солей между ними почти не остаётся. Лёд приобретает большую прочность и становится совсем пресным.
Толщина морского льда редко бывает более двух метров. Однако различные нагромождения льдов — так называемые торосы — встречаются и более мощными. Над водой возвышается только 1/7—1/8 часть общей толщины льда. Остальная часть находится под водой.
Как образуется лёд?
Сначала в воде появляются ледяные иголки — кристаллы. Постепенно смерзаясь на поверхности моря, они приобретают вид плёнки. Эту плёнку льда называют «салом». Обычно волнение в море препятствует образованию сплошного ледяного покрова на больших пространствах, и плёночки сала, смерзаясь, образуют небольшие ледяные блины — до 30 сантиметров в диаметре. Эти блины сталкиваются друг с другом и по их краям образуется характерный бортик. В таком виде этот лёд называют блинчатым льдом.
В дальнейшем блинчатый лёд смерзается в льдинки до 10 сантиметров толщиною; их называют «молодиком». Молодик растёт и сверху и снизу: падающий снег образует на нём легко замерзающую ледяную кашицу, а снизу идёт намерзание льда в результате прилипания всё большего и большего количества ледяных кристаллов, образующихся в верхнем слое морской воды. В результате образуется льдина до метра толщиною и в несколько гектаров площадью.
Жизнь таких льдин недолговечна. Ветер сталкивает льдины друг с другом, и они разламываются. По
