Hải dương học đại cương - Chương mở đầu: những dẫn liệu tổng quát về Đại dương thế giới

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

165
lượt xem 37
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Theo quan niệm truyền thống , hải dương học là khoa học nghiên cứu những quá trình vật lý, hóa học, sinh học và địa chất học diễn ra trong đại dương thế giới và trên các biên của nó.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hải dương học đại cương - Chương mở đầu: những dẫn liệu tổng quát về Đại dương thế giới

I H C QU C GIA HÀ N I 3 V. N. MALINHIN .. H ID NG H C IC NG 1. PH N 1. CÁC QUÁ TRÌNH V T LÝ , « », BIÊN D CH: PH M V N HU N « » - 1998 NHÀ XU T B N I H C QU C GIA HÀ N I
2.11. S ô nhi m hóa h c c a n c các i d ng 117 M cl c Ch ng 3. Các tính ch t quang h c và âm h c c a n c bi n 120 3.1. Các tính ch t quang h c 120 3.1.1. Nh ng nhân t c b n quy t nh tính ch t quang h c c a 121 n c bi n 3.1.2. Ph n x và khúc x ánh sáng t i m t bi n. Khái ni m 124 M u 7 albe ô Ch ng 1. Nh ng d n li u t ng quát v i d ng Th gi i 19 3.1.3. S h p th và tán x ánh sáng trong n c bi n 129 1.1. Phân b n c và l c a trên Trái t 19 3.1.4. S suy y u ánh sáng trong n c bi n 132 1.2. Các c tr ng tr c l ng hình thái và s phân chia i d ng 23 3.1.5. Màu và trong su t c a n c bi n 135 Th gi i 3.1.6. S phát quang và bi n màu c a bi n 138 1.3. Các c tr ng khí h u c a các i d ng 36 3.2. Các tính ch t âm h c 140 1.4. S phân i c a n c i d ng 44 3.2.1. S truy n âm trong n c bi n 140 1.5. c tr ng a ch t h c c a i d ng Th gi i 48 3.2.2. S khúc x các tia âm. Kênh âm ng m 144 1.5.1. Nh ng d n li u chung v a hình áy i d ng Th gi i 49 3.2.3. S t t d n âm trong n c bi n 148 1.5.2. c i m c u t o l p v i d ng c a Trái t 57 3.2.4. c i m phân b t c âm trong các i d ng 150 1.5.3. Các quá trình ngo i sinh và n i sinh 59 3.2.5. Ti ng n c a i d ng 153 1.5.4. Tr m tích áy 65 Ch ng 4. S xáo tr n n c trong i d ng 155 1.5.5. Ngu n g c và l ch s a ch t i d ng Th gi i 69 4.1. Khái ni m v xáo tr n 155 Ch ng 2. Thành ph n, tính ch t v t lý và hóa h c c a n c bi n 75 4.2. Phân t ng m t và n nh th ng ng 158 76 2.1. C u t o phân t c a n c 4.3. Nh ng d n li u t ng quát v xáo tr n i l u 163 2.2. Các tr ng thái t h p c a n c và s chuy n pha 78 4.4. i l u nhi t mu i th ng ng và ph ng pháp tính toán c a N. 169 2.3. Các c tr ng v t lý c b n c a n c bi n 80 N. Zubov 2.3.1. Nhi t n c 81 4.5. Phân lo i các i u ki n phân t ng nhi t mu i. Khái ni m v vi 175 2.3.2. Áp su t th y t nh 83 c u trúc i d ng 2.3.3. M t n c bi n 85 4.6. Nh ng d n li u t ng quát v xáo tr n r i 184 2.4. Ph ng trình tr ng thái c a n c bi n 87 4.7. S trao i r i trong i d ng 187 2.5. Các c tr ng nhi t c b n c a n c bi n 91 4.8. Nh ng quy mô và c ch phát sinh r i i d ng 194 2.6. M t s tính ch t khác c a n c bi n 95 Ch ng 5. Trao i nhi t và m trong h th ng i d ng - khí quy n 196 2.7. Nhi t óng b ng và nhi t mt cc i 100 5.1. c tr ng t ng quát v các quá trình t ng tác i d ng và khí 196 2.8. Nh ng d th ng trong tính ch t v t lý c a n c 102 quy n 2.9. mu i và các tính ch t hóa h c c a n c bi n 104 5.2. S trao i nhi t trong h th ng i d ng - khí quy n 200 2.10. Thành ph n hóa h c n c i d ng 108 204 5.3. Cân b ng b c x c a i d ng 2.10.1. Các h p ph n chính trong thành ph n mu i n c bi n 109 5.3.1. Ph ng trình cân b ng b c x và nh ng ph ng pháp c 204 2.10.2. Các nguyên t vi l ng 110 l ng các thành ph n c a nó 2.10.3. Các ch t khí hòa tan 111 5.3.2. Phân b các thành ph n cân b ng b c x trên i d ng 209 2.10.4. Ch t h u c 113 5.4. Cân b ng nhi t c a i d ng 213 2.10.5. Các nguyên t dinh d ng chính 114 5.4.1. Ph ng trình cân b ng nhi t c a i d ng 213 2.10.6. V ngu n g c kh i l ng mu i c a i d ng 115 3 4
5.4.2. Nh ng bi n thiên enthalpy c a i d ng 216 7.3.3. Nh ng c tr ng nhi t v t lý c a b ng 323 5.4.3. S v n chuy n hi n nhi t trong i d ng 218 7.3.4. Nh ng tính ch t c h c c a b ng 324 5.4.4. M t nhi t cho b c h i và nhi t trao i r i c a i d ng 223 7.4. Bi n i dày b ng do các quá trình nhi t 327 v i khí quy n 7.4.1. S t ng tr ng dày b ng 327 5.5. Khái ni m chu trình th y v n 235 7.4.2. S tan b ng 330 5.6. Trao i m trong h th ng i d ng - khí quy n 238 7.5. Khái ni m v trôi b ng. Các c i m trôi b ng B c C c và 332 5.6.1. Giáng th y 238 Nam C c 5.6.2. B c h i hi u d ng 242 7.6. Phân b b ng trên i d ng Th gi i 338 5.6.3. Dòng kh i t i m t i d ng 247 7.6.1. Cân b ng b ng 338 5.6.4. Cân b ng n c c a các i d ng 249 7.6.2. c tr ng t ng quát v th m b ng các i d ng và bi n 344 5.7. M t s d n li u v các d ng t ng tác khác c a i d ng và khí 252 7.6.3. Các núi b ng trôi 349 quy n Tài li u tham kh o 354 5.7.1. T ng tác ng l c 252 5.7.2. Trao i các ch t khí 256 5.7.3. Trao i mu i. Liên h gi a cân b ng mu i và cân b ng 260 n c i d ng Ch ng 6. C u trúc không gian c a n c i d ng và các kh i n c 264 6.1. Các i c u trúc c a i d ng Th gi i 264 6.2. C u trúc th ng ng c a các tham s tr ng thái c a i 269 d ng 6.2.1. Nhi t n c 269 6.2.2. mu i 276 6.2.3. M t n c 282 6.3. Khái ni m v các kh i n c. Phân nh các kh i n c trên c s 284 phân tích T S 6.4. Nh ng kh i n c c b n c a i d ng Th gi i 291 6.5. V nh ng c ch hình thành và ti n tri n c a các kh i n c i 297 d ng 6.6. C u trúc ph ng ngang c a các tham s tr ng thái i d ng 302 6.6.1. Nhi t n c 302 6.6.2. mu i 307 6.6.3. M t n c 310 Ch ng 7. B ng trong i d ng 313 7.1. Phân b b ng trên Trái t 313 7.2. Phân lo i b ng 317 7.3. Nh ng tính ch t v t lý và c h c c a b ng bi n 321 7.3.1. mu i c a b ng 321 7.3.2. M t b ng 322 5 6
M u -T ng tác id ng và khí quy n. V t lý h c i d ng, hay h i d ng h c v t lý, nghiên c u nh ng quy lu t c b n c a các quá trình và hi n t ng v t lý di n ra trong i 1. it ng và nhi m v c a h i d ng h c ic ng d ng Th gi i và trên các biên c a nó. ây h i d ng h c t nó là b ph n c u thành c a a v t lý - m t t h p các khoa h c v nh ng tính ch t Theo quan ni m truy n th ng, h i d ng h c là khoa h c nghiên c u và quá trình v t lý di n ra trong các quy n r n, l ng và khí c a Trái t. Do nh ng quá trình v t lý, hoá h c, sinh h c và a ch t h c di n ra trong i ó, a v t lý, ngoài v t lý i d ng, còn bao g m v t lý khí quy n, th ch d ng Th gi i và trên các biên c a nó. S khác bi t c n b n gi a h i d ng quy n và n c trên l c a. h c v i các khoa h c khác v Trái t có liên quan, tr c h t v i khí t ng i t ng nghiên c u c a v t lý i d ng là nh ng tính ch t c a n c h c và th y v n h c ch y u nghiên c u nh ng quy lu t v t lý c a các quá i d ng (nhi t, quang, âm...), các h i l u, th y tri u, sóng, dao ng m c trình và hi n t ng trong l p v khí c a hành tinh và l p n c l c a, là n c, b ng bi n, s t ng tác l n nhau và liên h c a chúng v i nh ng quá ch h i d ng h c có c i m t ng h p, t c t t c các quá trình c xem trình khí quy n, sinh h c và hoá h c. Vì m t s b ph n c a h i d ng h c xét trong s th ng nh t và liên h t ng h v i nhau trong môi tr ng n c. v t lý ã khá phát tri n v lí thuy t và có giá tr th c ti n to l n, nên c n Thí d , n ng l ng m t tr i t i m t i d ng là quá trình v t lý và do c phân chia thành m t s h ng c l p: ng l c h c i d ng, bao ó c nghiên c u trong khuôn kh v t lý i d ng và khí t ng bi n. g m tr c h t các l nh v c th y tri u, chuy n ng sóng và dòng ch y, Nh ng ng th i b c x xâm nh p vào trong n c quy nh quá trình quang quang h c bi n và âm h c bi n. h p c a th c v t phù du, nh h ng (thông qua nhi t n c) t i s hình Hoá h c i d ng nghiên c u thành ph n và các tính ch t hoá h c thành và phân b các c th s ng trong môi tr ng n c, ó là i t ng c a n c bi n, tr m tích áy, các ch t l l ng, b ng bi n, các c th s ng, nghiên c u c a sinh h c bi n. B c x c ng nh h ng t i t c các ph n c ng nh nh ng quy lu t c b n c a các quá trình hoá h c phát tri n trong ng hoá h c trong i d ng, chu trình tu n hoàn c a các nguyên t hoá h c, các i d ng và bi n. s hoà tan các khí trong n c bi n, ó là nh ng i t ng nghiên c u c a Sinh h c i d ng nghiên c u ngu n g c và s phát tri n c a các c hoá h c bi n. Nh ng quy lu t phân b a lý c a b c x c xem xét trong th s ng trong bi n, m i liên h gi a chúng v i môi tr ng và s d ng tài khuôn kh môn a lý t nhiên i d ng, hay h i v n. nguyên sinh v t cho nhu c u loài ng i. Nh v y, có th phân nh trong h i d ng h c m t lo t các b môn có Sinh thái h c i d ng xét nh ng quan h và t ng tác c a các c giá tr c l p: th s ng, trong ó có con ng i, v i môi tr ng bi n. - V t lý h c id ng, a ch t h c i d ng nghiên c u a hình và áy, b i d ng, - Hoá h c id ng, nh ng quá trình a m o, s hình thành tr m tích áy, ngu n g c và ti n hoá - Sinh thái h c id ng, v trái t... - a ch t h c id ng, T ng tác i d ng và khí quy n xem xét nh ng quy lu t v t lý c a - a lý id ng (h i v n), các quá trình khí quy n bên trên i d ng và t i biên phân cách v i khí 7 8
quy n. e) Các quy lu t ng l c (sóng, dòng ch y, th y tri u), s phân lo i, nh ng ph ng pháp tính và c tr ng a lý v chúng; a lý i d ng có th phân chia thành hai h ng: a lý t nhiên, hay h i v n và a lý kinh t . i t ng nghiên c u c a h i v n là nh ng quy f) Các tính ch t lý hoá và s hình thành, s chuy n d ch, phân lo i và lu t a lý c a các quá trình v t lý, hoá h c di n ra trong i d ng. phân b c a b ng bi n; a lý kinh t xem xét i d ng d i góc s d ng tài nguyên c a g) Các quá trình sinh h c trong i d ng và s liên h c a chúng v i nó và coi nó là i t ng tr c ti p trong ho t ng kinh t c a loài ng i. nh ng nhân t phi sinh h c. S n l ng sinh h c và di n bi n c a nó d i tác ng c a các nhân t t nhiên và nhân sinh; Nh ng h ng li t kê trên ây c a h i d ng h c ã t t i nh ng thành t u áng k v nh n th c i d ng, có tính c l p nh t nh và ý ngh a h) S hình thành a hình áy các i d ng, các quá trình a ch t tác th c ti n to l n. Do ó, nên xem h i d ng h c nh là m t t p h p các b ng trong i d ng; nh ng gi thuy t c b n hình thành v trái t. môn khoa h c v i d ng Th gi i, nghiên c u nh ng quá trình và hi n Rõ ràng ph i th a nh n công trình u tiên khái quát nh ng d n li u v t ng lý hoá c ng nh các hi n t ng khác di n ra trong nó trong s th ng các quá trình h i d ng h c là cu n “ a lý t nhiên i d ng” xu t b n nh t a lý, liên h qua l i, phát tri n l ch s phân hoá khu v c. n m 1885 c a nhà nghiên c u ng i M M. Mori. u th k 20 xu t hi n m t lo t các công trình t ng quát v h i d ng h c i c ng: “Giáo khoa H i d ng h c i c ng th c ch t là s khái quát, t ng h p nh ng c s và nh ng quy lu t chung nh t c a h i d ng h c. C s c a nó tr c h i v n h c” c a O. Criummel (1907-1911), “Th y v n bi n” c a I.B. h t là nh ng nh lu t lí thuy t mô t nh ng quá trình và tính ch t c a n c Spindler (1914-1915) và “H i v n h c” c a I.M. Sokanski (1917), tái b n i d ng và nh ng quy lu t a lý mà nh ng quá trình, tính ch t ó bi u n m 1959 và v n còn giá tr cho t i ngày nay. hi n trong không gian và th i gian. Chính h i d ng h c i c ng liên k t u nh ng n m ba m i r t n i ti ng cu n “ a lý i c ng các bi n” các khoa h c b ph n v i d ng thành th th ng nh t và có ch c n ng c a K. Vallo (Pháp, 1933). Sách này mô t m t cách t m i v i th i b y cung c p m t quan ni m toàn v n v b n ch t c a i d ng Th gi i. gi v a lý t nhiên các i d ng và bi n, nh ng d n li u c s v các quá Nh ng nhi m v ch y u c a h i d ng h c ic ng g m: trình sinh h c và a ch t, c tr ng chi ti t v s t ng tác c a con ng i v i môi tr ng i d ng. a) Các tính ch t nhi t h c, quang h c, âm h c, hoá h c và nh ng tính ch t khác c a n c bi n; Cu n chuyên kh o “Các i d ng: v t lý, hoá h c và sinh v t h c” c a H. Sverdrup, M. Jonson và R. Fleming xu t b n M n m 1942 có giá tr c b) Các quá trình xáo tr n r i và i l u v i nh ng quy mô l y trung s . áng ti c, cu n sách tuy t v i này, ã c xu t b n nhi u n c, bình khác nhau; nh ng ch a c d ch sang ti ng Nga. c) Các ph ng pháp tính nh ng thành ph n cân b ng nhi t và n c i Sau Chi n tranh th gi i th hai ã th c s di n ra s bùng n v nh ng d ng, nh ng c i m phân b a lý c a chúng; nghiên c u i d ng. Và do ó xu t hi n r t nhi u n ph m t ng k t nghiên d) Các quy lu t phân b theo ph ng th ng ng và ph ng ngang c a c u. Trong s này ph i k n “H i d ng h c i c ng” c a G. itrich và nh ng c tr ng ch y u c a i d ng, phân tích và phân chia các kh i K. Kalle (n m 1957), “H i d ng h c v t lý” c a A. Defant (n m 1961), n c; “Nh p môn h i d ng h c v t lý” c a Van Arks (n m 1962), “H i d ng 9 10
h c v t lý” c a A. Lacomb (n m 1965). ni m v s phân b n c và t trên vùng không gian sinh s ng c a h trên Trái t và vi t nhi u v nh ng hi n t ng v t lý trong bi n. Gerodot (th k n c Nga, tr c h t ph i k t i nh ng cu n giáo khoa tuy t v i v 5 tr c CN), Posidoni (th k 2 tr c CN), Plini Cha ( u CN) ã t ng mô t n i dung nh “H i d ng h c v t lý” c a N.I. Egorov (xu t b n l n th nh t các dao ng m c n c bi n và m u toan gi i thích hi n t ng này liên h n m 1966, l n th hai n m 1974), “H i d ng h c i c ng” c a L.A. v i v trí t ng i c a M t Tr ng và Trái t. Aristotel ã ch ra s khác Giucov (n m 1976) ã t ng là nh ng cu n sách g i u gi ng không nh ng bi t gi a nhi t n c m t bi n và d i sâu. V y là nh ng nhà khoa h c i v i nh ng sinh viên h i d ng h c, mà c i v i các chuyên gia trong c a th gi i c i ã bi t khá nhi u v a lý và nh ng tính ch t v t lý c a l nh v c khí t ng th y v n. i d ng. B sách “H i d ng h c” xu t b n cu i nh ng n m b y m i c a các Th i trung c , nh ng ng i R p ã có nh ng chuy n i bi n n n chuyên gia hàng u Nga c p t i các l nh v c v t lý, hoá h c, a v t lý, và Trung Hoa, nh ng ng i B c Âu - n Grinlan và vùng b ông B c a ch t và sinh h c i d ng th c s là b sách có m t không hai trên th M , nh ng ng i Nga ph ng b c - n bi n Baren và bi n Kar . H ã m gi i v m c sâu và r ng trong các v n v t nhiên i d ng Th gi i. r ng t m nhìn a lý c a con ng i th i ó, nh ng ch a có c i thi n gì nhi u Ngoài ra, Nga ã xu t b n nhi u cu n giáo khoa và chuyên kh o v nh ng cho h i d ng h c nh là m t khoa h c so v i th i c i. h ng chuyên c a h i d ng h c. Trong danh m c tài li u tham kh o b sung s d n m t s công trình áng quan tâm nh t i v i sinh viên. u tiên trong nh n th c i d ng Th gi i - giai Giai o n l ch s o n tìm ki m g n li n v i K nguyên nh ng phát minh a lý v i (th k 15 n u th k 18). Th i k này c tr ng b i nh ng chuy n i bi n 2. Tóm t t v l ch s nghiên c u h i d ng h c mò m m, ch y u nh m phát hi n nh ng vùng t m i và các m c ích th ng m i. Ng i ta nh n c nh ng d n li u m i v t nhiên các i Nh ng d n li u u tiên v t nhiên c a các i d ng và bi n ã xu t d ng và hình dáng các mi n b m t cách ng u nhiên. Thí d , nh ng ng i hi n r t lâu tr c khi b t u nh ng cu c kh o sát h i d ng h c. Hàng bao i bi n B ào Nha ã phát hi n các h i l u Kanar , Ghinê, Bengen i th k , dân c nh ng vùng ven b v n th ng quan sát sóng, th y tri u, h i Tây D ng. M t ng i Tây Ban Nha Alminos l n u tiên n m 1513 ã l u trên bi n và d n d n tích l y tri th c v nh ng hi n t ng ó. Quãng th i thông báo v G nstrim. Cristoph Columb ã ti n hành quan tr c dòng ch y gian dài t các th i k c i t i u K nguyên các phát ki n a lý v i vùng kh i i d ng và phát hi n dòng Tín phong B c. Nh ng chuy n i chính là ti n s c a nh ng kh o sát h i d ng h c. c tr ng c a th i y là bi n g n b châu M i Tây D ng ã d n t i phát hi n ra các h i l u con ng i làm quen v i nh ng i u ki n t nhiên các vùng n c mà h Braxin và Guiana. t ng tr i. Nh ng ng i i bi n u tiên là t tiên c a nh ng ng i dân thu c Kho ng th i gian t u th k 18 n quí ba th k 19 là giai o n tìm các qu n o ông Nam Á, nh ng ng i Mã Lai, dân c o Crit, ng i Ai i d ng Th gi i. Trong th i gian này ã t ch c nh ng chuy n hi u C p... H ã có nh ng khái ni m v hình dáng a lý, v gió và các dòng h i kh o sát h i v n chuyên. Trong các chuy n kh o sát ôi khi có các nhà t l u nh ng vùng n c mà h ã t ng i qua. nhiên h c tham gia. Nh ng k t qu áng k u tiên thu c v chuy n kh o Nh ng tài li u thành v n và b n u tiên v bi n tìm th y trong các sát c a Bering n m 1728 và c a Bering v i Chiricov n m 1741 ph n phía công trình c a nh ng ng i Hy L p và La Mã. H ã t o ra nh ng quan b c Thái Bình D ng và mi n b B c B ng D ng. Ba chuy n i bi n vòng 11 12
cu c kh o sát này c áo v nhi u m t. Ditmar ã xác l p c qui lu t b o quanh th gi i c a J. Cook (n m 1768-1779) ã r t hi u qu . Các cu c thám hi m c a Bughenvil (1768) và Laperuz (1785-1788) ã cung c p các t li u t n thành ph n mu i n c bi n. Merrei và Renar a ra b ng phân lo i bùn m i v các vùng phía tây Thái Bình D ng. áy bi n. Ngoài ra trong th i gian kh o sát ã phát hi n s s ng t i các sâu l n h n 5 km. Nh ng nghiên c u c a các nhà hàng h i Nga ã t ra r t xu t s c i v i th i y. Trong th i gian chuy n i bi n vòng quanh th gi i c a Nh ng chuy n kh o sát khoa h c trên t u M “Albatros” (1882-1905), Kruzenstain và Lisanski (1803-1806) l n u tiên ã xác nh nhi t và trên các t u c “Waldivia” (1898-1899) và “Gauss” (1901-1903), trên t u tr ng l ng riêng c a n c các Anh “Discovery” (1901-1904) c ng có nh ng óng góp to l n cho s phát sâu. E. Lens tham gia trong chuy n i tri n c a h i d ng h c. F. Nansen ã th c hi n nh ng công trình c áo bi n c a Kosebu (1823-1826) ã ti p t c nh ng công vi c ó. Ông là ng i trên t u “Fram” (1893-1896). Trong th i gian th trôi t u B c B ng D ng u tiên nh n th y s chuy n ng n c l nh v phía xích o và n c m t m v phía ng c l i. ông ã tìm hi u c i m chung c a chuy n ng b ng th y v c B c C c, kh ng nh s xâm nh p c a n c m t i Tây D ng vào các l p sâu và Trong giai o n tìm hi u i d ng ã b t u xu t hi n các công trình th lí gi i nh ng d li u quan tr c ó b ng lí thuy t. t ng quan v nh ng d li u nh n c. Nh ng n m 1760 M.V. Lomonosov ã xu t h th ng phân lo i b ng bi n u tiên và phác th o s Công tr ng to l n trong s nghi p nghiên c u i d ng giai o n này h il u chung các i d ng. N m 1725 Marsili công b “L ch s t nhiên bi n”, thu c v các nhà nghiên c u Nga. ô c S.O. Makarov ã o t c và ây có th xem là công trình u tiên chuyên v h i d ng h c v t lý. Trong h ng dòng ch y m t và dòng ch y sâu Bopho và rút ra nh ng qui lu t sách này d n ra b n t ng quan d li u u tiên v nhi t , tr ng l ng riêng quan tr ng v s trao i n c trong các eo bi n. Trong th i gian chuy n i và màu n c bi n, v a hình và bùn áy i d ng. N m 1848 M. Mori bi n vòng quanh th gi i trên t u “Vitiaz” (1886-1889), ông ã ti n hành công tác h i v n m t cách h th ng, xác nh nhi t , tr ng l ng riêng c a công b “B n gió và dòng ch y” các vùng ng hàng h i. Forghammer n c và t c dòng ch y các t ng sâu. Makarov ã khái quát nh ng d l n u tiên n m 1865 ã xác nh khá chính xác thành ph n mu i n c bi n. T t c nh ng i u ó ch ng t nh ng thành t u áng k trong công cu c li u này trong công trình quan tr ng (1894). nghiên c u i d ng. H c H i có cu c kh o sát h i v n c a Spindler và Vranghel (1890- Nét c tr ng c b n c a th i k nghiên c u h i d ng h c v 1891), l n u tiên phát hi n c s ô nhi m hydrosulphua các l p n c i d ng (cu i quý ba th k 19 - u th k 20) là vi c th c thi nh ng cu c sâu c a H c H i. Cùng nh ng n m ó, bi n Baren di n ra t kh o sát kh o sát i d ng có s d ng các ph ng pháp chuyên nghi p nghiên c u chuyên khoa h c ngh cá d i s lãnh o c a N.M. Knhipovich. h i d ng h c. Trong ó lúc u ch y u là cách ti p c n mô t - thu th p d M t thang b c ti p theo, cao h n trong s phát tri n h i d ng h c là li u th c t và m t ph n th gi i thích các hi n t ng quan tr c c. giai o n nghiên c u chi ti t các i d ng và bi n (th i kì gi a Th chi n Cu c kh o sát chuyên nghi p h i d ng h c u tiên do nh ng ng i th nh t và Th chi n th hai). Giai o n này c tr ng b i nh ng nghiên Anh th c hi n trên t u “Chellenger”, trong nh ng n m 1872-1876 th c hi n c u r t có h th ng. quan tr c t ng h p t i 362 tr m n c sâu i Tây D ng, Thái Bình Ho t ng c a t u Na Uy “Mode” (1918-1920) d c b các bi n vùng D ng và n D ng. Kh i l ng d li u th c nghi m s n m c 70 B c C c t Na Uy n Aliaska và t u an M ch “Dana” (1921-1922) B c nhà khoa h c ã tham gia x lý trong vòng 20 n m. K t qu khoa h c c a 13 14
i Tây D ng thu c lo i nh ng chuy n kh o sát áng k nh t c a th i ó. này là nh ng kh o sát t ng h p trên th c a, trong phòng thí nghi m và b ng lí thuy t v m t s v n l n liên quan t i các dòng h i l u, th y tri u, Nh ng chuy n kh o sát trên t u c “Meteor” (1925-1937) có giá tr sóng, b ng bi n, âm h c bi n và nhi u chuyên m c khác c a h i d ng h c r t l n. L n u tiên b t u ti n hành o m t cách có h th ng t i các m t v t lý. Các t u nghiên c u khoa h c b t u c xây d ng cho m c ích c t chu n. Trong nh ng n m ó, “Meteor” ã th c hi n 14 m t c t qua i này. Thí d , ngay sau Chi n tranh v qu c v i, n m 1948, t u nghiên c u Tây D ng, cho phép ng i ta có c quan ni m khá chính xác v c u trúc khoa h c “Vitiaz” ã c xây d ng và th c hi n 65 chuy n kh o sát khoa không gian và hoàn l u c a các kh i n c i d ng. h c n các bi n và i d ng khác nhau. V i th i gian, h m t u khoa h c Nh ng n m hai m i, n c Nga ã th c hi n các chuy n kh o sát t i c a Liên Xô ã c b sung thêm nhi u t u hi n i cùng v i nh ng trang bi n Baren, B ch H i, H c H i và Kaspi. Trong th i gian N m c c Qu c t thi t b m i nh t. Trong nh ng n m sáu m i, “Vi n s Mstislav Kel sh”, (1932-1933) các cu c kh o sát bi n c a n c Nga ã nghiên c u k l ng “Mikhain Lomonosov”, “Vi n s Kurchatov”, “ mitri Men eleev”, “Vi n s các bi n Grinlan, Baren, Kar , Chukot và Bering. Ti p sau (1934-1935) các Verna ski”, “Giáo s Zubov”, “Giáo s Vize”, “Vi n s Sokanski”, “A. I. chuy n thám hi m v cao c a Liên Xô trên các t u “Litke”, “Persei”, t u Voeikov” và nhi u t u khác ã ti n hành công vi c trên t t c các vùng i phá b ng “Sa ko” ã nh m vào nh ng bi n này. d ng. Ngoài ra, còn có các t u nghiên c u khoa h c th i ti t th ng tr c N m 1937 l n u tiên trên th gi i tr m t trôi trên vùng B c C c quanh n m t i i Tây D ng và Thái Bình D ng. (B c C c 1) ã c t ch c d i s lãnh o c a I. . Papanhin, còn n m K t qu nghiên c u t ng h p và t m trong th k 20 là m t lo t nh ng 1941 ã di n ra cu c thám không trên vùng c c xa (v phía b c o phát minh h i d ng h c. Thí d , vào nh ng n m sáu m i ã phát hi n ra Vranghel). Tr m t trôi và t thám không ã kh i u cho m t cách th c h th ng các dòng ch y sâu ngh ch xích o. Cu c kh o sát c a M do T. nghiên c u B c B ng D ng m i v nguyên t c và c c kì hi u qu . Cromwell lãnh o vùng xích o Thái Bình D ng ã phát hi n ra bên Nh ng chuy n kh o sát trong nh ng n m 20 và 40 ã cho phép tích l y d i vùng dòng ch y Tín phong Nam m t l p n c dày 300 m và r ng h n m t v n d li u th c t s không ch tìm hi u nh ng qui lu t phân b 300 km, chuy n ng n nh v phía ông v i t c 150 cm/s. Dòng ch y các c tr ng h i d ng h c trong n c bi n, mà còn nghiên c u nh ng này ã c g i theo tên c a Cromwell. quá trình quan tr ng nh t i d ng Th gi i. Trong th i gian ó n c M t t ng t c a dòng ch y Cromwell c ng ã c phát hi n i Nga ng i ta b t u h ng s chú ý vào nghiên c u nh ng quá trình t Tây D ng t trên t u “Mikhain Lomonosov”. Dòng ch y này, cgi nhiên trong các i d ng. Trong các công trình c a O.A. Alekin, P.S. theo tên Lomonosov, c t ngang qua toàn b i d ng t tây sang ông và Bezrukov, L.M. Brekhovskich, M.E. Vinogra ov, L.A. Zenkevich, N.N. có t c t i 80 cm/s. Sau ó, t boong t u “Vitiaz” trên vùng xích o n Zubov, A.P. Lits sin, A.S. Monhin, V.V. Timonov, V.V. Suleikin và nh ng D ng ã phát hi n m t dòng ch y ngh ch t ng sâu, g i là dòng ch y ng i khác ã cho th y nh ng qui lu t quan tr ng c a s phát tri n các quá Tareev. Ngoài ra, các chuy n thám hi m c a n c Nga còn phát hi n dòng trình v t lý, hóa h c, sinh h c và a ch t h c di n ra trong i d ng Th ch y ngh ch Antin-Ghinê h ng t qu n o Bagam t i ng xích o và gi i, trên b , áy và khí quy n bên trên nó. dòng ch y Angôla là o n ti p n i c a dòng ch y Lomonosov r nhánh v H i d ng h c hi n i ang giai o n nh ng nghiên c u chuyên phía nam. c a bi n và i d ng. Nét c tr ng c a giai o n sâu, có tính ch t v n Vi c phát hi n ra các xoáy synop id ng - nh ng t ng t v t lý c a 15 16
các xoáy thu n và xoáy ngh ch trong khí quy n, có giá tr to l n nh n th c l a và a ch n m nh, c ng c phát hi n cùng th i. sâu l n nh t c a nhi u quá trình v t lý trong i d ng. N u nh vi c nghiên c u các xoáy i d ng (11 022 m) c ghi nh n b i t u “Vitiaz” vào n m 1957 rãnh synop lo i front ã b t u t nh ng n m ba m i, thì các xoáy synop vùng Marian g n o Guam. Nh sau này ã kh ng nh c nh khoan sâu áy kh i i d ng l n u tiên c các nhà khoa h c Nga phát hi n trong khi i d ng, v ph ng di n ki n t o các rãnh sâu là nh ng vùng chìm c a v ti n hành cu c thí nghi m th c a “Poligon-70”. Trong th i gian thí nghi m, i d ng d i v l c a, còn t i nh ng thung l ng c a các dãy núi gi a i ng i ta ch n ra m t ô vuông g n 200 km m i c nh trung ph n i Tây d ng thì v t ch t c a manti c nâng lên m t v trái t. Thuy t trôi l c D ng o dòng ch y t i t t c các t ng sâu, liên t c sáu tháng. Các cu c a do A. Vegener xu t n m 1925 ã c kh ng nh th c nghi m nhi u thí nghi m th c a ti p sau c a M “Mode” và h p tác Nga-M “Polimode” l n. H qu là ngay sau ó ng i ta ã xây d ng c quan ni m “ki n t o ã hoàn toàn kh ng nh s t n t i c a các xoáy synop, xác nh c u trúc y toàn c u m i”, gi i thích các qui lu t phát tri n Trái t nói chung t nh ng c a chúng và thu c nh ng d li u v s t ng tác gi a các xoáy v i l p tr ng nh t quán. các dòng ch y trung bình. M t lo t các phát hi n quan tr ng c ng c th c hi n trong l nh v c Vi c s d ng r ng rãi thi t b thám sát nh y cao trong nh ng n m sinh h c i d ng. Tr c h t liên quan t i ng th c v t d i n c. H u sáu m i ã d n t i phát hi n ra và mô t m t l p hi n t ng m i - vi c u nh m i t kh o sát u tìm th y nh ng loài n c sâu m i. Ngoài ra, thêm trúc c a i d ng. Các tr c di n th ng ng c a các tham s v t lý th y v n vào 23 l p ng v t ã bi t trên Trái t, nhà khoa h c ng i Nga A.V. Ivanov ã phát hi n và nghiên c u t m m t l p m i - pogonophora. ây là có nh ng chi ti t c u trúc v i qui mô trong ph ng th ng ng t m t s cm c phát hi n vào th k 20. Pogonophora là m t y u n vài ch c mét, trong khi kích th c trong ph ng ngang l n h n 3-4 l n. l p ng v t duy nh t t c c kì c áo c a gi i ng v t n c sâu, chúng có m t h u nh kh p Nh ng thành t o nh v y có th di chuy n th m chí theo các h ng ng c v i dòng ch y chính. Phát hi n v tính “ a quy mô” c a các front i d ng n i. c ng có liên quan ch t ch v i phát hi n này. Hi n t ng lí thú “ c o s s ng” c các nhà khoa h c ng i M M t phát hi n n a r t quan tr ng i v i h i d ng h c v t lý là phát phát hi n t thi t b “Alvin” l n d i n c g n qu n o Galapogos. N i 15oC. hi n ra kênh âm ng m vào n m 1946 c a các nhà khoa h c Nga và M c ây, do ho t ng núi l a n c l p sát áy sâu 2500 m có nhi t l p v i nhau. Kênh âm ng m là m t l p n c trong ó các sóng âm b ph n K t qu là sinh kh i ng v t áy v t tr i m t s b c so v i sinh kh i vùng x nhi u l n bên trong và truy n i nh ng kho ng cách siêu xa. xung quanh. Ngu n g c c a s giàu có s s ng là các vi khu n d ng hóa có kh n ng t ng h p ch t h u c t các nguyên t khoáng v t mang ra t lòng Vi c phát hi n ra h th ng các dãy núi gi a i d ng và các rãnh sâu t. i d ng là m t trong s nh ng phát ki n a ch t r t quan tr ng. ó là nh Nhà h i d ng h c ng i Pháp n i ti ng J.I. Kusto có nh ng óng góp ng i ta ch t o ra máy h i âm và t ó l p các b n sâu m i c a i to l n cho s phát tri n các nghiên c u d i n c, cho s hình thành c a d ng Th gi i. K t qu là quan ni m ang ng tr r ng áy i d ng là sinh thái h c bi n nh m t h ng c l p. Ông có công lao c bi t v m t bình nguyên g n nh b ng ph ng ã b s p . L n u tiên O.K. i Leontiev a ra k t lu n v s th ng nh t c a các dãy núi gi a i d ng và nh m t nhà t ch c và truy n bá khoa h c xu t s c. Toàn th gi i quen không lâu sau ó Uning và Hazen c ng ã kh ng nh và phát tri n thêm. thu c v i nh ng cu n sách khoa h c th ng th c c a ông v th gi i i d ng d i n c và lo t phim truy n hình “Cu c phiêu l u d i n c c a H th ng các rãnh sâu id ng, phân b nh ng n i ho t ng núi 17 18
Kusto”. phân b các h p ph n cân b ng nhi t và n c, hình thành hoàn l u chung c a khí quy n và i d ng c ng nh i v i nh ng quá trình hành tinh và D nhiên, nh ng thành t u c a h i d ng h c hi n i không ch gi i qui mô khu v c khác. h n nh ng gì ã li t kê trong t ng quan tóm t t này. Song th m chí t ó ã th y r ng xét v kh i l ng các công trình th c nghi m, v sâu c a các Các l c a làm thành m t t b tách r i nhau áng k . Theo m t ngh a kh o sát lí thuy t và trình ng d ng th c ti n nh ng k t qu khoa h c, nh t nh có th xem chúng nh nh ng o kh ng l , vì t m i phía chúng ngành h i d ng h c n c Nga ã t ng gi m t trong nh ng v trí d n u c bao quanh b i không gian n c. Ch có n c các i d ng là t o trên th gi i trong m t th i kì dài. Nh ng nh ng n m 90 công cu c nghiên thành m t không gian n c liên t c trên m t a c u, mà I. M. Sokanski g i c u kh o sát bi n và i d ng b c t gi m t ng t tr c h t vì nh ng lí do là i d ng Th gi i. kinh t , nhi u ch ng trình khoa h c c b n b bãi b . Dù sao thì nh ng L u ý r ng s phân b n c và t li n không ng u c ng c nghiên c u lí thuy t v n ti p t c, ti m l c c a các nhà khoa h c h i d ng nh n th y t i ph n l n các i v c a Trái t. N u các v trung bình h c n c Nga v n gi m c khá cao. Vì v y không nghi ng r ng trong th và cao c a b c bán c u, b m t l c a chi m di n tích chung khá cao, thì k 21, sau khi kh c ph c kh ng ho ng kinh t , s l i b t u bình minh c a ng c l i, nam bán c u ph n l c a gi m t i c c ti u. M t c tr ng tr c các kh o sát h i d ng h c, b i l , t ng lai nhân lo i g n li n v i công cu c quan v “tính i d ng” là thang c p i d ng - t s di n tích m t chinh ph c và s d ng h p lí tài nguyên i d ng Th gi i. n c trong i v ang xét trên di n tích chung c a i. H s tc c o i i 60-70 S, n i t li n g n nh v ng m t hoàn toàn. Nh ng d n li u v di n tích c a các i d ng thu c t ng i v r ng 5 c a ac u c d n trong b ng 1.1. D dàng nh n ra s phân hóa áng k v phân b các i d ng bên trong m i i v và c bi t trên Ch ng 1 h ng kinh tuy n. Th m chí i Tây D ng h p chi u ngang nh t, nh ng 55 oN ã tr nên r ng h n Thái Bình D ng. phía b c v Nh ng d n li u t ng quát v id ng Th gi i N c thu c s các ch t ph bi n nh t trong t nhiên. Và n c t nhiên a d ng n m c khó có th nêu ra m t i t ng nào ó, k c th c và ng v t, mà không ch a n c d ng này ho c d ng khác. Vì v y, khi nghiên c u 1.1. Phân b n c và l c a trên Trái t n c t nhiên, ti n l i ng i ta a ra khái ni m th y quy n, ó là l p v Di n tích b m t c a Trái t b ng 510 tri u km2. 361,3 tri u km2, hay liên t c c a a c u ch a n c t t c các tr ng thái t h p (l ng, r n và khí) trong ph m vi i d ng Th gi i ( i d ng quy n), th ch quy n, b ng 71 % di n tích này c bao ph b i n c i d ng Th gi i, trong khi 2 quy n và khí quy n. Biên phía d i c a th y quy n th ng c ch p n h n di n tích t li n b ng 149 tri u km , hay 29 %. Nh ã bi t, n c và t li n là m t Môhô, phân cách v trái t v i l p manti trên, còn biên phía trên phân b trên a c u r t không u. b c bán c u ph n l c a là 100 tri u km2, hay 39 %, còn nam bán c u - 49 tri u km2, hay 19 %. Di n tích m t nm cao c a nút i l u, cao h n ó thì m l ng c a khí quy n tr nên n c b c bán c u b ng 155 tri u km2, t c 61 %, còn nam bán c u - 206 bé không áng k và các phân t n c ã ch u tác ng c a quá trình phân rã tri u km2, hay 81 %. S phân b n c và t không u có giá tr l n i v i quang h c. 19 20