Исследования ресурсов мирового океана

Ресурсы Мирового океана — виды, краткая характеристика и проблемы использования

По мнению некоторых ученых, человечество исследовало глубины Мирового океана хуже, чем поверхность Луны. Однако он является источником колоссального объема природных ресурсов, многие из которых до сих пор не освоены. Все ресурсы Мирового океана можно разбить на несколько больших групп.

Биологические ресурсы

В эту категорию попадают все те продукты питания, которые человечество добывает из морей и океанов:

• рыба;
• моллюски (осьминоги, улитки, устрицы, мидии);
• ракообразные (крабы, креветки, омары);
• млекопитающие (киты, моржи, тюлени, морские львы, ламантины);
• водоросли.

При этом на рыбу приходится примерно 90% современной морской добычи, хотя ее масса составляет только 0,5 из 35 млрд тонн биомассы Мирового океана. Сегодня 20% белков, потребляемых людьми, имеют морское происхождение. Важно заметить, что в целом морепродукты считаются более полезными, чем свинина и говядина. Неслучайно наибольшая продолжительность жизни фиксируется в тех государствах, где рыба составляет основу традиционного рациона питания (Япония, страны Скандинавского полуострова и Средиземноморья).

Большая часть морепродуктов добывается в Японском, Охотском, Норвежском и Беринговом море, а также в Тихом океане. При этом они используются не только как пища для людей, но и как корм в птицеводстве и животноводстве. Рыбий жир применяется в красильном деле, для изготовления мыла и в фармакологии.

Ресурсы дна Мирового океана

Огромное количество полезных ископаемых хранится под морским и океаническим дном. Географы выделяют шельфовые ресурсы (в прибрежных областях океана) и ресурсы в глубоководных районах.

Наибольшее значение для современной экономики играют запасы углеводородов – нефти и газа. Их активно добывают в Персидском и Мексиканском заливе, в Северном море и у венесуэльского побережья. Также месторождения углеводородов есть в Северном Ледовитом океане, однако пока что они слабо освоены из-за высокой себестоимости добычи. Всего же в мире насчитывается около 30 шельфовых нефтегазоносных районов, в которых хранится порядка 150 млрд тонн нефти.

В подводных недрах находят и месторождения меди, железа, никеля и других металлов, угля, серы и прочих ценных ресурсов. Для их добычи на берегу стоят шахты, которые под землей уходят в сторону океана, иногда на десятки км.

Драгоценные металлы и камни, а также редкие элементы (цирконий) могут добывать в прибрежно-морских россыпях. Например, в Калининградской области на балтийском побережье развита добыча янтаря, в Намибии у Атлантического берега находят алмазы, а в США – золото.

В глубоководных районах Мирового океана главным ресурсом является железомарганцевые конкреции. Суммарная масса их запасов оценивается в 300 млрд тонн. Из конкреций можно получать не только марганец и железо, но и медь, никель, кобальт, цинк и иные редкие металлы. Процесс образования конкреций продолжается и в наше время, причем скорость накопления марганца, никеля и циркония в 3-5 раз превосходит скорость их потребления человечеством.

Энергетические ресурсы

Океан может служить источником огромного количества энергии. Наиболее перспективным является использование энергии приливных волн. В некоторых прибрежных районах разница в уровне воды во время приливов и отливов может достигать 18 метров. В отличие от классических гидроэлектростанций, в которых вода течет всегда в одном направлении, в приливных электростанциях (ПЭС) она во время приливов и отливов крутит турбину в разные стороны.

Активней всего приливная энергетика развивается в Южной Корее, Франции, Канаде, США. Самой мощной на сегодня является южнокорейская Сихвинская ПЭС (254 МВт). Однако существуют и более амбициозные проекты. Например, на берегу Охотского моря в Пенжинской губе (Россия) можно построить ПЭС мощность 87ГВт, однако стоимость такого сооружения оценивается в 200 млрд долларов.

В энергетике существует ещё три направления, связанных с использованием вод Мирового океана, которые основаны на:

• энергии волн;
• энергии морских течений;
• разнице температур на дне океана и его поверхности.

Однако пока что промышленность не освоила эти технологии, проводятся только научные и опытные работы.

Отдельно стоит отметить ветроэнергетику. Дело в том, что над морями воздушные потоки значительно стабильнее, чем над сушей. Поэтому часто ветряные электростанции строят на расстоянии более 10 км от берега, вбивая сваи в морское дно или сооружая искусственные острова. Подобные ветряные электростанции называют оффшорными. Существуют и плавающие ветряные турбины.

Морская вода

Сама вода в Мировом океане также является ценным ресурсом. В ней растворено огромное количество ценных элементов: поваренная соль, бром, калий, магний. По некоторым подсчетам, в Мировом океане содержится около 8 млрд тонн золота! К сожалению, до сих пор не существует рентабельной технологии его добычи.

В странах с сухим климатом, располагающихся рядом с морями (Саудовская Аравия, Кувейт, Бахрейн, Ливия), морскую воду опресняют и используют для питья или в сельском хозяйстве. Также существуют проекты доставки айсбергов к берегам и их использования в качестве источника пресной воды, однако пока что это экономически неэффективно.

Даже без опреснения морская вода позволяет экономить питьевую воду, заменяя ее в хозяйственной деятельности. Например, в Гонконге ее используют для слива в туалетах. В ряде промышленных технологических процессов допустимо использование морской воды вместо пресной.

Рекреационные ресурсы Мирового океана

Побережья морей и океанов всегда привлекали любителей пляжного отдыха. В Европе наибольшей популярностью пользуется Средиземное и Черное море, в то время как для жителей Нового Света привлекательны пляжи Карибского моря и Мексиканского залива. В Тихом океане туристы предпочитают отдыхать на Гавайских островах в Полинезии и Микронезии, а также на восточном береге австралийского материка. Жители Китая любят загорать на побережье залива Бохайвань и Южно-Китайского моря. В Индийском океане наиболее привлекательны остров Шри-Ланка, Мальдивы и Сейшелы.

Однако рекреационные ресурсы Мирового океана связаны не только с пляжным отдыхом. Большой популярностью пользуются плавания на яхтах и круизные путешествия на океанских лайнерах. Подводный мир можно изучить, занимаясь дайвингом.

Транспортная роль Мирового океана

Морские перевозки очень длительные по сравнению с железнодорожным и тем более авиационным транспортом, однако они наиболее выгодны по своей себестоимости. Это связано с огромным количеством грузов, которые можно разместить на одном корабле. В результате сегодня более 80% всех мировых грузоперевозок осуществляется морем.

Источник

Исследование Мирового океана. История и современность.

В ХХ веке человечество устремилось в космос, однако на нашей планете две трети территории, занимаемые Мировым океаном, до сих пор остаются очень слабо исследованными.

В этом нет ничего удивительного, ведь серьёзными исследованиями морей и океанов человечество занялось относительно недавно – всего около ста пятидесяти лет назад.

Первопроходцы Мирового океана

Первыми исследователями океанов в известной нам истории человечества стали финикийцы. Этот небольшой, но очень предприимчивый торговый народ ещё в VII-VI веках до н.э. сумел проложить морской путь вокруг Африки и составить достаточно подробные карты Средиземного моря. В разные исторические периоды морскими исследованиями занимались представители европейских народов, индийцы, китайцы, арабы, полинезийцы и т.д. Начавшаяся в XV веке эпоха Великих географических открытий позволила экспериментальным путём проверить гипотезу о шарообразности нашей планеты. В течение трёх последующих столетий были открыты и нанесены на карту все более-менее крупные участки суши.

Однако к систематическому изучению Мирового океана человечество приступило лишь в XIX веке. Годом рождения науки океанологии считается 1872-й год, когда британское исследовательское судно «Челленджер» отправилось в первую научную экспедицию. В 362 точках океана были проведены достаточно подробные исследования, проделаны замеры морских глубин. Конечно, точность этих замеров оставляла желать лучшего – для определения глубины в той или иной точке с борта корабля сбрасывали привязанный к верёвке шар весом около центнера, а затем измеряли длину верёвки. Тем не менее, экспедиция собрала уникальный массив океанологической информации и фактически положила начало системному изучению Мирового океана.

С изобретением эхолота в начале ХХ века появилась возможность более плотного исследования океанского дна, определения морского рельефа и глубин. В настоящее время эхолот является обязательным оборудованием любого корабля, причём не только морского, но и предназначенного для пресноводных водоёмов. Ещё одним инструментом, позволившим вплотную приблизиться к разгадке многих тайн океана, стали батискафы и батисферы – аппараты, позволяющие опускаться под воду на глубину в сотни метров, чтобы изучать геологическое строение морского дна, биологические особенности его обитателей, физико-химические свойства глубинных слоёв воды и т.д.

Глубоководные аппараты

Основным препятствием к изучению и освоению пространства Мирового океана для человека стала невозможность длительное время находиться под водой. Богатство и разнообразие водного мира остаются недоступными людям, так как человек не может свободно дышать, полностью погрузившись в воду. Акваланги и водолазные скафандры позволяют находиться под водой лишь короткое время и обладают существенными ограничениями по глубине погружения. Тем не менее, с их помощью удалось добиться достаточно серьёзных результатов.

Так, в 1960-м году исследователям удалось опуститься на дно самой глубокой точки Мирового океана – Марианской впадины. Её глубина составляет почти 11 тысяч метров, а давление воды на дне сминает обычный корабль буквально в лепёшку. Тем не менее, опустившись на эту чудовищную глубину, люди с удивлением обнаружили, что на дне кипит жизнь. Морские рачки, моллюски и даже рыбы сумели приспособиться к огромному давлению, почти полному отсутствию кислорода и солнечного света.

Повторный всплески интереса к Марианской впадине случился уже в наши дни: за последние двадцать лет были организованы несколько экспедиций с погружениями. Последняя, под руководством В. Весково, состоялась в 2019 году. Тогда же состоялась российская экспедиция с погружением на дно автоматического глубоководного аппарата «Витязь», который взял образцы грунта и выполнил замеры характеристик глубоководных слоёв воды.

Исследовательские суда

Основным инструментом современных океанологов являются научно-исследовательские суда. Это обычные суда, оборудованные современной измерительной и исследовательской аппаратурой, позволяющей проводить исследования в сфере гидрологии, гидрохимии, геофизики, геологии, гидрографии и других направлении океанологии. Одной из крупнейших в мире флотилий научно-исследовательского назначения обладал Советский Союз. В настоящее время в состав флота России входят научно-исследовательские суда «Адмирал Владимирский», «Янтарь» и несколько других.

На сегодняшний день наиболее обширным научно-исследовательским флотом располагают Соединённые Штаты Америки. В его состав входят более двух десятков кораблей разных классов. Кроме того, исследовательскими судами обладают Япония, Великобритания, Канада, Франция, Германия и несколько других стран.

Космические исследования океана

В настоящее время огромное количество исследовательских данных учёные-океанологи получают из космоса, с научно-исследовательских спутников. Современная аппаратура позволяет делать точные замеры температуры и скорости морских течений и ветров, колебаний солёности морской воды, состояния морской поверхности, миграции косяков рыбы, биологической активности планктона и т.д. В СССР для приёма этих данных существовала специальная Служба космических исследований, в состав которой входили более десятка исследовательских кораблей, в том числе самое большое в мире исследовательское судно «Космонавт Юрий Гагарин».

Исследования океана в течение последнего столетия существенно продвинулись вперёд. Тем не менее, по оценкам учёных, более-менее изучено сегодня лишь около 7% морского дна. Океан скрывает немало тайн, разгадке которых предстоит посвятить немало лет научной работы.

Источник

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт океанологии им. П.П. Ширшова
Российской академии наук

Научные исследования стали условием участия в разделе ресурсов Мирового океана

Океанология – это как градусник для человечества

О проблемах и перспективах отечественной и мировой океанологии в беседе с ответственным редактором «НГ-науки» Андреем ВАГАНОВЫМ рассказывает доктор географических наук, врио директора Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН Алексей СОКОВ.

– Алексей Валентинович, понятно, что по определению проблемы Мирового океана – они мировые. Но относительно России можно сказать, что мы находимся перед началом летнего экспедиционного периода. Какие планы у Института океанологии на грядущие летние месяцы?

– План экспедиций действительно сверстан. Министерство науки и высшего образования его утвердило. По-моему, план интересный. В Арктическом регионе наше исследовательское судно «Академик Мстислав Келдыш» проведет четыре экспедиции. В дальневосточных морях – судно «Академик Михаил Лаврентьев» загружено полностью… Но с финансированием проблемы остаются до сих пор. Уже сорвана экспедиция на судне «Академик Сергей Вавилов».

– А причина?

– Не было госзадания до середины марта. Мы не могли запустить процесс подготовки этой экспедиции.

– А в принципе если бы было нормальное финансирование, все 12 исследовательских судов можно было бы задействовать…

– Безусловно! Дело только в финансах. Сейчас, например, мы ведем разговор о списании двух судов – «Штокман» и «Гагаринский». Но это только потому, что нет денег, а не потому, что суда непригодны для эксплуатации. Один-два рейса в год – это максимум. В целом 80% времени – это простой судов.

– И тем не менее 9–10 апреля в Санкт-Петербурге прошел Арктический форум. Вы участвовали в нем. Насколько это было полезно?

– Да, Институт океанологии участвовал в этом мероприятии. Главная цель была – подписание документов о создании совместной российско-китайской Арктической лаборатории. Китай заинтересован в наших судах, наших экспедициях – и прежде всего в наших знаниях. И у них есть деньги.

Эта лаборатория будет работать на базе Института океанологии РАН. Китайскую сторону интересует океанология в общем виде. В проекте договора присутствовала вся классическая океанология: атмосфера, биология, геология, физическая океанология, климат. То есть, собственно, весь учебник океанологии интересует китайцев. В интеллектуальном плане мы еще представляем для них интерес.

– Любопытно, что именно китайцы интересуются очень активно Арктикой…

– Сейчас Арктикой интересуются все! Если говорить про Юго-Восточную Азию, не меньший интерес к Арктике проявляют и японцы, и корейцы. Все европейские страны, даже те, которые не имеют выхода к Арктической зоне. Арктика – это не разделенный еще участок открытого океана. Ведь сегодня фактически открытый океан уже поделен на зоны влияния международными конвенциями.

– Но конвенции по морскому праву регулируют только 200-мильную зону…

– Якобы только 200-мильную… Но это чистая декларация. Реально весь океан, за исключением центральных областей Индийского океана, которые никому в научном плане не интересны, находится в сфере влияния тех или иных программ. Например, вокруг Антарктики – это ANTCOM (конвенция «О сохранении живых ресурсов Антарктики»).

– Допустим, суда какой-то страны не участвуют в этих конвенциях. Им что, закрыт доступ в эти регионы Мирового океана?

– Никто ничего не закрывает: пожалуйста, плавайте. А вот когда речь идет об освоении ресурсов, если вы не участвуете в исследованиях, не обладаете данными по сохранению окружающей среды – вот здесь-то и вступают в силу все эти конвенции. Была же у России проблема – ограничения на вылов криля. И вот в этом году по инициативе российского Министерства иностранных дел впервые за многие годы наше судно «Мстислав Келдыш» совместно с еще одним судном от Росрыболовства идут в ноябре более чем на 100 суток в Антарктический регион. С чем была связана такая длительная пауза? Россия не проводила исследований по экологии региона – не имела и квот на вылов криля.

Это, собственно, раздел биологических ресурсов. То же самое – с минеральными ресурсами.

– Жестко принуждают к исследованиям!

– Да, очень. В Арктике примерно то же самое. Исследовать надо! Страны хотят продемонстрировать свое участие в исследованиях. Сейчас это всем необходимо. Если вы не занимаетесь исследованиями, то вас жестко оттирают на второй план.

– Океанологические исследования весьма ресурсоемкие и чаще всего имеют международный аспект. В связи с этим международные санкции в отношении России, которые сейчас активно инициируют США, как-то сказываются на ваших проектах?

– Да, прежде всего по приборам. Нам отказываются продавать соответствующее океанографическое оборудование. Например, американская компания Sea Beard много лет поставляла нам автоматические зонды для измерения профилей температуры, солености морских вод от поверхности до дна. Это наш основной рабочий океанографический прибор. Sea Beard лет 20 назад завоевал этот рынок. А сейчас отказывается проводить поверку, тарирование и ремонт этих автоматов. Куда их девать? Проблема…

Другое дело, с моей точки зрения, первые 20 лет нового века отличаются пониженной активностью именно в области полевых исследований океана. Стало меньше исследований открытых частей Мирового океана в целом в мире.

– Может быть, это оборотная сторона взрывного развития вычислительной техники, физико-математического моделирования?

– А это не поможет, если у вас нет данных. Это мое глубокое убеждение. Модель – вершина научной деятельности только в том случае, когда она основана на реальных данных. Что такое океанология? Часть геофизической науки. А что такое геофизика? Измерение.

– Но океан – это очень подвижная система. И сколько ни измеряй – все равно будут другие данные. И этот процесс бесконечный. А существует ли в океанологии некая метамодель (модель моделей) Мирового океана?

– У моего учителя, директора Института океанологии в 1995–2006 годах, замечательного ученого Сергея Сергеевича Лаппо был четкий расчет, сколько нужно данных в единицу времени, чтобы описать климатические процессы в Мировом океане. Очень много! И без этого никакого прогресса не будет.

– Допустим, вы соберете все необходимые данные. На их основе построите модель. Но за это время состояние Мирового океана изменится.

– Самое главное – мы должны понять механизм изменчивости. Если мы продвинемся так сильно, что эти механизмы опишем, тогда и прогноз станет возможен. То есть это некий рекуррентный процесс: набираем данные, улучшаем модель, выдаем более точный прогноз и т.д.

– Возвращаясь к теме мирового всплеска интереса к Арктике. Помимо освоения минеральных ресурсов этого региона существуют ли какие-то сугубо океанологические проблемы, интересные именно с научной точки зрения?

– Конечно же. Арктика – это прежде всего важнейшее звено климатической системы. Это океан, покрытый льдом. Изменение объема льда ведет к изменению альбедо (отражательной способности поверхности). Следовательно, совершенно другой радиационный баланс.

Вторая важная проблема – водный баланс. Либо таяние, либо замерзание – это принципиальнейшие процессы для океана. Тепло, безусловно, главный двигатель этих процессов. Но вторым двигателем является соотношение соленость/пресность. Северный Ледовитый океан – поставщик пресной воды при таянии. А при замерзании – поставщик соленой воды. Безусловно, этот океан – один из ключевых районов на планете в плане изменчивости.

Что является движителем климатических изменений? Перераспределение тепла и соли. И Северный Ледовитый океан со своей ледяной шапкой влияет и на тепло, и на соль (так называемый термохолинный фактор). Отсюда – совершенно другие процессы конвекции, совершенно другие процессы образования водных масс и совершенно другие процессы водообмена. Мы же наблюдали, причем относительно недавно, ледниковый период, когда была другая циркуляция. А чем это было вызвано? Фактически расширением ледяной шапки Северного Ледовитого океана.

Кстати, не случайно еще Сергей Сергеевич Лаппо задумал и начал проводить измерение профилей температуры, солености, плотности именно на 60-м градусе северной широты. Почему? По 60-му градусу проходит граница Северной Атлантики и Арктики. Из Арктики выносятся пресная вода и холод; туда заносятся соленая вода и тепло. Для изучения климатических закономерностей, для формирования точных прогнозов погоды – это ключевые вопросы.

– Недавно в Москве проходил круглый стол, посвященный 20-летию создания Морской коллегии. Не могли бы вы немного подробнее рассказать об этой институции? Она как-то редко бывает на слуху.

– Морская коллегия – это фактически второе правительство. В свое время ее возглавлял премьер-министр Михаил Касьянов. В нее входили все министры, которые имели отношение к морским делам. Задача Морской коллегии – вырабатывать принципы национальной морской политики. И в результате были разработаны и приняты Морская доктрина Российский Федерации до 2020 года и Морская стратегия.

– Принята Стратегия освоения Арктики. Существуют и вполне определенные целевые показатели перевозки грузов по Северному морскому пути (СМП) – 80 миллионов тонн. Правда, возникает проблема – чем загрузить…

– Сейчас другая проблема – флота нет. Эти 80 миллионов тонн не на чем вывозить. Груз есть, а флота нет. И тут много аспектов. Например, Госдумой был принят закон, согласно которому на СМП могут работать суда только под российским флагом. Придется какими-то специальными решениями разрешать иностранцам участвовать в этих перевозках. А это потеря доходов.

Правда, начал строиться ледокольный флот. Беспрецедентное количество ледоколов! И это, кстати, заслуга Морской коллегии.

– На ваш взгляд, апокалипсические прогнозы с таянием льдов Арктики, уменьшением ледников Гренландии имеют под собой основу?

– Я не сторонник алармистских теорий. Что касается Гренландии, то очевидно, что ледовитость там уменьшается. Это доказано. А вот в Южном полушарии есть участки, где уменьшается Антарктический полуостров, а есть – где он прирастает.

Причем процессы, которые мы изучаем, где-то быстрые, а где-то медленные. Например, возраст глубинных слоев Тихого океана – тысяча лет. То есть какой-то сигнал туда был закачан тысячу лет назад. И когда-то он всплывет на поверхность. А вот в Северной Атлантике последние 40–50 лет закачивается холод на глубину. Это доказано инструментально, я принимал участие в этих исследованиях. Если этот холод в расчетах не учитывается – а я знаю, что его не учитывают, так как сегодня оперируют данными, полученными с 700-метрового слоя, – тогда у меня вопрос к тем, кто составляет модели: да, сейчас конкретно эффект таков, что пленка на поверхности нагрелась; но из этого делать вывод, что нагрев будет продолжаться по экспоненте, неправильно. А когда этот закачанный в Северную Атлантику холод всплывет – какой отклик всей системы будет? Атмосфера ведь не помнит ничего, она быстрая. А Мировой океан – это сильно инерционная система.

– А вы не боитесь, что поднявшаяся во всем мире кампания за освоение Луны отвлечет гигантские средства, а на изучение и мониторинг Мирового океана ничего не останется?

– Это не первый и не последний раз. Люди, которые хотят зарабатывать на Луне, естественно, будут говорить, что это самое важное. Имеют право. Можно изучать Луну и нужно изучать Луну! Но космос сейчас изучен лучше, чем Мировой океан. А мы-то на самом деле живем на планете Океан. Около 72% поверхности Земли занимают океаны. Мировой океан – это среда, которая нас окружает со всех сторон, и условия обитания всего человечества, комфортные либо некомфортные. Я еду в командировку и смотрю прогноз погоды: брать зонтик или не брать. Океанология – это то же самое, только в большем масштабе.

Источник