Ресурсы мирового океана таблица

География Мирового океана

Самый большой процент гидросферы приходится на Мировой океан (табл. 1).

Таблица 1. Общая характеристика Мирового океана

Общая площадь, млн км2

Площадь зеркала, млн км2

Объем воды, млн км3

Средняя глубина, м

Наибольшая глубина, м

370,8

361,3

1338,5

11 022

Водная оболочка, окружающая материки и острова и являющаяся непрерывной и единой, получила название Мировой океан.

Слово «океан» происходит от греч. okeanos, что означает «великая река, обтекающая всю землю».

Понятие Мировой океан как единое целое было введено в употребление русским океанологом Ю. М. Шокальским (1856- 1940) в 1917 г.

Океан — хранитель воды. В Южном полушарии он занимает 81 % территории, в Северном — всего 61 %, что указывает на неравномерное распределение суши на нашей планете и является одним из главных факторов формирования природы Земли. Океан оказывает влияние на климат (так как является огромным аккумулятором солнечного тепла и влаги, благодаря ему на Земле сглаживаются резкие колебания температуры, увлажняются отдаленные районы суши), почвы, растительный и животный мир; является источником различных ресурсов.

Воды Мирового океана выделяются в отдельную часть гидросферы Земли — океаносферу, на долю которой приходится 361,3 млн км2, или 70,8 % площади земного шара. Масса океанской воды примерно в 250 раз больше массы атмосферы.

Мировой океан — это не просто вода, а единое по своей сути природное образование.

Единство Мирового океана как водной массы обеспечивается ее непрерывным движением как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении; однородным универсальным составом вод, представляющим собой ионизированный раствор, содержащий все химические элементы таблицы Менделеева, и др.

Все процессы, происходящие в Мировом океане, имеют ярко выраженный зональный и вертикальный характер. Природные и вертикальные пояса океана описаны в разд. «Биосфера Земли».

Мировой океан является средой обитания для множества форм жизни, так как в нем имеются достаточно благоприятные условия развития жизни. Здесь обитают почти 300 тыс. видов растений и животных, в их числе рыбы, китообразные (киты и дельфины), головоногие (осьминоги и кальмары), ракообразные, морские черви, кораллы и др., а также водоросли. Подробнее об обитателях Мирового океана рассказано в разд. «Биосфера Земли».

Океаны имеют огромное значение для природы Земли и человека. Например, просто неоспорима транспортная значимость океана. Еще в XIX в. значение Мирового океана как средства связи между материками и странами стало очевидным. В настоящее время огромное количество грузов перевозится мировыми морскими портами. Несмотря на то что морской транспорт не является самым быстрым, он является одним из самых дешевых.

Итак, значение Мирового океана состоит в следующем:

  • является накопителем солнечного тепла;
  • определяет погоду, климат;
  • среда обитания сотен тысяч видов;
  • это «легкие планеты»;
  • является источником морепродуктов, минеральных ресурсов;
  • используется как транспортный путь;
  • это — поставщик пресной волы в результате испарения и переноса влаги на сушу.

Природные ресурсы Мирового океана

Воды Мирового океана богаты различными ресурсами. Среди них огромную ценность имеют органические (биологические) ресурсы. При этом около 90 % биологических ресурсов океана приходится на рыбные ресурсы.

На первом месте по объемам добычи в мировом рыбном промысле стоят сельдевые. Особое богатство представляют лососевые и особенно осетровые рыбы. Главным образом рыба ловится в шельфовой зоне. Использование рыбы не ограничивается просто употреблением в пищу, она применяется в качестве кормовой муки, технического жира, удобрений.

Зверобойный (промышляют моржей, тюленей, морских котиков) и китобойный промыслы сейчас либо ограничены, либо вообще запрещены.

Промысел, связанный с отловом беспозвоночных и ракообразных, получил широкое распространение в странах Юго-Восточной Азии и многих других приморских странах, в которых широко используются в пищу моллюски и иглокожие. Ракообразные высоко ценятся на рынке. Один из представителей ракообразных — криль, из которого вырабатывают пищевой белок и витамины.

Важнейший природный ресурс океана, используемый для приготовления продуктов питания, для получения йода, бумаги, клея и др., — водоросли.

Также в последнее время получило широкое распространение искусственное выращивание живых организмов в водах Мирового океана (аквакультура).

Главным химическим ресурсом океана являются сама вода и растворенные в ней химические элементы. В мире действуют около 800 опреснительных установок, что приводит к ежегодному добыванию миллионов кубометров пресной воды. Однако стоимость этой воды очень высока.

Главные минеральные ресурсы, добываемые со дна моря, — это нефть и газ. Их добыча продолжается и стремительно растет с каждым годом. Также добываются каменный уголь, железная руда, олово и многие другие ископаемые, но эта добыча еще не до конца налажена.

Огромны и энергетические ресурсы океана. Так, в воде содержится перспективное топливо ядерных реакторов — дейтерий (тяжелая вода).

В отдельных странах мира (Франция, Великобритания, Канада, Китай, Индия, США, Россия и др.) функционируют приливные электростанции (ПЭС). Первая ПЭС в мире была построена во Франции в 1966 г. Сооружена она в устье реки Ране и носит название «Ля Ране». В настоящее время это крупнейшая в мире приливная электростанция. Ее установленная мощность — 240 МВт. Объем производства электроэнергии составляет около 600 млн кВт*ч.

Более 100 лет назад учеными была высказана идея получения энергии за счет разности температур воды в поверхностных и глубинных слоях океана. После 1973 г. были развернуты широкие практические исследования в этом направлении. Экспериментальные установки есть на Гавайских островах, где разность температур у поверхности воды и на глубине около одного километра составляет 22 °С. Еще одна гидротермическая станция построена на западном побережье Африки вблизи г. Абиджана (крупнейший город государства Кот-д’Ивуар). На схожем с приливными принципе могут работать электростанции, использующие энергию морских волн. Одна из таких электростанций, правда небольшой мощности, была сдана в эксплуатацию в Норвегии в 1985 г.

В связи с богатым химическим составом морская вода обладает многими целебными свойствами, а морской воздух насыщен многими ионами. Это говорит о возможности использования рекреационных ресурсов океана. Особый эффект морская вода приносит при использовании совместно лечебными грязями и термальными водами. Поэтому большую востребованность имеют морские курорты, например средиземноморские, курорты Калифорнии, Флориды и др.


Извлечение сырьевых ресурсов из морской воды

Океан является огромной кладовой химических веществ. В каждой кубической миле морской воды содержится 1,5 -1011 кг растворенных твердых веществ. Океан столь огромен, что если концентрация какого-либо вещества в морской воде составляет всего 1 миллиардную долю по весу, то его содержание в мировом океане исчисляется в 5-109 кг. Тем не менее океан еще мало используется как источник сырьевых материалов, поскольку стоимость извлечения необходимых веществ из воды слишком высока. Лишь три вещества получают из морской воды в промышленно широких масштабах: хлорид натрия, бром и магний.

ХЛОРИД НАТРИЯ
Поскольку хлорид натрия-самое распространенное вещество из числа растворенных в морской воде, нет ничего удивительного в том, что значительное количество (приблизительно 4.1010кг ежегодно) чистого хлорида натрия получают из морской воды. С этой целью морскую воду фильтруют и затем дают ей испаряться до тех пор, пока концентрация содержащегося в ней NaCl не превысит его растворимости. Твердый NaCl, который выкристаллизовывается из морской воды, оказывается довольно чистым, но его можно перекристаллизовывать из пресной воды до еще более высокой степени чистоты в зависимости от дальнейшего использования.

БРОМ
Ежегодно во всем мире получают более 2,3 • 108 кг брома, главным образом из морской воды. Концентрация бромид-иона в морской воде составляет всего 8,3.10 –4 М. На первой стадии извлечения брома из морской воды к ней добавляют серную кислоту, что снижает рН до 3,5. Затем через подкисленную воду продувают газообразный хлор в некотором избытке по сравнению с содержащимся в ней бромом. Между растворенным в воде газообразным хлором и бромид-ионом протекает окислительно-восстановительная реакция:

С12(водн.) + 2Вr(водн.) = Вr2(водн.) + 2С1(водн.)
Для выделения брома из морской воды ее пропускают через специальную башню, выложенную брусками дерева; в обратном направлении через башню продувают воздух. Для выделения брома из потока прошедшего через башню воздуха его обрабатывают сернистым ангидридом SO2 и паром. В результате образуются бромистоводородная и серная кислоты:

SO2(r.) + Вr2(г.) + 2Н2О(ж.) = 2НВr(водн.) + Н2SО4(водн.)

Чтобы извлечь бром из этого раствора, его снова обрабатывают надлежащим количеством хлора и затем удаляют бром, продувая воздухом. После этого смесь газообразного брома с воздухом пропускают над холодной поверхностью. Температура кипения жидкого брома составляет 59°С, что позволяет отделять его от воды перегонкой. Разбавленная серная кислота, остающаяся после удаления брома, используется для подкисления свежей порции впускаемой морской воды.

МАГНИЙ
Магний-второй по содержанию металлический элемент в морской воде. Самый большой завод для получения магния из морской воды в США принадлежит компании «Доу Кемикл» и находится в г. Фрипорте (штатт Техас). На этом заводе Mg2+ осаждают из морской воды в больших отстойниках (рис.1) в виде Mg(OH)2 (ПР = = 1,8.10 -11) путем добавления к морской воде негашеной извести СаО.

Рис. 1. Вид сверху на отстойники (в центре) для осаждения гидроокиси магния из морской воды на заводах компании «Доу Кемикл» (США). Рисунок из книги Т. Брауна “Химия в центре наук”, М, Мир, 1983
Оксид кальция для данного процесса в свою очередь получают из раковин моллюсков. Раковины моллюсков состоят из карбоната кальция. Их промывают, затем прокаливают в специальной обжиговой печи и таким образом получают негашеную известь:

СаСО3(тв.) = СаО(тв.) + СО2(г.)

Гидроксид магния получают по реакции:

Мg2+(водн.) + СаО(тв.) + Н2О(ж.) = Мg(ОН)2(тв.) + Са2+(водн.)

Осаждающийся гидроксид магния содержит примеси ионов Са2+, Na+ и HCO3. Твердый осадок отфильтровывают и затем обрабатывают смесью растворов НС1 и H2SO4. В кислом растворе происходит растворение Mg(OH)2

Mg(OH)2(тв.) + 2Н+(водн.) = Мg2+(водн.) + 2Н2О(ж.)

Большая часть примесных ионов натрия кристаллизуется в составе NaCl, а ион кальция осаждается в составе CaSO4. Раствор, содержащий ионы Mg2+, отфильтровывают и затем концентрируют в испарителе. Таким образом, в конце концов получают твердый MgCl2. Его растворяют в смеси расплавленных хлоридов металлов при 700°С в электролизных установках (см. рис. 2). Электрическая энергия, подводимая к электролизерам, расходуется на образование из расплавленного хлорида магния металлического магния и газообразного хлора:

электроэнергия
МgС12(ж.) = Мg(ж.) + С12(г.)

Расплавленный металл отливают в слитки, которые имеют чистоту 99,9%.
Рис. 2. Установки для электролитического получения Mg из MgCl2 на заводе компании «Доу Кемикл» (США). Круглые вертикальные стержни представляют собой угольные аноды, а стержни прямоугольного сечения — медные проводники, по которым в электролизеры подается ток силой до 100000 ампер. Рисунок из книги Т. Брауна “Химия в центре наук”, М, Мир, 1983

Мосин О.В.

Записи созданы 1930

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх