Hải dương học đại cương, phần 1 các quá trình vật lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI


V. N. MALINHIN


HẢI DƯƠNG HỌC
ĐẠI CƯƠNG


PHẦN 1. CÁC QUÁ TRÌNH VẬT LÝ

BIÊN DỊCH:
PHẠM VĂN HUẤN









NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
МИНИСТЕРСТВО ОБРА3ОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ

В. Н. Малинин


ОБЩАЯ ОКЕАНОЛОГИЯ

ЧАСТЬ 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Учебное пособие

Рекомендовано Министерством обЩего и профессионального
образования Российской федерации в качестве учебного
пособия для студентов высших учебных заведений,
обучаю
Щихся по направлению «Гидрометеорология»,
специальности «Океанология»






Санкт-Петербург
1998
Mục lục

Mở đầu 7
Chương 1. Những dẫn liệu tổng quát về Đại dương Thế giới 19
1.1. Phân bố nước và lục địa trên Trái Đất 19
1.2. Các đặc trưng trắc lượng hình thái và sự phân chia Đại dương
Thế giới

23
1.3. Các đặc trưng khí hậu của các đại dương 36
1.4. Sự phân đới của nước đại dương 44
1.5. Đặc trưng địa chất học của Đại dương Thế giới
48
1.5.1. Những dẫn liệu chung về địa hình đáy Đại dương Thế giới 49
1.5.2. Đặc điểm cấu tạo lớp vỏ đại dương của Trái Đất 57
1.5.3. Các quá trình ngoại sinh và nội sinh 59
1.5.4. Trầm tích đáy 65
1.5.5. Nguồn gốc và lịch sử địa chất Đại dương Thế giới 69
Chương 2. Thành phần, tính chất vật lý và hóa học của nước biển 75
2.1. Cấu tạo phân tử của nước
76
2.2. Các trạng thái tổ hợp của nước và sự chuyển pha 78
2.3. Các đặc trưng vật lý cơ bản của nước biển 80
2.3.1. Nhiệt độ nước 81
2.3.2. Áp suất thủy tĩnh 83
2.3.3. Mật độ nước biển 85
2.4. Phương trình trạng thái của nước biển 87
2.5. Các đặc trưng nhiệt cơ bản của nước biển 91
2.6. Một số tính chất khác của nước biển 95
2.
7. Nhiệt độ đóng băng và nhiệt độ mật độ cực đại 100
2.8. Những dị thường trong tính chất vật lý của nước 102
2.9. Độ muối và các tính chất hóa học của nước biển 104
2.10. Thành phần hóa học nước đại dương 108
2.10.1. Các hợp phần chính trong thành phần muối nước biển 109
2.10.2. Các nguyên tố vi lượng 110
2.10.3. Các chất khí hòa tan 111
2.10.4. Chất hữu cơ 113

2.10.5. Các nguyên tố dinh dưỡng chính 114
2.10.6. Về nguồn gốc khối lượng
muối của đại dương 115
2.11. Sự ô nhiễm hóa học của nước các đại dương 117
Chương 3. Các tính chất quang học và âm học của nước biển 120
3.1. Các tính chất quang học 120
3.1.1. Những nhân tố cơ bản quyết định tính chất quang học của
nước biển
121
3.1.2. Phản xạ và khúc xạ ánh sáng tại mặt biển. Khái niệm
albeđô
124
3.1.3. Sự hấp thụ và tán xạ ánh sáng trong nước biển 12
9
3.1.4. Sự suy yếu ánh sáng trong nước biển 132
3.1.5. Màu và độ trong suốt của nước biển 135
3.1.6. Sự phát quang và biến màu của biển 138
3.2. Các tính chất âm học 140
3.2.1. Sự truyền âm trong nước biển 140
3.2.2. Sự khúc xạ các tia âm. Kênh âm ngầm 144
3.2.3. Sự tắt dần âm trong nước biển 148
3.2.4. Đặc điểm phân bố tốc độ âm trong các đại dương 150
3.2.5. Tiếng ồn của đại dương 153
Chương
4. Sự xáo trộn nước trong đại dương 155
4.1. Khái niệm về xáo trộn 155
4.2. Phân tầng mật độ và độ ổn định thẳng đứng 158
4.3. Những dẫn liệu tổng quát về xáo trộn đối lưu 163
4.4. Đối lưu nhiệt muối thẳng đứng và phương pháp tính toán của N.
N. Zubov

169
4.5. Phân loại các điều kiện phân tầng nhiệt muối. Khái niệm về vi
cấu trúc đại dương
175
4.6. Những
dẫn liệu tổng quát về xáo trộn rối 184
4.7. Sự trao đổi rối trong đại dương 187
4.8. Những quy mô và cơ chế phát sinh rối đại dương 194
Chương 5. Trao đổi nhiệt và ẩm trong hệ thống đại dương - khí quyển 196
5.1. Đặc trưng tổng quát về các quá trình tương tác đại dương và khí
quyển
196
5.2. Sơ đồ trao đổi nhiệt trong hệ thống đại dương - khí quyển 200
5.3. Cân bằng bức xạ của đại dương
204
5.3.1. Phương trình cân bằng bức xạ và những phương pháp ước
lượng các thành phần của nó
204
5.3.2. Phân bố các thành phần cân bằng bức xạ trên đại dương 209
5.4. Cân bằng nhiệt của đại dương 213
5.4.1. Phương trình cân bằng nhiệt của đại dương 213
3 4
5.4.2. Những biến thiên enthalpy của đại dương 216
5.4.3. Sự vận chuyển hiển nhiệt trong đại dương 218
5.4.4. Mất nhiệt cho bốc hơi và nhiệt trao đổi rối của đại dương
với khí quyển
223
5.5. Khái niệm chu trình thủy văn 235
5.6. Trao đổi ẩm trong hệ thống đại dương - khí quyển 238
5.6.1. Giáng thủy 238

5.6.2. Bốc hơi hiệu dụng 242
5.6.3. Dòng khối tại mặt đại dương 247
5.6.4. Cân bằng nước của
các đại dương 249
5.7. Một số dẫn liệu về các dạng tương tác khác của đại dương và khí
quyển
252
5.7.1. Tương tác động lực 252
5.7.2. Trao đổi các chất khí 256
5.7.3. Trao đổi muối. Liên hệ giữa cân bằng muối và cân bằng
nước đại dương
260
Chương 6. Cấu trúc không gian của nước đại dương và các khối nước 264
6.1. Các đới cấu trúc của Đại dương Thế giới 264
6.2. Cấu t
rúc thẳng đứng của các tham số trạng thái của đại
dương
269
6.2.1. Nhiệt độ nước 269
6.2.2. Độ muối 276
6.2.3. Mật độ nước 282
6.3. Khái niệm về các khối nước. Phân định các khối nước trên cơ sở
phân tích T

S
284
6.4. Những khối nước cơ bản của Đại dương Thế giới 291
6.5. Về những cơ chế hình thành và tiến triển của các khối nước đại
dương
297

6.6. Cấu trúc phương ngang của các tham số trạng thái đại dương 302
6.6.1. Nhiệt độ nước 302
6.6.2. Độ muối 307
6.6.3. Mật độ nước 310
Chương
7. Băng trong đại dương 313
7.1. Phân bố băng trên Trái Đất 313
7.2. Phân loại băng 317
7.3. Những tính chất vật lý và cơ học của băng biển 321
7.3.1. Độ muối của băng 321
7.3.2. Mật độ băng 322
7.3.3. Những đặc trưng nhiệt vật lý của băng 323
7.3.4. Những tính chất cơ học của băng 324
7.4. Biến đổi độ dày băng do các quá trình nhiệt 327
7.4.1. Sự tăng trưởng độ dày băng 32
7
7.4.2. Sự tan băng 330
7.5. Khái niệm về trôi băng. Các đặc điểm trôi băng ở Bắc Cực và
Nam Cực
332
7.6. Phân bố băng trên Đại dương Thế giới 338
7.6.1. Cân bằng băng 338
7.6.2. Đặc trưng tổng quát về thảm băng ở các đại dương và biển 344
7.6.3. Các núi băng trôi 349
Tài liệu t
ham khảo 354

5 6
Mở đầu
1. Đối tượng và nhiệm vụ của hải dương học đại cương
Theo quan niệm truyền thống, hải dương học là khoa học nghiên cứu
những quá trình vật lý, hoá học, sinh học và địa chất học diễn ra trong Đại
dương Thế giới và trên các biên của nó. Sự khác biệt căn bản giữa hải dương
học với các khoa học khác về Trái Đất có liên quan, trước hết với khí tượng
học và thủy văn học chủ yếu nghiên cứu những quy luật vật lý của các quá
trình và hiện tượng
trong lớp vỏ khí của hành tinh và lớp nước lục địa, là ở
chỗ hải dương học có đặc điểm tổng hợp, tức tất cả các quá trình được xem
xét trong sự thống nhất và liên hệ tương hỗ với nhau trong môi trường nước.
Thí dụ, năng lượng mặt trời tới mặt đại dương là quá trình vật lý và do
đó được nghiên cứu trong khuôn khổ vật lý đại dương
và khí tượng biển.
Nhưng đồng thời bức xạ xâm nhập vào trong nước quy định quá trình quang
hợp của thực vật phù du, ảnh hưởng (thông qua nhiệt độ nước) tới sự hình
thành và phân bố các cơ thể sống trong môi trường nước, đó là đối tượng
nghiên cứu của sinh học biển. Bức xạ cũng ảnh hưởng tới tốc độ các phản

ứng hoá học trong đại dương, chu trình tuần hoà
n của các nguyên tố hoá học,
sự hoà tan các khí trong nước biển, đó là những đối tượng nghiên cứu của
hoá học biển. Những quy luật phân bố địa lý của bức xạ được xem xét trong
khuôn khổ môn địa lý tự nhiên đại dương, hay hải văn.
Như vậy, có thể phân định trong hải dương học một loạt các bộ môn có
giá trị độc lập:
- Vật lý học đại dương,
- Hoá học đại dương,

- Sinh thái học đại dương,
- Địa chất học đại dương,
- Địa lý đại dương (hải văn),
- Tương tác đại dương và khí quyển.
Vật lý học đại dương, hay hải dương học vật lý, nghiên cứu những
quy luật cơ bản của các quá trình và hiện tượng vật lý diễn ra trong Đại
dương Thế giới và trên các biên của nó. Ở đây hải dương
học tự nó là bộ
phận cấu thành của địa vật lý - một tổ hợp các khoa học về những tính chất
và quá trình vật lý diễn ra trong các quyển rắn, lỏng và khí của Trái Đất. Do
đó, địa vật lý, ngoài vật lý đại dương, còn bao gồm vật lý khí quyển, thạch
quyển và nước trên lục địa.
Đối tượng nghiên cứu của vật lý đại dương là những tính chất của nước
đại dương (n
hiệt, quang, âm ), các hải lưu, thủy triều, sóng, dao động mực
nước, băng biển, sự tương tác lẫn nhau và liên hệ của chúng với những quá
trình khí quyển, sinh học và hoá học. Vì một số bộ phận của hải dương học
vật lý đã khá phát triển về lí thuyết và có giá trị thực tiễn to lớn, nên cần
được phân chia thành một số hướng độc lập: động lực học đại dương
, bao

gồm trước hết các lĩnh vực thủy triều, chuyển động sóng và dòng chảy,
quang học biển và âm học biển.
Hoá học đại dương nghiên cứu thành phần và các tính chất hoá học
của nước biển, trầm tích đáy, các chất lơ lửng, băng biển, các cơ thể sống,
cũng như những quy luật cơ bản của các quá trình hoá học phát triển trong
các đại dương và biển.
Sinh học đại dương ng
hiên cứu nguồn gốc và sự phát triển của các cơ
thể sống trong biển, mối liên hệ giữa chúng với môi trường và sử dụng tài
nguyên sinh vật cho nhu cầu loài người.
Sinh thái học đại dương xét những quan hệ và tương tác của các cơ
thể sống, trong đó có con người, với môi trường biển.
Địa chất học đại dương nghiên cứu địa hình và đáy, bờ đại dương
,
những quá trình địa mạo, sự hình thành trầm tích đáy, nguồn gốc và tiến hoá
vỏ trái đất
Tương tác đại dương và khí quyển xem xét những quy luật vật lý của
các quá trình khí quyển bên trên đại dương và tại biên phân cách với khí
7 8
quyển.
Địa lý đại dương có thể phân chia thành hai hướng: địa lý tự nhiên,
hay hải văn và địa lý kinh tế. Đối tượng nghiên cứu của hải văn là những quy
luật địa lý của các quá trình vật lý, hoá học diễn ra trong đại dương.
Địa lý kinh tế xem xét đại dương dưới góc độ sử dụng tài nguyên của
nó và coi nó là đối tượng trực tiếp trong hoạt động kinh tế của loài người.
Những hướng liệt kê
trên đây của hải dương học đã đạt tới những thành
tựu đáng kể về nhận thức đại dương, có tính độc lập nhất định và ý nghĩa
thực tiễn to lớn. Do đó, nên xem hải dương học như là một tập hợp các bộ
môn khoa học về Đại dương Thế giới, nghiên cứu những quá trình và hiện

tượng lý hoá cũng như các hiện tượng k
hác diễn ra trong nó trong sự thống
nhất địa lý, liên hệ qua lại, phát triển lịch sử phân hoá khu vực.
Hải dương học đại cương thực chất là sự khái quát, tổng hợp những
cơ sở và những quy luật chung nhất của hải dương học. Cơ sở của nó trước
hết là những định luật lí thuyết mô tả những quá trình và tính chất của nước
đại dương và những quy
luật địa lý mà những quá trình, tính chất đó biểu
hiện trong không gian và thời gian. Chính hải dương học đại cương liên kết
các khoa học bộ phận về đại dương thành thể thống nhất và có chức năng
cung cấp một quan niệm toàn vẹn về bản chất của Đại dương Thế giới.
Những nhiệm vụ chủ yếu của hải dương học đại cương
gồm:
a) Các tính chất nhiệt học, quang học, âm học, hoá học và những tính
chất khác của nước biển;
b) Các quá trình xáo trộn rối và đối lưu với những quy mô lấy trung
bình khác nhau;
c) Các phương pháp tính những thành phần cân bằng nhiệt và nước đại
dương, những đặc điểm phân bố địa lý của chúng;
d) Các quy luật phân bố theo phương thẳng đứng và phương ngang của
những đặc trưng chủ yếu của đại dương, phân t
ích và phân chia các khối
nước;
e) Các quy luật động lực (sóng, dòng chảy, thủy triều), sự phân loại,
những phương pháp tính và đặc trưng địa lý về chúng;
f) Các tính chất lý hoá và sự hình thành, sự chuyển dịch, phân loại và
phân bố của băng biển;
g) Các quá trình sinh học trong đại dương và sự liên hệ của chúng với
những nhân tố phi sinh học. Sản lượng sinh học và diễn biến của nó dưới tác
động của

các nhân tố tự nhiên và nhân sinh;
h) Sự hình thành địa hình đáy các đại dương, các quá trình địa chất tác
động trong đại dương; những giả thuyết cơ bản hình thành vỏ trái đất.
Rõ ràng phải thừa nhận công trình đầu tiên khái quát những dẫn liệu về
các quá trình hải dương học là cuốn “Địa lý tự nhiên đại dương” xuất bản
năm 1885 của nhà nghiên cứu người Mỹ M. Mori. Đầu thế kỷ 20 xuất hiện
một loạt các công
trình tổng quát về hải dương học đại cương: “Giáo khoa
hải văn học” của O. Criummel (1907-1911), “Thủy văn biển” của I.B.
Spindler (1914-1915) và “Hải văn học” của I.M. Sokanski (1917), tái bản
năm 1959 và vẫn còn giá trị cho tới ngày nay.
Đầu những năm ba mươi rất nổi tiếng cuốn “Địa lý đại cương các biển”
của K. Vallo (Pháp, 1933). Sách này mô tả một cách tỉ mỉ đối với thời bấy
giờ về địa lý tự nhiên cá
c đại dương và biển, những dẫn liệu cơ sở về các quá
trình sinh học và địa chất, đặc trưng chi tiết về sự tương tác của con người
với môi trường đại dương.
Cuốn chuyên khảo “Các đại dương: vật lý, hoá học và sinh vật học” của
H. Sverdrup, M. Jonson và R. Fleming xuất bản ở Mỹ năm 1942 có giá trị cơ
sở. Đáng tiếc, cuốn sách tuyệt vời này
, đã được xuất bản ở nhiều nước,
nhưng chưa được dịch sang tiếng Nga.
Sau Chiến tranh thế giới thứ hai đã thực sự diễn ra sự bùng nổ về những
nghiên cứu đại dương. Và do đó xuất hiện rất nhiều ấn phẩm tổng kết nghiên
cứu. Trong số này phải kể đến “Hải dương học đại cương” của G. Đit
rich và
K. Kalle (năm 1957), “Hải dương học vật lý” của A. Defant (năm 1961),
“Nhập môn hải dương học vật lý” của Van Arks (năm 1962), “Hải dương
9 10
học vật lý” của A. Lacomb (năm 1965).

Ở nước Nga, trước hết phải kể tới những cuốn giáo khoa tuyệt vời về
nội dung như “Hải dương học vật lý” của N.I. Egorov (xuất bản lần thứ nhất
năm 1966, lần thứ hai năm 1974), “Hải dương học đại cương” của L.A.
Giucov (năm 1976) đã từng là những cuốn sách gối đầu giường không những
đối với nhữn
g sinh viên hải dương học, mà cả đối với các chuyên gia trong
lĩnh vực khí tượng thủy văn.
Bộ sách “Hải dương học” xuất bản cuối những năm bảy mươi của các
chuyên gia hàng đầu ở Nga đề cập tới các lĩnh vực vật lý, hoá học, địa vật lý,
địa chất và sinh học đại dương thực sự là bộ sách có một không hai trên thế
giới về mức độ sâ
u và rộng trong các vấn đề về tự nhiên Đại dương Thế giới.
Ngoài ra, ở Nga đã xuất bản nhiều cuốn giáo khoa và chuyên khảo về những
hướng chuyên của hải dương học. Trong danh mục tài liệu tham khảo bổ
sung sẽ dẫn một số công trình đáng quan tâm nhất đối với sinh viên.
2. Tóm tắt về lịch sử nghiên cứu hải dương học
Những dẫn liệu đầu tiên về tự nhiên của các đại dương và biển đã xuất
hiện rất lâu trước khi bắt đầu những cuộc khảo sát hải dương học. Hàng bao
thế kỷ, dân cư những vùng ven bờ vẫn thường quan sát sóng, thủy triều, hải
lưu trên biển và dần dần tích lũy tri thức về những hiện tượng đó. Quãng thời
gian dài từ các thời kỳ cổ đại tới đầu Kỷ nguyên c
ác phát kiến địa lý vĩ đại
chính là tiền sử của những khảo sát hải dương học. Đặc trưng của thời ấy là
con người làm quen với những điều kiện tự nhiên ở các vùng nước mà họ
từng trải. Những người đi biển đầu tiên là tổ tiên của những người dân thuộc
các quần đảo Đông Nam Á, những người Mã Lai, dân cư đảo Cri
t, người Ai
Cập Họ đã có những khái niệm về hình dáng địa lý, về gió và các dòng hải
lưu ở những vùng nước mà họ đã từng đi qua.
Những tài liệu thành văn và bản đồ đầu tiên về biển tìm thấy trong các

công trình của những người Hy Lạp và La Mã. Họ đã tạo ra những quan
niệm về sự phân bố nước và đất trên vùng không gian sinh sống của họ trên
Trái Đất và viết nh
iều về những hiện tượng vật lý trong biển. Gerodot (thế kỷ
5 trước CN), Posidoni (thế kỷ 2 trước CN), Plini Cha (đầu CN) đã từng mô tả
các dao động mực nước biển và mưu toan giải thích hiện tượng này liên hệ
với vị trí tương đối của Mặt Trăng và Trái Đất. Aristotel đã chỉ ra sự khác
biệt giữa nhiệt độ nước ở mặt biển và ở dưới sâu. Vậy là những nh
à khoa học
của thế giới cổ đại đã biết khá nhiều về địa lý và những tính chất vật lý của
đại dương.
Thời trung cổ, những người Ả Rập đã có những chuyến đi biển đến Ấn
Độ và Trung Hoa, những người Bắc Âu - đến Grinlan và vùng bờ Đông Bắc
Mỹ, những người Nga phương bắc - đến biển Baren và biển Karơ. Họ đã mở
rộng
tầm nhìn địa lý của con người thời đó, nhưng chưa có cải thiện gì nhiều
cho hải dương học như là một khoa học so với thời cổ đại.
Giai đoạn lịch sử đầu tiên trong nhận thức Đại dương Thế giới - giai
đoạn tìm kiếm gắn liền với Kỷ nguyên những phát minh địa lý vĩ đại (thế
kỷ 15 đến đầu thế kỷ 18
). Thời kỳ này đặc trưng bởi những chuyến đi biển
mò mẫm, chủ yếu nhằm phát hiện những vùng đất mới và các mục đích
thương mại. Người ta nhận được những dẫn liệu mới về tự nhiên các đại
dương và hình dáng các miền bờ một cách ngẫu nhiên. Thí dụ, những người
đi biển Bồ Đào Nha đã phát
hiện các hải lưu Kanarơ, Ghinê, Bengen ở Đại
Tây Dương. Một người Tây Ban Nha Alminos lần đầu tiên năm 1513 đã
thông báo về Gơnstrim. Cristoph Columb đã tiến hành quan trắc dòng chảy ở
vùng khơi đại dương và phát hiện dòng Tín phong Bắc. Những chuyến đi
biển gần bờ châu Mỹ Đại Tây Dương đã dẫn tới phát hiện ra các hải lưu

Braxin và Guiana.
Khoảng thời gian từ đầu thế kỉ 18 đến qu
í ba thế kỉ 19 là giai đoạn tìm
hiểu Đại dương Thế giới. Trong thời gian này đã tổ chức những chuyến
khảo sát hải văn chuyên. Trong các chuyến khảo sát đôi khi có các nhà tự
nhiên học tham gia. Những kết quả đáng kể đầu tiên thuộc về chuyến khảo
sát của Bering năm 1728 và của Bering với Chiricov năm 1741 ở phần phía
bắc Thái Bình Dương và miền bờ Bắc Băng Dương
. Ba chuyến đi biển vòng
11 12
quanh thế giới của J. Cook (năm 1768-1779) đã rất hiệu quả. Các cuộc thám
hiểm của Bughenvil (1768) và Laperuz (1785-1788) đã cung cấp các tư liệu
mới về các vùng phía tây Thái Bình Dương.
Những nghiên cứu của các nhà hàng hải Nga đã tỏ ra rất xuất sắc đối
với thời ấy. Trong thời gian chuyến đi biển vòng quanh thế giới của
Kruzenstain và Lisanski (1803-1806) lần đầu tiên đã xác định nhiệt độ và
trọng lượng riêng của nước ở các độ
sâu. E. Lens tham gia trong chuyến đi
biển của Kosebu (1823-1826) đã tiếp tục những công việc đó. Ông là người
đầu tiên nhận thấy sự chuyển động nước lạnh về phía xích đạo và nước mặt
ấm về phía ngược lại.
Trong giai đoạn tìm hiểu đại dương đã bắt đầu xuất hiện các công trình
tổng quan về những dữ liệu nhận được. Những năm 1760 M.V. Lomonosov
đã đề xuất hệ thống ph
ân loại băng biển đầu tiên và phác thảo sơ đồ hải lưu
chung ở các đại dương. Năm 1725 Marsili công bố “Lịch sử tự nhiên biển”,
đây có thể xem là công trình đầu tiên chuyên về hải dương học vật lý. Trong
sách này dẫn ra bản tổng quan dữ liệu đầu tiên về nhiệt độ, trọng lượng riêng
và màu nước biển, về địa hình và bùn đáy đại dương. Năm
1848 M. Mori

công bố “Bản đồ gió và dòng chảy” các vùng đường hàng hải. Forghammer
lần đầu tiên năm 1865 đã xác định khá chính xác thành phần muối nước biển.
Tất cả những điều đó chứng tỏ những thành tựu đáng kể trong công cuộc
nghiên cứu đại dương.
Nét đặc trưng cơ bản của thời kỳ nghiên cứu hải dương học về đại
dương (cuối quý ba thế kỉ 19 - đầu thế kỉ 20
) là việc thực thi những cuộc
khảo sát đại dương có sử dụng các phương pháp chuyên nghiệp nghiên cứu
hải dương học. Trong đó lúc đầu chủ yếu là cách tiếp cận mô tả - thu thập dữ
liệu thực tế và một phần thử giải thích các hiện tượng quan trắc được.
Cuộc khảo sát chuyên nghiệp hải dương học đầu tiên do những người
A
nh thực hiện trên tầu “Chellenger”, trong những năm 1872-1876 thực hiện
quan trắc tổng hợp tại 362 trạm nước sâu ở Đại Tây Dương, Thái Bình
Dương và Ấn Độ Dương. Khối lượng dữ liệu thực nghiệm đồ sộ đến mức 70
nhà khoa học đã tham gia xử lý trong vòng 20 năm. Kết quả khoa học của
cuộc khảo sát này độc đáo về nhiều mặt. Ditmar đã xác lập được q
ui luật bảo
tồn thành phần muối nước biển. Merrei và Renar đưa ra bảng phân loại bùn
đáy biển. Ngoài ra trong thời gian khảo sát đã phát hiện sự sống tại các độ
sâu lớn hơn 5 km.
Những chuyến khảo sát khoa học trên tầu Mỹ “Albatros” (1882-1905),
trên các tầu Đức “Waldivia” (1898-1899) và “Gauss” (1901-1903), trên tầu
Anh “Discovery” (1901-1904) cũng có những đóng góp to lớn cho sự phát
triển của hải dương học. F. Nansen đã thực hiện những công trình độc đáo
trên tầu “
Fram” (1893-1896). Trong thời gian thả trôi tầu ở Bắc Băng Dương
ông đã tìm hiểu đặc điểm chung của chuyển động băng ở thủy vực Bắc Cực,
khẳng định sự xâm nhập của nước ấm từ Đại Tây Dương vào các lớp sâu và
thử lí giải những dữ liệu quan trắc đó bằng lí thuyết.

Công trạng to lớn trong sự nghiệp nghiên cứu đại dương
giai đoạn này
thuộc về các nhà nghiên cứu Nga. Đô đốc S.O. Makarov đã đo tốc độ và
hướng dòng chảy mặt và dòng chảy sâu ở Bopho và rút ra những qui luật
quan trọng về sự trao đổi nước trong các eo biển. Trong thời gian chuyến đi
biển vòng quanh thế giới trên tầu “Vitiaz” (1886-1889), ông đã tiến hành
công tác hải văn một cách hệ thống, xác định nhiệt độ, trọng lượng riêng của
nước và tốc độ dò
ng chảy ở các tầng sâu. Makarov đã khái quát những dữ
liệu này trong công trình quan trọng
<<“Vitiaz” và Thái Bình Dương>> (1894).
Ở Hắc Hải có cuộc khảo sát hải văn của Spindler và Vranghel (1890-
1891), lần đầu tiên phát hiện được sự ô nhiễm hydrosulphua ở các lớp nước
sâu của Hắc Hải. Cùng những năm đó, ở biển Baren diễn ra đợt khảo sát
chuyên khoa học nghề cá dưới sự lãnh đạo của N.M. Knhipovich.
Một thang bậc tiếp theo, cao hơn trong sự phát triển hải dương học là
giai đoạn nghiên cứu chi tiết các đại dương và
biển (thời kì giữa Thế chiến
thứ nhất và Thế chiến thứ hai). Giai đoạn này đặc trưng bởi những nghiên
cứu rất có hệ thống.
Hoạt động của tầu Na Uy “Mode” (1918-1920) dọc bờ các biển vùng
Bắc Cực từ Na Uy đến Aliaska và tầu Đan Mạch “Dana” (1921-1922) ở Bắc
13 14
Đại Tây Dương thuộc loại những chuyến khảo sát đáng kể nhất của thời đó.
Những chuyến khảo sát trên tầu Đức “Meteor” (1925-1937) có giá trị
rất lớn. Lần đầu tiên bắt đầu tiến hành đo một cách có hệ thống tại các mặt
cắt chuẩn. Trong những năm đó, “Meteor” đã thực hiện 14 mặt cắt qua Đại
Tây Dương, cho phép người ta có được quan niệm khá chính xác về cấu trúc
kh
ông gian và hoàn lưu của các khối nước đại dương.

Những năm hai mươi, ở nước Nga đã thực hiện các chuyến khảo sát tại
biển Baren, Bạch Hải, Hắc Hải và Kaspi. Trong thời gian Năm cực Quốc tế
(1932-1933) các cuộc khảo sát biển của nước Nga đã nghiên cứu kĩ lưỡng
các biển Grinlan, Baren, Karơ, Chukot và Bering. Tiếp sau (1934-1935) các
chuyến thám hiểm vĩ độ cao của Liên Xô trên các tầu “Litke”, “Persei”, tầu
phá băng “Sađko”
đã nhằm vào những biển này.
Năm 1937 lần đầu tiên trên thế giới trạm tự trôi trên vùng Bắc Cực
(Bắc Cực 1) đã được tổ chức dưới sự lãnh đạo của I.
Đ. Papanhin, còn năm
1941 đã diễn ra cuộc thám không trên vùng cực xa (về phía bắc đảo
Vranghel). Trạm tự trôi và đợt thám không đã khởi đầu cho một cách thức
nghiên cứu Bắc Băng Dương mới về nguyên tắc và cực kì hiệu quả.
Những chuyến khảo sát trong những năm 20 và 40 đã cho phép tích lũy
một vốn dữ liệu thực tế đồ sộ không chỉ để tìm hiểu những qui luật phân bố
các đặc trưng hải dương học tron
g nước biển, mà còn để nghiên cứu những
quá trình quan trọng nhất ở Đại dương Thế giới. Trong thời gian đó ở nước
Nga người ta bắt đầu hướng sự chú ý vào nghiên cứu những quá trình tự
nhiên trong các đại dương. Trong các công trình của O.A. Alekin, P.S.
Bezrukov, L.M. Brekhovskich, M.E. Vinograđov, L.A. Zenkevich, N.N.
Zubov, A.P. Litsưsin, A.S. Monhin, V.V. Timonov, V.V. Suleikin và những
người khác đã cho thấy những qui luật quan trọng của sự phát triển các quá
trình vật lý, hóa học, sinh học và địa c
hất học diễn ra trong Đại dương Thế
giới, trên bờ, đáy và khí quyển bên trên nó.
Hải dương học hiện đại đang ở giai đoạn những nghiên cứu chuyên
sâu, có tính chất vấn đề của biển và đại dương. Nét đặc trưng của giai đoạn
này là những khảo sát tổng hợp trên thực địa, trong phòng thí nghiệm và
bằng lí thuyết về một số vấn đề lớn li

ên quan tới các dòng hải lưu, thủy triều,
sóng, băng biển, âm học biển và nhiều chuyên mục khác của hải dương học
vật lý. Các tầu nghiên cứu khoa học bắt đầu được xây dựng cho mục đích
này. Thí dụ, ngay sau Chiến tranh vệ quốc vĩ đại, năm 1948, tầu nghiên cứu
khoa học “Vitiaz” đã được xây dựng và thực hiện 65 chuyến khảo sát khoa
học đến các biển và đại dương
khác nhau. Với thời gian, hạm tầu khoa học
của Liên Xô đã được bổ sung thêm nhiều tầu hiện đại cùng với những trang
thiết bị mới nhất. Trong những năm sáu mươi, “Viện sĩ Mstislav Kelđưsh”,
“Mikhain Lomonosov”, “Viện sĩ Kurchatov”, “Đmitri Menđeleev”, “Viện sĩ
Vernađski”, “Giáo sư Zubov”, “Giáo sư Vize”, “Viện sĩ Sokanski”, “A.
I.
Voeikov” và nhiều tầu khác đã tiến hành công việc trên tất cả các vùng đại
dương. Ngoài ra, còn có các tầu nghiên cứu khoa học thời tiết thường trực
quanh năm tại Đại Tây Dương và Thái Bình Dương.
Kết quả nghiên cứu tổng hợp và tỉ mỉ trong thế kỉ 20 là một loạt những
phát minh hải dương học. Thí dụ, vào những năm sáu mươi đã phát hiện ra
hệ thống các dòng chảy sâu nghịch xích đạo. Cuộc khảo sá
t của Mỹ do T.
Cromwell lãnh đạo ở vùng xích đạo Thái Bình Dương đã phát hiện ra ở bên
dưới vùng dòng chảy Tín phong Nam một lớp nước dày 300 m và rộng hơn
300 km, chuyển động ổn định về phía đông với tốc độ 150 cm/s. Dòng chảy
này đã được gọi theo tên của Cromwell.
Một tương tự của dòng chảy Cromwell cũng đã được phát hiện ở Đại
Tây Dương từ trên tầu “Mikhain Lomonosov”. Dòng chảy này, được gọi
t
heo tên Lomonosov, cắt ngang qua toàn bộ đại dương từ tây sang đông và
có tốc độ tới 80 cm/s. Sau đó, từ boong tầu “Vitiaz” trên vùng xích đạo Ấn
Độ Dương đã phát hiện một dòng chảy nghịch tầng sâu, gọi là dòng chảy
Tareev. Ngoài ra, các chuyến thám hiểm của nước Nga còn phát hiện dòng

chảy nghịch Antin-Ghinê hướng từ quần đảo Bagam tới đường xích đạo và
dòng chảy Angôla là đoạn tiếp nối của dòng chảy Lomonosov rẽ nhánh về
phí
a nam.
Việc phát hiện ra các xoáy synop đại dương - những tương tự vật lý của
15 16
các xoáy thuận và xoáy nghịch trong khí quyển, có giá trị to lớn để nhận thức
nhiều quá trình vật lý trong đại dương. Nếu như việc nghiên cứu các xoáy
synop loại front đã bắt đầu từ những năm ba mươi, thì các xoáy synop vùng
khơi đại dương lần đầu tiên được các nhà khoa học Nga phát hiện trong khi
tiến hành cuộc thí nghiệm thực địa “Poligon-70”. Trong thời gian thí nghiệm,
người ta chọn ra một ô vuông gần 200 km mỗi cạnh ở trung phần Đại Tây
Dương để đo dò
ng chảy tại tất cả các tầng sâu, liên tục sáu tháng. Các cuộc
thí nghiệm thực địa tiếp sau của Mỹ “Mode” và hợp tác Nga
- Mỹ “Polimode”
đã hoàn toàn khẳng định sự tồn tại của các xoáy synop, xác định cấu trúc đầy
đủ của chúng và thu được những dữ liệu về sự tương tác giữa các xoáy với
các dòng chảy trung bình.
Việc sử dụng rộng rãi thiết bị thám sát độ nhạy cao trong những năm
sáu mươi đã dẫn tới phát hiện ra và mô tả một lớp hiện tượng mới - vi cấu
trúc của đại dương. Các trắc diện thẳng
đứng của các tham số vật lý thủy văn
có những chi tiết cấu trúc với qui mô trong phương thẳng đứng từ một số cm
đến vài chục mét, trong khi kích thước trong phương ngang lớn hơn 3-4 lần.
Những thành tạo như vậy có thể di chuyển thậm chí theo các hướng ngược
với dòng chảy chính. Phát hiện về tính “đa quy mô” của các front đại dương
cũng có liên quan chặt chẽ với phát hiện này.
Một p
hát hiện nữa rất quan trọng đối với hải dương học vật lý là phát

hiện ra kênh âm ngầm vào năm 1946 của các nhà khoa học Nga và Mỹ độc
lập với nhau. Kênh âm ngầm là một lớp nước trong đó các sóng âm bị phản
xạ nhiều lần bên trong và truyền đi những khoảng cách siêu xa.
Việc phát hiện ra hệ thống các dãy núi giữa đại dương và các rãnh sâu
đại dương là một trong số những phát kiến địa chất rất q
uan trọng. Đó là nhờ
người ta chế tạo ra máy hồi âm và từ đó lập các bản đồ độ sâu mới của Đại
dương Thế giới. Kết quả là quan niệm đang ngự trị rằng đáy đại dương là
một bình nguyên gần như bằng phẳng đã bị sụp đổ. Lần đầu tiên O.K.
Leontiev đưa ra kết luận về sự thống nhất của các dãy
núi giữa đại dương và
không lâu sau đó Uning và Hazen cũng đã khẳng định và phát triển thêm.
Hệ thống các rãnh sâu đại dương, phân bố ở những nơi hoạt động núi
lửa và địa chấn mạnh, cũng được phát hiện cùng thời. Độ sâu lớn nhất của
đại dương (11
022 m) được ghi nhận bởi tầu “Vitiaz” vào năm 1957 ở rãnh
Marian gần đảo Guam. Như sau này đã khẳng định được nhờ khoan sâu đáy
đại dương, về phương diện kiến tạo các rãnh sâu là những vùng chìm của vỏ
đại dương dưới vỏ lục địa, còn tại những thung lũng của các dãy núi giữa đại
dương thì vật chất của manti được nâng lên mặt vỏ trái đất. Thuyết trôi lục
địa do A. Vegener đề xuất năm
1925 đã được khẳng định thực nghiệm nhiều
lần. Hệ quả là ngay sau đó người ta đã xây dựng được quan niệm “kiến tạo
toàn cầu mới”, giải thích các qui luật phát triển Trái Đất nói chung từ những
lập trường nhất quán.
Một loạt các phát hiện quan trọng cũng được thực hiện trong lĩnh vực
sinh học đại dương. Trước hết liên quan tới động thực vật dưới nước.
Hầu
như mỗi đợt khảo sát đều tìm thấy những loài nước sâu mới. Ngoài ra, thêm
vào 23 lớp động vật đã biết trên Trái Đất, nhà khoa học người Nga A.V.

Ivanov đã phát hiện và nghiên cứu tỉ mỉ một lớp mới - pogonophora. Đây là
lớp động vật duy nhất được phát hiện vào thế kỉ 20. Pogonophora là một yếu
tố cực kì độc đáo của giới động vật nước sâu,
chúng có mặt hầu như khắp
nơi.
Hiện tượng lí thú “ốc đảo sự sống” được các nhà khoa học người Mỹ
phát hiện từ thiết bị “Alvin” lặn dưới nước ở gần quần đảo Galapogos. Nơi
đây, do hoạt động núi lửa nước ở lớp sát đáy sâu 2500 m có nhiệt độ 15
o
C.
Kết quả là sinh khối động vật đáy vượt trội một số bậc so với sinh khối vùng
xung quanh. Nguồn gốc của sự giàu có sự sống là các vi khuẩn dưỡng hóa có
khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ các nguyên tố khoáng vật mang ra từ lòng
đất.
Nhà hải dương học người Pháp nổi tiếng J.I. Kusto có những đóng góp
to lớn cho sự phát triển các nghiên cứu dưới nước, cho sự hình thành của
sinh t
hái học biển như một hướng độc lập. Ông có công lao đặc biệt vĩ đại
như một nhà tổ chức và truyền bá khoa học xuất sắc. Toàn thế giới quen
thuộc với những cuốn sách khoa học thường thức của ông về thế giới đại
dương dưới nước và loạt phim truyền hình “Cuộc phiêu lưu dưới nước của
17 18
Kusto”.
Dĩ nhiên, những thành tựu của hải dương học hiện đại không chỉ giới
hạn ở những gì đã liệt kê trong tổng quan tóm tắt này. Song thậm chí từ đó
đã thấy rằng xét về khối lượng các công trình thực nghiệm, về độ sâu của các
khảo sát lí thuyết và trình độ ứng dụng thực tiễn những kết quả khoa học,
ngành hải dương học nước Nga đã từng giữ một trong
những vị trí dẫn đầu
trên thế giới trong một thời kì dài. Nhưng ở những năm 90 công cuộc nghiên

cứu khảo sát biển và đại dương bị cắt giảm đột ngột trước hết vì những lí do
kinh tế, nhiều chương trình khoa học cơ bản bị bãi bỏ. Dù sao thì những
nghiên cứu lí thuyết vẫn tiếp tục, tiềm lực của các nhà khoa học hải dương
học nước Nga
vẫn giữ ở mức khá cao. Vì vậy không nghi ngờ rằng trong thế
kỉ 21, sau khi khắc phục khủng hoảng kinh tế, sẽ lại bắt đầu bình minh của
các khảo sát hải dương học, bởi lẽ, tương lai nhân loại gắn liền với công cuộc
chinh phục và sử dụng hợp lí tài nguyên Đại dương Thế giới.
Chương 1
Những dẫn liệu tổng quát về Đại dương Thế giới
1.1. Phân bố nước và lục địa trên Trái Đất
Diện tích bề mặt của Trái Đất bằng 510 triệu km
2
. 361,3 triệu km
2
, hay
71 % diện tích này được bao phủ bởi nước Đại dương Thế giới, trong khi
diện tích đất liền bằng 149 triệu km
2
, hay 29 %. Như đã biết, nước và đất liền
phân bố trên địa cầu rất không đều. Ở bắc bán cầu phần lục địa là 100 triệu
km
2
, hay 39 %, còn ở nam bán cầu - 49 triệu km
2
, hay 19 %. Diện tích mặt
nước ở bắc bán cầu bằng 155 triệu km
2
, tức 61 %, còn ở nam bán cầu - 206
triệu km

2
, hay 81 %. Sự phân bố nước và đất không đều có giá trị lớn đối với
phân bố các hợp phần cân bằng nhiệt và nước, hình thành hoàn lưu chung
của khí quyển và đại dương cũng như đối với những quá trình hành tinh và
qui mô khu vực khác.
Các lục địa làm thành mặt đất bị tách rời nhau đáng kể. Theo một nghĩa
nhất định có thể xem chúng như những đảo khổng lồ, vì từ mọi phía chúng
được bao quanh bởi không gian nước.
Chỉ có nước các đại dương là tạo
thành một không gian nước liên tục trên mặt địa cầu, mà I.
M. Sokanski gọi
là Đại dương Thế giới.
Lưu ý rằng sự phân bố nước và đất liền không đồng đều cũng được
nhận thấy tại phần lớn các đới vĩ độ của Trái Đất. Nếu ở các vĩ độ trung bình
và cao của bắc bán cầu, bề mặt lục địa chiếm diện tích chung khá cao, thì
ngược lại, ở nam bán cầu phần lục địa giảm tới cực t
iểu. Một đặc trưng trực
quan về “tính đại dương” là thang cấp độ đại dương

- tỉ số diện tích mặt
nước trong đới vĩ độ đang xét trên diện tích chung của đới. Hệ số

đạt cực
đại ở đới 60-70
o
S, nơi đất liền gần như vắng mặt hoàn toàn.
Những dẫn liệu về diện tích của các đại dương thuộc từng đới vĩ độ
rộng 5 độ của địa cầu được dẫn trong bảng 1.1. Dễ dàng nhận ra sự phân hóa
đáng kể về phân bố các đại dương bên trong mỗi đới vĩ độ và đặc biệt trên
hướng kinh tuyến. Thậm chí Đại Tây Dương hẹp chiều

ngang nhất, nhưng ở
phía bắc vĩ độ 55

o
N đã trở nên rộng hơn Thái Bình Dương.
Nước thuộc số các chất phổ biến nhất trong tự nhiên. Và nước tự nhiên
đa dạng đến mức khó có thể nêu ra một đối tượng nào đó, kể cả thực và động
vật, mà không chứa nước ở dạng này hoặc dạng khác. Vì vậy, khi nghiên cứu
nước tự nhiên, để tiện lợi người ta đưa ra khái niệm thủy quyển, đó là lớp vỏ
liê
n tục của địa cầu chứa nước ở tất cả các trạng thái tổ hợp (lỏng, rắn và khí)
trong phạm vi Đại dương Thế giới (đại dương quyển), thạch quyển, băng
quyển và khí quyển. Biên phía dưới của thủy quyển thường được chấp nhận
là mặt Môhô, phân cách vỏ trái đất với lớp manti trên, còn biên phía trên
nằm ở độ cao của nút đối lưu, cao hơn đó thì ẩm lượng của kh
í quyển trở nên
bé không đáng kể và các phân tử nước đã chịu tác động của quá trình phân rã
quang học.
19 20
Bảng 1.1. Diện tích các đới vĩ độ của Đại dương Thế giới, nghìn km
2

Bắc bán cầu Nam bán cầu Đại dương TG
Đới vĩ độ (
o
)
Đại Tây Dương
Ấn Độ Dương
Thái Bình Dương
Tổng

Đại Tây Dương
Ấn Độ Dương
Thái Bình Dương
Tổng
Tổng
%
0-5 3 667 3 269 10 452 17388 3 243 3 715 9 845 16803 34191 9,5
5-10 2 998 2 900 10 742 16640 2 927 4 315 9 664 16906 33546 9,3
10-15 3 886 2 840 9 818 16544 3 074 5 018 9 123 17215 33759 9,4
15-20 4 146 1 177 8 851 14171 3 022 4 714 8 409 16145 30319 8,4
20-25 4 462 916 7 961 13339 3 259 4 297 7 914 15470 28809 7,9
25-30 4 460 327 6 951 11738 3 535 4 472 7 436 15443 27181 7,5
30-35 4 551 - 6 268 10819 3 683 5 008 7 089 15780 26599 7,4
35-40 4 528 - 5 488 10016 3 841 5 928 6 709 16478 26494 7,3
40-45 3 770 - 4 649 8419 3 850 5 730 6 252 15832 24251 6,7
45-50 2 625 - 4 006 6631 3 643 5 307 5 747 14697 21328 5,9
50-55 2 252 - 3 279 5531 3 313 4 795 5 273 13381 18912 5,5
55-60 2 941 - 2 456 5397 2 833 4 238 4 924 11995 17392 4,8
60-65 2 474 - 645 3119 2 275 3 645 4 395 10315 13434 3,7
65-70 - - - 2457 - - - 6818 9275 2,6
70-75 - - - 4415 - - - 2605 7020 1,9
75-80 - - - 3743 - - - 522 4265 1,2
80-85 - - - 2546 - - - - 2546 0,7
85-90 - - - 979 - - - - 979 0,3
Tổng trữ lượng nước trong thủy quyển bằng 1386 triệu km
3
(bảng 1.2).
Đương nhiên lượng nước lớn nhất nằm trong Đại dương Thế giới, lượng này
bằng 96,5 % tổng trữ lượng trong thủy quyển. Khí quyển chứa ít nước nhất,
chỉ là 13

000 km
3
, hay 0,001 %.
Khác với Đại dương Thế giới và khí quyển, trên các lục địa và trong
băng quyển có rất nhiều loại nước. Nước lục địa có thể phân chia thành nước
sông, nước hồ, nước đầm, nước trong đất màu, nước sinh học và nước ngầm.
Về phần mình, nước ngầm lại chia thành nước ngọt, nước trọng lực và nước
mao dẫn (xem bảng 1.2).
Bảng 1.2. Dự trữ nước trên Trái Đất
Dạng nước
Diện tích
(triệu km
2
)
Thể tích (10
3
km
3
)
Lớp nước
(m)
Đại dương Thế giới 361,3 1 340740 3711
Nước ngầm (trọng lực và mao dẫn) 134,8 2 3400 174
Nước ngầm ngọt 134,8 1 0530 78
Lượng ẩm trong đất màu 82,0 16,5 0,2
Băng hà và thảm tuyết thường trực, trong đó: 16,2 24 870 1 532
Châu Nam Cực 14,0 22 410 1 603
Grinlan 1,8 2 340 1 603
Các đảo ở Bắc Băng Dương 0,2 83,5 348
Trên các vùng núi 0,2 40,6 181

Băng dưới đất trong vùng đóng băng vĩnh cửu 21,0 300 14
Trữ lượng nước trong các hồ, trong đó: 2,0 176,4 87
Nước ngọt 1,2 91 73
Nước mặn 0,8 85,4 110
Nước trong các đầm 2,7 11,5 3,73
Nước trong các sông 148,8 2,1 0,13
Nước sinh học 510 1,1 0,002
Nước trong khí quyển 510 12,9 0,025
Tổng trữ lượng nước 510 1 389 530 2 724
Nước ngọt 148,8 35 830 241
Tổng lượng nước lục địa được ước lượng bằng km
3
, trong
đó phần nước ngầm là
km
3
, tức gần 99 %. Băng quyển gồm các
khối băng lục địa (ở Nam Cực và Grinlan), băng hà trên núi, băng trong vùng
đất đóng băng vĩnh cửu, thảm tuyết và băng biển. Tổng khối lượng băng xấp
xỉ trong băng quyển có thể ước lượng bằng 424,k
m
3
, hay 1,76 %.
6
1013734 ,
6
10
6
10733 ,
21 22

Trong thảm tuyết thường trực thể tích nước thậm chí lớn hơn so với trong
khiên băng Nam Cực. Lưu ý rằng nếu thảm băng hiện tại trên Trái Đất tan
hoàn toàn thì mực nước Đại dương Thế giới nâng lên 66 m, điều đó sẽ dẫn
tới những hậu quả khủng khiếp.
Theo những quan niệm hiện đại, tổng trữ lượng nước tự nhiên trong
thời kỳ dài đo bằng những kỷ nguy
ên địa chất, thực tế không thay đổi, tức
lượng nước đi ra từ lòng trái đất và từ khoảng không vũ trụ tới mặt trái đất
rất nhỏ và hầu như bù trừ với lượng mất nước không hoàn lại do sự khuếch
tán các khí ở những lớp trên của khí quyển vào vũ trụ. Điều này có nghĩa
rằng có thể xem thủy quyển như một hệ đón
g kín bên trong nó liên tục diễn
ra quá trình hoàn lưu và phân bố lại nước tự nhiên.
Mặc dù mặt nước áp đảo trên Trái Đất, nhưng tổng lượng nước trên mặt
trái đất không quá lớn so với kích thước của bản thân hành tinh. Thể tích
nước của Đại dương Thế giới theo bảng 1.2 bằng 1,338 tỉ km
3
. Vì thể tích
Trái Đất bằng khoảng 1
075,31 tỉ km
3
, do đó thể tích Đại dương Thế giới
bằng khoảng 1/800 thể tích của Trái Đất. Nếu biểu diễn lượng nước của Đại
dương Thế giới bằng một quả cầu, thì bán kính của nó sẽ bằng 690 km, hay
0,11 bán kính trung bình của Trái Đất (6
370 km).
1.2. Các đặc trưng trắc lượng hình thái học và sự phân
chia Đại dương Thế giới
Người ta phân chia Đại dương Thế giới thành các đại dương riêng biệt
xuất phát từ những dấu hiệu sau (theo tuần tự mức ý nghĩa): hình dáng đường

bờ các lục địa và các đảo, địa hình đáy, mức độ biệt lập của các hải lưu và
thủy triều, mức độ biệt lập của hoàn lưu khí quyển, những đặc điểm phân bố
phương ngang và phương thẳng đứng
của nhiệt độ và độ muối.
Trong một thời gian dài Đại dương Thế giới được chia ra thành năm đại
dương: Đại Tây Dương, Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương, Bắc Băng Dương
và đại dương Nam Cực. Hệ thống phân chia này đã được chấp nhận từ năm
1845 tại kì họp của Hội đồng Hội địa lý hoàng gia ở Luân Đôn, nhưng mãi
tới năm 1893 mới được công bố.
Trong các công trình sau đó của O.
Kriummel và I.M. Sokanski đã đề xuất chia ba đại dương: Đại Tây Dương,
Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương. Trong đó Bắc Băng Dương được gộp vào
Đại Tây Dương.
Vì có những bất đồng trong vấn đề xác định ranh giới các đại dương,
khi thành lập Phòng thủy đạc quốc tế người ta đã quyết nghị rằng một trong
những nhiệm vụ của phòng là xác định
ranh giới các đại dương và biển nhằm
mục đích để cho các cục thủy đạc quốc gia thừa nhận và đưa chúng vào
những ấn phẩm chính thức. Kết quả là năm 1928 đã xuất bản một ấn phẩm
chuyên của Phòng thủy đạc quốc tế “Ranh giới các biển và đại dương”, trong
đó chấp nhận chia Đại dương Thế giới thành bốn đại dương. Trong những
thập niê
n tiếp sau đã tiến hành nhiều công việc làm chính xác các ranh giới
và kích thước các đại dương và biển. Trong ấn phẩm thứ ba của Phòng thủy
đạc quốc tế (1953) vẫn giữ nguyên hệ phân chia Đại dương Thế giới thành
bốn đại dương: Đại Tây Dương, Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương và Bắc
Băng Dương, nhưng từng đại dương không bao gồm các biển. Đại Tây
Dương và Thái Bình Dương được chia thành hai phần: phần bắc và phần
nam
, ranh giới giữa hai phần đi qua đường xích đạo. Các eo nối hai biển hay

hai đại dương không bị chia ra làm hai phần, mà được gộp vào một biển hay
một đại dương nào đó.
Hội nghị hải dương học quốc tế lần thứ hai (Matxcơva, 1966) không
đồng ý với quan điểm chính thống. Tại hội nghị này khuyến cáo căn cứ vào
những đặc điểm c
hế độ thủy văn phân chia thêm đại dương Nam Cực với các
đường biên ở gần những mũi tận cùng của các lục địa (châu Phi, Úc và Nam
Mỹ) và các đảo gần nhất với vị trí của dải hội tụ cận nhiệt đới. Tuy nhiên,
như đã nêu ở trên, khi phân chia Đại dương Thế giới thành các đại dương
riêng phải tính tới cả những nhân tố ý nghĩa khác (thí dụ, địa hình đáy).
Lưu ý
rằng cho đến nay vẫn chưa kết thúc những tranh cãi trong giới
khoa học về một vấn đề tưởng như đơn giản là bao nhiêu đại dương trên Trái
Đất. Thí dụ, có quan điểm cho rằng Bắc Băng Dương, do bị chia cắt bởi dãy
23 24
núi ngầm cao thành nhiều bộ phận rất biệt lập và có các điều kiện tự nhiên
đặc thù, tỏ ra gần gũi với các biển giữa lục địa hơn là với đại dương. Tuy
nhiên, chúng ta sẽ tuân theo hệ thống phân chia Đại dương Thế giới truyền
thống thành Thái Bình Dương, Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương và Bắc Băng
Dương.
Đại Tây Dương trải dài theo hướng kinh tuyến, các biên phía đông và
phía tây của nó được xác định rõ bởi bờ các lục địa: ở phía tây là bờ châu
Mỹ, phía đông là châu Âu và châu Phi. Biên phía bắc đi qua cửa phía đông
của eo Đevit (70
o
N), dọc theo cận nam của Grinlan dến múi Nansen (68
o
15’
N, 29
o

30’ E). Từ mũi Nansen biên nước đi đến cận tây bắc Aixơlan và tiếp
tục đi qua quần đảo Farer (đảo Fugle) đến quần đảo Sotland (đảo Makl-
Flagg) và theo vĩ tuyến 61
o
N tới bờ Na Uy.
Lưu ý rằng trong văn liệu nước ngoài các biển Grinlan và Na Uy
thường được ghép vào Đại Tây Dương. Tuy nhiên quan điểm được thừa nhận
hơn cả là các biển này phải thuộc Bắc Băng Dương. Căn cứ vào vị trí đặc
biệt của các biển Grinlan và Na Uy và chế độ thủy văn phức tạp của chúng
trong hải dương học nước ta các biển này cùng với biển Baren thường được
xem
xét riêng biệt với Bắc Băng Dương dưới một tên gọi là thủy vực Bắc
Âu.
Ở nam bán cầu biên giới phía tây của Đại Tây Dương đi qua eo Đreik
theo kinh tuyến mũi Horn (68
o
W) đến bờ Nam Cực, còn biên giới phía đông
- theo kinh tuyến mũi Hảo Vọng (20
o
E) và cũng tới bờ Nam Cực.
Thái Bình Dương có biên giới phía tây là bờ châu Á. Với Ấn Độ
Dương biên giới đi qua cửa phía bắc của eo Malaka, bờ tây đảo Sumatra, bờ
nam đảo Java đến đảo Timo. Tiếp theo biên giới đi đến mũi Londonderry
trên bờ nước Úc, cửa phía bắc của eo Basso giữa Úc và đảo Tasmania, bờ
phía tây Tasmania đến mũi Nam. Dọc theo kinh tuyến mũi Nam (147
o
E) biên
giới nước đi tới tờ châu Nam Cực.
Biên giới phía đông của Thái Bình Dương là bờ Bắc Mỹ và Nam Mỹ và
tiếp tục theo kinh tuyến mũi Hocnơ (68

o
E) tới Nam Cực. Ranh giới với Bắc
Băng Dương đi theo vòng tròn Cực Bắc, nhưng các nhà hải dương học
thường chấp nhận chỗ hẹp và nông nhất của eo Bering làm ranh giới - vẽ từ
mũi Đeznhev đến mũi Hoàng tử Wuelski.
Ấn Độ Dương: biên giới phía đông trùng với biên giới phía tây của
Thái Bình Dương, bắt đầu rừ eo Malaka, còn biên giới phía tây trùng với
biên giới phía đông của Đại Tây Dương từ mũi Hảo Vọng tới châu Nam Cực.
Biên giới phía bắc là bờ châu Á, còn biên giới phía nam - bờ châu Nam Cực.
Bắc Băng Dương khác với các đại dương khác, nó được bao bọc hoàn
toàn bởi lục địa. Vì vậy, như đã nêu ở trên, trong một số công trình nó được
xem như một thủy vực giữa lục địa của Đại Tây Dương. Mặc dù vậy, tính
chất của các dòng chảy, đặc điểm hoàn lưu khí quyển và sự hình thành chế
độ thủy văn là căn cứ để cho rằng Bắc Băng Dương có thể chia thành một đại
dương ri
êng. Ranh giới của nó thực tế chúng ta đã mô tả khi xét các biên
phía bắc của Đại Tây Dương và Thái Bình Dương.
Theo kích thước các đại dương, ta có thể nhận được những đặc trưng
trắc lượng hình thái của chúng (bảng 1.3). Dễ dàng thấy rằng diện tích Thái
Bình Dương bằng gần một nửa toàn diện tích Đại dương Thế giới và lớn hơn
diện tích tất cả các lục địa và đảo
. Thái Bình Dương cũng là đại dương sâu
nhất. Trong thời gian chuyến khảo sát của tầu nghiên cứu khoa học Nga
“Vitiaz” năm 1957, tại rãnh sâu Marian đã đo được độ sâu lớn nhất của Đại
dương Thế giới bằng 11
022 m.
Đứng thứ hai về kích thước là Đại Tây Dương, diện tích và thể tích
nước của nó bằng khoảng 0,25 lần so với Đại dương Thế giới. Tổng diện tích
các biển bằng khoảng 16 % diện tích đại dương. Độ sâu lớn nhất (8
742 m)

đo được ở rãnh sâu Puecto-Riko.
Diện tích Ấn Độ Dương bằng hơn 0,2 lần diện tích Đại dương Thế giới,
trong đó phần diện tích các biển của nó là 15
%. Độ sâu lớn nhất ( 7 209 m)
đo được ở rãnh sâu Zonđ.
25 26
Bảng 1.3. Các đặc trưng trắc lượng hình thái chủ yếu của Đại dương Thế giới
và những bộ phận của nó
Diện tích Thể tích
Đại dương
nghìn km
2
% nghìn km
2
%
Độ sâu
trung bình
(m)
Các đại dương
Đại dương Thế giới 361 253 100 1 340 740 100 3 711
Thái Bình Dương 178 684 49,5 710 360 52,9 3 976
Đại Tây Dương 91 655 25,4 329 660 24,7 3 597
Ấn Độ Dương 76 174 21,1 282 650 21,2 3 711
Bắc Băng Dương 14 750 4,1 18 070 1,2 1 225
Các đại dương không kể các vịnh và eo biển
Đại dương Thế giới 292 970 81,9 1 204 650 90,0 4 112
Thái Bình Dương 147 040 40,7 637 210 47,5 4 334
Đại Tây Dương 76 970 21,4 300 190 22,4 3 900
Ấn Độ Dương 64 495 17,9 255 810 19,1 3 967
Bắc Băng Dương 4 470 2,0 11 440 0,8 2 559

Các biển
Đại dương Thế giới 58 214 16,1 119 258 8,9 2 049
Thái Bình Dương 30 958 8,6 72 466 5,4 2 341
Đại Tây Dương 10 990 3,0 23 217 1,7 2 113
Ấn Độ Dương 8 153 2,3 17 260 1,3 2 117
Bắc Băng Dương 8 113 2,2 6 315 0,5 778
Đại dương nhỏ nhất là Bắc Băng Dương, diện tích gần 12 lần nhỏ hơn
so với diện tích Thái Bình Dương, 6 lần nhỏ hơn so với Đại Tây Dương và 5
lần nhỏ hơn so với Ấn Độ Dương. Bắc Băng Dương là đại dương duy nhất
nằm gọn trong vùng cực và do đó có chế độ thủy văn đặc biệt. Độ sâu cực
đại của nó bằng 5
527 m.
Những dẫn liệu chi tiết hơn về phân bố độ sâu trong các đại dương dẫn
trong bảng 1.4. Tỉ phần của các độ sâu tương đối nhỏ - dưới 500 m, chỉ là 9,6
% tổng diện tích Đại dương Thế giới, trong đó phần thềm lục địa (tới 150-
200 m) có giá trị thực tiễn lớn nhất đối với loài người là dưới 7 %. Độ sâu
các phần áp đảo của các đại dương (73,8 % toàn diện tíc
h) bằng 3000-
6000m.
Bảng 1.4. Phân bố độ sâu ở các đại dương
Đại Tây Dương
Thái Bình
Dương
Ấn Độ Dương Bắc Băng Dương
Đại dương
Thế giới
Độ sâu
nghìn km
2

%
nghìn km
2

%
nghìn km
2

%
nghìn km
2

%
nghìn km
2

%
0-200 7,87 8,6 8,16 4,6 4,63 6,1 5,84 39,6 26,50 7,3
200-500 2,67 2,9 2,37 1,3 0,95 1,2 2,26 15,3 8,25 2,3
500-1 000 2,15 2,4 3,87 2,2 1,56 2,0 0,73 4,9 8,31 2,3
1 000-2 000 4,76 5,2 7,48 4,2 3,01 4,0 1,35 9,2 16,60 4,6
2 000-3 000 9,34 10,2 12,33 6,9 7,51 9,9 2,00 13,6 31,18 8,6
3 000-4 000 19,42 21,2 37,56 21,0 18,96 24,9 2,25 15,2 78,19 21,7
4 000-5 000 28,64 31,2 61,21 34,3 27,26 35,8 0,32 2,2 117,43 32,5
5 000-6 000 16,42 17,9 42,78 23,9 11,65 15,3 - - 70,85 19,6
6 000-7 000 0,36 0,4 2,61 1,5 0,64 0,8 - - 3,61 1,0
> 7 000 0,03 - 0,23 0,1 - - - - 0,26 0,1
Tổng 91,66 100 178,68 100 76,17 100 14,75 100 361,26 100
Trong mỗi đại dương có thể tách ra các biển - đó là những vùng khá
rộng của đại dương, giới hạn bởi các bờ lục địa, các đảo, các miền nâng đáy

(các ngưỡng) và có chế độ thủy văn riêng. Các đặc trưng trắc lượng hình thái
của một số biển chính của Đại dương Thế giới thể hiện trong bảng 1.5. Diện
tích các biển chỉ bằng gần 10 % diện tích Đại dương Thế giới, còn thể tích
27 28
nước trong đó không vượt quá 35,0 %. Biển lớn nhất là biển Koran nằm ở
gần bờ tây nước Úc (4,07 triệu km
2
), còn biển nhỏ nhất - Mramo, nằm giữa
biển Địa Trung Hải và Hắc Hải. Diện tích của nó chỉ bằng 12000 km
2
. Độ
sâu cực đại của các biển cũng nhận thấy ở biển Koran (10038 m). Nếu xét
các độ sâu trung bình, thì biển sâu nhất là biển Sulavesi (biển Selebes). Biển
nông nhất là biển Azov, độ sâu trung bình chỉ bằng 7 m, độ sâu lớn nhất -
13m.
Theo vị trí phân bố và các điều kiện địa lý tự nhiên, các biển được phân
ra thành ba nhóm chính: biển nội địa, biển ven và biển giữa các đảo.
Về phần mình các biển nội địa được phân chia thành các biển g
iữa đất
liền và các biển nửa kín.
Các biển giữa đất liền được bao bọc từ mọi phía bởi đất liền và thông
với đại dương hay biển khác bởi một hay một số eo biển. Vì vậy nét đặc
trưng của những biển này là tính đặc thù cao về các điều kiện tự nhiên, tính
khép kín của hoàn lưu nước mặt và tính biệt lập trong phân bố độ muối và
nhiệt độ. Các biển giữa đất liền có thể thuộc loại giữa các lục địa (thí dụ,
Hồng Hải, Địa Trung Hải) và
biển bên trong lục địa (thí dụ, biển Bantic, Hắc
Hải).
Các biển nửa kín thâm nhập khá sâu vào lục địa và tách biệt với đại
dương bởi các bán đảo hay chuỗi đảo. Dĩ nhiên là sự trao đổi nước với đại

dương diễn ra tương đối tự do hơn so với các biển giữa đất liền, tuy nhiên
tính đặc thù của hoàn lưu và phân bố các đặc trưng vật lý thủy văn vẫn được
bảo toàn. Các biển nửa kín gồm biển Bering, biển Okhot, biển Nhật Bản,
những biển
này ngăn cách với Thái Bình Dương bởi các chuỗi đảo Aleut,
Kurinski và Nhật Bản.
Ngược lại,
các biển ven không thâm nhập sâu vào lục địa và phân cách
với đại dương bởi các bán đảo hoặc đảo thực tế không cản trở quá trình trao
đổi nước. Đại dương và lục địa có ảnh hưởng như nhau đối với sự phân bố
của nhiệt độ, độ muối và sự hình thành hệ thống dòng chảy trong các biển
này. Thuộc loại biển ven có các biển ở thủy vực Bắc Băng Dương, ngoại trừ
Bạch Hải.
Bảng 1.5. Các đặc trưng trắc lượng hình thái chủ yếu của một số biển
Độ sâu
Biển
Diện tích
nghìn km
2

Thể tích nước
(nghìn km
3
)
Trung bình Lớn nhất
Thuộc Thái Bình Dương
Koran 4 068 10 038 2 468 9 174
Đông (Nam Trung Hoa) 3 537 3 623 1 024 5 560
Bering 2 315 3 796 1 640 4 097
Okhot 1 603 1 316 821 3 521

Nhật Bản 1 062 1 631 1 536 3 699
Đông Trung Hoa 836 258 309 2 719
Banđa 714 1 954 2 737 7 440
Java 552 61 111 1 272
Sulavesi 453 1 524 3 364 5 914
Hoàng Hải 416 16 38 106
Sulu 335 526 1 570 5 576
Moluka 274 484 1 766 4 970
Seram 161 173 1 074 5 319
Flores 115 175 1 522 5 121
Bali 40 32 800 1 589
Savi 104 175 1 683 3 475
Thuộc Đại Tây Dương
Karibê 2777 6745 2429 7090
Địa Trung Hải 2505 3603 1438 5121
Bắc Hải 565 49 87 725
Bantic 419 21 50 470
Hắc Hải 422 555 1315 2210
Azov 39 0,3 7 13
Mramo 12 3 250 1389
29 30
Bảng 1.5 (tiếp)
Độ sâu (m)
Biển
Diện tích
(nghìn km
2
)
Thể tích nước
(nghìn km

3
)
Trung bình Lớn nhất
Thuộc Ấn Độ Dương
Aravi 4 832 14 523 3 006 5 803
Araphua 1 017 189 186 3 680
Timo 432 188 435 3 310
Anđaman 605 631 1 043 4 507
Hồng Hải 460 201 437 3 039
Thuộc Bắc Băng Dương
Baren 1 424 316 222 600
Na Uy 1 340 2 325 1 735 3 970
Grinlan 1 195 1 961 1 641 5 527
Đông Sibiri 913 49 54 915
Karơ 883 98 111 600
Baphin 530 426 804 2 414
Laptev 662 353 533 3 385
Chukot 595 42 71 1 256
Bopho 481 739 1 536 3 749
Bạch Hải 90 6 67 350
Biển giữa các đảo - đó là những bộ phận của đại dương được bao bọc
bởi một vòng cung đảo, các ngưỡng ngầm trong các eo giữa các đảo hầu như
không cản trở sự trao đổi nước tự do. Chế độ thủy văn trong các biển như
vậy gần với chế độ đại dương, mặc dù có thể nhận thấy những khác biệt địa
phương. Các biển thuộc quần đảo Đôn
g Ấn Độ (Sulu, Sulavesi, Banđa ) là
những biển giữa các đảo.
Đương nhiên còn có những hệ thống phân loại dùng các dấu hiệu khác
làm căn cứ. Thí dụ, tùy thuộc vào độ sâu trung bình của các biển người ta
chia chúng thành biển nước nông và biển nước sâu. Trong các biển nông độ

sâu không vượt quá vài trăm mét, và chúng phân bố chủ yếu trong phạm vi
thềm lục địa. Loại này gồm Bắc Hải, Hoàng Hải, Bolea Trong các biển sâu
độ sâu đạt tới vài nghìn mét (thí dụ, Hắc Hải, K
aribê, Okhot ). Các biển
nước sâu thường hay phân bố gần các đai đứt gãy của vỏ trái đất và sự thành
tạo những thủy vực biển này thường là do những chuyển động thẳng đứng
lớn của mặt Trái Đất.
Vịnh - một bộ phận của biển hay đại dương hõm sâu vào đất liền,
nhưng không bị ngăn cách với đại dương hay biển bởi các đảo hoặc các
ngưỡng đáy và do đó có sự trao đổi nước tự do với những bộ phận khác của
biển hay đại dương. Ranh giới phía đại dương hay phía biển của các vịnh
trong đa số các trường hợp chỉ có thể vẽ một cách quy ước. Về kíc
h thước,
các vịnh đại dương có thể lớn hơn biển (thí dụ, vịnh Biskay, vịnh Mêhicô,
vịnh Huđzon). Tùy thuộc nguồn góc, hình dạng và cấu tạo bờ mà các vịnh
được gán những tên địa phương như vịnh, vũng, hõm, fiord, liman ).
Vũng là một vịnh không lớn, bị giới hạn với thủy vực chính bằng các
đảo hay bán đảo cản trở sự trao đổi nước tự do. Ở phía bắc nước Nga những
vịnh hõm sâu vào đất liền và thường có các sông đổ vào được người ta gọi là
các
hõm. Các hõm lớn nhất là Ôbi, Đvina, Onhega, Penzin
Các vịnh có bờ ngoằn nghèo, hẹp, hõm sâu vào đất liền, được tạo thành
do bào mòn băng hà được gọi là các fiord. Các fiord phân bố ở miền bờ Na
Uy, Niudilan, Aixơlan. Vịnh Konski thuộc loại một fiord lớn nhất.
Liman - phần cửa của các thung lũng sông bị biển tràn ngập do quá
trình lún yếu của lục địa. Liman thường gặp ở bờ các biển phương bắc, trên
đảo Sakhalin, ở biển Azov và Hắc Hải.
Lagoon - là thủy vực không sâu, ngăn cách với biển do quá trình lắng
đọng trầm tích dưới dạng doi cát ven bờ và nối với biển bằng một eo hẹp hay
một vùng biển giữa lục địa và rạn san hô.

31 32
Bảng 1.6. Các đặc trưng trắc lượng hình thái chủ yếu của một số vịnh
Độ sâu (m)
Vịnh
Diện tích
(km
2
)
Thể tích nước
(nghìn km
3
)
Độ sâu
trung bình
Lớn nhất
Thuộc Thái Bình Dương
Aliaska 384 458 1 193
4 929
Kaliphocnia 180 135 750
3 292
Panama 37 40 1 081
3 200
Thuộc Đại Tây Dương
Mêhicô 1 555 2 366 1 522
3 822
Ghinê 753 1 942 2 579
5 207
Saint - Lavrentia 249 35 141
538
Biskay 200 302 1 510

5 100
Men 95 10 105
227
Bristol 11 0,4 36
68
Thuộc Ấn Độ Dương
Bengal 2 191 5 492 2 507
4 490
Grand Australia 1 335 4 089 3 063
5 670
Karpentari 328 13 40
71
Ađen 259 352 1 359
4 525
Persit 240 10 42
115
Oman 112 156 1 393
3 694
Thuộc Bắc Băng Dương
Huđzon 848 77 91
258
Phải lưu ý rằng sự phân chia các bộ phận riêng biệt của Đại dương Thế
giới trong nhiều trường hợp chỉ có tính chất qui ước và tồn tại lịch sử. Một số
vùng của Đại dương Thế giới có cùng những tính phân cách biệt lập và
những nét đặc thù trong chế độ thủy văn, trong một số trường hợp được gọi
là các biển, nhưng trong trường hợp khác lại gọi là c
ác vịnh. Thí dụ, theo hệ
thống phân loại đã dẫn trên đây thì vịnh Mêhicô và vịnh Huđzon đúng ra
phải gọi là các biển, trong khi đó biển Aravi lại giống với vịnh hơn. Các đặc
trưng trắc lượng hình thái của các vịnh dẫn trong bảng 1.6.

Bảng 1.7. Các đặc trưng trắc lượng hình thái chủ yếu của một số eo biển
Kích thươc
Eo
Dài
(km)
Rộng
(km)
Sâu
(m)
Các thủy vực liên kết
Thuộc Thái Bình Dương
Bering 96 134 39
Biển Bering và biển Chukot
Laperuz 94 143 75
Biển Okhot và biển Nhạt Bản
Triều Tiên 324 240 87
Biển Đông Trung Hoa và biển Nhật Bản
Đài Loan 398 212 114
Biển Đông Trung Hoa và biển Đông
Malaka 937 211 214
Biển Anđaman và biển Đông
Zonđ 130 94 197
Biển Java và Ấn Độ Dương
Torres 74 182 11
Biển Araphua và biển Koran
Cook 107 77 85
Biển Tasmania và Thái Bình Dương
Magellan 575 46 124
Đại Tây Dương và Thái Bình Dương
Thuộc Đại Tây Dương

Ghibralta 59 39 956
Địa Trung Hải và Đại Tây Dương
La-Mansơ 578 158 48
Bắc Hải và Đại Tây Dương
Đan Mạch 530 478 375
Biển Grinlan và Đại Tây Dương
Đevit 1 170 652 963
Biển Labrađo và biển Baphin
Kabot 195 253 158
Vịnh Saint Lavrentia và Đại Tây Dương
Floriđa 651 118 629
Vịnh Mêhicô và Đại Tây Dương
Iukatan 55 209 939
Vịnh Mêhicô và biển Karibê
Đreik 460 986 3 111
Đại Tây Dương và Thái Bình Dương

33 34
Bảng 1.7 (tiếp)
Thuộc Ấn Độ Dương
Babel 109 50 111
Biển Hồng Hải và vịnh Ađen
Manđiv-Bass 490 233 94
Biển Tasmania và vịnh Granđ Australia
Mozambic 1 760 789 2 250
(phân chia châu Phi và đảo Mađagaska)
Thuộc Bắc Băng Dương
Hinlopen 172 48 36
Biển Baren và Bắc Băng Dương
Malochkin-sa 98 4 10

Biển Baren và biển Karơ
Iugo-sa 40 8 17
Biển Baren và biển Karơ
Karơ Vorota 33 61 25
Biển Baren và biển Karơ
Vilkits 104 84 115
Biển Karơ và biển Laptev
Sokanski 106 50 6
Biển Karơ và biển Laptev
Đmitri Laptev 115 59 12
Biển Laptev và biển Đông Sibiri
Sanhikov 238 148 6
Biển Laptev và biển Đông Sibiri
Long 128 191 25
Biển Đông Sibiri và biển Chukot
Huđzon 806 244 211
Vịnh Huđzon và eo Đevit
Eo biển là phần tương đối hẹp của đại dương trải dài giữa hai vùng đất
liền và nối hai thủy vực liền nhau với chế độ thủy văn khác nhau. Sự trao đổi
nước qua các eo là một đặc trưng quan trọng nhất và phụ thuộc vào nhiều
nhân tố thuộc hai nhóm. Nhóm thứ nhất gồm các nhân tố hình thái học: độ
trải dài, chiều rộng và độ sâu của eo. Nhóm thứ hai là các nhân tố thủy văn
như cá
c đặc điểm cấu trúc nhiệt muối của các thủy vực liên kết cũng như chế
độ thủy triều và gió.
Tùy thuộc vào những đặc điểm trao đổi nước, các eo chia thành năm
loại:
1) Các eo trong đó ở hai thủy vực liên kết mật độ nước khác nhau và
sinh ra hai dòng nước chảy ngược chiều nhau (dòng mặt và dòng sâu). Eo
Ghibralta, Bopho, Huđzon, Babel-Manđiv là những thí dụ về loại eo biển

như vậy;

2) Các eo trong đó có sự phân chia theo phương thẳng đứng của hai
dòng nước ngược chiều nhau (eo Đan Mạch, eo Đevit);
3) Các eo trong đó quan trắc thấy chuyển động một chiều của nước diễn
ra trong toàn thiết diện ngang dưới ảnh hưởng của chênh lệch mực nước thủy
tĩnh trong hai thủy vực liên kết (eo Iukatan, eo Đreik, eo Bering, eo Floriđa);
4) Các eo có độ sâu không lớn và chuyển động nước dao động mạnh do
ảnh hưởng của hướng
gió (eo Torres, eo Đài Loan, eo Kerchen);
5) Các eo trong đó những hiện tượng thủy triều đóng vai trò chủ yếu
trong sự trao đổi nước (eo Magellan, eo Neven).
Trong bảng 1.7 thể hiện những đặc trưng trắc lượng hình thái của một
số eo biển quan trọng trên Đại dương Thế giới.
1.3. Các đặc trưng khí hậu của các đại dương
Khí hậu của một đại dương có thể hiểu một cách gần đúng là chế độ
thủy văn của nó, gồm tập hợp một số quá trình và hiện tượng đặc trưng đầy
đủ nhất cho những tính chất vật lý và hóa học nước đại dương, được lấy
trung bình trong khoảng thời gian nhiều năm. Những tham số trạng thái và
các hiện tượng cơ bản bao gồm: nhiệt độ, độ muối v
à mật độ nước, thủy
triều, hải lưu, sóng gió và băng biển
Người ta phân biệt khí hậu toàn cầu và khí hậu địa phương của đại
dương. Khí hậu toàn cầu đặc trưng cho chế độ thủy văn của toàn Đại dương
Thế giới nói chung, còn khí hậu địa phương là khí hậu của những bộ phận
riêng của nó, trong đó có thể là một vùng cụ thể bất kì. C
òn qui mô đặc trưng
của phép lấy trung bình thường được chấp nhận bằng một số thập niên. Vì
vậy sự biến động của các yếu tố chế độ thủy văn trong thời kì dài hơn sẽ đặc
trưng cho những biến thiên (dao động) của khí hậu.

Vì đại dương là một hệ thống mở, trao đổi vật chất, nhiệt và khí với
không gian xung quanh và trước hết với khí quyển, nê
n đương nhiên các quá
trình hình thành khí hậu (thành tạo khí hậu) không thể xét biệt lập với các
35 36
quyển khác của hành tinh: khí quyển, thạch quyển và băng quyển. Ở đây
quan trọng nhất là các tham số khí hậu tại biên phân cách giữa đại dương và
khí quyển, tức các đặc trưng tương tác giữa chúng, còn bản thân quá trình
tương tác qui mô lớn của đại dương và khí quyển thuộc loại những nhân tố
thành tạo khí hậu then chốt. Mặt phân cách với thạch quyển cũng có vai trò
quan trọng, đó là đáy đại dương và ranh giới thềm lục địa,
qua đó nước ngọt
từ sông nhập vào đại dương, tạo nên trong các đới ven bờ một chế độ thủy
văn khác biệt với nước khơi đại dương.
Như đã nêu ở trên, Đại dương Thế giới có trữ lượng nước khổng lồ và ít
biến biến đổi về thể tích theo không gian và thời gian trong khoảng nhiều
nghìn năm gần đây. Đối với đại dương, nét đặc trưng
là sự bảo toàn thành
phần muối, tức sự bảo toàn tỉ lệ giữa các hợp phần muối chủ yếu và biến
thiên của độ muối ở các vùng khơi đại dương rất không đáng kể, điều đó
chứng tỏ tính ỳ của nó. Không đổi thành phần muối và biến thiên độ muối
nhỏ chủ yếu là do thông lượng nước ngọt qu
a mặt (bốc hơi, giáng thủy,
lượng nước sông và băng hà) không đáng kể và do các quá trình phân bố lại
các khối nước bởi dòng chảy.
Khác với các lục địa biệt lập nhau, Đại dương Thế giới là thống nhất,
gồm một số đại dương và biển liên kết với nhau và làm thành một hệ thống
liên hệ thống nhất. Sự thống nhất của nước đại dương
trước hết là do hoàn
lưu

(chuyển động) không ngừng. Trong đó chuyển động diễn ra cả trong
phương ngang (hoàn lưu ngang) và phương thẳng đứng (hoàn lưu thẳng
đứng). Hoàn lưu ngang có thể là hoàn lưu lớp mặt, hoàn lưu lớp sâu và hoàn
lưu gần đáy. Hoàn lưu thẳng đứng được phân ra thành
nước trồi (nước lớp
sâu nâng lên phía mặt) và
nước chìm (nước lớp mặt chìm xuống dưới sâu).
Hoàn lưu ngang và thẳng đứng liên hệ lẫn nhau và tạo thành một hệ thống
dòng chảy thống nhất
- hoàn lưu chung của Đại dương Thế giới.
Hoàn lưu đại dương một mặt tạo thuận lợi cho sự tương tác chặt chẽ
của các quá trình vật lý, hóa học và sinh học, mặt khác hình thành sự đa dạng
và khác biệt trong các quá trình đó, về phần mình điều này tạo nên sự chuyển
động vĩnh cửu của các khối nước. Từ sự thống nhất nước đại dương và tính
liên tục của m
ôi trường sống của nó cũng suy ra rằng Đại dương Thế giới có
thể xem như một hệ sinh thái thống nhất.
Trong Đại dương Thế giới tồn tại một cơ chế toàn cầu vận chuyển năng
lượng và trao đổi chất. Cơ chế này được duy trì bởi sự sưởi ấm không đều
nước mặt đại dương và khí quyển. Thực vậy, từ các vĩ độ thấp dò
ng bức xạ
đi tới từ Mặt Trời vượt trội dòng bức xạ đi khỏi mặt đất, còn ở các vĩ độ cao -
thì ngược lại (hình 1.1). Xấp xỉ ở khoảng vĩ độ 40
o
N các dòng bức xạ tới và
đi bù trừ lẫn nhau. Từ đây suy ra rằng toàn bộ dư lượng nhiệt cần phải được
vận chuyển từ các vĩ độ thấp tới các vĩ độ cao thông qua các chuyển động
trong đại dương và khí quyển, hơn nữa cụ thể tại vĩ tuyến 40
o
N dòng này

phải cực đại.
Một đặc trưng chính của các dòng bức xạ tại mặt đại dương là
cân
bằng bức xạ
, đó là lượng nhiệt bức xạ tới tổng cộng. Nếu cân bằng bức xạ
lớn hơn không thì lớp mặt đại dương được sưởi ấm, nếu nhỏ hơn không thì
lớp này bị lạnh đi. Cân bằng bức xạ là một trong số những đặc trưng năng
lượng quan trọng nhất của khí hậu đại dương. Trong bảng 1.8 dẫn các đặc
trưng khí hậu của c
ân bằng bức xạ, chi nhiệt cho bốc hơi và dòng nhiệt rối đi
vào khí quyển của từng đại dương và của Đại dương Thế giới nói chung tính
riêng cho bắc bán cầu, nam bán cầu và cho toàn diện tích đại dương không
phủ băng. Dễ dàng thấy rằng, trên một đơn vị mặt đại dương cân bằng bức xạ
R ở bắc bán cầu lớn hơn so với nam bán cầu; do đó bắc bán cầu ấm hơn.
Nguyên nhân chủ yếu của điều này là do sự phân bố các lục địa không đều
giữa các bán cầu và cũng do phần đóng góp tương đối lớn hơn của diện tích
đại dương ở các vĩ độ thấp vào diện tích tổng cộng trong phạm vi bắc bán
cầu, bởi vì chính là cân bằng bức xạ ở các vĩ độ thấp có tỉ trọng
lớn hơn
nhiều trong khi ước lượng
R theo toàn bán cầu.
Các trị số của cân bằng bức xạ ở các thủy vực và đại dương nói chung
rất ít khác với nhau. Tuy nhiên có thể nhận thấy rằng Thái Bình Dương nhận
nhiệt hơi nhiều hơn một chút, còn Đại Tây Dương thì ít hơn một chút.
Chi phí nhiệt cho bốc hơi phân bố kh
ông đều hơn so với cân bằng
bức xạ. Thí dụ, những khác biệt giữa bắc bán cầu và nam bán cầu biểu lộ rõ
LE
37 38
nét hơn. Nguyên nhân của điều này trước hết là do các lục địa, không khí

lạnh và khô hơn từ lục địa được mang tới đại dương ấm, do đó ở lớp khí
quyển sát mặt xuất hiện chênh lệch ẩm lượng lớn theo phương thẳng đứng
làm tăng cường bốc hơi. Về trung bình, lượng nước bốc hơi từ một đơn vị
mặt Thái Bình Dương là lớn nhất, cò
n từ Đại Tây Dương - nhỏ nhất.

Hình 1.1. Biến thiên vĩ độ của các dòng bức xạ tới và đi khỏi mặt đất
lấy trung bình theo các đới vĩ độ ở bắc bán cầu
Nếu không xét Bắc Băng Dương, thì dòng rối (hiển nhiệt) vào khí
quyển nhỏ hơn một bậc so với các đặc trưng năng lượng khác. Sự khác biệt
quan trọng giữa nó với
R và LE là ở chỗ tại nam bán cầu Ấn Độ Dương và
Thái Bình Dương cho nhiệt nhiều hơn so với ở bắc bán cầu. Tuy nhiên, vì
dòng rối ở Bắc Đại Tây Dương hai lần lớn hơn Nam Đại Tây Dương, kết cục
là từ mặt Đại dương Thế giới ở bắc bán cầu nhiệt cũng đi vào khí quyển
nhiều hơn. Nguyên nhân của sự phân hóa mạnh các dòng hiển nhiệt ở Đại
Tây Dương l
à do đại dương này tương đối hẹp chiều ngang ở các vĩ độ trung
bình và vĩ độ cao bắc bán cầu, do đó các khí đoàn lạnh lớn được mang từ lục
địa và Grinlan tới mặt đại dương tương đối ấm. Tuy nhiên, vì kích thước
vượt trội nhiều lần của Thái Bình Dương, dòng nhiệt rối ở Thái Bình Dương
tỏ ra hơi lớn hơn so với Đại Tây Dương. Từ mặt Ấn Độ Dương lượng hiển
nhiệt đi và
o khí quyển nhỏ nhất.
Bảng 1.8. Các đặc trưng năng lượng của khí hậu đại dương của từng bán cầu
và toàn diện tích đại dương không phủ băng (W/m
2
) (theo L.A. Strokina)
Cân bằng bức xạ
mặt đại dương

Chi nhiệt cho
bốc hơi
Dòng nhiệt rối
vào khí quyển
Đại dương
Bắc bán cầu
Nam bán cầu
Chung
Bắc bán cầu
Nam bán cầu
Chung
Bắc bán cầu
Nam bán cầu
Chung
Bắc Băng
Dương
24 - - 55 - - 49 - -
Đại Tây Dương 129 128 128 125 93 110 18 7 12
Ấn Độ Dương 170 124 131 150 106 113 8 11 10
Thái Bình
Dương
136 127 132 128 117 122 12 13 13
Đại Dương TG 135 126 130 128 108 117 14 11 12
Ngoài các nhân tố năng lượng, sự hình thành khí hậu các đại dương còn
chịu ảnh hưởng mạnh của các quá trình hoàn lưu và trước hết là sự vận
chuyển nước trong phương ngang bởi các dòng chảy. Trong đó các dòng
chảy ấm mang nhiệt tới những vĩ độ cao, làm ôn hòa khí hậu các vùng ôn đới
và vùng cực. Thí dụ, Gơnstrim chuyên chở lượng nhiệt 22 lần lớn hơn tất cả
các sông trên thế giới. Nhiệt của hệ thống
Gơnstrim thậm chí ảnh hưởng tới

miền bờ bán đảo Konski, nơi đây có một cảng vùng đai cực duy nhất không
đóng băng - cảng Mumansk.


39 40
Bảng 1.9. Các đặc trưng hoàn lưu của khí hậu đại dương tính riêng cho các dải
độ sâu ( V tốc độ dòng nước trung bình, cm/s;

K
mật độ động năng trung
bình, J/m
3
) (theo V.N. Stepanov)
Đại Tây Dương Ấn Độ Dương Thái Bình Dương
Đại Dương Thế
giới
Dải
(cấu trúc)
V
K

V
K

V
K

V
K

Mặt
0-200 m
4,7 2,5 8,5 11,5 6,4 3,5 6,6 4,9
Trung gian
200-2 000 m
2,9 1,4 5,1 8,4 3,5 1,7 3,8 3,2
Sâu
2 000-4 000 m
2,4 1,3 3,6 5,2 2,4 1,0 2,7 2,0
Gần đáy
4 000-5 000 m
2,3 1,4 3,2 2,4 2,3 0,9 2,3 1,5
Trong bảng 1.9 dẫn các đặc trưng hoàn lưu cơ bản (tốc độ dòng nước
trung bình và mật độ động năng trung bình) lấy trung bình theo từng dải
thẳng đứng trong phạm vi diện tích toàn đại dương. Đúng như mong đợi, tốc
độ vận chuyển nước quan sát thấy ở gần mặt đại dương, điều này chủ yếu
liên quan tới hoạt động của các dòng gió. Từ dải mặt xuống tới dải tr
ung gian
cường độ vận chuyển nước giảm gần hai lần. Với độ sâu tăng tiếp thì độ
giảm cường độ vận chuyển nước trở nên chậm hơn. Trong dải gần đáy tốc độ
nước khác không và bằng khoảng 2-3 cm/s. Ta nhận thấy rằng độ giảm từ
mặt tới đáy cực đại quan sát thấy ở Thái Bình Dương, còn độ giảm nhỏ nhất
- ở Đại Tây
Dương. Cường độ vận chuyển nước cao nhất trong tất cả các dải
cấu trúc nhận thấy ở Ấn Độ Dương. Nguyên nhân chính của điều này liên
quan tới dòng chảy mạnh nhất của Đại dương Thế giới - hải lưu vòng quanh
cực Nam Cực, phần đóng góp tương đối của nó vào hoàn lưu của đại dương
này là lớn nhất.
Phân bố mật độ động
năng trung bình nói chung khá phù hợp với phân

bố tốc độ trung bình các dòng chảy. Nét khác biệt quan trọng nhất là ở chỗ
cường độ động năng ở Ấn Độ Dương cao hơn so với các đại dương khác.
Các quá trình năng lượng và hoàn lưu trước hết ảnh hưởng tới phân bố
các đặc trưng vật lý thủy văn (nhiệt độ, độ muối và mật độ). Trong bảng 1.
10
biểu diễn các giá trị nhiệt độ, độ muối và mật độ quy ước của nước ở lớp mặt
đại dương và các giá trị nhiệt độ, độ muối lấy trung bình theo toàn bề dày đại
dương.
Như ta thấy trong bảng 1.10, trong phân bố nhiệt độ mặt biển nhận thấy
có những khác biệt đáng kể không chỉ giữa các đại dương, mà đặc biệt giữa
các bán cầu bắc và
nam. Về toàn cục, Thái Bình Dương là đại dương ấm
nhất, còn Đại Tây Dương - lạnh nhất. Về những khác biệt giữa các bán cầu,
ta thấy nguyên nhân của sự khác biệt là do những đặc điểm phân bố theo
kinh hướng của nhiệt độ nước. Thật vậy, từ bảng 1.11 thấy rõ rằng trong tất
cả các đới vĩ độ của các đại dương, nhiệt độ nước ở bắc bá
n cầu cao hơn ở
nam bán cầu. Đó là vì ở bắc bán cầu có những hệ thống dòng chảy nóng kinh
hướng mạnh hơn (Gơnstrim và Kurosyo), chúng mang nước rất ấm từ các vĩ
độ thấp lên phương bắc. Ở nam bán cầu, bức tường cản tự nhiên đối với vận
chuyển kinh hướng là dòng chảy lạnh vòng quanh cực Nam Cực, là một
chiếc vòng lớn bao lấy châu Nam Cực. Chính vì vậy mà ta nhận t
hấy có
những khác biệt lớn nhất trong sự phân bố nhiệt độ nước ở các vĩ độ trung
bình và vĩ độ cao giữa các bán cầu.
Vì độ muối, như đã nêu ở trên, là một đặc trưng bảo thủ hơn, nên trong
phân bố của nó trên mặt các đại dương (xem bảng 1.10) không có những
khác biệt gì đáng kể. Dù sao thì về trung bình Thái Bình Dương tỏ ra ít mặn
hơn so với Đại Tây Dương và Ấn Độ Dương
. Ngoài ra, ở nam bán cầu nhờ

Thái Bình Dương mà nước đại dương mặn hơn so với ở bắc bán cầu. Phân bố
kinh hướng của độ muối lớp mặt mỗi đại dương được biểu diễn trong bảng
1.11. Nét chung nhất của tất cả các đại dương là sự hiện diện của hai cực đại
trong đới cận chí tuyến và giảm độ muối theo hướng tới các cực và
xích đạo.
Sự hình thành độ muối lớp mặt chịu ảnh hưởng mạnh nhất từ quá trao đổi
nước hiệu dụng trong hệ thống đại dương- khí quyển, tức
lượng bốc hơi hiệu
dụng
bằng hiệu giữa bốc hơi và giáng thủy. Về điều này có thể dễ dàng
khẳng định nếu chú ý tới hình 1.2, trên đó biểu diễn sự phân bố kinh hướng
của bốc hơi hiệu dụng và độ muối mặt nước. Tại các vĩ độ cận chí tuyến, nơi
phân bố của các vùng khí áp cao, hiệu giữa bốc hơi và giáng thủy đạt cực
41 42
đại. Chính tại đây ta nhận thấy cực đại độ muối.
Bảng 1.10. Các đặc trưng vật lý thủy văn của khí hậu đại dương
(theo dữ liệu của nhiều tác giả)
Nhiệt độ
mặt đại dương (
o
C)
Độ muối
mặt đại dương (%o)
Đại dương
Bán cầu bắc
Bán cầu nam
Chung
Bán cầu bắc
Bán cầu nam
Chung

Nhiệt độ nước trung bình
Độ muối trung bình
Mật độ qui ước trung bình
Đại Tây Dương
20,7 16,4 18,6 35,45 35,31 34,87 5,6 34,87 25,24
Ấn Độ Dương
28,1 16,8 18,7 35,38 34,84 34,87 6,7 34,58 24,46
Thái Bình Dương
22,2 19,1 20,6 34,17 35,03 34,58 4,7 34,63 24,33
Đại dương TG
22,3 17,8 19,7 34,71 35,03 34,73 5,0 34,71 24,74

Hình 1.2. Phân bố kinh hướng của bốc hơi hiệu dụng và độ muối
trong Đại dương Thế giới
Tại xích đạo, nơi diễn ra sự hội tụ của gió tín phong, lượng mưa cực
đại, mưa ở đây vượt trội bốc hơi và do đó độ muối giảm. Tình hình ở các vĩ
độ trung bình và vĩ độ cao cũng diễn ra tương tự do đồng thời giảm bốc hơi
và tăng giáng thủy. Kết quả là bốc hơi hiệu dụng mang dấu âm và các lớp
nước mặt bị giảm độ muối.
Bảng 1.11. Phân bố nhiệt độ nước (theo L.A. Strokina) và độ muối
(theo Wust) trên mặt các đại dương
Đại Tây Dương Ấn Độ Dương Thái Bình Dương Đại dương TG
Đới vĩ độ
T

S
T

S
T

S
T

S
70 - 60
o
N 6,9 33,03 6,7 32,90
60 - 50 9,2 33,73 6,3 31,00 7,6 33,03
50 - 40 13,9 34,85 10,9 32,50 12,1 33,91
40 - 30 20,6 36,69 18,2 33,25 19,1 35,31
30 - 20 24,2 36,75 27,2 38,24 23,7 34,25 24,1 35,71
20 - 10 26,1 36,06 28,0 35,24 27,0 34,92 26,9 34,95
10 - 0 26,9 35,09 28,4 35,10 27,7 34,40 27,7 34,58
0 - 10
o
S 26,0 35,85 27,9 34,92 27,1 34,29 27,1 34,16
10 - 20 23,8 36,66 26,4 34,77 25,9 35,16 25,7 35,52
20 - 30 21,7 36,16 22,8 35,46 22,6 35,55 25,5 35,71
30 - 40 17,1 35,25 17,1 35,62 17,9 35,66 17,4 35,25
40 - 50 9,0 34,24 9,2 34,37 12,2 34,95 10,3 34,34
50 - 60 2,9 33,86 2,8 33,00 5,9 34,37 4,1 33,92
60 - 70 33,90 34,00 33,90 1,3 33,95
1.4. Sự phân đới của nước đại dương
Định luật địa đới do nhà thổ nhưỡng xuất sắc người Nga V.V.
Đokuchaev xác lập đầu thế kỉ 20 đối với những điều kiện tự nhiên trên lục
địa cũng hoàn toàn áp dụng đối với Đại dương Thế giới. Thật vậy, tính phân
43 44
đới là quy luật phân bố cơ bản của tất cả những tính chất và những đặc trưng
(vật lý, hóa học, sinh học) của nước đại dương.

Khác với các lục địa, trong Đại dương Thế giới nhận thấy ba dạng phân
đới tự nhiên: phân đới vĩ độ, phân đới phương thẳng đứng và phân đai bao
quanh lục địa. Mức độ biểu lộ những dạng phân đới này không như nha
u và
phụ thuộc vào vĩ độ địa lý, phân bố độ sâu, tính chất tương tác với các nhân
tố lục địa và những nhân tố khác. Tổng quát nhất vẫn là phân đới vĩ độ, là
một bộ phận cấu thành của tính đới khí hậu vĩ độ trên mặt trái đất. Nó biểu
hiện rõ nhất trong lớp tựa đồng nhất bề mặt đại dương và chủ yếu được gây
nên bởi lượng
nhiệt bức xạ tới.
Càng xuống sâu, phân bố của các đặc trưng sẽ trở nên đều hơn, kết quả
là số đới vĩ độ đồng nhất sẽ giảm và sự khác biệt giữa chúng cũng giảm.
Nước lớp sâu ở tất cả các đại dương, kể cả ở các vùng cực lẫn ở các vùng
nhiệt đới, không còn khác biệt nhau nhiều về các đặc trưng của m
ình nữa.
Tính đới theo phương thẳng đứng (phân tầng) trong đại dương thực chất là
sự phân chia bề dày nước đại dương thành các dải cấu trúc, bên trong mỗi dải
sự phân bố của các đặc trưng hải dương học cơ bản được xem là đồng nhất.
Phân đai bao quanh lục địa được nghiên cứu ít nhất. Đai bao quanh lục
địa được qui định bởi mức độ liên hệ của
các quá trình diễn ra trong đại
dương với những tác động trực tiếp hay gián tiếp của các nhân tố lục địa. Giá
trị sinh thái học và địa hóa học của đai bao quanh lục địa ngang bằng, hoặc
đôi khi thậm chí vượt trội giá trị của các dạng phân đới khác. Ảnh hưởng của
các lục địa tới những quá trình thủy văn biểu lộ rõ nhất ở đai thềm lục địa trải
rộng tới độ s
âu 150-200 m. Chiều rộng của thềm và diện tích thềm chiếm chỗ
ở các vùng đại dương khác nhau không như nhau. Chiều rộng trung bình của
đai thềm lục địa gần các bờ lục địa và các đảo bằng gần 80 km, mặc dù ở một
số vùng bờ nó vượt quá 500 km. Giá trị to lớn của thềm lục địa dẫn tới chỗ

gần đây đã hình thành một hướng kh
oa học mới và phát triển rất nhanh - hải
dương học các vùng nước ven bờ.
Định luật địa đới có thể là cơ sở lí luận của công tác phân vùng không
gian địa lý tự nhiên các đại dương, tức phân chia các vùng tựa đồng nhất
theo một hay một tổ hợp các đặc trưng. Người ta cho rằng bên trong các
vùng được phân chia sự biến thiên của các đặc trưng là không đáng kể.
Trong phân vùng địa lý tự nhiên, Đại dương Thế giới các vù
ng được phân
chia gọi là các đới tự nhiên.
Một trong những hệ thống phân vùng Đại dương Thế giới đầu tiên đã
được Shot thực hiện năm 1936 nhằm những lợi ích của hải văn và khí tượng
học. Với tư cách là đơn vị phân vùng (phân loại) ông này đã sử dụng khái
niệm “vùng tự nhiên”. Shot đã chấp nhận những dấu hiệu xuất phát là nhiệt
độ nước, vị trí các dòng chảy, hướng
của các dòng không khí Dĩ nhiên, căn
cứ vào trạng thái nghiên cứu Đại dương Thế giới trong những năm đó, thì
các ranh giới giữa các vùng tự nhiên phần nhiều mang tính chất tùy tiện. Dù
sao thì hệ thống phân vùng của ông xét về phương diện lịch sử vẫn đáng
được chú ý cho tới tận ngày nay.
Shot đã phân chia hai đới front đại dương chính của dải hội tụ cận nhiệt
đới và cận cực và 39 vùng tự nhiên, trong đó: ở Đại Tây
Dương là 18 vùng, ở
Ấn Độ Dương là 8 vùng, ở Thái Bình Dương là 13 vùng.
Hel và Levastu năm 1961 đã thực hiện phân vùng Đại dương Thế giới
nhằm những lợi ích của ngành đánh cá. Họ cũng xem các ranh giới tự nhiên
của các hải lưu như là biên của các vùng tự nhiên. Cuối cùng, Đitrich năm
1963 đã xây dựng một sơ đồ phân vùng địa lý tự nhiên Đại dương Thế giới
khá chi tiết. Trong đó lấy cơ sở
là các hệ thống dòng chảy mặt, vì chính các

dòng chảy mặt là những hợp phần của các khối nước lớn.
Ở nước Nga, một trong những hệ thống phân vùng đầu tiên là do A.M.
Muromsev thực hiện năm 1951, ông này lấy sự thống nhất của các quá trình
khí hậu và thủy văn làm căn cứ để phân loại và đã phân chia đại dương thành
các vùng tự nhiên có liên hệ về mặt nguồn gốc với các đới địa lý.
Năm
1961 Đ.V. Bogđanov đã đề xuất một hệ thống phân vùng khá lí
thú. Với tư cách là những dấu hiệu cơ bản, ông đã sử dụng các đặc trưng cấu
trúc nhiệt muối và vị trí của các dòng chảy chính. Bogđanov phân định được
11 đới tự nhiên, trong đó 6 đới ở bắc bán cầu:
45 46
1) Đới cực (Bắc Băng Dương) trùng với thủy vực cực của Bắc Băng
Dương và đặc trưng bởi thảm băng thường trực quanh năm;
2) Đới cận cực (cận Bắc Băng Dương) - đó là những vùng đại dương và
biển nằm trong phạm vi di chuyển của các đồng băng và mùa hạ nước được
sưởi ấm đến 5
o
C;
3) Ôn đới - đó là các thủy vực rộng lớn trong dải gió tây ngự trị. Nước
mặt mùa hạ được sưởi ấm đến 15-20

o
C, biên độ dao động năm của nhiệt độ
khoảng 10-15

o
C;
4) Đới cận chí tuyến - những vùng đại dương chủ yếu chịu ảnh hưởng
của các vùng khí áp cao tựa dừng - các cực đại Azo và Ha Oai. Nơi này có
đặc điểm là nước lớp mặt thường bị mặn hóa do bốc hơi nhiều và ít mưa, do

đó mật độ nước tăng và chìm xuống dưới;
5) Đới chí tuyến (tín phong) nằm trong phạm vi tác động của các gió tín
phong, vì vậy luôn ngự trị dòng nước mặt ổn định hướng về
phía tây, có
nhiệt độ và độ muối cao;
6) Đới xích đạo - về vị trí địa lý hơi dịch về phía bắc và đối xứng qua
mặt phẳng xích đạo nhiệt. Nét đặc trưng là nhiệt độ cao trong suốt năm và độ
muối hơi giảm.
Ở nam bán cầu Bogđanov phân chia được 5 đới, về đặc điểm thì đồng
nhất với các đới tương tự ở bắc bá
n cầu, chỉ có điều là chúng biểu hiện ít rõ
nét hơn, đó là đới chí tuyến, đới cận chí tuyến, ôn đới, đới cận cực và đới
cực.
Từng đới tự nhiên khác biệt so với các đới lân cận về khí hậu, các tính
chất và chuyển động của nước, thế giới sinh vật và những đặc điểm địa chất.
Ngoài ra ranh giới các đới phải không đổi trong thời g
ian.
Tính đới trong đại dương bị phá hủy mạnh ở những vùng hoạt động của
các dòng chảy ổn định như Gơnstrim và Kurosyo. Ngoài ra, ở vùng các dòng
chảy ấm biên giới dịch về phía các cực, còn ở vùng các dòng chảy lạnh - về
phía xích đạo. Các đới tự nhiên trong đại dương thực tế hoàn toàn tương ứng
với các đới địa thực vật trên đất liền, thí dụ đới cận cực - tương ứng với
vùng
đài nguyên phương bắc (
tundra), vùng ôn đới - tương ứng các đới rừng cỏ và
thảo nguyên, đới cận chí tuyến - tương ứng với đai Địa Trung Hải.
Nhược điểm cơ bản của sơ đồ Bogđanov là ở chỗ tùy tiện vạch ranh
giới giữa các đới, điều này nhiều khi làm sai lệch bức tranh vật lý. Có lẽ các
ranh giới tự nhiên giữa các đới tự nhiên có thể là những front đại dương
chính cũng

như các front thứ sinh (các đới hội tụ và phân kì) ở những vùng
nhất định của Đại dương Thế giới.
Hệ thống phân loại (phân vùng) khí hậu trái đất của B.P. Alisov cũng
rất nổi tiếng. Ông này sử dụng sự áp đảo của các khí đoàn có tính đới trong
các mùa khác nhau làm cơ sở. Ranh giới của các đới là vị trí thường trực
nhất của các front khí quyển cơ bản. Điều quan trọng là hệ p
hân vùng này
cùng lúc bao quát cả Đại dương Thế giới lẫn lục địa. Alisov phân chia được
7 đai vĩ độ khí hậu cơ bản: đai xích đạo, 2 đai nhiệt đới, 2 đai ôn đới, đai cực
bắc và đai cực nam. Do sự di chuyển mùa của các khí đoàn và các front khí
hậu, ông phân chia thêm các đai tự nhiên khí hậu trung gian: 2 đai cận xích
đạo (với sự áp đảo của không khí xích đạo vào mùa hè và không khí nhiệt
đới vào mùa đông), 2 đai cận nh
iệt đới (với sự áp đảo của không khí nhiệt
đới vào mùa hè và không khí ôn đới vào mùa đông), 1 đai cận cực bắc và 1
đai cận cực nam (với sự áp đảo không khí ôn đới vào mùa hè và các loại
không khí bắc cực hoặc nam cực tương ứng vào mùa đông). Trong mỗi đai
lại phân biệt khí hậu đại dương và khí hậu lục địa.
1.5. Đặc trưng địa chất học của Đại dương Thế giới
Tất cả những quá trình tự nhiên thúc đẩy sự hình thành và phát triển vỏ
trái đất, trong đó có địa hình đáy đại dương, được gọi là các nhân tố địa chất.
Nhờ kết quả tác động của chúng, địa hình đáy luôn luôn phát triển và không
ngừng biến đổi trong thời gian và không gian.
Các quá trình địa chất được phân biệt theo một loạt các dấu hiệu, quan
trọng nhất trong số đó là cường độ, sự thường trực, sự phổ biến
và các nguồn
47 48
năng lượng. Một số quá trình địa chất phát triển rất nhanh, dẫn đến những
hậu quả khủng khiếp, nhưng xảy ra không phải ở mọi nơi và thường không
định kỳ. Thí dụ, đó là những vụ động đất dưới nước, phun núi lửa mạnh,

thường hiếm khi xảy ra và chỉ bao quát những lãnh thổ không lớn.
Tuy nhiên, phần lớn các quá trình địa chất diễn ra chậm rãi, nhưng liên
tục và ở mọi nơi. N
hững quá trình này qua hàng chục và hàng trăm triệu năm
đã làm biến đổi đáng kể địa hình trái đất, cấu tạo bên trong và bên ngoài của
nó. Nguồn năng lượng của các quá trình địa chất là bức xạ mặt trời, các quá
trình hấp dẫn, tương tác lực của Trái Đất với Mặt Trăng và Mặt Trời, sự xoay
của Trái Đất quanh trục, nhiệt lượng tách ra khi phân hủy các chất phóng xạ
và trong quá trình phân hóa trọng
lực vật chất của Trái Đất.
Tất cả các quá trình địa chất luôn liên quan với nhau và là một tổ hợp
liên tục làm biến đổi địa hình của Trái Đất.
Tuy nhiên, để tiện nghiên cứu người ta thường chia ra hai nhóm lớn tùy
thuộc vào những nguồn năng lượng và vùng biểu hiện. Một nhóm gồm các
quá trình từ bên ngoài, hay ngoại sinh, còn nhóm kia - các quá trình nội tại,
hay nội sinh.
Trước khi tiến tới thảo luận về các quá trình đó, ta xét những
đặc trưng
cơ bản của địa hình đáy Đại dương Thế giới.
1.5.1. Những dẫn liệu chung về địa hình đáy Đại dương Thế giới
Địa hình
là tập hợp những yếu tố gồ ghề của đáy đại dương và biển
gồm các dạng dương (lồi) và âm (lõm) có hình dáng, kích thước, nguồn gốc
và tuổi khác nhau. Địa hình đáy đại dương được hình thành chủ yếu bởi
những chuyển động kiến tạo của vỏ trái đất, hoạt động núi lửa và động đất.
Tất cả những yếu tố gồ ghề nhỏ của nó
(đồi, bậc thềm, thung lũng ngầm )
chủ yếu có đặc điểm tàn dư (còn sót lại) từ những thời mà vùng đang xét đã
từng là một phần của đất liền. Địa hình mặt các lục địa tỏ ra phức tạp hơn, vì
trong khi hình thành, ngoài các quá trình vừa nêu ở trên, còn có bức xạ mặt

trời, gió, giáng thủy khí quyển, nước mặt và nước ngầm tham gia.
Đặc trưng định lượng quan trọng
nhất về những gồ ghề của địa hình là
độ cao hay độ sâu. Biểu diễn trực quan về sự phân hóa phương thẳng đứng
của mặt đất có thể là
đường cong đẳng cao, là đồ thị biểu thị độ lặp lại của
độ cao hay độ sâu theo các mức đo (các bậc). Để dựng đường cong đẳng cao
(hình 1.3), người ta sử dụng các bản đồ Trái Đất trên đó địa hình đất liền
được biểu diễn bằng các
đường đẳng độ cao, còn độ sâu biển - các đường
đẳng độ sâu
.
Phần đại dương của đường cong có tên là
đường cong đẳng sâu. Lần
đầu tiên đường cong này được Kriummel xây dựng năm 1897, sau đó năm
1921 Kossina tính lại, I.S. Frolov, O.K. Leontiev hiệu chỉnh chút ít và được
dùng cho tới ngày nay. Như đã thấy từ hình 1.3, độ lặp lại lớn nhất của các
dạng địa hình lục địa rơi vào những độ cao nhỏ (dưới 1
000 m) so với mực
biển, trong khi đó độ lặp lại cực đại của các dạng địa hình đại dương tương
ứng với khoảng độ sâu 4
000-5 000 m. Do đó, trên Trái Đất có thể phân chia
hai mực chính của địa hình hành tinh - mặt lục địa và đáy đại dương. Ngoài
ra, trên đường cong đẳng cao biểu lộ rõ kiểu lục địa và kiểu đại dương của vỏ
trái đất, ranh giới giữa chúng có thể chấp nhận gần đúng là đường đẳng sâu 2

000 m. Độ cao trung bình của lục địa bằng khoảng 840 m, trong khi độ sâu
trung bình của đại dương bằng gần 3
700 m.
So sánh các đường cong đẳng sâu của từng đại dương và của Đại dương

Thế giới nói chung cho thấy rằng ở Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương và Đại
Tây Dương phân bố độ sâu rất giống nhau và cùng tuân theo những qui luật
phân bố đặc trưng của toàn Đại dương Thế giới. 72,5
75,1 % diện tích đáy
các đại dương nằm ở các độ sâu 3
000-6 000 m, 14,620,7 % diện tích - ở các
độ sâu từ 200 đến 3
000 m và chỉ có 4,68,6 % diện tích các đại dương nằm
ở các độ sâu dưới 200 m có giá trị thực tiễn lớn đối với hoạt động sống của
con người. Những con số tương ứng đối với diện tích đáy Đại dương Thế
giới nói chung là: 73,8, 17,8 và 7,3 % (bảng 1.12). Sự đồng thuận cao của
các đường cong đẳng sâu của các đại dương có thể gián tiếp chứng tỏ về sự
giống nhau trong cấu tạo địa
hình và nguồn gốc của chúng.
49 50