§ 42. Хвилі в Океані
Чи доводилося вам спостерігати хвилі на поверхні моря (озера, водосховища)? Розкажіть про свої враження.
Виникнення хвиль. Води Світового океану постійно рухаються. На берег то набігають, то відкочуються хвилі. Вода у хвилях не переміщується в горизонтальному напрямку. В цьому легко переконатися, спостерігаючи за поплавком на воді. З наближенням хвилі він піднімається на її гребінь, а потім опускається на її підошву (мал.). При цьому поплавок не наближається до берега і не віддаляється від нього. Він тільки гойдається на хвилях: уверх-униз. Це свідчить про те, що вода у хвилях здійснює вертикальні рухи, які називають коливальними. Рух води у хвилях можна порівняти з пшеничним полем, яке хвилюється від вітру. При цьому сама пшениця, як і поле, нікуди не переміщується.
Біля пологого берега хвиля “відчуває” дно. Від тертя об нього рух її нижньої частини гальмується. А гребінь хвилі продовжує рух, нахиляється уперед і перекидається. Виникає прибій. На берег набігає пінистий водяний вал. Назустріч йому з берега стікає вода попередньої хвилі.
Головною причиною виникнення хвиль є вітер. Він ніби вдавлює водну поверхню і виводить її з рівноваги. Навіть слабкий вітер створює хвилі. Зазвичай висота хвиль не перевищує 4 м. Найвищі хвилі понад 20 м породжуються штормовими вітрами. Найбільша з вітрових хвиль заввишки 34 м (це висота 10-поверхового будинку) була помічена в центральній частині Тихого океану в 1933 р. Коли вітер слабне, високі хвилі змінюються брижами – низьким хвилюванням. Чим сильніший і триваліший вітер та більший водний простір, тим вищі хвилі. З глибиною хвилювання зменшується і стає не помітним.
Хвилі виконують руйнівну і творчу роботу. В одних місцях вони з силою б’ють об берег, руйнуючи гірські породи, якими він складений. На берегах Чорного моря сила удару хвилі може сягати 25 т на 1 м2. Не всяка споруда витримає такий натиск. При цьому вода здіймається вгору на висоту до 60 м. Під час шторму хвилі здатні переміщувати каміння вагою у кілька тонн. Щоб захистити береги і портові споруди від руйнування, будують спеціальні хвилеломи із залізобетонних плит. Творча робота хвиль – відкладання подрібнених частинок і створення піщаних та галькових пляжів. Крім того, хвилі перемішують воду, сприяють збагаченню її киснем і теплом. Це сприяє життєдіяльності організмів в Океані.
Мал. Руйнівна робота хвиль
Мал. Вітрові хвилі
Цунамі. Ви вже знаєте, що іноді причиною утворення хвиль стають підводні землетруси і виверження вулканів. Вони спричиняють величезні хвилі – цунамі, які поширюються в усі боки від місця виникнення і охоплюють усю товщу води від дна до поверхні. Цунамі котяться через увесь океан зі швидкістю реактивного літака – понад 700 км/год. Ці хвилі такі потужні, що досягаючи берегів, відбиваються від них і рушають у зворотному напрямку.
Висота цунамі у відкритому океані невелика – до 1 м при довжині хвилі 200 км. Тому серед водних просторів великого хвилювання немає і цунамі можна не помітити. Все змінюється з її наближенням до берега. Перед цунамі море, оголюючи дно, відступає від берегів на сотні метрів, ніби для розбігу. А потім стрімко накочується хвиля. Затиснута берегами у вузькій гавані, вона виростає до 20–30 м. Ось чому дослівно японське слово "цунамі” перекладається як "хвиля в гавані”. Стіна води цунамі всією своєю вагою обрушується на узбережжя. Вона перевертає судна, руйнує будівлі, а відступаючи, несе в океан все, що трапляється на її шляху. Найчастіше цунамі трапляються на західному узбережжі Тихого океану. Запобігти їй неможливо. Можна тільки завчасно попередити про наближення цунамі.
Припливи й відпливи. З давніх-давен було помічено, що кожні 6 год рівень води в Світовому океані то піднімається, то опускається. Вода то наступає на берег і просувається далеко на суходіл, то відступає від нього, оголюючи дно. Підняття рівня води в Океані називається припливом, а її спад – відпливом. На узбережжях морів ширина припливної смуги сягає іноді кількох кілометрів. У приплив там можна плавати човном і ловити рибу. У відплив – гуляти дном і збирати мушлі, водорості, морських тварин.
Припливи – це теж хвилі. Вони викликані силою тяжіння Місяця і Сонця. Разом їм вдається притягувати на свій бік рідку і рухому воду Світового океану на кілька метрів, створюючи припливну хвилю. На відміну від звичайної, вона має всепланетний характер дії. Величезний водний простір Світового океану то піднімається, то опускається, ніби дихає.
Розтягуючи “водну пружину” океанів Місяць і меншою мірою Сонце викликають припливи і відпливи як за розкладом – двічі на добу. Припливи і відпливи, як і день та ніч, приходять на нашу планету з точністю хорошого годинника. Час настання і висота припливів не скрізь однакова. У відкритому океані їх висота менше 1 м, тому там вони не помітні. Високі припливи до кількох метрів спостерігаються у вузьких затоках і протоках, гирлах річок. Так, висота припливу в Чорному морі всього кілька сантиметрів, а у вузьких затоках Охотського моря досягає 13 м. Найвищі ж у Світовому океані припливи, що сягають 18 м, спостерігаються в затоці Фанді біля східного узбережжя Північної Америки.
Мореплавцями давно були складені спеціальні таблиці, що дозволяли проводити кораблі з врахуванням високої або низької хвилі. У наші дні таблиці замінили комп’ютери. Припливні хвилі мають величезну енергію, яку людина почала використовувати для отримання електроенергії.
Мал. Відплив у Північному морі
Запитанні і
завдання
1. Як утворюються вітрові хвилі в океані?
2. Яку роботу виконують хвилі?
3. Які сили викликають припливи і відпливи на Землі?
4. Через який час цунамі, що виникла біля берегів Чилі, може досягти Японії?
Українська