Изучение минерально-сырьевых, биологических и энергетических ресурсов Мирового океана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Курсовая работа 27 страниц, 2 рисунка, 4 таблицы, 18 источников,

Ключевые слова: прибрежно-морские россыпи, конкреции, полиметаллические рассолы, энергия приливов, энергия волн, термическая энергия

Объект исследования: ресурсы Мирового океана.

Методы исследования: описательный, сравнительно-географический, исторический, метод пространственного анализа.

Цель курсовой работы: изучить минерально-сырьевые, биологические и энергетические ресурсы Мирового океана.

Полученные результаты: Мировой океан, являясь совокупностью всех морей и океанов Земли, оказывает огромное влияние на жизнедеятельность планеты. На дне Мирового океана происходит накопление и преобразование огромной массы минеральных и органических веществ, поэтому геологические и геохимические процессы, протекающие в океанах и морях, оказывают очень сильное влияние на всю земную кору. Именно Мировой океан стал колыбелью жизни на Земле; сейчас в нём обитает около 4/5 всех живых существ планеты.



Содержание

Введение

1. Минерально-сырьевые ресурсы

1.1 Минеральные ресурсы прибрежно-морских россыпей

1.2 Конкреции и полиметаллические рассолы Мирового океана

1.3 Нефтяные и газовые ресурсы Мирового океана

2. Биологические ресурсы

2.1 Динамика и структура мирового рыболовства

2.2 Географическая структура мирового рыболовства

3. Энергетические ресурсы

3.1 Использование энергии приливов

3.2 Использование энергии волн

3.3 Использование термической энергии

4. Охрана ресурсов Мирового океана

Заключение

Список использованных источников



Введение

Актуальность данной темы обусловлена тем, что Мировом океан играет исключительную роль в развитии жизни на Земле, в формировании погоды и климата, управляет кислородным балансом планеты. Океан способен решить одни из самых остро стоящих задач: необходимость обеспечения быстро растущего населения продуктами питания и сырьём для развивающейся промышленности, опасность энергетического кризиса, недостаток пресной воды. Необозримые просторы океанов соединяют материки и страны удобными и дешевыми морскими путями. Океаны сыграли большую роль в открытии и исследовании материков. На нынешнем этапе интенсивного освоения океанов возникла необходимость комплексного изучения природы Мирового океана с целью рационального использования его природных ресурсов, их восстановления и охраны.

В данной курсовой работе рассматривается морское хозяйство прежде всего как сфера взаимодействия человека и природы, дается характеристика освоения минеральных, энергетических и биологических ресурсов, рыбных промыслов. Раскрыты основные направления развития морского транспортного комплекса и прежде всего быстрый рост океанических транспортных связей, которые давно уже играют первостепенное значение по перевозке международных грузов, а также портовых комплексов. С этих позиций раскрываются не только огромные технические возможности человека, но и акцентируется внимание на необходимости рационального природопользования, промышленного выбора главного направления освоения природных ресурсов, сохранения природной среды. Рассматривается также оценка уровня обеспеченности и исчерпаемости природных ресурсов (особенно энергетических, биологических), повышение эффективности их использование при соблюдении экологически безопасных норм хозяйствования для обеспечения устойчивого функционирования экосистемы Мирового океана и биосферы в целом.

В настоящее время Мировой океан находится под угрозой. Опасность океану несет сам человек своим легкомысленным, бездушным отношением к морским богатствам. За последние 2?3 десятилетия человечество до такой степени загрязнило океан, что уже сейчас трудно найти такие места в Мировом океане, где не наблюдались бы следы активной деятельности человека. Проблема, связанная с загрязнением Мирового океана, одна из важнейших проблем, стоящих ныне перед человечеством. Наиболее опасные виды загрязнения: загрязнение нефтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами, отходами промышленных и бытовых сточных вод и, наконец, выносами химических удобрений (пестицидов).

При обобщении всего вышесказанного можно сделать вывод, что объектом исследования выступают ресурсы Мирового океана.

В данной курсовой работе были поставлены следующие цели и задачи:

? перечислить виды ресурсов Мирового океана;

? описать особенности ресурсов Мирового океана;

? учесть проблемы загрязнения Мирового океана при добыче потенциальных ресурсов;

? раскрыть интересы разных стран в деле освоения ресурсов Мирового океана и охарактеризовать проблемы, возникающие при этом;

Информационную базу курсовой работы составили учебники, статьи, а также данные глобальной сети Интернет.



1. Минерально-сырьевые ресурсы

Естественные ресурсы Мирового океана - это природные элементы, вещества и виды энергии, которые добываются непосредственно из вод, прибрежной суши, дна и недр океанов и используются для промышленной переработки, производства энергии и других хозяйственных целей. Ресурсы океана не остаются постоянными по составу и количеству. В ходе научно-технического прогресса появляются новые способы разведки, добычи и эксплуатации ресурсов, степень их использования зависит от социальных и экономических условий. Ресурсы Мирового океана классифицируются по разным признакам (виды, исчерпаемость, запасы, доступность, очередность хозяйственного освоения и др.).

Общие ресурсы включают полные предполагаемые запасы различных видов богатств океанов, которые частично изучены и принципиально могут быть использованы в морском хозяйстве. Потенциальные ресурсы - часть общих, определенная приблизительно, технологии добычи которых носят опытный характер. Выявленные ресурсы - наиболее изученная часть потенциальных, освоение которых ведется имеющимися технологиями в настоящее время. По размерам запасов ресурсы Мирового океана делятся на ограниченные (биологические), большие (минеральные), практически неограниченные (химические). Сырьевую базу морского хозяйства образует часть выявленных ресурсов, добыча и использование которых технически возможна, экономически рентабельна и не нарушает условий их воспроизводства [1].

1.1 Минеральные ресурсы прибрежно-морских россыпей

Минеральные ресурсы - твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые, залегающие в приморской полосе суши, на дне и в недрах океана. На рубеже суши и моря полезные минералы распространены в прибрежно-морских россыпях - различных по площади скоплениях обломков горных пород. Они накапливаются до промышленных концентраций в результате активного взаимодействия суши и океана. Концентрация полезных минералов в рудоносном слое достигает 20-30 % от общей массы пород. На берегу они приурочены к пляжам шириной от десятков до сотен метров. На береговом склоне располагаются подводные россыпи, залегают они широкой полосой (до нескольких сотен метров), протянувшись на десятки километров вдоль береговой линии. Содержание полезных компонентов в них обычно 4-10 %, а в очень богатых россыпях достигает 20-28 % массы песков. Природно-экономической особенностью морских россыпных месторождений является их способность восстанавливаться за счет приноса морем и реками новых порций продуктивного материала. Типичными минералами прибрежно-морских россыпей выступают: ильменит, циркон, монацит, рутил, хромит, магнетит, касситерит, а также золото, платина, алмазы. По генезису, свойствам и хозяйственному использованию они делятся на главные (ильменит, рутил, циркон, монацит), второстепенные (касситерит, магнетит) и акцессорные (золото, платина, алмазы). Из месторождений рассыпного типа добывают ежегодно 7-9 % всех мировых руд, на морскую добычу приходится 100 % мировой добычи рутила и циркона, 80 % ильменита, более 40 % касситерита. Наиболее богатые прибрежно-морские россыпи расположены преимущественно в тропической и субтропической зонах Мирового океана.

Наиболее крупные россыпные месторождения минералов главной группы, где ведется их широкая эксплуатация, сосредоточены в Австралии. Их месторождения протянулись вдоль восточного побережья от Тасмании и южного Квинсленда до северной части Нового Южного Уэльса на 1500 км.

Более богатыми по содержанию полезных компонентов являются прибрежно-морские месторождения Индостана и Шри-Ланки. Наиболее богатые пески расположены на юго-западе и востоке Индии. Общие запасы индийских россыпей оцениваются в 7 млн т циркона, 117 млн т ? ильменита, 1,8 млн т ? рутила, 2 млн т ? монацита. В производимом концентрате 90 % составляет ильменит. Крупные россыпи расположены на северо-востоке Шри-Ланки (районы Пульмоддай, Берувала, Тринкомали), в них содержится около 80 % ильменита и рутила (запасы оцениваются в 3,3 млн т).

Повсеместно распространены россыпи главных минералов в пляжевых зонах и на шельфе Северной Америки - от Калифорнии до Аляски на западе и от Флориды до Род-Айленда на востоке. Крупные месторождения содержат около 4 % минералов при значительной мощности продуктивных песков. Во многих районах западного побережья Канады и США выявлены месторождения ильменита, циркона и монацита. В Южной Америке месторождения монацита, ильменита и циркона выявлены на атлантическом побережье Бразилии на протяжении 1600 км.

Акцессорные минералы представлены в россыпных месторождениях на западных побережьях США и Канады, в Панаме, Чили, Турции, Египте, юго-западной Африке. Наиболее изучены золотоносные пески Аляски. Золотоносные пески залегают в нескольких горизонтах толщиной от 0,3 до 5 м и шириной от 1 до 30 м, что свидетельствует об их залегании в затопленных речных долинах. В 1 м3 песка содержится в среднем 100-200 г золота, в отдельных местах до 1 кг. Прогнозные запасы оцениваются в 300-400 т. Разрабатываются месторождения на расстоянии до 20 км от берега на глубинах до 25 м.

Крупнейшие подводные залежи платины расположены в заливе Гудньюс на западе Аляски и приурочены к древнему руслу р. Кускоквим. Это месторождение обеспечивает 90 % потребностей США в платине (содержит также иридий, осмий, рутений и палладий). Перспективными для разработки считаются также платиновые россыпи на тихоокеанском побережьеКолумбии.

В прибрежных месторождениях выявлены не только тяжелые минералы, но и янтарь - ископаемая смола хвойных пород деревьев. С древних времен янтарь используется в лечебном и ювелирном деле. Крупное месторождение янтаря разрабатывается в Калининградской области, выявлены его проявления также на побережье Северного, Баренцевого морей и в других районах морей северного полушария.

Значительный объем среди полезных ископаемых прибрежно-морских россыпей занимают строительные материалы - песок, гравий, ракушечник [1].

1.2 Конкреции и полиметаллические рассолы Мирового океана

На поверхности шельфа и материкового склона полезные компоненты сосредоточены в конкрециях - образованиях, представленных зернами (0,1?3 мм), желваками (5-10 см), плитами и глыбами весом до десятков килограммов. Фосфоритовые конкреции содержат до 30 % оксида фосфора, в качестве примесей в них присутствуют молибден, ванадий, цинк, стронций. Баритовые конкреции состоят из сернокислого бария, а в примеси присутствуют сульфаты свинца и стронция. В верхнем осадочном слое шельфа и материкового склона залегает глауконит, содержащий 4-9,5 % оксида калия. Значительные площади ложа океана покрывают железомарганцевые конкреции. Конкреции включают ядро (обломки вулканических, осадочных пород, биогенные остатки), на которые наслаиваются окислы металлов. Растут они очень медленно, слой толщиной 0,01 см образуется в течение тысячи лет. В конкрециях обнаружено до 30 различных минералов, но преобладают железо и марганец. Их содержание в различных районах Мирового океана вследствие различий в природных условиях их формирования значительно колеблется (таблица 1).

Таблица 1 - Средний состав железомарганцевых конкреций

Элемент	Пределы содержания	Среднее содержание в океане
		Тихий	Атлантический	Индийский
Марганец	7,9-49,90	24,20	16,30	15,40
Железо	2,4-26,80	14,00	17,50	14,50
Кобальт	0,01-2,30	0,35	0,31	0,25
Никель	0,16	0,99	0,42	0,45
Медь	0,03-1,60	0,53	0,20	0,15
Свинец	0,02-0,36	0,10	0,10	0,07
Кремний	1,3-20,10	9,40	11,00	9,40
Алюминий	0,80-6,90	2,90	3,10	3,00

Общие запасы металлов в железомарганцевых конкрециях значительно превышают их объем в месторождениях суши. С учетом того, что континентальные месторождения марганца, меди или кобальта ограничены и невозобновимы, значение морских месторождений уже в обозримом будущем существенно возрастет. По расчетам, морская добыча будет рентабельной, если годовой объем добычи конкреций будет превышать 3 млн т марганца, 25 тыс. т никеля, 20 тыс. т меди и 4 тыс. т кобальта. Стоимость добычи и переработки 1 млн т конкреций оценивается в 150 млн долл.

Фосфоритовые океанские конкреции встречаются на пространствах между 40-42° с. ш. и 50° ю. ш. и приурочены к океаническим шельфам. При современных и даже более высоких темпах потребления фосфорного сырья океан может обеспечить мировые потребности на ближайшие 1000 лет. Исследованиями выявлены пять богатых провинций: восточно- и западно-атлантическая, калифорнийская, перуанско-чилийская и тихоокеанская. Наиболее изучена западно-атлантическая провинция, протянувшаяся от Флориды до района Нью-Йорка на 1400 км.

Наиболее пригодны для эксплуатации фосфориты на шельфе Джорджии и Северной Каролины, где стоимость добычи может составить 20-26 долл/т. В связи с большим спросом рентабельной может быть их добыча на шельфе Новой Зеландии и Японии. Пока морской добычи не ведется, но рост потребностей ставит их эксплуатацию на повестку дня в обозримой перспективе.

Исследования рифтовых зон Мирового океана выявило в ряде районов зоны высоких температур (40-60 °С) и повышенной солености. В таких зонах отмечается повышенное содержание оксидов железа и сернистых металлов [1].

1.3 Нефтяные и газовые ресурсы Мирового океана

Разведанные мировые запасы нефти и газа сосредоточены на 70 % в двух регионах мира - странах Ближнего Востока и России.

Сложившиеся диспропорции запасов и потребления, высокие темпы роста потребностей на энергоресурсы все в большей степени обращают взоры человечества к Мировому океану. Потенциальные запасы нефтегазовых ресурсов оцениваются в более 310 млрд т, из которых 185 ? на шельфе (60 %), 63 - континентальном склоне (20 %), 48 - прибрежных мелководных морях (15 %), 12 - материковом подножии (4 %) и 3,5 - в других зонах океана (рисунок 1).

Первые примитивные способы морской добычи нефти велись с XIX в. в Российской империи (Каспий), США (Калифорния), Японии. В 30-х гг. XX в. на Каспии и Мексиканском заливе были осуществлены опыты морского бурения со свайных сооружений и барж. С началом применения буровых платформ в 1960-е гг. наступил быстрый рост морской добычи нефти и газа, которую в 1970 г. вели более 20 стран, а в конце 1990-х ? более 50. В начале XXI в. примерно 1/3 нефти добывается из морских месторождений. При этом в Западной Европе и Австралии морские месторождения дают более 90 % всей добычи, в Латинской Америке ? более 50 %. В Великобритании, Норвегии, Дании, Испании, ОАЭ, Демократической Республике Конго морские месторождения дают 95 ? 100 % всей добычи, в Венесуэле, Габоне ? около 80 %.

Наиболее богатой нефтегазовой провинцией мира является Ближний Восток, где на суше и в прилегающих водах Персидского залива сконцентрировано более половины мировых запасов нефти. В прилегающей части Персидского залива эксплуатируется более 50 крупных месторождений нефти и 3 - газа.

Крупное месторождение природного газа эксплуатируется у побережья Катара и других странах. Всего в районе шельфовой зоны Персидского залива разведанные извлекаемые запасы нефти оцениваются в 12-13 млрд т, природного газа 3,6?3,9 трлн м3. Наиболее широкое развитие морская добыча нефти и газа получила в провинциях Атлантического океана [2]. В Мексиканском заливе первые были пробурены морские скважины в 1933 г. Они выявили наличие углеводородного сырья на разных глубинах - от 150 м до 3,4 км [3].

В Северном море интенсивные поиски нефтегазового сырья развернулись в 1960-х гг. Дно моря имеет платформенное строение, где залегают осадочные породы мощностью до 12 км и сформировалось несколько продуктивных горизонтов. В северной части выявлено гигантское нефтегазовое месторождение Статфьорд, запасы которого оцениваются в 400 млн т нефти и 70 млрд м3 газа. К настоящему времени на Северном море эксплуатируется 37 месторождений, для 49 разработаны планы освоения и 344 имеют промышленное значение и могут быть включены в освоение в ближайшие 20 лет. Общие запасы месторождений, находящихся в эксплуатации, оценены в 12 332 млн т нефтяного эквивалента.

В Южной Америке крупные запасы нефти залегают в заливе Маракайбо. Из общих запасов более 7 млрд т почти 1/2 сосредоточена в месторождении Боливар, частично расположенном на восточном побережье залива. Запасы «чисто» морских месторождений в центре залива намного меньше, добыча здесь ведется с глубины до 5 км.

Из других районов Атлантического океана следует отметить Гвинейский залив, где в устье р. Нигер открыто около 20 морских месторождений. В Средиземном море открыты небольшие морские месторождения нефти у побережья Туниса, Ливии, Греции и Хорватии. Газовые месторождения открыты в Адриатическом море.

В Тихом океане нефть на континентальном шельфе Калифорнии выявлено в 250 м от берега еще в 1896 г., а всего разведано более 130 месторождений, из которых 2/3 эксплуатируются. Потенциальные запасы оцениваются в 90-120 млрд т нефти и газа, в категорию разведанных и извлекаемых переведено 3 млрд т, а перспективных и прогнозных - 7,6 млрд т. Подводные разработки ведутся в основном на глубине до 100 м и на удалении от берега не более 90-100 км. Основными районами морской нефтедобычи являются: южная часть Калифорнийского шельфа, залив Бохайвань, воды Малаккского пролива [5].



2. Биологические ресурсы

Мировой океан располагает колоссальными запасами минеральных, энергетических и химических ресурсов, огромными ресурсами биомассы, концентрирует мировые коммуникации и широко вовлекается во все сферы хозяйственной деятельности.

Для биологических ресурсов Мирового океана характерны не только очень большие размеры, но и исключительное разнообразие. Воды морей и океанов, по существу, представляют собой густонаселенный мир множества живых организмов: от микроскопических бактерий до самых крупных животных на Земле - китов.

Биологические ресурсы океана - разновидность естественных богатств, представленных тремя основными комплексами животного и растительного мира - нектон, бентос, планктон. По значению и объему использования ведущее место занимает нектон, в биомассе которого 80-85 % составляет рыба. Он включает в себя всех животных, способных самостоятельно передвигаться в водной толще морей и океанов. Около 10-15 % общей биомассы нектона приходится на головоногих моллюсков (кальмары) и ракообразных (креветки), а менее 5 % составляют морские млекопитающие (киты, ластоногие). Бентос используется пока в небольших объемах. Из представителей зообентоса хозяйственное значение имеют двустворчатые моллюски (мидии, устрицы, гребешки), ракообразные (крабы, омары, лангусты), иглокожие и другие донные животные. Из всего фитобентоса практическое значение имеют бурые, красные и зеленые водоросли, некоторые цветковые растения. Планктон используется в меньшей степени. К планктону относят диатомовые водоросли, некоторые моллюски и ракообразные. Активно осваивается один из видов планктонных ракообразных - криев. Промышленная добыча фитопланктона пока не ведется.

При освоении биологических ресурсов используют оценки их общей сырьевой базы, при прогнозах учитывают промысловый запас. Сырьевая база - часть выявленных биологических ресурсов, использование которых на современном уровне технико-экономического развития является рентабельным и не наносит ущерба их воспроизводству. Промысловый запас - объем максимально допустимого вылова и добычи определенных видов без нарушения процесса их нормального воспроизводства.

Биологически активные районы составляют 37 % акватории океана. Биологическая продуктивность Мирового океана в среднем составляет 180 кг/км2, при этом на шельфе она значительно выше (до 2500 кг/км2), на материковом склоне почти в 3 раза ниже (65 кг/км2), а в зоне пелагиали - минимальна (7 кг/км2). Наиболее высоко продуктивные зоны (соответствующие лесам и пахотным землям) занимают всего 17 % площади океана, а мало продуктивные (на уровне пустынь суши) - 63 %. Потенциальные биологические ресурсы океана колеблются от 80 до 240 млн т в год. Сырьевая база мировых уловов рыбы оценивается в 140-150 млн т в год. Рыба и рыбопродукты дают человечеству около 1/4 белковой пищи животного происхождения [6].

2.1 Динамика и структура мирового рыболовства

Рыболовство - один из древнейших промыслов человечества. Во времена древнего Рима им занимались народы Атлантического побережья Европы, Средиземноморья, в Х-ХI вв. начали осваиваться ресурсы Балтийского и Белого морей. В конце XIX - начале ХХ в. с переходом рыболовного флота от парусных к паровым судам промышленное рыболовство стало активно осваивать всю Северную Атлантику, Каспийское море, прибрежные моря Тихого и Индийского океанов. В середине XIX в. мировые уловы составляли около 2 млн т (без китов), а к началу ХХ в. - удвоились (таблица 2).



Таблица 2 - Динамика мирового рыболовства

Годы	Объём улова, млн т	Индекс (% к предыдущему году)
1850	2,0	100
1900	4,0	200
1938	21,0	525
1950	21,0	100
1960	41,0	195
1970	69,0	168
1980	72,1	104
1990	85,9	119
2000	95,6	111
2004	95,0	99

После Первой мировой войны рыболовство развивалось высокими темпами, оно стало морским, а затем и океаническим, превысив 21 млн т [1]. После Второй мировой войны мировые уловы были восстановлены к 1950 г., а затем почти удвоились к 1960 г. Наряду с прибрежным рыболовством возросло значение экспедиционного лова, активно осваивались новые районы у берегов Южной Африки, в Норвежском и Беринговом морях, юго-западной Атлантике, Чили-Перуанском районе, тропических районах Индийского и Тихого океанов. Бурное развитие мирового рыболовства в 1950-1970 гг., которые называют «золотым веком рыболовства», объясняется большим спросом на животные белки, развитием дальнего экспедиционного лова, а также естественным восстановлением биологических ресурсов океанов за годы Второй мировой войны. Однако уже в 1970-х гг. темпы развития мирового рыболовства резко упали (менее 1 % в год) вследствие перелова рыбы и подрыва биопродуктивности многих видов, подорожания топлива. При этом экономически слабые прибрежные развивающиеся страны не смогли освоить все ресурсы в своих зонах и около 25 млн т биологических ресурсов оказались ежегодно недоиспользованными. В 1980-1990-х гг. добыча биологических ресурсов несколько возросла (на 1-2 % ежегодно), но произошли значительные качественные изменения в структуре уловов. При большом разнообразии органического мира океана более 75 % морских уловов обеспечивают виды всего 9 семейств: анчоусовые, ставридовые, скумбриевые, сельдевые, тунцовые, тресковые, мерлузовые, корюшковые, камбаловые. Доля в уловах отдельных промысловых семейств и видов отличается непостоянством во времени. До начала 1960-х гг. в структуре уловов стремительно возрастали уловы анчоусовых при усиленном промысле сельдевых и тресковых. С середины 1960-х и 1970-х гг. стал интенсивно нарастать вылов скумбриевых, ставридовых, тунцовых, корюшковых (мойвы) и других пелагических видов. В 1980-х гг. стала восстанавливаться промысловая база анчоусовых, которых в 1990-х гг. в 2,4 раза превышал улов сельдевых и тресковых вместе взятых, а в целом в уловах стали преобладать менее ценные по пищевым качествам виды рыбы (мойва, минтай, макрель, хек).

Следует отметить, что постепенно изменяется соотношение между морским и пресноводным рыболовством. Доля пресноводного, составляющая ранее около 10 %, к началу 1990-х гг. увеличилась до 15 %, а во второй половине 90-х гг. - превысила 19 % [1].

При этом в структуре пресноводных уловов преобладает семейство карповых рыб - около 11 млн т, а около 3/4 пресноводных уловов приходится на страны Азии.

Промысел морепродуктов, при колебаниях по годам, дает 10-12 % объемов морских уловов. При этом темпы роста морских беспозвоночных более чем в 2 раза превышают прирост уловов рыбы в 1990-х гг., достигнув 12 млн т в год.

В структуре уловов беспозвоночных более 16 % составляют двухстворчатые моллюски, около 44 % - ракообразные, 36 % - головоногие моллюски.

Промысел устриц и мидий сосредоточен главным образом у берегов Атлантического и Тихого океанов, подавляющую часть добычи кальмаров даёт Тихий океан, несколько меньше - Атлантический. На долю Атлантики приходится более 2/3 добычи омаров и лангуста. Основной район крабового промысла - северная часть Тихого океана. Интенсивно осваивается добыча криля. Его запасы только в водах Антарктики оценивается в 0,8-5 млрд т. Однако добыча антарктического криля снизилась с 360 тыс. т в начале 1990-х гг., до 120 тыс. т во второй половине 90-х.

Промысел морских млекопитающих (китообразные и ластоногие) ведется в ограниченных размерах из-за подрыва их воспроизводства хищнической добычей в предшествующие годы [7]. Более сотни лет велась промысловая добыча китов, главным образом усатых - крупных и жироносных (синих, финвалов, сейвалов, горбатых) и некоторых видов зубатых (кашалотов). За период с 1898 по 1985 гг. в мире добыто 2,5 млн китов, в 1900 г. было добыто 5 тыс., а в 1950-1960 гг. ежегодно добывалось 50-70 тыс. Современная численность всей популяции китов оценивается всего в 723 тыс. С 1994 г. решением Морской китобойной комиссии установлен долгосрочный заповедник для китов в южной части Мирового океана, наложен запрет на добычу синих китов, сейвалов и кашалотов. Со времени введения моратория на коммерческий промысел (1986 г.) в мире добыто 18 тыс. китов (Норвегия, Япония, Южная Корея, Исландия). Среди ластоногих (тюлени, котики, нерпы, моржи) наибольшую долю в промысловой добыче составляли гренландский тюлень (лысун) - в южной части горла Белого моря и у границы льдов в восточной части Баренцевого, а также морские котики на дальневосточных островах (Командорские, Прибылова и др.). Моржи арктических и дальневосточных морей добываются только для нужд местного населения, а промысел всех видов ведется в ограниченных размерах по строгим нормам.

В Мировом океане насчитывается более 4 тыс. видов макрофитов, произрастающих в основном в умеренных широтах. Наибольшие скопления отмечены в Тихом и Атлантическом океанах, в Белом и Баренцевом морях Северного Ледовитого океана (рисунок 2).

Особенно интенсивно добыча морских водорослей ведется с середины 1970-х гг. На бурые водоросли (ламинария) приходится 75 % всей добычи, на красные - 23 %. Основной район добычи водорослей - Тихий океан и его прибрежные моря. Отмеченные особенности динамики и структуры морского рыболовства и добычи морепродуктов сопровождаются значительными географическими сдвигами [1]. минеральный ресурс океан прилив

2.2 Географическая структура мирового рыболовства

При среднегодовом приросте мировых морских уловов в 1990-х гг. на уровне 1 % более высокие темпы отмечались в Северо-Восточной и Юго-Восточной Атлантике, Индийском океане, центральных и юго-восточном районах Тихого океана.

Высокая степень концентрации уловов по-прежнему сохраняется на континентальном шельфе (90 %) - самой продуктивной части океана. Доля глубоководных районов (склон, океаническая пелагиаль) несколько возросла, но не превышает 10 %. Постепенно меняется соотношение рыболовства в трех зонах Мирового океана - северной (к северу от 30° с.ш.), центральной тропической и южной (к югу от 30° ю. ш.).

В 1948 г. первая из них давала 56 % всех уловов, вторая ? 31 %, а южная ? 3 %, тогда как в 1990-х это соотношение составляло 52 : 30 : 18 и отражает сдвиг мирового рыболовства в южном направлении. В 1997 г. в южных рыболовных районах Атлантики и Тихого океана уловы составили почти 22 млн т (22 % мировых). Вследствие этого продолжает изменяться соотношение мировых уловов между океанами (таблица 3) [1].

Таблица 3 - Распределение мировых уловов рыбы по океанам

Год	Океаны
	Атлантический	Тихий	Индийский
1938	49	45	6
1950	58	36	6
1960	44	51	5
1970	39	57	4
1980	39	55	6
1990	28	64	8
1997	28	63	9
2004	26	63	11

Атлантический океан, выступающий на протяжении многих столетий основной базой мирового рыболовства, уступил с 1960 г. первенство Тихому океану, доля которого в наши дни достигает 2/3 объема мировых уловов. В Тихом океане сложилось три главных рыболовных района, совокупная доля которых превышает 55 % мировых уловов. Северо-Западный, району берегов Евразии является крупнейшим не только в Тихом океане, но и в мире. Он выделяется и по уловам рыбы, и по добыче морепродуктов (моллюсков, ракообразных, водорослей).

Промысел рыбы здесь ведут Россия, Япония, Китай, Республика Корея, КНДР. Из 4020 тыс. т рыбы и морепродуктов, добытых в 1999 г. Россией, на Дальневосточный район, субъекты которого ведут промысел в прибрежных морях и водах Тихого океана, приходится более 65 % всех уловов - это свыше 2 625 тыс. т. Вторым в мире и Тихом океане по объемам уловов является Юго-Восточный район у побережья Перу и Чили (18 % мировых уловов). Основным объектом промысла здесь выступают перуанский анчоус и сардина чилийская. В 1990-х гг. активно наращивалось морское рыболовство в Центрально-Западном районе Тихого океана (более 12 % мировых уловов). Здесь ведут промысел Индонезия, Таиланд, Филиппины, Малайзия, Вьетнам.

В Атлантическом океане издавна сформировались два традиционных района мирового рыболовства - Северо-Восточный у берегов Европы и Северо-Западный у побережья Америки. Северо-Восточный район Атлантики, который в начале 1950-х гг. давал 1/3 всех мировых уловов, частично утратил свои позиции из-за переловов основных промысловых видов и конкуренции нефтяной промышленности (Северное море) и занимает теперь третье место в мире.

Субъекты Северного района России и Калининградской области вылавливают в морях Северо-Восточной Атлантики более 1 млн т рыбы, наибольшие объемы приходятся на Мурманскую и Калининградскую области.

Объемы уловов в Северо-Западной Атлантике продолжают снижаться, здесь основную добычу ведут США, Канада, Исландия, но доля района в мировых уловах составляет около 2 %. В 1990-х гг. более высокими темпами увеличивались морские уловы в Юго-Восточной Атлантике (у берегов Аргентины, Бразилии), абсолютное снижение уловов наблюдалось в Центрально-Восточном (у берегов Испании, Португалии, Западной Африки) и Юго-Западном (побережье Южной Африки) районах Атлантики.

В Индийском океане морские уловы выросли в целом с 6,3 до 9,8 млн т, но более высокие темпы отмечались в 1990-х гг. в Восточном районе (у берегов Бангладеш, Индии, Мьянмы, Индонезии, Австралии). Отмечалось также абсолютное снижение уловов во всех Антарктических районах океана. Следует отметить, что во второй половине XX в. все рыбопромысловые районы подверглись сильному истощению. На рыбных отмелях Северной Атлантики (Доггер-банка, Ньюфаундлендская банка и др.) сократились запасы сельди и трески, у Тихоокеанских берегов Северной Америки - калифорнийской сардины, у побережья Перу и Чили - перуанского анчоуса, в Центрально-Восточной Атлантике - головоногих моллюсков (кальмаров, осьминогов), у Алеутских островов - аляскинского краба. Поэтому крайне необходимы дальнейшие меры по рациональному использованию биологических ресурсов океана, их согласование на международном уровне.

Значительные изменения произошли также во второй половине XX в. в составе первой десятки стран - мировых рыболовных лидеров. Промысловая статистика ведется по 224 странам и территориям. Более чем в 35 странах ежегодные уловы превышают 500 тыс. т, а в 20 наиболее крупных - 1 млн т (таблица 4).



Таблица 4 - Лидеры по размерам улова рыбы и морепродуктов в 2004 г.

Страна	Общие уловы, тыс. т	Удельный вес в мировых уловах, %	Уловы на одного жителя, кг/ чел.
Китай	16 893	17,8	13,0
Перу	9 613	10,1	358,7
США	4 960	5,2	17,0
Чили	4 935	5,2	316,4
Индонезия	4 811	5,1	22,2
Япония	4 401	4,6	34,5
Индия	3 616	3,8	3,4
Россия	2 941	3,1	20,4
Таиланд	2 845	3,0	45,7
Норвегия	2 522	2,6	558,7
Филиппины	2 212	2,3	28,1
Вьетнам	1 879	2,0	23,4
Исландия	1 728	1,8	602,1
Мьянма	1 587	1,7	32,5
Республика Корея	1 575	1,7	33,2
Мир	95 007	100,0	15,3

За последние десятилетия значительно вырос и объем мировой торговли рыбопродуктами. На международном рынке реализуется около 2/5 всех уловов. При этом на развитые страны приходится 1/2 экспорта и 9/10 импорта морепродуктов. Перспективы роста мировых уловов по ряду прогнозов выглядят ограниченными. Оценки перспективных запасов морских биоресурсов колеблются в широких пределах (от 70 млн до 200 млн т), но большинство специалистов считают максимально доступными годовые уловы в объеме 110-120 млн т. Мировое морское рыболовство практически достигло этого уровня в начале XXI в. и основными его направлениями остаются развитие марикультуры, освоение пелагиали океана, расширение добычи представителей нижних трофических уровней [1].



3. Энергетические ресурсы

В Мировом океане заключены огромные, поистине неисчерпаемые ресурсы механической и тепловой энергии, к тому же постоянно возобновляющейся. Основные виды такой энергии - энергия приливов, волн, океанических (морских) течений и температурного градиента. Однако, как правило, концентрация такой энергии в водных массах очень невелика, что затрудняет ее эффективное производственное использование. Тем не менее в качестве потенциального резерва энергетические ресурсы Мирового океана имеют большое значение [6].

3.1 Использование энергии приливов

Под влиянием приливообразующих Луны и Солнца в океанах и морях возбуждаются приливы. Они проявляются в периодических колебаниях уровня воды и в ее горизонтальном перемещении (приливные течения). В соответствии с этим энергия приливов складывается из потенциальной энергии воды, и из кинетической энергии движущейся воды. При расчетах энергетических ресурсов Мирового океана для их использования в конкретных целях, например для производства электроэнергии, вся энергия приливов оценивается в 1 млрд кВт, тогда как суммарная энергия всех рек земного шара равна 850 млн кВт. Колоссальные энергетические мощности океанов и морей представляют собой очень большую природную ценность для человека [9].

С давних времен люди стремились овладеть энергией приливов. Уже в средние века ее начали использовать для практических целей. Первыми сооружениями, механизмы которых приводились в движение приливной энергией. Были мельницы и лесопилки, появившиеся в X-XI вв. на берегах Англии и Франции. Однако ритм работы мельниц достаточно прерывистый - он был допустим для примитивных сооружений, которые выполняли простые, но полезные для своего времени функции. Для современного же промышленного производства он мало приемлем, поэтому энергию приливов попытались использовать для получения более удобной электрической энергии. Но для этого надо было создать на берегах океанов и морей приливные электростанции (ПЭС).

Создание ПЭС сопряжено с большими трудностями. Прежде всего, они связаны с характером приливов, на которые влиять невозможно, так как они зависят от астрономических причин; от особенностей очертаний берегов, рельефа, дна и т.п. Несмотря на эти трудности, люди настойчиво пытаются овладеть энергией морских приливов. К настоящему времени предложено около 300 различных технических проектов строительства ПЭС. Наиболее рациональным экономически эффективным решением специалисты считают применение в ПЭС поворотно-лопастной (обратимой) турбины. Идея которой впервые была предложена советскими учеными.

Такие турбины называют погруженными или капсульными агрегатами - способны действовать не только как турбины на оба направления потока, но и как насосы для подкачки воды в бассейн. Это позволяет регулировать их эксплуатацию в зависимости от времени суток, высоты и фазы прилива, удаляясь от лунного ритма приливов и приближаясь к периодичности солнечного времени, по которому живут и работают люди. Однако обратимые турбины не компенсируют уменьшение силы прилива, что вызывает периодическое изменение мощности ПЭС и затрудняет ее эксплуатацию. Действительно, немалые сложности возникнут в работе территориальной энергосистемы, если в нее включена электростанция, мощность которой изменяется 3-4 раза в течение двух недель.

Советские энергетики показали, что эту трудность можно преодолеть, если совместить работу приливных и речных электростанций, имеющих водохранилища многолетнего регулирования, ведь энергия рек колеблется по сезонам и из года в год. При спаренной работе ПЭС и ГЭС энергия моря придет на помощь ГЭС в маловодные сезоны и годы, а энергия рек заполнит межсуточные провалы в работе ПЭС.

Далеко не в любом районе земного шара есть условия для строительства гидроэлектростанций с водохранилищами многолетнего регулирования. Исследования показали, что передача приливной электроэнергии из прибрежной зоны в центральные части материков будет оправданной для некоторых районов Западной Европы, США, Канады, Южной Америки. В этих районах ПЭС можно объединить с ГЭС, уже имеющими большие водохранилища. В таком комплексном инженерном (капсульные агрегаты) и природно-климатическом (объединенные энергосистемы) подходе лежит ключ к решению проблемы использования приливной энергии. В настоящее время началось практическое освоение энергии приливов, чему в немалой степени способствовали усилия советских ученых, позволившие реализовать идею превращения приливной энергии в электрическую в промышленном масштабе.

Первая в мире промышленная ПЭС мощностью 240 тыс. кВт построена и введена в действие в 1967 г. во Франции. Она расположена на берегу Ла-Манша, в Бретани, в устье реки Ранс, где величина прилива достигает 13,5 м. Плотина ПЭС пролегает между мысом Бриант на правом берегу с опорой на остров Шалибер. Многолетняя эксплуатация первенца приливной энергетики доказала реальность сооружения. Выявила достоинства и недостатки (в частности относительно небольшая мощность) таких станций. В связи с этим во многих странах уже разработан целый ряд современных устройств для преобразования энергии приливных течений.

По определению специалистов, в 23 странах мира имеются подходящие районы для их строительства. Однако несмотря на множество проектов, промышленные ПЭС еще не сооружаются.

При всех достоинствах ПЭС (для них не требуется создания водохранилищ и затопления полезных территорий суши, их работа не загрязняет окружающую среду и т.п.) их доля практически неощутима в современном энергетическом балансе. Однако прогресс в освоении приливной энергии уже отчетливо выражен и в перспективе станет более значительным [10].

3.2 Использование энергии волн

Ветер возбуждает волновое движение поверхности океанов и морей. Волны и береговой прибой обладают очень большим запасом энергии. Каждый метр гребня волны высотой 3 м несет в себе 100 кВт энергии, а каждый километр - 1 млн кВт. По оценкам исследователей США, общая мощность волн Мирового океана равна 90 млрд кВт.

С давних времен инженерно-техническую мысль человека привлекла идея практического использования столь колоссальных запасов волновой энергии океана. Однако это очень сложная задача, и в масштабах большой энергетики она еще далека от решения.

Пока удалось добиться определенных успехов в области применения энергии морских волн для производства электроэнергии, питающей установки малой мощности. В основе конструкции энергетического прибора, предложенного японскими специалистами, лежит сочетание волнового генератора с аккумулятором электроэнергии. Сначала был разработан механический маятниковый генератор мощностью в несколько ватт, преобразующий в электроэнергию качку поплавка. В дальнейшем был создан и внедрен в производство генератор мощностью 40?50 Вт, длительное время работающий без обслуживания в море. В нем под воздействием волн периодически перемещается вверх и вниз поплавок, расположенный в вертикальной трубе. Он сжимает в ней воздух, который вращает турбину, соединенную с электрогенератором. Такие волно-воздушные генераторы работают в море, а их модификация применяется на суше. Предложен вариант, рассчитанный на действие прибоя.

Волноэнергетические установки используются для питания электроэнергией маяков, буев, сигнальных морских огней, стационарных океанологических приборов, расположенных далеко от берега, и т.п. По сравнению с обычными электроаккумуляторами, батареями и другими источниками тока они дешевле, надежнее и реже нуждаются в обслуживании. Такое использование энергии волн широко практикуется в Японии, где более 300 буев, маяков и другое оборудование получают питание от таких установок. Волновой электрогенератор успешно эксплуатируется на плавучем маяке Мадрасского порта в Индии. Работы по созданию и усовершенствованию подобных энергетических приборов проводятся в различных странах. Перспективные освоения энергии волн связаны с разработкой совершенных и эффективных устройств большой мощности. В течение последних лет появилось много разных технических проектов их. Так, в Англии энергетиками спроектирован агрегат, вырабатывающий электроэнергию при использовании ударов волн. По мнению проектировщиков, 10 таких агрегатов, установленных на глубине 10 м у западных берегов Великобритании, позволят обеспечить электроэнергией город с населением в 300 тыс. человек.

На современном уровне научно-технического развития, а тем более и перспективе, должное внимание к проблеме овладения энергией морских волн, несомненно, позволит сделать ее важной составляющей энергетического потенциала морских стран [11].

3.3 Использование термической энергии

Воды многих районов Мирового океана поглощают большое количество солнечного тепла, большая часть которого аккумулируется в верхних слоях и лишь в небольшой мере распространяется в нижние. Поэтому создаются большие различия температуры поверхностных и глубоколежащих вод. Они особенно хорошо выражены в тропических широтах. В столь значительной разнице температуры колоссальных объемов воды заложены большие энергетические возможности. Их используют в гидротермальных (моретермальных) станциях, по-другому - ПТЭО - системы преобразования тепловой энергии океана. Первая такая станция была создана в 1927 г. на реке Маас во Франции. В 30-х гг. начали строить моретермальную станцию на северо-восточном побережье Бразилии, но после аварии строительство прекратили. Моретермальная станция мощностью 14 тыс. кВт была построена на Атлантическом побережье Африки, близ Абиджана (Берег Слоновой Кости), но из-за технических неполадок она теперь не работает. Разработки проектов ПТЭО ведутся в США, где пытаются создать плавучие варианты таких станций. Усилия специалистов направлены не только на решения технических задач, но и на поиск путей снижения себестоимости оборудования моретермальных станций, для того чтобы увеличить их эффективность. Электроэнергия моретермальных станций должна быть конкурентоспособной по сравнению с электроэнергией других видов электростанций. Действующие ПТЭО находятся в Японии, Майами (США) и на острове Куба.

Принцип работы ПТЭО и первые опыты его реализации дают основание полагать, что экономически наиболее целесообразно создавать их в едином энергопромышленном комплексе. Он может включать в себя: выработку электроэнергии, опреснение морской воды, производство поваренной соли, магния, гипса и других химических веществ, создание марикультуры. В этом, вероятно, заключаются основные перспективы развития моретермальных станций.

Диапазон возможностей использования энергетического потенциала Мирового океана довольно широк, однако реализовать эти возможности весьма непросто [12].



4. Охрана ресурсов Мирового океана

Бурное развитие техники и технологии привело к вовлечению в хозяйственный оборот ресурсов океана, а его проблемы приобрели глобальный характер. Этих проблем достаточно много. Они связаны с загрязнением океана, снижением его биологической продуктивности, освоением минеральных и энергетических ресурсов. Использование океана особенно увеличивалось за последние годы, что резко усилило нагрузку на него. Интенсивная хозяйственная деятельность привела к растущему загрязнению вод. Особенно пагубно сказываются на экологической обстановке в Мировом океане аварии нефтеналивных судов, буровых платформ, слив загрязненной нефтью воды с судов. Особенно загрязнены окраинные моря: Северное, Балтийское, Средиземное, Персидский залив.

Загрязняются воды Мирового океана и отходами промышленности, и бытовыми отходами, и мусором.

Сильное загрязнение Мирового океана снизило биологическую продуктивность океана. Например, Азовское море сильно загрязнено удобрениями с полей. В результате рыбопродуктивность этого водоема заметно снизилась. В Балтийском море сильные загрязнения уничтожили всякую биологическую жизнь на 1/4 его акватории [13].

Проблема Мирового океана - это проблема будущего всей цивилизации, так как от того, насколько разумно человечество их разрешит, зависит и его будущее. Решение этих проблем требует согласованных международных мер по координации использования океана [14].

Наиболее серьезной проблемой морей и океанов в нашем столетии является загрязнение нефтью, последствия которого губительны для всей жизни на Земле. Поэтому в 1954 г. в Лондоне прошла международная конференция, ставившаяся целью выработать согласованные действия по охране морской среды от загрязнения нефтью. На ней была принята конвенция, определяющая обязанности государств в этой области. Позже в 1958 г. в Женеве были приняты еще четыре документа: об открытом море, о территориальном море и прилежащей зоне, о континентальном шельфе, о рыболовстве и охране живых ресурсов моря. Эти конвенции юридически закрепили принципы и нормы морского права. Они обязывали каждую страну разработать и ввести в действие законы, запрещающие загрязнять морскую среду нефтью, радиоотходами и другими вредными веществами. Прошедшая в 1973 г. в Лондоне конференция приняла документы по предотвращению загрязнения с судов. Согласно принятой конвенции, каждое судно должно иметь сертификат - свидетельство о том, что корпус, механизмы и прочая оснастка находятся в исправном положении и не наносят ущерб морю. Соответствие сертификатам проверяется инспекцией при заходе в порт.

Запрещен слив нефтесодержащих вод с танкеров, все сбросы с них должны выкачиваться только на береговые приемные пункты. Для очистки и обеззараживания судовых сточных вод, в том числе хозяйственно-бытовых, созданы электрохимические установки. Институт океанологии РАН разработал эмульсионный метод очистки морских танкеров, полностью исключающий попадание нефти в акваторию. Он заключатся в добавлении к промывной воде нескольких поверхностно-активных веществ (препарат МЛ), что позволяет осуществить на самом судне очистку без сброса загрязненной воды или остатков нефти, которую можно впоследствии регенерировать для дальнейшего использования. С каждого танкера удается отмыть до 300 т нефти [15].

В целях предотвращения утечек нефти совершенствуются конструкции нефтеналивных судов. Многие современные танкеры имеют двойное дно. При повреждении одного из них нефть не выльется, ее задержит вторая оболочка.

Капитаны судов обязаны фиксировать в специальных журналах сведения обо всех грузовых операциях с нефтью и нефтепродуктами, отмечать место и время сдачи или слива с судна загрязненных сточных вод.

Для систематической очистки акваторий от случайных разливов применяются плавучие нефтесборщики и боковые заграждения. Также в целях предотвращения растекания нефти используются физико-химические методы. Создан препарат пенопластовой группы, который при соприкосновении с нефтяным пятном полностью его обволакивает. После отжима пенопласт может использоваться вторично в качестве сорбента. Такие препараты очень удобны из-за простоты применения и невысокой стоимости, однако их массовое производство пока не налажено. Также существуют сорбирующие средства на основе растительных, минеральных и синтетических веществ. Некоторые из них могут собирать до 90 % разлитой нефти. Главное требование - это непотопляемость.

После сбора нефти сорбентами или механическими средствами на поверхности воды всегда остается тонкая пленка, которую можно удалить путем разбрызгивания разлагающих ее химических препаратов. Но при этом эти вещества должны быть биологически безопасны [16].

В Японии создана и апробирована уникальная технология, с помощью которой можно в короткие сроки ликвидировать гигантское пятно. Корпорация «Кансай санге» выпустила реактив ASWW, основной компонент которого ? специально обработанная рисовая шелуха. Распыленный по поверхности, препарат в течение получаса всасывает в себя выброс и превращается в густую массу, которую можно стащить простой сетью.

Оригинальный способ очистки продемонстрирован американскими учеными в Атлантическом океане. Под нефтяную пленку на определенную глубину опускается керамическая пластинка. К ней подсоединяется акустическая пластинка. Под действием вибрации сначала скапливается толстым слоем над местом, где установлена пластинка, а затем смешивается с водой и начинает фонтанировать. Электрический ток, подведенный к пластинке, поджигает фонтан, и нефть полностью сгорает.

Для удаления с поверхности прибрежных вод пятен масел американские ученые создали модификацию полипропилена, притягивающего жировые частицы. На катере-катамаране между корпусами поместили своеобразную штору из этого материала, концы которой свисают в воду. Как только катер попадает на пятно, нефть прочно прилипает к «шторе». Остается лишь пропустить полимер через валики специального устройства, которое отжимает нефть в приготовленную емкость.