Водо- и теплообмен Северного Ледовитого океана с прилежащими океанами в значительной мере обусловлен его положительным пресным балансом; крупнейшие реки, впадающие в Северный Ледовитый океан (Северная Двина, Обь, Енисей, Хатанга, Лена, Колыма, Макензи и др.), приносят в океан около 5000 км3 пресной воды ежегодно. Такое количество воды могло бы образовать в океане слой толщиной около 40 см, т. е. в 3 раза больше, чем в среднем по Мировому океану. Распреснённые (солёность менее 32°/оо) материковым стоком и холодные (с температурой ниже −1 °С) поверхностные воды и льды выносятся мощными Восточно-Гренландским течением и Лабрадорским течением в Атлантику. Общий сток этих течений около 250 тыс. км3 в год. Вынос компенсируется притоком тёплых (до 10 °С) и высокосолёных (34,9-35,2о/оо) вод из Атлантического и Тихого океанов: из первого - ветвями Северо-Атлантического течения − Норвежским (135 тыс. км3) и Ирмингера, и из второго − Берингово-морским течением (с последним поступает лишь около 30 тыс. км3 в год).
Основными водными массами Северного Ледовитого океана являются поверхностные, промежуточные, глубинные и донные. В отличие от Арктического бассейна, 95% объёма которого занимают мало измененные промежуточные − тихоокеанские, тёплые глубинные - атлантические и донные воды из Норвежского моря, более 80% объёма Северо-Европейского бассейна занимают воды местного образования - холодные промежуточные и донные воды. Последние являются самыми холодными (до −1,3 °С) и самыми плотными среди донных вод Мирового океана. Тёплые атлантические воды Норвежского течения и его ветвей − Западно-Шпицбергенского и Нордкапского течений − занимают не более 8% объёма Северо-Европейского бассейна. Одна из главных особенностей гидрологического режима Северного Ледовитого океана − мощный ледяной покров, занимающий в марте площадь 11,4 и в сентябре 7 млн. км2. Благодаря тёплым течениям круглый год свободны ото льда только Норвежское и незначительная часть Гренландского и Баренцева морей. Районы океана, освобождающиеся летом ото льда, зимой покрыты в основном однолетними льдами различной толщины (от 0,8 до 2 м) и торосистости; высота надводной части торосов в среднем колеблется от 2 до 3,5м, достигая 5 м. Остальная часть Северного Ледовитого океана (в основном Арктический бассейн) покрыта дрейфующими многолетними льдами, толщина которых достигает 4,5 м. Общий объём льда в океане составляет около 26 тыс. км3. В ряде районов встречаются айсберги, особенно много их в море Баффина. В Арктическом бассейне подолгу (по 6 и более лет) дрейфуют т. н. ледяные острова, образующиеся из шельфовых ледников Канадского Арктического архипелага; их толщина достигает 30-35 м, вследствие чего они часто используются для организации дрейфующих станций (например, станция «Северный полюс-6» и др.). Ледовые условия существенно затрудняют мореплавание по Северному морскому пути и Северо-Западному проходу, где судоходство возможно лишь в течение 2-3 летних месяцев, причём, как правило, в сопровождении ледоколов.
Циркуляция поверхностных вод и льдов определяется в основном ветром, оказывающим также существенное влияние и на водообмен Северного Ледовитого океана с Тихим и Атлантическим океанами. Характерной особенностью циркуляции в Арктическом бассейне является антициклонический круговорот вод и льдов со средними скоростями 2-5 см/сек, а в Северо-Европейском бассейне - циклоническая циркуляция вод со скоростями 10-20 см/сек. Циркуляция поверхностных вод и льдов океана определяется Трансарктическим течением, пересекающим Арктический бассейн в направлении от Чукотского моря до пролива Фрама, Восточным антициклоническим круговоротом к северу от Аляски; холодным Восточно-Гренландским течением, идущим на юг вдоль восточного побережья Гренландии, и тёплым Норвежским течением с его ответвлениями. Приливы преимущественно полусуточные, величина их в Северо-Европейском бассейне в среднем не превышает 1 м, в Арктическом бассейне 0,5- 0,6 м. Максимальные приливные колебания уровня (до 6 м) наблюдаются в некоторых заливах (например, в Иокангской губе Баренцева моря).
Органический мир Северного Ледовитого океана по богатству и разнообразию резко различается в тёплых и холодных водах. Донные водоросли, в том числе имеющие промысловое значение (ламинариевые, фукусы и др.), в больших количествах распространены в районах влияния тёплых вод у берегов Исландии, Норвегии, Кольского полуострова и в Белом море. В холодных водах Арктического бассейна флора значительно беднее, т. к. льды препятствуют развитию жизни в литорали. Однако во всём океане интенсивно развивается фитопланктон (в основном диатомовые), в том числе и среди льдов центральной Арктики. Животный мир более разнообразен в Северо-Европейском бассейне, где представлен более чем 2000 видами животных, включая китов (полосатик и ныне почти истребленный гренландский), и большим числом видов рыб - сельдь, треска, морской окунь, никша и др.. Арктическом бассейне среди животных млекопитающих преобладают криофилы – белый медведь, морж, тюлень, а также нарвал, белуха и др. Видовой состав рыб беден (преобладают полярная треска, навага, сайка и в устьях рек пресноводные виды рыб). В целом плотность биомассы от Атлантики к полюсу уменьшается в 5-10 раз.
Природа Северного Ледовитого океана характеризуется большой пространственной неоднородностью. Разделение Северного Ледовитого океана только на Субполярный и Полярный физико-географические пояса далеко не полно отображают эту неоднородность. Более полное выражение она получает при разделении на физико-географические области:
1) Северо-Европейская – охватывает Норвежское и Гренландское моря с их благоприятными климатическими, гидрологическими условиями и высокой биологической продуктивностью.
2) Приатлантическая область Арктического бассейна – включает Баренцево, Белое, Карское моря. Отличается сравнительно мягкими климатическими условиями, сравнительно теплыми водами (влияние Северо-Атлантического течения).
3) Сибирско-Аляскинская область Арктического бассейна – отличается гораздо более жесткими условиями климата и термики морских вод, большой ледовитостью и кратковременностью безледного периода.
4) Центральноарктическая область – соответствует пелагической части Арктического бассейна и морю Бофорта, отличается очень скудным органическим миром в связи с суровой климатической обстановкой. Область постоянно покрыта льдом.
5) Канадско-Западногренладская область – охватывает Канадские проливы, море Баффина и Гудзонов залив. Область ледовита, органический мир беден.
Индийский океан
Индийский океан, третий по величине океан на Земле (после Тихого и Атлантического). Расположен большей частью в Южном полушарии, между Азией на севере, Африкой на западе, Австралией на востоке и Антарктидой на юге. Соединяется на юго-западе с Атлантическим океаном, на востоке и юго-востоке – с Тихим океаном. Площадь Индийского океана с морями 76,2 млн км2, средняя глубина 3897 м, средний объём воды 291945 тыс. км3 (без морей соответственно: 73442,7 тыс. км2, 3963 м и 291030 тыс. км3).
Индийский океан имеет наименьшее количество морей по сравнению с другими океанами. В северной части расположены наиболее крупные моря: средиземные - Красное море и Персидский залив, полузамкнутое Андаманское море и окраинное Аравийское море; в восточной части - Арафурское и Тиморское моря.
Островов сравнительно мало. Наиболее крупные из них материкового происхождения и находятся вблизи берегов: Мадагаскар, Шри Ланка, Сокотра. В открытой части океана встречаются вулканические острова - Маскаренские, Крозе, Принс-Эдуард и др. В тропических широтах на вулканических конусах возвышаются коралловые острова - Мальдивские, Лаккадивские, Чагос, Кокосовые, большинство Андаманских и др.
Берега на северо-западе и востоке коренные, на северо-востоке и западе преобладают наносные. Береговая линия изрезана слабо, за исключением северной части Индийский океана. Здесь расположены почти все моря и крупные заливы (Аденский, Оманский, Бенгальский). В южной части находятся залив Карпентария, Большой Австралийский залив и заливы Спенсер, Сент-Винсент и др.
Вдоль берегов протягивается узкая (до 100 км) материковая отмель (шельф), внешний край которой имеет глубину 50-200 м (лишь у Антарктиды и северо-западной Австралии до 300-500 м). Материковый склон представляет собой крутой (до 10-30°) уступ, местами расчленённый подводными долинами рек Инд, Ганг и др. В северо-восточной части океана расположена Зондская островная дуга и сопряжённый с ней Зондский жёлоб, к которому приурочены максимальные глубины (до 7130 м). Хребтами, горами и валами ложе Индийского океана разделено на ряд котловин, наиболее значительные из которых Аравийская котловина, Западно-Австралийская котловина, Африканско-Антарктическая котловина. Дно этих котловин образуют аккумулятивные и холмистые равнины; первые находятся близ материков в районах с обильным поступлением осадочного материала, вторые - в центральной части океана. Среди многочисленных хребтов ложа прямолинейностью и длиной (около 5000 км) выделяется меридиональный Восточно-Индийский хребет, соединяющийся на юге с широтным Западно-Австралийским хребтом; крупные меридиональные хребты протягиваются к югу от полуострова Индостан и о. Мадагаскар. Широко представлены на ложе океана вулканы (г. Бардина, г. Щербакова, г. Лена и др.), которые местами образуют крупные массивы (к северу от Мадагаскара) и цепи (к востоку от Кокосовых островов). Срединно-океанические хребты - горная система, состоящая из трёх ветвей, расходящихся из центральной части океана на севере (Аравийско-Индийский хребет), юго-западе (Западно-Индийский и Африканско-Антарктический хребты) и юго-востоке (Центральноиндийский хребет и Австрало-Антарктическое поднятие). Эта система имеет ширину 400-800 км, высоту 2-3 км и наиболее расчленена осевой (рифтовой) зоной с глубокими долинами и окаймляющими их рифтовыми горами; характерны поперечные разломы, вдоль которых отмечаются горизонтальные смещения дна до 400 км. Австрало-Антарктическое поднятие, в отличие от срединных хребтов, представляет собой более пологий вал высотой 1 км и шириной до 1500 км.