ИНДИЙСКИЙ ОКЕАН
Индийский океан — часть Мирового океана между Африкой, Азией, Австралией и Южным океаном: границы, моря и острова, рельеф дна, климат и муссоны, температура, солёность и течения, приливы и волны, органический мир, морские пути, порты, промысел, добыча нефти и история исследований.
Индийский океан — одна из крупнейших частей Мирового океана, расположенная между Африкой, Азией, Австралией и Южным океаном. Граница с Южным океаном проходит по линии, соединяющей южную оконечность Африки (мыс Игольный) и юго-западную оконечность Австралии (мыс Натуралист); она почти совпадает с параллелью 34°50′ ю. ш. мыса Игольного. Таким образом, на юге Индийский океан непосредственно смыкается с Южным; с Тихим он связан проливами между Зондскими островами, а с Атлантическим — только Суэцким каналом (через Красное и Средиземное моря). В океан входят Красное, Аравийское и Андаманское моря, Аденский, Оманский, Персидский и Бенгальский заливы. Океанологический режим этих заливов резко отличается от режима большей части океана, и по существу они являются морями.
Острова. В Индийском океане много островов. Крупнейшие из них — Мадагаскар, Цейлон (Шри-Ланка), Занзибар, Пемба, Маврикий, Сейшельские, Сокотра, Андаманские, Никобарские, Симелуэ, Ниас, Ментавай и др. — материкового происхождения; Реюньон, Коморские и многие другие — вулканические. Множество коралловых островов, важнейшие из которых — Мальдивские, Лакшадвип (Лаккадивские), Чагос, Амирантские, остров Рождества и Кокосовые.
Рельеф дна. Рельеф дна отличается сложностью и разнообразием форм. Главная из положительных форм — система Срединно-Индоокеанских хребтов из трёх ветвей, расходящихся примерно от середины океана на северо-запад (Аравийско-Индийский хребет), на юго-запад (Африкано-Антарктический) и на юго-восток (южная часть Центрально-Индийского хребта). Эти ветви делят океан на три сектора: Африканский, Азиатско-Австралийский и Антарктический, которые в свою очередь разделены хребтами, горными массивами, валами и возвышенностями на ряд котловин. В пределах горных систем, котловин и подводных окраин материков встречаются более мелкие формы рельефа: каньоны, долины, желоба, зоны разломов и отдельные горы.
В Африканском секторе находятся котловины Сомалийская (5374 м), Амирантская (4495 м), Коморская (3621 м), Маскаренская (5349 м), Мозамбикская (6046 м), Мадагаскарская (6400 м), Транскей (4950 м); в Азиатско-Австралийском — Аравийская (5803 м), Центральная (6090 м), Андаманская (4390 м), Кокосовая (6335 м), Западно-Австралийская (6500 м), Натуралиста (6035 м), Амстердамская (7102 м); в Антарктическом — котловина Крозе (5270 м).
Подводная окраина Африки и Аравийского полуострова имеет простое геологическое строение и почти повсеместно состоит из узкой материковой отмели и крутого материкового склона. Значительное расширение отмели (почти до 400 км) отмечается только у южной части Африки. В северной и южной частях африканского шельфа преобладает абразионно-аккумулятивный рельеф, в средней — биогенный (коралловые рифы). Подводная окраина Южной Азии отличается сложным и разнообразным строением. Ширина азиатского шельфа составляет от 2 до 460 км; наибольшая она в восточной части Аравийского и Андаманского морей и в северной части Бенгальского залива. В пределах материковой отмели находится Персидский залив. Шельф большей частью представляет абразионно-аккумулятивную равнину с отдельными холмами, скалами и банками. В заливах и около устьев рек развит эрозионно-аккумулятивный рельеф (гряды, валы, борозды, ложбины); биогенный рельеф наблюдается в основном в южной части Персидского залива. Вблизи азиатского побережья, наряду с небольшими долинами, прорезающими материковый склон на несколько десятков метров, есть огромные каньоны (Инда, Ганга, Тринкомали) длиной в десятки километров и глубиной до 1,5 км относительно дна.
Подводная окраина Зондской островной дуги отличается исключительно сложным строением. Вдоль юго-западного побережья Суматры тянется островная отмель шириной от 10 до 100 км; у её края много коралловых рифов. У берега Явы ширина отмели 10—20 км и только вблизи бухт увеличивается примерно до 35—45 км. У Малых Зондских островов она не достигает 10 км, но в районах бухт и проливов местами возрастает до 100 км. Вблизи Явы и Малых Зондских островов находится очень глубокая Яванская впадина. Район отличается крайне высокой сейсмической и вулканической активностью. Строение подводной окраины Австралии заметно проще, но различно в разных частях побережья. У северо-западного берега ширина материковой отмели убывает в юго-западном направлении от нескольких сотен до нескольких десятков километров; она состоит из внутренней мелководной и внешней глубоководной частей, граница между которыми проходит по изобате 200 м. Границей глубоководной части и материкового склона считают изобату 500 м, хотя перегиб дна расположен на глубинах 450—750 м. На этих глубинах находится несколько гор с коралловыми рифами на вершинах. У западного побережья Австралии ширина шельфа около 40—60 км и лишь вблизи мыса Норт-Уэст — 10—15 км. Шельф у индоокеанского побережья Австралии — абразионно-аккумулятивная равнина, но во многих местах наблюдаются эрозионно-аккумулятивные, биогенные и другие формы рельефа.
Климат. Океан расположен в тропической зоне и в прилегающих к ней частях умеренных зон, что обусловливает большое и мало меняющееся в течение года поступление солнечной радиации. Её годовой приход — от 140 ккал/см² в южной части до 200 ккал/см² в Красном море и северо-западной части Аравийского моря. Тепло расходуется в основном на испарение, длинноволновое излучение, а также переносится в Южный океан течениями. Другие важные климатические факторы — высокие горные хребты Южной Азии, защищающие океан от холодных ветров, и интенсивный водообмен с Южным океаном. Температура воздуха над океаном в течение года очень высока: зимой Северного полушария 22—24 °C в северной части и 20—22 °C в южной, а летом — соответственно 26—28 и 14—16 °C; в экваториальной полосе она весь год близка к 28 °C.
К югу от тропика Козерога примерно на одинаковом расстоянии от Африки и Австралии в течение всего года существует Южно-Индийский атмосферный максимум, по форме близкий к эллипсу, вытянутому вдоль параллелей. В январе давление в его центре около 1018 гПа; к северу оно понижается до 1012 гПа у южных границ Аравийского моря и Бенгальского залива, а затем растёт до 1015—1018 гПа в районе тропика Рака. В июле максимум смещается на несколько градусов к северу и углубляется: давление в центре достигает 1027 гПа. К северу оно убывает до 1008 гПа у южных границ названных бассейнов и до 1000 гПа у тропика Рака, севернее которого над сушей формируется глубокий Южно-Азиатский атмосферный минимум.
Атмосферная циркуляция, обусловленная таким распределением давления, имеет следующие особенности. В южной части океана (до параллели 10° ю. ш.) во все сезоны господствует юго-восточный пассат со среднегодовой скоростью около 5 м/с, причём летом он сильнее, чем зимой. В остальной части океана — муссонная циркуляция. Зимой давление над Южной Азией всего на 3—5 гПа выше, чем над северной частью океана, поэтому с ноября по март дует зимний северо-восточный муссон; скорость ветра обычно не превышает 3—4 м/с, а в восточной части экваториальной зоны нередки штили. Летом давление над Южной Азией примерно на 10—20 гПа ниже, чем над частью океана севернее 10° ю. ш., поэтому с мая до конца сентября дует летний муссон. К северу от экватора преобладают юго-западные ветры со средней скоростью чуть более 8 м/с, а в зоне между экватором и 10° ю. ш. — более слабые юго-восточные. В переходные периоды (в апреле и октябре) ветровая деятельность очень слаба. Летом к северу от экватора ветры лишь изредка достигают скорости урагана (29 м/с). Зимой ураганы могут возникать только в южной части океана: в западной части полосы примерно от 15° до 25° ю. ш. (район островов Мадагаскар, Реюньон, Родригес) они случаются около 8 раз в год, в центральной — 4—5 раз, в восточной близ Австралии — 2—3 раза.
Из-за высокой температуры поверхностного слоя воды и интенсивной ветровой деятельности испарение очень велико. На большей части океана южнее 10° ю. ш. оно превышает 1500 мм/год, примерно на половине этой площади — 2000 мм/год. Почти повсюду севернее этой параллели испарение составляет 1000—1500 мм/год, и лишь в широкой полосе вдоль побережий Африки и Аравийского полуострова и в северной части Бенгальского залива не достигает 1000 мм/год. Следствие — высокая абсолютная влажность воздуха (на большей части океана в январе выше 25 гПа, в июле выше 20 гПа), хорошо развитая облачность (в течение года свыше 50 %, летом в северной части 50—90 %) и обильные осадки (в большинстве районов свыше 2000 мм/год, и только южнее 17—23° ю. ш. менее 1000 мм/год). В районе Мадагаскара несколько раз в году бывают туманы.
Океанологический режим. Главные факторы, определяющие распределение и изменение во времени физических и химических характеристик воды, — особенности теплового баланса и движение вод. Температура воды в поверхностном слое в течение года высока и мало меняется. В феврале она возрастает к северу примерно от 22—23 °C в южной части до 28 °C в экваториальной полосе, а затем убывает до 23 и 25 °C в северных частях Аравийского моря и Бенгальского залива. В мае — от 20 °C на юге до 29 °C в Аравийском море и Бенгальском заливе; в августе — от 15—18 °C на юге до 28 °C в Бенгальском заливе и 24—28 °C в Аравийском море, на западе которого, близ Африканского Рога и Аравийского полуострова, она понижается из-за интенсивного подъёма глубинных вод; в декабре — от 18—20 °C на юге до 26 °C в северных частях названных бассейнов. К югу от экватора температура поверхностного слоя на одних и тех же широтах на западе океана несколько выше, чем на востоке: туда тёплые воды переносят на юг Мозамбикское и Мадагаскарское течения, а на восток поступают холодные воды Южного океана с Западно-Австралийским течением, и, кроме того, у берегов Австралии происходит подъём глубинных вод. Годовая амплитуда температуры в поверхностном слое очень невелика: на большей части акватории она не достигает 5 °C и лишь в районе Южно-Индийского максимума и в самых северных районах Аравийского моря и Бенгальского залива немного превосходит эту величину. Исключение — Красное море и Персидский залив, где в северных частях амплитуда превышает соответственно 8 и 15 °C. Температура повсеместно убывает с глубиной, что объясняется притоком холодных южно-океанских вод в глубинные слои; особенно значительно убывание в верхнем слое примерно до 400 м. К северу от 15° ю. ш. изотерма 10 °C проходит на глубине около 400 м, к югу — до 800 м (опускание тёплых вод в центре антициклонического круговорота, совпадающего с Южно-Индийским максимумом); изотерма 2 °C — на глубине около 2,8 км.
Солёность поверхностного слоя на большей части океана во все сезоны возрастает к югу от 30 ‰ в северной части Бенгальского залива до 36 ‰ в юго-восточном районе, где находится её максимум, вызванный интенсивным испарением. Самая высокая солёность (более 37 ‰) — в северной части Аравийского моря, в Оманском и Персидском заливах и в Красном море. Севернее 10° ю. ш. солёность медленно убывает с глубиной до 34,7—34,8 ‰ в придонном слое. К югу от этой параллели в слое от 1 до 1,6 км наблюдается минимум солёности (менее 34,6 ‰), вызванный распространением менее солёных вод Южного океана, погружающихся в зоне антарктической конвергенции; ниже солёность очень медленно возрастает с глубиной. Годовые изменения солёности в глубинных слоях очень малы.
Плотность поверхностного слоя зимой возрастает от 1,0215—1,0225 г/см³ на 10° ю. ш. до 1,025 г/см³ в южной части океана и в северной части Аравийского моря; в это время года она наиболее высока (более 1,026 г/см³) в Красном море и Персидском заливе и наиболее низка (менее 1,021 г/см³) в северо-восточной части Бенгальского залива. Летом плотность в южной части океана немного возрастает (на 10° ю. ш. — 1,0215—1,0235 г/см³, у границы с Южным океаном — 1,0255—1,0265 г/см³), а в северо-западной немного убывает (до 1,024 г/см³ в Аравийском море). С глубиной плотность растёт (быстрее всего в слое 0—500 м) примерно до 1,0278 г/см³ в придонном слое.
Содержание растворённого кислорода в поверхностном слое убывает к северу от 5,5 мл/л у южной границы океана до 4,5 мл/л в Аравийском море и Бенгальском заливе. Севернее 20° ю. ш. оно быстро убывает с глубиной и в большинстве районов на горизонте 100 м составляет менее 3 мл/л. Здесь есть слой минимума кислорода, ниже которого содержание его растёт с глубиной до 3—4 мл/л у дна. Особенно хорошо этот слой выражен в Аравийском море, потому что поступление богатых кислородом южно-океанских вод в его глубинные слои затруднено подводными хребтами. В некоторых районах моря в слое 100—300 м концентрация кислорода бывает близкой к нулю, и в нём нередко обнаруживается сероводород. Интенсивный подъём бедных кислородом вод в верхний слой нередко вызывает заморы у берегов Индостана. Содержание соединений фосфора в поверхностном слое не достигает 0,5 мкг-ат/л; на глубине 100 м оно растёт к северу от 0,5 мкг-ат/л в южной части океана до 1 мкг-ат/л в большинстве районов северной части и даже до 1,5 мкг-ат/л в шельфовых зонах Аравийского моря и Бенгальского залива. Прозрачность воды к югу от 20° ю. ш. — 20—40 м (максимум 50 м), цвет тёмно-синий; к северу прозрачность уменьшается, а цвет приобретает зеленоватый оттенок.
Течения. Течения в южной части океана очень сходны с течениями той же широтной зоны Тихого и Атлантического океанов. От Австралии до Мадагаскара идёт Южное Пассатное течение, северная граница которого зимой (Северного полушария) почти совпадает с параллелью 10° ю. ш., а стрежень лежит на 12° ю. ш. Обычная скорость 0,25—0,3 м/с, в отдельные моменты — до 0,5—0,6 м/с; летом из-за усиления пассата скорость местами возрастает до 1 м/с, а стрежень смещается к северу. Близ Мадагаскара течение разделяется на две ветви. Одна поворачивает на юг и образует Мадагаскарское течение, вторая идёт севернее острова к континенту Африки и у мыса Делгаду тоже делится на две ветви — к югу и к северу. Южная ветвь образует Мозамбикское течение, проходящее вдоль африканского побережья с большой скоростью, особенно зимой. Вблизи южной оконечности материка часть вод Мозамбикского и Мадагаскарского течений уносит Игольное (Агульясское) течение в Атлантический океан, другая часть идёт на юг и у 40° ю. ш. сливается с течением Западных Ветров. Его ветвь образует Западно-Австралийское течение в юго-восточной части океана со скоростью не более 0,4 м/с. Так Южное Пассатное, Мозамбикское, Мадагаскарское течения, течение Западных Ветров и Западно-Австралийское образуют огромный антициклонический круговорот, северная часть которого лежит в пределах Индийского океана.
В части океана севернее 10° ю. ш. существуют самые сильные в Мировом океане муссонные течения, отличающиеся большой сложностью. Во время зимнего муссона их общее направление западное. В северной части Бенгальского залива течение малоустойчиво; в южной его части и к югу от Цейлона идёт сильный поток (0,6—0,8 м/с) на запад. В Аравийском море возникает циклоническая циркуляция, а в его западной части — сильное Сомалийское течение, идущее на юго-запад вдоль африканского побережья и сливающееся с названным северным течением, начинающимся у мыса Делгаду. Во время летнего муссона течение в северной части океана направлено на восток; его стрежень на 1—2° ю. ш., скорость на поверхности достигает 1 м/с, а иногда 2 м/с. В районе Африканского Рога возникает мощное Сомалийское течение, направленное на северо-восток, со скоростью до 2 м/с. Поперечная циркуляция в этом течении — главная причина интенсивного подъёма вод у индоокеанского побережья Сомали и у Аравийского полуострова. В южной части Аравийского моря и в Бенгальском заливе возникают антициклонические системы циркуляции вод.
Зимой в западную часть экваториальной зоны поступают воды, которые несут как пассатное течение в южной части океана, так и муссонные течения северной его части. В результате там повышается уровень, что вызывает поверхностное и глубинное экваториальные противотечения. Летом воды выносит из этого района сильное Сомалийское течение, и поверхностное экваториальное противотечение прекращает существование. Однако у северного побережья Мадагаскара и у мыса Делгаду, куда поступает много воды, несомой усиливающимся в это время Южным Пассатным течением, уровень остаётся высоким, и глубинное экваториальное противотечение сохраняется.
Течения на больших глубинах изучены мало. Несомненно, что на движение вод сильно влияет сложный рельеф, особенно подводные хребты. Распределение характеристик воды и данные немногочисленных инструментальных наблюдений показывают, что холодные южно-океанские воды поступают сначала главным образом в глубинные слои юго-восточной части океана. Движение вод в этих слоях идёт против хода часовой стрелки.
Приливы и волнение. В Индийском океане преобладают полусуточные и неправильные полусуточные приливы; наибольшие амплитуды имеет главная лунная полусуточная волна M2. Самые большие приливы — у берегов Мозамбикского пролива (до 6 м), в северо-восточной части Аравийского моря (около 10 м), в вершине Персидского залива (5—6 м), у северо-запада Австралии (10—11 м). Ветровое волнение различно в зонах пассатных и муссонных ветров. В зоне пассатов весь год преобладает слабое и умеренное волнение (высота волн в 80 % случаев не достигает 2,1 м). В зоне муссонной циркуляции во время зимнего муссона средняя высота волн 1 м; во время летнего она значительно больше: повторяемость волн высотой более 2 м составляет 45 %, более 6 м — 10 %. Огромных размеров волны достигают при тропических ураганах. Вертикальное перемешивание вызывают динамические факторы (течения, приливы, ветровое волнение) и конвекция, обусловленная в основном круглогодичным осолонением поверхностного слоя из-за испарения.
Органический мир. Флора и фауна тропической зоны сходны с флорой и фауной западной части Тихого океана и образуют одну индо-западно-тихоокеанскую биогеографическую область. Южная часть океана входит в умеренную (антибореальную) область; граница между ними от Австралии до 60° в. д. идёт по тропику Козерога, а затем поворачивает на юго-запад к южной оконечности Африки. Прибрежные районы, особенно Аравийское море, богаты фито- и зоопланктоном: во многих местах Аравийского моря первичная продукция превышает 500 мгC/м² в день, а биомасса зоопланктона в слое 0—100 м составляет 100 мг/м³. Меньше всего планктона в области антициклонической циркуляции в южной части океана. Планктон отличается разнообразием форм. Донная флора тропической области по составу гораздо богаче флоры Атлантики. Видовой состав ихтиофауны разнообразен: в верхнем слое обитают летучие рыбы, золотая макрель (корифена), тунцы, акулы, морские черепахи и змеи. Встречаются млекопитающие — киты, дельфины, а в Красном море — дюгони. В прибрежной полосе вдоль Африки, в Красном море и Персидском заливе обитают ракообразные. Во многих прибрежных районах растут кораллы.
Хозяйственное использование. Океан служит естественным транспортным водным путём. Особенность его судоходных трасс в том, что большинство из них начинается и заканчивается за его пределами. Через него проходят пути из Европы и Северной Америки в страны Ближнего, Среднего и Дальнего Востока, Юго-Восточной Азии и в Австралию. Важнейшие — трассы для перевозки сырья; одна из них связывает порты Персидского залива с портами Европы и Северной Америки. Быстро растёт значение трасс Дальний Восток — Персидский залив и Япония — Восточная Африка; заметное значение имеют трассы Австралия — Персидский залив, Австралия — Красное море и Австралия — Южная Африка. Транспортные пути проходят в основном в северной части океана и у восточного побережья Африки. Важнейшие порты (названия по справочнику, часть из них с тех пор переименована): Порт-Элизабет и Дурбан (ЮАР), Бейра (Мозамбик), Дар-эс-Салам и Занзибар (Танзания), Момбаса (Кения), Могадишо и Бербера (Сомали), Джибути, Аден (Йемен), Маскат (Оман), Карачи (Пакистан), Бомбей (Мумбаи), Мадрас (Ченнаи) и Калькутта (Колката) в Индии, Коломбо и Тринкомали (Шри-Ланка), Читтагонг (Бангладеш), Рангун (Янгон, Мьянма), Фримантл (Австралия), Таматаве и Диего-Суарес (Мадагаскар), Порт-Луи (Маврикий), Виктория (Сейшельские острова). Порты Красного моря и Персидского залива описаны в соответствующих статьях.
Рыболовство в Индийском океане развито намного слабее, чем в Тихом и Атлантическом. Тем не менее в 1978 году в нём выловили 3,75 млн т рыбы и других морепродуктов (5,8 % общего улова Мирового океана; данные справочника устарели). Видовой состав уловов очень разнообразен, что объясняется богатством тропической фауны. Главные промысловые районы — шельфы Аравийского моря, Африки и Австралии и Аденский залив; вдали от берегов ловят тунцов и акул.
Из минеральных ресурсов используют главным образом нефть со дна. Крупнейшие месторождения нефти и газа находятся в Персидском и Суэцком заливах, на шельфах полуострова Индостан и Западной Австралии. В Персидском заливе в 1974 году добыли 200 млн т нефти, на шельфе Австралии (месторождение Барроу) за 1966—1974 годы — 11 млн т; несколько миллионов тонн нефти в год давал Суэцкий залив. У юго-западного побережья Индостана разрабатывают ильменито-циркониевые россыпи, а у Цейлона добывают ильменито-монацитовые пески.
История исследований. Её обычно делят на три периода: от первых исторических плаваний до 1772 года, с 1772 по 1873 год и с 1873 года до наших дней. Во время первого изучали главным образом распределение суши и океана в этой части Земли. Он начался плаваниями индийцев, египтян и финикийцев в III—I тысячелетиях до н. э.; в Средние века арабские мореплаватели открыли в северной части океана муссонные течения. Второй период начался первыми глубоководными наблюдениями Дж. Кука в 1772 году, затем такие наблюдения вели русские и иностранные экспедиции. Важные научные результаты дали русские кругосветные плавания на «Рюрике» (1815—1818) и «Предприятии» (1823—1826) под командованием О. Е. Коцебу. Океанографические наблюдения во втором плавании выполнял Э. Х. Ленц; по собранным данным он установил главные закономерности распределения температуры, солёности и плотности воды в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах и построил схему общей циркуляции вод, вызываемой изменением их плотности с широтой. Третий этап начался комплексными океанографическими исследованиями, впервые проведёнными в Индийском океане в 1873—1874 годах английской экспедицией на «Челленджере». После неё комплексные исследования вели русская экспедиция на «Витязе» (1886), немецкие на «Вальдивии» (1898—1899), «Гауссе» (1901—1903) и многие другие. В 1960—1965 годах прошла Международная Индоокеанская экспедиция, собравшая ценные данные о различных элементах режима океана; в ней участвовали советские и зарубежные учёные на многих научно-исследовательских судах.