Толқындар. Дүниежүзілік мұхиттың беті үздіксіз қозғалыста тербелмелі және ілгермелі қозғалыстар жасайды. Мұхиттар мен теңіздердің бетінде толқын қалай пайда болады?
Әдетте, толқындар желдің әсерінен пайда болады. Жел соға бастағанда теңіз үстінде толқын көтеріледі. Толқын көтерілген кезде теңізге қарасақ, толқындар жарысып бара жатқандай көрінеді. Осы толқандардың үстінде қалқып жүрген нәрселердің орындарын өзгертпей, біресе жоғары көтеріліп, біресе төмен түсіп тұрғанын байқайсыңдар. Толқындағы судың бөлігі бір орында ғана толқу қозғалысын жасайды. Жағаларда толқындардың жылдамдығы бәсеңдеп, олардың биіктігі артады. Бір жерлерде теңіз толқындары жағаны бұзады, ал басқа жерлерде осы бұзылған заттарды шөктіріп, көлемі үлкен құмды немесе малта тасты қайраң түзеді.
Толқынның қимасынан оның пішінін көруге болады. Су бетінің – деңгейінен жоғары көтерілген толқынның ең биік бөлігі толқынның қыры немесе жалы, су бетінің деңгейінен ең төмен жатқан бөлігін толқынның табаны деп атайды. Көршілес екі қырдың немесе жалдың арасындағы арақашықтық толқының ұзындығы, ал табанынан қырына дейінгі қашықтық толқынның биіктігі деп аталады.
Ашық мұхиттағыға қарағанда, теңіздегі толқындар аласа (не себепті?). мұхиттағы толқындар өте күшті болады. Теңізшілердің Тынық мұхитының оңтүстік шығыс бөлігінде толқын биіктігінің 18 м-ге жеткенін байқаған кездер болған.
Толқынның күші 9 балдық шәкілмен анықталады. Ең биік толқындар 40 және 50 аралықтарында байқалады, өйткені осы арада күшті жел соғады.
Үлкен толқындар аумағына Отты жер аралы мен Америка жағалаулары (Сан-Франциско ауданы) жатады. Дауыл тасқындары жағалаудағы бекініс құрылыстарын қиратады.
Цунами – көлемі өте үлкен толқындар, олар желдің әрекетінен емес, су астындағы өте күшті жер сілкінуінен пайда болады. «Цунами» – жапон сөзі: «цу» – қойнау, «нами» – толқын деген мағынаны білдіретіндіктен, жер сілкінуден немесе су түбіндегі жанартаудың атқылауынан туатын толқындарды цунами деп атайды.
Цунами толқындары үйлерді құлатып, электр желілерін істен шығарады, кемелерді жағаға шығарып тастайды. Бұл толқындар жағалау тұрғындарына да үлкен апаттар әкеледі.
Цунами қалай пайда болады? Суға тас лақтырғанда су бетіне пайда болатын шеңберлер сияқты, жер сілкіну орталығынан жан-жаққа цунами толқындары тарайды. Ашық мұхитта цунамидың биіктігі 1 м-ден аспайды, ал ұзындығы 100-200 км-ге жетеді, ол аса байқалмайды және қауіпсіз болады. Ал толқын жағаға жақындағанда биіктігі 10 м-ден асады, ал қойнауға кірер жерде 20 м-ге дейін жетеді. Цунами жер сілкіну орталығынан сағатына 800 км жылдамдықпен тарайды. Цунами болар алдында су бірнеше минут ішінде жағадан жүздеген метр, ал кейде бірнеше шақырымға дейін шегінеді, су көп шегінсе, цунами толқыны соғұрлым биік көтеріледі. Чилидегі жер сілкіну кезінде цунами толқындары Оңтүстік Америка жағасынан бүкіл Тынық мұхит арқылы 15 мың шақырым жол жүріп, Гавай аралдарына, Жаңа Зеландия, Жапония жағалауына соғылып, Куриль аралдарына дейін жеткен.
Цунами болатын аудандарда оны алдын-ала болжап, хабарлайтын арнаулы қызмет ұйымдастырған. Ғалымдар цунамидың жылдамдығын күні бұрын анықтап, халықты төніп келе жатқан қауіп туралы хабарландырып отырады. Жағалаудағы аудандардың бүкіл халқы уақытша басқа жерге көшіріледі.
Толысу мен қайту құбылыстары. Жел жоқ, судың беті тып-тыныш болса да, теңіз деңгейі өзгереді. Теңіздерде су деңгейі тәулігіне екі рет көтеріледі және екі рет төмендейді. Жағалаудан қарағанда теңіз тыныс алатын сияқты болып көрінеді. Бұл – толысу мен қайту құбылыстары.
Ағылшын ғалымы И.Ньютон теңіздегі толысу мен қайту құбылысының себебін алғаш анықтаған еді. Бұл құбылыстың Айдың тартылыс күшіне байланысты екенін дәлелдеген. Күн ғаламшарының өзіне тарту күші де мұхит суының көтерілуі мен қайтуына әсерін тигізеді. Дегенмен Жер мен Күн бір-бірінен өте алыста болғандықтан Күннің мұхит суына әсері Айға қарағанда төменірек болады.
Мұхиттың кейбір аудандарында тәуліктік толысулар орын алады: су деңгейі тәулігіне бір рет көтеріледі және бір рет төмендейді. Ашық мұхитта судың толысу кезіндегі толқынның биіктігі бір метрге жетеді, ал ішкі теңіздерде небәрі бірнеше сантиметр ғана болады.
Судың толысу кезіндегі толқындар кесіндісінің пішіні түтік тәрізді шығанаққа кіргенде , судың толысу биіктігі бірнеше есе өседі. Мысалы, Солтүстік Американың шығыс жағалауындағы Фанди шығанағында 16-18 м-ге дейін жетеді. Толысу кезінде толқындар шеткі теңіздерге, шығанақтарға, бұғаздарға құятын өзендер сағасына су деңгейін жиі-жиі көтереді. Мысалы, Лондондағы Темза өзені сағасында су толысуының биіктігі 5 м.
Су толысуның маңызы. Су толысуының кеме қатынасы үшін үлкен маңызы бар, өйткені бұл кезде теңіз кемелері өзен бойымен ондаған километр жоғары көтеріле алады. Судың толысуы мен қайту уақытын дәл білу үшін кестелер жасалады. Кестелер бойынша кемелердің капитандары су толысуының биіктігі мен дүниежүзінің әртүрлі портты қалаларында оның уақытын анықтайды.
Судың осы құбылысын пайдаланып салған электр стансалары Солтүстік Ирландия, Жапония, Норвегия, т.б. мемлекеттерде бар. Сондай-ақ дүниежүзінде толқын энергиясымен жұмыс істейтін 400-ге жуық шамшырақ бар, солардың бірі – Үндістанның Ченан портында орналасқан.
Дүниежүзінің түрлі елдерінде толысу электор стансаларын (ТЭС) сала бастады. Мұндай тәжірибе стансалары Ресей, Франция, Ұлыбританияда жұмыс істейді.
Ағыстар. Желдің әрекетіне толқындар ғана емес, күшті су ағыны – ағыстар пайда болады.
Мұхит суы массасының орасан зор тасқын түрінде белгілі бір тұрақты жолмен горизонталь бағытта қозғалуын мұхит ағыстары деп атайды. Мұхит ағыстары негізінен, тұрақты желдің әсерінен пайда болады.
Жер шарындағы ең үлкен мұхит ағыстарының бірі – Орталық Африка жағалауында Атлант мұхитынан басталады. Мұнда экватордың екі жағында Африкадан Америкаға қарай ұдайы тұрақты жел соғып тұрады. Осындай желдің әсерінен су экваторды бойлай ағады, оның бір бөлігі Мºексика шығанағына барады да, ол жерден күшті тасқын түрінде Атлант мұхитына келеді, одан әрі Еуропа жағасына жетеді. Американың жағасында бұл ағысты Гольфстрим деп атайды. «Гольфстрим» деген сөз «шығанақтық ағыс» деген мағынаны білдіреді.
Гольфстрим ағысы Солтүстік Американың шығыс жағалауын бойлай, 40º с.е.-ке дейін жетеді, су массаларының негізгі тармағы қоңыржай ендіктегі тұрақты соғатын батыс желдері әсерінен Солтүстік Атлант ағысына айналады. Бұл ағыс Скандинавия түбегі мен қоңыржай және полярлық ендіктерді айналып өтетіндіктен, судың беткі температурасы жоғарылайды. Сондықтан бұл аудандарда қыс салыстырмалы түрде жылы және ылғалды болады.
Ағыс Жаңа жер аралдары маңына жеткенде, Арктиканың суық суларымен араласып кетеді.
Тынық мұхитында да осындай ағыстар жүйесі қалыптасады. Мұндағы Куросио ағысы Гольфстримге ұқсас. Тынық мұхиттағы жылы ағыстарға Куросио және Шығыс Аустралия жылы ағыстары жатады. Куросио ағысы Жапония аралдарының жағалауын бойлай өтеді. Жапония климатының жылы болуы осы Куросио жылы ағысына байланысты.
Дүниежүзілік мұхитта суық ағыстар да бар. Мысалы, Солтүстік Мұзды мұхиттан Атлант мұхитының солтүстік батыс бөлігіне Гренландияны жанай Лабрадор суық ағысы өтеді. Ол оңтүстікке қарай Лабрадор түбегінің жағалауларын шаяды, оның суының температурасы айналасындағы қоршаған судың температурасынан төмен болғандықтан, оны «суық ағыс» деп атайды. Оңтүстік жарты шардың қоңыржай белдеуіндегі ашық су айдыны арқылы шеңбер жасап, Дүниежүзілік мұхиттағы ең қуатты суық ағыс Батыс желдер ағысы өтеді.
Батыс желдер ағысының ені 1000-1300 км болатын, ұзындығы 30 000 км, жылдамдығы – 3,5км/сағ. Ол батыстан шығысқа қарай Антарктиданы қоршай ағады.
Жылы және суық ағыстар көбінесе қоңыржай белдеулерде түйіседі. Түрліше қасиетке ие болған судың араласуынан мұхит үстінде құйындар пайда болады. Мұхит ағыстары материк жағалауларының климаты мен жауын-шашынның мөлшеріне де әсер етеді. Олар ауа массалары сияқты жылу мен суықты тасымалдайды, сөйтіп жағалаулардағы климатты өзгертеді. Мұхит ағыстары жылуды, тұздарды, ағзаларды тасымалдайтындықтан, оларды зерттеп-білу қажеттілігі туады. Ол үшін арнайы жабдықталған кемелер, ұшақтар, ғарыш серіктері пайдаланылады.