В 2000 году Международная географическая организация приняла разделение на пять океанов, выделив Южный океан по 60-му градусу южной широты за счёт акваторий южных частей Атлантического, Индийского и Тихого океанов, омывающих материк Антарктиду.
На привычной карте для многих из нас Южный океан делится на 3 сектора, которые идут по мередианам к Антаркитде:
- Атлантический сектор расположен между меридианом северной оконечности Антарктического полуострова и меридианом мыса Доброй Надежды на юге Африки;
- Индийский - между меридианом мыса Доброй Надежды и меридианом мыса Саут-Ист-Кейп на острове Тасмания;
- Тихоокеанский - меридианом мыса Саут-Ист-Кейп на острове Тасмания и меридианом северной оконечности Антарктического полуострова.
Южный океан был выделен ещё в 1650 году голландским географом Варениусом, причём название "Южный океан" картографы указывали на картах длительный период. Международная гидрографическая организация ещё в 1937 году выделила пятый океан, но в последствии от этого решения отказались, как можно предположить, из-за сложной общественно - политической обстановки в мире накануне войны, а затем в период войны.
Тем не менее идея продолжала жить и постепенно учёные разных специальностей, связанных с изучением планеты, всё чаще стали обосновывать необходимость деления Мирового океана не на четыре, а пять частей.
Весной 2000 года было принято окончательное решение (на данный период) о выделении акватории к северу от побережья Антарктиды вплоть до 60 градуса южной широты и назвать её отдельным Южным океаном.
Южной границей океана является береговая линия Антарктиды, а северной зона Антарктической конвергенции, где наблюдается зона схождения поверхностных течений, но поскольку эта зона меняется в зависимости от сезонов года, то условно принята граница 60-го градуса южной широты. В указанных границах площадь океана составляет 20,327 млн квадратных километров, а объём воды - 90 млн кубических километров.
Рельеф океанического дна по современным данным географической науки определяется тем, что Антарктида и окружающие её воды располагаются в основном на континентально-океанической Антарктической литосферной плите, а участки дна северных пределов Южного океана - на других плитах, прилегающих к тихоокеанской-южноамериканской.
В рельефе дна хорошо выражены все основные геоморфологические формы - поднятия, котловины, глубоководные равнины, впадины и другие геоморфологические структуры.
Шельфовая зона имеет незначительную ширину (в среднем 150 километров от берега) и только лишь в морях Росса и Уэдделла ширина доходит до 1000—1100 километров. Глубина шельфовой зоны в среднем не превышает 200 метров.
За шельфовой зоной идёт материковый склон, который в восточной части у береговой зоны Антарктиды , расчленен ступенями и изрезан подводнмих каньонами. В приантарктической части Южной Америки материковый склон крутой, а у Тихоокеанического побережья он относительно пологий и слабо расчленённый.
В секторе ложа Индийского океана имеется ряд подводных хребтов, небольших поднятий и котловин. Наиболее крупными из хребтов является Западно-Индийский и Центрально-Индийский, где прослеживаются рифтовые долины, представляющие собой южные отроги срединно-океанических хребтов.
В секторе Тихого океана расположены Австрало-Антарктическое, Южно-Тихоокеанское и частично Восточно-Тихоокеанское поднятия.
В районе 60-го градуса южной широты находятся крупные котловины Южного океана: Африканско-Антарктическая (6787 м), Австрало-Антарктическая (6098 м) и Беллинсгаузена (5399 м).
Средняя глубина Южного океана - 4500 метров, наибольшая глубина: Южно - Сандвичев жёлоб - 7235 метров.
Рельеф дна Южного океана из-за хребтов и поднятий в его северной части препятствует обмену глубинными водами соседних океанов, расположенных севернее 60-го градуса южной широты, образуя в некотором роде закрытое водное пространство.
В донных отложениях океана прослеживается определённая зональность. В пределах прибрежного шельфа преобладают айсберговые отложения в виде камней, которые вынесены с суши континента, а по мере удаления от берегов Антарктиды в открытый океан они сменяются кремнистыми диатомовыми илами, лучше всего представленными в котловинах ложа океана.
На срединных хребтах, расположенных северной пограничной зоне дна Южного океана, встречаются смешанные кремнисто-известковые отложения, сменяющиеся к северу фораминиферовыми.
В котловине Крозе распространена красная глина с высоким содержанием диатомовых илов.
Мощность осадочных отложений в Антарктической зоне Индийского океана достигает 150 м. На вершинах невысоких подводных горных поднятий осадков чало или их нет совсем. Материковое подножие в пределах Тихоокеанского сектора Южного океана сложено аккумулятивными образованиями из терригенных и айсберговых материалов мощностью до 2000 м.
Начиная от меридиана 0 градусов в направлении на восток в Южном океане расположены моря:
Лазарева, Рисер-Ларсена, Космонавтов, Содружества, Дейвиса, Моусона и заливы - Н.Зубова, Миклухо-Маклая, Полдинг, Порпес;
затем моря Дюрвиля, Сомова, Росса и залив - Ригли;
дальше - Амундсена, Беллинсгаузена и пролив Дрейка, моря - Скотия (Скоша) и Уэдделла.
В Южного океана имеются большие острова - Кергелен, Южные Шетландские, Южные Оркнейские.
Климат Южного океана отличается большим разнообразием, поскольку на него влияет множество различных факторов - близость холодного материка, циркумполярное течение вод вокруг материка, смешение холодных и тёплых вод на 60-м градусе южной широты, инсоляция, вертикальный обмен глубинных и поверхностных вод, направление ветров, относительная близость Австралии, Африки и Южной Америки и другие климатообразующие составные.
На побережье, особенно в районе Антарктического полуострова, температура воздуха достигает летом выше +10 градусов. В среднем температура самого тёплого месяца (январь) составляет +1 ... +2 градуса. Зимой (июль) в средняя температура колеблется от −8° на Антарктическом полуострове до −35 градусов у края шельфового ледника Росса.
Холодный воздух скатывается из центральных районов Антарктиды, образуя стоковые ветры, достигающие у побережья средней годовой скорости до 12 м/сек, а при слиянии с стокового ветра с циклоническими воздушными потоками, скорость ветра достигает ураганной силы - до 50-60, а иногда и 90 м/сек.
Относительная влажность воздуха небольшая (60-80 %), у побережья и особенно в антарктических оазисах снижается до 20 и даже 5 %.
На побережье сравнительно низкая облачность.
Осадки выпадают почти исключительно в виде снега - в центре Антарктиды количество составляет 30—50 мм в год, в нижней части материкового склона оно увеличивается до 600—700 мм, затем уменьшается у его подножия до 400—500 мм и снова возрастает на некоторых шельфовых ледниках и на северо-западном побережье Антарктического полуострова до 700—800 и даже 1000 мм.
Сильны ветры и частые метели приводят к накоплению большой массы снегов.
Хотя прибрежные воды почти круглый год покрыты льдом и температура их близка к точке замерзания, вода здесь значительно теплее воздуха, что приводит к теплообмену между ними, поэтому температура воздуха, как правило, не опускается ниже −40…−45 градусов.
На большей части побережья средние годовые температуры воздуха держатся на уровне −10…−12 градусов, а на северной оконечности Антарктического полуострова до −5 градусов.
Средние температуры января, который соответствует июлю северного полушария, на большей части побережья температура составляет −4, а в отдельных прибрежных оазисах и на северо-западном побережье Антарктического полуострова средняя температура повышается до +2 градусов.
**В редкие летние тихие ясные дни в течение нескольких часов и, очень редко, суток столбик термометра поднимается выше нуля. Так, в Мирном за все время его существования (с 1956 года) были случаи, когда температура воздуха достигала +8. Однако держатся положительные температуры в Антарктике очень недолго. В Мирном наиболее теплым оказалось лето 1956—57 года, когда положительные температуры наблюдались в общей сложности на протяжении немногим более 1000 часов, но зато в летний сезон 1961—62 года термометр показывал выше нуля в общей сложности всего лишь около 70 часов. Начиная с 1956 года, когда стали вестись метеорологические наблюдения в Мирном, не было ни одного лета без положительных температур.
Совершенно иная картина наблюдается на Антарктическом полуострове, особенно на его северо-западном побережье. Здесь положительные температуры воздуха могут наблюдаться в любое время года. Даже в середине зимы 20-градусные морозы могут сменяться оттепелями, и тогда вместо снега начинает моросить дождь. Максимальная температура воздуха, зарегистрированная в этом районе, наблюдалась в разгар зимы. В июле 1958 года на восточном побережье полуострова Тринити во время фёна температура воздуха поднялась до +14, а в 2020 году до +20 градусов.
Для Южного океана характерен морской антарктический климат - большая облачность, низкие температуры воздуха, сильные ветры, снежные бури и туманы.
Сравнительно небольшие значения годового радиационного баланса у северной границы - 1,25-1,7 Гдж/м² год или 30-40 ккал/см² год и отрицательные их значения на антарктическом материке до −0,2 Гдж/м² год или до −5 ккал/см², а также большая область распространения морских льдов, вызывающих большое альбедо
(способность снежной поверхности отражать солнечные лучи в атмосферу).
Зимой океан замерзает до 55-65 градуса южной широты, пояс льдов, окружающих материк, достигает ширины от 500 до 2000 километров к северу от Антарктиды.
В этом поясе находится множество айсбергов от мелких до громадных в несколько тысяч квадратных километров, от новых до старых, которые дрейфуют на север и постепенно тают в течение несколько лет. Наиболее характерны столовые айсберги, достигающие в отдельных случаях протяжённости 170 километров и высоты над водой до 50 м (иногда более 100 м).
Постоянные сильные ветры в области 40 - 50 градусов южной широты океана образуют в Южном океане поверхностное океаническое течение - Антарктическое циркумполярное течение или течение Западных Ветров, протяженность которых составляет до 30 тысяч километров и ширине до 1 тысячи километров.
Течение направлено с запада на восток и огибает Антарктиду. Температура воды в верхнем слое меняется от +12...+15 градусов в северной части до +1..+2 градуса в южной части течения. Средняя часть ширины течения совпадает с южным полярным фронтом, отделяющим воды южных частей Атлантического, Индийского и Тихого океанов от холодных антарктических вод.
Скорость течения в поверхностном слое составляет от 0,4 до 0,9 км/час, а в глубинном до 0,4 км/час. От этого течения ответвляются в Атлантическом океане - Бенгельское течение, в Индийском океане - Западно- Австралийское, в Тихом океане - Перуанское течение - самое мощное в Мировом океане.
Охлаждение воздушных масс над Антарктидой образует область повышенного давления — антарктический антициклон, а над сравнительно более тёплым океаном, наоборот, образуется циклонический пояс, вдоль которого циклоны движутся с запада на восток.
В циклонах преобладают восходящие токи воздуха, что создаёт внизу недостаток, а на значительной высоте избыток воздуха, или высотный антициклон, поэтому на большие высоты поднимается тёплый и влажный воздух с океана и направляется на материк. Избыток воздуха с материка удаляется стоковыми ветрами в океан. Межширотный обмен воздушных масс приводит к некоторому выравниванию температур воздуха, однако почти вся Антарктида, обладая континентальным климатом, является областью постоянного мороза. В субантарктических районах вследствие большой теплоёмкости водных масс годовой ход температуры воздуха очень ровный: средние температуры самого тёплого месяца не превышают +10 градусов, самого холодного — обычно не опускаются ниже 0 градусов в северных районах и ниже −10 градусов — в южных.
Перенос холодных масс материкового воздуха на север Южного океана, а в обратном направлении влажных океанических масс, приводит к резким изменениям погодных условий даже на небольших расстояниях. В северной части Антарктики господствуют западные ветры, часто ураганной силы — до 75 м/сек., так называемые, "неистовые пятидесятые широты".
Вблизи материка преобладают ветры восточных направлений, которые, сливаясь со стоковыми ветрами преимущественно юго-восточных направлений, образуют поток воздуха вдоль побережья с востока на запад.
Осадки вблизи побережья выпадают почти всегда в виде снега, а на северных островах часто выпадают и дожди. Количество осадков меняется от 300—500 мм у побережья Восточной Антарктиды до 1000 мм и более в год у северо-западного побережья Антарктического полуострова и на субантарктических островах.
Снеговая граница, находится почти на всём побережьи Антарктиды вблизи уровня моря, но по мере продвижения к северу она проходит на островах Южная Георгия и Кергелен на высоте около 650—1000 м. только близлежащие острова к материку имеют покровное оледенение, а в более северных районах — только горное с отдельными ледниковыми куполами. Невысокие острова (Маккуори, Крозе) совсем не имеют ледников.
Температура моря колеблется от -2 у побережья Антаректиды до +10 градусов
в крайних северных частях Южного океана.
Флора и фауна Южного океана обязана своим существованием Антарктическому циркумполярному течению, которое определили состав и распространение органической жизни. Несмотря на массы льда, ограничивающие жизнь в океане, по количеству и разнообразию живых организмов Антарктика не уступает многим тропическим районам Мирового океана.
За длительное срок формирования ( 5 млн лет) флоры и фауны в стабильно холодной среде живые организмы приспособились к таким условиям обитания. Диатомовые водоросли живут при температуре до — 20 градусов. Рыбы приспособились к жизни в переохлаждённой воде, а теплокровные обитатели выживают на припае пользуясь льдом для укрытия от холода и находя корм в морях Антарктики.
Резкая сезонность динамики фотосинтеза в течение года в Южном океане вызывает большую амплитуду количественных изменений фитопланктона и смещение зоны цветения с севера, где весна начинается раньше, на юг, где она запаздывает, поэтому в северных широтах успевают развиться два пика цветения, а в южных только один.
В поверхностных водах ярко выражена биологическая широтная зональность. У обитателей дна подобной зональности нет, так как в их развитии важную роль играет рельеф дна и барьеры, препятствующие обмену флоры и фауны. В Южном океане в фитопланктоне преобладают диатомовые водоросли (около 180 видов).
Синезеленых водорослей мало, поэтому чем ближе к побережью материка, тем больше количество и масса диатомовые водорослей, где они составляют почти 100%. В период максимума цветения численность диатомовых водорослей достигает своего самого большого скопления. Летом большая концентрация водорослей находится в поверхностном 25-метровом слое, которая служит кормовой базой для зоопланктона.
В направлении с юга на север происходит изменение состава фитопланктона: постепенно выпадают из флоры высокоширотные холодноводные виды, замещаясь тепловодными.
Зоопланктон в водах Южного океана представлен копеподами (около 120 видов), амфиподами (около 80 видов) и другими, меньшее значение имеют хетогнаты, полихеты, остракоды, аппендикулярии и моллюски.
В количественном отношении на первом месте находятся веслоногие, на долю которых приходится почти 75% биомассы зоопланктона тихоокеанского и индийского сектора океана. В атлантическом секторе океана копеподов мало, так как широкое распространение получили эуфаузииды (криль).
Для Южного океана, особенно для его антарктических областей, характерно массовое скопление криля (антарктических рачков), питающегося фитопланктоном. Биомасса криля в этих районах достигает 2200 млн т, что дает возможность ежегодно вылавливать до 50—70 млн т криля. Здесь криль — это основное питание усатых китов, тюленей, рыб, головоногих моллюсков, пингвинов и трубконосых птиц.
Численность зоопланктона в течение года имеет два пика: первый связан с подъёмом перезимовавших видов к поверхностным водам, а второй пик характеризуется обилием зоопланктона во всей толще и обусловлен появлением нового поколения. Оба пика проявляются в виде двух широтных полос сгущения зоопланктона. Это период цветения зоопланктона летом, когда большая часть зоопланктона переходит в верхние слои и перемещается на север, где заметное накопление происходит в зоне антарктической конвергенции.
Зимой сгущение зоопланктона происхолит в области, где собираются особи из глубинной водной массы имаксимальная видовая численность отмечена на глубинах 250-1000 м. Многие организмы совершают регулярные (суточные, сезонные) миграции из одной зоны в другую.
Фитобентос и зообентос в водах Южного океана поражает своим богатством и разнообразием, но численность фитобентоса уменьшается от Южной Америки к Антарктиде. Если на Огненной Земле известно 300 видов, в Кергелене — 138, то у побережья Антарктиды от 20 до 40 видов. В основном преобладают различные виды красных водорослей. Бурые водоросли достигают гигантских размеров (маркоцистис — 80, а иногда 90 м длины) при ограниченной биомассе.
Из представителей зообентоса преобладают фильтраторы, преимущественно губки (300 видов), полихеты (300), мшанки (320), брахиоподы (15), моллюски (300), иглокожие (320 видов).
Биомасса зообентоса в прибрежных районах составляет в среднем до 0,5 кг/м2, а местами доходит до 3 кг/м2 на глубинах 20—50 м, а в поверхностной зоне нет постоянных обитателей.
Вдоль побережья фауна распределяется неравномерно, а с увеличением глубины более 500 м биомасса уменьшается. сли в других областях Мирового океана нижняя граница сублиторали находится на глубине 200 м, то вблизи Антарктиды сублиторальные животные обитают на глубинах 500—700 м. Наибольшее видовое разнообразие характерно до глубины 200—300 м, рыб — на глубинах 200—500 м.
В Антарктической области Южного океана фауна богата, уникальна и насчитывает много эндемиков. Для фауны присущ гигантизм многих представителей (например, среди губок). Здесь обитают наибольшие колонии пингвинов, среди которых и самый большой вид - королевский.
Вблизи острова Кергелен фауна в 5 раз беднее приматериковых районов. Рыбы Южного океана насчитывают около 100 видов, из них лишь 12 придонных, относящихся к семейству нототеневых, имеющих промысловое значение.
В антарктическом секторе широко представлены белокровные щуки, макрурусы, серая и мраморная нототении, южная путассу.
В индийском секторе океана число промысловых рыб невелико. Здесь обитает полосатая белокровная щука (ледяная рыба), серая и мраморная нототении.
В тихоокеанском секторе, самом большом по площади, встречается южная путассу и новозеландская макрорунос.
Общая численность китов в Южном океане оценивается более, чем 500 тысяч голов. Из ластоногих встречаются тюлень-крабоед, морской леопард, южный морской слон, тюлень Росса, тюлень Уэдделла и ряд других. Антарктические тюлени составляют до 56% общемировой численности ластоногих.
Орнитофауна представлена 44 видами птиц общей численностью 200 млн особей. Среди них 7 видов пингвинов составляют 90% общей биомассы.