Lernziele

• Erläutern Sie die Bedeutung der Ozeane.
• Beschreiben Sie die Zusammensetzung des Ozeanwassers.
• Bestimmen Sie die Teile der Wassersäule und die Unterteilung der Ozeane.

Wortschatz

• aphotische Zone
• Biomasse
• intertidale Zone
• neritische Zone
• ozeanische Zone
• photische Zone
• Salzgehalt
• Wassersäule

Einführung

Als irdische Lebewesen, denken die Menschen an die Bedeutung der Landflächen des Planeten. Aber die Erde ist hauptsächlich ein Wasserplanet. Aus dem Weltraum ist die Dominanz des Wassers offensichtlich (siehe Abbildung unten). Das meiste Wasser der Erde befindet sich in den Ozeanen.

Da alle Ozeane der Erde irgendwie miteinander verbunden sind, sollte dieses Kapitel „Ozean der Erde“ oder „Ozeane der Erde“ heißen? Versuche, dich bis zum Ende des Kapitels zu entscheiden.

Eine Animation hilft dir, die ein, drei, vier oder fünf Ozeane der Erde zu sehen: http://en.wikipedia.org/wiki/File:World_ocean_map.gif.

Bedeutung der Ozeane

Die Erde wäre nicht derselbe Planet ohne ihre Ozeane.

Moderiert das Klima

Die Ozeane halten zusammen mit der Atmosphäre die Temperaturen weltweit ziemlich konstant. Während es auf der Erde an manchen Orten bis zu -70oC kalt und an anderen bis zu 55oC heiß wird, beträgt die Spanne nur 125oC. Auf dem Merkur reichen die Temperaturen von -180oC bis 430oC, was einer Spanne von 610oC entspricht.

Die Ozeane verteilen zusammen mit der Atmosphäre die Wärme auf dem Planeten. Die Ozeane nehmen die Wärme in der Nähe des Äquators auf und leiten diese Sonnenenergie in die Polarregionen weiter. Die Ozeane mäßigen auch das Klima innerhalb einer Region. Bei gleichem Breitengrad ist die Temperaturspanne in Ländern, die näher an den Ozeanen liegen, geringer als in Gebieten, die von den Ozeanen entfernt sind. Die Sommertemperaturen sind nicht so heiß und die Wintertemperaturen nicht so kalt, weil das Wasser lange braucht, um sich zu erwärmen oder abzukühlen.

Wasserkreislauf

Die Ozeane sind ein wesentlicher Bestandteil des Wasserkreislaufs der Erde. Da sie einen großen Teil des Planeten bedecken, kommt die meiste Verdunstung aus dem Meer und die meisten Niederschläge fallen auf die Ozeane.

Biologisch reich

Die Ozeane beherbergen eine enorme Menge an Leben. Das heißt, sie haben eine enorme Artenvielfalt (siehe Abbildung unten). Winzige Meerespflanzen bilden die Grundlage eines Nahrungsnetzes, das alle Arten von Lebensformen unterstützt. Das Leben im Meer macht den Großteil der gesamten Biomasse auf der Erde aus. (Biomasse ist die Gesamtmasse der lebenden Organismen in einem bestimmten Gebiet.) Diese Organismen versorgen uns mit Nahrung und sogar mit dem Sauerstoff, der von den Meerespflanzen erzeugt wird.

Kontinentalrand

Erinnern Sie sich aus dem Kapitel Plattentektonik, dass der Meeresboden nicht flach ist: Mittelozeanische Rücken, Tiefseegräben und andere Merkmale erheben sich alle steil über die abyssalen Ebenen oder tauchen tief in sie ein. Der höchste Berg der Erde ist der Vulkan Mauna Kea, der sich 10.203 m aus dem Boden des Pazifischen Ozeans erhebt und einer der Vulkanberge von Hawaii ist. Der tiefste Canyon befindet sich ebenfalls auf dem Meeresboden, die Challenger Deep im Marianengraben, 10.916 m.

Der Kontinentalrand ist der Übergang vom Land zur Tiefsee oder, geologisch gesehen, von der kontinentalen zur ozeanischen Kruste. Mehr als ein Viertel des Ozeanbeckens ist Kontinentalrand. (Abbildung unten).

Zusammensetzung des Ozeanwassers

Erinnern Sie sich aus dem Kapitel über Mineralien daran, dass H2O ein polares Molekül ist und daher viele Stoffe lösen kann (Abbildung unten). Salze, Zucker, Säuren, Basen und organische Moleküle können sich alle in Wasser auflösen.

Woher kommt das Salz im Meerwasser? Wenn sich Wasser durch Gestein und Boden an Land bewegt, nimmt es Ionen auf. Dies ist die Kehrseite der Verwitterung. Salze machen etwa 3,5 % der Masse des Meerwassers aus, aber der Salzgehalt oder die Salinität ist von Ort zu Ort unterschiedlich.

Wie sieht der Salzgehalt in einem Ästuar aus? Wo sich Meerwasser mit Süßwasser mischt, ist der Salzgehalt niedriger als im Durchschnitt.

Wie ist der Salzgehalt dort, wo es viel Verdunstung gibt? Wo es viel Verdunstung, aber wenig Wasserzirkulation gibt, kann der Salzgehalt viel höher sein. Das Tote Meer hat einen Salzgehalt von 30 % – fast das Neunfache des durchschnittlichen Salzgehalts von Meerwasser (siehe Abbildung unten). Warum wird dieses Gewässer wohl Totes Meer genannt?

Interaktive Meereskarten können Salzgehalt, Temperatur, Nährstoffe und andere Merkmale zeigen: http://earthguide.ucsd.edu/earthguide/diagrams/levitus/index.html.

Wie hoch ist die Dichte (Masse pro Volumen) von Meerwasser im Vergleich zu Süßwasser, wenn so viele gelöste Stoffe im Meerwasser enthalten sind?

• Die Dichte des Wassers nimmt zu, wenn:
  • der Salzgehalt zunimmt
  • die Temperatur abnimmt
  • der Druck zunimmt

  Unterschiede in der Wasserdichte sind für die Strömungen im tiefen Ozean verantwortlich, wie in der Lektion über die Bewegungen des Ozeans besprochen wird.

  Die Wassersäule

  Im Jahr 1960 stiegen zwei Männer in einem speziell konstruierten U-Boot namens Trieste in einen Unterwassergraben namens Challenger Deep (10.910 Meter) hinab (Abbildung unten).

  

  Die Trieste unternahm 1960 einen Rekordtauchgang in die Challenger-Tiefe.

  Die durchschnittliche Tiefe des Ozeans liegt bei 3.790 m, viel flacher als die tiefen Gräben, aber immer noch eine unglaubliche Tiefe, in der Meereslebewesen leben können. Warum ist es so schwierig, auf dem Meeresgrund zu leben? Die drei wichtigsten Faktoren, die das Leben in der Tiefsee erschweren, sind das Fehlen von Licht, die niedrige Temperatur und der extrem hohe Druck.

  Vertikale Unterteilung

  Um die Regionen des Ozeans besser zu verstehen, definieren Wissenschaftler die Wassersäule nach Tiefe. Sie unterteilen den gesamten Ozean in zwei vertikale Zonen, die auf dem Lichtniveau basieren. Große Seen werden in ähnliche Regionen unterteilt.

  • Das Sonnenlicht dringt nur bis zu einer Tiefe von etwa 200 m an die Meeresoberfläche und bildet die photische Zone (photisch bedeutet Licht). Organismen, die Photosynthese betreiben, sind auf das Sonnenlicht als Nahrung angewiesen und daher auf die photische Zone beschränkt. Da winzige photosynthetische Organismen, das so genannte Phytoplankton, fast die gesamte Energie und die Nährstoffe für den Rest des marinen Nahrungsnetzes liefern, leben die meisten anderen Meeresorganismen in der photischen Zone oder besuchen sie zumindest.
  • In der aphotischen Zone gibt es nicht genug Licht für die Photosynthese. Die aphotische Zone macht den größten Teil des Ozeans aus, hat aber nur einen relativ geringen Anteil an Leben, sowohl was die Artenvielfalt als auch die Anzahl betrifft. Die aphotische Zone wird je nach Tiefe unterteilt (siehe Abbildung unten).

  

  Ozeanographen unterteilen den Ozean sowohl in vertikale als auch in horizontale Zonen.

  Horizontale Einteilung

  Der Meeresboden ist in die oben beschriebenen Zonen unterteilt, aber der Ozean selbst wird auch horizontal durch die Entfernung von der Küste unterteilt.

  • Am nächsten zur Küste liegt die Gezeitenzone (Litoral), der Bereich zwischen den Hoch- und Niedrigwasserständen. Kennzeichnend für die Gezeitenzone ist der Wandel: Das Wasser ist durch Wellen, Gezeiten und Strömungen ständig in Bewegung. Das Land liegt manchmal unter Wasser und manchmal frei.
  • Die neritische Zone beginnt an der Niedrigwasserlinie und fällt allmählich bis zum Rand der seewärtigen Seite des Kontinentalschelfs ab. Ein Teil des Sonnenlichts dringt hier bis zum Meeresboden vor.
  • Die ozeanische Zone ist der gesamte Rest des Ozeans ab dem unteren Rand der neritischen Zone, wo das Sonnenlicht den Boden nicht erreicht. Der Meeresboden und die Wassersäule sind weiter unterteilt, wie oben zu sehen).

  Zusammenfassung der Lektion

  • Die Ozeane tragen dazu bei, die Temperaturen der Erde zu mäßigen.
  • Die wichtigsten Elemente im Meerwasser sind Chlor, Natrium, Magnesium, Sulfat und Kalzium.
  • Der durchschnittliche Salzgehalt der Ozeane beträgt etwa 3,5 %.
  • Wenn die Verdunstung im Meerwasser hoch ist, ist der Salzgehalt hoch. Mischt sich Süßwasser hinzu, ist der Salzgehalt niedrig.
  • In der photischen Zone ist genügend Licht für die Photosynthese vorhanden.
  • Der größte Teil des Ozeans liegt in der aphotischen Zone, wo nicht genügend Licht für die Photosynthese vorhanden ist.
  • Der Meeresboden ist im Durchschnitt etwa 3.790 m tief, aber Meeresgräben sind bis zu 10.910 m tief.
  • Die neritischen Zonen sind küstennahe Gebiete, einschließlich der Gezeitenzone. Die ozeanischen Zonen sind küstennahe Bereiche des Ozeans.

  Wiederholungsfragen

  1. Welcher Prozentsatz der Erdoberfläche ist von Wasser bedeckt?
  2. Wie tragen die Ozeane dazu bei, die Temperaturen auf der Erde zu mäßigen?
  3. Was ist die häufigste Substanz, die im Meerwasser gelöst ist?
  4. Bestimme die Dichte. Warum ist die Dichte für die Wassersäule wichtig?
  5. Vergleiche und stelle die photische und aphotische Zone einander gegenüber?
  6. Beschreibe kurz die Arten von Organismen, die in der Gezeitenzone, der neritischen und der ozeanischen Zone vorkommen.

  Betrachtungspunkte

  • Wie wirken sich Wasserbewegungen wie Gezeiten und Wellen auf Lebewesen im und am Meer aus?
  • Ist es möglich, einen Fluss mitten im Ozean zu haben?
  • Welche Faktoren beeinflussen die Bewegung des Meerwassers? Wie wirken sich diese Faktoren auf das Weltklima und das Ökosystem der Ozeane aus?