Lessondoelen
- Leg het belang van de oceanen uit.
- Beschrijf de samenstelling van oceaanwater.
- Definieer de delen van de waterkolom en de oceaanindelingen.
Vocabulaire
- afotische zone
- biomassa
- intergetijdenzone
- neritische zone
- oceanische zone
- photische zone
- saliniteit
- waterkolom
Inleiding
Als wezens op het land, denken mensen aan het belang van de landoppervlakken van de planeet. Maar de aarde is grotendeels een waterplaneet. Vanuit de ruimte is de dominantie van water duidelijk (onderstaande figuur). Het meeste water op aarde bevindt zich in de oceanen.
Omstreeks 71% van het aardoppervlak is bedekt met water, voornamelijk door de oceanen.
Omdat alle oceanen op aarde op de een of andere manier met elkaar verbonden zijn, moet dit hoofdstuk de titel “De oceaan van de aarde” of “De oceanen van de aarde” krijgen? Probeer aan het eind van het hoofdstuk te beslissen.
Een animatie helpt je de één, drie, vier of vijf oceanen van de aarde te zien: http://en.wikipedia.org/wiki/File:World_ocean_map.gif.
Belang van de oceanen
De aarde zou niet dezelfde planeet zijn zonder haar oceanen.
Modereert het klimaat
De oceanen houden, samen met de atmosfeer, de temperatuur wereldwijd vrij constant. Sommige plaatsen op aarde worden zo koud als -70oC en andere zo heet als 55oC, maar het bereik is slechts 125oC. Op Mercurius lopen de temperaturen uiteen van -180oC tot 430oC, een bereik van 610oC.
De oceanen verdelen, samen met de atmosfeer, de warmte over de planeet. De oceanen absorberen warmte nabij de evenaar en verplaatsen die zonne-energie vervolgens naar meer polaire gebieden. De oceanen matigen ook het klimaat binnen een gebied. Op dezelfde breedtegraad is het temperatuurverschil kleiner in landen dichtbij de oceanen dan ver weg van de oceanen. Zomertemperaturen zijn niet zo heet, en wintertemperaturen zijn niet zo koud, omdat water er lang over doet om op te warmen of af te koelen.
Watercyclus
De oceanen zijn een essentieel onderdeel van de watercyclus van de aarde. Omdat ze zo’n groot deel van de planeet bedekken, komt de meeste verdamping uit de oceaan en valt de meeste neerslag op de oceanen.
Biologisch rijk
De oceanen herbergen een enorme hoeveelheid leven. Dat wil zeggen, ze hebben een enorme biodiversiteit (onderstaande figuur). Kleine oceaanplanten vormen de basis van een voedselweb dat allerlei levensvormen ondersteunt. Het mariene leven vormt het grootste deel van alle biomassa op aarde. (Biomassa is de totale massa van levende organismen in een bepaald gebied.) Deze organismen voorzien ons van voedsel en zelfs van de zuurstof die door zeeplanten wordt gemaakt.
Een zwemmende ijsbeer is maar een heel klein deel van de immense biodiversiteit van de oceanen.
Continentale rand
Herinner u uit het hoofdstuk over platentektoniek dat de oceaanbodem niet vlak is: mid-oceanische ruggen, diepzeegeulen en andere kenmerken rijzen allemaal scherp boven of duiken diep onder de abyssale vlakten. De hoogste berg op aarde is de vulkaan Mauna Kea, die 10.203 m (33.476 ft.) uit de bodem van de Stille Oceaan oprijst en een van de vulkanische bergen van Hawaii wordt. De diepste canyon ligt ook op de oceaanbodem, de Challenger Deep in de Marianas Trench, 10.916 m (35.814 ft.).
De continentale marge is de overgang van het land naar de diepzee of, geologisch gesproken, van continentale korst naar oceanische korst. Meer dan een kwart van het oceaanbekken is continentale marge. (Onderstaande figuur).
De continentale marge wordt onderverdeeld in het continentaal plat, de continentale helling en de continentale helling, op basis van de steilheid van de helling.
Samenstelling van oceaanwater
Herinner u uit het hoofdstuk over mineralen dat H2O een polair molecuul is, zodat het veel stoffen kan oplossen (Onderstaande figuur). Zouten, suikers, zuren, basen en organische moleculen kunnen allemaal in water oplossen.
Oceaanwater is samengesteld uit vele stoffen, waaronder veel zouten zoals natrium-, magnesium- en calciumchloride.
Waar komt het zout in zeewater vandaan? Als water zich door gesteente en grond op het land beweegt, neemt het ionen op. Dit is de keerzijde van verwering. Zouten maken ongeveer 3,5% uit van de massa van oceaanwater, maar het zoutgehalte of zoutgehalte verschilt op verschillende plaatsen.
Hoe zou het zoutgehalte zijn in een estuarium? Waar zeewater zich mengt met zoet water, is het zoutgehalte lager dan gemiddeld.
Hoe zou het zoutgehalte zijn waar veel verdamping is? Waar veel verdamping is, maar weinig circulatie van water, kan het zoutgehalte veel hoger zijn. De Dode Zee heeft een zoutgehalte van 30% – bijna negen keer het gemiddelde zoutgehalte van oceaanwater (onderstaande figuur). Waarom denk je dat dit water de Dode Zee wordt genoemd?
De Dode Zee heeft zo’n hoog zoutgehalte dat mensen er gemakkelijk in kunnen drijven.
Interactieve oceaankaarten kunnen zoutgehalte, temperatuur, voedingsstoffen en andere kenmerken laten zien: http://earthguide.ucsd.edu/earthguide/diagrams/levitus/index.html.
Met zoveel opgeloste stoffen gemengd in zeewater, wat is de dichtheid (massa per volume) van zeewater ten opzichte van zoet water?
De dichtheid van water neemt toe als:
- het zoutgehalte toeneemt
- de temperatuur afneemt
- de druk toeneemt
Verschillen in dichtheid van water zijn verantwoordelijk voor diepe oceaanstromingen, zoals zal worden besproken in de les Oceaanbewegingen.
De waterkolom
In 1960 daalden twee mannen in een speciaal ontworpen onderzeeër, de Trieste genaamd, af in een onderzeese geul die de Challenger Deep (10.910 meter) werd genoemd (onderstaande figuur).
De Trieste maakte in 1960 een recordduik naar de Challenger Deep.
De gemiddelde diepte van de oceaan is 3.790 m, een stuk ondieper dan de diepe geulen, maar nog steeds een ongelooflijke diepte voor zeedieren om in te leven. Wat maakt het zo moeilijk om op de bodem van de oceaan te leven? De drie belangrijkste factoren die de diepe oceaan moeilijk bewoonbaar maken, zijn de afwezigheid van licht, de lage temperatuur en de extreem hoge druk.
Verticale verdelingen
Om de regio’s van de oceaan beter te begrijpen, definiëren wetenschappers de waterkolom naar diepte. Ze verdelen de hele oceaan verticaal in twee zones, gebaseerd op het lichtniveau. Grote meren worden in soortgelijke regio’s verdeeld.
- Zonlicht dringt slechts tot een diepte van ongeveer 200 m door in het zeeoppervlak, waardoor de fotische zone ontstaat (fotisch betekent licht). Organismen die fotosynthetiseren zijn voor hun voedsel afhankelijk van zonlicht en blijven dus beperkt tot de fotische zone. Aangezien kleine fotosynthetische organismen, bekend als fytoplankton, bijna alle energie en voedingsstoffen voor de rest van het mariene voedselweb leveren, leven de meeste andere mariene organismen in de fotische zone of bezoeken ze die op zijn minst.
- In de afotische zone is er niet genoeg licht voor fotosynthese. De aphotische zone maakt het grootste deel van de oceaan uit, maar heeft een relatief klein deel van het leven, zowel in verscheidenheid van soort als in aantallen. De aphotische zone wordt onderverdeeld op basis van diepte (onderstaande figuur).
Oceanografen verdelen de oceaan zowel verticaal als horizontaal in zones.
Horizontale verdelingen
De zeebodem is verdeeld in de hierboven beschreven zones, maar de oceaan zelf is ook horizontaal verdeeld door de afstand tot de kust.
- Het dichtst bij de kust ligt de intergetijdenzone (littorale zone), het gebied tussen de hoge en lage getijdenlijn. Het kenmerk van het intergetijdengebied is verandering: het water is voortdurend in beweging door golven, getijden en stromingen. Het land ligt soms onder water en is soms blootgesteld.
- De neritische zone ligt vanaf de laagwaterlijn en loopt geleidelijk af naar de rand van de zeezijde van het continentaal plat. Hier dringt enig zonlicht door tot de zeebodem.
- De oceanische zone is de gehele rest van de oceaan vanaf de onderrand van de neritische zone, waar het zonlicht de bodem niet bereikt. De zeebodem en de waterkolom zijn verder onderverdeeld, zoals te zien is in het bovenstaande).
Samenvatting van de les
- De oceanen helpen om de temperaturen op aarde te matigen.
- De belangrijkste elementen in zeewater zijn chloor, natrium, magnesium, sulfaat en calcium.
- Het gemiddelde zoutgehalte van de oceanen is ongeveer 3,5%.
- In zeewater is het zoutgehalte hoog als er veel verdamping is. Als er zoet water bijmengt, is het zoutgehalte laag.
- In de fotische zone is er voldoende beschikbaar licht voor fotosynthese.
- Het overgrote deel van de oceaan ligt in de afotische zone, waar niet genoeg licht is voor fotosynthese.
- De oceaanbodem is gemiddeld ongeveer 3.790 m, maar oceaangeulen zijn wel 10.910 m diep.
- De neritische zones zijn gebieden aan de kust, inclusief de intergetijdenzone. De oceanische zones zijn de offshore gebieden van de oceaan.
Vragen
- Hoeveel procent van het aardoppervlak is bedekt met water?
- Hoe helpen de oceanen de temperaturen op aarde te matigen?
- Wat is de meest voorkomende stof die in oceaanwater is opgelost?
- Dichtheid definiëren. Waarom is dichtheid belangrijk voor de waterkolom?
- Vergelijk en contrasteer de fototische en de afotische zones.
- Beschrijf in het kort de soorten organismen die in de intergetijdenzone, de neritische zone en de oceanische zone voorkomen.
Punten van overweging
- Hoe beïnvloeden waterbewegingen zoals getijden en golven de levende wezens in en bij de zee?
- Is het mogelijk om een rivier midden in de oceaan te hebben?
- Welke factoren beïnvloeden de beweging van oceaanwater? Hoe beïnvloeden deze factoren het wereldklimaat en het ecosysteem van de oceaan?