Cele lekcji

• Wyjaśnij znaczenie oceanów.
• Opisać skład wody oceanicznej.
• Zdefiniować części słupa wody i podziały oceaniczne.

Słownictwo

• strefa efotyczna
• biomasa
• strefa pływowa
• strefa międzywydmowa
• strefa neritowa
• oceaniczna strefa
• strefa fotyczna
• zasolenie
• słupa wody

Wprowadzenie

Jako istoty lądowe, ludzie myślą o znaczeniu powierzchni lądowych planety. Ale Ziemia jest w większości planetą wodną. Z kosmosu, dominacja wody jest oczywista (rysunek poniżej). Większość wody na Ziemi znajduje się w oceanach.

Ponieważ wszystkie oceany Ziemi są w jakiś sposób połączone, czy ten rozdział powinien być zatytułowany „Oceany Ziemi” czy „Oceany Ziemi?”. Postaraj się zdecydować do końca rozdziału.

Animacja pomoże ci zobaczyć Ziemi jeden, trzy, cztery lub pięć oceanów: http://en.wikipedia.org/wiki/File:World_ocean_map.gif.

Znaczenie oceanów

Ziemia nie byłaby tą samą planetą bez swoich oceanów.

Moderuje klimat

Oceany, wraz z atmosferą, utrzymują w miarę stałe temperatury na całym świecie. Podczas gdy w niektórych miejscach na Ziemi robi się tak zimno jak -70oC, a w innych tak gorąco jak 55oC, zakres ten wynosi tylko 125oC. Na Merkurym temperatury wahają się od -180oC do 430oC, zakres 610oC.

Oceany, wraz z atmosferą, rozprowadzają ciepło wokół planety. Oceany pochłaniają ciepło w pobliżu równika, a następnie przenoszą tę energię słoneczną do bardziej polarnych regionów. Oceany również moderują klimat w danym regionie. Na tej samej szerokości geograficznej, zakres temperatur jest mniejszy na terenach położonych bliżej oceanów niż z dala od nich. Temperatury letnie nie są tak gorące, a zimowe nie są tak zimne, ponieważ woda potrzebuje dużo czasu, aby się ogrzać lub ochłodzić.

Cykl wodny

Oceany są istotną częścią ziemskiego cyklu wodnego. Ponieważ pokrywają one tak dużą część planety, większość parowania pochodzi z oceanów i większość opadów spada na oceany.

Biologicznie bogate

Oceany są domem dla ogromnej ilości życia. To znaczy, mają ogromną różnorodność biologiczną (rysunek poniżej). Drobne rośliny oceaniczne tworzą podstawę sieci pokarmowej, która wspiera wszystkie rodzaje form życia. Życie morskie stanowi większość całej biomasy na Ziemi. (Biomasa to całkowita masa organizmów żywych na danym obszarze). Organizmy te dostarczają nam pożywienia, a nawet tlenu tworzonego przez rośliny morskie.

Margines kontynentalny

Przypomnij sobie z rozdziału Tektonika płyt, że dno oceanu nie jest płaskie: grzbiety śródoceaniczne, rowy głębinowe i inne elementy wznoszą się ostro powyżej lub głęboko poniżej równin abisalnych. W rzeczywistości najwyższą górą na Ziemi jest wulkan Mauna Kea, który wznosi się na wysokość 10 203 m (33 476 stóp) z dna Oceanu Spokojnego, stając się jedną z wulkanicznych gór Hawajów. Najgłębszy kanion jest również na dnie oceanu, Challenger Deep w Rowu Mariańskiego, 10,916 m (35,814 ft).

Margines kontynentalny jest przejściem od lądu do głębin morskich lub, mówiąc geologicznie, od skorupy kontynentalnej do skorupy oceanicznej. Więcej niż jedna czwarta basenu oceanicznego to margines kontynentalny. (Rysunek poniżej).

Skład wody oceanicznej

Pamiętaj z rozdziału Minerały, że H2O jest cząsteczką polarną, więc może rozpuszczać wiele substancji (Rysunek poniżej). Sole, cukry, kwasy, zasady i cząsteczki organiczne mogą rozpuszczać się w wodzie.

Skąd pochodzi sól w wodzie morskiej? Gdy woda przemieszcza się przez skały i glebę na lądzie, zbiera jony. Jest to odwrotna strona wietrzenia. Sole stanowią około 3,5% masy wody oceanicznej, ale zawartość soli lub zasolenie jest różne w różnych miejscach.

Jakie byłoby zasolenie w estuarium? Tam, gdzie woda morska miesza się z wodą słodką, zasolenie jest niższe niż przeciętne.

Jakie byłoby zasolenie tam, gdzie jest dużo parowania? Tam, gdzie jest dużo parowania, ale mała cyrkulacja wody, zasolenie może być znacznie wyższe. Morze Martwe ma 30% zasolenia – prawie dziewięć razy więcej niż średnie zasolenie wody oceanicznej (rysunek poniżej). Jak myślisz, dlaczego ten zbiornik wodny jest nazywany Morzem Martwym?

Interaktywne mapy oceanów mogą pokazywać zasolenie, temperaturę, składniki odżywcze i inne cechy: http://earthguide.ucsd.edu/earthguide/diagrams/levitus/index.html.

Przy tak wielu rozpuszczonych substancjach zmieszanych w wodzie morskiej, jaka jest gęstość (masa na objętość) wody morskiej w stosunku do wody słodkiej?

Gęstość wody wzrasta, gdy:

• zasolenie wzrasta
• temperatura maleje
• ciśnienie wzrasta

Różnice w gęstości wody są odpowiedzialne za głębokie prądy oceaniczne, co zostanie omówione w lekcji Ruchy oceaniczne.

Słup wody

W 1960 roku, dwóch mężczyzn w specjalnie zaprojektowanej łodzi podwodnej zwanej Trieste zeszło do rowu podwodnego zwanego Głębią Challengera (10,910 metrów) (rysunek poniżej).

Średnia głębokość oceanu wynosi 3790 m, o wiele płycej niż głębokie rowy, ale nadal jest to niewiarygodna głębokość do życia dla stworzeń morskich. Co sprawia, że tak trudno jest żyć na dnie oceanu? Trzy główne czynniki, które sprawiają, że głęboki ocean jest trudny do zamieszkania, to brak światła, niska temperatura i bardzo wysokie ciśnienie.

Podziały pionowe

Aby lepiej zrozumieć regiony oceanu, naukowcy definiują słup wody według głębokości. Dzielą cały ocean na dwie strefy pionowo, w oparciu o poziom światła. Duże jeziora są podzielone na podobne regiony.

• Światło słoneczne przenika przez powierzchnię morza tylko do głębokości około 200 m, tworząc strefę fotyczną (fotyczny oznacza światło). Organizmy, które fotosyntetyzują zależą od światła słonecznego jako źródła pożywienia i dlatego są ograniczone do strefy fotycznej. Ponieważ drobne organizmy fotosyntetyzujące, znane jako fitoplankton, dostarczają prawie całą energię i składniki odżywcze do reszty morskiej sieci pokarmowej, większość innych organizmów morskich żyje w strefie fotycznej lub przynajmniej ją odwiedza.
• W strefie afotycznej nie ma wystarczającej ilości światła do fotosyntezy. Strefa afotyczna stanowi większość oceanu, ale ma stosunkowo niewielką ilość jego życia, zarówno pod względem różnorodności typów, jak i liczebności. Strefa afotyczna jest podzielona na podstawie głębokości (rysunek poniżej).

Podziały poziome

Dno morskie jest podzielone na strefy opisane powyżej, ale sam ocean jest również podzielony poziomo na podstawie odległości od brzegu.

• Najbliżej brzegu leży strefa międzypływowa (litoral), region między znakami wysokiego i niskiego pływu. Cechą charakterystyczną strefy międzypływowej jest zmiana: woda jest w ciągłym ruchu w falach, pływach i prądach. Ląd jest czasami pod wodą, a czasami jest odsłonięty.
• Strefa neritic jest od znaku niskiego pływu i opada stopniowo w dół do krawędzi morskiej strony szelfu kontynentalnego. Część światła słonecznego przenika tu do dna morskiego.
• Strefa oceaniczna to cała reszta oceanu od dolnej krawędzi strefy neritycznej, gdzie światło słoneczne nie dociera do dna. Dno morskie i słup wody są podzielone dalej, jak widać na powyższym).

Podsumowanie lekcji

• Oceany pomagają moderować temperatury na Ziemi.
• Głównymi pierwiastkami w wodzie morskiej są chlor, sód, magnez, siarczan i wapń.
• Średnie zasolenie oceanów wynosi około 3,5%.
• W wodzie morskiej, jeśli parowanie jest wysokie, zasolenie jest wysokie. Jeśli miesza się z nią woda słodka, zasolenie jest niskie.
• W strefie fotycznej jest wystarczająca ilość dostępnego światła do fotosyntezy.
• Większość oceanu leży w strefie afotycznej, gdzie nie ma wystarczającej ilości światła do fotosyntezy.
• Dno oceanu wynosi średnio około 3790 m, ale rowy oceaniczne są tak głębokie jak 10 910 m.
• Strefy nerytowe to obszary przybrzeżne, w tym strefa międzypływowa. Strefy oceaniczne to morskie regiony oceanu.

Pytania sprawdzające

1. Jaki procent powierzchni Ziemi pokrywa woda?
2. W jaki sposób oceany pomagają łagodzić temperaturę na Ziemi?
3. Jaka jest najczęstsza substancja rozpuszczona w wodzie oceanicznej?
4. Zdefiniuj gęstość. Dlaczego gęstość jest ważna dla słupa wody?
5. Porównaj i skontrastuj strefę fotyczną i afotyczną.
6. Krótko opisz typy organizmów występujących w strefie międzypływowej, neritowej i oceanicznej.

Punkty do rozważenia

• Jak ruchy wody, takie jak pływy i fale, wpływają na żywe stworzenia w morzu i w jego pobliżu?
• Czy możliwe jest posiadanie rzeki w środku oceanu?
• Jakie czynniki wpływają na ruch wody oceanicznej? Jak te czynniki wpływają na klimat na świecie i ekosystem oceanu?

.