MORSKE TOKOVE: KAKO NASTAJAJO, VRSTE, POSLEDICE, POMEN - OKOLJE - 2025

V tokovi so masivno razseljevanje površinske in globoke vode, ki jo vetrov povzroča, Zemljina 'S rotacija, razlike v temperaturi in slanosti. Lahko so plitke in globoke, plitke pa se pojavijo v prvih 200 do 400 m globine. S svoje strani so veliki tokovi v večjih globinah.

Površinski morski tokovi nastajajo zaradi pritiska vode s strani vetrov, globoki pa zaradi temperaturnih razlik in slanosti.

Glavni morski tokovi na svetu. Vir: Dr. Michael Pidwirny (glej http://www.physicalgeography.net) / Javna domena

Tako plitki kot globoki tokovi se med seboj dopolnjujejo in tvorijo velik oceanski tekoči trak. Tako se vodne mase gibljejo v površinskih tokovih, ki gredo od ekvatorja do polarnega kroga in se vračajo v globokih tokovih.

V primeru globokih tokov se vrnejo do ekvatorja in nadaljujejo na Antarktiko skozi vse oceane. Na Antarktiki krenejo proti vzhodu, prečkajo Indijski ocean in od tam do Tihega oceana, kjer se topli površinski tokovi premaknejo proti severu in se vrnejo v Atlantik.

Sistemi morskih tokov tvorijo tako imenovane oceanske žire, po katerih voda kroži v planetih oceanov. Obstaja 5 glavnih žirov, dve v Atlantskem oceanu, dve v Tihem in ena v Indijskem oceanu.

Med najvidnejše tokove spadajo Mehiški zaliv, Las Agujas, Vzhodna Avstralija, Humboldt in Sredozemlje. Vsi oceanski tokovi izpolnjujejo pomembne funkcije v planetarnem sistemu z urejanjem podnebja, distribucijo hranil in biotske raznovrstnosti, pa tudi z lažjo navigacijo.

Kako nastajajo oceanski tokovi?

- splošni oceanski pogoji

V oceanih je gradient površinskega temperaturnega gradienta, kjer je najvišja temperatura v Rdečem morju s 36 ºC, najnižja pa v morju Weddell (Antarktika) z -2 ºC. Prav tako obstaja navpični temperaturni gradient, s toplimi vodami v prvih 400 m in zelo hladnim pasom pod 1.800 m.

Obstaja tudi gradient slanosti, s slanimi vodami na območjih z manj padavinami, kot je Atlantik, in manj slanimi, kjer več dežuje (Tihi ocean). Po drugi strani je na obalah manj slanosti, kjer se reke, ki oskrbujejo s sladko vodo, pretakajo v odvisnosti od morja.

Tako temperatura kot slanost vplivata na gostoto vode; višja temperatura, nižja gostota in višja slanost, večja je gostota. Ko pa morska voda zmrzne in tvori led, je njena gostota večja kot gostota tekoče vode.

- Coriolisov učinek

Zemlja se vrti na svoji osi proti vzhodu, kar povzroči navidezen odklon v katerem koli predmetu, ki se premika po njegovi površini. Na primer, izstrelk, izstreljen iz ekvatorja proti mestu na Aljaski (severno), bo pristal nekoliko desno od cilja.

Ta isti pojav vpliva na vetrove in oceanske tokove in je znan kot Coriolisov učinek.

- Razvoj tokov

Površinski tokovi

Zaradi diferencialnega ogrevanja Zemlje obstajajo tople temperature v bližini ekvatorja in hladne na polovicah. Masa vročega zraka se dviga in ustvari vakuum, to je območje z nizkim tlakom.

Tako se prostor, ki ga zapusti vroč zrak, napolni z zrakom iz hladnega območja (območja z visokim tlakom), ki se tam premika zaradi delovanja vetrov. Poleg tega Zemlja v svojem rotacijskem gibanju povzroči centrifugalno silo na ekvatorju, zaradi česar se voda na tem območju premika proti severu in jugu.

Prav tako so vode v bližini ekvatorja manj slane zaradi dejstva, da je več dežja, ki zagotavlja sladko vodo in redči soli. Medtem ko proti polovam dežuje manj, velik odstotek vode pa zamrzne, zato je koncentracija soli v tekoči vodi višja.

Po drugi strani so vode na ekvatorju toplejše zaradi večjega pojavljanja sončnega sevanja. Zaradi tega se voda na tem območju razširi in dvigne nivo ali višino.

Površinski tokovi severnoatlantskega Gyreja

Pri analizi učinka teh dejavnikov v severnem Atlantiku opazimo, da nastane velik sistem zaprtega kroženja morskih tokov. Začne se z vetrovi, ki prihajajo s severovzhoda (trgovinski vetrovi), ki povzročajo površinske morske tokove.

Ti severovzhodni tokovi, ko dosežejo ekvator, se zaradi vrtenja premikajo proti zahodu, začenši z zahodne afriške obale. Potem, ko doseže Ameriko, ekvatorialni tok naleti na neprekinjene zemeljske ovire proti severu.

Severnoatlantski tok. Vir: Goddard Center za vesoljske poleteDerivativno delo MagentaGreen (SVG različica) / Javna domena

Prisotnost ovir plus centrifugalna sila ekvatorja in razlika v temperaturi med ekvatorialnimi in polarnimi vodami usmerjata tok na severovzhod. Tok povečuje svojo hitrost, ko kroži v ozkih kanalih med karibskimi otoki in kanalom Jukatana.

Nato se od Mehiškega zaliva nadaljuje skozi Floridski ožini, okrepi se tako, da se pridruži toku Antilov. Od tu nadaljuje svojo pot proti severu ob vzhodni obali Severne Amerike in pozneje severovzhodu.

Globoki tokovi severnoatlantskega Gyreja

Na potovanju proti severu Zalivski tok izgubi toploto in voda izhlapi, postane slanejša in gostejša in potone, da postane globok tok. Kasneje ko doseže kopensko oviro severozahodne Evrope, se razcepi in ena veja se nadaljuje proti severu, nato pa zavije proti zahodu, druga pa proti jugu in se vrne v ekvator.

Zaprtje severnoatlantskega Gyreja

Veja tokov severnoatlantskega žiroja, ki trči v zahodno Evropo, se usmeri proti jugu in tvori Kanarski tok. V tem procesu so vključene tokove Sredozemskega morja v zahodni smeri, ki veliko prispevajo v Atlantski ocean.

Podobno trgovski vetrovi potiskajo vodo afriške obale proti zahodu in dokončajo severnoatlanski obrat.

Severnoatlanski subpolarni Gyre

Trenutni naslov proti severu tvori severnoatlanski subpolarni Gyre, proti zahodu pa se sreča s Severno Ameriko. Tu nastane hladen in globok labradorski tok, ki se usmeri proti jugu.

Ta labradorski oceanski tok prehaja pod zalivskim tokom v nasprotni smeri. Gibanje teh tokov je izraženo z razlikami v temperaturi in koncentraciji soli (termohalinski tokovi).

Velik oceanski transportni trak

Nabor termohalinskih tokov tvori sistem tokov, ki krožijo pod površinskimi tokovi in ​​tvorijo velik oceanski tekoči trak. Gre za sistem hladnih in globokih tokov, ki sega od severnega Atlantika do Antarktike.

Ocean transportni trak. Vir: Avsa / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Na Antarktiki tokovi gredo proti vzhodu in se ob prehodu Avstralije usmeri proti severnemu Tihem oceanu. V tem procesu se vode segrejejo, zato se dvignejo, ko dosežejo severni Tihi ocean. Nato se v Atlantik vrnejo v obliki toplega površinskega toka, ki preide Indijski ocean in se poveže z oceanskimi žiresami.

Vrste oceanskih tokov

Obstajata dve osnovni vrsti oceanskih tokov, ki jih določata dejavniki, ki jih povzročajo, in oceanska raven, skozi katero krožijo.

Plitki in globoki morski tokovi. Vir: Thomas Splettstoesser / Javna domena

Površinski morski tokovi

Ti tokovi se pojavljajo v prvih 400-600 m globine morja in izvirajo iz vetrov in vrtenja Zemlje. Vsebujejo 10% mase vode v oceanih.

Globoki morski tokovi

Globoki tokovi se pojavljajo pod globino 600 m in izpodrivajo 90% mase morske vode. Ti tokovi se imenujejo termohalinski kroženje, saj jih povzročajo razlike v temperaturi vode ("termo") in koncentraciji soli ("haline").

Glavni oceanski tokovi

Glavni morski tokovi na svetu. Mariiana QM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Oceanski gyres

Morski tokovi tvorijo krožne sisteme tokov, imenovane oceanske žire, glede na vzorec vetrov in zaradi vrtenja Zemlje. Obstaja 6 glavnih obratov:

• Severnoatlantska žira
• Južnoatlantska žira
• Severno Tihi ocean Gyre
• Južno Tihi ocean Giro
• Zavoj Indijskega oceana
• Predenje na Antarktiki

Vsak zavoj tvorijo različni tokovi, od katerih je tok zahodne meje vsakega zavoja usmerjen proti ustreznemu polu. Z drugimi besedami, severni Atlantik in Severno Tihi ocean gresta na Severni pol, Južni Atlantik, Južni Tihi ocean in Indija pa na Južni pol.

Ocean gires. Vir: NOAA / Javna domena

Tokovi zahodne meje vsake gire so najmočnejši, zato tok Mehičnega zaliva ustreza severnoatlantskemu vrtljaju, tok Kuroshio pa severnemu Tihem oceanu.

V južnoatlantskem Gyre-ju je najmočnejši tok Brazilije, v južnem Tihem oceanu pa vzhodna Avstralija. Na Giro del Indico je tok Las Agujas, ki teče ob vzhodni obali Afrike od severa do juga.

Kot primer vzamemo severnoatlantsko žiro, ugotovimo, da je celoten sistem sestavljen iz štirih tokov. V tem Giroju poleg zalivskega toka na zahodu poteka severnoatlantski tok severovzhodno.

Potem se na vzhodu nahaja tok Las Canarias, ki usmeri jugovzhod, vezje pa se zapre s severnoekvatorialnim tokom proti zahodu.

Mehiški zaliv

Ta tok je del severnoatlantske žire in je tako imenovan, ker je rojen v Mehiškem zalivu. Tu se površinske vode segrejejo in širijo, kar dviga morsko gladino glede na hladnejše severne vode.

Zato se tok ustvarja iz zaliva proti severu, kjer bo voda izgubila toploto in oblikovala severnoatlantski tok.

Zahodnoevropsko podnebje

Zalivski tok veliko prispeva k uravnavanju podnebja Zahodne Evrope, zahvaljujoč vročini, ki jo prinaša iz Mehičnega zaliva. To toploto, ki se sprošča iz Grenlandije, odpihuje proti celini zahodni veter, ki umirja celinske temperature.

Sredozemski tok

Sredozemsko morje je skoraj zaprt bazen, razen 14,24 km široke povezave z Atlantskim oceanom skozi Gibraltarsko ožino. To morje z izhlapevanjem v toplih poletjih letno izgubi približno 1 m vode.

Povezava z Atlantikom in nastali tokovi omogočajo obnavljanje izgubljene vode in kisik. Tokovi, ki zapustijo Sredozemlje, pomagajo oblikovati zalivski tok.

Gradient slanosti

Slanost in temperatura sta temeljna dejavnika, ki ustvarjata tok med Sredozemljem in Atlantikom. Zaradi izgube vode z izhlapevanjem v zaprtem območju je slanost v Sredozemlju večja kot v Atlantskem oceanu onkraj ožine.

Voda z višjo vsebnostjo soli je gostejša in sega na dno in tvori globok tok proti Atlantiku z nižjo koncentracijo soli. Po drugi strani je površinska vodna plast Atlantika toplejša kot v Sredozemlju in ustvarja površinski tok od Atlantika do Sredozemlja.

Humboldtov tok

Gre za površinski tok hladne vode, ki potuje od Antarktike do ekvatorja ob južnoameriški pacifiški obali. Izvira iz dviga ali dviga dela hladnih voda globokega toka Južnega Tihega oceana ob trčenju z južnoameriško obalo.

Je del subtropskega žirota južnega Tihega oceana in je odgovoren za zagotavljanje velike količine hranilnih snovi obalam Čila, Perua in Ekvadorja.

Posledice

Porazdelitev toplote in slanosti

Oceanski tokovi se pretakajo iz krajev s toplejšimi in slanejšimi vodami v hladnejša območja z manj koncentracije soli. Pri tem pomagajo porazdeliti toploto v okolici in vsebnost soli v oceanih.

Vpliv na podnebje

S premikanjem množice tople vode v hladna območja tokovi sodelujejo pri urejanju podnebja Zemlje. Primer tega je umirjajoč vpliv temperature okolice, ki jo ima tok Mehiškega zaliva v zahodni Evropi.

Če bi zalivski tok prenehal teči, bi se temperatura zahodne Evrope spustila v povprečju za 6 ° C.

Orkani

Morski tokovi s prenosom toplote zagotavljajo vlago z izhlapevanjem in ustvarjajo krožno gibanje v tesni povezavi z vetrovi, ki so vzrok za orkane.

Izmenjava plina

Morska voda vzdržuje konstantno izmenjavo plinov z atmosfero, vključno z vodno paro, kisikom, dušikom in CO _2. Ta izmenjava je mogoča zaradi gibanja vode po morskih tokovih, ki prispeva k prekinitvi površinske napetosti.

Obalno modeliranje

Oceanski tokovi izvajajo obrabno in vlečno silo (erozijo) na površini morskega dna in na obalah, skozi katere prehajajo. Ta erozijski učinek že tisočletja oblikuje morsko dno, morja in obale.

Porazdelitev hranil in biotska raznovrstnost

Po drugi strani pa morski tokovi nosijo s seboj tudi hranila in plankton, ki se hranijo z njimi. To pogojuje porazdelitev morske favne, saj je skoncentrirana tam, kjer je na voljo več hrane.

Plankton pasivno odnašajo površinski tokovi, del hranilnih snovi pa se obori na dnu, kjer jih izpodrinejo globoki tokovi. Kasneje se ta hranila vrnejo na površje v tako imenovanih vzpetinah ali morskih izlivih voda.

Izliv ali izliv morskih voda

Globoki tokovi povzročajo tako imenovane vzpetine ali izlive morskih voda. Gre za dvig hladnih globokih voda na površje, ki prenašajo hranila, odlagana v globokem oceanu.

Naraščajoči morski tokovi. Vir: NASA / Javna domena

Na območjih, kjer se to dogaja, je večji razvoj populacij fitoplanktona in s tem rib. Ta območja postanejo pomembna ribolovna območja, kot je perujska pacifiška obala.

Koncentracija onesnaževal

Oceani imajo resne težave z onesnaževanjem zaradi človekovega delovanja, v katerega so vštete velike količine odpadkov, predvsem plastičnih. Morski tokovi prenašajo to razbitje, zaradi krožnega vzorca površine pa so te koncentrirane na določenih območjih.

Tu nastanejo tako imenovani plastični otoki, ki nastanejo s koncentriranjem plastičnih fragmentov na velikih območjih v središču oceanskih žirov.

Na enak način kombinacija površnih morskih tokov z valovi in ​​oblike obale koncentrira odpadke na določenih območjih.

Pomen za ekosisteme in življenje na Zemlji

Morske migracije

Mnoge morske vrste, kot so želve, kitovi (kiti, delfini) in ribe, uporabljajo oceanske tokove za svoje morske migracije na dolge razdalje. Ti tokovi pomagajo določiti pot, zmanjšujejo potovalno energijo in zagotavljajo hrano.

Razpoložljivost hranil

Porazdelitev hranil tako vodoravno kot navpično v oceanih je odvisna od morskih tokov. To pa vpliva na populacijo fitoplanktona, ki sta glavni proizvajalec in osnova živil.

Tam, kjer so hranila, so plankton in ribe, ki se hranijo z njim, pa tudi druge vrste, ki se prehranjujejo z ribami, kot so morske ptice.

Ribolov

Porazdelitev hranilnih snovi skozi oceanske tokove vpliva na razpoložljivost ribolova za ljudi.

Na voljo kisik

Morski tokovi z mobilizacijo vode prispevajo k njeni oksigenaciji, kar je nujno za razvoj vodnega življenja.

Kopenski ekosistemi

Na obalne in celinske ekosisteme vplivajo morski tokovi, kolikor uravnavajo celinsko podnebje.

Negacija

Morski tokovi so človeku omogočili razvoj plovbe, kar je omogočilo potovanje morja na oddaljene destinacije. To je omogočilo raziskovanje Zemlje, širjenje človeške vrste, trgovino in gospodarski razvoj na splošno.

Dejavniki, ki vplivajo na smer tokov

Smer, ki jo vodijo oceanski tokovi, je v svetovnih oceanih izražena v pravilnem vzorcu. Ta vzorec smeri določa več dejavnikov, katerih sile so sončna energija in gravitacija Zemlje in Lune.

Sončno sevanje, atmosferski tlak in smer vetrov

Sončno sevanje vpliva na smer oceanskih tokov, saj je vzrok za vetrove. To so glavni vzrok za nastanek površinskih tokov, ki sledijo smeri vetrov.

Temperaturni gradient in gravitacija

Sončno sevanje vpliva tudi na smer oceanskih tokov, tako da segreva vodo in povzroči, da se širi. Zaradi tega se voda povečuje v količini in dvigne morsko gladino; z višjimi območji oceana (vroče) kot druge (hladno).

Tako nastane razlika v nivoju, torej pobočje, ki premika vodo proti spodnjem delu. Na ekvatorju so na primer temperature visoke, zato se voda širi, kar določa višino morja za 8 cm kot na drugih območjih.

Gradient slanosti

Drugi dejavnik, ki vpliva na smer oceanskih tokov, je razlika v slanosti med različnimi območji oceana. Ko je voda slanejša, se njena gostota povečuje in tone, globoki tokovi pa se premikajo kot funkcija gradientov temperature in slanosti.

Morski in obalni relief

Oblika celinske police in obale vplivata tudi na smer morskih tokov. V primeru površinskih tokov, ki tečejo ob obalah, oblike kopnega vplivajo na njihovo smer.

Globoki tokovi, ki vplivajo na celinsko polico, lahko trpijo tako vodoravno kot navpično.

Vrtenje Zemlje in Coriolisov učinek

Vrtenje Zemlje vpliva na smer vetrov z ustvarjanjem centrifugalne sile na ekvatorju, ki potisne tokove proti polovam. Poleg tega Coriolisov učinek usmerja tokove desno v Severni polobli in levo v Južni polobli.

Reference

1. Campbell, N. in Reece, J. (2009). Biologija. 8. izdaja Pearson Benjamin / Cummings.
2. Castro, P. in Huber, ME (2007). Morska biologija. 6. izdaja McGraw-Hill.
3. Kelly, KA, Dickinson, S., McPhaden, MJ in Johnson, GC (2001). Oceanski tokovi so vidni v satelitskih podatkih vetra. Pismo o geofizičnih raziskavah.
4. Neumann, G. (1968). Oceanski tokovi. Založba Elsevier.
5. Pineda, V. (2004). Poglavje 7: Morfologija oceanskega dna in značilnosti obale. V: Werlinger, C (ur.). Morska biologija in oceanografija: pojmi in procesi. Zvezek I.
6. Prager, EJ in Earle, SS (2001). Oceani. McGraw-Hill.
7. Ulanski, S. (2012). Zalivski tok. Neverjetna zgodba o reki, ki prečka morje. Turner Publications SL