اقیانوس بدنه ای از آب شور است که تقریباً 70.8 درصد از زمین را پوشانده است . [8] در زبان انگلیسی ، اصطلاح اقیانوس همچنین به هر یک از توده‌های بزرگ آبی که اقیانوس جهان به طور معمول به آن تقسیم می‌شود، اشاره دارد. [9] نام‌های زیر پنج منطقه مختلف اقیانوس را توصیف می‌کنند: اقیانوس آرام ، اقیانوس اطلس ، هند ، قطب جنوب/جنوب ، و قطب شمال . [10] [11] اقیانوس شامل 97 درصد از آب زمین است [8] و جزء اصلی [[هیدروسفر] زمین است و بنابراین برای حیات روی زمین ضروری است. اقیانوس با عمل به عنوان یک مخزن بزرگ گرما بر الگوهای آب و هوا و آب و هوا ، چرخه کربن و چرخه آب تأثیر می گذارد .
دانشمندان علوم اقیانوسی، اقیانوس را بر اساس شرایط فیزیکی و بیولوژیکی به مناطق عمودی و افقی تقسیم کردند. منطقه پلاژیک ستون آب اقیانوس باز از سطح تا کف اقیانوس است. ستون آب بیشتر بر اساس عمق و مقدار نور موجود به مناطق تقسیم می شود. منطقه فوتیک از سطح شروع می شود و به عنوان "عمقی که در آن شدت نور فقط 1٪ مقدار سطح است" تعریف می شود [12] : 36 (تقریباً 200 متر در اقیانوس باز). این منطقه ای است که فتوسنتز می تواند رخ دهد. در این فرآیند گیاهان و جلبک های میکروسکوپی ( فیتوپلانکتون شناور آزاد ) از نور، آب، دی اکسید کربن و مواد مغذی برای تولید مواد آلی استفاده می کنند. در نتیجه، منطقه فوتیک بیشترین تنوع زیستی و منبع تامین غذا است که بیشتر اکوسیستم اقیانوس را حفظ می کند . فتوسنتز اقیانوس همچنین نیمی از اکسیژن جو زمین را تولید می کند. [13] نور تنها می تواند چند صد متر دیگر نفوذ کند. بقیه اعماق اقیانوس سرد و تاریک است (این مناطق را مناطق مزوپلاژیک و آفوتیک می نامند ). فلات قاره جایی است که اقیانوس به خشکی می رسد. کم عمق تر است و عمق آن چند صد متر یا کمتر است. فعالیت های انسانی اغلب اثرات منفی بر زندگی دریایی در فلات قاره دارد.
دمای اقیانوس ها به میزان تابش خورشیدی که به سطح اقیانوس می رسد بستگی دارد. در مناطق استوایی، دمای سطح می تواند به بیش از 30 درجه سانتیگراد (86 درجه فارنهایت) افزایش یابد. در نزدیکی قطب‌هایی که یخ دریا تشکیل می‌شوند، دمای تعادل حدود ۲- درجه سانتیگراد (۲۸ درجه فارنهایت) است. در تمام قسمت‌های اقیانوس، دمای اعماق اقیانوس بین ۲- درجه سانتیگراد (۲۸ درجه فارنهایت) و ۵ درجه سانتیگراد (۴۱ درجه فارنهایت) متغیر است. [14] گردش مداوم آب در اقیانوس جریان های اقیانوسی را ایجاد می کند . این جریان ها توسط نیروهایی که بر روی آب وارد می شوند، مانند اختلاف دما و شوری، گردش اتمسفر (باد) و اثر کوریولیس ایجاد می شوند . [15] جزر و مد جریان های جزر و مدی ایجاد می کند، در حالی که باد و امواج باعث جریان های سطحی می شوند. جریان گلف استریم ، جریان کوروشیو ، جریان آگولهاس و جریان قطبی قطب جنوب همگی جریان‌های اصلی اقیانوسی هستند. چنین جریان هایی مقادیر زیادی آب، گازها، آلاینده ها و گرما را به نقاط مختلف جهان و از سطح به اعماق اقیانوس منتقل می کنند. همه اینها بر سیستم آب و هوای جهانی تأثیر می گذارد .
آب اقیانوس حاوی گازهای محلول از جمله اکسیژن ، دی اکسید کربن و نیتروژن است . تبادل این گازها در سطح اقیانوس اتفاق می افتد. حلالیت این گازها به دما و شوری آب بستگی دارد. [16] غلظت دی اکسید کربن در جو به دلیل انتشار CO2 ، عمدتاً از احتراق سوخت فسیلی، در حال افزایش است. از آنجایی که اقیانوس ها CO 2 را از جو جذب می کنند ، غلظت بالاتر منجر به اسیدی شدن اقیانوس (کاهش مقدار pH ) می شود. [17]
اقیانوس مزایای زیادی مانند خدمات اکوسیستم ، دسترسی به غذاهای دریایی و سایر منابع دریایی و وسیله حمل و نقل را برای انسان فراهم می کند . اقیانوس به عنوان زیستگاه بیش از 230000 گونه شناخته شده است ، اما ممکن است به میزان قابل توجهی بیش از دو میلیون گونه را در خود جای دهد. [18] با این حال، اقیانوس با بسیاری از تهدیدات زیست محیطی ، مانند آلودگی دریا، صید بیش از حد، و اثرات تغییرات آب و هوا مواجه است . این اثرات شامل گرم شدن اقیانوس ها ، اسیدی شدن اقیانوس ها و افزایش سطح دریاها است . فلات قاره و آب های ساحلی بیشتر تحت تأثیر فعالیت های انسانی قرار می گیرند.
اصطلاحات «اقیانوس» یا «دریا» که بدون ذکر مشخصات استفاده می‌شوند به بدنه آب نمکی به هم پیوسته ای اشاره دارد که اکثر سطح زمین را می‌پوشاند. [10] [11] این اقیانوس شامل اقیانوس آرام ، اقیانوس اطلس ، هند ، جنوب/قطب جنوب ، و اقیانوس منجمد شمالی است . [19] به عنوان یک اصطلاح کلی، "اقیانوس" و "دریا" اغلب قابل تعویض هستند. [20]
به بیان دقیق، "دریا" بدنه ای از آب (به طور کلی تقسیم اقیانوس جهانی) است که به طور جزئی یا کامل توسط خشکی محصور شده است. [21] کلمه "دریا" همچنین می تواند برای بسیاری از آب دریاهای خاص و بسیار کوچکتر مانند دریای شمال یا دریای سرخ استفاده شود . هیچ تمایز دقیقی بین دریاها و اقیانوس ها وجود ندارد، اگرچه معمولاً دریاها کوچکتر هستند و اغلب تا حدی (به عنوان دریاهای حاشیه ای ) یا کاملاً (به عنوان دریاهای داخلی ) با خشکی هم مرز هستند. [22]
مفهوم معاصر اقیانوس جهانی در اوایل قرن بیستم توسط اقیانوس شناس روسی یولی شوکالسکی برای اشاره به اقیانوس پیوسته ای که بیشتر زمین را پوشانده و احاطه کرده است ابداع شد. [23] [24] بدنه جهانی و بهم پیوسته آب نمک گاهی اوقات به عنوان اقیانوس جهانی، اقیانوس جهانی یا اقیانوس بزرگ شناخته می شود . [25] [26] [27] مفهوم یک توده آبی پیوسته با تبادل نسبتاً نامحدود بین اجزای آن در اقیانوس‌شناسی حیاتی است . [28]
کلمه اقیانوس از شکل در دوران باستان کلاسیک گرفته شده است ، Oceanus ( / oʊ ˈ s iː ə n ə s / ؛ یونانی : Ὠκεανός Ōkeanós ، [ 29] تلفظ می شود [ɔːkeanós] )، بزرگتر تایتان ها در کلاسیک یونانی . یونانیان و رومیان باستان اوشنوس را مظهر الهی رودخانه ای عظیم می دانستند که جهان را احاطه کرده است.
مفهوم Ōkeanós یک پیوند هند و اروپایی دارد . Ōkeanós یونانی با لقب ودایی ā-śáyāna- که از اژدهای Vṛtra- که گاوها/رودخانه ها را اسیر می کرد، تشبیه شده است . مربوط به این مفهوم، Okeanos با دم اژدها در برخی از گلدان های یونانی اولیه نشان داده شده است. [30]
دانشمندان بر این باورند که مقدار قابل توجهی آب در مواد تشکیل دهنده زمین وجود داشته است. [31] مولکول‌های آب زمانی که در طول شکل‌گیری آن جرم کمتری داشت، راحتتر از گرانش زمین می‌گریختند. این فرار جوی نامیده می شود .
در طول شکل گیری سیاره ها ، زمین احتمالاً دارای اقیانوس های ماگمایی بوده است . متعاقبا، برون‌گاز ، فعالیت‌های آتشفشانی و برخورد شهاب‌سنگ‌ها ، بر اساس تئوری‌های کنونی، اتمسفر اولیه‌ای از دی‌اکسید کربن ، نیتروژن و بخار آب ایجاد کرد . تصور می شود که گازها و اتمسفر در طی میلیون ها سال انباشته شده اند. پس از خنک شدن قابل توجه سطح زمین، بخار آب در طول زمان متراکم شده و اولین اقیانوس های زمین را تشکیل می دهد. [32] اقیانوس های اولیه ممکن است به طور قابل توجهی گرمتر از امروز بوده و به دلیل محتوای بالای آهن سبز به نظر می رسیدند. [33]
شواهد زمین شناسی به محدود کردن چارچوب زمانی برای آب مایع موجود در زمین کمک می کند. نمونه ای از بازالت بالشی (نوعی سنگ تشکیل شده در طی فوران زیر آب) از کمربند ایسوا گرین استون به دست آمد و شواهدی را ارائه می دهد که نشان می دهد آب در 3.8 میلیارد سال پیش روی زمین وجود داشته است. [34] در کمربند گرین استون Nuvvuagittuq ، کبک ، کانادا، سنگ‌هایی با قدمت 3.8 میلیارد سال توسط یک مطالعه [35] و 4.28 میلیارد سال قدمت توسط مطالعه دیگری [36] شواهدی از وجود آب در این سنین نشان می‌دهند. [34] اگر اقیانوس‌ها زودتر از این زمان وجود داشته‌اند، هرگونه شواهد زمین‌شناسی یا هنوز کشف نشده است، یا از آن زمان توسط فرآیندهای زمین‌شناسی مانند بازیافت پوسته از بین رفته است . با این حال، در آگوست 2020، محققان گزارش دادند که آب کافی برای پر کردن اقیانوس‌ها ممکن است از ابتدای شکل‌گیری این سیاره همیشه روی زمین وجود داشته باشد. [37] [38] [39] در این مدل، گازهای گلخانه‌ای اتمسفر از یخ زدن اقیانوس‌ها جلوگیری می‌کردند، زمانی که خورشید تازه تشکیل شده تنها 70 درصد درخشندگی فعلی خود را داشت . [40]
منشا اقیانوس های زمین ناشناخته است. تصور می شود که اقیانوس ها در عصر هادین شکل گرفته اند و ممکن است علت پیدایش حیات بوده باشند .
تکتونیک صفحات ، بازگشت پس از یخبندان ، و افزایش سطح دریا به طور مداوم خط ساحلی و ساختار اقیانوس جهانی را تغییر می دهند. یک اقیانوس جهانی در یک شکل یا شکل دیگر برای قرن ها وجود داشته است.
از زمان شکل‌گیری اقیانوس، شرایط و شکل‌های بسیاری را با تقسیم‌بندی‌های اقیانوسی گذشته به خود گرفته است و به طور بالقوه در مواقعی کل کره زمین را در بر می‌گیرد. [41]
در طول دوره‌های آب و هوایی سردتر، کلاهک‌های یخی و یخچال‌های طبیعی بیشتری تشکیل می‌شوند و به اندازهای از ذخایر آب جهانی به صورت یخ جمع می‌شود تا میزان آن در سایر بخش‌های چرخه آب کاهش یابد. برعکس در دوره های گرم صادق است. در طول آخرین عصر یخبندان، یخچال‌ها تقریباً یک سوم جرم زمین را پوشانده بودند و در نتیجه اقیانوس‌ها حدود 122 متر (400 فوت) پایین‌تر از امروز بودند. در طول آخرین "طلسم گرم" جهانی، در حدود 125000 سال پیش، دریاها حدود 5.5 متر (18 فوت) بالاتر از الان بودند. حدود سه میلیون سال پیش اقیانوس ها می توانستند تا 50 متر (165 فوت) بالاتر باشند. [42]
کل اقیانوس، حاوی 97 درصد از آب زمین، 70.8 درصد از سطح زمین را در بر می گیرد، [8] که آن را اقیانوس جهانی یا اقیانوس جهانی زمین می کند . [23] [25] این باعث می شود زمین، همراه با هیدروسفر پر جنب و جوش آن ، یک "دنیای آب" [43] [44] یا " دنیای اقیانوسی "، [45] [46] به ویژه در تاریخ اولیه زمین، زمانی که تصور می شود اقیانوس دارای احتمالاً زمین را به طور کامل پوشانده است. [41] شکل اقیانوس نامنظم است و به طور ناهمواری بر سطح زمین مسلط است . این منجر به تمایز سطح زمین به نیمکره آبی و خشکی و همچنین تقسیم اقیانوس به اقیانوس های مختلف می شود.
آب دریا حدود 361،000،000 کیلومتر مربع (139،000،000 مایل مربع) و دورترین قطب غیرقابل دسترس اقیانوس ، معروف به " نقطه نمو "، در منطقه ای به نام قبرستان فضاپیما در اقیانوس آرام جنوبی ، در 48°2'S312.6 درجه سانتی گراد را پوشش می دهد. / 48.8767 درجه جنوبی 123.3933 درجه غربی / -48.8767; -123.3933 (نقطه نمو) . این نقطه تقریباً 2688 کیلومتر (1670 مایل) از نزدیکترین زمین فاصله دارد. [47]
آداب و رسوم مختلفی برای تقسیم اقیانوس وجود دارد و توسط توده های آبی کوچکتر مانند دریاها ، خلیج ها ، خلیج ها ، تنگه ها و تنگه ها متوقف می شود .
اقیانوس معمولاً به پنج اقیانوس اصلی تقسیم می شود که در زیر به ترتیب نزولی مساحت و حجم فهرست شده است:
اقیانوس حوضه های اقیانوسی زمین را پر می کند . حوضه های اقیانوسی زمین، استان های زمین شناسی مختلف پوسته اقیانوسی زمین و همچنین پوسته قاره ای را پوشش می دهند . به این ترتیب عمدتاً حوضه های ساختاری زمین ، اما فلات قاره را نیز پوشش می دهد .
در میانه اقیانوس، ماگما به طور مداوم از طریق بستر دریا بین صفحات مجاور رانده می شود تا برآمدگی های میانی اقیانوسی را تشکیل دهد و در اینجا جریان های همرفتی درون گوشته تمایل دارند این دو صفحه را از هم جدا کنند. به موازات این پشته ها و نزدیکتر به سواحل، یک صفحه اقیانوسی ممکن است در زیر صفحه اقیانوسی دیگر در فرآیندی به نام فرورانش بلغزد . ترانشه‌های عمیق در اینجا تشکیل می‌شوند و این فرآیند با اصطکاک همراه است، زیرا صفحات به هم می‌سایند. حرکت به صورت تکان‌هایی انجام می‌شود که باعث زمین‌لرزه می‌شود، گرما تولید می‌شود و ماگما مجبور به ایجاد کوه‌های زیر آب می‌شود، که برخی از آنها ممکن است زنجیره‌ای از جزایر آتشفشانی را نزدیک به گودال‌های عمیق تشکیل دهند. در نزدیکی برخی از مرزهای بین خشکی و دریا، صفحات اقیانوسی کمی متراکم تر در زیر صفحات قاره ای می لغزند و گودال های فرورانش بیشتری تشکیل می شوند. وقتی صفحات قاره ای با هم رنده می شوند، تغییر شکل داده و کمانش می شوند که باعث ایجاد کوه و فعالیت لرزه ای می شود. [57] [58]
هر حوضه اقیانوسی یک خط الراس میان اقیانوسی دارد که رشته کوهی طولانی در زیر اقیانوس ایجاد می کند. آنها با هم سیستم خط الراس میان اقیانوسی جهانی را تشکیل می دهند که دارای طولانی ترین رشته کوه در جهان است. طولانی ترین رشته کوه پیوسته 65000 کیلومتر (40000 مایل) است. این رشته کوه زیر آب چندین برابر طولانی‌ترین رشته کوه قاره آند است . [59]
اقیانوس شناسان بیان می کنند که کمتر از 20 درصد اقیانوس ها نقشه برداری شده اند. [60] [ مبهم ]
منطقه ای که زمین به دریا می رسد به عنوان ساحل شناخته می شود و قسمتی که بین کمترین جزر و مد بهار و حد بالایی که توسط امواج پاشیده به آن می رسد ساحل است . ساحل عبارت است از تجمع ماسه یا زونا در ساحل. [61] سرچشمه نقطه ای از خشکی است که به داخل دریا بیرون زده است و دماغه بزرگتر به عنوان دماغه شناخته می شود . فرورفتگی یک خط ساحلی، به ویژه بین دو سرچشمه، یک خلیج است ، یک خلیج کوچک با یک ورودی باریک، یک یارو و یک خلیج بزرگ را می‌توان خلیج نامید . [62] خطوط ساحلی تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله قدرت امواج ورودی به ساحل، شیب حاشیه زمین، ترکیب و سختی سنگ ساحلی، شیب شیب خارج از ساحل و تغییرات سطح قرار دارند. زمین به دلیل بالا آمدن یا غرق شدن محلی. [61]
به طور معمول، امواج با سرعت 6 تا 8 در دقیقه به سمت ساحل می چرخند و این امواج به عنوان امواج سازنده شناخته می شوند زیرا تمایل دارند مواد را به سمت ساحل حرکت دهند و اثر فرسایشی کمی دارند. امواج طوفان به سرعت به ساحل می‌رسند و به عنوان امواج مخرب شناخته می‌شوند، زیرا آبگیر مواد ساحلی را به سمت دریا حرکت می‌دهد. تحت تأثیر آنها، ماسه و زونا در ساحل با هم آسیاب شده و ساییده می شوند. در حوالی جزر و مد، قدرت یک موج طوفان که به پای صخره برخورد می کند، اثر خردکننده ای دارد زیرا هوا در شکاف ها و شکاف ها فشرده می شود و سپس با آزاد شدن فشار به سرعت منبسط می شود. در عین حال، ماسه و سنگریزه با پرتاب شدن به صخره ها اثر فرسایشی دارند. این امر تمایل دارد که صخره را از بین ببرد و فرآیندهای هوازدگی معمولی مانند عمل یخبندان به دنبال دارد که باعث تخریب بیشتر می شود. به تدریج، یک سکوی برش موج در پای صخره ایجاد می شود و این یک اثر محافظتی دارد و فرسایش موج بیشتر را کاهش می دهد. [61]
مواد فرسوده شده از حاشیه زمین در نهایت به دریا ختم می شود. در اینجا در معرض ساییدگی است زیرا جریان‌هایی که به موازات ساحل جریان می‌یابند کانال‌ها را می‌شورند و ماسه و سنگریزه‌ها را از محل مبدا خود دور می‌کنند. رسوبی که توسط رودخانه ها به دریا منتقل می شود در بستر دریا می نشیند و باعث ایجاد دلتا در مصب می شود. همه این مواد تحت تأثیر امواج، جزر و مد و جریان ها به جلو و عقب حرکت می کنند. [61] لایروبی مواد را حذف می‌کند و کانال‌ها را عمیق‌تر می‌کند، اما ممکن است اثرات غیرمنتظره‌ای در سایر نقاط خط ساحلی داشته باشد. دولت ها تلاش می کنند تا با ساخت موج شکن ها ، دیواره های دریایی ، دایک ها و خاکریزها و سایر دفاع های دریایی، از طغیان زمین ها جلوگیری کنند. به عنوان مثال، سد تیمز برای محافظت از لندن در برابر موج طوفان طراحی شده است، [63] در حالی که شکست دایک ها و طوفان های اطراف نیواورلئان در طول طوفان کاترینا یک بحران انسانی در ایالات متحده ایجاد کرد.
.jpg/1280px-Season-long_composites_of_ocean_chlorophyll_(8161799575).jpg)
بیشتر اقیانوس به رنگ آبی است، اما در برخی نقاط اقیانوس آبی-سبز، سبز یا حتی زرد تا قهوه ای است. [64] رنگ آبی اقیانوس نتیجه چندین عامل است. اول، آب ترجیحا نور قرمز را جذب می کند، به این معنی که نور آبی باقی می ماند و به بیرون از آب منعکس می شود. نور قرمز به راحتی جذب می شود و بنابراین به اعماق زیاد، معمولاً به کمتر از 50 متر (164 فوت) نمی رسد. در مقایسه، نور آبی می تواند تا 200 متر (656 فوت) نفوذ کند. [65] دوم، مولکول‌های آب و ذرات بسیار ریز در آب اقیانوس ترجیحاً نور آبی را بیشتر از نور سایر رنگ‌ها پراکنده می‌کنند. پراکندگی نور آبی توسط آب و ذرات ریز حتی در شفاف ترین آب اقیانوس اتفاق می افتد، [66] و شبیه پراکندگی نور آبی در آسمان است .
مواد اصلی که بر رنگ اقیانوس تأثیر می گذارند شامل مواد آلی محلول ، فیتوپلانکتون های زنده با رنگدانه های کلروفیل و ذرات غیر زنده مانند برف دریایی و رسوبات معدنی است . [67] کلروفیل را می توان با مشاهدات ماهواره ای اندازه گیری کرد و به عنوان نماینده ای برای بهره وری اقیانوس ها ( بهره وری اولیه دریایی ) در آب های سطحی عمل می کند. در تصاویر ماهواره ای مرکب طولانی مدت، مناطقی با بهره وری بالای اقیانوسی به رنگ های زرد و سبز نشان داده می شوند زیرا حاوی فیتوپلانکتون های (سبز) بیشتری هستند ، در حالی که مناطق با بهره وری پایین به رنگ آبی نشان داده می شوند.
آب اقیانوس بزرگترین حجم آب را در چرخه آب جهانی نشان می دهد (اقیانوس ها 97 درصد از آب زمین را شامل می شوند ). تبخیر از اقیانوس، آب را به جو منتقل می کند تا بعداً دوباره به خشکی و اقیانوس ببارد. [68] اقیانوس ها تأثیر قابل توجهی بر زیست کره دارند . تصور می شود که اقیانوس به عنوان یک کل تقریباً 90٪ از بیوسفر زمین را پوشش می دهد . [60] تبخیر اقیانوسی ، به‌عنوان مرحله‌ای از چرخه آب، منبع بیشتر بارندگی (حدود 90 درصد) است، [68] که باعث پوشش ابر جهانی 67 درصد و پوشش ابر اقیانوسی ثابت 72 درصد می‌شود. [69] دمای اقیانوس ها بر اقلیم و الگوهای باد تأثیر می گذارد که بر زندگی در خشکی تأثیر می گذارد. یکی از دراماتیک‌ترین شکل‌های آب و هوا بر روی اقیانوس‌ها رخ می‌دهد: طوفان‌های استوایی (همچنین «طوفان» و «طوفان» نیز نامیده می‌شوند، بسته به محل تشکیل سامانه).
از آنجایی که اقیانوس جهان جزء اصلی هیدروسفر زمین است ، جزء لاینفک حیات روی زمین است، بخشی از چرخه کربن و چرخه آب را تشکیل می دهد ، و - به عنوان یک مخزن بزرگ گرما - بر اقلیم و الگوهای آب و هوا تأثیر می گذارد.
حرکات سطح اقیانوس که به عنوان موج یا امواج باد شناخته می شوند ، بالا و پایین رفتن جزئی و متناوب سطح اقیانوس هستند. مجموعه ای از امواج مکانیکی که در امتداد سطح مشترک بین آب و هوا منتشر می شود، swell نامیده می شود - اصطلاحی که در قایقرانی ، موج سواری و ناوبری استفاده می شود . [70] این حرکات عمیقاً بر کشتی‌های روی سطح اقیانوس و رفاه افرادی که در آن کشتی‌ها ممکن است از بیماری دریا رنج می‌برند، تأثیر می‌گذارد .
وزش باد بر روی سطح یک توده آبی امواجی را تشکیل می دهد که عمود بر جهت باد هستند. اصطکاک بین هوا و آب ناشی از وزش نسیم ملایم در حوضچه باعث ایجاد امواج می شود. وزش تندباد قوی تری بر روی اقیانوس باعث ایجاد امواج بزرگتر می شود زیرا هوای متحرک به سمت برآمدگی های آب فشار می آورد. امواج زمانی به حداکثر ارتفاع خود می رسند که سرعت حرکت آنها تقریباً با سرعت باد مطابقت داشته باشد. در آبهای آزاد، هنگامی که باد پیوسته می‌وزد، همانطور که در نیمکره جنوبی در دهه چهل خروشان اتفاق می‌افتد ، توده‌های بلند و سازمان‌یافته‌ای از آب به نام swell در سراسر اقیانوس می‌چرخد. [71] : 83-84 [72] [73] اگر باد خاموش شود، شکل‌گیری موج کاهش می‌یابد، اما امواجی که از قبل تشکیل شده‌اند به حرکت در جهت اصلی خود ادامه می‌دهند تا زمانی که به زمین برخورد کنند. اندازه امواج به میزان واکشی ، فاصله ای که باد بر روی آب وزیده است و قدرت و مدت آن باد بستگی دارد. هنگامی که امواج با امواجی که از جهات مختلف می آیند برخورد می کنند، تداخل بین این دو می تواند دریاهای شکسته و نامنظم ایجاد کند. [72]
تداخل سازنده می تواند منجر به تشکیل امواج سرکش به طور غیرمعمولی شود . [74] بیشتر امواج کمتر از 3 متر (10 فوت) ارتفاع دارند [74] و غیرعادی نیست که طوفان های قوی این ارتفاع را دو یا سه برابر کنند. [75] امواج سرکش، با این حال، در ارتفاعات بالاتر از 25 متر (82 فوت) ثبت شده است. [76] [77]
بالای یک موج به عنوان تاج شناخته می‌شود، پایین‌ترین نقطه بین امواج، فرورفتگی و فاصله بین تاج‌ها طول موج است. موج توسط باد به سطح اقیانوس منتقل می شود، اما این نشان دهنده انتقال انرژی است و نه حرکت افقی آب. همانطور که امواج به زمین نزدیک می شوند و به سمت آب های کم عمق حرکت می کنند ، رفتار خود را تغییر می دهند. در صورت نزدیک شدن به یک زاویه، امواج ممکن است خم شوند ( انکسار ) یا به دور سنگ ها و سردرها بپیچند ( پراش ). هنگامی که موج به نقطه‌ای می‌رسد که عمیق‌ترین نوسانات آب با کف اقیانوس تماس می‌گیرد ، شروع به کند شدن می‌کند. این تاج ها را به هم نزدیکتر می کند و ارتفاع امواج را افزایش می دهد که به آن shoaling موج می گویند . هنگامی که نسبت ارتفاع موج به عمق آب از حد معینی افزایش می یابد، " می شکند " و در توده ای از آب کف آلود فرو می ریزد. [74] قبل از اینکه تحت تأثیر گرانش به اقیانوس عقب نشینی کند، با عجله به سمت ساحل می رود. [78]
زمین لرزه ها ، فوران های آتشفشانی یا سایر اختلالات زمین شناسی بزرگ می توانند امواجی را ایجاد کنند که می تواند منجر به سونامی در مناطق ساحلی شود که می تواند بسیار خطرناک باشد. [79] [80]
سطح اقیانوس نقطه مرجع مهمی برای اقیانوس شناسی و جغرافیا است، به ویژه به عنوان سطح متوسط دریا . سطح اقیانوس بسته به حجم اقیانوس در سطح جهانی توپوگرافی کمی، اما قابل اندازه گیری دارد.
سطح اقیانوس یک رابط حیاتی برای فرآیندهای اقیانوسی و جوی است. امکان تبادل ذرات، غنی سازی هوا و آب و همچنین زمین توسط برخی ذرات تبدیل به رسوب . این تبادل باعث بارور شدن زندگی در اقیانوس، زمین و هوا شده است. همه این فرآیندها و اجزا با هم اکوسیستم های سطح اقیانوس را تشکیل می دهند .
جزر و مد عبارت است از بالا و پایین رفتن منظم سطح آب که توسط اقیانوس ها تجربه می شود که عمدتاً توسط نیروهای جزر و مدی گرانشی ماه بر روی زمین ایجاد می شود. نیروهای جزر و مدی بر تمام مواد روی زمین تأثیر می‌گذارند، اما فقط سیالاتی مانند اقیانوس تأثیرات آن را بر مقیاس‌های زمانی انسان نشان می‌دهند. (به عنوان مثال، نیروهای جزر و مدی که بر روی سنگ عمل می کنند ممکن است قفل جزر و مدی بین دو جسم سیاره ای ایجاد کنند.) اگرچه جزر و مد اقیانوسی عمدتاً توسط گرانش ماه هدایت می شود، جزر و مد اقیانوس نیز به طور قابل توجهی توسط نیروهای جزر و مدی خورشید، چرخش زمین، و شکل تعدیل می شود. قاره های سنگی که جریان آب اقیانوسی را مسدود می کند. (نیروهای جزر و مدی با فاصله بیشتر از نیروی "پایه" گرانش متفاوت است: نیروهای جزر و مدی ماه بر روی زمین بیش از دو برابر خورشید است، [81] با وجود نیروی گرانشی بسیار قوی تر دومی بر روی زمین. نیروهای جزر و مدی زمین بر روی ماه 20 برابر است. قوی تر از نیروهای جزر و مدی ماه روی زمین.)
اثر اولیه نیروهای جزر و مدی ماه، برآمدگی ماده زمین به سمت دو طرف نزدیک و دور زمین نسبت به ماه است. اضلاع "عمود"، که ماه از آنها در راستای افق محلی ظاهر می شود، "ناخره های جزر و مدی" را تجربه می کنند. از آنجایی که نزدیک به 25 ساعت طول می کشد تا زمین در زیر ماه بچرخد (با احتساب گردش 28 روزه ماه به دور زمین)، جزر و مد در یک دوره 12.5 ساعته می چرخد. با این حال، قاره‌های صخره‌ای موانعی برای برآمدگی‌های جزر و مدی ایجاد می‌کنند، بنابراین زمان ماکزیمم جزر و مد ممکن است در بیشتر مناطق روی زمین واقعاً با ماه همخوانی نداشته باشد، زیرا اقیانوس‌ها مجبور هستند از قاره‌ها طفره بروند. زمان و بزرگی جزر و مد در سراسر زمین در نتیجه قاره ها بسیار متفاوت است. بنابراین، دانستن موقعیت ماه به افراد محلی اجازه نمی‌دهد تا زمان‌های جزر و مد را پیش‌بینی کنند، در عوض به جداول جزر و مد از پیش محاسبه‌شده‌ای نیاز دارند که قاره‌ها و خورشید را در میان دیگران به حساب می‌آورند.
در طول هر چرخه جزر و مد، در هر مکان معین، آب جزر و مد به حداکثر ارتفاع، جزر و مد بالا می رود، قبل از اینکه دوباره به سطح حداقل، جزر و مد کاهش یابد. با عقب نشینی آب، به تدریج ساحل را نشان می دهد که به عنوان منطقه جزر و مدی نیز شناخته می شود. اختلاف ارتفاع بین جزر و مد بالا به عنوان دامنه جزر و مد یا دامنه جزر و مد شناخته می شود. [82] [83] هنگامی که خورشید و ماه در یک راستا قرار می گیرند (ماه کامل یا ماه جدید)، اثر ترکیبی منجر به " جزر و مد بهاری " بالاتر می شود، در حالی که قرار گرفتن خورشید و ماه (نیمه ماه) منجر به دامنه جزر و مد کمتری می شود. [82]
در اقیانوس باز دامنه جزر و مد کمتر از 1 متر است، اما در مناطق ساحلی این دامنه جزر و مد در برخی مناطق به بیش از 10 متر افزایش می یابد. [۸۴] برخی از بزرگترین دامنه‌های جزر و مدی جهان در خلیج فاندی و خلیج اونگاوا در کانادا رخ می‌دهند که تا ۱۶ متر می‌رسد. [۸۵] مکان‌های دیگر با دامنه‌های جزر و مدی بالا شامل کانال بریستول بین انگلستان و ولز، کوک اینلت در آلاسکا، و ریو گالگوس در آرژانتین است. [86]
جزر و مد را نباید با موج های طوفان اشتباه گرفت ، که می تواند زمانی رخ دهد که بادهای شدید آب را در برابر ساحل در یک منطقه کم عمق جمع می کنند و این، همراه با یک سیستم فشار کم، می تواند سطح اقیانوس را به طور چشمگیری بالاتر از جزر و مد معمولی افزایش دهد.
عمق متوسط اقیانوس ها حدود 4 کیلومتر است. به طور دقیق تر، عمق متوسط 3688 متر (12100 فوت) است. [72] تقریباً نیمی از آبهای دریایی جهان بیش از 3000 متر (9800 فوت) عمق دارند. [27] «اقیانوس عمیق» که هر چیزی زیر 200 متر (660 فوت) است، حدود 66 درصد از سطح زمین را می پوشاند. [87] این رقم شامل دریاهایی که به اقیانوس جهانی متصل نیستند، مانند دریای خزر نمی شود .
عمیق ترین منطقه اقیانوس در گودال ماریانا است که در اقیانوس آرام در نزدیکی جزایر ماریانای شمالی واقع شده است . [88] حداکثر عمق 10971 متر (35994 فوت) تخمین زده شده است. کشتی نیروی دریایی بریتانیا چلنجر II در سال 1951 این خندق را بررسی کرد و عمیق ترین قسمت سنگر را " چلنجر دیپ " نامید. در سال 1960، تریست با موفقیت به پایین سنگر رسید که توسط خدمه ای متشکل از دو نفر سرنشین شد.
اقیانوس شناسان اقیانوس ها را بر اساس شرایط فیزیکی و بیولوژیکی به مناطق عمودی و افقی طبقه بندی می کنند. منطقه پلاژیک از ستون آب اقیانوس باز تشکیل شده است و می توان آن را به مناطق بیشتری تقسیم کرد که بر اساس فراوانی نور و عمق طبقه بندی می شوند.
مناطق اقیانوسی را می توان با نفوذ نور به (از بالا به پایین) گروه بندی کرد: منطقه فوتیک، منطقه مزوپلاژیک و منطقه عمیق اقیانوسی آفوتیک:
بخش پلاژیک منطقه آفوتیک را می توان بر اساس عمق و دما به مناطق عمودی تقسیم کرد: [89]
مرزهای متمایز بین آب های سطحی اقیانوس و آب های عمیق را می توان بر اساس ویژگی های آب ترسیم کرد. این مرزها ترموکلین (دما)، هالوکلین (شوری)، کموکلین (شیمی) و پیکنوکلین (تراکم) نامیده می شوند. اگر یک منطقه تحت تغییرات شدید دما با عمق قرار گیرد، دارای یک ترموکلاین است که مرز مشخصی بین آب های سطحی گرمتر و آب های عمیق سردتر است. در مناطق گرمسیری، ترموکلاین در مقایسه با عرض های جغرافیایی بالاتر معمولا عمیق تر است. برخلاف آبهای قطبی ، که در آن انرژی خورشیدی محدود است، طبقه‌بندی دما کمتر مشخص است و یک ترموکلاین مشخص اغلب وجود ندارد. این به دلیل این واقعیت است که آب های سطحی در عرض های جغرافیایی قطبی تقریباً به اندازه آب های عمیق تر سرد هستند. در زیر ترموکلاین، آب در همه جای اقیانوس بسیار سرد است و از -1 درجه سانتیگراد تا 3 درجه سانتیگراد متغیر است. از آنجایی که این لایه عمیق و سرد حاوی بخش عمده ای از آب اقیانوس است، میانگین دمای اقیانوس جهان 3.9 درجه سانتی گراد است. [90] اگر یک منطقه تحت تغییرات شدید شوری با عمق قرار گیرد، حاوی هالوکلین است . اگر یک ناحیه تحت یک گرادیان شیمی عمودی قوی با عمق باشد، حاوی یک کموکلین است . دما و شوری تراکم آب اقیانوس ها را کنترل می کند. آب سردتر و شورتر متراکم تر است و این چگالی نقش مهمی در تنظیم گردش آب جهانی در اقیانوس دارد. [89] هالوکلین اغلب با ترموکلاین منطبق است، و این ترکیب یک پیکنوکلین مشخص ایجاد می کند ، مرزی بین آب های سطحی با چگالی کمتر و آب های عمیق متراکم.
منطقه پلاژیک را می توان بر اساس فاصله از خشکی به دو منطقه فرعی تقسیم کرد: منطقه neritic و منطقه اقیانوسی . منطقه neritic آب را مستقیماً بالای قفسه های قاره از جمله آب های ساحلی می پوشاند . از سوی دیگر، منطقه اقیانوسی شامل تمام آب های کاملاً باز است.
منطقه ساحلی منطقه بین جزر و مد کم و زیاد را پوشش می دهد و منطقه انتقالی بین شرایط دریایی و خشکی را نشان می دهد. این منطقه همچنین به عنوان منطقه جزر و مد نیز شناخته می شود زیرا منطقه ای است که سطح جزر و مد بر شرایط منطقه تأثیر می گذارد. [89]
مجموع حجم آب در تمام اقیانوس ها تقریباً 1.335 میلیارد کیلومتر مکعب (1.335 600 میلیون لیتر، 320.3 میلیون مایل مکعب) است. [72] [91] [92]
تخمین زده شده است که 1.386 میلیارد کیلومتر مکعب (333 میلیون مایل مکعب) آب روی زمین وجود دارد. [93] [94] [95] این شامل آب در اشکال گازی، مایع و منجمد به عنوان رطوبت خاک، آبهای زیرزمینی و منجمد دائمی در پوسته زمین (تا عمق 2 کیلومتری) است. اقیانوس ها و دریاها ، دریاچه ها ، رودخانه ها و نهرها ، تالاب ها ، یخچال های طبیعی ، پوشش یخ و برف در سطح زمین؛ بخار، قطرات و بلورهای موجود در هوا؛ و بخشی از گیاهان زنده، حیوانات و موجودات تک سلولی بیوسفر. آب شور 97.5 درصد از این مقدار را تشکیل می دهد، در حالی که آب شیرین تنها 2.5 درصد است. از این آب شیرین، 68.9٪ به صورت یخ و پوشش دائمی برف در قطب شمال، قطب جنوب و یخچال های طبیعی کوهستانی است . 30.8 درصد به صورت آب زیرزمینی شیرین است. و تنها 0.3 درصد از آب شیرین روی زمین در دریاچه ها، مخازن و سیستم های رودخانه ای است که به راحتی قابل دسترسی هستند. [96]
مجموع جرم هیدروکره زمین حدود 1.4 × 10 18 تن است که حدود 0.023 درصد از کل جرم زمین است. در هر زمان، حدود 2 × 10 13 تن از این مقدار به صورت بخار آب در جو زمین است (برای اهداف عملی، 1 متر مکعب آب 1 تن وزن دارد). تقریباً 71 درصد از سطح زمین، مساحتی حدود 361 میلیون کیلومتر مربع (139.5 میلیون مایل مربع)، توسط اقیانوس پوشیده شده است. میانگین شوری اقیانوس های زمین حدود 35 گرم نمک به ازای هر کیلوگرم آب دریا (3.5 درصد) است. [97]دمای اقیانوس بستگی به میزان تابش خورشیدی دارد که بر سطح آن می‌افتد. در مناطق استوایی، با نزدیک به بالای خورشید، دمای لایه های سطحی می تواند به بیش از 30 درجه سانتی گراد (86 درجه فارنهایت) افزایش یابد، در حالی که در نزدیکی قطب ها، دمای تعادل با یخ دریا حدود 2- درجه سانتی گراد (28 درجه فارنهایت) است. ). گردش مداوم آب در اقیانوس ها وجود دارد. جریان های سطح گرم با دور شدن از مناطق استوایی سرد می شوند و آب متراکم تر می شود و غرق می شود. آب سرد به‌عنوان جریانی در عمق دریا به سمت استوا برمی‌گردد که با تغییر دما و چگالی آب هدایت می‌شود، قبل از اینکه در نهایت دوباره به سمت سطح بالا بیاید. دمای آب اقیانوس اعماق بین ۲- درجه سانتی گراد (۲۸ درجه فارنهایت) تا ۵ درجه سانتی گراد (۴۱ درجه فارنهایت) در تمام نقاط کره زمین است. [14]
گرادیان دما بر عمق آب به نحوه مخلوط شدن یا عدم مخلوط شدن آب سطحی با آب عمیق‌تر مربوط می‌شود (عدم اختلاط، طبقه‌بندی اقیانوس نامیده می‌شود ). این بستگی به دما دارد: در مناطق گرمسیری لایه سطحی گرم حدود 100 متر کاملاً پایدار است و با آب عمیق تر مخلوط نمی شود، در حالی که در نزدیکی قطب ها سرمایش زمستانی و طوفان باعث می شود لایه سطحی متراکم تر شود و تا عمق زیادی مخلوط شود و سپس در تابستان دوباره چینه می شود. عمق فوتیک معمولاً حدود 100 متر است (اما متغیر است) و مربوط به این لایه سطحی گرم شده است. [98]
دما و شوری آب اقیانوس ها در مناطق مختلف به طور قابل توجهی متفاوت است. این به دلیل تفاوت در تعادل آب محلی ( بارش در برابر تبخیر ) و شیب دمایی "دریا به هوا" است . این ویژگی ها می توانند از یک منطقه اقیانوسی به منطقه دیگر بسیار متفاوت باشند. جدول زیر نمونه ای از انواع مقادیری است که معمولاً با آنها مواجه می شوند.
آب دریا با شوری معمولی 35 ‰ نقطه انجماد در حدود -1.8 درجه سانتیگراد (28.8 درجه فارنهایت) دارد. [89] [107] از آنجایی که یخ دریا چگالی کمتری نسبت به آب دارد، روی سطح اقیانوس شناور است (همانطور که یخ آب شیرین که چگالی حتی کمتری دارد). یخ دریا حدود 7 درصد از سطح زمین و حدود 12 درصد از اقیانوس های جهان را پوشانده است. [108] [109] [110] یخ دریا معمولاً در همان سطح شروع به یخ زدن می کند، در ابتدا به صورت یک لایه یخی بسیار نازک. با انجماد بیشتر، این لایه یخ ضخیم می شود و می تواند صفحات یخی را تشکیل دهد . یخ تشکیل شده حاوی مقداری نمک دریایی است ، اما بسیار کمتر از آب دریا که از آن تشکیل شده است. از آنجایی که یخ با شوری کم تشکیل می شود، این امر منجر به شورتر شدن آب دریا می شود. این به نوبه خود تراکم را افزایش می دهد و باعث فرو رفتن عمودی آب می شود. [111]
جریان اقیانوسی جریان مستقیم و مستقیمی از آب دریا است که توسط نیروهای متعددی که بر روی آب وارد می شوند ایجاد می شود. اینها شامل باد ، اثر کوریولیس ، تفاوت دما و شوری است. [۱۵] جریان‌های اقیانوسی عمدتاً حرکات آب افقی هستند که منشأ متفاوتی دارند، مانند جزر و مد برای جریان‌های جزر و مدی، یا باد و امواج برای جریان‌های سطحی.
جریان های جزر و مدی در فاز جزر و مد هستند ، بنابراین شبه تناوبی هستند . مرتبط با تأثیر ماه و خورشید بر روی آب اقیانوس است. جریان های جزر و مدی ممکن است الگوهای پیچیده مختلفی را در مکان های خاص، به ویژه در اطراف سرچشمه ها تشکیل دهند . [112] جریان های غیر تناوبی یا غیر جزر و مدی در اثر عمل بادها و تغییر در چگالی آب ایجاد می شوند . در مناطق ساحلی ، امواج شکستن آنقدر شدید و اندازه گیری عمق آنقدر کم است که جریان های دریایی اغلب به 1 تا 2 گره می رسد . [113]
باد و امواج جریان های سطحی را ایجاد می کنند (که به عنوان "جریان های رانش" تعیین می شوند). این جریان ها می توانند در یک جریان شبه دائمی (که در مقیاس ساعتی متفاوت است) و یک حرکت استوکس تحت تأثیر حرکت امواج سریع (که در مقیاس های زمانی چند ثانیه متفاوت است) تجزیه شوند. جریان شبه دائمی با شکستن امواج، و در اثر حاکمیتی کمتر، توسط اصطکاک باد بر روی سطح، شتاب می گیرد. [113]
این شتاب جریان در جهت امواج و باد غالب صورت می گیرد. بر این اساس، هنگامی که عمق اقیانوس افزایش می یابد، چرخش زمین جهت جریان ها را متناسب با افزایش عمق تغییر می دهد، در حالی که اصطکاک سرعت آنها را کاهش می دهد. در عمق معینی از اقیانوس، جریان تغییر جهت می دهد و در جهت مخالف با سرعت فعلی صفر می شود: معروف به مارپیچ اکمن . تأثیر این جریان ها عمدتاً در لایه مختلط سطح اقیانوس، اغلب از 400 تا 800 متر حداکثر عمق، تجربه می شود. این جریان ها می توانند به طور قابل توجهی تغییر کنند و به فصول سالانه وابسته هستند . اگر لایه مخلوط ضخامت کمتری داشته باشد (10 تا 20 متر)، جریان شبه دائمی در سطح می تواند جهت کاملاً متفاوتی را نسبت به جهت باد اتخاذ کند. در این حالت، ستون آب در بالای ترموکلاین عملاً همگن می شود . [113]
وزش باد در سطح اقیانوس آب را به حرکت در می آورد. الگوی جهانی بادها (که گردش جوی نیز نامیده می شود ) الگویی جهانی از جریان های اقیانوسی ایجاد می کند. اینها نه تنها توسط باد، بلکه توسط اثر گردش زمین ( نیروی کوریولیس ) رانده می شوند. این جریان های اقیانوسی اصلی شامل جریان خلیج فارس ، جریان کوروشیو ، جریان آگولهاس و جریان قطبی قطب جنوب است . جریان قطبی قطب جنوب قطب جنوب را احاطه کرده و آب و هوای منطقه را تحت تاثیر قرار می دهد و جریانات را در چندین اقیانوس به هم متصل می کند. [113]
در مجموع، جریان‌ها مقادیر زیادی آب و گرما را در سراسر کره زمین جابجا می‌کنند که بر آب و هوا تأثیر می‌گذارد . این جریان های باد رانده تا حد زیادی به صدها متر بالای اقیانوس محدود می شوند. در عمق بیشتر، گردش ترموهالین حرکت آب را به حرکت در می آورد. به عنوان مثال، گردش واژگونی نصف النهار اقیانوس اطلس (AMOC) توسط سرد شدن آب های سطحی در عرض های جغرافیایی قطبی در شمال و جنوب هدایت می شود و آب متراکمی را ایجاد می کند که به کف اقیانوس فرو می رود. این آب سرد و متراکم به آرامی از قطب ها دور می شود و به همین دلیل است که آب های عمیق ترین لایه های اقیانوس جهان بسیار سرد هستند. این گردش آب عمیق اقیانوس نسبتاً کند است و آب در کف اقیانوس می تواند برای صدها یا حتی چند هزار سال از سطح اقیانوس و جو جدا شود. [113] این گردش تأثیرات مهمی بر سیستم آب و هوای جهانی و جذب و توزیع مجدد آلاینده ها و گازهایی مانند دی اکسید کربن دارد ، به عنوان مثال با انتقال آلاینده ها از سطح به اعماق اقیانوس.
جریان های اقیانوسی با انتقال گرما از مناطق استوایی به مناطق قطبی بر آب و هوای زمین تأثیر زیادی می گذارد . این بر دمای هوا و بارش در مناطق ساحلی و بیشتر در داخل سرزمین تأثیر می گذارد. گرمای سطحی و شارهای آب شیرین، شیب‌های چگالی جهانی را ایجاد می‌کنند که گردش ترموهالین را که بخشی از گردش اقیانوسی در مقیاس بزرگ است، هدایت می‌کند. نقش مهمی در تامین گرما به مناطق قطبی و در نتیجه تنظیم یخ دریا دارد . [ نیازمند منبع ]
اقیانوس‌ها آب و هوای مکان‌هایی را که بادهای غالب از اقیانوس می‌وزند، تعدیل می‌کنند. در عرض های جغرافیایی مشابه، مکانی بر روی زمین با نفوذ بیشتر از اقیانوس، آب و هوای معتدل تری نسبت به مکانی با نفوذ بیشتر از خشکی خواهد داشت. به عنوان مثال، شهرهای سانفرانسیسکو (37.8 شمالی) و نیویورک (40.7 شمالی) آب و هوای متفاوتی دارند زیرا سانفرانسیسکو نفوذ بیشتری از اقیانوس دارد. سانفرانسیسکو، در ساحل غربی آمریکای شمالی، بادهایی از سمت غرب بر فراز اقیانوس آرام می‌وزد . نیویورک، در سواحل شرقی آمریکای شمالی بادهایی از سمت غرب بر روی خشکی می‌وزد، بنابراین نیویورک زمستان‌های سردتر و تابستان‌های گرمتر و زودتر از سانفرانسیسکو دارد. جریان‌های اقیانوسی گرمتر، در درازمدت، حتی در عرض‌های جغرافیایی بالا، آب‌وهوای گرم‌تری را ایجاد می‌کنند. در عرض‌های جغرافیایی مشابه، مکانی که تحت تأثیر جریان‌های گرم اقیانوسی قرار می‌گیرد، به طور کلی آب و هوای گرم‌تری نسبت به مکان‌هایی که تحت تأثیر جریان‌های اقیانوسی سرد قرار دارند، خواهد داشت. [ نیازمند منبع ]
تصور می شود که تغییرات در گردش ترموهالین تأثیرات قابل توجهی بر بودجه انرژی زمین داشته باشد . از آنجایی که گردش ترموهالین سرعت رسیدن آب های عمیق به سطح را تعیین می کند، همچنین ممکن است به طور قابل توجهی بر غلظت دی اکسید کربن اتمسفر تأثیر بگذارد . مشاهدات مدرن، شبیه‌سازی‌های اقلیمی و بازسازی‌های اقلیمی دیرینه نشان می‌دهند که گردش واژگونی نصف النهار اقیانوس اطلس (AMOC) از دوران پیش از صنعتی شدن ضعیف شده است. آخرین پیش بینی های تغییرات آب و هوایی در سال 2021 نشان می دهد که AMOC احتمالاً در طول قرن بیست و یکم بیشتر ضعیف می شود. [114] : 19 چنین تضعیف می تواند تغییرات بزرگی را در آب و هوای جهانی ایجاد کند و اقیانوس اطلس شمالی به ویژه آسیب پذیر است. [114] : 19
شوری معیاری از کل مقادیر نمک های محلول در آب دریا است . در ابتدا از طریق اندازه گیری مقدار کلرید در آب دریا اندازه گیری می شد و از این رو به آن کلرینیته می گفتند. اکنون روش استانداردی است که آن را با اندازه گیری هدایت الکتریکی نمونه آب اندازه گیری کنیم. شوری را می توان با استفاده از کلر محاسبه کرد، که معیاری از جرم کل یون های هالوژن (شامل فلوئور، کلر، برم و ید) در آب دریا است. طبق یک قرارداد بین المللی، فرمول زیر برای تعیین شوری استفاده می شود: [116]
میانگین کلر بودن آب اقیانوس ها حدود 19.2 ‰ است و بنابراین، میانگین شوری حدود 34.7 ‰ است. [116]
شوری تأثیر عمده ای بر تراکم آب دریا دارد. ناحیه ای که با افزایش سطح شوری سریع افزایش می یابد، هالوکلین نامیده می شود . با افزایش محتوای نمک آب دریا ، دمایی که در آن حداکثر چگالی آن رخ می دهد نیز افزایش می یابد. شوری هم بر نقطه انجماد و هم نقطه جوش آب تأثیر می گذارد و با افزایش شوری، نقطه جوش افزایش می یابد. در فشار اتمسفر ، [117] آب دریا در دمای حدود 2- درجه سانتیگراد یخ می زند.
شوری در اقیانوس های زمین که تبخیر بیشتر است بیشتر و در جایی که بارندگی بیشتر است کمتر است . اگر بارش بیش از تبخیر باشد، همانطور که در مناطق قطبی و برخی مناطق معتدل وجود دارد ، شوری کمتر خواهد بود. اگر تبخیر بیش از بارندگی باشد، شوری بیشتر خواهد بود، همانطور که گاهی اوقات در مناطق گرمسیری چنین است . به عنوان مثال، تبخیر بیشتر از بارندگی در دریای مدیترانه است ، که میانگین شوری آن 38 ‰، بیشتر از میانگین جهانی 34.7 ‰ است. [118] بنابراین، آبهای اقیانوسی در مناطق قطبی نسبت به آبهای اقیانوسی در مناطق گرمسیری شوری کمتری دارند. [116] با این حال، هنگامی که یخ دریا در عرض های جغرافیایی بالا تشکیل می شود، نمک از یخ حذف می شود، که می تواند شوری را در آب باقیمانده دریا در مناطق قطبی مانند اقیانوس منجمد شمالی افزایش دهد . [89] [119]
با توجه به اثرات تغییرات آب و هوایی بر اقیانوس‌ها ، مشاهدات شوری سطح دریاها بین سال‌های 1950 تا 2019 نشان می‌دهد که مناطق با شوری بالا و تبخیر شورتر شده‌اند در حالی که مناطق با شوری کم و بارش‌های بیشتر تازه‌تر شده‌اند. [120] بسیار محتمل است که اقیانوس آرام و قطب جنوب/جنوبی تازه شده در حالی که اقیانوس اطلس شورتر شده است. [120]
آب اقیانوس حاوی مقادیر زیادی گازهای محلول از جمله اکسیژن ، دی اکسید کربن و نیتروژن است . این گازها از طریق تبادل گاز در سطح اقیانوس در آب اقیانوس حل می شوند و حلالیت این گازها بستگی به دما و شوری آب دارد. [16] چهار گاز فراوان در جو زمین و اقیانوس ها نیتروژن، اکسیژن، آرگون و دی اکسید کربن هستند. در اقیانوس ها از نظر حجم، فراوان ترین گازهای حل شده در آب دریا عبارتند از دی اکسید کربن (شامل یون های بی کربنات و کربنات، به طور متوسط 14 میلی لیتر در لیتر)، نیتروژن (9 میلی لیتر در لیتر) و اکسیژن (5 میلی لیتر در لیتر) در حالت تعادل 24 درجه سانتیگراد (75 درجه فارنهایت) [122] [123] [124] همه گازها در آب سردتر از آب گرمتر محلول تر هستند - راحتتر حل می شوند. به عنوان مثال، هنگامی که شوری و فشار ثابت نگه داشته می شوند، غلظت اکسیژن در آب تقریباً دو برابر می شود که دما از دمای یک روز گرم تابستان 30 درجه سانتیگراد (86 درجه فارنهایت) به 0 درجه سانتیگراد (32 درجه فارنهایت) کاهش یابد. به طور مشابه، گازهای دی اکسید کربن و نیتروژن در دماهای سردتر محلول تر هستند و حلالیت آنها با دما با سرعت های مختلف تغییر می کند. [122] [125]
فتوسنتز در سطح اقیانوس باعث آزاد شدن اکسیژن و مصرف دی اکسید کربن می شود. فیتوپلانکتون ، نوعی جلبک میکروسکوپی شناور آزاد، این فرآیند را کنترل می کند. پس از رشد گیاهان، اکسیژن مصرف می شود و دی اکسید کربن آزاد می شود که در نتیجه تجزیه باکتریایی مواد آلی ایجاد شده توسط فتوسنتز در اقیانوس است. فرورفتن و تجزیه باکتریایی برخی از مواد آلی در اعماق آب اقیانوس ها، در اعماقی که آب ها با جو تماس ندارند، منجر به کاهش غلظت اکسیژن و افزایش دی اکسید کربن، کربنات و بی کربنات می شود . [98] این چرخه دی اکسید کربن در اقیانوس ها بخش مهمی از چرخه جهانی کربن است .
اقیانوس ها نشان دهنده یک مخزن اصلی کربن برای دی اکسید کربنی است که توسط فتوسنتز و انحلال از جو گرفته می شود (همچنین به ترسیب کربن مراجعه کنید ). همچنین توجه بیشتری به جذب دی اکسید کربن در زیستگاه های دریایی ساحلی مانند حرا و شوره زارها شده است . این فرآیند اغلب به عنوان " کربن آبی " نامیده می شود . تمرکز بر روی این اکوسیستم ها است زیرا آنها غرق های کربن قوی و همچنین زیستگاه های مهم زیست محیطی هستند که در معرض تهدید فعالیت های انسانی و تخریب محیط زیست هستند .
همانطور که آب اعماق اقیانوس در سراسر کره زمین می چرخد، به تدریج حاوی اکسیژن کمتر و به تدریج دی اکسید کربن بیشتری با فاصله زمانی بیشتری از هوا در سطح است. این کاهش تدریجی غلظت اکسیژن زمانی اتفاق می‌افتد که مواد آلی در حال غرق شدن به طور مداوم در طول زمانی که آب با اتمسفر تماس ندارد تجزیه می‌شود. [۹۸] بیشتر آبهای عمیق اقیانوس هنوز حاوی غلظت نسبتاً بالایی از اکسیژن هستند که برای بقای بیشتر حیوانات کافی است. با این حال، برخی از مناطق اقیانوسی به دلیل دوره های طولانی ایزوله شدن آب از جو، اکسیژن بسیار کمی دارند. این مناطق کمبود اکسیژن، که به آنها مناطق حداقل اکسیژن یا آب های کم اکسیژن می گویند، عموماً با تأثیرات تغییرات آب و هوایی بر اقیانوس ها بدتر می شوند . [127] [128]
مقدار pH در سطح اقیانوس ها ( میانگین pH سطح جهانی ) در حال حاضر تقریباً در محدوده 8.05 [129] تا 8.08 است. [130] این آن را کمی قلیایی می کند . مقدار pH در سطح در طول 300 میلیون سال گذشته حدود 8.2 بوده است. [131] با این حال، بین سال های 1950 و 2020، میانگین pH سطح اقیانوس از تقریباً 8.15 به 8.05 کاهش یافت. [132] انتشار دی اکسید کربن از فعالیت های انسانی علت اصلی این فرآیند به نام اسیدی شدن اقیانوس است ، با سطح دی اکسید کربن اتمسفر (CO 2 ) بیش از 410 ppm (در سال 2020). [133] CO 2 از جو توسط اقیانوس ها جذب می شود. این باعث تولید اسید کربنیک ( H2CO3 ) می شود که به یک یون بی کربنات ( HCO) تجزیه می شود .-3) و یک یون هیدروژن (H + ). وجود یون هیدروژن آزاد (H + ) pH اقیانوس را کاهش می دهد.
یک شیب طبیعی pH در اقیانوس وجود دارد که مربوط به تجزیه مواد آلی در اعماق آب است که به آرامی pH را با عمق کاهش می دهد: مقدار pH آب دریا به طور طبیعی در آب های عمیق اقیانوس در نتیجه تخریب به طور طبیعی به 7.8 می رسد. مواد آلی وجود دارد. [134] در آبهای سطحی در مناطق با بهره وری بیولوژیکی بالا می تواند به 8.4 برسد . [98]
تعریف میانگین pH سطح جهانی به لایه بالایی آب در اقیانوس، تا عمق 20 یا 100 متری اشاره دارد. در مقایسه، متوسط عمق اقیانوس حدود 4 کیلومتر است. مقدار pH در اعماق بیشتر (بیش از 100 متر) هنوز تحت تأثیر اسیدی شدن اقیانوس به همان روش قرار نگرفته است. توده بزرگی از آب عمیق‌تر وجود دارد که شیب طبیعی pH از 8.2 تا حدود 7.8 هنوز وجود دارد و اسیدی شدن این آب‌ها به مدت طولانی و به همان اندازه طول می‌کشد تا از آن اسیدی‌سازی بازیابی شود. اما از آنجایی که لایه بالایی اقیانوس ( ناحیه نوری ) برای بهره وری دریایی آن بسیار مهم است، هر گونه تغییر در مقدار pH و دمای لایه بالایی می تواند تأثیرات منفی زیادی داشته باشد، به عنوان مثال بر زندگی دریایی و جریان های اقیانوسی (نگاه کنید به) همچنین اثرات تغییرات آب و هوایی بر اقیانوس ها ). [98]
مسئله کلیدی از نظر نفوذ اسیدی شدن اقیانوس، نحوه مخلوط شدن یا عدم مخلوط شدن آب سطحی با آب عمیق تر است (عدم اختلاط، طبقه بندی اقیانوس نامیده می شود ). این به نوبه خود به دمای آب بستگی دارد و از این رو بین مناطق استوایی و قطبی متفاوت است (به اقیانوس #دما مراجعه کنید). [98]
خواص شیمیایی آب دریا اندازه گیری pH را پیچیده می کند و چندین مقیاس pH متمایز در اقیانوس شناسی شیمیایی وجود دارد . [135] هیچ مقیاس pH مرجع پذیرفته شده جهانی برای آب دریا وجود ندارد و تفاوت بین اندازه‌گیری‌ها بر اساس مقیاس‌های مرجع متعدد ممکن است تا 0.14 واحد باشد. [136]
قلیاییت تعادل باز (پذیرنده پروتون) و اسیدها ( دهنده پروتون) در آب دریا یا در واقع هر آب طبیعی است. قلیاییت به عنوان یک بافر شیمیایی عمل می کند و pH آب دریا را تنظیم می کند. در حالی که یون های زیادی در آب دریا وجود دارد که می تواند به قلیایی بودن کمک کند، بسیاری از این یون ها در غلظت های بسیار پایین هستند. این بدان معنی است که یون های کربنات، بی کربنات و بورات تنها عوامل مهم قلیایی بودن آب دریا در اقیانوس های باز با آب های دارای اکسیژن خوب هستند. دو مورد اول از این یون ها بیش از 95 درصد از این قلیایی بودن را تشکیل می دهند. [98]
معادله شیمیایی قلیایی بودن در آب دریا به صورت زیر است:
رشد فیتوپلانکتون ها در آب های سطحی اقیانوس ها منجر به تبدیل برخی یون های بی کربنات و کربنات به مواد آلی می شود. مقداری از این ماده آلی در اعماق اقیانوس فرو می‌رود و دوباره به کربنات و بی کربنات تجزیه می‌شود. این فرآیند به بهره وری اقیانوس یا تولید اولیه دریایی مربوط می شود . بنابراین قلیاییت با عمق و همچنین در امتداد گردش جهانی ترموهالین از اقیانوس اطلس به اقیانوس آرام و اقیانوس هند افزایش می یابد، اگرچه این افزایش ها اندک هستند. غلظت ها به طور کلی تنها چند درصد متفاوت است. [98] [134]
جذب CO 2 از جو تأثیری بر قلیایی بودن اقیانوس ندارد . [137] : 2252 اگرچه منجر به کاهش مقدار pH می شود ( اسیدی شدن اقیانوس نامیده می شود ). [133]
,_Coast,_New_Zealand_sea_lions_--_2019_--_3489.jpg/1280px-Sydney_(AU),_Coast,_New_Zealand_sea_lions_--_2019_--_3489.jpg)
آب اقیانوس ها حاوی عناصر شیمیایی زیادی به عنوان یون های محلول هستند. عناصر حل شده در آب های اقیانوس ها دارای طیف وسیعی از غلظت هستند. برخی از عناصر دارای غلظت بسیار بالایی از چندین گرم در لیتر هستند، مانند سدیم و کلرید که با هم اکثر نمک های اقیانوس را تشکیل می دهند. عناصر دیگر، مانند آهن ، در غلظت‌های کوچک فقط چند نانوگرم (9-10 گرم) در لیتر وجود دارند . [116]
غلظت هر عنصر به سرعت عرضه آن به اقیانوس و سرعت حذف آن بستگی دارد. عناصر از رودخانه ها، جو و دریچه های گرمابی وارد اقیانوس می شوند . عناصر با غرق شدن و مدفون شدن در رسوبات یا تبخیر به جو در مورد آب و برخی گازها از آب اقیانوس خارج می شوند. اقیانوس شناسان با تخمین زمان اقامت یک عنصر، تعادل ورودی و حذف را بررسی می کنند. زمان اقامت میانگین زمانی است که عنصر قبل از حذف شدن در اقیانوس حل می شود. عناصر بسیار فراوان در آب اقیانوس‌ها مانند سدیم، نرخ ورودی بالایی دارند. این منعکس کننده فراوانی زیاد در سنگ ها و هوازدگی سریع سنگ است، همراه با حذف بسیار آهسته از اقیانوس به دلیل اینکه یون های سدیم نسبتاً غیر فعال و بسیار محلول هستند. در مقابل، عناصر دیگری مانند آهن و آلومینیوم در سنگ‌ها به وفور یافت می‌شوند اما بسیار نامحلول هستند، به این معنی که ورودی‌ها به اقیانوس کم است و حذف سریع انجام می‌شود. این چرخه ها بخشی از چرخه جهانی اصلی عناصر را نشان می دهد که از اولین شکل گیری زمین ادامه داشته است. زمان اقامت عناصر بسیار فراوان در اقیانوس میلیون ها سال تخمین زده می شود، در حالی که برای عناصر بسیار واکنش پذیر و نامحلول، زمان اقامت تنها صدها سال است. [116]
عناصر کمی مانند نیتروژن ، فسفر ، آهن و پتاسیم ضروری برای زندگی، اجزای اصلی مواد بیولوژیکی هستند و معمولاً به عنوان " مواد مغذی " شناخته می شوند. زمان ماندگاری نیترات و فسفات در اقیانوس به ترتیب 10000 [140] و 69000 [141] سال است، در حالی که پتاسیم یون بسیار بیشتری در اقیانوس با زمان اقامت 12 میلیون [142] سال است. چرخه بیولوژیکی این عناصر به این معنی است که این نشان دهنده یک فرآیند حذف مداوم از ستون آب اقیانوس است زیرا مواد آلی تخریب کننده به عنوان رسوب به کف اقیانوس فرو می روند .
فسفات حاصل از کشاورزی فشرده و فاضلاب تصفیه نشده از طریق رواناب به رودخانه ها و مناطق ساحلی به اقیانوس منتقل می شود و در آنجا متابولیزه می شود. در نهایت به کف اقیانوس فرو می‌رود و دیگر به عنوان یک منبع تجاری در دسترس انسان نیست. [143] تولید سنگ فسفات ، یک عنصر ضروری در کود معدنی ، [144] یک فرآیند زمین‌شناسی کند است که در برخی از رسوبات اقیانوسی جهان رخ می‌دهد و آپاتیت رسوبی قابل استخراج (فسفات) را تبدیل به یک منبع غیر قابل تجدید می‌کند . . این کاهش مستمر رسوب خالص فسفات غیر قابل تجدید ناشی از فعالیت های انسانی، ممکن است به یک مسئله منبع برای تولید کود و امنیت غذایی در آینده تبدیل شود. [145] [146]
زندگی در اقیانوس 3 میلیارد سال قبل از زندگی در خشکی تکامل یافته است . هم عمق و هم فاصله از ساحل به شدت بر تنوع زیستی گیاهان و جانوران موجود در هر منطقه تأثیر می گذارد. [148] تنوع زندگی در اقیانوس بسیار زیاد است، از جمله:
جانوران دریایی ، حیات دریایی، یا حیات اقیانوسی ، گیاهان ، جانوران و سایر موجوداتی هستند که در آب شور دریاها یا اقیانوس‌ها یا آب شور مصب‌های ساحلی زندگی می‌کنند . در یک سطح اساسی، حیات دریایی بر طبیعت سیاره تأثیر می گذارد. موجودات دریایی، عمدتاً میکروارگانیسم ها ، اکسیژن تولید می کنند و کربن را جدا می کنند . زندگی دریایی، تا حدی، خطوط ساحلی را شکل داده و از آن محافظت می کند، و برخی از موجودات دریایی حتی به ایجاد زمین های جدید کمک می کنند (مثلاً صخره های مرجانی ).
گونه های دریایی از نظر اندازه از میکروسکوپی مانند فیتوپلانکتون ، که می تواند به کوچکی 0.02 میکرومتر باشد ، تا کیسه های بزرگ مانند نهنگ آبی - بزرگترین حیوان شناخته شده، با طول 33 متر (108 فوت) متغیر است. [150] [151] میکروارگانیسم‌های دریایی، از جمله پروتیست‌ها و باکتری‌ها و ویروس‌های مرتبط با آنها ، به طور متفاوتی حدود 70 درصد [152] یا حدود 90 درصد [153] [149] از کل زیست توده دریایی را تشکیل می‌دهند . حیات دریایی هم در زیست شناسی دریایی و هم در اقیانوس شناسی بیولوژیکی مورد مطالعه علمی قرار می گیرد . اصطلاح دریایی از کلمه لاتین mare به معنای "دریا" یا "اقیانوس" گرفته شده است.
اقیانوس در طول تاریخ با فعالیت های انسانی مرتبط بوده است. این فعالیت‌ها اهداف مختلفی از جمله ناوبری و اکتشاف ، جنگ دریایی ، مسافرت، کشتیرانی و تجارت ، تولید غذا (مانند ماهیگیری ، صید نهنگ ، پرورش جلبک دریایی ، آبزی پروری )، اوقات فراغت ( قایقرانی ، قایقرانی ، ماهیگیری با قایق تفریحی ، غواصی ) را انجام می‌دهند. تولید برق (نگاه کنید به انرژی دریایی و نیروی بادی دریایی )، صنایع استخراجی ( حفاری در دریا و استخراج معادن در اعماق دریا )، تولید آب شیرین از طریق نمک‌زدایی .
بسیاری از کالاهای جهان با کشتی بین بنادر دریایی جهان جابجا می شوند . [159] مقادیر زیادی کالا از طریق اقیانوس، به ویژه از طریق اقیانوس اطلس و اطراف حاشیه اقیانوس آرام حمل می شود. [160] بسیاری از انواع محموله از جمله کالاهای تولیدی، معمولاً در کانتینرهایی با اندازه استاندارد و قابل قفل حمل می‌شوند که بر روی کشتی‌های کانتینری ساخته شده در پایانه‌های اختصاصی بارگیری می‌شوند . [161] کانتینرسازی کارایی را تا حد زیادی افزایش داد و هزینه حمل و نقل محصولات از طریق دریا را کاهش داد. این عامل اصلی در افزایش جهانی شدن و افزایش تصاعدی تجارت بین المللی در اواسط تا اواخر قرن بیستم بود. [162]
اقیانوس ها همچنین منبع اصلی تامین برای صنعت ماهیگیری هستند . برخی از برداشت های عمده عبارتند از میگو ، ماهی ، خرچنگ و خرچنگ . [60] بزرگترین ماهیگیری تجاری جهانی برای ماهی آنچوی ، پولاک آلاسکا و ماهی تن است . [163] : 6 گزارش فائو در سال 2020 بیان کرد که "در سال 2017، 34 درصد از ذخایر ماهیان شیلات دریایی جهان به عنوان صید بیش از حد طبقه بندی شده اند ". [163] : 54 ماهی و سایر محصولات شیلاتی از ماهیگیری وحشی و آبزی پروری در میان پرمصرف ترین منابع پروتئین و سایر مواد مغذی ضروری هستند. داده‌های سال 2017 نشان داد که «مصرف ماهی 17 درصد از پروتئین‌های حیوانی مصرفی جمعیت جهان را تشکیل می‌دهد». [163] برای برآوردن این نیاز، کشورهای ساحلی از منابع دریایی در منطقه اقتصادی انحصاری خود بهره برداری کرده اند . کشتی های ماهیگیری به طور فزاینده ای برای بهره برداری از ذخایر در آب های بین المللی اقدام می کنند. [164]
اقیانوس مقدار زیادی انرژی دارد که توسط امواج اقیانوس ، جزر و مد ، اختلاف شوری و اختلاف دمای اقیانوس حمل می شود که می تواند برای تولید برق استفاده شود . [165] اشکال انرژی پایدار دریایی شامل نیروی جزر و مد ، انرژی حرارتی اقیانوس و قدرت موج است . [165] [166] نیروی بادی فراساحلی توسط توربین‌های بادی که روی اقیانوس قرار دارند جذب می‌شود . این مزیت را دارد که سرعت باد بیشتر از روی زمین است، اگرچه مزارع بادی برای ساخت در دریا هزینه بیشتری دارند. [167] ذخایر بزرگ نفت ، مانند نفت و گاز طبیعی ، در سنگ‌های زیر کف اقیانوس وجود دارد . سکوهای دریایی و سکوهای حفاری نفت یا گاز را استخراج کرده و برای انتقال به خشکی ذخیره می کنند. [168]
"آزادی دریاها" یک اصل در حقوق بین الملل است که مربوط به قرن هفدهم است. بر آزادی حرکت در اقیانوس ها تاکید می کند و جنگ در آب های بین المللی را تایید نمی کند . [169] امروزه این مفهوم در کنوانسیون سازمان ملل متحد در مورد حقوق دریاها (UNCLOS) گنجانده شده است. [169]
سازمان بین المللی دریانوردی (IMO) که در سال 1958 به تصویب رسید، عمدتاً مسئولیت ایمنی، مسئولیت و جبران خسارت دریایی را بر عهده دارد و کنوانسیون هایی را در مورد آلودگی دریایی مربوط به حوادث کشتیرانی برگزار کرده است. حکمرانی اقیانوس عبارت است از انجام سیاست ها، اقدامات و امور مربوط به اقیانوس های جهان . [170]
فعالیت‌های انسانی از طریق بسیاری از تأثیرات منفی، مانند آلودگی دریایی (از جمله زباله‌های دریایی و میکروپلاستیک‌ها ) ، صید بیش از حد ، اسیدی شدن اقیانوس‌ها و سایر اثرات تغییرات آب و هوایی بر اقیانوس‌ها ، بر حیات دریایی و زیستگاه‌های دریایی تأثیر می‌گذارد .
تغییرات آب و هوایی بر اقیانوس ها اثرات زیادی دارد . یکی از اصلی ترین آنها افزایش دمای اقیانوس ها است . امواج گرمای دریایی مکرر به این موضوع مرتبط است. افزایش دما به دلیل ذوب شدن صفحات یخ باعث افزایش سطح دریاها می شود . اثرات دیگر بر اقیانوس ها عبارتند از کاهش یخ دریا ، کاهش مقادیر pH و سطح اکسیژن و همچنین افزایش لایه بندی اقیانوس ها . همه اینها می تواند منجر به تغییر جریان های اقیانوسی شود ، برای مثال تضعیف گردش واژگونی نصف النهار اقیانوس اطلس (AMOC). [99] علت اصلی این تغییرات، انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از فعالیت‌های انسانی، عمدتاً سوزاندن سوخت‌های فسیلی است . دی اکسید کربن و متان نمونه هایی از گازهای گلخانه ای هستند. اثر گلخانه ای اضافی منجر به گرم شدن اقیانوس می شود زیرا اقیانوس بیشتر گرمای اضافی سیستم آب و هوایی را می گیرد . [172] اقیانوس همچنین مقداری از دی اکسید کربن اضافی موجود در جو را جذب می کند . این باعث می شود مقدار pH آب دریا کاهش یابد . [173] دانشمندان تخمین می زنند که اقیانوس حدود 25٪ از کل انتشار CO 2 ناشی از انسان را جذب می کند . [173]
لایه های مختلف اقیانوس ها دمای متفاوتی دارند. به عنوان مثال، آب به سمت پایین اقیانوس سردتر است. این طبقه بندی دما با گرم شدن سطح اقیانوس به دلیل افزایش دمای هوا افزایش می یابد. [174] : 471 به این امر، کاهش در اختلاط لایه‌های اقیانوسی مرتبط است، به طوری که آب گرم در نزدیکی سطح تثبیت می‌شود. کاهش گردش آب سرد و عمیق به دنبال دارد. کاهش اختلاط عمودی، جذب گرما را برای اقیانوس دشوارتر می کند. بنابراین سهم بیشتری از گرمایش آینده به جو و زمین می رود. یکی از نتایج افزایش میزان انرژی موجود برای طوفان های استوایی و طوفان های دیگر است. نتیجه دیگر کاهش مواد مغذی برای ماهی در لایه های بالای اقیانوس است. این تغییرات همچنین ظرفیت اقیانوس را برای ذخیره کربن کاهش می دهد . [175] در همان زمان، تضاد در شوری در حال افزایش است. مناطق نمکی شورتر می شوند و نواحی تازه شور کمتر. [176]
آب گرمتر نمی تواند به اندازه آب سرد حاوی اکسیژن باشد. در نتیجه، اکسیژن از اقیانوس ها به جو منتقل می شود. افزایش طبقه بندی حرارتی ممکن است عرضه اکسیژن از آب های سطحی به آب های عمیق تر را کاهش دهد. این امر میزان اکسیژن آب را حتی بیشتر کاهش می دهد. [177] اقیانوس در حال حاضر اکسیژن را در سراسر ستون آب خود از دست داده است . اندازه مناطق حداقل اکسیژن در سراسر جهان در حال افزایش است. [174] : 471
این تغییرات به اکوسیستم های دریایی آسیب می رساند و این می تواند منجر به از دست دادن تنوع زیستی یا تغییر در توزیع گونه ها شود. [99] این به نوبه خود می تواند بر ماهیگیری و گردشگری ساحلی تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، افزایش دمای آب به صخره های مرجانی استوایی آسیب می رساند . اثر مستقیم آن سفید شدن مرجانی بر روی این صخره ها است، زیرا به تغییرات دمایی حتی جزئی حساس هستند. بنابراین افزایش جزئی دمای آب می تواند تاثیر قابل توجهی در این محیط ها داشته باشد. مثال دیگر از بین رفتن زیستگاه های یخی دریا به دلیل گرم شدن هوا است. این تأثیرات شدیدی بر خرس های قطبی و سایر حیواناتی که به آن متکی هستند خواهد داشت . اثرات تغییر آب و هوا بر اقیانوس ها فشار بیشتری را بر اکوسیستم های اقیانوسی وارد می کند که در حال حاضر تحت فشار سایر اثرات فعالیت های انسانی قرار دارند . [99]آلودگی دریایی زمانی اتفاق می‌افتد که مواد مورد استفاده یا انتشار توسط انسان مانند زباله‌های صنعتی ، کشاورزی و مسکونی ، ذرات ، صدا ، دی اکسید کربن اضافی یا موجودات مهاجم وارد اقیانوس شده و اثرات مضری در آنجا ایجاد کند. اکثر این زباله ها (80 درصد) از فعالیت های زمینی ناشی می شود، اگرچه حمل و نقل دریایی نیز به طور قابل توجهی در این امر نقش دارد. [178] این ترکیبی از مواد شیمیایی و زباله است که بیشتر آنها از منابع خشکی می آیند و شسته می شوند یا به اقیانوس دمیده می شوند. این آلودگی منجر به آسیب به محیط زیست، سلامت همه موجودات و ساختارهای اقتصادی در سراسر جهان می شود. [179] از آنجایی که بیشتر ورودی‌ها از زمین می‌آیند، یا از طریق رودخانه‌ها ، فاضلاب یا جو، به این معنی است که قفسه‌های قاره‌ای در برابر آلودگی آسیب‌پذیرتر هستند. آلودگی هوا نیز با انتقال آهن، اسید کربنیک، نیتروژن ، سیلیکون، گوگرد، آفت‌کش‌ها یا ذرات گرد و غبار به داخل اقیانوس، عاملی است . [180] آلودگی اغلب از منابع غیر نقطه‌ای مانند رواناب کشاورزی، زباله‌های ناشی از باد و گرد و غبار ناشی می‌شود. این منابع غیرنقطه ای عمدتاً به دلیل روان آب هایی هستند که از طریق رودخانه ها وارد اقیانوس می شوند، اما زباله ها و گرد و غبار ناشی از باد نیز می توانند نقش داشته باشند، زیرا این آلاینده ها می توانند در آبراه ها و اقیانوس ها ته نشین شوند. [181] مسیرهای آلودگی شامل تخلیه مستقیم، رواناب زمین، آلودگی کشتی ، آلودگی آب ، آلودگی اتمسفر و، به طور بالقوه، استخراج معادن در اعماق دریا است .
انواع آلودگی های دریایی را می توان به عنوان آلودگی ناشی از زباله های دریایی ، آلودگی های پلاستیکی از جمله میکروپلاستیک ها ، اسیدی شدن اقیانوس ها ، آلودگی مواد مغذی ، سموم و صدای زیر آب دسته بندی کرد. آلودگی پلاستیکی در اقیانوس نوعی آلودگی دریایی توسط پلاستیک است که اندازه آن از مواد اصلی بزرگ مانند بطری‌ها و کیسه‌ها تا میکروپلاستیک‌هایی که از تکه تکه شدن مواد پلاستیکی به وجود می‌آیند متغیر است. زباله های دریایی عمدتا زباله های انسانی دور ریخته شده ای هستند که روی اقیانوس شناور یا معلق هستند. آلودگی پلاستیک برای زندگی دریایی مضر است .
نگرانی دیگر، روان شدن مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) از کشاورزی فشرده ، و دفع فاضلاب تصفیه نشده یا نیمه تصفیه شده به رودخانه ها و متعاقباً اقیانوس ها است. این مواد مغذی نیتروژن و فسفر (که در کودها نیز وجود دارند ) رشد فیتوپلانکتون ها و ماکروجلبک ها را تحریک می کنند، که می تواند منجر به شکوفه های جلبکی مضر ( eutrophication ) شود که می تواند برای انسان و همچنین موجودات دریایی مضر باشد. رشد بیش از حد جلبک همچنین می تواند صخره های مرجانی حساس را خفه کند و منجر به از بین رفتن تنوع زیستی و سلامت مرجان ها شود. دومین نگرانی اصلی این است که تخریب شکوفه های جلبکی می تواند منجر به مصرف اکسیژن در آب های ساحلی شود، وضعیتی که ممکن است با تغییرات آب و هوایی بدتر شود زیرا گرم شدن هوا باعث کاهش اختلاط عمودی ستون آب می شود. [182]
بسیاری از مواد شیمیایی بالقوه سمی به ذرات ریز می چسبند که سپس توسط پلانکتون ها و حیوانات اعماق زمین جذب می شوند ، که بیشتر آنها یا فیدرهای رسوبی یا فیدرهای فیلتر هستند . به این ترتیب، سموم به سمت بالا در زنجیره های غذایی اقیانوس متمرکز می شوند . هنگامی که آفت کش ها در اکوسیستم دریایی گنجانده می شوند ، به سرعت در شبکه های غذایی دریایی جذب می شوند . زمانی که این آفت‌کش‌ها وارد شبکه‌های غذایی می‌شوند، می‌توانند جهش‌ها و همچنین بیماری‌هایی ایجاد کنند که می‌توانند برای انسان و همچنین کل شبکه غذایی مضر باشند. فلزات سمی نیز می توانند به شبکه های غذایی دریایی وارد شوند. اینها می توانند باعث تغییر در ماده بافتی، بیوشیمی، رفتار، تولید مثل و سرکوب رشد موجودات دریایی شوند. همچنین، بسیاری از خوراک های حیوانات دارای پودر ماهی یا محتوای هیدرولیز ماهی هستند . به این ترتیب سموم دریایی می توانند به حیوانات خشکی منتقل شوند و بعداً در گوشت و لبنیات ظاهر شوند.حفاظت از اقیانوس ها برای محافظت از اکوسیستم های موجود در اقیانوس ها که انسان ها به آنها وابسته هستند، عمل می کند. [184] [185] حفاظت از این اکوسیستم ها در برابر تهدیدات جزء اصلی حفاظت از محیط زیست است . یکی از اقدامات حفاظتی ایجاد و اجرای مناطق حفاظت شده دریایی (MPAs) است. ممکن است لازم باشد که حفاظت دریایی در یک زمینه ملی، منطقه ای و بین المللی در نظر گرفته شود. [186] سایر اقدامات شامل سیاست های الزامی شفافیت زنجیره تامین، سیاست های جلوگیری از آلودگی دریایی، کمک به اکوسیستم (به عنوان مثال برای صخره های مرجانی ) و حمایت از غذاهای دریایی پایدار (مانند شیوه های ماهیگیری پایدار و انواع آبزی پروری ) است. همچنین حفاظت از منابع دریایی و اجزایی وجود دارد که استخراج یا مزاحمت آنها می تواند آسیب قابل توجهی ایجاد کند، مشارکت مردم گسترده تر و جوامع تحت تأثیر، [187] و توسعه پروژه های پاکسازی اقیانوس ها ( حذف آلودگی پلاستیکی دریایی ). نمونه های دومی عبارتند از Clean Oceans International و The Ocean Cleanup .
در سال 2021، 43 دانشمند متخصص اولین نسخه چارچوب علمی را منتشر کردند که - از طریق یکپارچه سازی، بررسی ، شفاف سازی و استانداردسازی - امکان ارزیابی سطوح حفاظت از مناطق حفاظت شده دریایی را فراهم می کند و می تواند به عنوان راهنمایی برای هرگونه تلاش بعدی برای بهبود، برنامه ریزی و نظارت باشد. کیفیت و گستره حفاظت دریایی به عنوان مثال می توان به تلاش ها در راستای هدف حفاظتی 30 درصدی «معامله جهانی برای طبیعت» [188] و هدف 14 توسعه پایدار سازمان ملل («زندگی زیر آب») اشاره کرد. [189] [190]
در مارس 2023 معاهده دریاهای آزاد امضا شد. از نظر قانونی لازم الاجرا است. دستاورد اصلی امکان جدید ایجاد مناطق حفاظت شده دریایی در آب های بین المللی است. با انجام این کار، این توافق اکنون حفاظت از 30 درصد از اقیانوس ها را تا سال 2030 (بخشی از هدف 30 در 30 ) ممکن می کند. [191] [192] این معاهده دارای موادی در مورد اصل "آلاینده می پردازد" و تأثیرات مختلف فعالیت های انسانی از جمله مناطق خارج از صلاحیت ملی کشورهای سازنده این فعالیت ها است. این توافقنامه توسط 193 کشور عضو سازمان ملل به تصویب رسید. [193]
اقیانوس ها حدود 3.35×10
8
کیلومتر
مربع
مساحت را اشغال می کنند. 377412 کیلومتر سواحل اقیانوسی در جهان وجود دارد.
به عنوان یک تقریب، اقیانوس منجمد شمالی را می توان به عنوان مصب اقیانوس اطلس در نظر گرفت.
{{cite web}}: CS1 maint: ربات: وضعیت URL اصلی ناشناخته ( پیوند ){{cite book}}: CS1 maint: others ( لینک ){{cite book}}: CS1 maint: others ( لینک ){{cite book}}: CS1 maint: others ( لینک )شکل 1f
متن از این منبع کپی شده است، که تحت مجوز Creative Commons Attribution 4.0 International در دسترس است.مطالب از این منبع کپی شده است، که تحت مجوز Creative Commons Attribution 4.0 International در دسترس است.متن اصلاح شده از این منبع کپی شده است، که تحت مجوز Creative Commons Attribution 4.0 International در دسترس است. متن از این منبع کپی شده است، که تحت مجوز Creative Commons Attribution 4.0 بین المللی موجود است. بایگانی شده 2017-10-16 در Wayback Machine
تعاریف از ویکیواژه
رسانه از Commons
اخبار از ویکی نیوز
نقل قول از ویکی نقل قول