GEOLOGIA SI GEOFIZICA MARINA, PROPRIETATILE CHIMICE SI FIZICE ALE OCEANELOR

GEOLOGIA SI GEOFIZICA MARINA

Geologia si geofizica marina au debutat odata cu recoltarea primelor probe

de sedimente de pe fundul marilor cu cca. 150 de ani in urma.

Patura exterioara a pamantului se numeste litosfera. Ea reprezinta un strat rigid si are o grosime de aproximativ 100 km. Include atat platforma oceanica cat si scoarta continentala si partea superioara a mantalei, adica, stratul situat imediat sub scoarta.

Platforma oceanica este foarte diferita de scoarta continentala. Platforma oceanica este mult mai subtire si s-a format, aproape in intregime, in decursul ultimelor 200 milioane de ani.

In anul 1960, profesorul Harry Hess, de la Universitatea Princeton din New Jersey, a afirmat ca platforma oceanica se afla intr-o continua expansiune din cauza lanturilor muntoase submarine. El a calculat ca se creaza o noua scoarta oceanica care creste cu cativa cm pe an, ceea ce era suficient de repede pentru ca intreaga platforma oceanica sa se fi format in ultimii 200 milioane de ani.

In jurul marginilor oceanelor exista o serie de gropi abisale adanci. Cea mai adanca dintre ele este Groapa Marianelor, care coboara 11.033 m si care este situata langa insula Guam din Pacific.

Prin examinarea varstei rocilor submarine aflate in apropierea lanturilor muntoase din zona de mijloc a Atlanticului, oamenii de stiinta au descoperit ca platforma oceanica se extinde cu o viteza de 2 cm pe an, pe fiecare parte a lantului muntos, ceea ce inseamna ca Oceanul Atlantic se lateste cu o viteza de 4 cm pe an. In partea centrala a oceanului intalnim lanturi muntoase, care sunt intersectate cu greutatede unele crapaturi numite zone de fractura. Ele se pot intinde pana la 60.000 de km pe fundul tuturor oceanelor. Lantul Central Atlantic se extinde de la Marea Norvegiana prin insulele vulcanice ale Islandeisi Azore, pana la Atlanticul de Sud, unde este echidinstant de la coasta Africana si Sud Americana. Lantul continua in Oceanul Indian cu un brat care ajunge in Marea Rosie, apoi trece printre Australia si Antarctica si apoi in estul Pacificului. Aceste lanturi muntoase au un rol important in placile techtonice.

Pe fundul oceanului, pe axele dorsalelor, bazaltul urca si se solidifica, provocand alunecarea placilor, de unde deriva si deformarea continentelor. Pentru ca toate oceanele comunica intre ele, nivelul suprafetei lor este acelasi peste tot. Este nivelul 0, cel in care valurile si mareele scalda tarmurile. Altitudinea medie a acestui nivel este instabila, variind pe lungi durate. De exemplu, acum 30 de mii de ani, era in jur de 90 m mai joasa ca azi. Asadar, continentele erau mai inaltate din mare, erau deci, mai vaste si malurile se situau in fata celor pe care le cunoastem azi.

De unde aceste functii ale nivelului 0 ?

Trebuie sa cautam explicatia in schimbarile de clima.

Cand este multa vreme rece, ghetarii se intind, retin multa apa iar nivelul apei lichide scade. Astazi, el pare sa urce, sa castige parti din maluri, caci, iernile se indulcesc, dureaza mai putin timp, ghetarii pierd mai multa apa, topind vara mai mult decat au castigat din zapezile iernii.

Pe uscat, eroziunea pare sa se incetineasca usor: inaltarea nivelului zero corespunde, intradevar, unei diminuari a altitudinii pamanturilor si deci, a puterii de sapare a apelor curgatoare. Structura si topografia bazinului oceanic se cartografiaza cu ajutorul satelitilor, pentru studierea mai amanuntita a fundului oceanic. Aceasta masoara nivelul suprafetei pentru estimarea cat de cat apropiata a fundului oceanic. Ne mai putem ajuta de sonar care ne poate spune o adancime relativa a oceanului.

Chiar si cu cele mai noi technici, ne-ar trebui 125 de ani pentru a cartografia fundul oceanului planetar.

PROPRIETATILE CHIMICE SI FIZICE ALE OCEANELOR

Se cunoaste ca oceanele ocupa aproximativ 362 milioane de km², ceea ce

reprezinta 71% din suprafata Terei (510 milioane km²), in timp ce continentele detin doar 29%. Oceanele sunt, insa, mult mai mari decat orice continent, de fapt, ele inconjoara suprafetele de uscat si nu invers. O singura exceptie o formeaza Oceanul Arctic, care, conform definitiei generale este o mare mediterana.

Oceanul este o intindere de apa care comunica cu oceanele vecine si care infuienteaza climatul uscatului. Daca continentele s-ar scufunda in oceane, apa acestora ar acoperi tot globul cu o manta de 2.400 m.

Densitatea apei marine este foarte usor influentata de temperatura, presiune si salinitaste. Astfel, daca apa marina normala, la temperatura de inghet (- 1,91⁰C), are densitatea de 1,02822 g/cm, la 10⁰C denistatea este mai scazuta (1,0257 g/cm). Reiese ca, raportul dintre temperatura si densitate este invers proportional. Denistatea scade cu cresterea temperaturii. Daca intervine evaporatia, densitatea creste. La aceasta se adauga influienta salinitatii dependenta si ea de temperatura. Densitatea maxima a apei marine usor desalinizate (24,7%), este atinsa la temperatura de - 1,33⁰C si este egala cu temperatura de inghet. Se admite ca salinitatea de 24,7% este valoarea limitata intre apele marii (S>24,7%) si ape salmastre (S<24,7%).

Influienta temperaturii asupra densitatii apei marine, face ca variatii mari ale densitatii sa se inregistreze si in functie de latitudine.

La Ecuator, densitatea este mai mica (1,023), nivelul apei este mai ridicat cu 2 m, ceea ce duce la formarea curentilor de suprafata, apele curgand de la Ecuator la Poli. In zonele arctice, densitatea este mai mare (1,027-1,028), apele coboare spre zonele profunde, aici fiind zona de origine a curentilor de profunzime (curentilor de densitate).

Masele de apa oceanica se incalzesc si se racesc mai incet decat uscatul. Consecintele sunt foarte importante : vanturile care vin dinspre ocean sunt foarte racoroase atunci cand e cald, si blande atunci cand se face rece, ele mai absorb radiatiile solare si afecteaza clima si temperatura.

Mediul marin asigura astfel o reglare a temperaturilor locale, dar si o reglare termica a intregii planete. Curentii puternici aduc la suprafata apele calde de la altitudinile joase (Ecuator si Tropice) catre regiunile reci de altitudini mari, in schimb, apele reci se scurg in adancime catre regiunile calde, unde temperatura lorva creste. Golf Stream-ul este de pilda un curent de 80 km largime si 500 m adancime care deplaseaza 4 milioane de tone de apa pe minut din Golful Mexic in ragiunile reci din N. Scandinaviei, a carei clima o imblanzeste prin trecerea lui. Fara aceste mari schimburi de energie in sanul oceaqnelor, clima terestra ar fi si maicontrastanta dupa latitudine si anotimpuri. Vanturile violente, viscole si taifunuri ar rascoloi artmosfera.

Salinitatea marilor si oceanelor difera atat pe orizontala cat si pe verticala, fiind in functie de influenta factorilor climatici si hidrologici. Apa oceanelor cuprinde in combinatie sau disolutie peste 32 de elemente chimice. Cantitatea totala a sarurilor expreimata sub forma slinitatii medii a Oceanului Planetar este de 34, 4%. Dintre elementele chimice. Dintre elementele chimice dizolvate intr-un litru de apa mentionam :

Salinitatea din apa marilor si oceanelor joaca un rol foarte important in distributia temperaturilor si in dezvoltarea conditiilor de viata. Organismele marine sunt, in general, adaptate unui anumit procent de salinitate.

Temperatura

Temperatura apelor oceanice este in functie de energia solara si de latitudinea locului. La suprafata marilor si oceanelor, temperatura difera de la o zi la alta. In decurs de 24 de ore, temperatura cea mai ridicata se inregistreaza intre orele 13⁰⁰ si 16⁰⁰ iar cea mai scazuta intre orele 4⁰⁰ si 8⁰⁰ dimineata. La latitudinile mari, valoarea amplitudinilor diurne este de 0,1^oC. in regiunea tropicala este egala cu 1^oC.

Distributia temperaturii pe verticala

Caldura inmagazinata in timpul anului de apa oceanelor se transmite in adancime, pe calea conductibilitatii termice si pe calea miscarii de convectie impusa (valuiri, curenti). Cu exceptia unor tinuturi polare unde se intalneste o stratificare termica neobisnuita cunoscuta sub numele de mezotermie.

Lumina

Este deasemenea un factor important in dezvoltarea vietii din apa marilor si oceanelor. In functie de gradul de patrundere a razelor solare, in mediul marin se delimiteaza, pe verticala, cateva straturi sau orizonturide apa populate cu forme de vegetatie, care in comparatie cu cele de pe uscat sunt mai reduse ca densitate si ca numar de specii.

Pana la adancimea de 80m, unde stratul de apa este mai bine lumina, au loc cele mai intense procese de asimilatieclorofiliana. Aici se intalneste grupa algelor verzi, albastre si brune, iar planctonul este foarte bogat. Stratul acesta de apa formeaza orizontul eufotic (fotolumina). Sub acest strat de apa se inatlneste, intre 80 si 400m orizontul disfotic, cu o vegetatie saraca, fiind prezente doar cateva specii iubitoare de semiintuneric (alge brune si rosii). De aici si pana la adancimea maxima, unde domneste intunericul, lipseste viata vegetala. Stratul acesta are cea mai mare grosime si formeaza stratul afotic.