FIZYCZNE CZYNNIKI ŚRODOWISKA MORSKIEGO
 
Światło


Światło ma decydujący wpływ na życie w morzu. Wpływa bezpośrednio lub pośrednio na inne czynniki fizyczne, takie jak temperatura lub barwa wody, decyduje o życiu w morzu dostarczając energii niezbędnej dla procesu fotosyntezy.
Tylko w obecności promieni słonecznych glony morskie, zarówno osiadłe jak i planktoniczne, mogą ze związków nieorganicznych syntetyzować związki organiczne: węglowodany, a następnie tłuszcze, białka i witaminy, stanowiące pokarm dla wszystkich innych organizmów.
Ilość i charakter światła zmienia się wraz z głębokością, co decyduje o piętrowym rozmieszczeniu roślin i wpływa na zróżnicowanie i rozmieszczenie zwierząt. Wpływa też na pionową migrację planktonu wymagającego określonego natężenia światła, niezbędnego dla przebiegu procesów życiowych.





W morzach wyróżnia się trzy podstawowe warstwy świetlne:

  • eufotyczną, czyli prześwietloną, w której występuje ilość światła wystarczająca dla procesu fotosyntezy; sięga przeciętnie do 80 m w głąb,


  • dysfotyczną, w której występuje tylko światło rozproszone i zmodyfikowane, zamieszkałą przez zwierzęta reagujące na różnicę światła (m. in. zooplankton odbywający pionową migrację, zwierzęta o nadmiernie rozwiniętych organach wzroku); sięga od 80 do 350-400 m,


  • afotyczną, z ograniczoną ilością promieniowania niebieskiego i fioletowego w górnej części, zamieszkałą tylko przez zwierzęta i bakterie uzależnione pod względem pokarmowym od warstw górnych, sięga do dna największych głębin.


    Ilość światła w morzu ograniczać może duża ilość drobnego materiału skalnego (mułu), unoszącego się w wodzie, dostarczanego z lądu przez rzeki. Zjawisko to szczególnie nasila się w pobliżu ujść większych rzek. Wpływ na ilość światła ma też kąt padania promieni słonecznych, związany z szerokością geograficzną.



    • Strefy batymetryczne i świetlne w morzach i oceanach

    Temperatura
    Temperatura wody jest także ważnym czynnikiem, warunkującym rozmieszczenie organizmów i wpływającym na różnorodność form i zjawisk. Poczynając od najwyższej temperatury, jaką osiąga woda na powierzchni oceanów w strefie klimatu gorącego (przeciętnie 20-25°C, maksymalnie 35°C w Zatoce Perskiej) następuje stopniowy jej spadek w kierunku biegunów oraz ku głębinom morskim. Wpływa to na geograficzne i batymetryczne, czyli pionowe rozmieszczenie życia w morzach. Z wyjątkiem strefy okołorównikowej temperatura wody w morzach i oceanach podlega sezonowym wahaniom związanym z porami roku. Czynnikiem wprowadzającym duże niekiedy różnice są zimne lub ciepłe prądy morskie. Zimne prądy niosą wody z okolic biegunów, a także wynoszą je z głębi oceanów (tzw. upwellingi).
    Ciśnienie
     
    Czynnikiem środowiska o wielkim znaczeniu w życiu organizmów morskich jest ciśnienie. W miarę zwiększania głębokości podnosi się ono średnio o 1 atmosferę na 10 m, czyli na głębokości 4000 m wynosi około 400 atmosfer. Organizmy żyjące w wodach płytkich nie wytrzymują ciśnienia przekraczającego 300 atm. Fauna zamieszkująca najgłębsze strefy mórz jest przystosowana do panującego tam bardzo wysokiego ciśnienia. Część organizmów wytrzymuje zmiany ciśnienia przekraczające 300 atmosfer - to tzw. eurybaty, część może zamieszkiwać wyłącznie strefy o określonym ciśnieniu - stenobaty.
    Morze jest środowiskiem (żywiołem) wiecznie ruchliwym, co wynika z fizycznego stanu materii (środowisko płynne) oraz ciągłego napływu z zewnątrz energii. Siły grawitacji (przyciągania) Księżyca i Słońca, promieniowanie słoneczne, ruch obrotowy Ziemi, wiatry, powodują przemieszczanie się ogromnych mas wody, które określamy jako pływy, falowanie i prądy morskie.
    Pływy
     
    to okresowy, pionowy ruch wody morskiej, wywołany siłami przyciągania Księżyca i Słońca. Cząsteczki wody wzdłuż południka położonego w danym momencie najbliżej Księżyca ulegają spiętrzeniu (przypływ), co powoduje obniżanie się poziomu wody w innych miejscach (odpływ).


    Wybrzeże Morza Barentsa w czasie przypływu i odpływu

    Jest to rodzaj fali, która w sposób ciągły przemieszcza się dookoła Ziemi w ciągu 24 godzin i 50 minut. Po przeciwnej stronie Kuli Ziemskiej, w punkcie najbardziej oddalonym od Księżyca, powstaje druga, symetryczna fala przypływu, co spowodowane jest działaniem siły odśrodkowej wywołanej ruchem obrotowym. W rezultacie, przez każdy punkt Ziemi, w ciągu doby (co 12 godzin i 25 minut) przechodzą dwie fale przypływu. W takim samym odstępie w każdym miejscu pojawiają się w ciągu doby dwa odpływy. Fala ta przemieszcza się z prędkością około 900 km/godzinę, a jej średnia wysokość wynosi od 0,5 do 1 m. Wysokość fali przypływu i odpływu zależy jednak też od konfiguracji linii brzegowej i głębokości morza. Są strefy, w których fala ta osiąga kilkanaście metrów wysokości.
    Wielkość pływów zmienia się wraz ze zmianą położenia Ziemi w stosunku do Księżyca i Słońca. Najsilniejsze pływy występują w czasie pełni i nowiu, kiedy Ziemia, Księżyc i Słońce znajdują się w jednej linii (A). Jest to tzw. przypływ syzygijny, powtarzający się co 14 dni. Podczas pierwszej i ostatniej kwadry siły przyciągania Księżyca i Słońca działają w różnych kierunkach. Występują wówczas małe pływy zwane kwadraturowymi (B).     
    Falowanie
    jest przejawem współdziałania morza z atmosferą. Wywoływane jest przez wiatr i przejawia się kolistym ruchem cząsteczek wody. Zbliżając się do brzegu, fala załamuje się lub spiętrza na linii lądu i "atakuje" brzeg. Zjawisko to nazywamy przybojem. Falowanie ma ogromne znaczenie dla rozwoju życia w morzu. Powoduje wynoszenie ku powierzchni zalegających przy dnie bardziej "żyznych" wód, zawierających związki azotu i fosforu, niezbędne w procesie fotosyntezy. Zasila także wody powierzchniowe w niezbędny dla wszystkich organizmów tlen. Jest ponadto czynnikiem selekcji życia, usuwającym z morza jego szczątki.
    Falowanie ma też ogromny, najczęściej niszczący wpływ na brzeg morski. Erozji podlegają najczęściej wysunięte w morze strefy wybrzeża. Niszczącej sile przyboju łatwiej ulegają skały wapienne, niż magmowe. Przy brzegach płaskich, w zatokach fale gromadzą pokruszony i rozdrobniony materiał skalny tworząc plaże i ławice piaszczyste. W ten sposób falowanie powoduje wyrównywanie linii brzegowej.

    Nasilenie opisanych zjawisk ma miejsce w czasie sztormu, który jest zarówno czynnikiem niszczycielskim, jak i twórczym. Gwałtowne i wysokie fale sztormowe intensywniej erodują brzegi, wyrzucają z wody ogromną ilość żyjących w nim organizmów - glonów, mięczaków, skorupiaków, larw i innych drobnych zwierząt. Nagromadzone przez fale sztormowe, wapienne muszle mięczaków tworzą niekiedy całe ławice, które z czasem stają się skałą zwaną muszlowcem.
    Prądy morskie
     
    czyli przemieszczanie się ogromnych mas wody w określonym kierunku spowodowane jest przez wiatry wiejące ze stałych kierunków, różnice gęstości wody ciepłej ze strefy klimatu gorącego i zimnej z obszarów polarnych, a także przez ruch obrotowy Ziemi. Przy powierzchni oceanów płyną od równika ku biegunom masy ciepłych wód, zaś na ich miejsce napływają dołem wody zimne z okolic podbiegunowych. Wody te wznoszą się ku powierzchni aby zastąpić te, które odpływają i w ten sposób powodują użyźnianie wód przypowierzchniowych, wyrównywanie temperatury i zasolenia.
    W niektórych strefach współczesnych oceanów występuje też zjawisko pionowego przemieszczania się mas wody, polegające na wynoszeniu ku powierzchni zimnych i żyznych wód głębinowych. Zjawisko to, zwane upwellingiem, występuje głównie w strefach podzwrotnikowych i wywoływane jest przez wiatry wiejące od lądu i przesuwające przypowierzchniowe masy wody. Ma ono ogromne znaczenie dla podstawowej produkcji biologicznej, gdyż w żyznych, bogatych w związki azotu i fosforu wodach masowo rozwija się fitoplankton. Ten zaś jest pożywieniem innych organizmów, głównie drobnej fauny pelagicznej (zooplankton, mięczaki, skorupiaki, ryby planktonożerne).
    Upwellingi występują u północno - zachodnich wybrzeży Afryki i obu Ameryk (np. upwelling peruwiański).
    Zobacz więcej
    SKŁADNIKI WODY MORSKIEJ

    Sole

    W wodzie morskiej rozpuszczone są sole, takie jak: chlorek sodu, chlorek i siarczan magnezu, siarczan wapnia, węglan wapnia, siarczan potasu i bromek magnezu. Średnia zawartość soli w wodzie morskiej wynosi 35‰, przy czym dominującym składnikiem jest chlorek sodu (średnio 27‰). Składniki te występują zwykle w podobnych proporcjach, lecz zmianom ulega ich ogólna ilość. Mówimy, że zmienia się zasolenie wody. Od otwartego oceanu ku brzegom stężenie soli ulega rozcieńczeniu w wyniku dopływu wody słodkiej z lądów. W Bałtyku, który ma słabe połączenie z otwartymi morzami poprzez Cieśniny Duńskie, stężenie soli nie przekracza 10‰. Zmienia się ono także w poszczególnych strefach klimatycznych.
    Powiększ

    W morzach strefy gorącej gdzie parowanie jest silniejsze i słabe zasilanie wodami z lądu (np. Morze Śródziemne), koncentracja soli jest zwykle wyższa od przeciętnej. Zasolenie Morza Czerwonego dochodzi do 41‰. Największe stężanie soli występuje w Morzu Martwym, gdzie przekracza ono 200‰. Akwen ten jest całkowicie pozbawiony życia głównie z powodu dużego stężania soli magnezu. Zawartość rozpuszczonych soli w odzie morskiej powoduje, że ma ona większy ciężar i większą gęstość niż woda słodka.



    Rozpuszczone w wodzie morskiej sole wapnia (siarczan i węglan) dostarczają żyjącym w niej organizmom materiału do budowy skorup, pancerzy i innych szkieletów. W wodach gorących, gdzie nasycenie wody jonami wapnie jest większe tworzą się potężne budowle węglanowe, jakimi są rafy koralowe. Muszle mięczaków i pancerze krabów są tam znacznie większe i grubsze niż w morzach chłodnych.
    W przeciwieństwie do węglanu wapnia, krzemionka (SiO2) wykorzystywana jest do budowy szkieletów głównie przez organizmy zamieszkujące strefy klimatu chłodniejszego. Są to m. in. gąbki, promienice i okrzemki.
    Gazy

    W wodzie morskiej rozpuszczone są też gazy: tlen, dwutlenek węgla, siarkowodór.

    tlen O2

    Tlen pochodzi głównie z atmosfery. Ruch wody, zwłaszcza falowanie, ułatwia zaopatrywanie jej w ten niezbędny do oddychania składnik. Pewna ilość tlenu dostarczana jest też przez roślinność, jako jeden z produktów procesu fotosyntezy. Jednak rośliny zaopatrują w tlen głównie wody płytkie, dobrze prześwietlone, w których występują ich największe skupiska. Głębsze warstwy wody, gdzie nie sięga falowanie i brak jest roślinności są znacznie uboższe w tlen. Dostarczany jest on tam głównie przez zimne prądy niosące lepiej natlenione wody ze strefy polarnej. Rozpuszczalność gazów w wodzie zależy też od jej temperatury. Wody chłodniejsze wykazują większą zawartość rozpuszczonego tlenu niż ciepłe, toteż posuwając się od biegunów ku równikowi ilość rozpuszczonego w wodzie tlenu jest coraz mniejsza.
    dwutlenek węgla CO2

    Natomiast ilość dwutlenku węgla rozpuszczonego w wodzie morskiej jest znacznie większa niż w powietrzu, szczególnie w głębszych strefach, do których nie docierają prądy niosące wody dobrze natlenione. Tam też ulega rozpuszczaniu węglan wapnia, w wyniku czego powstają jony zawierające cząstki CO2. Dwutlenek węgla pochodzi głównie z atmosfery i jest łatwo rozpuszczalny w wodzie. Jednak występuje on głównie w postaci jonowej: jonów węglanów i kwaśnych węglanów, a nie w stanie wolnym. Dwutlenek węgla pochłaniany jest przez roślinność morską w procesie fotosyntezy i wiązany podczas wytrącania węglanów. Wydzielany jest ponownie podczas oddychania roślin, zwierząt i bakterii. W ten sposób znajduje się w ciągłym obiegu.     		Powiększ
    siarkowodór H2S

    Siarkowodór występuje tylko w przydennych strefach niektórych mórz (np. Morze Czarne, Morze Kaspijskie), gdzie wymiana wód jest w znacznym stopniu ograniczona. Wydzielany jest w warunkach beztlenowych, podczas procesów rozkładu materii organicznej gromadzącej się na dnie, głównie przez bakterie siarkowe. Jedynie one mogą żyć w takim środowisku, które można nazwać azoicznym, czyli pozbawionym życia.

    Skład wody morskiej jest efektem długotrwałych cykli wymiany pierwiastków pomiędzy litosferą, biosferą i hydrosferą.

    - powrót -