متن علمی در مورد دریا کلاس چهارم را از سایت هاب گرام دریافت کنید.
دریا
دریا، اقیانوس جهانی، یا به شکل سادهتر، اقیانوس، بدنه آبی متصل آبهای شور میباشد که ۷۰٫۸ درصد سطح زمین را پوشش میدهد.[۱] دریا آبوهوای زمین را معتدل میکند و نقش مهمی در چرخه آب، چرخه کربن، و چرخه نیتروژن دارد. اگرچه از زمان پیشاتاریخ دریانوردی و اکتشاف در دریا رواج داشتهاست، مطالعه مدرن علمی دریا (اقیانوسنگاری) بهطور گسترده به سفر چلنجر بریتانیا در دهه ۱۸۷۰ مربوط میشود.[۲] دریا بهطور مرسوم به چهار یا پنج بخش بزرگ تقسیم شدهاست، مواردی مانند آرام را اقیانوس و مواردی مانند مدیترانه را دریا می گویند.
در زبان پهلوی این واژه به ریخت drayâb بودهاست. «واژه زرنگ کهنترین نام سیستان و زاولستان است و در سنگنوشتهٔ بیستون به گونهٔ زرنگا آمدهاست. به باور پژوهشگران، زرنگ و زریه که به زبان اوستایی به معنای دریا است، و دریه به فارسی هخامنشی و زریا در زبان پهلوی و دریا به زبان امروزی همه یکی است.»[۳] بزرگترین دریاهای جهان عبارتند از: دریای مدیترانه، دریای برینگ، دریای کارائیب، دریای اختسک.
با توجه به شرایط فعلی رانش قارهای، نیمکره شمالی اکنون بهطور نسبی بین خشکی و دریا تقسیم شدهاست (با نسبت ۲:۳) اما نیمکره جنوبی به شدت اقیانوسی است (1:4.7).[۴] در اقیانوس پهناور، مقدار نمک حدوداً ۳٫۵ درصد جرم آن را تشکیل میدهد، البته این مقدار میتواند در آبهای محدود به خشکی، در نزدیکی دهانه رودخانههای بزرگ، یا اعماق زیاد متفاوت باشد. حدود ۸۵ درصد جامدات موجود در آب دریا را سدیم کلرید تشکیل میدهد. جریانهای اعماق دریا از اختلاف در دما و میزان نمک حاصل میشوند. جریانهای سطحی نیز از اصطکاک موجهای تولید شده در اثر وزش باد و جزر و مد پدیدار میشوند. تغییرات سطح آب دریا نیز نتیجه جاذبه ماه و خورشید است. مسیر تمام اینها به وسیله مناطق وسیع سطح آبی و زیر آبی تعیین میشوند، که حاصل حرکت وضعی زمین میباشند (اثر کوریولیس).
تغییرات پیشین در سطح دریا فلات قاره، مناطق کم عمق در دریا نزدیک خشکی، را ایجاد کردهاند. این آبهای غنی از مواد معدنی سرشار از زندگی اند، که برای انسانها منابع غذایی قابل توجهی (در اصل ماهی، ولی همچنین صدف، پستاندار دریایی، جلبک دریایی) فراهم میکنند، که هم در حیات وحش ماهیگیری میشوند و هم پرورش مییابند. متنوعترین مناطق در اطراف آبسنگهای مرجانی گرمسیری قرار دارند. زمانی شکار نهنگ در دریا، آزاد و رایج بود، اما کاهش تعداد نهنگها موجب ایجاد کنوانسیون بینالمللی تنظیم صید نهنگ و در نهایت توقف صید نهنگ شد. اقیانوسنگاری نشان دادهاست که حیات تنها محدود به آبهای سطحی نورگیر نیست: حتی در اعماق و فشار زیاد، مواد معدنی جریان یافته از دریچههای گرمایی از اکوسیسیتم منحصر به فرد خود پشتیبانی میکنند. حیات ممکن است از آنجا آغاز شده باشد، و سفرههای میکروبی دریایی بهطور عمومی حاصل رویداد بزرگ اکسیژنی جو زمین میباشند؛ هم گیاهان و هم جانوران در ابتدا در دریا فرگشت یافتهاند.
دریا مسیر ضروری تجارت، مسافرت، استخراج مواد معدنی و تولید برق است. همچنین آن را برای جنگ ضروری کردهاست، و شهرهای بزرگی را در معرض زمینلرزه، آتشفشان حاصل از گسلهای نزدیک دریا؛ امواج قدرتمند سونامی؛ و توفندها، طوفانها و چرخندها ایجاد شده در مناطق استوایی قرار دادهاست. این اهمیت و دوگانگی، فرهنگ بشری را از خدایان دریا تا شعر حماسی هومر و تا تغییرات ناشی از مبادله کلمبی، از مراسم تدفین وایکینگها تا هایکوهای ماتسوئو باشو و تا هنر دریایی و موسیقی الهام بخش در طیف گسترده از نیمهخوانی " The Complaynt of Scotland " تا شهرزاد اثر نیکولای ریمسکی-کورساکف تحت تأثیر قرار دادهاست. دریا صحنه فعالیتهای اوقات فراغت شامل شنا، غواصی اسکوبا، موجسواری و قایقرانی است. اما رشد جمعیت، صنعتیسازی، و کشاورزی متمرکز موجب آلودگی دریایی امروزی شدهاند. مقدار کربن دیاکسید جو در حال افزایش میباشد، و در فرایندی با نام «اسیدیشدن» اقیانوس پیاچ آب را کاهش دادهاست. طبیعت مشترک دریا صید بیرویه را به مشکلی در حال افزایش تبدیل کردهاست.
تعریف[ویرایش]
دریا سامانه پیوسته تمام آبهای پوسته اقیانوسی زمین است، که شامل ۴ اقیانوس نامگذاری شده به وسیله سازمان آبنگاری بینالمللی[۵] (اقیانوس اطلس، اقیانوس آرام، اقیانوس هند و اقیانوس منجمد شمالی) و آبهای اقیانوس منجمد جنوبی (چه از آن چهار اقیانوس جدا باشد و چه به همراه آنها حساب گردد) میشود.[۶] این مفهوم و استفاده از دریا برای توصیف بدنههای آبی آبهای دریا مانند دریای سرخ هر دو به زبان انگلیسی باستان بازمیگردد؛ مفهوم کلی تر از انگلیسی میانه به حرف تعریف معینی نیاز دارد.
با توجه به کاربرد این واژه در طول زمان، هیچ تفاوت مهمی بین اقیانوس و دریا وجود ندارد، البته دریاها کوچکترند و (به استثنای دریای سارگاسو که حاصل چرخاب اطلس شمالی است[۷]) معمولاً به خشکیهای کوچکتری در مقایسه با قارهها محدودند.[۸] دریاها اغلب بزرگتر از دریاچهها هستند، و شامل نمک میباشند، اما دریاچه طبریه دریاچه آب شیرین میباشد.[۹] در میان اقیانوسشناسان، یک تعریف قابل قبول برای دریا وجود دارد؛[۱۰] با توجه به حقوق بینالملل، کونوانسیون ملل متحد در مورد حقوق دریاها بیان میکند که تمام اقیانوس «دریای واحد» است.[۱۱]
علوم فیزیکی[ویرایش]
زمین تنها سیاره شناختهشدهای است که سطح آن با آب مایع پوشیده شدهاست، اگرچه مریخ دارای یخهای قطبی میباشد و ممکن است در سیارههای زمینسان در منظومههای شمسی دیگر اقیانوس وجود داشته باشد.[۱۲] هنوز معلوم نیست آب روی زمین از کجا آمدهاست، اما، با نگاهی از فضا، سیاره ما شبیه اشکال متنوع «تیله آبی» به نظر میرسد: اقیانوسها، یخچالهای قطبی، ابرها.[۱۳] از ۱۳۶۰۰۰۰۰۰۰ کیلومتر مکعب حجم آب زمین، ۹۷٫۲ درصد آن مربوط به دریاهای شناخته شدهاست و بیش از ۷۰ درصد سطح آن را پوشش میدهد.[۱۴] ۲٫۱۵ درصد باقی منجمد است، در یخهایی که اقیانوس منجمد شمالی و جنوبگان و اقیانوس منجمد جنوبی آن را پوشش میدهند، و یخچالهای طبیعی سراسر جهان یافت میشوند. باقیمانده آن (حدوداً ۰٫۶۵ درصد کل آبها) آبهای زیر زمینی یا مراحل مختلف چرخه آب را شکل میدهد که شامل آب شیرین مصرفی جانوران خشکیزی میباشد: بخار آب در جو زمین، ابرها، باران حاصل از آنها، و دریاچهها و رودخانههایی که خود به خود شکل گرفتهاند، و آب آنها دوباره و دوباره به دریا بازمیگردد.[۱۵] دریا به اندازهای به زمین تسلط دارد که آرتور سی. کلارک نویسنده مشهور انگلیسی گفتهاست بهتر است نام «زمین» را «اقیانوس» قرار دهیم.
مطالعه علمی آب و چرخه آبی زمین در حیطه آبشناسی میباشد؛ دینامیک شارهها فیزیک آب در حال حرکت را بررسی میکند. جدیدترین مطالعه دریا اقیانوسنگاری است. این علم با مطالعه جریانهای آبی اقیانوس آغاز شد،[۱۶] اما به رشتهای بزرگ و چند زیر رشتهای تبدیل شدهاست:[۱۷] این رشته خواص آب دریا را بررسی میکند؛ امواج، جزر و مد و جریانها را مطالعه مینماید؛ خط سواحل و بستر اقیانوس را رسم؛ و حات موجودات دریا را مطالعه میکند. مباحث مربوط به حرکت دریا، نیروهای آن و نیروهایی که بر فراز آن عمل میکنند، به عنوان اقیانوسنگاری فیزیکی شناخته میشوند.[۱۸] زیستشناسی دریایی (اقیانوسنگاری زیستی) گیاهان، جانوران، و سایر موجودات زنده ساکن اکوسیستم دریا را بررسی میکند. اقیانوسنگاری شیمیایی نیز دربارهٔ هر دو اطلاعاتی را بیان مینماید، این زیر رشته عناصر و مولکولهای داخل اقیانوس را بررسی میکند: به ویژه، نقش اقیانوس در چرخه کربن، و نقش کربن دیاکسید در افزایش خاصیت اسیدی آب دریا. دریا و جغرافیای طبیعی دریایی شکل دریا را ترسیم میکند، درحالی که جغرافیای دریا (اقیانوسشناسی جغرافیایی) شواهد رانش قارهای و ساختار زمین را فراهم، فرایند تهنشینی را شفاف سازی، و به مطالعه آتشفشانها و زمینلرزهها کمک کردهاست.
آب دریا[ویرایش]
آب دریا همواره شور است و اگرچه درجه شوری آن میتواند متفاوت باشد، حدوداً ۹۰ درصد آب اقیانوسها در هر لیتر ۳۴ تا ۳۵ گرم (۱٫۲ اونس) مواد جامد محلول دارند، که شوری ۳٫۴ تا ۳٫۵ درصدی تولید میکنند[۱۹] (اقیانوسنگاران برای توصیف سادهتر تفاوتهای کوچک، اغلب به جای درصد، شوری را با در هزار یا بخش در هزار (ppt) بیان میکنند). شوری سطح آبها در نیمکره شمالی بهطور عمومی نزدیک به ۳۴ در هزار است، در حالی که در نیمکره جنوبی ۳۵ در هزار میباشد. حل شونده آب اقیانوسها از هم از آب رودخانههای درحال جریان و هم از جریانهای اقیانوسی فراهم میشود.[۲۰] ترکیب نسبی مواد مل شونده، در سراسر اقیانوس ثابت است:[۲۱][۲۲] سدیم و کلرید حدود ۸۵ درصد آن را شکل میدهند. سایر حلشوندهها، شامل یونهای فلزی مانند منیزیم و کلسیم و یونهای منفی مانند سولفات، کربنات، و برمید میباشد. در غیاب سایر آلودگیها، نوشیدن آب دریا ضرر ندارد، البته بیش از حد شور است؛ بهطور مشابه، بدون شیرینسازی نمیتوان برای آبیاری اکثر گیاهان از آن استفاده کرد. برای هدفهای علمی و فنی، اغلب از شکل استاندارد آب مصنوعی دریا استفاده میشود.
تنوعهای شوری تحت عوامل بسیاری قرار دارد: جریانهایی که بین دریاها جاری میشوند؛ آب شیرین رودخانهها و یخچالهای طبیعی؛ بارندگی؛ ایجاد و ذوب یخ دریا؛ و تبخیر، که تحت تأثیر دما، بادها و امواج قرار دارد. برای مثال، سطح بالایی دریای بالتیک شوری بسیار کمی دارد (۲۰ تا ۱۵ در هزار) زیرا دمای پایین آبوهوای پیرامون، تبخیر را کاهش دادهاست؛ این دریا رودخانههای فراوانی دارد؛ و ارتباط اندک آن با دریای شمال موجب ایجاد لایه زیرین خنک و متراکمی میشود که به سختی با آبهای سطحی مخلوط میگردد.[۲۳] در مقابل، دریای سرخ بین صحرای بزرگ آفریقا و صحرای عرب قرار دارد؛ تبخیر در این دریا بالا، ولی بارش کم است؛ رودخانههای آن بسیار اندک (و اکثراً فصلی) اند؛ و ارتباط آن با سایر دریاها (کانال سوئز در شمال و بابالمندب در جنوب) بسیار باریک است. شوری میانگین آن ۴۰ در هزار میباشد.[۲۴] شوری دریای مدیترانه اندکی کمتر است (۳۷ در هزار)، درحالی این میزان که برخی دریاهای حدود به خشکی بسیار بالاتر است. دریای مرده در هر لیتر ۳۰۰ گرم (۱۱ اونس) ماده حل شونده دارد (۳۰۰ در هزار).
دمای دریا عمدتاً بر میزان تابش خورشیدی جذب شده وابسته است. در استوا، جایی که نور خورشید بهطور مستقیم میتابد، دمای لایههای سطح میتواند تا ۳۰ درجه سانتیگراد افزایش یابد؛ در اطراف قطبها، دما در نقطه ذوب با یخ دریا در تعادل دمایی است. شوری آب دمای ذوب را کمتر از دمای ذوب آب شیرین کردهاست (معمولاً -۱٫۸). این اختلاف دما به گردش مداوم آب در دریا کمک میکند. جریانهای سطحی گرم با دور شدن از استوا سرد میشوند. با متراکمتر شدن، در آب فرومیرود. آب سرد در اعماق دریا، پیش از بالا آمدن سطح، به سمت استوا بازمیگردد. در سراسر جهان آب دریای در اعماق، دمایی بین -۲ تا ۵ درجه سانتیگراد دارد.[۲۵] در دریاهای منجمد، کریستالهای یخ در سطح دریا شروع به شکلگیری میکنند. اینها به قطعات کوچک تقسیم میشوند، و در صفحه مسطحی یکی میگردند، که سوسپانسیون ضخیمی به اسم «یخ فرازیل» را تشکیل میدهند. در شرایط آرام، صفحه نازکی که نیلاس نام دارد، که به عنوان اشکال جدید یخ در دریا به پشت آن ضخیم میشود. در آبهای آشفته، به جای آن، فرازیل در صفحه بزرگی به نام «پنکیک» به یکدیگر متصل میشوند. اینها در زیر و روی یکدیگر سر میخورند، تا تخته یخهای شناور را شکل دهند. در طول این فرایندها، آب شور و هوا در میان یخ زندانی میشوند. نیلاس با شوری در حدود ۱۲–۱۵ در هزار تشکیل میشود رنگ مایل به خاکستری دارد، اما با گذر زمان تازهتر میشود: بعد از یک سال، مایل به آبی و به ۴–۶ در هزار نزدیک میشود.[۲۶]
میزان نور خورشیدی که به داخل دریا نفوذ میکند، به زاویه خورشید، آبوهوای محلی، و کدری دریا بستگی دارد. از نوری که به سطح دریا میرسد، بیشتر آن از سطح دریا بازتاب میشود، و طول موج قرمز در چند متر بالایی مشاهده میگردد. زرد و سبز تا اعماق بیشتر نفوذ میکند، و طول موجهای آبی و بنفش تا حدود ۱۰۰۰ متر نفوذ مینماید.
میزان اکسیژن موجود در آب دریا در درجه اول به دما و موجودات زنده فتوسنتزیکی مانند جلبک، فیتوپلانکتون، و گیاهانی مانند علف دریایی بستگی دارد که در آن زندگی میکنند. در طول روز، فعالیت فتوسنتزی آنها اکسیژن تولید میکند، این اکسیژن در آب دریا حل میشود و حیوانات دریایی از آن استفاده میکنند. اشباع آب از اکسیژن در طول شب و در اعماق زیاد کمتر روی میدهد. پایینتر از عمق حدوداً ۲۰۰ متر، نور کافی برای فتوسنتز وجود ندارد،[۲۷] و در نتیجه اکسیژن حل شده کمتر است. در پایین آن، اندامگان بیهوازی مواد ارگانیک رو به پایین را تجزیه و سولفید هیدروژن تولید میکنند.[۲۸] گفته میشود که گرمشدن زمین اکسیژن سطح و عمق دریا را کاهش خواهد داد، زیرا اکسیژن جو نیز در حال کاهش است.[۲۹]
موجها[ویرایش]
امواج سطح اقیانوس پر نوسانند، این نوسان محصول اصطکاک بین آب و هوایی است که مجاور آن حرکت میکند. این اصطکاک انرژی را انتقال میدهد و در مسیر عمود بر باد، امواج سطحی را ایجاد میکند. نام بالای موج قله موج است و انتهای آن پاهی موج است. فاصله بین دو قله موج را طول موج گویند. این امواج مکانیکی اند: مولکولهای آب در یک نقطه فرضی، بالا میروند و با عبور موج پایین میآیند، و مسیری دایرهای شکل میدهند. انرژی از طریق سطح عبور میکند و خود آب هیچ حرکتی افقی انجام نمیدهد. اندازه این امواج وضعیت دریا را معین میکنند، که (در سطح آزاد) به سرعت باد و موجگاه (فاصلهای که در ورای آن باد بر روی آب میوزد) بستگی دارد. امواج کوچکتر را امواج مویرگی مینامند. با وزش بادهای قوی و طولانی، قله امواج مویرگی افزایش مییابد، و امواج بزرگتر و نامنظمتری ایجاد میشوند که به امواج سطح اقیانوس معروفند. این امواج زمانی به ماکسیمم ارتفاع خود میرسند که سرعت آنها به سرعت باد در حال وزش نزدیک شود، و با گذر زمان بهطور طبیعی به امواج بلند و قدرتمند با مسیر و طول موج رایج تقسیم میگردند. این دسته موجها در بادهای چهلگان نیمکره جنوبی رایجند که باد در آنها بهطور مداوم میوزد.[۳۰][۳۱] زمانی که باد فرومینشیند، امواج مویرگی با توجه به کشش سطح ناپدید میشوند، اما امواج سطح دریا و دسته موجها تنها به وسیله جاذبه و تداخل ویرانگر امواج کاهش مییابند. اما، تداخل سازنده امواج میتوانند همچنین امواج عظیمی را ایجاد کنند که از امواج معمولی بسیار بزرگترند.[۳۲] اکثر موجها از ۳۳ متر کوتاه ترند، و دو یا سه برابر شدن این ارتفاع در طوفانهای شدید غیرممکن نیست.[۳۳] برای ساخت و ساز سازههای درون دریا مانند نیروگاههای بادی دریایی و سکوهای نفت تاریخچه صد ساله امواج آن منطقه را اندازهگیری و تجزیه و تحلیل میکنند.[۳۴] امواج غولآسایی، تا ارتفاع ۲۵ متر مستندسازی شدهاند.[۳۵][۳۶]
امواج با رسیدن به ساحل و وارد شدن به مناطق کمعمق، رفتارشان تغییر میکند. اگر با یک زاویه به ساحل برسند، میتوانند صخرهها و پرتگاهها را خم کنند و به آنها شکل دهند. زمانی که موج به نقطهای میرسد که در انتهای موج مولکولهای در حال نوسان با بستر دریا در تماس میباشند، اصطکاک شروع به کاهش سرعت این موج میکند. این موضوع سبب کاهش فاصله قلهها و افزایش ارتفاع امواج میشود. زمانی که نسبت ارتفاع به طول موج از ۱:۷ بیشتر میشود، موج میشکند، و به شکل آب کفدار بر سر دریا فرود میآید. این موج پیش از عقبنشینی به سمت دریا به دلیل جاذبه، به ساحل هجوم میبرد.
سومانی شکل غیرمعمول موج است که به دلیل رویدادی ناگهانی و قدرتمند مانند زمینلرزه یا زمینلغزش در زیر آب، برخورد شهابسنگ، فوران آتشفشانی یا فروریختن زمین در دریا ایجاد میشود. این رویدادها میتوانند بهطور موقت سطح آب دریا را در محل تحت تأثیر قرار گرفته افزایش یا کاهش دهند. انرژی پتانسیل آب آواره به انرژی جنبشی تبدیل میشود، موجی کمعمق ایجاد میکند که با سرعتی متناسب با مربع عمق آب، به طرف بیرون موج تولید میکند؛ لذا، سومانیها در سطح آزاد اقیانوس سریعتر از فلات قارهای حرکت میکنند.[۳۸] با وجود حرکت سونامی با سرعتی بیش از ۹۷۰ کیلومتر بر ساعت، این پدیده در دریاهای عمیق طول موج ۱۳۰ تا ۴۸۰ کیلومتر را دارا میباشد و دامنه آن کمتر از ۳ فوت است.[۳۹] در مناطق یکسان، امواج سطحی استاندارد تنها طول موج ۱۰۰ فوت را دارند و سرعتشان تا ۱۰۵ کیلومتر بر ساعت میرسد، اما وقتی که با دامنههای محتمل ۱۴ متری مقایسه میشوند، سونامیها میتوانند در این مرحله از مرز عبور کنند. سیستم هشدار سونامی بر اساس این حقیقت ایجاد شدهاند که امواج حاصل از زمینلرزه تنها قادرند ۱۴۰۰۰ کیلومتر را در هر ساعت طی کنند، این موضوع ب مناطق در معرض تهدید اجازه میدهد که از خطر سونامی آگاه شوند.[۴۰] اندازهگیری از شبکه ایستگاه اندازهگیری از سطح دریا، امکان تأیید یا رد سومانی را فراهم میکند.[۴۱] یک رویداد مخرب در فلات قارهای ممکن است سبب ایجاد یک سونامی در خشکیهای اطراف شود که قادر است در سراسر اقیانوس جابجا شود. انرژی امواج تنها به تدریج از بین میرود، اما در مقابل موج افزایش مییابد. از آن جا که موج از منبعی تابش مییابد، جبهه موج بلندتر میشود و انرژی میانگین کاهش مییابد، لذا سواحل دوردست با امواج ضعیفتری مواجه میشوند. اما، از آن جا که سرعت موج به عمق آب بستگی دارد، موج در همه جا با سرعتی یکسان حرکت نمیکند، و این موضوع مسیر جبهه موج را تحت تأثیر قرار میدهد. این پدیده که نامش شکست نور است، میتواند در برخی مکانها بر قدرت یک سونامی در حال پیشرفت تمرکز کند، در حالی که ان را در سایر مکانها ضعیف میکند.[۴۲][۴۳]
حرکت سونامی به درون آب کم عمق، همانند سایر امواج، موجب کاهش سرعت موج و افزایش ارتفاع آن میشود. ممکن است یا انتها یا قله موج در ابتدا به ساحل برسند. در شرایط اول (انتها)، دریا عقبنشینی میکند و مناطق تحت جزر و مد را ترک مینماید.[۴۴] زمانی که قله میرسد، معمولاً نمیشکند و به داخل خشکی حمله میکند، و تمام مسیرها را سیل فرا میگیرد. بیشتر تخریب این فاجعه حاصل سیلهایی هستند که مردم و سایر اشیاء را به همراه خود به داخل دریا بازمیگردانند و غرق میکنند. یک رویداد جغرافیایی میتواند چندین سونامی را ایجاد کند. در این شرایط، معمولاً امواج بعدی بین ۸ دقیقه و ۲ ساعت بعد از اولین موج فرا میرسند، این امکان نیز وجود دارد که موج اول بزرگترین و مخربترین موج نباشد. گاهی اوقات، در یک خلیج کمعمق سونامی به بور تبدیل میشود.[۴۵]
جزر و مد[ویرایش]
به بالا رفتن و پایین آمدن منظم سطح آب در پاسخ به تأثیر گرانش ماه و خورشید بر زمین و تأثیر چرخش زمین، که در دریاها و اقیانوسها مشاهده میشود، جزر و مد گویند. در هر مکانی، آب پیرامون چرخه جز و مد بالا میآید به به بیشترین ارتفاع خود یعنی «مد» میرسد، سپس فروکش میکند و به «جزر» میرسد. با فروکش کردن آب، موجشکنها و مناطق جزری بیشتری نمایان میشوند. تفاوت ارتفاع جزر و مد را «طیف جزر و مدی» گویند.[۴۶][۴۷] بورهای جزر و مد در دهانه رودخانهها روی میدهند، جایی که نیروی جزر ورودی، امواج دریا را در مقابل جریان به بالا هل میدهند. در هانگژو جمهوری خلق چین، ارتفاع بور به ۹ متر میرسد و میتواند ۴۰ کیلومتر را در ساعت طی کند.
بیشتر مکانها هر روز دو جزر را تجربه میکنند، که به فاصله ۱۲ ساعت و ۲۵ دقیقه (نیمی از زمانی که طول میکشد زمین یک دور کامل بچرخد و ماه از دید ناظر نسبی به مکان قبلی خود بازگردد) روی میدهند. جرم ماه تقریباً ۲۷ میلیون برابر کوچکتر از خورشید است، اما ۴۰۰ برابر خورشید به زمین نزدیکتر است.[۴۸] نیروی کشندی بهطور مداوم با افزایش فاصله کاهش مییابد، لذا تأثیر ماه بر جزر و مد دو برابر بیشتر از خورشید است. در اقیانوس در محلی که زمین به ماه خیلی نزدیک است، یک برآمدگی ایجاد میشود، زیرا این همان محلی است که تأثیر جاذبه ماه در آن ماکسیمم میباشد. در طرف دیگر زمین، نیروی ماه در ضعیفترین حالت خود است، و این موجب یک برآمدگی دیگر میگردد. با گردش ماه به دور زمین، این برآمدگیها نیز همراه آن میچرخند. تأثیر خورشید کمتر است، اما خورشید، ماه و زمین در بدر و ماه نو هم تراز میشوند، و تأثیر ترکیبی موجب ایجاد «جزر و مد بهاری» میشود. در مقابل، زمانی که از دیدگاه ناظر روی زمین، خورشید با ماه زاویه ۹۰ درجه میسازد، گرانش ترکیبی تأثیر جزر و مد کاهش مییابد، و موجب ایجاد خفیفترین جزر و مدها میشود.
جریانهای جزر و مدی آب دریا با لختی آب مخالفت میکنند، و ممکن است تحت تأثیر جرم خشکی قرار گیرند. در مکانهایی مانند خلیج مکزیک که خشکی حرکت برآمدگیها را مقید میکند، روزانه تنها یک مجموعه از جزر و مد اتفاق میافتد. در خارج از یک جزیره، ممکن است روزانه در چرخهای پیچیده، چهار جزر اتفاق افتد. تنگه یوریپوس در کالسیس از وابیه، جریانهای قدرتمندی را تجربه میکند که بهطور ناگهان، و معمولاً روزانه چهار تا ۱۲ بار مسیر خود را تغییر میدهد، این اتفاق زمانی روی میدهد که زاویه ماه و خورشید ۹۰ درجه میگردد.[۴۹][۵۰] در خلیجهای قیفی-شکل، طیف جزر و مدی میتواند بزرگ باشد. خلیج فاندی در کانادا میتواند جزر و مد بهاری ۱۵ متری را تجربه کند. اگرچه جزر و مد منظم و قابل پیشبینی است، ارتفاع مد میتواند با توجه به بادهای دریایی و ساحلی به ترتیب کاهش و افزایش یابد. یک فشار بالا در مرکز واچرخند، میتواند آب را به پایین کشد و با جزرهای غیرطبیعی مرتبط است، درحالی که مکانهای کم ارتفاع، میتوانند موجب مدهای عظیم شوند. یک خیزآب زمانی اتفاق میافتد که سطح دریا در اثر فشار هوا و وزش طوفان بالا آید. در زمان مد این ارتفاع میتواند تا حد چشمگیری افزایش یابد. در ۱۹۰۰، در گلوستون تگزاس، در طول یک طوفان، ارتفاع خیزآب تا ۵ متر بالا آمد، و در نتیجه شهر آسیب دید، بیش از ۳۵۰۰ نفر جان باختند، و ۳۶۳۶ خانه ویران شد.[۵۱]
جریانها[ویرایش]
بادی که بر فراز سطح آب دریا میوزد، باعث ایجاد اصطکاک در میان آب و دریا میشود. این پدیده نه تنها باعث ایجاد امواج میشود، بلکه موجب حرکت آب دریا در مسیر وزش باد میشود. اگرچه بادها متنوع اند، عمدتاً در تمام مکانها در مسیری واحد میوزند، و بنابرین یک جریان سطحی میتواند شکل گیرد. بادهای غربی در عرضهای جغرافیایی میانی رایج است، در حالی که بادهای شرقی بر مناطق استوایی چیرهاند.[۵۲] زمانی که آب در این راه جابجا میشود، سایر آبها جریان مییابند تا جای خالی آن را پر کنند، و جابجایی دایرهای جریانهای سطحی با نام چرخاب شکل میگیرد. در اقیانوسهای جهان پنج چرخاب اصلی وجود دارد: دو چرخاب در آرام، دو چرخاب در اطلس، یک چرخاب در اقیانوس هند. چرخاب اطلس شمالی که دریای سارگاسو را ایجاد مینماید، سطحهای شوری ۳۸ در هزار را متراکم میسازد. سایر چرخابهای کوچکتر در دریاهای کوچکتر یافت میشوند و یک چرخاب واحد در اطراف جنوبگان جریان دارد. هزاران سال است که این چرخابها چرخش یکسانی دارند، که مکاننگاری زمین، مسیر وزش باد، و اثر کوریولیس آنها را هدایت میکند. جریانهای سطحی در نیمکره شمالی در جهت عقربههای ساعت و در نیمکره جنوبی در جهت خلاف میچرخند. آبی که از استوا دور میشود گرم است، و هرچه جلو میرود گرمای خود را از دست میدهد. این جریانها تمایل دارند آبوهوای زمین را معتدل، مناطق استوایی را خنک و عرضهای جغرافیایی بالاتر را گرم کنند.[۵۳] آبوهوای جهانی و پیشبینی وضع هوا به شدت تحت تأثیر اقیانوس جهانی قرار دارد، لذا مدلسازی آبوهوای جهانی امکان استفاده از مدلهای گردش اقیانوسی را مانند سایر مدلهای قطعات اصلی دیگر از جمله جو، سطح زمین، ذرات معلق در هوا، و یخ دریا آسان میسازد.[۵۴] مدلهای اقیانوسی از شاخهای از فیزیک به نام دینامیک ژئوفیزیکی سیالات استفاده میکنند که جریانهای سیالاتی مانند آب دریا را در مقیاس بزرگ توصیف میکنند.[۵۵]
جریانهای سطحی تنها چندصد متر بالایی دریا را تحت تأثیر قرار میدهند، اما همچنین جریانهای مقیاس بزرگ در اعماق دریا از جابجایی جرم زیاد آب حاصل میشوند. یک جریان اقیانوسی اصلی در سراسر اقیانوسهای جهان جریان مییابد و به عنوان گردش دماشوری یا کمربند حامل جهانی شناخته میشود. این جابجایی آرام است و به وسیله تفاوت در چگالی آب ناشی از دما و شوری ایجاد میشود.[۵۶] در عرضهای جغرافیایی بالایی آب به وسیله دمای پایین جوی سرد و متبلور شدن یخ دریا نمکی تر میشود. هر دو این موارد آب را چگالتر میکند و در نتیجه آب فرومیرود. از دریای عمیق در اطراف گرینلند، این آب بین مناطق وسیع قارهای در دو طرف اقیانوس اطلس به سمت جنوب جریان مییابد. زمانی که این آب به جنوبگان میرسد، به تودههای خنک و فرورفته بیشتری از آب میرسد و به سمت غرب جریان مییابد. سپس به دو جریان تقسیم میشود که به سمت شمال و اقیانوسهای هند و آرام پیش میرود. در این مکان آب به تدریج گرم میشود، چگالیاش افزایش مییابد، تا سطح اقیانوس بالا میآید و به دور خود میگردد. برخی جریانها دوباره به اطلس بازمیگردند. کامل شدن این الگوی چرخش هزار سال طول میکشد.
در کنار چرخابها، جریانهای سطحی موقتی وجود دارند که تحت شرایط ویژه روی میدهند. زمانی که موجها به صورت زاویهدار به ساحل میرسند، جریان در طول ساحلی با تحت فشار قرار گرفتن آب در موازات خط ساحلی ایجاد میشوند. آب رو به بالا میچرخد و با زاویه قائم نسبت به امواج در نزدیکشونده به ساحل میرسد، اما تحت تأثیر جاذبه آب را بهطور مستقیم به پایین میکشد. هرچه امواج تفکیک شده بزرگتر ساحل طولانیتر و امواج نزدیکشونده موربتر باشند، جریان در طول ساحلی قویتر خواهد بود.[۵۷] این جریانها میتوانند حجم عظیمی از خاک و ریگ را جابجا، زبانه ماسهای ایجاد کند، و سواحل ناپدید شوند و کانالهای آبی لجن گیرند.[۵۸] جریان شکافنده جریانی از امواج پیشروست که زمانی اتفاق میافتد که آب در اطراف ساحل و در سمت بالا انبوه میشود و از طریق کانالهای بستر دریا به اقیانوس بازمیگردد. این نوع موج در شکاف یک سد ساحلی یا اطراف سازههای ساخت بشر مانند یک آبشکن اتفاق میافتد. این جریانهای قوی میتوانند سرعت ۱ متر بر ثانیه را داشته باشند و قادرند در دورههای مختلف جزر و مد، در مکانهای متفاوت شکل گیرند و شناگران ناآگاه را به درون اقیانوس کشند و غرق نمایند. جریانهای موقت رو به بالا زمانی روی میدهند که باد، آب را از خشکی دور کند و آبهای عمیقتر به منظور پر کردن جای خالی بالا آیند. این آب خنک اغلب سرشار از مواد معدنی میباشد و سبب ایجاد فیتوپلانگتونها و افزایش حاصلخیزی دریا میشود.
حوضهها[ویرایش]
ژرفاسنجی نقشهبرداری و مطالعه مکاننگاری سطح اقیانوس است. روشهای اندازهگیری عمق دریا شامل ژرفاسنجهای صوتی، ژرفاسنجهای لیزری هوایی و محاسبه عمق به وسیله دادههای ماهواره از راه دور میباشند. این اطلاعات برای شناسایی مسیرهای کابلها و خطوط لوله زیر دریایی، انتخاب محل مناسب قرار گرفتن تجهیزات نفت و دوربینهای بادی دور از ساحل و شناسایی محلهای ماهیگیری تازه ممکن به کار میروند.[۵۹] زمین از یک هسته مغناطیسی مرکزی، یک گوشته اکثراً مایع، و یک پوسته خارجی سفت و سخت (یا سنگکره) که شامل پوسته سنگی زمین و لایه خارجی و بیشتر جامد گوشته میباشد، ایجاد شدهاست. نام پوسته پایین خشکی پوسته قارهای است، درحالی که نام پوسته زیر دریای عمیق پوسته اقیانوسی میباشد. پوسته اقیانوسی از بازالت نسبتاً چگال تشکیل شدهاست و ضخامتش بین ۵ تا ۱۰ کیلومتر است. سنگکره نسبتاً نازک، بر روی گوشته ضعیفتر و داغتر شناور و به زمینساخت بشقابی شکسته شدهاست.[۶۰] در وسط اقیانوس، بستر آن در بین دو زمینساخت مجاور، بهطور مداوم به ماگما نیرو وارد میکند تا پشته میانی اقیانوس را شکل دهد و جریانهای همرفتی در گوشته تمایل دارند این زمینساختها را از یکدیگر جدا نمایند. به موازات این پشتهها و در نزدیکی ساحل، یک زمینساخت اقیانوسی میتوان به زیر یک زمینساخت اقیانوسی دیگر سر خورد، نام این فرایند فرورانش است. درازگودالهای عمیق در اینجا شکل گرفتهاند و این فرایند با اصطکاک زمینساختهایی که به یکدیگر ساییده میشوند در ارتباط است. این حرکت موجب پیشرفت در پرشهایی میشود که زمینلرزهها را پدیدمیآورند. همچنین گرما تولید میشود و ماگما نیرویی رو با الا وارد میکند. کوههای زیرآبی ایجاد میشود، برخی از آنها به جزایر آتشفشانی تبدیل میشوند. نزدیک برخی مرزهای بین دریا و خشکی، زمینساختهای اقیانوسی چگالتر، به زیر زمینساختهای قارهای سر میخورند درازگودالهای فرورانشی بیشتری شکل میگیرند. با ساییده شدن آنها به یکدیگر، زمینساختهای قارهای تغییر شکل مییابند و خم میشوند و در نتیجه کوه ایجاد میشود و زمین میلرزد.[۶۱][۶۲]
عمیقترین درازگودال زمین درازگودال ماریانا به طول حدوداً ۲۵۰۰ کیلومتر در بستر دریاست. این درازگودال در نزدیکی جزایر ماریانا (مجمعالجزایر آتشفشانی در اقیانوس آرام غربی) قرار دارد. اگرچه عمق آن بهطور میانگین تنها ۶۸ کیلومتر است، عمیقترین نقطه آن ۱۰٫۹۹۴ کیلومتر پایین سطح دریاست.[۶۳] حتی یک درازگودال طولانیتر در اطراف ساحل پرو و شیلی وجود دارد که عمق آن به ۸۰۶۵ متر میرسد و حدوداً ۵۹۰۰ کیلومتر گسترش یافتهاست. این درازگودال در مکانی به وجود آمدهاست که صفحه اقیانوسی نازکا به زیر صفحه قارهای آمریکای جنوبی سر میخورد و با فعالیتهای روبه بالا و آتشفشانی رشته کوههای آند در ارتباط است.[۶۴]
کناره[ویرایش]
مکانی که دریا به خشکی میرسد را کناره گویند، و بخش بین پایینترین و بالاترین جزر و مد کامل لب دریا است. ساحل تجمع ماسه و سنگ بر لب دریاست. گاه بخشی از خشکی به درون دریا پیش رفته و یک سنگپوز بزرگ به نام دماغه تشکیل میدهد. تورفتگیهای خط ساحلی تشکیل خلیج میدهند.[۶۵] خطوط ساحلی تحت تأثیر تعدادی از عوامل شامل قدرت امواج که به لب دریا میرسند، شیب حاشیه خشکی، ساختار و سختی صخره ساحلی، شیب سرازیری رو به دریا، و تغییرات سطح خشکی میباشد. بهطور معمول، با سرعت ۶ تا ۸ بار در دقیقه به درون لب دریا وارد میشوند. اینها امواج سازنده اند زیرا تمایل دارند که به بالای ساحل برسند و تأثیرات فرسایشی اندکی دارند. امواج طوفانی با توالی سریع به لب دریا میرسند و به امواج مخرب معروفند، زیرا بازگشت آنها مواد ساحل را به درون دریا میکشند. تحت تأثیر آنها، ماسه و سنگ روی ساحل در کنار هم جمع میشوند. در نزدیکی مد، قدرت موج طوفانی در پایه تخته سنگ مانند هوا تأثیری خردکننده بر شکافها و ترکها دارد، آن را تحت فشار قرار میدهد و سپس با کاهش فشار انبساط مییابد. در همین زمان، ماسه و سنگریزه تأثیری فرسایشی دارند، زیرا به صخرهها برخورد میکنند. به تدریج، یک سطح موج شکن در پایه تختهسنگ ایجاد میشود و این تأثیر محافظتی دارد زیرا فرسایش موجی را کاهش میدهد.[۶۶]
مواد فرسایش یافته از حاشیه خشکی نهایتاً در دریا به پایان میرسند، اینجا در معرض سایش قرار دارد زیرا جریانهای موازی با ساحل کانالها را صیقل میدهند و مواد را از مکانهای اصلیشان جابجا مینمایند. رسوبی که به وسیله رود به دریا حمل میشود، بر روی بستر دریا مستقر میشود و دلتاها را پدیدمیآورد. تمام این مواد تحت تأثیر امواج، جزر و مد و جریانها، جلو و عقب میروند. لایروبی مواد را جدا و کانالها را عمیقتر میکند، اما ممکن است تأثیراتی غیرقابل پیشبینی بر خط ساحل داشته باشد. دولتها میکوشند با ایجاد موجشکن، دیوار دریایی و سایر دفاعها در دریا، از جاری شدن سیل جلوگیری کنند. در بریتانیا، سد تیمز از لندن در مقابل امواج خروشان محافظت میکند،[۶۷] درحالی که سقوط لنگرگاه در اطراف نیواورلئان، لوئیزیانا در طول توفند کاترینا یک بحران انسانی در ایالات متحده آمریکا ایجاد کرد. احیای زمین در هنگکنگ با درست کردن و توسعه دو جزیره کوچک، اجازه ساخت فرودگاه بینالمللی هنگکنگ را فراهم ساخت.[۶۸]
پیرو اتخاذ کنوانسیون ملل متحد در مورد حقوق دریاها، تحت قوانین بینالمللی، خط ساحلی خط مبدأ یک کشور مستقل است که بهطور کلی ولی نه همیشه، همارز خط کم-آب خود میباشد.[۶۹]
سطح دریا[ویرایش]
در اکثر زمان زمینشناسی، سطح دریا از سطح امروزی آن بیشتر بودهاست. عامل اصلی مؤثر بر سطح دریا در طول زمان، تغییر پوسته اقیانوسی و گرایش به سمت پایین در زمانی طولانی میباشد.[۷۰] در آخرین عصر یخبندان، در حدود ۲۰ هزار سال قبل، سطح دریا ۱۲۰ متر پایینتر از سطح فعلی خود بود. حداقل در ۱۰۰ سال گذشته، سطح دریا سالانه با حداقل سرعت ۱٫۸ متر افزایش یافتهاست.[۷۱] بیشتر این افزایش را میتوان به افزایش دمای دریا و انبساط دمایی ۵۰۰ متر بالایی آب دریا نسبت داد. بقیه این سهم (یک چهارم کل) از منابع آبی درون خشکی مانند ذوب برف و یخچالهای طبیعی و استخراج آبهای زیرزمینی برای آبیاری و سایر نیازهای کشاورزی و انسان، نشأت میگیرد.[۷۲] انتظار میرود حداقل تا پایان قرن ۲۱ام، افزایش ناشی از گرم شدن زمین ادامه یابد.[۷۳]
چرخه آب[ویرایش]
دریا در چرخه آب نقش دارد، آب از سطح اقیانوس تبخیر به عنوان بخار آب از طریق جو جابجا میشود، میعان میگردد، به عنوان باران یا برف میبارد، و دوباره تا حدود زیادی به دریا بازمیگردد.[۷۴] حتی در بیابان آتاکاما، که بارندگی بسیار کم است، مه غلیظ کامانچاکا از سمت دریا میوزد و از زندگی گیاهی پشتیبانی میکند.[۷۵] در خشکیهای بزرگ، عوارض زمینشناسی میتوانند مانع از دسترسی برخی مناطق به دریا شوند. این حوضههای بسته، به ویژه در آسیای مرکزی، گاهی اوقات دریاچههای آب شور دائمی ایجاد میکنند، زیرا آبهای ورودی به آنها بخار میشوند و با مواد معدنی حل شده در آنها با گذر زمان انباشته میگردند. بیشترین میزان آن در دریای خزر است، اگرچه گاهی این دریاچه به دلیل حوضه پوسته اقیانوسی خود، دریا به حساب میآید. سایر مثالهای قابل توجه عبارتند از دریاچه آرال، در آسیای مرکزی و دریاچه نمک یوتا در غرب ایالات متحده آمریکا.[۷۶] آب این حوضهها در پایان از طریق تبخیر، جریان آبهای زمینی، و پیوستن حوضه به دلیل رانش قارهای به دریا بازمیگردد.
چرخه کربن[ویرایش]
اقیانوس بزرگترین میزان کربن چرخه فعال را در جهان دربردارد، و از نظر میزان کربن ذخیره شده در سنگکره، در رتبه دوم جای گرفتهاست. لایه سطحی اقیانوسها مقدار زیادی کربن آلی محلول را نگه میدارد که کربن را به سرعت با جو مبادله میکند. تمرکز لایه عمیق کربن غیرآلی محلول حدوداً ۱۵ درصد بیشتر از لایه سطحی است[۷۷] و این لایه برای مدتی بسیار طولانیتر در محل خود باقی میماند. گردش دماشوری کربن بین این دو لایه را مبادله میکند.[۷۸]
کربن به عنوان کربن دیاکسید از جو وارد آب میشود و پس از حل شدن به کربنیک اسید، کربنات و بیکربنات تغییر مییابد. CO2 (aq)H2O H2CO3 HCO3− + H+ CO32− + 2 H+ این فرایند یونهای هیدروژن را آزاد میکند، و سبب کاهش پیاچ و افزایش خاصیت اسیدی آب میشود.
همچنین کربن میتواند به عنوان حلشوندهای غیرآلی از طریق رودخانهها وارد دریا شود و به وسیله موجودات زنده فتوسنتزی، به کربن آلی تبدیل شود. این کربن هم میتواند از طریق زنجیره غذایی مبادله شود و هم میتواند به عنوان کلسیم کربنات در صدف و استخوان یا بافت نرم به لایههای عمیقتر و سرشار از کربن نفوذ نماید. کربن برای مدتی طولانی هم به عنوان رسوب در این لایهها نفوذ میکند و هم از طریق گردش دماشوری به سطح آب بازمیگردد.[۷۹]
اسیدیکردن[ویرایش]
آب دریا اندکی قلیایی است و پیاچی در حدود ۸٫۲ دارد. اخیراً، فعالیتهای انسانی بهطور پیوسته میزان کربن دیاکسید جو را افزایش دادهاست؛ تقرابی ۳۰ تا ۴۰ درصد کربن دیاکسید اضافی جدب اقیانوسها شده، کربنیک اسید را شکل دادهاند و با استفاده از فرایندی که اسیدیکردن اقیانوسها نام دارد، پیاچ را کاهش دادهاند (اکنون زیر ۸٫۱ میباشد[۸۰]).[۸۱][۸۲][۸۳] انتظار میرود تا سال ۲۱۰۰ پیاچ اقیانوسها به ۷٫۷ برسد، که در یک قرن تغییری قابل توجه به حساب میآید.
یکی از عناصر مهم در استخوانبندی حیوانات دریایی کلسیم است، ولی کلسیم کربنات تحت فشار بیشتر حل میشود، لذا صدفها و اسکلتهای کربنات زیر حد تعادل آن حل میشوند.[۸۴] همچنین حل شوندگی کلسیم کربنات در پیاچ پایین افزایش مییابد، لذا اسیدی شدن اقیانوسها احتمالاً اثرات عمیقی بر موجو