Glavni faktori okoliša u morskim biomima

Original: https://php.radford.edu/~swoodwar/biomes/?page_id=417

Dr. Susan L. Woodward

1. Voda je mnogo više od pasivnog medija u kojem postoji život. Njegova jedinstvena hemija sa vodoničnim vezama i visokom specifičnom toplotom omogućavaju skladištenje latentne toplote i umerenih globalnih temperatura. Njegovo kretanje prenosi toplotnu energiju iz ekvatorijalne regije prema polu u obje hemisfere. Voda je u stanju da rastvori mnoga jedinjenja, uključujući važne nutrijente.

2. Svjetlo. Većina morskih lanaca ishrane počinje fotosintetičkim jednoćelijskim organizmima (fitoplankterima) na koje utječu dnevne i sezonske promjene u intenzitetu i trajanju svjetlosti. Sunčeva svetlost prodire u prozirnu vodu, ali različite talasne dužine se apsorbuju na različitim dubinama. Najduže talasne dužine (crvene i narandže) apsorbuju se u prvih 50 stopa vodenog stuba. Većina ostalih talasnih dužina se apsorbuje u narednih 130 stopa. Najkraće talasne dužine (plava i ljubičasta) prodiru najdublje, čineći more plavim tokom sunčanog dana. (Stvarne dubine variraju u zavisnosti od bistrine ili mutnosti vode. Što je voda bistrija, to dublje svjetlost može doseći.
Kada ostane samo jedan posto sunčeve svjetlosti primljene na površini mora, fotosinteza je dovoljna samo za održavanje života. Ne može doći dov rasta ili reprodukcije. Dubina na kojoj se to dešava naziva se zona kompenzacijePredstavlja dno eufotične zone. Ispod 3000 stopa nema svjetla.

3. Pritisak.  U prosjeku, na nivou mora, težina atmosfere stvara 14,7 lbs/in 2   pritiska ili 1 atmosferu. U okeanu, zbog dodatne težine vode, pritisak se povećava za 1 atmosferu na svakih 33 stope dubine. Na dubokom morskom dnu pritisak može doseći više od 500 atmosfera.

4. Otopljeni gasovi:

a. Kiseonika, produkta fotosinteze, ima najviše na površini gdje je morska voda u kontaktu s atmosferom. Što je voda hladnija, to može da sadrži više kiseonika.

b. Ugljični dioksid se apsorbira iz atmosfere, što je proces koji može usporiti globalno zagrijavanje. Njegovi nivoi, međutim, mogu biti niži u eufotičnoj zoni zbog toga što ga alge i bakterije koriste tokom fotosinteze.

c. Dušik se mora fiksirati u nitrate prije nego ga koristi većina morskih algi. To postižu drugi mikroorganizmi, kao što su cijanobakterije. Dušik je glavni ograničavajući faktor u moru.

5. Nutrienti. Makronutrijenti u morskim ekosistemima uključuju ugljenik, azot, fosfor, silicijum, sumpor, kalijum i natrijum. Mikronutrijenti uključuju gvožđe, cink, bakar, mangan i neke vitamine. Dušik je najčešći ograničavajući faktor za rast algi; fosfor je drugi najčešći.

6. Temperatura varira sa dubinom i zemljopisnom širinom. Infracrvene talasne dužine (toplotna energija) sunčeve svetlosti apsorbuju se u gornjim 3 stope vodenog stuba. Talasi miješaju zagrijanu vodu u gornji sloj od 30 stopa. Ispod ovog sloja je prelazna zona u kojoj temperatura brzo opada sa dubinom. Ovo je termoklina. Ispod termokline je duboka zona, u kojoj temperatura samo blago opada sa povećanjem dubine. Većina morske vode u dubokoj zoni ostaje na oko 37° F tokom cijele godine. Hladnija voda (33° do 35,5° F) može se naći na ili blizu morskog dna.

space Zbog sadržaja soli, koja djeluje kao antifriz, morska voda se ne smrzava do 28,5° F. Kako se približava tački smrzavanja, gustina vode opada. Veoma hladna voda izlazi na površinu, gdje se formira led.

7. Salinitet se odnosi na količinu otopljene tvari (soli) u morskoj vodi. Prosjek je 35 ppt. Salinitet varira geografski prema padavinama, ispuštanju iz rijeka i isparavanju (u funkciji temperature). Formiranje leda povećava salinitet u nezamrznutoj vodi. Generalno, salinitet je najveći u površinskom sloju, ispod kojeg se nalazi prelazna zona poznata kao haloklina. Ispod halokline, salinitet ostaje prilično konstantan.

8. Gustina je funkcija temperature i saliniteta. Toplija voda je manje gustoće od hladnije i pluta na njoj. Slatka voda je manje gustoće od morske i zato pluta na njoj. Najmanja gustina se obično javlja u površinskom sloju jer čestice imaju tendenciju da potonu i voda je toplija od one ispod. Prijelazna zona u kojoj dolazi do brzog porasta saliniteta s dubinom naziva se piknoklina. Piknoklina je prepreka za razmjenu nutrijenata između slojeva, ali također pomaže u održavanju fitoplanktona u vodama obasjanim suncem blizu površine. Djelovanje valova pomaže da se hranjive tvari i fitoplankteri koji tonu vraćaju na površinu.

9. Talasi. Talas je zapravo samo energija koja se kreće prema obali. Molekuli vode se ne kreću bočno, već rotiraju gore-dolje u kružnim orbitama. Svaka orbita pokreće vodu ispod da formira vertikalni lanac sve manjih orbita sa manje energije od one direktno iznad. Lanac se proteže nadole do dubine 1,2 puta veće od visine talasa. Ispod tog nivoa voda je nepromijenjena. Valovi nastaju djelovanjem vjetra.

Kako se val približava obali, trenje stvoreno kada orbite dodiruju morsko dno usporava bazu vala. Vrh tada ide ispred baze i pada. Ovo stvara razbijanje, na čijem se kopnu nalazi zona surfanja. Energija koja ostaje u valu nakon formiranja razbijača podiže nivo vode i izbacuje vodu na obalu. Pijesak, šljunak, školjke i druge abrazivne čestice se pokupe dok voda kreće na kopno.

10. Plima i oseka su proizvod gravitacionog privlačenja sunca i, posebno, mjeseca na okeanima. Oblik i orijentacija obala i njihovog morskog dna određuju frekvenciju i raspon plime i oseke na određenom mjestu. Većina obala doživljava dvije plime i dvije oseke svaki dan, ali nekoliko ̶ kao što je uz Kalifornijski zaljev ̶ ima samo jednu plimu i jednu oseku dnevno.