Prefa

C a p i t o l u l

OCEANOGRAFIE

6.1. OCEANUL PLANETAR. OBIECTUL OCEANOGRAFIEI. SCURT ISTORIC

6.1.1. Oceanul planetar

Potrivit definiiei elaborate de Biroul Hidrografic Internaional n anul 1952, acceptat n prezent, Oceanul Planetar reprezint totalitatea oceanelor i mrilor de pe Terra (World Ocean, Ocean Mondial, Weltmeer).

Oceanul Planetar se prezint ca un sistem complex i dinamic care include patru subsisteme ce se interacioneaz activ: bazinul oceanic cu relieful, masa de ap, organismele marine i activitatea socio-economic.

mpreun cu atmosfera, Oceanul Planetar formeaz un cuplu care asigur meninerea vieii pe Pmnt.

Oceanul Planetar ocup o suprafa mai mare dect cea a continentelor. De 361 300 000 km2 (71% din suprafaa Terrei) de unde i denumirea de Planeta Albastr; cu un volum de ap de 1 360 000 000 km3 care reprezint 97% din cantitatea de ap a hidrosferei. Prin aceasta oceanul asigur echilibrul circulaiei apei n natur, ceea ce a fcut ca n ultimii 3 miliarde de ani, cantitatea de ap s rmn constant. n apa Oceanului Planetar se gsesc 50 milioane de miliarde de tone de substane solide dizolvate, care ar putea acoperi planeta cu un strat gros de 166 m. acestea reprezint materii prime de viitor pentru o serie de domenii economice. Organismele vegetale din apa Oceanului Planetar produc mai mult de jumtate din cantitatea de oxigen necesar vieii pe pmnt, iar Oceanul Planetar absoarbe pn la 50% din dioxidul de carbon din atmosfer.

Prin circulaia maselor de ap se realizeaz un echilibru caloric ntre spaiile intertropicale i cele de la latitudini temperate si polare.

Se cunoate c viaa a aprut i evoluat n mediul oceanic, cu o biodiversitate actual impresionant, fiind cunoscute n prezent aproximativ 275 000 specii de plante i animale.

Pe o lungime de peste 360 000 km, ct reprezint mediul costier, locuiesc peste 60% din populaia Terrei, existnd prognoze de cretere numeric a acesteia n viitor. Aici se dezvolt majoritatea aglomerrilor urbane, a porturilor mari i staiunilor turistice folosite n cura helio-marin i de odihn.

Pe mrile i oceanele Terrei se desfoar ample transporturi navale.

Cu toate aceste dimensiuni i complexiti, Oceanul Planetar este un sistem fragil i vulnerabil. Orice schimbare produs la un anumit nivel poate produce dereglri la nivelul ntregului punnd n pericol echilibrul planetei i a existenei omului.

Din aceast cauz se acord o mare atenie proteciei Oceanului Planetar printr-o serie de aciuni internaionale de mare anvergur. Astfel, numai n ultimele dou decenii, au avut loc o serie de manifestri internaionale i au fost elaborate o serie de documente importante. Dintre aceste putem enumera: elaborarea Agendei 21, n cadrul Conferinei Naiunilor Unite pentru Mediu i Dezvoltare de la Rio de Janeiro (3-14 iunie 1992) unde capitolul 17 are ca obiect Protecia oceanelor a tuturor categoriilor de mri, inclusiv cele seminchise regiunile costiere precum i protecia, utilizarea raional i dezvoltarea resurselor lor vii.

n anul 1997 (septembrie) la Conferina Internaional Summit of the Sea desfurat la St. John Newfoundland, Canada, a fost adoptat Carta Oceanului Planetar.

Anul 1998 a fost Anul Internaional al Oceanului, ideea organizrii avndu-i originea la cea de-a 17-a sesiune a comisiei Oceanografice Interguvernamentale din cadrul UNESCO (martie, 1993). Punctul culminant l-a constituit expoziia mondial Expo`98 de la Lisabona, sub deviza: Oceanele, motenire pentru viitor.

6.1.2. Obiectul oceanografiei

Pentru nceput trebuie fcute cteva precizri n legtur cu diferena dintre termenii de Oceanografie i Oceanologie. n acest caz diferenierile sunt impuse fie de valoarea istoric fie de conceptul subiectiv al diferiilor autori. Din punct de vedere istoric diferenierile constau n faptul c, iniial, fenomenele erau descrise i nu analizate cauzal i corelativ cu alte elemente ale geosferei din cauza cunotinelor reduse ntr-o anumit etap istoric. Descriptivismul cptnd pe parcurs un sens nou, datorit acumulrii de noi cunotine n orice domeniu tiinific inclusiv n domeniul studiului Oceanului Planetar. Astfel c, majoritatea lucrrilor aprute nc din sec XX, sunt intitulate Oceanografie acestea analiznd, n principal fenomenele din mediul oceanic, fr a se realiza o descriere detaliat a lor. Nu putem nega faptul c n unele lucrri, descrierea fenomenelor este mai ampl dect analiza i explicarea lor. Acestea se datoreaz la dou cauze obiective:

prima, deoarece Oceanografia, ca oricare alt tiin care se refer la mediul geografic apeleaz la cunotine din alte domenii care pot explica un anumit fenomen maritim i a doua se refer la o acumulare continu a cunotinelor despre oceane, n timp. ns, aceste cauze nu au putut fi reduse prin schimbarea titulaturii ci numai prin dezvoltarea i intensificarea studiilor i cercetrilor ntreprinse.

Termenul de Oceanografie rezult din cuvintele grecesti okeanos - ocean i graphos descriere.

Dintre numeroasele definiii ale Oceanografiei ne vom opri asupra a trei dintre acestea:

Oceanografia este tiina oceanului, deci a ansamblului tuturor legilor aplicabile la mare, deja descoperite sau n curs de descoperire, nu numai n domeniul chimiei sau fizicii, dar i n al mecanicii, matematicii i astronomiei; oceanografia face efortul de a cunoate i explica formele de relief submarine, natura, modul de distribuire, relaiile cu stratele de sedimente, compoziia chimic a apei, proprietile ei fizice, repartiia cldurii, a srurilor, a densitii, a diferitelor gaze, a curenilor Oceanografia integreaz toate rezultatele cercetrilor efectuate asupra Terrei (M.J. Thoulet, 1890).

Oceanografia este tiina nelimitat despre Oceanul Planetar (UNESCO 1960).

Oceanografia cerceteaz caracterele fundului bazinului oceanic si limitelor mrii, ale apei de mare si ale organismelor care le populeaz (H.B. Bigelow, 1931).

Din definiiile de mai sus reiese faptul c Oceanografia este o tiin interdisciplinar, integrnd un anumit mediu i nu un singur element, apa.

n mod obinuit cuprinde dou ramuri importante, strns legate ntre ele: Oceanografia fizic i Oceanografia biologic.

Pe msura dezvoltrii cunoaterii a aprut tendina de ramificare pe probleme care sunt abordate independent, devenind discipline strict specializate, cu caracter interdisciplinar n care se realizeaz conexiuni i interaciuni cu sistemele de baz.

6.1.3. Subdiviziunile oceanografiei

n funcie de domeniile de preocupare, oceanografia poate fi mprit n cteva subramuri i anume:

geologia i geofizica marin, n care cercetrile se refer la modul de formare a bazinelor marine (oceanice), a structurii litologice de fundament i depozite de fund, a dinamicii structurilor (plcilor tectonice), a manifestrilor seismice i vulcanice, pe de o parte, i a configuraiei reliefului submarin, de la zona litoral la cea abisal, cu tot cortegiul de procese submarine i subaeriene, pe de alt parte (la rm);

fizica marin (oceanografie fizic), care se ocup cu proprietile fizice (temperatur, transparen, culoare) i dinamice ale apei (valuri, cureni, niveluri, maree etc.);

chimia marin (oceanografie chimic), are n atenie compoziia chimic a apei, a srurilor precipitate i, de ce nu, a compoziiei chimice a resurselor minerale n asociere cu mineralogia marin;

biologia marin (oceanografia biologic), un domeniu cuprinztor dac avem n vedere gama extrem de larg a biodiversitii marine i c, aici, a fost i nceputul vieii pe Terra;

economia marin (oceanografia economic), care are ca obiect studierea resurselor marine (minerale i biologice) i valorificarea lor, valorificarea energiei valurilor, mareelor, caracteristicile curenilor, transportul marin etc.;

starea calitii apei i echilibrul ecologic (oceanografia ecologic), care se ocup cu deteriorarea (poluarea) mediului marin i dezechilibrele ecologice, inclusiv msurile de depoluare i redresare ecologic;

ingineria marin (oceanografia inginereasc), se refer la tehnicile i metodologia folosit n cercetarea, prospectarea, valorificarea i restaurarea Oceanului Planetar;

geografia marin (oceanografia geografic) am putea s o conturm ca pe o ramur a oceanografiei care se ocup cu integrarea rezultatelor din subramurile anterioare i cu elaborarea sintezelor globale i regionale (Fig. 6.1 ).

Fig. 6.1. Modelul diviziunilor oceanografiei

6.1.4. Scurt istoric al cunoaterii i cercetrii oceanografice

Oceanografia ca tiin este relativ tnr n raport cu alte ramuri ale geotiinelor, contactul i confruntarea omului cu mediul marin se poate preciza n timp pe baza cunotinelor actuale.

Se presupune, oricum, c omul ca individ i organizat incipient n colectiviti, dac a fost n apropierea oceanului (mrii), i aceast posibilitate se apropie de certitudine, evident c a folosit resursele acestuia pentru hrana i cale de comunicaie (pe ap). Antichitatea atesta prin scrieri, legende, mituri, c mediul marin a fcut parte din viaa epocii.

O serie de opinii i cunotine sumare asupra mrilor apar nc din perioada antic, aparinnd civilizaiilor greac i roman.

Dintre personalitile lumii antice n a cror scrieri se fac referiri asupra unor elemente cu caracter oceanografic meniona pe Herodot care red schematic rmul Mrii Negre i gurilor de vrsare ale unor fluvii; Strabon care menioneaz asemnrile dintre relieful fundului mrii i cel terestru; Plinius cel Btrn care descrie rmurile Mrii Negre i gurile de vrsare ale fluviului Istros (Dunrea); Erastotene care a calculat dimensiunile Pmntului i a indicat proporiile dintre uscat i ocean sau Homer care n poemele sale Iliada i Odiseea i imaginea Pmntul i Oceanul (Okeanos) sub forma unui fluviu.

n perioada Evului Mediu se resimte un recul al tiinei, lumea arab fiind cea care aduce un aport important la cunotinele acumulate n perioada antic prin utilizarea cilor maritime. Ca exponeni importani, cu contribuii n domeniul geografiei, putem meniona pe Al Masudi care n lucrarea Comunicri i observaii i exprim ideile asupra sfericitii Pmntului i asupra proprietilor fizice ale apei marine i Al Idrisi care realizeaz un planisfer pe baza datelor lui Ptolemeu.

Fig. 6.2. Lumea vzut de Ptolemeu

Odat cu invenia busolei de ctre chinezi, preluat i de europeni, se impulsioneaz cltoriile i implicit apar noi descoperiri geografice.

Contribuii importante la cunoaterea oceanelor le au expediiile ntreprinse de Cristofor Columb,Vasco da Gama, Magelan, urmate de altele conduse de navigatori englezi, olandezi, rui etc.

Anul 1650 este marcat de apariia lucrrilor lui Varenius Geographia Generalis in care este un capitol dedicat mrilor i oceanelor.

Primele expediii cu caracter tiinific au loc la sfritul sec al XVII-lea. Acestea s-au realizat de ctre Ferdinand de Marsigli n Marea Mediteran, iar rezultatele au fost publicate ulterior n lucrarea Istoria fizicii mrii (1735).

Aceste experimente, expediii i teoria lui Isaac Newton asupra formrii mareelor au conturat oceanografia ca tiin la sfritul secolului al XVII-lea i nceputul secolului al XVIII-lea.

Prin dezvoltarea economic de la sfritul secolului al XVIII-lea i nceputul secolului al XIX-lea s-a impulsionat comerul, acesta atrgnd dup sine dezvoltarea navigaiei i necesitatea unei noi rute comerciale care a condus la realizarea a numeroase expediii, mai importante; menionm pe cele conduse de James Cook, E. Bellinghausen, fraii Lapteev, Celeuskin sau M.P. Lazarev.

ncepnd cu sfritul secolului al XIX-lea se pune un accent deosebit pe cunoaterea reliefului submarin din necesitatea amplasrii de cabluri de comunicaii intercontinentale (transatlantic, transpacific). Numeroase sondaje n Oceanul Atlantic le-au realizat navele americane Arctic i Cyclope (1856-1857), iar n Oceanul Pacific navele Tuscarera (1874-1876) i Albatros.

Oceanele Pacific i Indian mai sunt cercetate de navele germane Gazelle (1874-1876), Valdivia i Meteor (1898-1899) dar i de nava rus Vitiaz.

Marea Mnecii, Golful Gasconiei, marea Mediteran, Atlanticul central i regiunile arctice sunt studiate i de navele franceze Travailleur (1880-1882), Romanchie (1882-1883) i Hirondalle I (1885).

Fig. 6.3. Nava de cercetare Challenger

La cercetri oceanografice din Mrea Mediterana, Mrea Roie i Oceanului Pacific particip navele italiene Washington (1881-1885) i Vittorica Pisani (1882-1885) i austriac Pola (1890-1896). ntre anii 1872-1876, fregata englez Challenger a parcurs peste 68 890 mile nautice iniiind cercetri asupra mrilor adnci, rezultatele expediiei fiind consemnate n 50 de volume (29.500 pagini). Un exemplar din aceste volume se gaseste la Muzeul Grigore Antipa din Bucureti.

Sfritul secolului al XIX-lea i nceputul secolului al XX-lea se apreciaz ca marcheaz nceputul Oceanografiei moderne.

n aceast perioad s-au ntreprins numeroase expediii n vederea cunoaterii i explorrii zonelor polare de nord i sud.

Dintre expediiile realizate n zona arctic putem meniona pe cele ntreprinse de: Barents, Franklin, Hudson, Lapteev, Celeuskin i Nansen care n 1895 a ajuns aproape de Polul Nord. Acesta din urm realiznd observaii asupra temperaturii apei i a legturii care exist ntre aceasta cu fenomenul de dichotermie i deriva banchizei de ghea.

ntre anii 1932-1937 in expediiile din Oceanul Arctic O.I. Schimidt a organizat prima staiune tiinific Polul Nord 1. Zona Antarctiic este explorat, n aceast perioad de ctre Weddel, Ross, Scott, Amundsen, expediia vasului Belgica (1897-1899) la care a participat i Emil Racovi.

Expediiile oceanografice au vizat i nconjurul lumii, studii valoroase fiind realizate de navele Vitiaz (1894-1895), Planet (1904-1909), Dana (1921-1923), Albatros (1947-1948).

O importan deosebit a avut-o expediia vasului german Meteor (1925-1927), folosindu-se pentru prima dat sonda ultrasonic n studiile oceanografice. Pe baza celor peste 70 000 de sondaje efectuate s-a ntocmit harta batimetric de detaliu a Atlanticului de Sud.

Curentul Golfului (Gulf Stream) a fost studiat pe tot parcursul su n cadrul unei expediii internaionale la care au participat SUA, Marea Britanie, Germania, Frana i Danemarca n 1939.

n anul 1942 apare lucrarea Fizica, chimia i biologia general a oceanelor realizat de H.V. Sverdrup, M.W. Johnson i R.H. Fleming.

n perioada 1940-1945 cercetrile oceanografice s-au axat pe dezvoltarea unor noi tehnologii pentru folosirea oceanului n scopuri militare, fapt care a stimulat cercetarea postbelic.

Cercetrile oceanografice expediionare se reiau din anul 1947. ntre anii 1947-1948 are loc o expediie suedez a navei Albatros prin care se pune la punct un dispozitiv utilizat n recoltarea probelor de adncime, recoltndu-se probe din Oceanele: Atlantic, Pacific i Indian.

Din perioada anilor 1950-1952 se remarc dou expediii. Prima realizat de fregata Galathea care a explorat groapa Filipinelor pn la 10 450 metri i a doua de ctre nava Challenger II care s-a preocupat, n special, de efectuarea de msurtori seismice pentru determinarea grosimii sedimentelor.

Pn n anul 1960, expediii importante au fost ntreprinse de navele americane Atlantis care a studiat Depresiunea Puerto Tico (9219 m) i Gulf Stream-ul i Caryn a realizat fotografii submarine i ridicri topografice.

Din perioada 1960-1970 putem meniona observaiile fcute de navele Calypso (1961) asupra radioactivitii apei marine n Marea Roie, Marea Mediteran, Golful Persic, Oceanul Pacific i Oceanul Atlantic; nava sovietic Vitiaz (1962) care a studiat Oceanul Pacific i nava american Anton Brun (1965) ce a ntreprins cercetri asupra Curentului rece Humboldt.

ncepnd cu anul 1970 cercetrile oceanografice iau o amploare deosebit, fiind elaborate o serie de programe internaionale.

n afara expediiilor navale un aport important l-au adus i cercetrile realizate cu aparate submersibile. Prima scufundare s-a realizat lng coastele Siciliei de ctre H. Edwards (1800-1803. ncepnd cu anul 1946 J.Y. Cousteau realizeaz scufundri pn la 100 m n Marea Mediteran i Oceanul Atlantic.

Din anul 1964 Departamentul marinei americane organizeaz Programul de Cercetri Sealab I, Sealab II (19650, Sealab III (1966), continuat n cadrul expediiilor Tektite I i II (1968).

Din 1972 Japonia iniiaz programul de cercetri subacvatice Seatropia instalnd o cabin de oel la 300 m adncime.

Pentru investigarea adncurilor mari s-au construit batiscafe, mai trziu utilizndu-se i submarinele.

Datorit faptului c studiile ntreprinse, la nceput izolat de ctre diferii cercettori i necesitatea ca acestea s fie corelate ntre ele s-a pus problema colaborrii pe plan internaional. Aceast idee este destul de veche, amintind n acest sens, prima ncercare prin constituirea la Roma, n anul 1879, a programului Anul Polar Internaional de ctre austriacul Weyprecht. Atunci au participat 11 state aducnd o serie de date privind deriva gheurilor din Oceanul Arctic, fenomene geomagnetice, etc. , date publicate n 36 de volume.

La o distan de 50 de ani (1932-1933) s-a organizat al doilea An Polar Internaional la care au participat 44 de state. Preocuprile au vizat studiul curenilor, msurtorile batimetrice, probe de sedimente marine. Al treilea An Polar Internaional a avut loc n perioada 1957-1958 cnd cercetrile s-au extins i asupra zonelor temperate i tropicale ale Oceanului Planetar, transformndu-i denumirea n Anul Geofizic Internaional (A.G.I.). n cadrul AGI au participat 64 de state printre care i Romnia. n anul 1960, sub egida O.N.U., s-a constituit Comisia Oceanografic Internaional (C.O.I.) care a iniiat o serie de programe internaionale, astfel nct cercetrile oceanografice iau o amploare deosebit.

Dup anul 1970, cnd s-a iniiat Deceniul Internaional al Explorrii Oceanografice de ctre C.O.I. se remarc pe lng o lrgire a cunotinelor privind zonele abisale, resursele marine n scopul valorificrii, interaciunea ocean-atmosfer, poluarea i ocrotirea mediului marin.

Un aport important l-au avut manifestrile tiinifice periodice din cadrul diferitelor conferine i congrese internaionale organizate de ctre C.O.I. i UNESC n cadrul crora s-au elaborat o serie de documente i programe importante.

Dintre acestea, de o mare importan sunt cele elaborate n cadrul Conferinei Naiunilor Unite pentru mediu i dezvoltare de la Rio de Janeiro (13-14 iunie 1992) Agenda 21; Carta Oceanului Planetar adoptat la Conferina Internaional Summit of the Sea Canada - septembrie 1997); declararea anului 1998 ca An Internaional al Oceanului; programul TOPEX-POSEIDON pentru realizarea programului WOCE (World Ocean Circulation Experiment) i TOGA (Tropical Ocean Global Atmosphere) n care tehnica de monitorizare prin altimetrie este esenial.

6.1.5. Metode, tehnici i instrumente de msurare

Ca tiin interdisciplinar, Oceanografia utilizeaz n cercetare att metodele clasice generale precum: observaia, comparaia, descrierea, explicaia i experimentul, ct i metode specifice folosite n geofizic, hidrofizic, hidrochimie, etc.

La baza cercetrilor oceanografice se situeaz metoda sistemului conceptual care include: metoda cartezian, metoda istoric i metoda sintetic.

Metoda cartezian este utilizat nc din antichitate i const n descompunerea ntregului n prile sale componente, pri pe care le cercetm cu cea mai mare atenie, pn la cele mai mici detalii. Aceast metod prezint laturi negative i pozitive. Elementele negative constau n faptul c aplicarea teoriei reducionismului care presupune reducerea ntregului la calitile prilor ceea ce din punct de vedere teoretic i filosofic conduce la erori grave cum ar fi fixismul i mecanicismul. Analiznd prile ei bune constatm c aceast metod i pstreaz valabilitatea i n prezent.

Metoda istoric sau evoluionist, n acest caz pentru a nelege obiectul trebuie urmrit evoluia din timpurile cele mai ndeprtate. Se bazeaz pe teoria actualismului care presupune c tot ce se ntmpl n prezent reprezint cheia trecutului. Ca impediment al acestei metode putem remarca ignorarea voit sau nu a unor procese care pot fi accelerate la paroxism i care rmn cunoscute drept catastrofe.

Metoda sistemic are un caracter voit, pleac de la unitate la componente. Aceasta presupune existena unei ierarhizri n cadrul sistemului. Metoda se poate utiliza folosind trei metode de lucru:

metoda cutiei negre cnd se pleac de la ipoteze dar nu se cunosc alte informaii;

metoda cutiei cenuii, se pornete de la ipoteze iar n metodologie se introduc numai cteva elemente cunoscute;

metoda cutiei albe cnd n afar de ipoteze avem i suficiente informaii despre fenomenul analizat.

Dintre cele trei metode doar ultima are rezultate de acuratee informaional.

Sistemul de msurtori utilizat n oceanografie provine din navigaie, folosindu-se termeni anglo-saxoni. Ca uniti de lungime se folosesc termenii de: mil marin (1 Mm=1852 m); Fathom - tipic marinresc (reprezint distana dintre vrfurile degetelor unui marinar cu minile ntinse i este egal cu 1,80 m;1 Ft= 6ft picioare); feet (picior)= 0,30 m; marca - care este echivalentul cu 1 feet (0,30 m); knot (nod)= 1 Mm/h se utilizeaz pentru msurarea vitezei de deplasare a navei;

Studiile oceanografice se pot clasifica n dou grupe:

prima se refer la msurtorile i observaiile realizate pe loc cu o aparatur adecvat;

a doua cnd se realizeaz observaii i determinri n laborator pe baza mostrelor colectate expediionar.

Cele mai complexe observaii directe se realizeaz cu ajutorul navelor oceanografice i a sateliilor geostaionari. Navele oceanografice dotate cu aparatura necesar, laboratoare i instalaii NiFix care permit o poziionare longitudinal i latitudinal extrem de precis se pot deplasa cu uurin n diferite zone ale Oceanului Planetar. Acestea se deosebesc de navele obinuite prin dimensiunile lor, cu un tonaj cuprins ntre 100 tone i 10 000 tone.

O nav oceanografic trebuie s fie dotat, n afar de aparatur tiinific i cu un troliu care s permit lansarea de aparatur peste bord n scopul efecturii de sondaje i msurtori la diferite adncimi. Cu ajutorul navelor oceanografice se pot ntocmi hri batimetrice, profile costiere, se determin elemente privind dinamica apei marine, proprietile fizico-chimice ale acestora, se msoar cmpul magnetic, structura i suprafaa crustei oceanice etc.

Pentru ntocmirea hrilor batimetrice se folosete sondarea direct sau mecanic i sondarea acustic.

Sondarea mecanic este metoda veche care se bazeaz pe lansarea de la bordul navei a unui cablu mecanic din oel rsucit antrenat de o greutate destul de mare (ajungnd pn la 1000 kg). Cablul este montat pe o instalaie vinci sau grui dotat cu o roti pe care circul cablul. Rotia este angrenat la un aparat cu trei cadre gen ceas cu diviziuni pe care se pot citi sute, zeci i metri. Este aplicabil doar n domeniul elfului continental. n principiu, s-a renunat la acest tip de sondaj nc din anul 1925 cnd pe nava Meteor s-a introdus sistemul de sondare acustic ecolot.

Principiul de funcionare al sondajului acustic const n faptul c la bordul navei se afl un emitor care emite unde sonore ctre fund, acestea dup ce ating fundul marin se reflect spre nav i sunt captate de un receptor. ntre emitor i receptor se afl un nregistrator format dintr-un compartiment electronic i doi tamburi metalici pe care circul hrtia de nregistrare imprimat pe verso cu grafit. Pe unul din tamburi se gsesc 100 de ace, fiecare cu contact propriu care acioneaz asupra hrtiei. La sfrit se obine o ecogram a fundului marin rezultat din jocul acelor care acioneaz la impulsurile primite de receptori. n paralel cu blocul de nregistrare exist un afiaj electronic care menioneaz adncimea la un interval de timp stabilit. n funcie de adncimea stabilit, un difuzor conectat la aparat emite un semnal avertizor sonor. Aparatul se alimenteaz la 24 V i permite obinerea de profile pe o distan de 20-30 mile marine.

n ceea ce privete realizarea de profile batimetrice exist trei metode, poziionarea profilului fiind foarte important. Primele dou metode se pot realiza cu ajutorul navelor oceanografice iar cea de-a treia prin intermediul sateliilor geostaionari.

O prim metod de realizare a profilului const n determinarea acestuia cu ajutorul sextantului, o metod clasic. Acesta este un aparat ce msoar unghiul pe care-l formeaz Soarele cu orizontul. Determin poziia n longitudine i latitudine n grade, minute i secunde iar punctele se amplaseaz pe o hart de navigaie. Prezint inconvenientul c este o metod laborioas.

A doua metod este cea NiFix, n zona costier sunt amplasai emitori care emit radiaii captate n larg de ctre captatori. Aceasta este utilizat pentru zone mici, de cel mult 50 mile marine.

Ultima metod utilizat este NiFix satelitar care presupune amplasarea de emitori i receptori la bordul unui satelit geostaionar. Reprezint o tehnic de vrf. La realizarea unui profil se nregistreaz o serie de cote ale adncimii, se efectueaz un numr suficient de mare de profile pentru anumite echidistane, pe care se marcheaz adncimile. Dup ce spaiul de cercetare este analizat se unesc punctele cu aceeai adncime rezultnd o serie de izobate care arat modul de dezvoltare al adncimilor, panta reliefului i cderea acestuia, formele de relief etc.

n afar de determinarea adncimilor, msurtori i observaii se realizeaz i asupra dinamicii apei, proprietilor fizico-chimice, sedimente etc. pentru determinarea i msurarea vitezei i direciei curenilor se utilizeaz curentometre dar i procedeele clasice de lansare a flotorilor care sunt apoi urmrii. n cazul analizei curenilor de adncime se folosesc flotori Swallow care sunt urmrii cu ajutorul hidroflotoarelor.

Pentru determinarea temperaturii apei se folosesc termometre cu recipiente pentru diferite adncimi, termometre reversibile i batitermografele. Cele din urm sunt aparate care determin temperatura instantaneu pe profile pn la adncimi de 150-300 m. Se folosesc i termobatigrafe care determin datele prin telemetrie.

n ultimul timp se folosesc metode de citire a temperaturii din avion i din satelit pe baza emisiei de radiaii calorice i infraroii ale mediului acvatic.

Pentru determinarea salinitii se folosesc butelii tip Nansen sau Petterson care colecteaz volume de ap suficiente pentru analize de laborator. De asemenea se utilizeaz tehnicile satelitare.

n ceea ce privete cercetrile asupra biomasei acvatice se folosesc pentru prelevri plase planctonice, fileuri dar i observaiile din submersibile, de scafandri autonomi i din satelit.

Pentru determinarea tipurilor de sedimente se folosesc mai multe metode prin care se colecteaz probe de la diferite adncimi cu ajutorul greiferelor, tuburilor carotiere sau a dispozitivelor de dragare.

Fundamentul Oceanului Planetar se studiaz i din punct de vedere geofizic pentru determinarea cmpului magnetic, a suprafeei i structurii crustei oceanice etc. n acest sens se folosesc metode seismometrice de refracie i reflecie.

Fundamentul oceanic este alctuit din cel puin trei strate: unul superior din sedimente neconsolidate, unul median sedimentar aflat n stadiu de litogenez i al treilea bazal, foarte dur, din roci primare (bazaltice).

Principiul de funcionare al metodei seismoacustice de refracie const n receptarea difereniat a undelor generate de o explozie. Undele rezultate n urma exploziei se refract pe fundul mrii fiind recepionate de hidrofoane amplasate pe geamanduri dotate cu o anten de emisie.

Navele se deplaseaz pe o distan de 6-25 mile i amplaseaz ncrctura de trotil. n urma exploziei ncrcturilor rezult o serie de unde seismice acre se refract i sunt nregistrate prin intermediul unui sistem asemntor cu cel ntlnit la ecolot. Undele captate sunt difereniate n timp datorit vitezelor de refacie diferite rezultnd n final o diagram n care apare profilul fundului i situaia stratelor de sub acesta, inclusiv structura de detaliu a sedimentelor. Interpretarea acestor informaii permite descifrarea evoluiei zonei respective.

Metoda reflexiei este identic cu deosebirea c n acest caz are loc un proces de reflexie n cele trei strate componente ale fundului marin. n funcie de viteza de recepie se obine aceeai imagine dar cu avantajul c profilele sunt continui putndu-se obine i profile tridimensionale.

Cu toat dezvoltarea tehnic i a posibilitilor de colectare, stocare i prelucrare a informaiilor despre oceane i mri nu s-a putut rezolva nc problema continuitii observaiilor ntr-o reea de puncte stabile. Aceasta se datoreaz dificultilor tehnice de amplasare a unor staii n plin ocean, fiind compensate de observaiile satelitare.

n ultimele decenii oceanografia a devenit o ramur a tiinelor care utilizeaz din ce n ce mai mult informaiile din spaiul extraterestru generate de sateliii geostaionari care permit realizarea de observaii globale asupra mediului terestru i marin.

Datele culese de acetia au permis o evoluie rapid a cunotinelor despre procesele i fenomenele din mediul oceanic i costier. Pe baza lor se pot realiza simulri i prognoze privind distribuia i dezvoltarea unor procese i fenomene la nivelul mediului oceanic.

Astfel de studii se realizeaz n cadrul centrelor de studii spaiale din S.U.A., Frana, Japonia etc.

O contribuie important n cunoaterea mrilor i oceanelor o au i centrele sau institutele de cercetri de pe uscat. Acestea realizeaz analize i studii asupra probelor culese expediionar, prelucreaz datele satelitare i numerice, efectueaz studii de sintez i de caz etc. dintre cele mai importante institute i baze oceanografice le putem meniona pe cele din S.U.A. (Woods Hole Institute pe rmul Atlanticului i Scripps Institution of Oceanography pe rmul Pacificului), Marea Britanie (National Institute of Oceanography- Surray) Germania (Institutul Hidrografic German cu locaii la Hamburg i Kiel), Frana (Institutul de Oceanografie de la Paris), Federaia Rus (Institutul Oceanografic al Academiei de tiine).

n Romnia investigaiile oceanografice se fac n legtur cu portul Constana (a doua jumtate a secolului al XIX-lea), deschiderea cii navigabile maritime pe Dunre pn la Brila (nfiinarea Comisiei Europene a Dunrii n 1856).

Cercetrile ntreprinse de Gr. Antipa i elaborarea Monografiei Mrii Negre, nfiinarea Staiunii de Cercetri Marine n 1926 de ctre I. Borcea la Agigea (Staiunea Zoologic), a Institutului Biooceanografic de ctre Gr. Antipa n 1931 la Constana, sunt etape i instituii prin care cercetarea marin romneasc se face remarcat (in prezent Institutul Naional de Cercetri Marine Grigore Antipa).

n 1970 s-a nfiinat Institutul Romn de Cercetri Marine, iar n 1994 Centrul de Geologie i Geoecologie Marin (n prezent Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare pentru geologie si geoecologie marina GEOECOMAR) ambele cu sediul la Constana.

Evident c n afara acestor instituii care au desfurat cercetri marine complexe, investigaii au mai fost fcute i de alte colective specializate din ar.

6.2. COMPONENTELE OCEANULUI PLANETAR

6.2.1. Dimensiuni i diviziuni ale Oceanului Planetar

n ceea ce privete dimensiunile, respectiv suprafaa, volumul, adncimea medie i maxim, acestea difer n funcie de sursa bibliografic i criteriul adoptat de autorul care a elaborat lucrarea.

Totui, la scara Oceanului Planetar, diferenele reprezint cteva procente. Printre lucrrile luate n considerare n aceast problem menionm World water balance and water resources of the Earth, 1978, Moscova, Oceanele i mrile Terrei, 1980, Bucureti, Introducere n Oceanografie, New York 1970.

n cazul de fa vom prelua datele din World water balance and water resources of the Earth. n acest context menionm c suprafaa Oceanului Planetar este de 361 070 000 km, cu un volum de 1 362 455 000 km, o adncime medie de 3800 m i maxim de 11516 m n Oceanul Pacific (Tab. 6.1.).

Fa de datele menionate n tabelele de mai sus, rezult c din suprafaa total a Terrei de 510 600 000 km2 Oceanul Planetar ocup 71%, iar uscatul 29% (149 400 000 km2).

Repartiia uscatului i apei pe cele dou emisfere se prezint astfel: emisfera nordic este acoperit cu ap n proporie de 61% (respectiv 39 % uscat), iar emisfera sudic deine 76 % suprafa acvatic (respectiv 24% uscat).

Tabelul 6.1. Date morfometrice asupra oceanelor

Dac facem o difereniere ntre bazinele oceanice propriu-zise i marile aferente (mediterane, marginale), constatm c acestea se difereniaz (Tab. 6.2).

Tabelul 6.2. Date morfometrice asupra mrilor*

Datorit acestei repartiii a uscatului i apei pe cele dou emisfere se mai spune ca emisfera nordic este emisfera continental, iar emisfera sudic, emisfera oceanic.

ncercnd s caracterizeze i s determine polii opui, continental i oceanic, Alphonse Berget de la Institutul Oceanografic al Franei, n deceniul al treilea al secolului XX a determinat i precizat c polul continental s-ar situa la nord de estuarul Loarei ntr-o mic insul (Dumet), iar polul oceanic n sud-estul Noii Zeelande.

Fa de diviziunile oceanice consemnate n tabelul 2.1, n unele lucrri mai vechi, reluate i recent, se consemneaz i Oceanul ngheat de Sud (Oceanul Austral sau Arctic), format din prile sudice ale Oceanelor Pacific, Atlantic i Indian, ntre latitudinea sudic de 60 i rmurile Antarcticei.

Aceast delimitare a Oceanului ngheat de Sud se poate face mai mult pe baza caracteristicilor hidrofizice i mai puin pe cea morfologic, adic pe existena unui bazin ca atare.

n cazul Oceanului ngheat de Nord (Arctic) au existat opinii c ar trebui redistribuit, respectiv s fie considerat ca o prelungire a Oceanului Atlantic ctre Polul Nord, dar acesta, spre deosebire de cel din Sud, are un bazin oceanic delimitat sub aspect morfologic.

6.2.2. Tipurile de mari componente ale Oceanului Planetar

n privina mrilor incluse n Oceanul Planetar, exist multe criterii i clasificri, n primul rnd n funcie de poziia geografic, de geneza depresiunii marine, de temperatura apei.

Dup poziia geografic se disting:

mri mediteraneene situate ntre continente, unele cu legturi limitate (strmtori), cum ar fi Marea Mediteran (Romanic), Marea Roie, Golfu1 Persic, i altele cu deschidere mare la ocean, delimitarea fcndu-se prin arcuri insulare, Mediterana American sau Marea Caraibilor la care se mai include i Golful Mexic, Mediterana Asiatic n care includem Marea Java, Marea Timor, Marea Sulawesi, Marea Arafura i Marea Coralilor situate ntre Australia i insulele Noua Guinee, Sumatera, Java, Kalimantan, Sulawesi etc.; n unele lucrri se includ n acest tip de mri i Oceanul Arctic, Marea Baltic, Golful Hudson. Considerm, c trebuie s rmnem la acele bazine marine situate la latitudini mici i mijlocii care au anumite trsturi climatice i hidrologice similare, pe lng cele morfologice (situate ntre continente). De altfel termenul de mediteran vine de la aceasta poziie geografic, mijlocie, care, evident poate fi interpretat i ca mijloc de legatura ntre alte uniti continentale la alte latitudini.

Dar, n literatura hidrologic, climatologic, n special, i geografic n general, noiunea de mediteran reprezint un climat, un regim hidrologic, o zona geografic cu treceri de la tropical la temperat.

Pentru adncirea acestor aspecte se recomand, pe lng lucrrile geografice mari i lucrarea Mediteranele Globului de Mihai Iancu, Editura Litera, Bucureti, 1981.

mri marginale situate, aa cum reiese i din denumire, la marginea oceanelor, dar i a continentelor, care au o mai mare deschidere spre Oceanul Planetar. n unele lucrri acestea se mai mpart n mri rmuriene i mri bordiere (marginale), dar nu considerm c trebuie s facem aceste diferenieri. n aceast categorie includem multe bazine marine i anume: Marea Labradorului, Marea Norvegiei, Marea Groenlandei, Marea Scoiei, Marea Weddell, Marea Nordului, Marea Islandei, Marea Baffin n Oceanul Atlantic; Marea Arabiei, Golful Bengal n Oceanul Indian; Marea Bering, Marea Ohotsk, Marea Japoniei, Marea Chinei de Est (Galben), Marea Chinei de Sud, Marea Fiji, Marea Tasman, Marea Bellinghausen, Marea Amundsen, Marea Roosevelt, Marea Ross n Oceanul Pacific; Marea Beaufort, Marea Ciukcilor, Marea Siberiei de Est, Marea Laptev, Marea Kara, Marea Barents, Marea Alb, Marea Lincoln n Oceanul Arctic;

mri interioare, situate n interiorul continentelor cum ar fi Marea Neagr, Marea Baltic, Marea de Marmara, Marea Egee i n egal msur ar putea fi incluse chiar Marea Mediteran, Marea Roie, dac acestea n-ar fi fost difereniate prin criteriul amintit mai sus.

Dac lum n consideraie criteriul genetic al bazinului marin distingem:

mri epicontinentale, situate pe platforma continental, la marginea continentelor i care s-au format prin transgresiune marin. Acestea au, cu unele excepii, de regul adncimi mici, pn la 200 m. n aceast categorie menionm Marea Baltic, Marea Nordului, Marea Irlandei, Marea Mnecii, Golful Hudson, n Oceanul Atlantic; Marea Chinei de Est (Galben) n Oceanul Pacific; Marea Ciukcilor, Marea Alb n Oceanul Arctic;

mri tectonice, formate prin prbuiri tectonice i care au adncimi mari, aici incluznd multe bazine marine dintre care menionm Marea Neagr, Marea Mediteran, Marea Roie, Marea Caraibelor, toate mrile componente ale Mediteranei Asiatice (Indoneziene) etc.

Dup cum s-a amintit, se mai pot clasifica mrile dup zonele geografice (climatice): polare, subpolare, temperate, intertropicale.

6.3. ORIGINEA, STRUCTURA I EVOLUIA BAZINELOR OCEANICE

Primele idei privind configuraia oceanelor i a continentelor care le delimiteaz aparin lui Alexander von Humboldt (1769-1859), care a remarcat asemnarea rmurilor Americii de Sud cu cele ale Africii i deci cele dou continente s-au separat i ndeprtat unul de altul.

n anul 1888, un remarcabil geolog austriac, Eduard Suess, a emis ipoteza c iniial a existat un singur continent care ulterior s-a rupt n mai multe pri.

mbinnd cele dou ipoteze n 1912, germanul Alfred Wegener emite ipoteza derivei (translaiei) continentelor. n esen, teoria lui Wegener este urmtoarea: continentul unic numit Pangeea, care era nconjurat de un singur ocean (Panthalassa), s-a fragmentat cu circa 300 milioane ani n urm n mai multe blocuri rigide sialice care au alunecat (deplasat) pe substratul vscos, sima. Deriva acestor continente a fost foarte activ n partea ecuatorial-sudic, iar prile din America de Sud, Africa, India i Australia reprezint astfel de blocuri ale Pangeei (Fig. 6.4.).

Fig. 6.4. Harta plcilor tectonice

n 1937, geologul sud-african A. L. du Toit, pe baza structurii i stratigrafiei blocurilor sus menionate i care ar fi aparinut supercontinentului sudic Gondwana, atribuie deplasarea acestora curenilor de convecie subcrustali.

n anul 1961, geologul american R. S. Dietz i n 1962, conceteanul acestuia, H.H. Hess, emit ipoteza expansiunii fundului oceanic pe baza analizei dorsalei (crestei submarine) atlantice, care prin energia i masa degajat produce o expansiune a fundului i distanarea continentelor. Aa se explic masa de roci bazaltice n dorsal, lipsa sedimentelor marine, prin acest proces de ridicare (upwelling) i coborre a fundului spre extremiti (downwelling).

Ceva mai trziu, originea i evoluia oceanelor i continentelor, prelund din cele dou ipoteze anterioare, este explicat prin ipoteza tectonicii globale prin care se presupune c scoara terestr este mprit n 6 plci majore; pacific, indo-australian, antarctic, american, african i euroasiatic (Morgan, 1968). Plcile sunt delimitate de rifturile dorsalelor medio-oceanice i de fose. n ultimele decenii ale secolului al XX-lea s-au identificat 20 de placi de diferite ordine care se deplaseaz ca blocuri rigide provocnd fracturi, fose, pe fundul oceanelor.

Structura globului pmntesc i a fundului oceanic a fost determinat prin prospeciuni seismice bazate pe refracie i reflexie, respectiv a vitezei de propagare a undelor seismice provocate de explozii artificiale n scoara continental.

Scoara continental se difereniaz n trei pturi cu grosimi diferite: prima de 15-20 km este sedimentar, a doua de 17 km granitic i a treia de 10-20 km bazaltic sau strat oceanic. Urmeaz sub cele trei pturi ale scoarei continentale discontinuitatea Mohorovici (Moho) sub care ncepe mantaua.

Crusta continental are o grosime de cca. 35 km, iar crusta oceanic de cca. 11 km, inclusiv ptura de ap de 4,5 km grosime medie.

Deci, crusta continental este granitic, iar crusta oceanic este bazaltic, aceast difereniere determinnd ideea a dou domenii diferite de formare.

6.3.1. Originea apei n oceane

Configuraia oceanelor a suferit modificri n decursul celor 3 miliarde de ani, moment n care crusta terestr s-a solidificat, producndu-se rupturi n care a nceput s se acumuleze apa.

n ceea ce privete proveniena apei n oceane, pn n prezent sunt luate n consideraie trei ipoteze i anume:

1. prin condensare din atmosfera primordial a Terrei;

2. din descompunerea rocilor vulcanice;

3. prin acumularea apei n decursul istoriei geologice a planetei.

Dac prima ipotez ar fi real, atunci n apa oceanic ar trebui s se gseasc componenii originari ai atmosferei i n cantiti mari, nu n proporiile actuale, cum ar fi neonul, argonul.

n privina celei de a doua ipoteze, se consider c n procesul de consolidare a pmntului, deci a rocilor vulcanice apa legat chimic n acestea a fost eliberat formnd apa oceanic. Deoarece aceste roci conin 5% ap, nu se poate ajunge dect la 50% din volumul actual al apei oceanice n condiiile n care s-ar elibera toat apa din rocile vulcanice ale crustei terestre. Dar, o parte din cationii apei oceanice, Na, Mg, Ca, Zn, ar proveni din aceste roci vulcanice.

Se pare c cea de-a treia ipotez a provenienei apei este mult mai acceptat, n sensul c n decursul timpului, lent, activitatea vulcanic, izvoarele termale i nclzirea rocilor intrusive au furnizat apa acumulat n oceane.

Numeroasele elemente coninute n apa oceanic a provin n urma proceselor fizice i chimice care au loc la interfaa ap-atmosfer, ap-biosfer, ap-sedimente.

6.3.2. Originea vieii

Referitor la originea vieii, L. Miller, n 1963, a menionat cteva ipoteze i anume:

1) a aprut n urma unui eveniment supranatural;

2) provine din spaiul exterior;

3) a aprut n urma unui eveniment improbabil;

4) a aprut n oceanul iniial, ca urmare a ntrunirii condiiilor favorabile.

Ultima ipotez, c oceanul este locul de natere al primelor forme de via, este acceptat de cei mai muli oameni de tiin.

Prin experiene de laborator s-a demonstrat c prin descrcri electrice ntr-o soluie de ap, amoniac i metan (compui ce se gseau n apa oceanului primar), se formeaz amino-acizi i ali compui organici, acoperind-o cu o sup organic, dar care nu este de natur biologic.

Modul i momentul n care moleculele organice au produs organisme este nc necunoscut.

6.4. CONFIGURAIA FUNDULUI OCEANIC (MARIN)

Sub aspect morfohidrografic, n care se ia n considerare adncimea apei, poziia, depozitele i structura de fundament, fundul oceanic se poate divide n zona de margine i bazinul oceanic.

n zona de margine se include coasta i linia de rm, platforma continental, panta continental (povrniul continental), piemontul oceanic.

6.4.1. Zona de margine

Coasta i linia de rm

Prin linia de rm se definete contactul dintre ap i uscat, care variaz ca poziie n funcie de nivel, valuri, maree. Coasta marin constituie, deja, mediul terestru din apropiere i care este reprezentat prin: faleze, plaje, terase marine, dar care i acestea pot fi acoperite de ap (ndeosebi plajele) n funcie de nivelul apei, de maree (flux) (Fig. 6.5.).

Fig. 6.5. Blocdiagram cu unele elemente ale zonei de coast

n ultima perioad, prin zona de coast (coastal zone), se definete un spaiu ceva mai extins att n mediul marin, ct i n cel terestru, spaiu influenat reciproc, indirect de cele dou medii i care constituie, din punct de vedere geografic (populaie, aezri umane, activiti economice), obiect de cercetare i management.

F.P. Shepard n 1963 distinge dou categorii de coast i linie de rm: primare i secundare. Coastele i respectiv liniile de rm primare sunt contactul dintre apa marin i uscatul continental determinat de ageni teretri inclusiv aciunea ghearilor, rurilor, vulcanilor. Coastele secundare sunt rezultatul unor procese biologice - marine cum ar fi barierele de corali (recife), mlatinile.

Plaja sau cordonul litoral este forma de relief joas constituit din material nisipos, mlos, pietri neconsolidat, material de acumulare, sub forma unor mici cmpii alungite i care sunt supuse splrii apelor marine, fapt ce determin ca asociaiile vegetale i animale s fie efemere sau cu adaptri specifice (Fig. 6.6.). n raport cu faleza, plaja este supus modificrilor permanente produse de valuri, cureni, flux i reflux, prin procesele de depunere i abraziune.

Fig. 6.6. Elementele unei plaje litorale

Aciunea cea mai puternic asupra plajelor o au valurile. Eroziunea valurilor este mai puternic n punctele de convergen ale acestora, iar preluarea (deplasarea) sedimentelor, n zonele de divergen.

Datorit variaiei nivelului marin, a existat n decursul timpului i o variaie a liniei rmului pe spaiul platformei continentale. Aceste linii de rm au fost nsoite de plaje care se pun n eviden pe platforma continentala (plaje relicte).

Suprafeele netede ale plajelor rezultate din aciunea valurilor se numesc berme (banchete litorale).

Terasa marin este o treapt provenind dintr-o veche plaj (deci teras de acumulare) sau un fost rm constituit din roci aparinnd uscatului continental (deci teras de abraziune) i care se gsete deasupra nivelului marin ca urmare a eustatismului negativ sau a epirogenezei pozitive. Astfel de terase s-au format i n perioada glaciar, n special n perioadele interglaciare.

Faleza este poriunea de rm marin constituit dintr-un abrupt cu nlimi variabile formate n roci coezive, loessuri, argile, marne, gresii, calcare, roci, eruptive i metamorfice. Pe litoralul romnesc rmul cu falez se desfoar ntre Constana i Vama Veche, fiind constituit din depozite loessoide i calcare sarmaiene n baz, cu nlimi de 5-30 m. Valurile sau variaiile de nivel sezoniere ale mrii formeaz n cordoanele litorale microfaleze cu nlimi de 0,5-1,0 m i care au o existen efemer (luni, sezoane). n zona de coast se mai ntlnesc estuare, limane, lagune, care ntrerup desfurarea falezelor sau cordoanelor litorale.

Estuarele sunt sectoarele terminale ale rurilor, respectiv vile lrgite prin aciunea exercitat de flux i reflux i chiar de valurile de furtun. Sub aspect hidrologic estuarele reprezint zone de amestec ale apelor dulci cu cele srate. De regul estuarele sunt deschise (Tamisa, Sena, La Plata, Sfntu Laureniu etc.), dar n cazul unor ruri cu debite mici sunt i semi nchise.

Limanele sunt sectoarele terminale ale vilor litorale dar care, de regul, sunt barate de cordoane marine (total sau parial) i transformate n lacuri, care n funcie de condiiile climatice i contactul cu marea, au ap dulce, salmastr sau srat. Pe litoralul romnesc al Mrii Negre menionm limanele Taaul, Techirghiol, Mangalia.

Lagunele sunt fostele golfuri marine, izolate total sau parial de mare prin cordoane de nisip. Spre deosebire de limane care sunt nguste i alungite dup forma vii, lagunele au diferite forme, n mod obinuit cu multe intrnduri n spaiul continental. Apa lagunelor, mai mult dect a limanelor, este salmastr i srat. Pe rmul romnesc menionm complexul lagunar Razim-Sinoie, Siutghiol (dar cu ap dulce datorit izolrii de mare i a izvoarelor submerse din calcare).

Mlatinile se ntlnesc pe sectoarele joase ale rmului, supuse mareelor i acoperite cu vegetaie hidrofila.

Pltforma continental (elf)

Platforma continental - este spaiul marin care mrginete (nsoete) continentul, cu un microrelief nesemnificativ, adevrat cmpie submers, ce se ntinde pe sute i uneori mii de kilometri spre larg. Platforma continental, dup cum reiese i din denumire, reprezint o poriune a continentului care, datorit eustatismului pozitiv sau epirogenezei negative, a fost acoperit de apele marine. Adncimea apei crete de la rm pn la circa 200 m. nclinarea platformei continentale este mic (0,07 ) i pstreaz formele de relief negative (vi, prelungirea vilor rurilor limitrofe) i chiar pozitive (mici ridicturi, dar care nu ajung la suprafaa apei).

Pe platforma continental se gsesc depozite marine care provin att din aluviunile transportate de ruri, ct i din abraziunea rmului. Platformele continentale reprezint domeniul pescuitului marin, iar n ultimele decenii locul de exploatare a zcmintelor de petrol. Pe litoralul romnesc, platforma continental are o desfurare de 190-200 km n dreptul Deltei Dunrii i se ngusteaz treptat spre sud ajungnd la 60-70 km n dreptul Mangaliei (Fig. 6.7.).

Fig. 6.7. Profilul schematic al fundului oceanic

Panta continental (povrniul continental, taluzul)

Panta continental (povrniul continental, taluzul) este planul de racord ntre marginea blocului continental (platforma continental) i bazinul oceanic (fundul oceanului). Sunt i situaii cnd povrniul continental este anulat de o trecere gradat de la platform la fundul oceanului sau se gsete o fractur tectonic (fos marin). nclinarea povrniului continental este cuprins ntre 4 i 20 (Platoul Blake din dreptul peninsulei Florida). Atunci cnd la baza povrniului continental panta se reduce iar trecerea la fundul oceanului se face printr-o treapt sau dou intermediare, se numete piemont oceanic.

Piemontul oceanic

Piemontul oceanic are o nclinare de 0,5, iar limea ntre 100-1 000 km. Aceste piemonturi oceanice sunt constituite din sedimente care uneori au grosimi de ordinul kilometrilor. Pe panta continental (inclusiv piemontul oceanic), n continuarea vilor de pe platforma continental, se gsesc canioane submarine. Cele mai cunoscute, ca urmare a cercetrilor efectuate, sunt canioanele de pe coasta Californiei de Sud (Canionul Scripps).

6.4.2. Bazinul oceanic

Bazinul oceanic constituie spaiul cel mai extins al domeniului marin (circa 70% ) i este reprezentat prin cmpii abisale, fose (gropi) tectonice, creste (dorsale) submarine, platouri submarine, muni tabulari submarini (guyot-uri).

Cmpia abisal

Cmpia abisal este fundul oceanului (mrii) situat la 3000-4 000 m adncime. Denumirea de cmpie este dat de aspectul neted care rezult din depunerea sedimentelor marine pe crusta magmatic primar, estompnd neregularitile de dimensiuni mici, deoarece n acest spaiu se gsesc dorsalele, platourile, munii i fosele marine.

Dorsala oceanic

Dorsala oceanic reprezint un lan muntos submarin format din magma astenosferei, are nlimi de 2000-3000 m fa de fundul oceanului, aprnd la suprafaa apei sub forma unor insule. Poziia dorsalelor este aproximativ la mijlocul bazinelor oceanice. Dorsalele sunt de dou tipuri:

cu rift, adic cu vi pe axul lor, adnci de 1500-2000 m, late de 20-50 km prin care se manifest o activitate magmatic, producnd i acea expansiune a fundului oceanic; dorsala cu rift (an) este caracteristic Oceanului Atlantic i se mai numete dorsal de tip atlantic

fr rift de tip pacific, care desigur se gsete n Oceanul Pacific. Lungimea aproximativ a dorsalelor submarine este de 80 000 km (Fig. 6.8; 6.9., Tabelul 6.3.).

Tabelul 6.3. Fose i dorsale oceanice

Fosa abisal

Fosa abisal (an sau groap submarin) este dat de scufundarea tectonic i este echivalentul grabenului continental. Adncimea fosei este de peste 6.000 m, ajungnd la 10.000-11.000 m. Acestea se gsesc la contactul cu continentele sau cu arhipelagurile i se caracterizeaz prin vulcanism i seismicitate accentuat (Fosa Filipinelor cu groapa Cook -11.516 m, fosa Japoniei -10.374 m, fosa Marianelor - 10.635 m, fosa Kurilelor -10.377 m, fosa Tonga- 10.816 m, fosa Kermadek -10.002 m n estul Pacificului etc.).

Fig. 6.8. Harta reliefului submarin (prelucrare dup Morskoi Atlas)

Fig. 6.9. Dorsale i fracturi n spaiul Oceanului Planetar

Platourile oceanice

Platourile oceanice reprezint suprafee netede la 3000-4000 m sub nivelul mrii, reprezentnd resturi din continente scufundate (Rio Grande n estul Argentinei, Bermudelor n estul SUA, Azorelor n Oceanul Atlantic, Albatros n vestul Americii Centrale i Noii Zeelande n Oceanul Pacific, Crozet n Oceanul Indian, sud-estul Africii).

Guyot-urile sunt ridicturi de form conic, vulcani submarini, care se termin la partea superioar cu suprafee netede; uneori ajung la suprafa formnd arhipelaguri (Bermude, Hawaii etc.). Au fost denumite astfel dup oceanograful elveian Arnold Guyot care le-a studiat n secolul al XIX-lea.

6.5. COMPOZIIA CHIMIC I SALINITATEA

Compoziia chimic i salinitatea apei difer de la un bazin oceanic (marin) la altul, de la zona marginal la cea central, de la suprafaa apei spre fund i chiar de la un anotimp la altul (n situaii deosebite).

Ecartul de variaie al salinitii (gradului de mineralizare) este de 33-37 (salinitatea medie 34,455 . ).

Elementele chimice componente

n ceea ce privete compoziia chimic, se disting cteva elemente principale, clor, sodiu, magneziu, sulf, calciu i potasiu, care totalizeaz circa 90 % din srurile dizolvate; elemente secundare sunt reprezentate prin stroniu, brom, bor, carbon, siliciu, fluor etc.; elemente rare: azot, fosfor, litiu, iod, fier, zinc, molibden, rubidiu etc.

n afar de aceste elemente principale, secundare i rare, n apa marin se ntlnesc gaze dizolvate, compui organici, suspensii materiale etc.

Acest tablou al compoziiei chimice este cu totul general, deoarece sunt nc multe spaii oceanice mai puin analizate, pe de o parte, i a reaciilor chimice, a proceselor biochimice, care modific, n timp, compoziia, pe de alt parte (Fig. 6.10.).

Srurile dizolvate (partea anorganic)

Aa cum s-a menionat mai sus, elementele anorganice principale care se gsesc n cantiti mai mari de 100 ppm (parte pe milion) sunt clorul, sodiul, magneziul i sulful, acesta din urm sub form de sulfat (SO42-), calciu i magneziu. Celelalte elemente secundare sunt sub 100 ppm, iar cele rare, sub 1 ppm. n afara elementelor menionate, pe puin nc 50 elemente (seleniu, arsen, uraniu, vanadiu, nichel, zinc, aluminiu, plumb, stibiu, cesiu, ceriu, staniu, ytriu, cripton etc.) se gsesc n cantiti foarte mici, de 10 ppm.

Evident c elementele menionate se gsesc n apa marin (ca i n celelalte ape naturale), sub form de compui chimici. n apa marin, compuii sodiului, potasiului i magneziului sunt deosebit de stabili (milioane de ani) n comparaie cu cei ai siliciului, manganului, aluminiului, fierului etc., care rmn doar zeci i sute de ani.

Acest timp de reziden se datorete reaciilor chimice, a capacitii de a reaciona la mediul marin diferit.

Timpul de reziden al unui element este dat de raportul dintre cantitatea de element existent i ritmul (rata) intrrii n mediul marin sau de precipitare n sedimente (Fig. 6.11.).

Fig. 6.10. Compuii anorganici dizolvai n apa mrii (toate valorile sunt n ppm)

Ritmul de introducere sau ritmul de precipitare a elementului A este egal cu dA/dt, unde A este cantitatea de element n ap. Timpul de reziden a elementului A este egal cu A/(dA/dt).

Fig. 6.11. Modelul timpului de reziden al unui element n apa marin

(dup D. Ross modificat)

Gazele dizolvate

n apa mrii, gazele dizolvate provin din atmosfer, din unele erupii vulcanice submarine i din dezintegrarea radioactiv a substratului fundului marin. Printre gazele obinuit dizolvate sunt oxigenul, dioxidul de carbon, azotul, n cantiti mici heliu, neon, argon, cripton, xenon.

De regul solubilitatea unui gaz depinde de trei factori i anume: temperatura gazului i a soluiei, presiunea atmosferic parial a gazului, coninutul de sruri a soluiei (grad de mineralizare).

Oxigenul i dioxidul de carbon, dei depind i de aceti trei factori, totui cantitatea lor dizolvat n ap este condiionat de ali factori.

Astfel, cantitatea de oxigen dizolvat n ap depinde de temperatura apei numai pn la o anumit adncime, deoarece este condiionat i de procesul fotosintezei care, dup cum se tie, depinde de lumin i deci sub 200 m adncime, aceasta nu mai are loc. Aadar, distribuia oxigenului pe vertical nregistreaz o scdere odat cu creterea adncimii i dispare de regul la 200 m adncime. Dispariia oxigenului dincolo de adncimea limit a fotosintezei se mai datorete i proceselor de respiraie a organismelor i oxidaiei (Fig. 6.12.).

Fig. 6.12. Valorile medii anuale ale oxigenului dizolvat (ml/l) la suprafaa Oceanului Planetar (prelucrare dup World Ocean Atlas, 2001)

Dac n procesul de fotosintez se consum dioxid de carbon i se elimin oxigen, n cele de oxidaie situaia este invers; prin respiraie, de asemenea, are loc acelai schimb de gaze.

Reacia fotosintezei:

C02 + H20 + substane nutritive + energie solar materie organic (CH2)n +O2.

Reacia respiraiei (plante i animale):

(CH2O)n +02 C02 +H20

n anumite situaii specifice, bazin marin izolat sau semi izolat, oxigenul este consumat total n procesul de oxidaie, fapt ce reduce viaa la unele bacterii. Caz tipic este cel al Mrii Negre, n care sub 200 m oxigenul lipsete i domin hidrogenul sulfurat, provenit din descompunerea materiei organice de ctre unele bacterii reductoare de sulfat.

Dioxidul de carbon provine din atmosfer i din procesul de oxidaie. n apa mrii, CO2 este n proporie mai mare dect n atmosfer, favorizat de cationii de magneziu i calciu cu care se leag formnd bicarbonat de calciu sau acid carbonic.

n cazul n care CO2 este preluat de plante pentru cretere, bicarbonatul i carbonatul ofer cantitatea necesar fotosintezei. De cantitatea de CO2 depinde direct proporional i reacia pH. De asemenea, CO2 crete odat cu salinitatea i cu scderea temperaturii.

Substanele organice dizolvate

Substanele organice dizolvate provin din dejecii i animale moarte cu descompunere n apa mrii. Cele mai importante sunt azotul i fosforul, care prin oxidaii, de ctre bacterii, trec n azotai i fosfai formnd substanele nutritive necesare lanului trofic. Dintre alte substane organice menionm carbonul organic, carbohidraii, proteinele, aminoacizii, acizii organici, vitaminele (Fig. 6.13; 6.14.).

Suspensiile din apa marin

Suspensiile din apa marin sunt constituite din coloizi, particule microscopice, dispersii grosiere i seston.

Dispersiile coloidale rezult din materialele grosiere descompuse i din procesul de condensare. Acestea au dimensiuni submicroscopice (10-5 - 10-3 cm) provenind din precipitare, hidroliz, macromolecule i detritus organic.

Particulele microscopice cu dimensiuni ntre 10-5 i 10-3 cm constituite din minerale fin granulare, particule coagulate, detritus resturi planctonice.

Dispersiile grosiere cu dimensiuni 5 x 10-3 cm, fiind formate din detritus, resturi planctonice i particule provenite prin precipitare i coagulare.

Sestonul, respectiv, totalitatea particulelor n suspensie provenite din bioseston (resturi planctonice) i tripton (detritus organic), particule minerale transportate de vnt i ru.

Concentraia materiei granulare n suspensie din apa marin, variaz n funcie de condiiile geografice locale, de producia biologic, de condiiile atmosferice etc. Astfel, D.A. Folger i B.C. Heezen (1957) au constatat c n apa marin la suprafa, se gsesc diatomee de ap dulce, particule minerale provenind de la 3 800 km distan de sursa productoare.

Fig. 6.14. Valorile medii anuale ale fosfailor (M) la suprafaa Oceanului Planetar

(prelucrare dup World Ocean Atlas, 2001)

Se poate conchide, din aceast sumar analiz, c compoziia chimic a apei marine este influenat de:

schimburile cu atmosfera;

solubilitatea diferiilor compui;

reducerea de ctre bacteriile anaerobe;

precipitarea i procesul de schimb cu fundul oceanic;

aporturile de ap dulce;

nghearea i topirea apei de mare;

reaciile chimice (care controleaz sau influeneaz concentraia diferitelor elemente;

procesele biologice, inclusiv procesele vitale, i descompunerea materiei organice.

Salinitatea apei marine

Salinitatea este cantitatea total de sruri dizolvate n apa marin i este msurat n pri la mie, prin greutatea exprimat n grame la un kilogram de ap.

Dac n bazinele oceanice salinitatea variaz ntre limite restrnse (33-37) n mrile marginale (epicontinentale) i n cele seminchise (n interiorul continentelor) ecartul de variaie este mult mai mare n funcie de zona climatic i de afluxul de ap dulce continental.

Astfel, n zona ecuatorial, unde precipitaiile sunt n cantiti mari, salinitatea este n jur de 35, iar la tropice, unde evaporaia este mai mare, salinitatea ajunge i la 37 ; cu ct ne apropiem de zonele polare, aceasta scade ajungnd la 32. Desigur c aceast zonalitate latitudinal este modificat de circulaia curenilor i de afluxul de ap dulce continental.

Un curent cald, cum este cel al Atlanticului de Nord, care deplaseaz ape din zona tropical, determin ridicarea salinitii la 35, iar curentul rece al Labradorului reduce salinitatea pe coastele nord-estice ale Americii de Nord.

n mrile marginale din Oceanul ngheat de Nord, datorit apelor dulci aduse de fluviile siberiene,salinitatea este de 8-10 , n Marea Neagr, la debuarea apelor Dunrii, este de 3-5 , dar, datorit curenilor litorali, aceasta crete destul de lent spre sud, la 16 -17.

Dac ne referim la cele dou emisfere,cea nordic, continental, are salinitatea mai mic n raport cu cea sudic, oceanic, unde legtura ntre bazinele oceanice este mai mare, fapt ce asigur un schimb activ de ape.

n privina salinitii pe oceane, Atlanticul are valoarea cea mai mare (35,5 ), Pacificul 34,9 , iar Oceanul Arctic doar 32 (Fig. 6.15).

Mrile marginale, aa cum s-a mai menionat, au salinitatea mai mic, ndeosebi n zona temperat i subpolar (Marea Alb 25 -26, Marea Baltic 22 n vest i 1-2 n sud).

Fig. 6.15. Salinitatea medie anual la suprafaa Oceanului Planetar

(dup Sverdrup i colb., prelucrat dup A. Guilcher)

Distribuia pe vertical pstreaz n linii mari o scdere de la suprafa spre adncime, dar nu cu acelai gradient. Astfel, la suprafa dac exist un aport de ap dulce, se remarc o haloclin la 200-300 m, de unde scderea este mare pn la 1000 m, iar de aici pn la fund, gradientul aproape c lipsete (Fig. 6.16).

Fig. 6.16. Distribuia salinitii n adncime

6.6. CARACTERISTICILE FIZICE ALE APEI MARINE

6.1. Temperatura apei marine

Spre deosebire de acvatoriile continentale (ruri, lacuri), oceanele i mrile, prin volumul mare de ap, se manifest, sub aspectul regimului termic, mult mai independent n raport cu temperatura aerului, dei sursele de acumulare (nmagazinare) a energiei calorice sunt aproximativ aceleai.

Este cunoscut faptul c apa are cea mai mare cldur specific n raport cu alte medii, aer, rocile constituente ale suprafeei uscatului. Astfel, pentru nclzirea unui cm3 de ap este necesar o cantitate de energie caloric ct pentru nclzirea a 5 cm3 de granit sau a 3 134 cm3 aer.

Dac avem n vedere c suprafaa Oceanului Planetar este de dou ori mai mare dect cea a uscatului, rezult i faptul c cea mai mare parte din energia caloric solar este receptat i acumulat de acesta.

Sursele de nclzire ale suprafeei mrilor i oceanelor sunt: absoria radiaiei solare i cosmice, energia existent n atmosfer la un moment dat, condensarea vaporilor de ap din atmosfer, cldura intern emanat de fundul oceanelor i mrilor, activitatea vulcanic din interiorul bazinelor respective.

Pierderea cldurii nmagazinate are loc prin: radiaia suprafeei apei, conducia cldurii, respectiv cldura trecut direct n atmosfer la interfaa ap/aer i, prin procesul de evaporaie la suprafaa apei.

ntre sursele de nmagazinare i cele de cedare la interfaa ap/aer se realizeaz un anumit echilibru concretizat prin bilanul caloric (termic), bilan care variaz n funcie de latitudine i anotimp. Acest echilibru termic trebuie privit relativ n spaiu i timp. Procesele termice sunt deosebit de active la suprafaa apei, mai exact pe un anumit orizont de ap, i mai puin active la adncime.

Transmiterea cldurii de la suprafa spre adncime se realizeaz prin curenii de convecie termic, prin valuri i maree, prin curenii marini, dar care afecteaz doar un orizont limitat al masei de ap oceanic. Curenii marini au un rol mai important n transferul cldurii la suprafaa oceanelor, ntre zonele calde i cele reci i invers.

Temperatura apei la suprafa

Ca i n cazul lacurilor mari, dar cu grad mai mare de atenuare, temperatura apei variaz sezonier (anotimpual) n funcie de temperatura aerului. Astfel, diferena dintre zi i noapte este doar de 0, 1C la latitudinile intertropicale.

n schimb, variaiile termice anotimpuale sunt mult mai mici n spaiul intertropical (ntre 2 i 6 C) i mai mari n spaiul temperat (40- 50 latitudine nordic) unde ajung la 8-8,5 C.

Datorit distribuiei inegale a apei i uscatului n cele dou emisfere, se constat c amplitudinile termice sunt mai mari n emisfera nordic n raport cu emisfera sudic. Desigur c aceste amplitudini sufer unele modificri datorit curenilor calzi sau reci.

Temperatura medie la suprafaa Oceanului Planetar este apreciat la 17,4C, variind att de la un ocean la altul (Pacific 19C, Indian 17C i Atlantic 16,9C), de la o emisfer la alta (emisfera nordic 19,2C, emisfera sudic 16C) i, evident, n funcie de latitudine (Fig. 6.17., Tab. 6.4.).

Tabelul 6.4. Temperatura medie (C) a apei marine la suprafaa oceanelor

Aceast repartiie a temperaturii, pe oceane i emisfere, se datorete deschiderii mari a celor trei oceane n emisfera sudic i contactului cu apele reci circumantarctice.

O difereniere mare a temperaturii se constat la rmurile oceanelor n zonele tropicale i subpolare din emisfera nordic datorit curenilor calzi i reci.

n ceea ce privete raportul dintre temperatura aerului i a apei la suprafa, se constat urmtoarea situaie: n spaiul intertropical temperatura apei este cu 0,5C mai ridicat fa de cea a aerului, la 20 latitudine N mai mic cu 1,2C, la 40 latitudine N mai mare cu 1C, iar la 60 latitudine N mai mare cu 1,5C.

Fig. 6.17. Temperatura medie anual la suprafaa Oceanului Planetar (C); Valoarea minim -1,93; Valoarea maxim 29,93; Valoarea dintre intervale 1,00

(prelucrare dup World Ocean Atlas, 2001)

Temperatura apei pe vertical

Aa cum s-a menionat anterior, energia caloric acumulat la interfaa ap/aer se propag n adncime pe un anumit ecart, datorit conductibilitii termice (convecie liber), valurilor, mareelor i curenilor (convecie impus, mecanic).

n distribuia temperaturii pe adncime se pot identifica trei orizonturi (strate) de ap i anume:

un strat cald, bine omogenizat la suprafa, cu o grosime de la 10 la 500 m;

un strat de tranziie, n care temperatura nregistreaz o scdere brusc, numit termoclin sau salt termic, cu grosime de la 500 la 1000 m;

un strat rece, n care temperatura scade foarte puin pn la fund, cu grosime de cteva mii de metri.

n cadrul acestor orizonturi se remarc, stratificaia termic, direct cu temperaturi conform zonei geografice latitudine, la suprafa mai ridicate, chiar i n apele reci polare (epilimnion), saltul termic ctre fund, pn, la 3-5C n metalimnion i o cretere sau scdere lent ctre fund, n jurul valorilor de 0,5-3C n hipolimnion (Fig. 6.18.; 6.19.).

n apele polare exist o scdere brusc n orizontul 0-100 m (-1,4C), ca s revin la 2C la 500 m, dup care scderea este din nou lent ctre fund (Fig. 6.20.).

Dac n cazul bazinelor oceanice stratificaia termic este cea prezentata mai sus, n cazul mrilor seminchise, continentale, distribuia prezint situaii particulare, cum este cazul Mrii Mediterane, n care de la cota pragului Gibraltar spre adncime, temperatura nu scade sub 13C fa de cea de la suprafa, de 25C.

Fig. 6.19. Temperatura apei n Groapa 6.20. Fig. Distribuia temperaturii n

Filipinelor, Oceanul Pacific Atlanticul de Sud (dup J. Rouch)

6.6.2. Densitatea apei marine

Aceast caracteristic important a apei marine depinde de trei variabile - salinitate, temperatura i presiune si reprezint greutatea sau masa unei uniti n raport cu volumul, variaz ntre 1,02 i 1,07 gr/cm. n raport cu apa dulce, densitatea maxim a apei srate (marine) se atinge la -3C i nu la 4C; apa salmastr de 24,7 are punctul de nghe i densitatea maxim la -1,33C.

Densitatea apei este direct proporional cu salinitatea-presiunea i invers proporional cu temperatura, fapt ce determin o cretere a densitii apei marine de la suprafa spre fund, exceptnd orizontul de pn la 100 m adncime, care fiind amestecat de vnt, respectiv de valuri, nu nregistreaz o stratificare. La creterea densitii odat cu adncimea, contribuie i presiunea apei care crete n acelai sens.

Densitatea apei srate, respectiv marine, se msoar cu picnometru sau areometru, dar mai sunt i alte metode cum ar fi indicele de refracie (refractometru), mai laborios dar mai precis.

Tot n orizontul de suprafa, mai exact la trecerea spre orizonturile cu ap srat i temperaturi mai sczute, se pune n eviden creterea brusc a densitii, deci picnoclina, n paralel cu termoclina i haloclina.

Procesele de evaporare i nclzire determin variai densitii apei n orizontul de suprafa. Datorita diferenei de densitate i a forei de gravitaie, apele cu densitate mai mare au tendina de nlocuire a apelor mai puin srate i cu temperatura mai ridicat prin ape mai srate i deci mai grele i reci, care se deplaseaz spre fund, pn se realizeaz o stratificare stabil. n acest fel, apele de la fundul oceanelor i mrilor din zonele calde i temperate sunt izolate de cele de suprafa. Fac excepie de la aceasta stratificare a densitii, temperaturii i salinitii, apele polare reci.

Hrile care se ntocmesc cu distribuia spaial a densitii se numesc hri cu izopicne. Din analiza acestor hri se constat o cretere a densitii apei de la Ecuator spre zonele polare cu ape mai reci.

Densitatea apei marine scade i n zonele marginale, mai exact n faa gurilor rurilor mari care aduc apa dulce; de asemenea, pe traseul deplasrii icebergurilor, care prin topire reduc salinitatea, dei contribuie i la scderea temperaturii apei.

n Marea Neagr, datorit salinitii mai reduse i densitatea este mic, de 1,01-1,018 gr/cm, n Marea Azov 1,004-1,01 gr/cm, n Marea Baltic 1,004 gr/cm i n Marea Caspic 1,003-1,007 gr/cm.

6.6.3. Presiunea hidrostatic

Presiunea hidrostatic reprezint presiunea exercitat de o coloan de ap asupra suprafeei de contact i se msoar n atmosfere, uniti de C.G.S. (dyne/cm2) sau S.I. (N/m2). Presiunea hidrostatic este n funcie de adncimea apei i crete cu 1 decibar la metru. 1 decibar este egal cu greutatea coloanei de ap cu nlimea de 1 metru i suprafaa de 1 cm2, deci cu 1 atm la 10,05 m coloan de ap.

Pe msur ce crete presiunea hidrostatic cu adncimea crete densitatea i volumul scade. Acestea au influen mare asupra proceselor chimice i biologice; dac nu ar exista presiunea hidrostatic nivelul apelor oceanice s-ar ridica la 50 m i ar inunda circa 5 milioane km2 din suprafaa uscatului.

6.6.4. Vscozitatea

Vscozitatea reprezint caracteristica tuturor lichidelor de a opune rezisten la procesul curgerii i este influenat de temperatur i salinitate. Cu ct temperatura scade crete vscozitatea; de asemenea vscozitatea crete odat cu creterea salinitii. Aceast caracteristic are importan n dinamica apei oceanice influennd schimbul dintre diferite mase de ap.

6.6.5. Transparena apei marine

Acest parametru variaz n funcie de suspensiile existente, de microorganismele i gazele dizolvate, ca sa enumerm doar factorii naturali i nu i pe cei antropici de poluare.

Transparena apei este dat de razele de lumin care se difuzeaz pn la anumite adncimi. Desigur c exist o selecie n procesul de absorbire a razelor solare i transformarea n energie caloric (mai mult cele infraroii i mai puin cele ultraviolete).

Msurarea transparenei se face cu discul lui Secchi i cu celulele fotoelectrice cu seleniu.

Transparena este mai mic la rmuri unde turbiditatea este mare, n zonele cu o dezvoltare mare a algelor, n procesul de nflorire a apei.

Valori ale transparenei: mai mare n zonele calde tropicale i subtropicale, de pn la 60 m n Marea Roie i Marea Mediteran, de 66,5 m n Marea Sargaselor, datorit meninerii suprafeei linitite a apei de ctre vegetaia plutitoare; transparena redus n mrile nordice, de 10-12 m, datorit bogiei planctonice; n Marea Neagr pn la 25 m, n Oceanul Pacific pn la 59 m, n cel Indian pn la 40-50 m i 40 m n cel Arctic.

MAREA SARGASELOR

Cu ce iese n eviden, prin ce se detaeaz aceast mare fa de multe altele de pe glob, de se vorbete nc din antichitate despre ea?

ntr-adevr Marea Sargasselor (Mar de Sargazos) denumire dat de spanioli la sfritul sec. XVII are cteva particulariti, care a atras atenia nc de mult navigatorilor i ceva mai recent a oamenilor de tiin. Dintre acestea dou sunt mai importante i anume: - faptul c este acoperit, aproape n ntregime, de o saltea de mas vegetal constituit din alga Sargassum bacciferum i tot aici vin anghilele dup un drum de mii de km din toate apele dulci ale Europei i Americii de nord pentru a se reproduce.

Avnd n vedere aceste particulariti curioase, credem c ar fi nimerit s-o localizm mai nti, i s vedem i dimensiunile ei.

Dac aceste alge nu s-ar aduna pe o anumit suprafa, aproape c nici nu s-ar putea delimita geografic aceast mare. De fapt aceast mare nu este altceva dect o zon a Atlanticului de Nord delimitat aproximativ de paralelele 23 i 35 lat. N. i meridianele 30 i 68 longitudine vestic, n general ntre arhipelagul Azore, n est i rmul Americii de Nord ntre capul Hateras i peninsula Florida, n vest. ntre aceste limite, Marea Sargasselor totalizeaz cca. 8 mil. km2, iar adncimea maxim n sudul Bermudelor este de aproape 7000 m.

Situat ntr-o zon tropical, temperatura apei este iarna ntre 18 i 23C, iar vara ceva mai ridicat, ntre 26-28C.

Ceea ce determin ns acumularea i stagnarea coloniilor de alge n aceast zon este lipsa aproape complet a curenilor marini. Dac delimitarea morfografic a mrii este greu de fcut, n schimb delimitarea dinamic, putem s spunem c este aproape perfect. Arealul ntreg al Mrii Sargasselor este nconjurat, ocolit de curenii Atlanticului de Nord i anume de curentul ecuatorial de nord, de curentul Antilelor, Gulf Stream-ului i Canarelor. n aceste condiii Marea Sargasselor este o zon de calm, cu ape linitite, n care enormele insule de Sargassum plutesc la suprafa.

Cum se explic adunarea algelor Sargassum care dup cum se tie se dezvolt la rm n aceast zon oarecum central a Atlanticului de Nord?

n aceast privin prerile sunt mprite unii savani susin c aceast mas de alge se alimenteaz de pe coastele peninsulei Florida, unde se dezvolt din abunden i de unde valurile le rupe iar curenii Gulf Stream-ului le preia ca apoi s fie deviate n zona linitit menionat mai sus. Ali savani sunt de prere c algele de pe coastele Floridei nu ar fi suficiente s alimenteze imensa suprafa a Mrii Sargasselor i probabil c este vorba de o comunitate, o biocenoz care s-a adaptat la viaa pelagic de larg. Mai exist i o alt prere destul de originar dup care aceste sargasse sunt rmase din perioada cnd exista o punte continental n aceast zon cunoscutul continent Atlantida, iar dup scufundare acestea au persistat adaptndu-se la viaa de larg.

n urma cercetrilor efectuate, americanul Parr ajunge la concluzia c aceste alge triesc de la 50 de ani pn la cteva secole, aadar nu este exclus ca vestitul navigator Cristofor Columb s fi vzut aceleai colonii de sargasse acum 5 secole.

nc din antichitate, se pomenea de aceste aglomerri de ierburi. Astfel Teofrast, printele botanicii menioneaz n lucrarea Istoria plantelor, c la apus de Coloanele lui Hercule se afla o aglomerare de alge. nsi Cristofor Columb n cltoria sa din 1492 a rtcit printre insulele plutitoare de alge.

S-a creat cu timpul o legend asupra mrii misterioase i nfricotoare, c ar fi un imens cimitir de nave. Aceast legend a dinuit pn n 1910 cnd americanul John Murray n urma cercetrilor efectuate drm mitul Mrii Sargasselor, prin care nu s-ar putea circula.

n prezent, dei liniile de navigaie nu trec prin Marea Sargasselor, totui numeroase vase de cercetare tiinific brzdeaz apele cu insulele ei plutitoare.

n ce const cea de-a doua particularitate a Mrii Sargasselor, de vin aici, de la mii de km anghilele s se reproduc?

Una dintre enigmele Mrii Sargasselor o constituie faptul c anghila european (Anguilla anguilla) i cea american (Anguilla rostrota) vin aici din cele mai ndeprtate firicele de ap dulce continental, uneori chiar i de prin bltoacele noastre, s-i depun icrele pentru reproducere n Marea Sargasselor.

Anghila, este un pete teleostean migrator, cu corpul n form de arpe, aproape cilindric. Nici o specie de pete, n-a pus attea probleme i n-a fost nvluit n mister, atta vreme ca anghila.

Acestea se ntlnesc n toate apele Europei vestice, avnd posibilitatea s se trasc n timpul nopii i pe uscat dintr-un bazin n altul, pe distane de civa km. De asemenea se bag n nmolul de pe fundul apei, rmnnd numai capul afar.

Cnd anghila ajunge la maturitate - 5-6 ani la mascul i 6-7 ani la femel, acetia se ndreapt pe ruri ctre mare i apoi ocean cltorind spre Marea Sargasselor unde i depun icrele i apoi mor. Petiorii mici dezvoltai din icrele de anghila au o form foarte curioas ca o frunz de salcie, transformndu-se apoi n form obinuit i ncepnd cltoria spre rurile unde i vor duce viaa, cltorie care dureaz 2,5- 3 ani.

De ce ntreprind anghilele aceast cltorie pentru a-i depune icrele, este una din enigmele care nc nu s-a gsit o explicaie complet pn n prezent.

O ipotez, o explicaie, care ncearc s lmureasc originalitatea Mrii Sargasselor este acea prin care se invoca existena continentului Atlantida i deci a altor trasee ale actualului curent Gulf Stream care este drumul principal de deplasare al anghilelor.

Dup scufundarea Atlantidei, traseul curentului Gulf Streamului se modific, ajungnd spre rmurile vestice ale Europei i deci i posibilitatea introducerii anghilelor pe rurile din aceast zon.

n felul lor, anghilele, efectund aceste lungi cltorii, pot fi considerate foarte conservatoare n meninerea locului de reproducere, dei se gsesc condiii similare i n zone mai apropiate.

Petre Gtescu, Conferin Radio, 1982.6.6.6. Culoarea apei marine

Culoarea apei marine depinde, n condiiile de ap curat, de starea atmosferei, dar este determinat n multe situaii de materialele n suspensie, de masa planctonic (alge verzi, albastre), de microorganismele fosforescente. Astfel, Marea Roie are culoarea roiatic datorit unor microorganisme cu aceasta nuan, Marea Galben datorita suspensiilor de loess, Marea Alba datorit gheurilor.

Predominarea masiv n unele zone a microorganismelor de o anumit culoare, poate s dea patina coloristic a apelor respective (alb, galben, roie).

Determinarea culorii apei marine se face prin comparaie cu scara colorimetric Forel-Uhle constituit din 21 de eprubete umplute cu soluii platino-cobalt sau bicromat cobalt care au culori de la albastru la brun nchis.

Culoarea generalizat a apelor oceanice este albastru-verzuie.

6.6.7. Lumina n apa mrii

n apa marin, lumina ptrunde pn la 100 m i poate ceva mai mult n funcie de diferite condiii. Orizontul de ap luminat, numit orizontul fotic, asigur procesul de fotosintez i deci laboratorul de producere a materiei organice de ctre plante.

Pe lng lumina primit de la Soare, n masa apei marine se mai gsesc organisme, de la cele micro de tipul bacteriilor fosforescente, la unele mai mari, crustacee, meduze, nzestrate cu aparate fotoluminiscente datorit crora pot ajunge pn la adncimi de 1500 m.

n raport cu ptrunderea luminii n apa marin se identific trei zone i anume: fotic sau luminoas ntre 10-120 m cu vegetaie clorofilian, oligofotic sau crepuscular ntre 120-600 m cu bacterii fotosintetizante i afotic sub 600 m lipsit de lumin.

6.6.8. Diagrama T/S

Diagrama T/S constituie o modalitate de reprezentare grafic simultan a temperaturii i salinitii folosit n caracterizarea maselor de ap.

Sunt, n principal, dou modaliti de reprezentare a diagramei T/S (Fig. 6.21; 6.22):

Fig. 6.21. Diagrama T/S dup msurtorile efectuate Fig.6.22. Diagrama T/S dup msurtorile

n Mediterana occidental n septembrie 1952 efectuate de ctre OSROM III n decembrie

(dup A. Guilcher) 1958 n Ins. Solomon, Oc. Pacific

(dup A. Guilcher)

n prima se reprezint pe abscis temperatura i salinitatea iar pe ordonat adncimea ntr-o singur staie de msurare; se obin astfel, dou curbe pe vertical prin care se pot caracteriza categoriile de ap suprapuse respectiv masele de ap;

n a doua se reprezint pe abscis salinitatea iar pe ordonat temperatura; n acest mod se poate trasa o curb cu variaia temperaturii i salinitii pe intervale de adncime n mai multe staii de msurare i trasarea izoliniilor de densitate (dt) ca rezultant a relaiei dintre salinitate i temperatur.

6.7. TIPURI DE MASE DE AP

Volumele de ap ale Oceanului Planetar caracterizate printr-o serie de proprieti comune, n principal prin temperatur i salinitate pot fi definite ca mase de ap. Exist i o serie de diferenieri ntre masele de ap, cauzate, n principal, de radiaia solar. Influena acesteia se resimte, n primul rnd, la suprafaa Oceanului Planetar (interfaa dintre ocean i atmosfer) ct i prin ptrunderea cldurii i luminii n adncime. Asociat cu fora de deviere Coriolis, n atmosfer, aceast interfaa menine circulaia atmosferic i sistemul de vnturi din imediata apropiere a suprafeelor terestre. Sistemul de vnturi, la rndul su reprezint un factor hotrtor n formarea sistemelor de cureni marini de suprafa. Dac la acestea de adaug curenii de gradieni i amestecul apei se remarc influena celor trei factori asupra circulaiei de adncime.

n funcie de raporturile dintre temperatur-salinitate (diagrama T/S) se pot stabili mai multe tipuri de mase de ap. Separarea maselor de ap cu proprieti diferite se realizeaz prin hidrofronturi (fronturi de contact) marcate prin izotermele de la suprafaa apei.

Masele de ap se pot diferenia pe adncime i pe orizontal pe baza configuraiei izotermelor de la suprafaa apei

Pe adncime se identific zona de suprafa numit troposfera oceanic cu schimbri active, datorate atmosferei i o zon de adncime mai stabil denumit stratosfera oceanic. ntre cele dou exist o zon de tranziie.

Pe orizontal se remarc mai multe tipuri de mase de ap n funcie de circulaia curenilor i de proprietile apei.

n funcie de caracteristicile principale (temperatur, salinitate, densitate), dinamica apei de mare, Oceanul Planetar se poate diviza n regiuni cu condiii asemntoare curenilor. n acest caz se constat c exist o mare asemnare ntre repartiia lor i dinamica maselor de aer, de exemplu: zona curenilor alizeici, contra-curenilor ecuatoriali, a curenilor vnturilor de vest, a curenilor musonici etc.

6.7.1. Masele de ap din regiunile apelor reci

ncepnd din zona fronturilor polare ctre poli, se resimt influenele schimburilor calorice i de ap dintre ocean i atmosfer rezultnd o scdere termic n masa apelor de suprafa astfel nct se formeaz mase de ap mai grele dect cele nconjurtoare, cu toate c au o salinitate relativ mic, cu tendina de a aluneca sub acestea.

n arealele de furtuni, pe direcia de deplasare a ciclonilor i a vnturilor vestice, rezult micri de alunecare datorate modificrilor de cmp atmosferic al vntului. Astfel, masele de ap coboar n adncime pn unde densitatea corespunde densitii proprii i se rspndesc pe orizontal. n acest fel zona apelor reci se caracterizeaz printr-o structur stratificat.

Datorit contactului dintre regiunile apelor reci cu atmosfera se formeaz cteva tipuri principale de mase de ap: ape polare de profunzime cu dou subtipuri (arctice i antarctice) i ape subpolare intermediare de asemenea cu dou subtipuri (subarctice i subantarctice).

Apele polare de profunzime. n zona arctic, locul de formare al acestora este ntre insulele Spintzbergen i Groenlanda (Marea Groenlandei) acolo unde la peste 2000 m temperatura apei are valori de -1,40C. Modul de formare i de deplasare al acestor mase de ap a fost cercetat n 1956 de ctre G. Dietrich (cu vasul Antn Dohrr). Aceste cercetri au artat c ptrunderea apelor n Oceanul Atlantic este ngreunat de pragul groenlando-canadian pe care-l traverseaz prin zona median iar datorit densitii mari a apei, se scurg cu repeziciune pe panta sudic a pragului renoind apele profundale din zona nord-estic a oceanului (Fig. 6.23.). Deplasarea i ptrunderea apelor profundale reci n Oceanul Pacific este ngreunat de strmtoarea Bernig. O alt zon n care se formeaz ape proprii profundale o reprezint Marea Ohatsk.

Fig. 6.23. Circulaia apelor n Oceanul Atlantic la 30 longitudine vestic, n luna august

(dup G. Dietrich)

n zona antarctic apele profundale se formeaz n Marea Weddell, pe panta continentului Antarctic, unde, n sezonul rece, temperatura apei scade la 1,9C iar salinitatea nregistreaz valori de 34,62 fapt care face s fie cele mai grele ape din toat marea polar de sud. Din aceast cauz ele coboar pn la fundul bazinului atlantico-indian.

Alte zone de formare a apelor profundale antarctice este ntre Insula Scoia de Sud Orcade i n dreptul continentul antarctic al Oceanului Indian.

Apele subpolare intermediare se formeaz sub impactul dezvoltrii fronturilor atmosferice polare. n emisfera nordic formarea lor este delimitat de prile vestice ale frontului polar la nivelul zonei nordice a Oceanului Atlantic, n Mrile Labrador i Irmniger i n zona nordic a Oceanului Pacific la sud de Insulele Kurile (apele subpolare intermediare au o salinitate de sub 33,8, cobornd, la o distan mic de frontul polar, pn la aproximativ 900 m pentru ca s se ridice n zona ecuatorial).

n emisfera sudic, datorit dezvoltrii circumpolare a frontului polar, apele intermediare formeaz doar o fie relativ ngust n jurul Antarcticii.

n funcie de viteza i direcia de propagare a maselor de ap din regiunile reci (profundale i intermediare) se observ o micare de compensare a acestora. Acest fenomen implic amestecul celor dou mase de ap la adncimi cuprinse ntre 1000 i 4000 m (apa amestecat). n acest sens se ntlnesc n zona nordic a Oceanului Atlantic i din zona nord-vestic a Oceanului Indian.

n Emisfera sudic masele de ap formeaz un inel hidric. Acesta se afl n strns legtur cu dinamica apei de suprafa. Stratificaia apelor n cadrul acestui inel hidric este slab. Vnturile de vest predominante provoac deranjarea echilibrului dinamic genernd o circulaie circumpolar puternic care poate antrena ntreaga coloan de ap.

Acest curent circumpolar, cu direcie de deplasare vest-est, prezint un aspect vlurit generat de relieful submarin. Deplasarea apei este influenat, pe lng componenta orizontal i de cea vertical formeaz frontul polar sau convergena antarctic, divergena antarctic i convergena continental.

6.7.2. Masele de ap din regiunile apelor calde

La nord i sud de Ecuator, n regiunile tropicale i subtropicale, masele de ap cald formeaz cea mai mare parte a Oceanului Planetar. n cadrul acestor mase de ap, orizontul superior este influenat de dinamica atmosferei alizee - care genereaz curenii permaneni de deriv i care ajung pn la maximum 200 m adncime.

Masele de ap din aceste regiuni se caracterizeaz printr-un salt termic, diferenieri ale salinitii, densitii i cantitii de gaze dizolvate (n special oxigen dizolvat). Toate acestea sunt reprezentate prin stratul de salt care separ stratul de suprafa cu o dezvoltare de pn la 25 m n Oceanul Indian, 80 m n Oceanul Atlantic i 100 m n Oceanul Pacific, de stratul inferior, care coboar n stratul apelor reci.

Stratul de salt ridic de la aproximativ 200 m adncime n zonele subtropicale la 20-40 m n partea estic a zonelor ecuatoriale datorit Contracurentului Ecuatorial cu dezvoltare estic.

n ceea ce privete repartizarea salinitii pe vertical, pentru zona ecuatorial se observ un maximum relativ redus, dar precis, al salinitii, n partea superioar a stratului de salt. Dac se ia ca exemplu de caz Oceanul Atlantic putem observa i urmri formarea i repartiia acestui maxim care poate fi explicat prin ptrunderea unei mase de ap subtropical mai srat sub masa de ap mai dulce de suprafa. Rezultnd zone cu maximum de salinitate intercalate n zone nguste cu ap mai dulci. Acestea se suprapun pe maximul de salt tropical-subtropical. Odat cu devierea maselor de ap spre sud, la suprafa, apare o regiune ecuatorial a divergenei.

Masele de ap se mai pot clasifica i dup locul de genez i anume: mase autohtone sau primare i mase alohtone sau secundare.

Masele de ap autohtone se formeaz n condiiile speciale specifice unei anumite zone geografice ale Oceanului Planetar. Ca exemple se pot da: mase de ap polare profundale arctice i antarctice din Mrile Groenlandei, Ohotsk, Weddell etc.

Masele de ap alohtone rezult din amestecul maselor autohtone cu mase de ap din alte zone. n acest sens se pot exemplifica apele de adncime din Oceanele Indian, Atlantic etc.

6.7.3. Ape