Περιεχόμενα. της ωκεανογραφίας. 2. των ωκεάνιων λεκανών Ο πλανήτης Ωκεανός... 30

Transcript

1 Πρόλογος.... xiv Πρόλογος ελληνικής έκδοσης.... xxi Ο συγγραφέας....xxiii Ευχαριστίες....xxiv ΚΕΦΆΛΑΙΟ 1 Η ανάπτυξη της ωκεανογραφίας Ωκεανογραφία. Τι είναι; Ιστορική επισκόπηση της ωκεανογραφίας Ωκεάνια εξερεύνηση... 5 Πρώιμες επιστημονικές έρευνες Σύγχρονη Ωκεανογραφία Σύγχρονη και μελλοντική ωκεανογραφική έρευνα Οδηγός μελέτης Η επιστήμη με αριθμούς: Γραφήματα Η διεργασία της επιστήμης. Οι επιστημονικές διεργασίες Η επιστήμη με αριθμούς: Μετατροπές Sam DCruz/ShutterStock, Inc. 2-2 Η φυσιογραφία του ωκεάνιου πυθμένα Βαθυμετρικές επικράτειες Γεωλογικές διαφορές μεταξύ ηπείρων και ωκεάνιων λεκανών Η τοπογραφία και η βαθυμετρία της Γης Ισορροπία των μαζών και ισοστασία Η φυσιογραφία του βορειοδυτικού Ατλαντικού Ωκεανού Οδηγός μελέτης Η επιστήμη με αριθμούς: Δυνάμεις του Γεωλογία: Ερευνώντας τον θαλάσσιο πυθμένα ΚΕΦΆΛΑΙΟ 3 Η προέλευση των ωκεάνιων λεκανών ΚΕΦΆΛΑΙΟ 2 National Library of Medicine Ο πλανήτης Ωκεανός Η δομή της Γης Οι εσωτερικές σφαίρες της Γης Τα εξωτερικά περιβλήματα της Γης Μετατόπιση των ηπείρων Η εξάπλωση του θαλάσσιου πυθμένα Το γεωμαγνητικό πεδίο Εκτεινόμενες ωκεάνιες ράχες Η παγκόσμια τεκτονική των πλακών Ζώνες υποβύθισης Το μοντέλο της τεκτονικής των πλακών Το άνοιγμα και το κλείσιμο των ωκεάνιων λεκανών...68 Μια σύνοψη της παγκόσμιας τεκτονικής των πλακών Μελλοντικές ανακαλύψεις Οδηγός μελέτης... 79

2 Photos.com Η επιστημονική διαδικασία: Εξάπλωση του πυθμένα. 58 Γεωλογία: Το Ρήγμα του Αγίου Ανδρέου Γεωλογία: Η ερυθρά θάλασσα Η επιστήμη με αριθμούς: Οι ταχύτητες εξάπλωσης του θαλάσσιου πυθμένα ΚΕΦΆΛΑΙΟ 5 Οι ιδιότητες του θαλασσινού νερού Βασικές έννοιες Χημείας Βασικές έννοιες Φυσικής Το μόριο του νερού Οι διαλυμένες ουσίες στο θαλασσινό νερό Αλατότητα Αρχή των σταθερών αναλογιών Παράγοντες που ρυθμίζουν την αλατότητα του θαλασσινού νερού Επιδράσεις της αλατότητας στις ιδιότητες του νερού Χημική και φυσική δομή των ωκεανών Θερμοκρασία Αλατότητα Πυκνότητα Τα αέρια στο θαλασσινό νερό Οξυγόνο Διοξείδιο του άνθρακα Ο Ωκεανός ως φυσικοχημικό σύστημα.165 Αποθέματα νερού Ο παγκόσμιος κύκλος νερού Ο ωκεανός ως βιογεωχημικό σύστημα ΚΕΦΆΛΑΙΟ 4 Θαλάσσια ιζηματογένεση Το ίζημα στη θάλασσα Ταξινόμηση των θαλασσίων ιζημάτων Παράγοντες που ελέγχουν την ιζηματογένεση Η ιζηματογένεση στον Ωκεανό Η ιζηματογένεση στην υφαλοκρηπίδα Η ιζηματογένεση βαθιάς θάλασσας Στρωματογραφία της βαθιάς θάλασσας Μελλοντικές ανακαλύψεις Οδηγός μελέτης Γεωλογία: Ερευνώντας τον πυθμένα της θάλασσας Γεωλογία: Αμμοθύελες Η διεργασία της επιστήμης: Κλιματική μεταβλητότητα και αλλαγή Γεωλογία: Καταστροφική τήξη νερού προερχόμενου από την τήξη των πάγων και την απόθεση Γεωλογία: Η ξήρανση της Μεσόγειου θάλασσας Η επιστήμη με αριθμούς: Τάχη ιζηματοαπόθεσης Οδηγός μελέτης Η επιστήμη με αριθμούς: Μέρη ανά χίλια Χημεία: Χημικές τεχνικές Χημεία: Αφαλάτωση Φυσική: Άλλες φυσικές ιδιότητες του νερού Χημεία: Η θαλάσσια επιφανειακή μικροστιβάδα Η επιστήμη με αριθμούς: Τάξη μεγέθους ΚΕΦΆΛΑΙΟ 6 Ατμοσφαιρική και ωκεάνια κυκλοφορία Ατμοσφαιρικές διεργασίες Η πίεση του αέρα Η εκτροπή Coriolis Γενική κυκλοφορία των ανέμων Ρεύματα της επιφάνειας των ωκεανών.194 Τα ανεμογενή επιφανειακά θαλάσσια ρεύματα Τύποι επιφανειακών ροών Ένα μοντέλο γεωστροφικής ροής Λεπτομερής εξέταση του μοντέλου γεωστροφικής ροής viii

3 Digital Vision 6-3 Κυκλοφορία των βαθέων ρευμάτων του ωκεανού Υδάτινες μάζες και υδάτινη ροή επαγόμενη από την πυκνότητα Γενικό πρότυπο της θερμοάλου κυκλοφορίας Υδάτινη ροή σε ημίκλειστα θαλάσσια συστήματα Μελλοντικές ανακαλύψεις Οδηγός μελέτης Φυσική: Τεχνικές μέτρησης των ρευμάτων Φυσική: Θύελλες και τυφώνες Η επιστήμη με αριθμούς: Μεταφορά όγκου Φυσική: Υποβρύχιος καιρός και καταρράκτες ΚΕΦΆΛΑΙΟ 7 Τα κύματα στον ωκεανό Ιδιότητες των ωκεάνιων κυμάτων Γένεση κυμάτων από τον άνεμο Κινήσεις των κυμάτων Η κίνηση των σωματιδίων του νερού κάτω από τα κύματα Κίνηση της κυματομορφής Η ιστορία της ζωής των ωκεάνιων κυμάτων Ανάπτυξη των κυμάτων στο πεδίο ανάπτυξης Κύματα καταιγίδας έξω από την περιοχή δημιουργίας τους Κύματα σε ρηχά νερά Η ακτογραμμή κάτω από συνθήκες καταιγίδας Στάσιμα κύματα Άλλοι τύποι τρεχόντων (προοδευτικών) κυμάτων Εσωτερικά κύματα Τσουνάμι Οδηγός μελέτης Φυσική: Τεχνικές μέτρησης κυμάτων Η επιστήμη με αριθμούς: Ταχύτητα διάδοσης κύματος Φυσική: Μικροσκοπικά κύματα και γιγάντια κύματα Φυσική: Τα μεγα-τσουνάμι της 26ης Δεκεμβρίου, 2004 και της 11ης Μαρτίου, ix

4 Nir Levy/ShutterStock, Inc. ΚΕΦΆΛΑΙΟ 8 Παλίρροιες Τα χαρακτηριστικά της παλίρροιας Η προέλευση της παλίρροιας Μοντέλο ισορροπίας των παλιρροιών Δυναμικό μοντέλο παλιρροιών Παλίρροιες σε μικρές ή επιμήκεις λεκάνες Παλιρροιακά ρεύματα Παραγωγή ενέργειας από τις παλίρροιες Οδηγός μελέτης Φυσική: Ρεύματα που περνούν μέσω παλιρροιακών στομίων Η επιστήμη με αριθμούς: Η ταχύτητα της παλίρροιας Βιολογία: Οι παλιρροιακοί ρυθμοί στους οργανισμούς Φυσική: Εσωτερικές παλίρροιες διαμορφώνουν τις κλίσεις των πυθμένων της ηπειρωτικής κατωφέρειας Η επιστήμη με αριθμούς: Το βάθος του κόλπου Φάντι (Fundy) ΚΕΦΆΛΑΙΟ 9 Θαλάσσια οικολογία Ωκεάνια ενδιαιτήματα Ταξινόμηση των οργανισμών Βασίλειο Μονήρη Βασίλειο Πρώτιστα Βασίλειο Χρώμιστα Βασίλειο Μύκητες Βασίλειο Μετάζωα Κατάταξη των οργανισμών με βάση τον τρόπο διαβίωσης Βασική οικολογία Θερμοκρασία Αλατότητα Υδροστατική πίεση Επιλεγμένες προσαρμοστικές στρατηγικές Ο κύκλος ζωής του πλαγκτού Λειτουργική μορφολογία των ιχθύων (νηκτόν) Βενθικές βιοκοινότητες Μελλοντικές ανακαλύψεις Οδηγός μελέτης Βιολογία: Δειγματοληψία ζωντανών οργανισμών Βιολογία: Η διασπορά και εγκατάσταση των προνυμφών Βιολογία: Φάλαινες δολοφόνοι Βιολογία: Οικολογία των γιγαντιαίων κοινοτήτων φαιοφυκών kelp ΚΕΦΆΛΑΙΟ 10 Βιολογική παραγωγικότητα στον ωκεανό Τροφικά πλέγματα και τροφική δυναμική Ενέργεια και τροφική δυναμική Τα φυτά ως πρωτογενείς παραγωγοί Τα ζώα ως καταναλωτές Τα βακτήρια ως αποδομητές Τροφικές αλυσίδες και ροή ενέργειας Η παγκόσμια θαλάσσια παραγωγικότητα Πρωτογενής παραγωγικότητα στον ωκεανό Διακυμάνσεις της παραγωγικότητας x

5 10-3 Παγκόσμια πρότυπα παραγωγικότητας Χωρικές διακυμάνσεις Εκτιμήσεις της παραγωγής φυτών και ψαριών Βιολογική παραγωγικότητα σε περιοχές ανάδυσης Μελλοντικές ανακαλύψεις Οδηγός μελέτης Η επιστήμη με αριθμούς: Ταχύτητα διπλασιασμού Βιολογία: Μεγάλοι καρχαρίες Βιολογία: Δορυφορική ωκεανογραφία Βιολογία: Μετανάστες Φυσική: Τι προκαλεί το El Niño και τι είναι η La Niña; Michael Wicks/Dreamstime.com ΚΕΦΆΛΑΙΟ 11 Η δυναμική ακτογραμμή Παράκτια κίνηση του νερού Κύματα σε αβαθή νερά και διάθλαση κυμάτων Κυκλοφορία στη ζώνη κυματωγής Παραλίες Κατατομές (προφίλ) παραλιών Ισοζύγιο άμμου Παράκτιες αμμοθίνες Φραγματογενείς νησίδες Το τοπίο των φραγματογενών νησίδων Η προέλευση των φραγματογενών νησίδων Παλιρροιακά στόμια Οι επιπτώσεις των καταιγίδων Απόκρημνες βραχώδεις ακτές Δέλτα Οι ανθρώπινες επιπτώσεις στην ακτογραμμή Μελλοντικές ανακαλύψεις Οδηγός μελέτης Γεωλογία: Ένα ισοζύγιο ιζημάτων για το Fire Island Γεωλογία: Η ακτογραμμή Oregon Γεωλογία: Η επίδραση του τυφώνα Sandy στις ακτογραμμές της Νέας Υόρκης και του New Jersey Γεωλογία: Το ακρωτήριο Κοντ (Cod), Μασαχουσέτη.404 Γεωλογία: Νησί Padre, στο Τέξας Γεωλογία: Kομητεία Σαν Ντιέγκο (San Diego), Καλιφόρνια Η επιστήμη με αριθμούς: Υπολογισμός του ισοζυγίου άμμου Γεωλογία: Το Ocean City και η νήσος Assateague στο Μέριλαντ (Maryland) Γεωλογία: Ο τυφώνας Κατρίνα πνίγει τη Νέα Ορλεάνη ΚΕΦΆΛΑΙΟ 12 Παράκτια ενδιαιτήματα Ποταμόκολποι (εκβολικά συστήματα). 434 Δημιουργία ποταμόκολπων Κυκλοφορία και ιζηματογένεση σε ποταμόκολπους Ποταμόκολποι αλμυρής σφήνας Μερικώς αναμεμιγμένοι ποταμόκολποι Καλά αναμεμιγμένοι ποταμόκολποι Η βιολογία των ποταμόκολπων Λιμνοθάλασσες Αλμυρά έλη Μαγκρόβια έλη Κοραλλιογενείς ύφαλοι Βιολογία των κοραλλίων Οικολογία των κοραλλιογενών υφάλων Γεωλογία των κοραλλιογενών υφάλων xi

6 rebvt/shutterstock, Inc. Οδηγός μελέτης Βιολογία: Ο Κόλπος Τσέσαπικ Γεωλογία: Εξέλιξη αλμυρών ελών Βιολογία: Κόλπος Σαν Φρανσίσκο Βιολογία: Παγκόσμια παρακμή κοραλλιογενών υφάλων Η επιστήμη με αριθμούς: Χρόνος παραμονής ΚΕΦΆΛΑΙΟ 13 Τα ωκεάνια Ενδιαιτήματα και οι βιοκοινωνίες τους Η βιολογία της ηπειρωτικής υφαλοκρηπίδας Η νηριτική ζώνη Η υποπαράλια ζώνη Η Βιολογία του ανοιχτού ωκεανού και της βαθιάς θάλασσας Το Βασίλειο των ωκεανών Ο πυθμένας της βαθιάς θάλασσας Μελλοντικές ανακαλύψεις Οδηγός μελέτης Βιολογία: Οι Πιγκουίνοι Βιολογία: Στρατηγικές διατροφής των φαλαινών Βιολογία: Τα φύκη της θάλασσας των Σαργασσών Βιολογία: Καλαμάρια ΚΕΦΆΛΑΙΟ 14 Οι φυσικοί πόροι των ωκεανών Το δίκαιο της θάλασσας H Συνθήκη του Δικαίου της Θάλασσας Αποκλειστικές Οικονομικές Ζώνες Paul Whitted/ShutterStock, Inc Θαλάσσιοι ορυκτοί πόροι Πετρέλαιο και φυσικό αέριο Αέριοι υδρίτες Άμμος και χαλίκια Οι κόνδυλοι Μαγγανίου Ωκεάνιοι φλοιοί πλούσιοι σε κοβάλτιο Φωσφορικά αποθέματα Βιολογικοί πόροι Αλιεία Θαλασσοκαλλιέργειες Οδηγός μελέτης Γεωλογία: Πετρέλαιο και φυσικό αέριο στον κόλπο του Μεξικού Βιολογία: Ιχθυοκαλλιέργεια και τα «υπέρ-» ψάρια». 513 Βιολογία: Το κριλ της Ανταρκτικής ΚΕΦΆΛΑΙΟ 15 Η ανθρώπινη παρουσία στον ωκεανό Τι είναι η ρύπανση; Υδρογονάνθρακες στη θάλασσα Αστικά και βιομηχανικά απόβλητα Αστικά λύματα Μέταλλα Τεχνητά βιοκτόνα Ωκεάνια βυθοκόρηση και εξόρυξη Βυθοκόρηση Εξόρυξη στους ωκεανούς Υπεραλίευση xii

7 15-6 Το μέλλον των ωκεανών Μελλοντικές ανακαλύψεις Οδηγός μελέτης Βιολογία: Η Καταστροφή του Torrey Canyon Βιολογία: Βιοαποκατάσταση Βιολογία: Η πετρελαιοκηλίδα του Exxon Valdez Η επιστήμη με αριθμούς: Κατάσταση δυναμικής ισορροπίας Βιολογία: Η κατάσταση ισορροπίας στη New England Βιολογία: Αλιεύοντας με επιδίωξη την αειφορία Βιολογία: Ερυθρές παλίρροιες Βιολογία: Η καταστρεπτική πετρελαιοκηλίδα του «Deepwater Horizon» Τι γνωρίζουμε, και τι πρέπει να κάνουμε; Οδηγός μελέτης Οι διεργασίες της επιστήμης: Η παγκόσμια άνοδος της στάθμης της θάλασσας και οι συνέπειές της Γεωλογία: Θα πρέπει να κλείσουν τα ρήγματα από καταιγίδες του Fire island της Νέας Υόρκης; Ναι, Όχι, ή Ίσως; Γεωλογία: Η κρίση από την απώλεια των υγροτόπων της Λουιζιάνα Βιολογία: Πολικές αρκούδες Βιολογία: Ο Μεγάλος Κοραλλιογενής Ύφαλος στον 21ο αιώνα Χημεία: Εμπλουτισμός σιδήρου στον ωκεανό - ναι, όχι, ίσως; ΚΕΦΆΛΑΙΟ 16 Η παγκόσμια κλιματική αλλαγή και οι ωκεανοί Κλιματική αλλαγή Οι επιπτώσεις του παγκόσμιου κλίματος στις ακτές Μεταβολή στη στάθμη της θάλασσας Θερμοκρασία υδάτων Οι επιπτώσεις της παγκόσμιας κλιματικής αλλαγής στον ανοικτό ωκεανό Ο «Ιμάντας» θερμοαλατικής κυκλοφορίας Ο Αρκτικός ωκεανός και το κάλυμμα του θαλάσσιου πάγου Ωκεάνιο πλαγκτόν Η χημεία των θαλάσσιων υδάτων Παραρτήματα I Ιδιότητες της Γης II Συντελεστές μετατροπής III Γεωλογικός χρόνος IV Χάρτες και Τοπογραφικές Τομές V Κύριοι θαλάσσιοι οργανισμοί VI Η Εκτροπή Coriolis Γλωσσάρι Ευρετήριο xiii