ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Μ. ΚΕΝΤΟΥΡΗ

ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Μ. ΚΕΝΤΟΥΡΗ ΗΡΑΚΛΕΙΟ, ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 1998

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ι. ΦΥΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ σελ. 4 1. ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ Υ ΑΤΩΝ σελ. 4 2. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ Υ ΑΤΩΝ σελ. 19 3. ΦΩΣ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ Υ ΑΤΩΝ σελ. 27 4. ΧΡΩΜΑ ΚΑΙ ΘΟΛΟΤΗΤΑ σελ. 28 5. Υ ΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΠΙΕΣΗ σελ. 29 6. ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟΥ ΗΧΟΥ σελ. 30 7. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ σελ. 30 ΙΙ. ΖΩΗ ΣΤΟ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ σελ. 31 1. ΙΑΣΠΟΡΑ ΤΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ σελ. 31 2. ΤΡΟΦΙΚΗ ΑΛΥΣΙ Α ΤΟΥ ΘΑΛΑΣΣΙΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ σελ. 31 3. ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΥΠΟ ΙΑΙΡΕΣΗ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ σελ. 32 4. ΤΟ ΠΛΑΓΚΤΟΝ σελ. 34 4.1. Γενικά σελ. 34 4.2. Κατηγορίες πλαγκτικών οργανισµών σελ. 35 4.3. Προσαρµογές των πλαγκτικών οργανισµών στην πελάγιο διαβίωση σελ. 35 4.4. Σχέσεις φυτοπλαγκτού ζωοπλαγκτού σελ. 39 4.5. Αναπαραγωγή των πλαγκτικών οργανισµών σελ. 41 4.6. Κάθετος κατανοµή των πλαγκτικών οργανισµών σελ. 42 4.7. Κατακόρυφες µεταναστεύσεις των πλαγκτικών οργανισµών σελ. 43 4.8. Οριζόντια κατανοµή των πλαγκτικών οργανισµών σελ. 44 4.9. Το πλαγκτόν της Μεσογείου σελ. 45 4.10. «Αποχρωµατισµένα» ύδατα (red tides) σελ. 45 4.11. Βιοµάζα και παραγωγή σελ. 46 5. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ σελ. 48 ΙΙΙ. ΤΟ ΒΕΝΘΟΣ σελ. 49 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ σελ. 49 2. ΠΑΛΙΡΡΟΪΚΗ ΚΑΙ ΥΠΟΠΑΛΙΡΡΟΪΚΗ ΠΕΡΙΟΧΗ σελ. 50 2.1. Βραχώδη υποστρώµατα σελ. 50 2.2. Μαλακά υποστρώµατα σελ. 51 2.3. Πανίδα µαλακών υποστρωµάτων σελ. 52 3. ΠΡΟΣΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΒΕΝΘΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ σελ. 53 3.1. Προσαρµογές των οργανισµών που ζουν στο σκληρό υπόστρωµα σελ. 53 3.2. Προσαρµογές των οργανισµών που ζουν στο µαλακό υπόστρωµα σελ. 56 4. ΤΑ ΦΥΤΑ ΤΟΥ ΒΕΝΘΟΥΣ σελ. 59 5. ΤΟ ΑΦΥΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ σελ. 60 2

5.1. Γενικά χαρακτηριστικά σελ. 60 5.2. Οι οργανισµοί σελ. 60 5.3. Προσαρµογές των οργανισµών του αφυτικού συστήµατος σελ. 61 6. ΤΟ ΒΕΝΘΟΣ ΤΗΣ ΜΕΣΟΓΕΙΟΥ σελ. 62 7. ΜΕΘΟ ΟΙ ΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ ΚΑΙ ΜΕΛΕΤΗΣ σελ. 62 8. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ σελ. 63 ΙV. Η ΘΑΛΑΣΣΑ ΚΑΙ Ο ΑΝΘΡΩΠΟΣ σελ. 64 1. Η ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗ ΤΩΝ ΩΚΕΑΝΩΝ σελ. 64 Βιβλιογραφική πηγή σελ. 71 3

Ι. ΦΥΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΕΚΤΑΣΕΩΝ Τα ύδατα των ωκεανών και των θαλασσών χαρακτηρίζονται από ορισµένες φυσικές ιδιότητες, οι σηµαντικότερες από τις οποίες είναι η κίνηση, η θερµοκρασία, η διαύγεια και το χρώµα, η υδροστατική πίεση και η ταχύτητα του ήχου µέσα στον υδάτινο όγκο. Τα φυσικά αυτά χαρακτηριστικά επηρεάζουν το υδρόβιο οικοσύστηµα και επιδρούν στη διαµόρφωση του περιβάλλοντος του πλανήτου µας. 1. ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ Υ ΑΤΩΝ Τα θαλάσσια και ωκεάνια ύδατα εκτελούν διάφορες κινήσεις οι οποίες έχουν σηµαντικές επιπτώσεις στις φυσικοχηµικές τους ιδιότητες, σε µερικές από τις βιολογικές διεργασίες, στη διασπορά των οργανισµών, καθώς και σε διάφορα γεωλογικά φαινόµενα (διάβρωση, µεταφορά υλικών, κλπ.). Συνοπτικά, οι κινήσεις των θαλάσσιων µαζών διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: στις περιοδικές και τις απεριοδικές. Χαρακτηριστικό παράδειγµα περιοδικών κινήσεων είναι οι παλίρροιες, ενώ στις απεριοδικές κινήσεις εντάσσονται τα κύµατα, τα ρεύµατα και οι στρόβιλοι. α) Παλίρροιες Για κάθε κοινό θνητό, παλίρροια είναι το περιοδικό ανεβοκατέβασµα της στάθµης των υδάτων των παράκτιων περιοχών. Στην πραγµατικότητα, το φαινόµενο αυτό είναι πολύ πιο γενικό και οφείλεται σε επιδράσεις των άστρων οι οποίες έχουν µελετηθεί από τον Newton εδώ και τρεις αιώνες περίπου. Η δύναµη η οποία προκαλεί τις παλίρροιες οφείλεται στην έλξη που εξασκεί η σελήνη και ο ήλιος σε ολόκληρο τον υδάτινο όγκο των ωκεανών και όχι µόνο στην επιφάνειά τους. Η δύναµη αυτή είναι σύνθετη καθώς και η κίνηση που προκαλεί, δεδοµένου ότι η περιοδικότητα που παρατηρείται προκύπτει από τον συνδυασµό διαφόρων επιµέρους περιοδικοτήτων που οφείλονται στην κίνηση των άστρων και στην περιστροφική κίνηση της γης γύρω από τον άξονά της. Μερικές από αυτές τις επιµέρους περιοδικότητες έχουν ηµι-ηµερήσια διάρκεια (12 ώρες για τον ήλιο, 12 ώρες και 25 για τη σελήνη), άλλες ηµερήσια και άλλες µεγαλύτερη από 24 ώρες. Η σύνθετη αυτή δύναµη δηµιουργεί κύµατα µεγάλου µήκους (πολλές χιλιάδες χιλιόµετρα) που µεταδίδονται µε µεγάλη ταχύτητα (πολλές εκατοντάδες χιλιόµετρα την ώρα). Λόγω του µεγάλου µήκους τους τα παλιρροϊκά κύµατα αλλοιώνονται από την τοπογραφία του βυθού, κυρίως λόγω ανάκλασής τους στις ακτές ή στην ηπειρωτική υφαλοκρηπίδα, και από το φαινόµενο Coriolis που αναπτύσσεται κατά την περιστροφική κίνηση της γης γύρω από τον άξονά της. 4

Το εύρος των αστρονοµικών παλιρροιών, δηλαδή η διαφορά του ύψους του νερού κατά την άµπωτη και την πληµµυρίδα, είναι µέγιστο όταν ο ήλιος και η σελήνη βρίσκονται σε συζυγία οπότε οι ελκτικές δυνάµεις που εξασκούν επάνω στη γη προστίθενται. Αντίθετα, όταν ο ήλιος και η σελήνη βρίσκονται σε αντίθεση η ηλιακή έλξη, που είναι µικρότερη, αφαιρείται από την έλξη της σελήνης και το εύρος της παλίρροιας είναι ελάχιστο. Μεταξύ των δύο αυτών ακραίων περιπτώσεων παρατηρούνται ενδιάµεσες καταστάσεις που οφείλονται στη σχετική απόσταση του ήλιου και της σελήνης από τη γη. Πράγµατι η έλξη που εξασκεί καθένα από τα 2 άστρα σε ένα σηµείο είναι αντιστρόφως ανάλογη της απόστασης του σηµείου από το άστρο και περιγράφεται από την σχέση: P = G (Mm/i 2 ) όπου Μ = µάζα της σελήνης ή του ήλιου, m = σηµείο µάζας ύδατος στο σηµείο της έλξης και G = σταθερά βαρύτητας. Σε µερικές περιοχές (κόλπος Μεξικού, θάλασσα Ross), η περίοδος της παλίρροιας είναι ηµερήσια (µία άµπωτη και µία πληµµυρίδα κάθε εικοσιτέσσερις ώρες) και το µέγιστο εύρος παρατηρείται δύο φορές τον χρόνο, όταν η διάρκεια της ηµέρας είναι µέγιστη και ελάχιστη. Σε άλλες, η περίοδος της παλίρροιας είναι ηµι-ηµερήσια (δύο αµπώτιδες και δύο πληµµυρίδες κάθε εικοσιτέσσερις ώρες) και το µέγιστο εύρος της παρατηρείται κατά τις ισηµερίες. Κατά τις ηµι-ηµερήσιες παλίρροιες, το εύρος των δύο πληµµυρίδων µπορεί να είναι περίπου το ίδιο ή τελείως διαφορετικό. Η πρώτη περίπτωση παρατηρείται στις ακτές του Ατλαντικού και του Ινδικού ωκεανού, ενώ η δεύτερη είναι συνήθης στις ακτές του Ειρηνικού. Οικολογικές επιπτώσεις των παλιρροιών Η κυριότερη οικολογική επίπτωση των παλιρροιών συνδέεται µε την περιοδική κάλυψη και αποκάλυψη των παράκτιων περιοχών που επηρεάζει τη σύνθεση της πανίδας και της χλωρίδας που εγκαθίσταται εκεί. Επίσης, διάφορα βιολογικά φαινόµενα ακολουθούν παλιρροϊκούς κύκλους (αποβολή γεννητικών προϊόντων σε πολύχαιτους και ψάρια, έκδυση δεκαπόδων, κλπ.). β) Κύµατα Τα κύµατα είναι κινήσεις που δηµιουργούνται επί τόπου υπό την επίδραση ειδικών τοπικών συνθηκών. ιακρίνουµε 3 µεγάλες κατηγορίες κυµάτων: τα επιφανειακά ή τοπικά, τα στάσιµα και τα Tsunamis ή θαλάσσια σεισµικά ή παλιρροϊκά κύµατα. Τα επιφανειακά κύµατα προκαλούνται από τον άνεµο και το µέγεθός τους εξαρτάται από την ταχύτητα του ανέµου και από την απόσταση που έχει διανύσει ο άνεµος ανεµπόδιστος. Κάθε κύµα αποτελείται από κορυφές και από κοιλώµατα και χαρακτηρίζεται από: - το ύψος που είναι η απόσταση µεταξύ µιας κορυφής και ενός κοιλώµατος και από - το µήκος που είναι η απόσταση µεταξύ των ακραίων σηµείων δύο κορυφών. 5

Το ύψος των κυµάτων αυτών σπάνια υπερβαίνει τα 3 µέτρα ενώ το µήκος τους, αν και µεγάλο, είναι µικρό σε σύγκριση µε το βάθος του νερού. Κατά τον κυµατισµό η υδάτινη µάζα περιστρέφεται επί τόπου, δηλαδή εκτελεί κυκλικές κινήσεις, η ταχύτητα των οποίων µειώνεται ανάλογα µε το βάθος. Βέβαια, παρατηρείται και µία τάση µετακίνησης της υδάτινης µάζας προς την κατεύθυνση του ανέµου η οποία οφείλεται στην πίεση που δέχεται η πλευρά του κύµατος που έρχεται σε επαφή µε τον άνεµο σε σχέση µε την αντίθετη πλευρά του. Όταν πλησιάζουν στις ακτές, τα επιφανειακά κύµατα υφίστανται διάθλαση, δηλαδή η κατεύθυνσή τους τροποποιείται κατά τρόπο ώστε να παρουσιάζονται πάντα παράλληλα προς την ακτή. Το φαινόµενο αυτό οφείλεται στη διαφοροποίηση της ταχύτητας του πρόσθιου τµήµατος του κύµατος σε σχέση µε το οπίσθιο λόγω τριβής. Τα στάσιµα κύµατα παρατηρούνται σε κλειστούς κόλπους και σε µικρές υδατοσυλλογές γενικότερα. Προκαλούνται επίσης από τον άνεµο και έχουν µορφή ταλαντώσεων. Θεωρητικά προέρχονται από τις αλληλοεπιδράσεις που υφίστανται κατά την πορεία τους δύο επιφανειακά κύµατα αντίθετης κατεύθυνσης. Στους «κόµβους» των κυµάτων αυτών παρουσιάζεται έντονη οριζόντια κίνηση ενώ µεταξύ των «κόµβων» παρατηρείται µόνο κατακόρυφη κίνηση. Τα Tsunamis προκύπτουν από απότοµες µορφολογικές µεταβολές του πυθµένα των θαλασσών και των ωκεανών που οφείλονται σε διάφορες αιτίες όπως σεισµικές δονήσεις, εκρήξεις παράκτιων ή υποθαλάσσιων ηφαιστείων κλπ. Η ταχύτητα των κυµάτων αυτών είναι µεγαλύτερη από 300 Km την ώρα και το ύψος τους µπορεί να φτάσει 30 70 m µε αποτέλεσµα να έχουν καταστρεπτικές συνέπειες σε παράκτιες εγκαταστάσεις παντός τύπου. Οικολογικές επιπτώσεις των κυµάτων Από οικολογική άποψη τα κύµατα είναι περισσότερο σηµαντικά στην παράκτια ζώνη. Στην ωκεάνεια ζώνη αποκτούν σηµασία µόνο στα επιφανειακά στρώµατα γιατί επηρεάζουν τον αερισµό, τη διείσδυση του φωτός και την ανάµιξη των υδάτων. Στην παράκτιο (αιγιαλίτιδα ζώνη) η ένταση του κυµατισµού επιδρά πάνω στην κάθετη κατανοµή των οργανισµών και καθορίζει το είδος της πανίδας που εγκαθίσταται σε κάθε περιοχή. Επίσης επηρεάζει τη µορφολογία των οργανισµών η οποία προσαρµόζεται στην ένταση του κυµατισµού της κάθε περιοχής. Έχει παρατηρηθεί ότι στις περιοχές που ο κυµατισµός είναι πολύ έντονος, οι οργανισµοί αποκτούν πιο πεπλατυσµένα σχήµατα που τους επιτρέπουν να αντιστέκονται στην αποκόλληση. Τέλος έχει παρατηρηθεί ότι σε παράκτιες περιοχές που προστατεύονται από τον κυµατισµό, η θερµοκρασία µπορεί να φτάσει κατά τη διάρκεια του χειµώνα ή του καλοκαιριού σε επικίνδυνα για την επιβίωση των οργανισµών όρια. Με την ανάδευση που προκαλεί ο κυµατισµός, οµογενοποιεί τη θερµοκρασία και διευκολύνει την οξυγόνωση του νερού και τη χρήση των θρεπτικών αλάτων που κατακάθονται στον πυθµένα από τους αυτότροφους οργανισµούς. 6

4α 7

4β 8

4γ 9

4δ 10

γ) Θαλάσσια ρεύµατα Τα θαλάσσια ρεύµατα οφείλονται σε τρεις κύριες αιτίες. Η πρώτη είναι η διαφορά πυκνότητας που παρατηρείται στις θαλάσσιες µάζες λόγω διαφοράς αλατότητας και θερµοκρασίας: όταν µεγάλες µάζες νερού διαφορετικής πυκνότητας συναντώνται, δεν µπορούν να αναµειχθούν, µε αποτέλεσµα η πυκνότερη να περνάει κάτω από τη λιγότερο πυκνή δηµιουργώντας ένα ρεύµα. Η δεύτερη αιτία είναι οι άνεµοι οι οποίοι είναι υπεύθυνοι της κυκλοφορίας του µεγαλύτερου µέρους των επιφανειακών υδάτων µέχρι το βάθος των 200-300 m. Οι άνεµοι που οφείλονται σε προσωρινές µετεωρολογικές διαταραχές προκαλούν ρεύµατα µικρής έντασης και διάρκειας. Αντίθετα, τα µεγάλα ατµοσφαιρικά ρεύµατα που είναι σχετικά µόνιµα προκαλούν ισχυρά και διαρκή ρεύµατα. Η τρίτη αιτία είναι η διαφορά επιπέδου που υπάρχει ανάµεσα σε διάφορα σηµεία του ωκεανού η οποία αντισταθµίζεται µε τη δηµιουργία ρευµάτων. Οι µετακινήσεις θαλάσσιων µαζών που προκύπτουν για τους λόγους που αναφέρθηκαν παραπάνω επηρεάζονται από το φαινόµενο Cοriolis. Η επίδραση του φαινοµένου Cοriolis είναι κυρίως αισθητή πάνω στα ρεύµατα που προκύπτουν από τους ανέµους τα οποία υφίστανται µια εκτροπή της πορείας τους προς τα δεξιά στο Βόρειο ηµισφαίριο και προς τα αριστερά στο Νότιο. Η εκτροπή αυτή είναι της τάξεως των 45 ο στα µέσα γεωγραφικά πλάτη για τα επιφανειακά ύδατα. Επειδή το επιφανειακό ρεύµα µεταδίδεται µε την τριβή σε µεγαλύτερα βάθη µε βαθµιαία µείωση της ταχύτητάς του, το φαινόµενο Cοriolis εκτρέπει το ρεύµα όλο και περισσότερο στα βαθύτερα στρώµατα κατά τρόπο ώστε σε ένα ορισµένο βάθος το ρεύµα που επικρατεί να έχει αντίθετη κατεύθυνση από το επιφανειακό ρεύµα από το οποίο προέκυψε. Το φαινόµενο αυτό είναι γνωστό σαν Spiral του Ekman από το όνοµα του Σουηδού ερευνητού που πρώτος το µελέτησε. Τα µεγάλα συστήµατα επιφανειακών και υπο-επιφανειακών ωκεάνιων ρευµάτων εξαρτώνται από την ατµοσφαιρική κυκλοφορία η οποία επηρεάζεται στα µεσαία γεωγραφικά πλάτη από τους ωκεανούς και στα δύο ηµισφαίρια από τις αντικυκλωνικές ζώνες. Στις αντικυκλωνικές ζώνες οφείλεται η ύπαρξη υτικών ανέµων στα µεγάλα γεωγραφικά πλάτη και Βορειοανατολικών στην τροπική ζώνη του Ν. Ηµισφαιρίου. Οι δύο αυτές ζώνες τροπικών ανέµων χωρίζονται µεταξύ τους από µία ζώνη ηρεµίας η οποία βρίσκεται λίγο βορειότερα του γεωγραφικού ισηµερινού. Η ατµοσφαιρική αντικυκλωνική κυκλοφορία προκαλεί στα δύο ηµισφαίρια µια έντονη αντικυκλωνική κυκλοφορία των υδάτων. Το φαινόµενο Coriolis προκαλεί µια δισυµµετρία στην κυκλοφορία αυτή κατά τρόπο ώστε στο Β. Ηµισφαίριο για παράδειγµα τα ρεύµατα να είναι πιο ισχυρά στις δυτικές ακτές του ωκεανού απ ότι στις ανατολικές. Εκατέρωθεν της τροπικής ζώνης ηρεµίας οι άνεµοι δηµιουργούν δύο ρεύµατα µε υτική κατεύθυνση: το Β. Ισηµερινό ρεύµα που προκύπτει από τους Βορειοανατολικούς ανέµους και το Ν. Ισηµερινό ρεύµα που προκύπτει από τους Νοτιοανατολικούς ανέµους. Τα ρεύµατα αυτά προκαλούν στις δυτικές όχθες των ωκεανών µια αντικυκλωνική κυκλοφορία από Βορρά προς Νότο. Έτσι δηµιουργούνται αντίστοιχα στο Β. και το Ν. 11

5α 12

Ηµισφαίριο, τα ρεύµατα Kuroshiwo και Α. Αυστραλιανό στον Ειρηνικό ωκεανό και τα ρεύµατα του Κόλπου της Βραζιλίας στον Ατλαντικό ωκεανό τα οποία είναι θερµά λόγω του ότι διασχίζουν από υτικά προς Ανατολικά ζώνες που βρίσκονται κοντά στον Ισηµερινό. Στις ανατολικές όχθες των ίδιων ωκεανών (Ειρηνικός και Ατλαντικός), η κυκλοφορία τροφοδοτείται από ύδατα που φθάνουν από µεγάλα γεωγραφικά πλάτη. Στο Ν. ηµισφαίριο, η τροφοδοσία γίνεται στον Ειρηνικό ωκεανό από το ρεύµα του Περού κατά µήκος της δυτικής ακτής της Ν. Αµερικής και στον Ατλαντικό ωκεανό από το ρεύµα της Βεγγάλης κατά µήκος της δυτικής ακτής της Ν. Αφρικής. Στο Β. ηµισφαίριο η τροφοδοσία γίνεται στον Ειρηνικό ωκεανό από το ρεύµα της Καλιφόρνιας και στον Ατλαντικό ωκεανό από το ρεύµα των Καναρίων που συναντούν αντίστοιχα το Β. ισηµερινό Ειρηνικό και το Β. ισηµερινό Ατλαντικό ρεύµα. Τα ρεύµατα αυτά, που κατεβαίνουν κατά µήκος των ανατολικών ακτών των ωκεανών και παρεκκλίνουν προς τα βαθιά νερά (δεξιά παρέκκλιση στο Β. ηµισφαίριο και αριστερή στο Ν. Ηµισφαίριο) λόγω του φαινοµένου Coriolis προκαλούν µια πτώση του επιπέδου του νερού στις ακτές η οποία αντισταθµίζεται µε την άνοδο βαθύτερων υδάτων στα επιφανειακά στρώµατα. Το φαινόµενο αυτό είναι γνωστό σαν Upwelling και έχει σαν συνέπεια την πτώση της θερµοκρασίας των επιφανειακών υδάτων και τον εµπλουτισµό τους µε θρεπτικά άλατα. Τα Upwelling συχνά ενισχύονται από την επίδραση εποχιακών ανέµων που φυσούν παράλληλα προς την ακτή από Βορρά στο Β. ηµισφαίριο και από Νότο στο Ν. ηµισφαίριο. Σε κάθε έναν από τους 3 µεγάλους ωκεανούς παρατηρείται, µέσα στην τροπική ζώνη ηρεµίας δηλαδή ανάµεσα στο Βόρειο και Νότιο αντικυκλωνικό ρεύµα, µια ουδέτερη ζώνη στην οποία εντοπίσθηκε ένα αντίθετο ισηµερινό επιφανειακό ρεύµα µικρής έντασης µε Ανατολική κατεύθυνση που τροφοδοτείται από µέρος των υδάτων που µεταφέρονται από τα Β. και Ν. ισηµερινό ρεύµα. Επίσης, το 1951 εντοπίσθηκε στον Ειρηνικό ωκεανό από τον αµερικανό Cromwell ένα υπο-επιφανειακό αντισταθµιστικό ρεύµα µε Ανατολική κατεύθυνση που βρίσκεται κάτω από το αντίθετο επιφανειακό ισηµερινό και το Ν. ισηµερινό και µεταφέρει το πλεόνασµα νερού που συγκεντρώνεται στη δυτική ακτή του ωκεανού από το Β. ισηµερινό και το Ν. ισηµερινό ρεύµα. Ένα αντίστοιχο ρεύµα, του Lomonoscov, έχει εντοπισθεί από το 1961 στον ατλαντικό ωκεανό που αποµακρύνει το πλεόνασµα νερού που µεταφέρεται στις ακτές της Νότιας Αµερικής από το Β. ισηµερινό και το Ν. ισηµερινό ρεύµα. Η ύπαρξη των υπο-επιφανειακών ρευµάτων συνδέεται µε την έντονη εξάτµιση και το χαµηλό ύψος βροχοπτώσεων που χαρακτηρίζουν τις τροπικές ζώνες του ωκεανού και που συντελούν στην αύξηση της πυκνότητας των υδάτων παρά την υψηλή τους θερµοκρασία. Τα ύδατα αυτά περνούν κάτω από τα ισηµερινά ύδατα που είναι ελαφρότερα λόγω των υψηλών βροχοπτώσεων που χαρακτηρίζουν τις ισηµερινές περιοχές. Η µετακίνηση των υπο-επιφανειακών ρευµάτων προς ανατολάς είναι δυνατή επειδή η επίδραση του φαινοµένου Coriolis πλησίον του ισηµερινού είναι σχεδόν µηδαµινή. Στον Ινδικό ωκεανό, το σχήµα κυκλοφορίας των ρευµάτων είναι διαφορετικό επειδή επηρεάζεται από τους µουσσώνες. Σε σχέση µε τον Ειρηνικό και τον Ατλαντικό, ο Ινδικός ωκεανός µπορεί να θεωρηθεί σαν ένας ηµι-ωκεανός που οριοθετείται στο Β. γεωγραφικό 13

πλάτος των 15 ο περίπου από την τεράστια µάζα της Ασιατικής ηπείρου η οποία µπορεί να θεωρηθεί υπεύθυνη της διαδοχής µουσσώνων διαφορετικής κατεύθυνσης. Κατά την περίοδο του αρκτικού χειµώνα, η Ασιατική ήπειρος χαρακτηρίζεται από υψηλές πιέσεις που δηµιουργούν στον Ινδικό ωκεανό ένα ρεύµα Βόρειο-ανατολικής κατεύθυνσης, τον χειµερινό ή ξηρό µουσσώνα. Αντίθετα, κατά την περίοδο του αρκτικού θέρους, η ασιατική ήπειρος υφίσταται την επίδραση χαµηλών πιέσεων οι οποίες προκαλούν την αναστροφή της κατεύθυνσης του µουσσώνα που αρχίζει να φυσάει από Νότιο-δυτική κατεύθυνση (θερινός µουσσώνας). Επειδή ο θερινός µουσσώνας φυσάει από τον ωκεανό προς την ξηρά, είναι υπερκορεσµένος µε υγρασία µε αποτέλεσµα να προκαλεί σε όλο το Νότιο τµήµα της Ασιατικής ηπείρου ισχυρότατες βροχοπτώσεις που σε µερικές περιπτώσεις είναι καταστροφικές. Αυτή η διαδοχή των µουσσώνων έχει εµφανείς επιπτώσεις στην κυκλοφορία των επιφανειακών υδάτων του ωκεανού. Κατά την περίοδο του χειµερινού µουσσώνα, το γενικό σχήµα κυκλοφορίας των επιφανειακών υδάτων του Ινδικού ωκεανού οµοιάζει µε αυτό που παρατηρείται στον Ειρηνικό και τον Ατλαντικό. ηλαδή, χαρακτηρίζεται από ένα Β. ισηµερινό και από ένα Ν. ισηµερινό ρεύµα µε υτική κατεύθυνση που χωρίζονται από ένα αντίθετο επιφανειακό ρεύµα και ένα υπο-επιφανειακό αντισταθµιστικό ρεύµα µε ανατολική κατεύθυνση (ανάλογο των ρευµάτων του Cromwell και Lomonoscov) που αποµακρύνουν το πλεόνασµα νερού που φθάνει στη υτική όχθη µε το Β. και Ν. ισηµερινό ρεύµα. Κατά την περίοδο του θερινού µουσσώνα, το Β. ισηµερινό ρεύµα, το επιφανειακό και το υπο-επιφανειακό µε Ανατολική κατεύθυνση εξακολουθούν να παρατηρούνται. Αντίθετα, το Ν. ισηµερινό αντικαθίσταται από το ρεύµα του µουσσώνα το οποίο έχει Ανατολική κατεύθυνση µέχρι το Νότιο τµήµα της Αραβικής θάλασσας και µετά γίνεται σχεδόν παράλληλο προς το Β. ισηµερινό ρεύµα. Σε όλο το τµήµα του Ινδικού ωκεανού που τα ρεύµατα αλλάζουν εποχιακά επηρεαζόµενα από την αλλαγή της κατεύθυνσης των µουσσώνων, η κυκλοφορία των επιφανειακών υδάτων είναι εξαιρετικά πολύπλοκη για να µπορέσει να περιγραφεί λεπτοµερώς. Η πολυπλοκότητα αυτή ενισχύεται από το εξαιρετικά ακανόνιστο περίγραµµα των Νότιων και Νοτιοανατολικών Ασιατικών ακτών που εµποδίζει αυτά τα ρεύµατα να πραγµατοποιήσουν, ακόµη και κατά την περίοδο του χειµερινού µουσσώνα, ένα αντικυκλωνικό κύκλωµα παρόµοιο µε αυτό που παρατηρείται στις Βόρειες περιοχές των δύο άλλων µεγάλων ωκεανών. Αντίθετα, στο Νότιο τµήµα του Ινδικού ωκεανού επικρατεί περίπου το ίδιο σχήµα κυκλοφορίας των υδάτων µε αυτό που έχει περιγραφεί για τον Ειρηνικό και τον ατλαντικό ωκεανό: στη υτική ακτή του Ινδικού ωκεανού, το Ν. ισηµερινό ρεύµα, παρεκτρεπόµενο από το φαινόµενο Coriolis, δίδει το ρεύµα της Μαδαγασκάρης το οποίο διατρέχει τις Ανατολικές ακτές της Αφρικής και µετά συνεχίζεται µέχρι το Ακρωτήριο της Καλής Ελπίδας µε το ρεύµα Agulhas που είναι ένα από τα πιο ισχυρά ρεύµατα που έχουν παρατηρηθεί σε όλους τους ωκεανούς και που σταµατά σε γεωγραφικό πλάτος 40 ο Νότια. Επίσης, στη υτική ακτή του Ινδικού ωκεανού, ένα µέρος από τα ύδατα που 14

7α 15

µετατοπίζονται υπό την επίδραση των υτικών ανέµων, παρεκκλίνει προς τα αριστερά και σχηµατίζει το. Αυστραλιανό ρεύµα που συναντά µε τη σειρά του το Ν. ισηµερινό ρεύµα. Είναι προφανές ότι η επιφανειακή και υπο-επιφανειακή κυκλοφορία χαρακτηρίζονται από οριζόντια ρεύµατα. Όµως, τα ρεύµατα αυτά µπορούν, όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν, να προκαλέσουν κατακόρυφες µετακινήσεις των υδάτων. Ένα κλασσικό παράδειγµα κατακόρυφης µετακίνησης των υδάτων είναι τα Upwelling, ο τρόπος σχηµατισµού των οποίων περιεγράφη παραπάνω. Upwelling παρατηρούνται και στους 3 µεγάλους ωκεανούς: στον Ειρηνικό ωκεανό, το Καλιφορνιακό ρεύµα και το ρεύµα του Περού διαχωρίζονται από τις ακτές µε ένα Upwelling. Το ίδιο συµβαίνει µε το ρεύµα της Σοµαλίας στον Ινδικό ωκεανό. Όµως, κατακόρυφες κινήσεις των υδάτων εµφανίζονται µε την πιο τυπική τους µορφή µακριά από τα ισηµερινά ρεύµατα. Παρά το γεγονός ότι η κύρια ροή των ισηµερινών ρευµάτων γίνεται κατά την κατεύθυνση των παραλλήλων, υπό την επίδραση του φαινοµένου Coriolis δηµιουργούνται παρακλάδια που ακολουθούν την κατεύθυνση των µεσηµβρινών και παρουσιάζουν µια τάση να συγκλίνουν µεταξύ τους ή να αποκλίνουν. Όταν συγκλίνουν αυτο-αναιρούνται και σχηµατίζεται ένα καθοδικό ρεύµα, ενώ όταν αποκλίνουν δηµιουργείται µία υποπίεση που αντισταθµίζεται από ένα ανοδικό ρεύµα (Upwelling). Σύγκλιση παρατηρείται στα όρια του Ν. ισηµερινού ρεύµατος και του αντίθετου ισηµερινού ρεύµατος καθώς και στην Ανταρκτική ζώνη όπου είναι γνωστή µε το όνοµα «Νότιο πολικό µέτωπο». Το Νότιο πολικό µέτωπο εντοπίζεται στον Αυστραλιανό ωκεανό µεταξύ 50 ο και 62 ο Ν και προκύπτει από τη σύγκλιση επιφανειακών ανταρκτικών υδάτων µε Βόρεια κατεύθυνση και υπο-ανταρκτικών µε Νότια κατεύθυνση. Απόκλιση παρατηρείται πλησίον του γεωγραφικού ισηµερινού και της Ανταρκτικής ηπείρου. Πλησίον του γεωγραφικού ισηµερινού, τα ύδατα του Ν. ισηµερινού ρεύµατος του Ειρηνικού ωκεανού αποκλίνουν και κατευθύνονται δεξιά προς τον Βορρά και αριστερά προς τον Νότο. Στην Ανταρκτική ζώνη, η απόκλιση είναι ασυνεχής και εντοπίζεται µεταξύ του Νότιου ορίου των υτικών ανέµων και µερικές περιοχές παραπλήσιες των ακτών όπου επικρατούν ρεύµατα µε Ανατολική κατεύθυνση. Τα ρεύµατα που επηρεάζουν τα ενδιάµεσα και βαθιά ύδατα είναι λιγότερο γνωστά από αυτά που επηρεάζουν τα επιφανειακά και υπο-επιφανειακά ύδατα. Οι κινήσεις των ενδιάµεσων υδάτων οφείλονται ως επί το πλείστον σε φαινόµενα σύγκλισης. Κατ αυτόν τον τρόπο, τα ενδιάµεσα ανταρκτικά ύδατα που δηµιουργούνται στο επίπεδο του Νότιου πολικού µετώπου µετακινούνται δια µέσου των 3 µεγάλων ωκεανών µέχρι το γεωγραφικό πλάτος των 10 ο Ν. Επίσης, στο επίπεδο της υποτροπικής σύγκλισης στον Βορρά, τα ψυχρά ύδατα του ρεύµατος του Labrador βυθίζονται κάτω από τα θερµότερα ύδατα του ρεύµατος του Κόλπου στον Ατλαντικό ωκεανό, και τα ύδατα του ρεύµατος Oyoshio βυθίζονται κάτω από αυτά του Kuroshiwo στον Ειρηνικό ωκεανό. Η προέλευση και οι κινήσεις των υδάτων των βυθών απασχολούν εδώ και αρκετά χρόνια τους ωκεανογράφους. Σήµερα είναι γενικά αποδεκτό ότι το µεγαλύτερο µέρος των υδάτων όλων των ωκεανών σχηµατίζεται στην Ανταρκτική ζώνη, στη θάλασσα Weddell και, σε µικρότερη κλίµακα, στη θάλασσα Ross. Από τις περιοχές αυτές, το νερό εξαπλώνεται 16

προς τα Βόρεια και καλύπτει σχεδόν όλα τα µεγάλα βάθη των ωκεανών. Επίσης, πιστεύεται ότι µια ποσότητα του νερού των βυθών του Ατλαντικού ωκεανού σχηµατίζεται στο Βορειοανατολικό τµήµα του Ατλαντικού ωκεανού από τη θάλασσα της Νορβηγίας. Λιγότερο σηµαντικά και διαδεδοµένα είναι τα αντισταθµιστικά ρεύµατα που προκύπτουν από τη διαφορά επιπέδου που χαρακτηρίζει διάφορα σηµεία του ωκεανού. Παραδείγµατα τέτοιων ρευµάτων είναι τα ρεύµατα του τύπου Cromwell που αποµακρύνουν τις τεράστιες ποσότητες υδάτων που µεταφέρουν το Β. και Ν. ισηµερινό ρεύµα. Όµως, τα περισσότερο γνωστά είναι αυτά που δηµιουργούνται στους πορθµούς ή στα στενά γενικότερα που διαχωρίζουν τους ωκεανούς από τις θάλασσες ή τις εσωτερικές από τις ανοιχτές θάλασσες. Στα στενά αυτά υπάρχουν πάντα δύο ρεύµατα, ένα εισερχόµενο και ένα εξερχόµενο, η θέση και η ταχύτητα των οποίων εξαρτάται από τα γενικά χαρακτηριστικά των επικοινωνούντων θαλασσινών µαζών. Έτσι, για παράδειγµα, η Μεσόγειος υφίσταται µια σηµαντική εξάτµιση που δεν µπορεί να εξισορροπηθεί από τις εκβολές των λίγων ποταµών που χύνονται σε αυτήν. Συνέπεια αυτού είναι να παρουσιάζει ένα σηµαντικό έλλειµµα νερού που αντισταθµίζεται από τον Ατλαντικό ωκεανό µέσον του στενού του Γιβραλτάρ. Στο στενό του Γιβραλτάρ δηµιουργείται ένα επιφανειακό ρεύµα που µεταφέρει στη Μεσόγειο ατλαντικά ύδατα αλατότητας 36,6% και ένα υπο-επιφανειακό ρεύµα που µεταφέρει στον Ατλαντικό ενδιάµεσα µεσογειακά ύδατα αλατότητας 38,6%. Το εισερχόµενο στη Μεσόγειο ρεύµα είναι ίσο µε 1.000.000 m 3 /sec περίπου και το εξερχόµενο ίσο µε 950.000 m 3 /sec, γεγονός που στην πράξη σηµαίνει ότι αν έκλεινε κανείς το στενό του Γιβραλτάρ το επίπεδο της Μεσογείου θα µειωνόταν κατά ένα µέτρο περίπου τον χρόνο. Τελείως αντίθετη είναι η περίπτωση της Μαύρης θάλασσας η οποία παρουσιάζει ένα πλεόνασµα νερού λόγω των υψηλών βροχοπτώσεων και των σηµαντικών ποσοτήτων γλυκού νερού επειδή εκβάλλουν σ αυτήν οι ποταµοί που την περιβάλλουν. Το πλεόνασµα του γλυκού νερού της µαύρης θάλασσας δηµιουργεί προς το Αιγαίο πέλαγος ένα εξερχόµενο επιφανειακό ρεύµα χαµηλής αλατότητας (18,2%) που περνάει από τον Βόσπορο, τη θάλασσα του Μαρµαρά και τα αρδανέλια. Αντίθετα, ένα ρεύµα βάθους υψηλότερης αλατότητας (38,5%) κατευθύνεται από το Αιγαίο προς τη µαύρη θάλασσα ακολουθώντας την ίδια πορεία. Από την ανάµειξη των δύο τύπων υδάτων που λαµβάνει χώρα στο επίπεδο των στενών, προκύπτει νερό ενδιάµεσης αλατότητας (22,3%) που απλώνεται στο βυθό της Μαύρης θάλασσας κάτω από τα 150 200 m. Αποτέλεσµα αυτού είναι η Μαύρη θάλασσα να χαρακτηρίζεται από έντονη ζώνωση και από µία πολύ µικρή αν όχι µηδαµινή κατακόρυφη κυκλοφορία των υδάτων της. Η ιδιάζουσα αυτή κατάσταση, σε συνδυασµό µε το γεγονός ότι στα επιφανειακά στρώµατα της Μαύρης θάλασσας παράγονται µεγάλες ποσότητες πλαγκτικών οργανισµών οι οποίες αποσυντιθέµενες καταναλώνουν πολύ οξυγόνου, συντελεί στο να παρατηρείται µια απότοµη µείωση του οξυγόνου από τα 50 m βάθος και παντελής έλλειψη στα 150 200 m. Από το βάθος αυτό και µετά υπάρχει µόνο υδρόθειο και κατά συνέπεια κάθε είδος ζωής αποκλείεται εκτός από τα αναερόβια βακτήρια. Βέβαια, ο κατάλογος των παραδειγµάτων δεν περιορίζεται στις δύο περιπτώσεις που αναφέρθηκαν παραπάνω. Είναι πολύ πιο µακρύς 17

αλλά εξαιρουµένων κάποιων λεπτοµερειών, οι κινήσεις που παρατηρούνται ακολουθούν το ένα ή το άλλο από τα δύο πρότυπα που περιγράφηκαν. Οικολογική σηµασία των ρευµάτων Αν και η οικολογική σηµασία των κυµάτων και των ρευµάτων έγκειται στις κινήσεις του νερού που προκαλούν, τα αποτελέσµατα διαφέρουν σηµαντικά. Τα ρεύµατα δεν επηρεάζουν τη διείσδυση του φωτός και δεν προκαλούν αποκόλληση των βενθικών οργανισµών από το υπόβαθρο στο οποίο είναι προσκολληµένοι παρά µόνο σε εξαιρετικά σπάνιες περιπτώσεις. Στα µαλακά υποστρώµατα παρασύρουν το υλικό του υποβάθρου προκαλώντας µείωση της πανίδας και της χλωρίδας σε µια συγκεκριµένη περιοχή και αλλοίωση στη σύσταση των βιοκοινωνιών που βρίσκονται στην περιοχή που εναποτίθεται το παρασυρόµενο στρώµα. Τα ευεργετικά του αποτελέσµατα οφείλονται στη µεταφορά θρεπτικών συστατικών και αερίων από µία περιοχή σε µια άλλη και κυρίως στη διασπορά των πλαγκτικών οργανισµών. δ) Στρόβιλοι Στρόβιλος είναι κάθε ακανόνιστη από άποψη κατευθύνσεως κίνηση των υδάτων που προκαλείται από έντονους στροβιλώδεις ανέµους, έντονη κίνηση των επιφανειακών υδάτων ή από προσκρούσεις ρευµάτων µε διαφορετική ταχύτητα πάνω σε φυσικά εµπόδια του βυθού. Πρόκειται για παροδικά και τυχαία φαινόµενα τα οποία συντελούν στην ανάµειξη των υδάτων και την αποστρατικοποίηση των θαλάσσιων µαζών όταν η κατεύθυνσή τους είναι κατακόρυφη. ε) Κινήσεις των θαλάσσιων υδάτων στην περιοχή της υφαλοκρηπίδας Στην περιοχή της υφαλοκρηπίδας, τα θαλάσσια ύδατα υφίστανται δύο τύπους κινήσεων που συντελούν στην έντονη ανάµειξή τους και στον εµπλουτισµό τους µε θρεπτικά συστατικά: µία καταβύθιση των επιφανειακών και µία ανοδική κίνηση των υδάτων του βυθού. Η καταβύθιση των επιφανειακών υδάτων οφείλεται στην ψύξη τους κατά τη διάρκεια έντονου ψύχους. Η ψύξη καθιστά τα ύδατα αυτά πυκνότερα, άρα βαρύτερα από τα υποκείµενα στρώµατα, µε αποτέλεσµα να βυθίζονται και να κινούνται κατά µήκος της υφαλοκρηπίδας ακολουθώντας την κλίση του βυθού. Το έλλειµµα νερού που δηµιουργείται από την καταβύθιση των επιφανειακών υδάτων αντισταθµίζεται από την οριζόντια ροή άλλων επιφανειακών υδάτινων µαζών οι οποίες συντελούν έµµεσα στον εµπλουτισµό των βαθύτερων στρωµάτων. Πράγµατι, κατά τους εαρινούς και θερινούς µήνες, αναπτύσσονται στις επιφανειακές ζώνες πλαγκτικοί οργανισµοί οι οποίοι παράγουν προϊόντα µεταβολισµού και οργανική ύλη που µεταφέρονται τον επόµενο χειµώνα στα βαθύτερα στρώµατα µε την καταβύθιση των υδάτων. 18

Η ανοδική κίνηση των υδάτων του βυθού οφείλεται στον έντονο κυµατισµό που προκαλεί παρατεταµένη δράση ανέµων που πνέουν από τη θάλασσα προς την ξηρά. Οδηγεί στον εµπλουτισµό των επιφανειακών υδάτων µε θρεπτικά άλατα που προέρχονται από τον βυθό. 2. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ Υ ΑΤΩΝ Η θερµοκρασία των θαλασσών και των ωκεανών εξαρτάται από την αλληλεπίδραση των παραγόντων που προκαλούν τη θέρµανση και την ψύξη των θαλασσών. Ο κυριότερος παράγοντας θέρµανσης είναι η απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας. Από την ακτινοβολία που φθάνει στην ατµόσφαιρα το 1/5 απορροφάται από αυτή ενώ τα υπόλοιπα 4/5 διεισδύουν στη θάλασσα και τη θερµαίνουν µέχρι ένα βάθος ίσο µε µερικές δεκάδες µέτρα. ευτερεύοντες παράγοντες είναι: - η µεταφορά της θερµότητας της γήινης σφαίρας από τον φλοιό της γης, - η ηφαιστειακή υποθαλάσσια ενέργεια, - διάφορες εξωθερµικές αντιδράσεις που λαµβάνουν χώρα στη θάλασσα, - η θερµότητα που εκλύεται από την τριβή που δηµιουργείται κατά την κίνηση των θαλάσσιων µαζών. Σε αντίθεση, οι κυριότεροι παράγοντες ψύξης είναι: - η εξάτµιση από την επιφάνεια της θάλασσας µε την οποία επιτυγχάνεται η µεταφορά της θερµότητας που χάνεται κατά 80 90%, - η ακτινοβολία από την επιφάνεια της θάλασσας προς την ατµόσφαιρα. Πρόκειται κυρίως για την υπέρυθρη ακτινοβολία µικρού µήκους κύµατος. Από τα προηγούµενα συνάγεται ότι οι περισσότερες θερµικές ανταλλαγές επιτελούνται από την επιφάνεια της θάλασσας γεγονός που δείχνει τη θερµική εξάρτηση της θάλασσας από τις κλιµατικές συνθήκες που επικρατούν στην επιφάνεια της γης. Βέβαια οι θερµικές αυτές ανταλλαγές δεν περιορίζονται στην επιφάνεια γιατί µε τις κινήσεις των θαλάσσιων υδάτων τα αποτελέσµατά τους µεταφέρονται σε βαθύτερα στρώµατα. Επίσης, η θάλασσα αντιδρά (δηλ. ψύχεται και θερµαίνεται) βραδύτερα και λιγότερο από την ξηρά στις θερµικές µεταβολές µε αποτέλεσµα να θεωρείται σαν θερµικός ρυθµιστής στη διαµόρφωση του κλίµατος της ξηράς. Αν θεωρηθούν στο σύνολό τους οι ωκεανοί αποτελούν ένα ψυχρό περιβάλλον του οποίου η µέση θερµοκρασία δεν υπερβαίνει τους 3,8 4 ο C, αλλά παρουσιάζουν µεγάλες διαφορές θερµοκρασίας που οφείλονται σε διάφορους παράγοντες, οι σπουδαιότεροι από τους οποίους είναι: - το γεωγραφικό πλάτος στο οποίο ευρίσκονται και - τα βάθη από τα οποία χαρακτηρίζονται. 19

11α 20

11β 21

11γ 22

Για τα επιφανειακά ύδατα στους παραπάνω παράγοντες πρέπει να προστεθούν οι ηµερήσιες και οι εποχιακές αλλαγές της θερµοκρασίας. α) Ηµερήσιες αλλαγές της θερµοκρασίας Τα επιφανειακά θαλάσσια στρώµατα επηρεάζονται από τις ηµερήσιες αλλαγές της θερµοκρασίας της ατµόσφαιρας αλλά αντιδρούν µε κάποια καθυστέρηση. Έτσι, το µέγιστο παρατηρείται γύρω στις 14 ω και το ελάχιστο γύρω στα µεσάνυχτα (1ω). Σε γενικές γραµµές, το εύρος των διακυµάνσεων της θερµοκρασίας των επιφανειακών στρωµάτων είναι µικρό. Οι µεγαλύτερες τιµές παρατηρούνται: - το καλοκαίρι (όσον αφορά την εποχή), - στις τροπικές περιοχές (όσον αφορά το γεωγραφικό πλάτος), - στις παράκτιες περιοχές (όσον αφορά την απόσταση από την ξηρά). β) Εποχιακές αλλαγές της θερµοκρασίας Οι εποχιακές αλλαγές της θερµοκρασίας είναι κυρίως αισθητές στα επιφανειακά ύδατα των εύκρατων περιοχών. Μειώνονται όσο προχωράµε προς τον Ισηµερινό και προς τους πόλους. Στον Ισηµερινό οι εποχιακές διακυµάνσεις δεν υπερβαίνουν 3 ο C και στους πόλους 2 ο C. γ) ιαφορές θερµοκρασίας οφειλόµενες στο γεωγραφικό πλάτος Η επίδραση του γεωγραφικού πλάτους είναι κυρίως αισθητή στα επιφανειακά ύδατα. Κατά γενικό κανόνα η θερµοκρασία της επιφάνειας αυξάνει όσο προχωράµε από τους πόλους προς τον Ισηµερινό. Η µεταβολή που παρατηρείται από τον Βόρειο πόλο προς τον Νότιο, µπορεί σχηµατικά να περιγραφεί από µια κωδωνοειδή καµπύλη. Οι βάσεις της καµπύλης αντιστοιχούν στις πολικές περιοχές στις οποίες η θερµοκρασία κατέρχεται στους ( 2 ο C) και η κορυφή στον Ισηµερινό στον οποίο η θερµοκρασία φτάνει τους 27 ο C. Βέβαια οι πολύ υψηλές θερµοκρασίες δεν είναι χαρακτηριστικές µόνο των περιοχών του Ισηµερινού αλλά και µερικών κλειστών θαλασσών όπως είναι ο κόλπους του Μεξικού (27 ο C) και η Ερυθρά Θάλασσα (34 ο C). Εδώ πρέπει να σηµειωθεί ότι παρά το γεγονός ότι η θερµοκρασία αυξάνει όσο πλησιάζουµε τον Ισηµερινό, οι υψηλότερες τιµές έχουν καταγραφεί λίγο βορειότερα του Ισηµερινού σε γεωγραφικό πλάτος που ποικίλλει ανάλογα µε την εποχή αλλά που βρίσκεται πάντα στο βόρειο ηµισφαίριο. Αν ενώσουµε στο επίπεδο κάθε Μεσηµβρινού τα σηµεία που αντιστοιχούν στις περιοχές στις οποίες καταγράφονται οι υψηλότερες θερµοκρασίες προκύπτει ο θερµικός Ισηµερινός ο οποίος βρίσκεται µέσα στη ζώνη ηρεµίας. δ) ιαφορές θερµοκρασίας οφειλόµενες στο βάθος Είναι γνωστό ότι η θερµοκρασία µειώνεται µε το βάθος. Όµως, η πτώση που παρατηρείται δεν γίνεται µε τον ίδιο ρυθµό από την επιφάνεια προς τον πυθµένα της 23

12α 24

θάλασσας. Στα επιφανειακά στρώµατα η µείωση της θερµοκρασίας γίνεται απότοµα, ενώ στα βαθύτερα γίνεται βραδύτερα. Με βάση αυτή τη διαπίστωση οι ωκεανογράφοι είχαν χωρίσει παλαιότερα τις ωκεάνιες µάζες σε δύο στρώµατα ανάλογα µε εκείνα της ατµόσφαιρας: τη θερµόσφαιρα ή θαλάσσια τροπόσφαιρα και την ψυχρόσφαιρα ή θαλάσσια Η θερµόσφαιρα περιλαµβάνει τη στήλη του νερού (από την επιφάνεια) στην οποία παρατηρείται µια απότοµη πτώση της θερµοκρασίας µε το βάθος (µέχρι 5 ο C κάθε 25 µέτρα). Η ψυχρόσφαιρα περιλαµβάνει το υποκείµενο στρώµα µέχρι τον πυθµένα στο οποίο η πτώση της θερµοκρασίας µε το βάθος είναι λιγότερο έντονη. Οι δύο αυτές µάζες χωρίζονται µεταξύ τους µε την επιφάνεια ασυνέχειας που αντιστοιχεί στο επίπεδο από το οποίο παρατηρείται µια σαφής ελάττωση του ρυθµού µείωσης της θερµοκρασίας και εντοπίζεται σε βάθη που ποικίλουν ανάλογα µε τις περιοχές από 10 20 µέχρι 500 µέτρα περίπου. Τα παραπάνω µπορούν να παρασταθούν γραφικά όπως φαίνεται στο σχήµα Α. Σήµερα οι όροι αυτοί δεν χρησιµοποιούνται σε ευρεία κλίµακα. Όµως η ύπαρξη των δύο ζωνών δεν αµφισβητείται από κανέναν. Μάλιστα διαπιστώθηκε ότι σε ορισµένες περιοχές, όταν οι κλιµατικές συνθήκες είναι ευνοϊκές, η «θερµόσφαιρα» χωρίζεται σε 2 υποζώνες: το ισόθερµο στρώµα και το θερµοκλινές. Κατά συνέπεια η προηγούµενη εικόνα διαµορφώνεται όπως φαίνεται στο σχήµα Β. Το ισόθερµο στρώµα απαντά µόνο στα εύκρατα και τροπικά κλίµατα και αντιστοιχεί στην προσκείµενη στην επιφάνεια µάζα του νερού στην οποία η θερµοκρασία είναι σταθερή λόγω της ανάµειξης των υδάτων. Το πάχος του ισόθερµου στρώµατος ποικίλλει ανάλογα µε την ένταση του κυµατισµού από 1 20 ή σπάνια 100 µέτρα. Εδώ πρέπει να σηµειωθεί ότι η θερµοκρασία και το πάχος του ισόθερµου στρώµατος χρησιµεύουν σαν κριτήρια για την πρόβλεψη των κυκλώνων. Πράγµατι είναι γνωστό ότι κυκλώνες παρατηρούνται σε περιοχές στις οποίες το πάχος του ισόθερµου στρώµατος είναι µεγάλο και η θερµοκρασία του µεγαλύτερη από 27 ο C. Ο λόγος οφείλεται στο γεγονός ότι ισόθερµα στρώµατα που παρουσιάζουν αυτά τα χαρακτηριστικά περικλείουν αρκετή ενέργεια για να προκαλέσουν και να συντηρήσουν τις διαταραχές που συνδέονται µε την παρουσία ενός κυκλώνα. Η ζώνη που βρίσκεται κάτω από το ισόθερµο στρώµα και χαρακτηρίζεται από µια έντονη µείωση της θερµοκρασίας µε το βάθος ονοµάζεται θερµοκλινές. Σε µερικά βιβλία θαλάσσιας βιολογίας και ωκεανογραφίας αναφέρεται και το εποχιακό θερµοκλινές. Πρόκειται για µια έννοια που δεν χρησιµοποιείται σε ευρεία κλίµακα και που αναφέρεται σε διαβαθµίσεις της θερµοκρασίας µε το βάθος που εντοπίζονται στις εύκρατες περιοχές µέσα στα όρια του ισόθερµου στρώµατος σε περιπτώσεις άπνοιας ή ανέµων χαµηλής έντασης. Κάτω από το θερµοκλινές βρίσκεται το στρώµα βραδείας πτώσης της θερµοκρασίας που δεν φέρει ειδικό όνοµα. Η µεταβολή της θερµοκρασίας µε το βάθος επηρεάζεται σηµαντικά και από το γεωγραφικό πλάτος. Έτσι, στις πολικές περιοχές, η µέση ετήσια θερµοκρασία των 25

επιφανειακών υδάτων είναι 1,7 ο C περίπου. Γύρω στα 400 m βάθος, η θερµοκρασία λόγω της προστασίας που εξασκείται από τα ανώτερα στρώµατα φτάνει 0,5 ο C περίπου. Από τα 400 µέχρι τα 1500 m η θερµοκρασία σταθεροποιείται µεταξύ 0,5 και 0 ο C και κάτω από αυτό το βάθος κυµαίνεται από 0,5 µέχρι 1 0 C. Η ζώνη από 500 µέχρι 1500 m επειδή είναι λίγο θερµότερη από αυτές που την περιβάλλουν ονοµάζεται και θερµική γωνία. Στις εύκρατες περιοχές, η µέση ετήσια θερµοκρασία των επιφανειακών υδάτων είναι 13 ο C. Τον χειµώνα παρατηρείται ισόθερµο στρώµα. Την άνοιξη η επιφανειακή θερµοκρασία αυξάνει µε απορρόφηση ενέργειας και εµφανίζεται ένα εποχιακό θερµοκλινές που γίνεται πιο έντονο το καλοκαίρι. Το φθινόπωρο τα επιφανειακά ύδατα ψύχονται, η πυκνότητά τους αυξάνει, η στρωµάτωση διαταράσσεται και το εποχιακό θερµοκλινές παύει προοδευτικά να υπάρχει. Το µόνιµο θερµοκλινές είναι σχετικά έντονο. Στα 1500 m βάθος η θερµοκρασία δεν ξεπερνάει τους 4 0 C. Στον Ισηµερινό η µέση θερµοκρασία των επιφανειακών υδάτων είναι 27 28 0 C. Το θερµοκλινές είναι πολύ έντονο (η πτώση της θερµοκρασίας µε το βάθος µπορεί να ξεπεράσει του 0,4 0 C/m) και εντοπίζεται πάνω από τα 100 m βάθος. Εποχιακό θερµοκλινές παρατηρείται κατά διαστήµατα. Στα 1500 m βάθος η θερµοκρασία δεν ξεπερνάει 4 6 0 C. Σε όλες τις περιπτώσεις, ανεξάρτητα από το γεωγραφικό πλάτος είναι δυνατόν να παρατηρήσει κανείς στα πολύ µεγάλα βάθη µια µικρή αύξηση της θερµοκρασίας της τάξης των 0,2 0 C που οφείλεται στην υψηλή πίεση που επικρατεί εκεί. Επειδή η πυκνότητα του θαλασσινού νερού αυξάνει όσο µειώνεται η θερµοκρασία (η µέγιστη τιµή παρατηρείται σε θερµοκρασία χαµηλότερη από 0 0 C σε αντίθεση µε το απεσταγµένο νερό που παρουσιάζει τη µέγιστη πυκνότητά του στη θερµοκρασία των 4 0 C), το θερµοκλινές αποµονώνει ουσιαστικά τα βαθιά από τα επιφανειακά στρώµατα και τα προστατεύει. Οι οικολογικές επιπτώσεις της θερµοκρασίας Η θερµοκρασία αποτελεί για τους περισσότερους θαλάσσιους οργανισµούς τον κύριο παράγοντα γιατί επηρεάζει τις φυσικοχηµικές ιδιότητες του νερού αφενός και τις φυσιολογικές διεργασίες των οργανισµών αφετέρου. Ως γνωστόν, οι χερσαίοι οργανισµοί διακρίνονται σε ευρύθερµους και σε στενόθερµους, οι δε στενόθερµοι διακρίνονται σε θερµόφιλους και σε ψυχρόφιλους. Ο διαχωρισµός αυτός ισχύει και για τους θαλάσσιους οργανισµούς η γεωγραφική κατανοµή των οποίων επηρεάζεται από τις προτιµήσεις που παρουσιάζουν για τις υψηλές ή τις χαµηλές θερµοκρασίες και από το εύρος της θερµοκρασίας µέσα στο οποίο µπορούν να επιβιώσουν και να επιτελέσουν τις βιολογικές τους διεργασίες. Κλασσικό παράδειγµα της επίδρασης της θερµοκρασίας στη γεωγραφική κατανοµή των θαλάσσιων οργανισµών αποτελεί η κατανοµή των κοραλλιών που σχηµατίζουν νησιά τα οποία απαντούν αποκλειστικά και µόνο σε περιοχές που η θερµοκρασία δεν κατεβαίνει κάτω από τους 21 0 C κατά τη διάρκεια του έτους. Πρέπει να τονισθεί ότι σε γενικές γραµµές οι υψηλές θερµοκρασίες επιταχύνουν τον ρυθµό ανάπτυξης των οργανισµών χωρίς βέβαια αυτό να σηµαίνει ότι οι οργανισµοί που 26

αναπτύσσονται σε περιοχές µε υψηλές θερµοκρασίες είναι µεγαλύτεροι σε µέγεθος. Αντίθετα, στις περισσότερες περιπτώσεις είναι µικρότεροι, γεγονός που σηµαίνει ότι το µέγεθος του σώµατος επηρεάζεται από τη διάρκεια της ανάπτυξης. Μέτρηση της θερµοκρασίας Η θερµοκρασία µπορεί να µετρηθεί µε διάφορους τρόπους: 1. µε απλά θερµόµετρα (στα επιφανειακά ύδατα), 2. µε θερµόµετρα που είναι τοποθετηµένα µέσα σε φιάλες δειγµατοληψίας µε θερµοµονωµένα τοιχώµατα (για βάθη µικρότερα από 50 60 m), 3. µε αναστρεφόµενα θερµόµετρα (για µεγάλα βάθη και µεγάλη ακρίβεια) 4. µε φορητά όργανα πεδίου που φέρουν ειδικά ηλεκτρόδια από πλατίνα, 5. µε θερµογράφους και βαθυθερµογράφους που ρυθµίζονται κατά τρόπο ώστε να καταγράφουν τη θερµοκρασία σε τακτά χρονικά διαστήµατα επί συνεχούς βάσεως. Τα κυριότερα από τα όργανα που χρησιµοποιούνται για τη µέτρηση της θερµοκρασίας περιγράφονται στο βιβλίο του κ. Ι. Λυκάκη (1992)και στις σηµειώσεις των εργαστηρίων. 3. ΦΩΣ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ Υ ΑΤΩΝ Η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που διεισδύει στο θαλασσινό νερό εξαρτάται από: α) την ηλιοφάνεια, β) την ποσότητα σωµατιδίων που αιωρούνται στην ατµόσφαιρα, και γ) τη γωνία προσπτώσεως στην επιφάνεια της θάλασσας που µε τη σειρά της εξαρτάται από: α) το ύψος του ήλιου, β) τον κυµατισµό και γ) την ποσότητα αιωρούµενης ύλης και ζωντανών µικρο-οργανισµών (κυρίως φυτοπλαγκτικών και ζωοπλαγκτικών) µέσα στο νερό. Η σχέση απορρόφησης του φωτός µε το βάθος είναι εκθετική. Η ένταση του φωτός Ιz που φθάνει σε βάθος z δίδεται από τη σχέση: Iz = Io e -kz όπου Io: ένταση του φωτός στην επιφάνεια, k: συντελεστής απορρόφησης στο νερό. Στην πράξη το k εκφράζει τη διαύγεια του νερού και δίνει σηµαντικές πληροφορίες για την παραγωγικότητα των διαφόρων υδάτινων οικοσυστηµάτων. Η µέτρηση του k γίνεται εµπειρικά µε τη χρήση του δίσκου του SECCHΙ ή µε τη χρήση ειδικών οργάνων (φυτοπολλαπλασιαστές ή φωτοηλεκτρικά φωτόµετρα) όταν επιδιώκεται µεγάλη ακρίβεια. Το φάσµα της ακτινοβολίας που φθάνει στην επιφάνεια της θάλασσας καλύπτει την περιοχή 290 3000 nm. Από την περιοχή αυτή τα διάφορα µήκη κύµατος απορροφούνται διαφορετικά από το θαλασσινό νερό. Οι ακτινοβολίες που βρίσκονται στα άκρα του 27

φάσµατος απορροφώνται γρηγορότερα. Έτσι το 50% περίπου της υπεριώδους ακτινοβολίας κατακρατείται στα 10 πρώτα εκατοστά του θαλασσινού νερού ενώ µετά το πρώτο µέτρο βάθους η ποσότητα υπεριώδους ακτινοβολίας είναι σχεδόν αµελητέα. Από τις υπόλοιπες ακτινοβολίες, οι κυανές και οι ερυθρές είναι οι περισσότερο και οι λιγότερο διεισδυτικές αντίστοιχα ενώ οι πράσινες παρουσιάζουν µια ενδιάµεση τιµή διεισδυτικότητας. Από µετρήσεις που έγιναν σε καθαρά ωκεάνια νερά ευρέθη ότι: - το 1/100 της κυανής ακτινοβολίας φθάνει µέχρι το βάθος των 130 m, - το 1/100 της πράσινης µέχρι τα 80 m και - το 1/100 της ερυθράς µέχρι τα 15 m. Οικολογική σηµασία του φωτός Το φως αποτελεί ένα σηµαντικό οικολογικό παράγοντα επειδή συνδέεται µε πολλά φαινόµενα και λειτουργίες που καθορίζουν την ύπαρξη της ζωής όπως είναι: α) η φωτοσύνθεση, β) η όραση, γ) η θέρµανση και δ) η ακτινοβολία. Η φωτοσύνθεση των αυτότροφων οργανισµών εξαρτάται τόσο από την ένταση του φωτός όσο και από το µήκος κύµατος. Για τα περισσότερα είδη της θαλάσσιας χλωρίδας το έντονο ηλιακό φως είναι βλαβερό. Η άριστη ένταση φωτός για τη φωτοσύνθεση βρίσκεται συχνά πολύ κάτω από την επιφάνεια. Επίσης, κάθε είδος χαρακτηρίζεται από ένα ορισµένο µήκος κύµατος στο οποίο η φωτοσύνθεση επιτελείται καλύτερα και το οποίο έχει σχέση µε το βάθος στο οποίο ζει. Έτσι τα είδη µε επιφανειακή διασπορά φωτοσυνθέτουν καλύτερα στο ερυθρό φως, ενώ τα είδη µεγαλύτερων βαθών στο πράσινο. Ανάλογα µε τα µήκη κύµατος στα οποία φωτοσυνθέτουν καλύτερα, οι φυτικοί οργανισµοί διαθέτουν και τις κατάλληλες χρωστικές (χλωροφύλλες, ξανθοφύλλες, φυκοξανθίνες, φυκοερυθρίνες, φυκοκυανίνες, κ.λ.π.). Βέβαια το φως δεν έχει µόνο ευεργετικές επιπτώσεις για τους θαλάσσιους οργανισµούς. Για παράδειγµα η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι επιβλαβής για πολλούς οργανισµούς καθώς και η υπερθέρµανση των επιφανειακών στρωµάτων που προκαλεί. Επίσης, το φως καθιστά τους οργανισµούς ορατούς από τους θηρευτές τους. Όµως οι αρνητικές αυτές επιπτώσεις αντιµετωπίζονται από τους οργανισµούς µε ειδικές προσαρµογές. 4. ΧΡΩΜΑ ΚΑΙ ΘΟΛΟΤΗΤΑ Τα θαλάσσια ύδατα παρουσιάζουν µία ποικιλία χρωµατικών αποχρώσεων που κυµαίνονται από το βαθύ κυανό µέχρι το πράσινο ή το πρασινοκίτρινο. Από µελέτες που έχουν γίνει διαπιστώθηκε ότι: 28

- στις τροπικές θάλασσες και στις περιοχές που χαρακτηρίζονται από χαµηλή βιολογική δραστηριότητα επικρατεί το βαθύ κυανό χρώµα, - στα µεγάλα γεωγραφικά πλάτη επικρατεί το πρασινο-κυανό χρώµα, - στις πολικές περιοχές επικρατεί το πράσινο χρώµα, - στα βαθιά θαλάσσια στρώµατα επικρατεί το ιώδες και το πράσινο χρώµα, ενώ - στις παράκτιες περιοχές παρατηρείται τόσο το βαθύ πράσινο όσο και το καστανό ή το καστανέρυθρο και το ερυθρό χρώµα. Οι χρωµατικές διαφορές που παρουσιάζουν τα θαλάσσια ύδατα δεν έχουν όλες εξηγηθεί. Πιστεύεται όµως ότι ο χρωµατισµός των θαλάσσιων µαζών εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως είναι: 1) η φωτεινότητα και το χρώµα του ουρανού που αντανακλάται σε αυτές, 2) το βάθος των υδάτων, 3) το χρώµα του βυθού, και 4) η διαύγεια των υδάτων η οποία επηρεάζεται από την ύπαρξη ή µη φερτών υλικών και οργανικών διαλελυµένων ή αιωρούµενων ουσιών, από την ένταση της πρωτογενούς παραγωγής και από τις κατηγορίες φυτοπλαγκτικών οργανισµών που επικρατούν. Οι τελευταίοι παράγοντες επηρεάζουν και τη θολότητα των υδάτων η οποία µπορεί να ποικίλλει σηµαντικά από περιοχή σε περιοχή. 5. Υ ΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΠΙΕΣΗ Υδροστατική πίεση είναι η πίεση που εξασκείται πάνω σε κάθε σώµα που βρίσκεται µέσα στη θάλασσα από το βάρος της υπερκείµενης θαλάσσιας µάζας. Μετράται σε ατµόσφαιρες ή µε διάφορες άλλες µονάδες (Newton, Bares, Tott, κλπ). Η ατµόσφαιρα (atm) ισούται µε την πίεση που εξασκείται σε 1 τετραγωνικό εκατοστό από µία υδραργυρική στήλη ύψους 760 mm σε 0 0 C. Στη φυσική ωκεανογραφία χρησιµοποιείται συχνά η πρακτική µονάδα decibar που ισούται µε 0,101 atm περίπου. Στη θάλασσα η υδροστατική πίεση αυξάνει κατά 1 decibar ανά µέτρο βάθους και κυµαίνεται από 0 (επιφάνεια) µέχρι 11.000 ή 11.515 decibar (περίπου 1.160 atm.) στα µεγαλύτερα βάθη. Το 90% των θαλάσσιων πυθµένων καλύπτονται από υδάτινες µάζες πάχους µεγαλύτερου από 1.000 m γεγονός που σηµαίνει ότι το 90% του υδρόβιου περιβάλλοντος ή περίπου το 56% της επιφάνειας της γης παρουσιάζει υδροστατική πίεση που κυµαίνεται από 100 µέχρι 1.100 atm. Στα βάθη αυτά οι διάφοροι οργανισµοί που ζουν έχουν αναπτύξει προσαρµοστικούς µηχανισµούς οι οποίοι δεν είναι όλοι ακόµη πολύ καλά γνωστοί. Γεγονός είναι ότι οι διάφοροι οργανισµοί δεν αντιδρούν µε τον ίδιο τρόπο στην αύξηση ή την ελάττωση της πίεσης. Υπάρχουν οργανισµοί που είναι ευαίσθητοι σε µικρές αλλαγές της πίεσης και άλλοι που είναι ευρύβαθοι, δηλαδή µπορούν να προσαρµοσθούν εύκολα σε ένα σχετικά µεγάλο εύρος πιέσεων. Αποτέλεσµα των παραπάνω είναι η πίεση να αποτελεί επίσης έναν καθοριστικό παράγοντα για τη διασπορά των οργανισµών και των πληθυσµών. 29

6. ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟΥ ΗΧΟΥ Η ταχύτητα µε την οποία µεταδίδεται ο ήχος µέσα σε κάθε υδάτινη µάζα επηρεάζεται από τα φυσικά της χαρακτηριστικά, κυρίως τη θερµοκρασία, την αλατότητα και την πίεση. Σε νερό αλατότητας 34,88% και θερµοκρασία 0 0 C, υπελογίσθη ότι η ταχύτητα του ήχου είναι 1445 m/sec. Η τιµή αυτή αυξάνεται κατά προσέγγιση κατά 18 m/sec για κάθε 1000 m αύξηση του βάθους, κατά 4 m/sec για κάθε βαθµό αύξηση της θερµοκρασίας και κατά 1,5 m/sec για κάθε 1% αύξηση της αλατότητας. 7. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ - Anikouchine, W.A and Stenberg, R.W., 1973. The World Ocean. Prentice Hall U.S.A. - Friedrich, H., 1969, Marine Biology, Sidgwick Jakson, London - Ivanoff, A., 1975. Introduction a 1Oceanographie. Proprietes physiques et chiniques des eaux de mer. Vuibert Paris - Mosetti, F., 1964. Oceanografia. Bianco Udine. - Peres, J.M., 1972. Clefs pour 1Oceanographie. Seghers Paris - Valiela I., 1984. Marine Ecological Processes. D.R. Reichle Ed. Springer Verlag. N.Y. 30

II. ΖΩΗ ΣΤΟ ΘΑΛΑΣΣΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 1. ΙΑΣΠΟΡΑ ΤΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ Ζωντανοί οργανισµοί απαντούν από την επιφάνεια µέχρι τα µεγαλύτερα βάθη των ωκεανών. Σε γενικές γραµµές, όλες οι µεγάλες οµάδες φυτών και ζώων, από τα θηλαστικά µέχρι τα βακτήρια, αντιπροσωπεύονται στο θαλάσσιο περιβάλλον. Βέβαια, ορισµένες από αυτές τις οµάδες, όπως τα ερπετά, τα έντοµα και τα φανερόγαµα παρουσιάζουν µόνο µερικές δεκάδες ειδών που µπορούν να ζήσουν στο θαλάσσιο περιβάλλον. Αντίθετα, άλλες οµάδες ζουν αποκλειστικά και µόνο στη θάλασσα (π.χ. κεφαλόποδα, εχινόδερµα κλπ) ή έχουν λίγους αντιπροσώπους στο χερσαίο οικοσύστηµα (π.χ. βρυόζωα, σπόγγοι). Η διασπορά των οργανισµών που ζουν στους ωκεανούς είναι εξαιρετικά ανοµοιογενής δεδοµένου ότι τόσο η ποικιλία των ειδών όσο και ο αριθµός των ατόµων ενός και του αυτού είδους που ζουν σε µια συγκεκριµένη περιοχή επηρεάζονται από τη θερµοκρασία. Αποτέλεσµα αυτού είναι να υπάρχει µια αντίστροφη σχέση µεταξύ της ποικιλίας των ειδών ή/και του αριθµού των ατόµων ενός και του αυτού είδους και του γεωγραφικού πλάτους ή/και του βάθους. Έτσι, για παράδειγµα, είναι γνωστά σήµερα περίπου 180.000 είδη ζώων που ζουν στον βυθό των ωκεανών από τα οποία µόνο 1.200 απαντούν πέρα των 3.000 m βάθους, 160 πέρα των 6.000 m και 50 πέρα των 9.000 m. Επίσης, ο αριθµός πλαγκτικών οργανισµών που περιέχεται σε 1 m 3 νερού σε βάθος 500 600 m είναι ίσος µε το 1/3 αυτού που µετράται στα 0 50 m, ενώ στα 6.000 m φθάνει το 1/50 και στα 10.000 m το 1/500. Με την ίδια λογική η µέση ποσότητα ζωντανής οργανικής ύλης που φτάνει µερικές εκατοντάδες γραµµάρια ανά m 3 στο επίπεδο της ηπειρωτικής υφαλοκρηπίδας, περιορίζεται σε µερικά mg σε 10.000 m βάθος. 2. ΤΡΟΦΙΚΗ ΑΛΥΣΙ Α ΤΟΥ ΘΑΛΑΣΣΙΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Στο θαλάσσιο οικοσύστηµα, όπως και στο χερσαίο, η τροφική αλυσίδα αποτελείται από παραγωγούς και από καταναλωτές. Παραγωγοί είναι όλοι οι υδρόβιοι φυτικοί οργανισµοί που έχουν χλωροφύλλη και είναι ικανοί, χρησιµοποιώντας την ηλιακή ενέργεια, διοξείδιο του άνθρακα και διάφορα ανόργανα ιόντα, να συνθέτουν οργανικές ουσίες, δηλαδή πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και λίπη. Ο ρυθµός µε τον οποίο συντίθενται οι οργανικές αυτές ουσίες είναι γνωστός σαν πρωτογενής παραγωγικότητα και µετράται µε το βάρος του οργανικού άνθρακα που παράγεται από τους παραγωγούς ανά µονάδα χρόνου και ανά µονάδα επιφάνειας ή ανά µονάδα όγκου ύδατος το µεγαλύτερο µέρος της πρωτογενούς παραγωγής οφείλεται στους φυτοπλαγκτικούς οργανισµούς η βιοµάζα των οποίων εκφράζεται ως βάρος άνθρακα ανά µονάδα όγκου ή ανά µονάδα επιφάνειας ύδατος. Πρέπει να σηµειωθεί ότι εκτός της 31

πρωτογενούς παραγωγικότητας χρησιµοποιούνται και οι όροι της ολικής πρωτογενούς παραγωγικότητας και της πραγµατικής πρωτογενούς παραγωγικότητας. Η ολική πρωτογενής παραγωγικότητα αναφέρεται στο ποσό του άνθρακα που παράγεται από τη φωτοσύνθεση. Η πραγµατική πρωτογενής παραγωγικότητα προκύπτει όταν από την ολική αφαιρεθεί το ποσό του άνθρακα που καταναλώθηκες κατά την αναπνοή των φυτοπλαγκτικών οργανισµών, δηλαδή αναφέρεται στον ρυθµό παραγωγής οργανικής (φυτικής) ύλης. Καταναλωτές είναι όλοι οι ζώντες οργανισµοί οι οποίοι τρέφονται µε οργανική ύλη φυτικής ή ζωικής προέλευσης. Όπως και στο χερσαίο οικοσύστηµα, διακρίνουµε τρεις βαθµίδες καταναλωτών, τους πρωτογενείς που τρέφονται από φυτοπλαγκτόν, τους δευτερογενείς που τρέφονται από τους πρωτογενείς καταναλωτές, και τους τριτογενείς που τρέφονται από τους δευτερογενείς καταναλωτές αντίστοιχα. Στην πρώτη βαθµίδα ανήκουν κυρίως οι ζωοπλαγκτικοί οργανισµοί, στη δεύτερη ζωοπλαγκτοφάγα ψάρια και στην τρίτη τα σαρκοφάγα ψάρια. Οι βαθµίδες αυτές καθορίζουν µια σειρά από τροφικά επίπεδα, ή τους κρίκους της θαλάσσιας τροφικής αλυσίδας η οποία παρουσιάζεται εδώ σε υπεραπλουστευµένη µορφή. Στην πράξη, οι τροφικές σχέσεις δεν είναι τόσο απλές δεδοµένου ότι πολλοί από τους εµπλεκόµενους οργανισµούς παίρνουν την τροφή τους από περισσότερα του ενός τροφικά επίπεδα. Αποτέλεσµα αυτού είναι οι κρίκοι της τροφικής αλυσίδας να περιπλέκονται και να σχηµατίζουν ένα τροφικό δίκτυο ή πλέγµα. Στα διάφορα τροφικά επίπεδα παρατηρούνται µεγάλες απώλειες οργανικής ύλης που οφείλονται σε δύο βασικές αιτίες. Η πρώτη είναι ότι ένα µεγάλο ποσοστό των διάφορων οργανισµών σε κάθε τροφικό επίπεδο δεν καταναλώνεται αλλά πεθαίνει και αποσυντίθεται υπό την επίδραση της βακτηριακής δράσης. Η δεύτερη είναι ότι µέρος της τροφής που καταναλώνεται από τα διάφορα είδη οργανισµών αποβάλλεται χωρίς να έχει αφοµοιωθεί. Ο βαθµός εκµετάλλευσης της τροφής ποικίλει σηµαντικά από το ένα επίπεδο στο άλλο γιατί εξαρτάται από το είδος των οργανισµών και από τον τύπο διατροφής. Όµως, σε γενικές γραµµές, ισχύουν οι ίδιες σχέσεις που διέπουν τα χερσαία οικοσυστήµατα. 3. ΟΙΚΟΛΟΓΙΚΗ ΥΠΟ ΙΑΙΡΕΣΗ ΤΩΝ ΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ Ο κλασικότερος τρόπος διαίρεσης των θαλάσσιων οργανισµών είναι αυτός που βασίζεται στο ευρύτερο περιβάλλον στο οποίο ζουν και κινούνται. Με βάση αυτή τη λογική, διακρίνουµε δύο µεγάλες κατηγορίες οργανισµών: τους βενθικούς και τους πελαγικούς. Βενθικοί είναι όλοι οι οργανισµοί που ζουν ή/και κινούνται πολύ πλησίον του βυθού. Για τους οργανισµούς που ζουν και κινούνται πολύ πλησίον του βυθού χρησιµοποιείται και ο όρος νηκτοβένθος ενώ έχουν καθιερωθεί οι όροι φυτοβένθος και ζωοβένθος για τον χαρακτηρισµό του συνόλου των φυτικών και ζωικών βενθικών οργανισµών αντίστοιχα. Πελαγικοί είναι όλοι οι οργανισµοί που ζουν και κινούνται µέσα στη στήλη του νερού από την επιφάνεια µέχρι τον πυθµένα των ωκεανών και των θαλασσών. Βέβαια ο χαρακτηρισµός αυτός είναι πολύ γενικός δεδοµένου ότι συµπεριλαµβάνονται στην ίδια κατηγορία µικροσκοπικοί µονοκύτταροι οργανισµοί και πολυκύτταροι µεγάλων διαστάσεων. 32