Pasaulinis vandenynas: Skirtumas tarp puslapio versijų

'''Pasaulinis vandenynas''' užima 70,8 % [[Žemė]]s rutulio. Didžiausi vandenynai yra [[Ramusis vandenynas|Ramusis]], [[Atlanto vandenynas|Atlanto]] ir [[Indijos vandenynas|Indijos]], tačiau [[Arkties vandenynas|Arkties]] ir [[Antarkties vandenynas|Antarkties vandenys]] irgi vadinami vandenynais, 2000m2000 m. okeanografai nusprendė skirti dar vieną vandenyną - – Pietų. Šie šeši vandenynai nėra atskiri, jie sudaro vientisą masyvą  – Pasaulinį vandenyną. Patogumo dėlei tarp vandenynų nustatytos ribos.

''Okeanografija  – [[okeanologija|okeanologijos]] ir [[hidrografija|hidrografijos]] šaka, tirianti konkrečių vandenyno dalių vandens fizines ir chemines savybes, procesus, reiškinius.''

Milžiniškame Pasauliniame vandenyne susikaupė 97,2 % visų planetos [[vanduo|vandens]] atsargų. Žmonės suprato, kad būtina tirti vandenynus  – jų biologiją, chemiją, geografiją, fiziką, nes žmonijos ateitis gal priklausys nuo to ką žinosime apie vandenynų maisto, mineralų ir energijos atsargas.

Pats svarbiausiais vandenyno turtas  – jo vanduo. Tačiau jūros vanduo yra druskingas, jame daug [[natrio chloridas|natrio chlorido]] (valgomosios druskos), todėl negėlintas netinka gėrimui, žemės ūkiui. Viename litre jūros vandens yra apie 35 g ištirpusių medžiagų, iš jų beveik 30 g (apie 85 %) sudaro [[natris|natrio]] ir [[chloras|chloro]] jonai.

[[Jūros vanduo]]  – labai sudėtinga medžiaga, kurioje yra 73 iš 93 gamtinių [[cheminis elementas|cheminių elementų]]. Be chloro ir natrio jame nemaža [[siera|sieros]], [[magnis|magnio]], [[kalis|kalio]] ir [[kalcis|kalcio]]  – jie sudaro apie 13 % ištirpusių medžiagų. Likusią dalį (mažiau kaip 1 %) sudaro bikarbonatas, [[bromas]], [[boras]], [[stroncis]], [[fluoras]], [[silicis]], menki kai kurių elementų kiekiai. Kadangi Pasaulinis vandenynas yra nepaprastai didelis, todėl net ir tų elementų, kurie sudaro menkutę dalį, bendra suma nemaža. Pavyzdžiui, jūros vandenyje [[auksas|aukso]] yra daugiau negu sausumoje, nors jo koncentracija vandenyje vos 0,000004 %. Jūros vandenyje yra įvairių ištirpusių atmosferos dujų, tarp jų ir [[azotas|azoto]], [[deguonis|deguonies]] ir [[anglies dioksidas|anglies dioksido]]. Be deguonies jūrose nebūtų [[gyvybė]]s. Deguonies kiekis vandenyje priklauso nuo temperatūros. Šaltame vandenyje jo būna daugiau negu šiltame. Tačiau jūrų gelmių šaltame vandenyje, kuris ilgą laiką nesiliečia su atmosfera, paprastai deguonies yra daug mažiau negu jūros paviršiuje

Jūros vandenyje ištirpusių druskų koncentracija vadinama [[druskingumas|druskingumu]]. Vidutinis jūros vandens druskingumas svyruoja tarp 33 ir 37 druskų dalių tūkstančiui vandens dalių, t. y. 33-37 ‰, vandenynų labai nevienodas. Įtekančios į jūrą didelės [[upė]]s arba ledo tirpsmas druskingumą mažina; jūros ypač druskingos ten, kur mažai lyja, bet daug išgaruoja. [[Baltijos jūra|Baltijos jūroje]], į kurią daug gėlo vandens atneša upės ir [[polaidis|polaidžio]] srautai, vandens druskingumas mažas  – tik 7,2 ‰. Druskingiausia yra [[Raudonoji jūra]]  – 41 ‰

Jūros vandens [[tankis]] yra labai svarbus jūros srovėms kilti.; su juo susijusi ir vandens druskingumo bei temperatūros sąveika. Jūros paviršiaus temperatūra kinta nuo -2˚C iki 29˚C. Vanduo pradeda užšalti, kai jo temperatūra nukrinta žemiau -2˚C. Vandenyno spalva priklauso nuo vandenyje sklindančios šviesos. Matomojo spektro raudonoji (ilgabangė) dalis susigeria prie jūros paviršiaus, o trumpesnės (mėlynos) bangos išsisklaido ir suteikia jūrai mėlyną spalvą. Jūros gyvybei labai svarbu, kad šviesa prasiskverbtų kuo giliau. Skaidriame vandenyje ji prasiskverbia į 110  m gylį, o drumzliname pajūrio vandenyje  – vos iki 15 metrų.

Vanduo  – geras garso laidininkas. Juo [[garsas]] sklinda maždaug 1507 m/s greičiu (ore 331 m/s). Jūrininkai naudoja [[echolotas|echolotą]]  – prietaisą, kuris matuoja gylį pagal laiką, per kurį garsas iš laivo pasiekia dugną ir grįžta atgal. Be abejo, ir temperatūra, ir slėgis turi įtakos garso sklidimui, todėl jo greitis vandenyje svyruoja ±100 m/s.

Paviršinės [[jūrų srovės]] buvo žinomos nuo seniausių laikų, jomis naudojosi senovės jūrininkai. [[Turas Hejerdalas]] „[[Kon Tikis|Kon tikio]]“ plaustu 1947  m nuplaukė nuo [[Peru]] iki Tuamotu salų per 101 dieną. Šioje beveik 7000  km kelionėje plaustą ginė ir [[vėjas]], bet vis dėlto svarbiausia varomoji jėga buvo Peru ir Pietų pasatinės srovės.

Vyraujantys vėjai stumia vandens paviršių ir sudaro dreifines (paviršines) sroves. Jos ne visai sutampa su vėjų kryptimi, nes jas kreipia [[Žemė]]s sukimosi sukelta [[Koriolio jėga]]. Šis poveikis, didėjantis tolstant nuo [[pusiaujas|pusiaujo]], kreipia sroves šiaurės pusrutulyje į dešinę nuo vėjo krypties, o Pietų pusrutulyje  – į kairę. Dėl to šiaurės pusrutulyje susidaro srovių, cirkuliuojančiu pagal laikrodžio rodyklę, sistema, o Pietų pusrutulyje  – prieš laikrodžio rodyklę.

Srovės dar priklauso nuo vandenynų guolio konfigūracijos ir sausumos išsidėstymo. Pavyzdžiui, Atlanto vandenyne Šiaurės pasatinė srovė teka [[Vest Indija|Vest Indijos]] salyno link. Ten didžioji jos dalis [[sąsiauris|sąsiauriais]] tarp salų įteka į [[Meksikos įlanka|Meksikos įlanką]], suka į šiaurės rytus ir vėl sąsiauriu tarp [[Florida|Floridos]] ir [[Kuba|Kubos]], jau [[Golfo srovė|Golfo srove]], išsprūsta į Atlantą. Nutolusi nuo Amerikos krantų ji jau vadinama Šiaurės Atlanto srove. Teka į šiaurės rytus, jos greitis  – maždaug 4-5 [[Mazgas (matas)|mazgai]]. Srovė ryški tik paviršiuje, 350  m gylyje ji vos pastebima.

Bangos ir potvyniai  – žinomiausi vandenynų ir jūrų reiškiniai. Drauge su vėju jie kartais virsta niokojančia jėga.

Kartais bangos kyla ir jūros gelmėse, tarp priešingos krypties srovių, bet tipiškiausios ir dažniausios yra vėjinės bangos. Atvira jūra ties kuria pučia vėjas, vadinama bangų įsibėgėjimo plotu. Vėjo keliamos bangos netaisyklingos, tačiau, išplitusios už įsibėgėjimo ribų jos darosi taisyklingesnės, tampa siūba, kuri pasklinda labai toli. Bangavimas  – cikliškas svyravimas: keliauja tik bangų forma, o vandens dalelės juda mažu apskritimu, praktiškai lieka vietoje. Jei nepučia vėjas ir nėra srovių, užkimštą butelį bangos kilnoja aukštyn ir žemyn beveik vienoje vietoje.

Bangos turi du pagrindinius matmenis. Bangos aukštis  – tai vertikalus atstumas nuo jos keteros iki papėdės, o bangos ilgis  – atstumas tarp dviejų gretimų keterų. Jūros bangos retai būna aukštesnės nei 12, nors 1933 metais Ramiajame vandenyne buvo užregistruota 34  m aukščio banga. Kad išaugtų tokia banga, jai reikia ilgo tūkstančių kilometrų įsibėgėjimo ploto ir labai smarkaus vėjo. Bangų judesiai persiduoda gilyn, bet dalelių cikliškos trajektorijos vandenyje greitai nyksta, ir jis išvis išnyksta gylyje kuris lygus maždaug pusei bangos ilgio. Šis gylis vadinamas bangos baze.

Cunamiai kartais vadinami potvynių bangomis, nors jie nieko bendra su šiuo reiškiniu neturi. Cunamius daugiausiai sukelia žemės drebėjimai, rečiau  – povandeninės nuošliaužos ir vulkanų išsiveržimai. Vandenyje cunamio banga retai kada būna aukštesnė kaip 60-90  cm, bet jos ilgis  – šimtai kilometrų, ji slenka šimtų kilometrų per valandą greičiu. 1946  m. žemės drebėjimas Aleutų lovyje sukėlė cunamį, kuris nusiaubė Honolulu miestą Havajuose. Cunamis pasiekė Havajus per 4 val. 34 min., įveikęs daugiau kaip 3200  km kelią; jo greitis  – apie 700 km/h. Aukštesnės nei 15  m bangos užpylė Honolulu, padarė 25 mln. dolerių nuostolį; žuvo 173 žmonės. Nors jūroje cunamio bangos ir neaukštos, bet jų energija milžiniška: seklumoje ji iškelia lėtėjančias bangas aukštyn. Krantą kartasi pasiekia 38  m ir aukštesnės bangos

Labiausiai niokojantys cunamiai kyla Ramiajame vandenyne, nors didelių cunamių buvę ir Atlante. Cunamis užplūdo Lisaboną netrukus po 1755  m. žemės drebėjimo. Vėliau 4-6  m bangos pasiekė ir Vest Indiją.

Siziginiai potvyniai kyla tada, kai Žemę, Mėnulis ir Saulė yra vienoje linijoje. Dėl jungtinės gravitacinės traukos poveikio vanduo per potvynį pakyla ypač aukštai, o per atoslūgį nuslūgsta ypač žemai; ekstremalių lygių skirtumas labai didelis. Mažiausi potvyniai  – kvadratūriniai. Jie kyla, kai Saulė, Žemė ir Mėnulis sudaro statų kampą.

Atviroje jūroje potvynis būna iki vieno metro, o uždarose jūrose, pavyzdžiui, Viduržemio jūroje,  – ne daugiau kaip 30  cm. Tačiau sekliose jūrose potvyniai pakyla iki 6  m, o upių estuarijose (estuarija  – – gilios ir plačios piltuvo pavidalo upės žiotys, platėjančios į jūros pusę.)  – iki 12-15  m. didžiausi potvyniai (apie 16 m) užregistruoti Fandžio įlankoje (Kanada). Kai kuriose estuarijose, pavyzdžiu, Hangdžouvano įlankoje (Kinija), Severno žiotyse (Anglija), kyla borai. Boras  – upe aukštyn plūstantis status vandens volas.

Senovės jūrininkai jūros gylį aplink kai kurias salas matavo lotu (svambalu, pririštu prie lyno). Magelanas pabandė pasiekti Ramiojo vandenyno dugną 370  m ilgio virve, tačiau jam nepavyko. Pirmą kartą vandenyno gylį išmatavo Džeimsas Rosas lotu jis pasiekė 3700  m gylį.

Pirmuosius patikimus vandenyno gylio tyrimus padarė 1872-18761872–1876 metais garsioji „Challenger“ laivo ekspedicija. Šioje ekspedicijoje buvo naudojami loto svambalai, prie kurių pritvirtinti vamzdiniai grumto ėmikliai. Taigi žmonės ėmė sistemingai tirti vandenyno gelmėse slūgsančias nuosėdas tuo metu, kai Žiulis Vernas kūrė romaną „20 000 mylių po vandeniu“. „Challenger“ ekspedicijos geologas Džonas Meris ir jo kolegos, ištyrę pargabentus į Europą nuosėdų bandinius, sukūrė jūrinių nuosėdų klasifikaciją. Ji vėliau buvo tobulinama, bet liko iš esmės nepakitusi. Ekspedicijos duomenys paneigė plačiai paplitusią nuomonę, kad vandenyno dugną sudaro tūkstančius kilometrų besidriekianti smėlio dykuma ir joje kur ne kur pabirusios salos, o prie dugno gyvena egzotiškos žuvys. Iš pirmųjų „Challenger“ ekspedicijos paimtų jūros dugno bandinių ir Vidurio Atlanto kalnagūbrio vėlesnio zondavimo duomenų bei jų pagrindu sudarytų to kalnagūbrio žemėlapių dar nebuvo galima suprasti dugno nuosėdų pasiskirstymo ir jų storio įvairovės, nustatyti visų didžiųjų vandenynų kalnagūbrių kilmės.

Šelfo dugnas  – smėlio sėklių ir smėlio bangų (povandeninių kopų) karalija. Kaip dykumoje vėjas, taip jūros dugne srovės neša, subūriuoja palaidą smėlį, subanguoja smėlėtą dugną. Šelfe giliai po smėlio sluoksniais, kontinentinėse uolienose, daugelyje vietų slūgso didžiuliai naftos ir dujų telkiniai.

Šelfo pakraštyje, maždaug 200  m gylyje, jūros dugnas ima staigiai gilėti; čia  – viršutinė kontinento šlaito riba. Vietomis jį raižo povandeniniai kanjonai, jais srūva povandeninės lavinos, vadinamos suspensinėmis srovėmis. Jų toli į jūrą nuneštas dumblas, gargždas ir smėlis nusėda kontinento šlaito papėdėje, maždaug 2000  m gylyje. Kontinentiniame šlaite ir jo papėdėje gyvybė yra kur kas skurdesnė; labiausiai ten paplitę dideli, laisvai plaukiojantys galvakojai moliuskai.

Kontinento šlaito papėdėje prasideda abišalinės lygumos  – didžiulės povandeninės dubumos. Jose gyvena vos viena kita dar keistesnė žuvų rūšis, pasitaiko kirmėlių, kalmarų, tačiau nėra jokios augalijos. Šiose lygumose stūkso aukštos kalnų grandinės, vadinamos vandenynų vidurio kalnagūbriais. Jų papėdės yra 4000  m gylyje; kai kurios viršūnės kyšo virš vandens (salos), tačiau dažniausiai yra 1000  m gylyje. Tose lygumose yra ir didelių kalnų, dažniausiai pavienių, o kartais stūksančių virtinėmis; tai salų krantinės dalis, pavyzdžiui, Havajai Ramiajame vandenyne. Beveik visi jie yra vulkaninės kilmės, apjuosti koralų žiedo.

Vienas seniausių patikimų nardymo aparatų buvo sukurtas XVI a. Jis buvo varpo pavidalo, atvira apačia. Oras į jį iš paviršiaus patekdavo per žarną. Naudojantis tokiu varpu, 1663-64 metais iš nuskendusio švedų laivo „Vasa“ buvo iškeltos patrankos. Pirmąjį didesnį varpą, kuriame tilpo daugiau negu vienas naras, 1690  m. sukūrė Edmundas Halis. Varpais dar ir dabar naudojasi uostų įrengėjai ir gelbėtojai. Gerai žinomas naro kostiumas su metaliniu šalmu, kurį 1837  m. sukūrė Augustas Zybė, taip pat dar vartojamas povandeniniams darbams, bet tik iki 60  m gylio. Labai judrų nardymo aparatą  – akvalangą 1943  m sukūrė Žakas Yvas Kusto ir Emilis Ganjanas. Kad naro neslėgtų, akvalange oro slėgis turi būti toks pat, kaip ir aplinkinio vandens. Iki 10  m gylio vandens slėgis lygus atmosferos slėgiui (1,03 kg/m²); giliau slėgis kas 10  m padidėja viena atmosfera. Kai oru kvėpuojama esant dideliam slėgiui, kraujyje ir kūno audiniuose labai padaugėja azoto, kuris sudaro ~80 % oro, koncentracija. Šis ištirpęs azotas, jei slėgis sumažėja per staigiai, organizme vėl gali virsti dujomis. Tai sukelia kesoninę (dekompresijos) ligą. Narui per greitai iškilus iš 14  m gylio, azotas iš kraujo nepasišalina įprastu būdu  – per plaučius; kraujagyslėse susidaro burbuliukų, trikdančių kraujo cirkuliavimą. Vengdami kesoninės ligos, narai kyla į paviršių ne iš karto, o sustodami tam tikrame gylyje. Jei to padaryti negalima, iškilęs naras skubiai uždaromas į dekompresijos kamerą, kurioje slėgis po truputį mažinamas.

Panirus giliau nei 40  m, organizme ištirpęs azotas gali sukelti narkozės būsena; žmogus susijaudina, jį apima euforija, jis netgi gali nusiplėšti nuo burnos oro žarną. Narkozės naras išvengia, jei kvėpuoja deguonies ir helio mišiniu; bet nuo jo kinta naro balsas, sunku suprasti jo šneką, be to, kūnas greit netenka šilumos  – šaltame vandenyje tai gana pavojinga (nebent naras dėvi šiltus drabužius)

Didžiausias gylis, į kurį jūroje buvo paniręs žmogus su automatiniu kvėpavimo aparatu (akvalangu),  – 133 metrai (1968). Kompresijos kameroje galima imituoti dar gilesnį nardymą. 1970  m. du Didžiosios Britanijos karo laivyno narai 10 valandų išbuvo sąlygose, atitinkančiose 457  m. gylį. „Panirimas“ ir dekompresija truko 10 dienų.

Buvo sukurti ir specialūs povandeniniai namai su panašiais organizmo prisotinimo įrenginiais „Conshelf“, „Tektite“, „Sealab“. Gyvenamoji patalpa nuleidžiama į jūros dugną, narai neria į jūrą ir grįžta iš jos per šliuzo prieškambarį. Tokie namai naudojami moksliniams tyrimams iki 100  m gylio.

Vieną seniausių povandeninių laivų pastatė Kornelijus van Dreblė 1620  m. dvylikos irkluotojų valdomas, jis plaukė Temze paniręs 5 metrus. Kariniams tikslams buvo statomi vis tobulesnis maži povandeniniai laivai. Tik septintame šio amžiaus dešimtmetyje pradėta statyti povandeninius laivus mokslinėms ekspedicijoms ir įvairiems darbams.

Biologijos ir geologijos tyrimams naudojami povandeniniai laivai, kurių vandens talpa paprastai ne didesnė kaip 10-20 tonų. Toks laivas laikomas didelio ekspedicinio laivo denyje. Jo įgula  – laivavedys ir 1-2 stebėtojai. Laivas hermetiškas (Hermetiškas  – nepraleidžiantis šalčio, dujų, skysčių, dulkių), todėl slėgis jame nesikeičia.

Nuo 1973  m. povandeniniai laivai vis daugiau naudojami naftos ir dujų gavybai atviroje jūroje: vamzdynams prižiūrėti, gręžimo platformų vietai pasirinkti.