زمین‌شناسیعلوم پایه

سیاره آبی؛ ویژگى‌هاى آب دریا؛ سفر به ژرفای اقیانوس‌ها؛ فلات قاره

امتیازی که به این مقاله می دهید چند ستاره است؟
[کل: ۰ میانگین: ۰]

اولین فضانوردانى که از فاصله‌هاى دور زمین را دیدند به آن نام «سیاره آبى» دادند. زیرا بیشتر سطح زمین را آبپوشانده است. آب اقیانوس ها، دریا‌ها و دریاچه‌ها، رودها، آب‌های زیرزمینى، توده‌هاى یخ و برف و حتى بخارآب موجود در هوا را که پوشش ناپیوسته‌اى ازآب در سطح یا در نزدیک سطح زمین تشکیل داده‌اند مجموعاً «آب کره» می‌گویند.

اقیانو‌س‌ها

۹۷/۲ درصد حجم آب کره‌ی زمین در اقیانوس‌ها و دریاها ذخیره است. اقیانوس‌ها و دریاها از جهات مختلف در زمین‌شناسى اهمیت دارند. امواج اقیانوسى موجب تغییرشکل سواحل مى‌شوند. جریان‌هاى اقیانوسى در تعدیل آب و هواى خشکى‌هاى مجاور مؤثرند. اقیانوس‌ها محل ته نشست نهایى بیشتر رسوباتى هستندکه از خشکى‌هاى زمین حمل مى‌شوند. بسیارى از سنگ‌هایى که امروزه قسمت‌هاى وسیعى از سطح خشکى‌ها را پوشانده‌اند از رسوبات دریایى تشکیل شده‌اند.

مطالعه‌ی بستر اقیانوس‌ها در چند دهه‌ی اخیر، به روشن شدن وضعیت زمین‌شناسى سیاره ما کمک شایانى کرده است.

اولین فضانوردانی که از فاصله‌هاى دور زمین را دیدند به آن نام سیارۀ آبى دادندشکل ۱- اولین فضانوردانی که از فاصله‌هاى دور زمین را دیدند به آن نام سیارۀ آبى دادند. 

ویژگى‌هاى آب دریا

گرچه ممکن است خصوصیات آب دریا بطور محلى تغییرات چندانى نشان ندهد، ولى در مقیاس وسیع، این تغییرات زیاد است. گذشته‌ از نوع جانداران، آب دریا از نظرترکیب، شورى، گازهای محلول، دما، چگالى و میزان ذرات معلق تغییر مى‌کند.

املاح: تقریباً تمام عناصر موجود در پوسته‌ی زمین هرچند به مقدار ناچیز، درآب اقیانوس‌ها هم یافت مى‌شود. آدمى از هزاران سال قبل مى‌دانست که اگر آب دریا را تبخیر کند یا بجوشاند، مقدارى نمک‌هاى مختلف به دست مى‌آورد و از همین راه نمک خوراکى خود را تأمین مى‌کرد. اگر یک لىتر آب دریا تبخیر شود، بطور متوسط حدود ۳۴/۵ گرم نمک به جاى مى‌ماند. فراوانى نمک‌هاى مختلف آب دریا را در جدول زیر مى‌بینید.

نمودار درصد املاح فراوان تر آب دریاشکل ۲- نمودار درصد املاح فراوان تر آب دریا

مقدار نمک‌هاى محلول در آب اقیانوس‌ها را معمولاً برحسب گرم بر کیلوگرم آب بیان مى‌کنند و به آن «درجه‌ی شورى» مى‌گویند. بنابراین، شورى متوسط آب اقیانوس‌ها ۳۴/۵ گرم برکیلوگرم است.

  • درجه‌ی شورى آب خلیج فارس ۴۰ گرم بر کیلوگرم است. چگونه آن را توجیه مى‌کنید؟ به ظر شما درجه‌ی شورى چه مناطقى باید از مقدار متوسط آن کمتر باشد؟ براى گفته خود دلیل بیاورید.
  • برای به دست آوردن ۶٢ گرم نمک طعام از آب خلیج فارس، به تبخیر حدود چند کیلوگرم آب نیاز است؟

امروزه علاوه بر نمک طعام، عناصرى چون منیزیم و برم را هم از آب دریا به دست مى‌آورند، منیزیم با چگالى نسبتاً م خود در هواپیماسازى، و برم در تهیه‌ی محصولات عکاسى کاربرد دارد.

گازها: گازها هم مانند مواد جامد در آب دریا یافت مى‌شوند و در این میان اکسیژن و دى اکسیدکربن مهمتر از بقیه‌اند. وجود این گازها براى جانداران ساکن آب اهمیت بسیار دارد. تمام جانوران باید اکسیژن آزاد به دست آورند تا تنفس کنند. وقتى که ماهى‌ها و سایر جانوران آبزى اکسیژن محلول درآب را مورد استفاده قرار مى‌دهند، اکسیژن اتمسفرى جانشین آن مى‌شود. به علت فرآیند فتوسنتز گیاهان و جلبک‌هاى فراوان موجود در سطح آب، مقدارى اکسیژن از آب وارد هوا مى‌شود. در ضمن، جریان‌هاى دریایى، اکسیژن را از سطح به عمق آب مى‌برند. فقط مقدار کمى از دى اکسیدکربن آب اقیانوس به صورت مولکول CO2 باقى مى‌ماند. مقدار زیادى از این گاز با آب واکنش کرده، به صورت یون‌هاى کربنات -۲(CO3) و بی‌کربنات-(HCO3) مى‌آید. از آنجا که توانایى آب در نگهدارى چنین یون‌هایى زیاد است، اقیانوس‌ها نسبت به اتمسفر مقدار بیشترى دى اکسیدکربن و اکسیژن دارند. همچنین، آب سرد در مقایسه با آب گرم توانایى زیادترى در نگهدارى گازها و یون‌هاى آن دارد.

 دما: در دریاهاى باز، دماى سطحى آب از حدود ۳- درجه سانتیگراد در نواحى قطبى تا ۳۲+ درجه سانتیگراد در مناطق استوایى مى‌رسد.

 عامل اصلى گرم کننده آب دریا اشعه خورشید است که تا عمقى متجاوز از صد متر در آب دریا نفوذ مى‌کند و بیشتر گرماى آن در نزدیکى سطح آب جذب مى‌شود. در ضمن، جریان‌هاى دریایی با جابه‌جا کردن آب‌هاى سرد و گرم دما را در نواحى مختلف و اعماق متفاوت تا حدى متعادل مى‌سازند.

 برخلاف لایه‌هاى سطح آب که دمایی تغییرپذیر دارد، در عمق بیشتر از ۵۰۰ متر، دماى آب ثابت و معادل ۴ درجه‌ی سانتیگراد است. به افت ناگهانی دما از ۳۲ درجه‌ی داست. به افت ناگهانی دما استوایی به ۴ درجه‌ی سانتیگراد در عمق بیش از ۵۰۰ متر، ترموکلاین می‌گویند. به طورى که مثلاً حتی در آب‌هاى گرم استوایى دما یکباره از ۳۲ به ۴ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد.

تغییرات دماى آب متناسب با عمقشکل ۳- تغییرات دماى آب متناسب با عمق

فشار: فشار آب با افزایش عمق، زیاد مى‌شود. در مقابل هر ده مترعمق، یک اتمسفر بر فشار آب اضافه مى‌شود. با این ترتیب، در نقاط عمیق اقیانوس، فشار بسیار زیاد است.

بیشتر بدانید

سفر به ژرفای اقیانوس‌ها

اکتشافات در بستر دریاها و کشف اسرار آن ابتدا به وسیله‌ی غواصان انجام مى‌گرفت. لباس‌هاى سنگین و کلاه‌هاى آهنى، این غواصان را در برابر فشارهاى زیاد آب محافظت مى‌کرد. امروزه دانشمندان قادرند با استفاده از سفینه‌ها یا زیر دریایى‌هاى کوچک به عمیق‌ترین بخش‌هاى اقیانوس‌ها سفر کنند. انواع مختلفى از این گونه سفینه‌ها وجود دارد. برخى چند و بعضى یک مسافر را مى‌تواند با خود پایین ببرد و پاره‌اى نیز بدون سرنشین‌اند و از سطح دریا کنترل مى‌شوند. از این وسایل براى عکس‌بردارى، مشاهده‌ی مستقیم، نمونه‌بردارى از رسوبات، تعمیر سازه‌هاى زیر آبى، حتى یافتن کشتى‌هاى غرق شده و پیدا کردن جواهرات گم شده در اعماق اقیانوس‌ها استفاده مى‌شود. برخى از این وسایل براى سفر به ژرف‌ترین نقاط اقیانوسى طراحى شده‌اند.گودال ماریانا (ژرف‌ترین نقطه در اقیانوس‌ها به ژرفاى بیش از ۱۱ کیلومتر) با یکى از همین وسایل مورد مطالعه قرار گرفته است. در سال ۱۹۶۰ نیز دو نفر توانستند به کف گودال چالنجر (به عمق بیش از ۱۰۹۰۰ متر)، درغرب اقیانوس آرام برسند. فولادى که براى ساختن کابین این دستگاه به کار رفت به ضخامت ۱۵ سانتیمتر بود.

چگالى: چگالى آب دریاها به عوامل مختلفى مثل شورى، دما و مقدار مواد معلق درآن بستگى دارد. هرچه آب شورتر، سردتر و داراى مواد معلق بیشترى باشد چگالتر است؟

مقایسه کنید

منحنى‌هاى مـقابل تغییرات شورى، چگالى و دما را در آب‌هاى سطحى اقیانوس‌اطلس از ۶۰ درجه‌ی شمالی تا ۶۰ درجه‌ی جنوبی نشان مى‌دهند. بین منحنى‌ها چه رابطه‌اى وجود دارد. تغییرات شورى، چگالى و دما را در آب‌هاى سطحى اقیانوس‌اطلس

حرکات: آب اقیانوس‌ها و دریاها دائماً در حال حرکت‌ است. این حرکت علل مختلفى دارد که از میان آن‌ها می‌توان اثر باد‌ (موج)، نیروى گرانشى ماه و خورشید (جزرومد)، را نامبرد. حرکات آب دریاها در تغییر شکل پوسته زمین، تغییرات اقلیمى نقاط مختلف زمین و تولید منابع غذایى دریایى اهمیت فراوانى دارد. مهمترین حرکت‌هاى آب دریا عبارتنداز: امواج و جریان‌هاى دریایى سطحى و عمقى.

حرکات ذرات آب و تشکیل موجشکل ۴- حرکات ذرات آب و تشکیل موج

امواج: موج آب عبارت از حرکت منظم ذرات آب به طرف بالا و پایین است که به صورت چین‌هایى در سطح آب دیده مى‌شود. وقتى که باد بر سطح آب مى‌وزد، در اثر اصطکاک این دو باهم، چین‌هایى در سطح آب پدید مى‌آید که در جهت حرکت باد پیوسته به جلو رانده مى‌شود. وقتى که موجى از سطح آب می‌گذرد، ذرات آب در قسمت سطحى حرکت دایره مانندى انجام مى‌دهند. قطر دایره‌ها با افزایش عمق کاهش مى‌یابد و در عمقى معادل نصف طول موج، ذرات آب تقریباً دیگر حرکتى ندارند.

طوفان‌هاى شدید مى‌توانند امواجى با طول و ارتفاع زیاد ایجاد کنند که در این صورت‌ آب دریاها تا عمق زیادى داراى حرکت خواهد شد.

جریان‌هاى اقیانوسى: عوامل مختلفى موجب مى‌شوند که توده‌هاى آب در امتداد سطح یا در عمق اقیانوس‌ها به حرکت درآیند. این گونه حرکات آب را جریان‌هاى سطحى و عمقى مى‌خوانند.

جریان‌هاى سطحى: عامل مهم جریان‌هاى سطحى اقیانوس‌ها، بادهاى عمومى کره‌ی زمین‌اند. زمانى که باد در امتداد سطح آب مى‌وزد، علاوه بر تولید موج، مى‌تواند آب‌هاى سطحى را به آهستگى به جلو براند و جریان اقیانوسى ایجاد کند. این جریان‌ها وسعت بسیار ولى معمولاً عمق کمى دارند. در ایجاد جریان‌هاى سطحى اقیانوسى عوامل دیگرى از قبیل حرکت وضعى زمین، اختلاف چگالى آب و شکل بستر اقیانوس‌ها نیز مؤثرند.

بعضى از جریان‌هاى دریایى مانند گلف استریم، آب‌هاى گرم مناطق استوایى را به عرض‌هاى بالاتر و بعضى دیگر مانند لابرادور آب‌هاى سرد قطبى را به عرض‌هاى پایین‌تر مى‌برند.

جریان‌هاى دریایى گرم و سرد در اقیانوس‌هاى جهانشکل ۵- جریان‌هاى دریایى گرم و سرد در اقیانوس‌هاى جهان

  • اگر جریان‌هاى سطحى اقیانوس‌ها وجود نداشتند چه تغییرى در اقلیم کره‌ی زمین به وجود می‌آمد؟

جریان‌هاى عمیق: چنان که دیدیم، چگالى آب دریاها و اقیانوس‌ها به علت تغییر دما، شورى و میزان مواد معلق موجود در آن‌ها در نقاط مختلف متفاوت است. اختلاف چگالى آب اقیانوس‌ها در نقاط مختلف، موجب جابه‌جایى آب و تشکیل جریان‌هاى قائم مى‌شود.

جریان‌هاى تنگه جبل الطارق (بین مدیترانه و اقیانوس‌اطلس) بهترین نمونه جریان‌هاى حاصل از اختلاف چگالى است. در این دریاى گرم، میزان تبخیر بیشتر از میزان بارندگى یا آبى است که از راه رودها وارد آن مى‌شود. به همین علت، میزان شورى آب در دریاى مدیترانه بیشتر از اقیانوس اطلس است (میزان شورى اقیانوس اطلس ۳۵ و دریاى مدیترانه ۳۹ گرم در کیلوگرم است).

  • اگر دریاى مدیترانه از راه تنگه جبل الطارق با اقیانوس اطلس در ارتباط نبود، چه پدیده‌اى رخ مى‌داد؟

این اختلاف سبب مى‌شود آب‌هاى شور و سنگین دریاى مدیترانه در امتداد کف تنگه حرکت کنند و در آب‌هاى سبک‌تر اقیانوس اطلس فرو روند. همزمان با آن، آب‌هاى سبک‌تر ایانوس اطلس به مدیترانه جریان مى‌یابند و جانشین آب‌هاى شورى مى‌شوند که از آن خارج شده‌اند.

آب بسیار شور دریاى مدیترانه در مقایسه با آب اقیانوس، جریان عمقى ویژه‌اى پدید می‌آورد. ۶- آب بسیار شور دریاى مدیترانه در مقایسه با آب اقیانوس، جریان عمقى ویژه‌اى پدید می‌آورد.

راه دیگر براى به وجود آمدن این‌گونه جریان‌ها، سرد شدن آب است. مثلاً آب‌هاى سرد نواحى قطب شمال و جنوب در اقیانوس اطلس به علت سنگینى به عمق مى‌روند و آب‌هاى نواحى عمیق این اقیانوس به سمت مناطق گرم‌تر حرکت مى‌کنند. وجود این نوع جریان‌ها براى جانداران دریازى بسیار مهم است، زیرا به همراه آبى که به سوى اعماق دریا مى‌رود مقدار زیادى اکسیژن محلول وجود دارد. درضمن، هنگامى که آب‌ها از عمق به سطح مى‌آیند، مقدار زیادى ترکیبات نیترات و فسفات‌دار به همراه مى‌آورند. پلانک‌تون‌هاى گیاهى که خود اولین زنجیره غذایى دریاها را تشکیل مى‌دهند به این مواد نیاز فراوانى دارند.

نوعى دیگر از جریان‌هاى مربوط به اختلاف چگالى، مخلوط شدن گل و لاى با آب دریاست که در مناطق حاشیه‌ی قاره‌ها صورت مى‌گیرد. طبعاً آب گل آلود از آب صاف سنگین‌تر است و در زیر آب‌هاى سبک‌تر جریان پیدا مى‌کند. این قبیل جریان‌ها را معمولاً در نقاطى مى‌توان یافت که رودى گل آلود وارد دریایى آرام مى‌شود و یا رسوبات نزدیک لبه فلات قاره بر اثر زلزله به لرزش درآیند و در شیب قاره حرکت کنند.

  • به علت فراوانى ماهى در سواحل کشور پرو در امریکاى جنوبى، این کشور یکى از بزرگ‌ترین صادرکنندگان ماهى به شمار مى‌آید، آیا مى‌توانید دلیلى براى این پدیده پیدا کنید؟

شکل‌شناسى بستر اقیانوس‌ها

تا چند دهه قبل اطلاعات زیادى از شکل بستر اقیانوس‌ها در دست نبود. در گذشته براى اندازه‌گیرى عمق اقیانوس‌ها از ریسمان و وزنه استفاده مى‌شد که کارى بس سخت و خسته کننده بود و به همین جهت اطلاعات کمى از این راه به دست مى‌آمد. اما از اواسط قرن بیستم میلادى با استفاده از دستگاه‌هایى که زمان رفت و برگشت امواج صوتى را از سطح تا کف دریا به آسانى تعیین مى‌کرد، دانشمندان توانستند ژرفاى آب اقیانوس‌ها را در هـر نقطه بـه آسانى و بـه سرعت انـدازه‌گیرى کنند. به این ترتیب نقشه‌ی اقیانوس‌ها تهیه شد. همچنین با استفاده از زیر دریایی‌های تحقیقاتی، بهره‌گیرى از وسایل نمونه‌گیرى و دستگاه‌هاى حفارى پیشرفته اطلاعات با ارزشى از رسوبات و سنگ‌هاى بستر اقیانوس‌ها به دست آمد (شکل ٧).

اندازه‌گیری و ثبت ژرفاى آب اقیانوسها. علائم صوتى تولید شده در کشتى پس از برخورد و بازتاب، به وسیله گیرنده‌هاى موجود در کشتى دریافت می‌شود. با معلوم بودن سرعت صوت در آب و اندازهگیرى زمان رفت و برگشت امواج صوتى، ژرفاى آب قابل محاسبه است. ۷- اندازه‌گیری و ثبت ژرفاى آب اقیانوس‌ها. علائم صوتى تولید شده در کشتى پس از برخورد و بازتاب، به وسیله گیرنده‌هاى موجود در کشتى دریافت می‌شود. با معلوم بودن سرعت صوت در آب و اندازهگیرى زمان رفت و برگشت امواج صوتى، ژرفاى آب قابل محاسبه است. 

مطالعات و اندازه‌گیرى‌ها نشان مى‌دهد که بستر اقیانوس‌ها مانند سطح خشکى‌ها داراى پستى و بلندى‌ها و عوارض متنوعى است که به ترتیب از ساحل به سمت پشته‌ی اقیانوسی عبارتند از: فلات قاره، شیب قاره، خیز قاره، دشت مغاکی و پشته‌ی اقیانوسی.

فلات قاره: به بخش کم‌شیب حاشیه‌ی قاره‌ها گفته می‌شود که از خط ساحلی تا شیب قاره ادامه دارد. این بخش بیشتر از لایه‌های رسوبی ضخیم ساخته شده است. این رسوب‌ها حاصل فرسایش خشکی‌های مجاورند که در زمانهای طولانی روی هم انباشته شده است. حداکثر عمق فلات قاره در نقاط مختلف، متفاوت است. ولی معمولاً عمق ٢٠٠ متر را برای آن درنظر می‌گیرند. فلات قاره در اطراف برخی قاره‌ها دارای پهنای زیاد و در برخی مناطق، بسیار باریک است. این بخش اگرچه توسط آب پوشیده شده است، ولی از نظر زمین‌شناسی جزء قاره محسوب می‌شود. آن بخش از ذخایر نفتی دنیا که در دریاها قرار دارند، در این بخش واقع شد‌ه‌اند.

شیب قاره: به بخش نسبتاً پرشیب‌تر از بستر اقیانوس که از فلات قاره تا خیز قاره ادامه دارد، شیب قاره می‌گویند. بنابراین حد زمین‌شناسی حوضه‌های اقیانوسی، خط ساحلی نیست، بلکه شیب قاره است. به مجموع فلات قاره و شیب قاره، حاشیه‌ی قاره‌ می‌گویند.

خیز قاره: در دامنه‌ی شیب قاره نیز معمولاً منـطقه‌ای با شیب نسبتاً آرام به نام خیز قاره وجود دارد که شیب قاره را به دشت مغاکی متصل می‌کند.

البته در حاشیه‌ی برخی اقیانوس‌ها مانند اقیانوس آرام، شیب قاره به گودال‌های عمیقی که به موازات حاشیه‌ی قاره امتداد دارند، منتهی می‌شوند. این گودال‌ها را دراز گودال اقیانوسی می‌‌‌گویند. مانند درازگودال ماریانا به عمق حدود ١١٠٠٠ متر درغرب اقیانوس آرام که عمیق‌ترین بخش شناخته شده‌ی کره‌ی زمین است.

دشت مغاکی: به مسطح‌ترین وعمیق‌ترین بخش حوضه‌ی اقیانوسی دشت مغاکی می‌گویند.

برشى فرضی از بستر اقیانوسشکل ۸- برشى فرضی از بستر اقیانوس

پشته‌های اقیانوسی: به رشته کوه‌های خطی و طویل کف اقیانوس‌ها، پشته‌ی اقیانوسی می‌گویند. این رشته‌ کوههای مرتفع زیردریایی شکل متقارنی داشته و در امتداد محور مرکزی آن‌ها، دره‌های عمیقی وجود دارد. محل پشته‌های اقیانوسی، فعالیت‌های آتشفشانی و زمین لرزه‌ای، فراوان است. به عنوان مثال می‌توان به پشته‌ی اقیانوسی اطلس اشاره نمود.

پشته اقیانوسی در اقیانوس اطلسشکل ۹- پشته اقیانوسی در اقیانوس اطلس

آیا این مقاله برای شما مفید بود؟
بله
تقریبا
خیر

داریوش طاهری

اولیــــــن نیستیــم ولی امیـــــد اســــت بهتـــرین باشیـــــم...! خدایــــــــــا! نام و آوازه مــــــرا چنان در حافظــه‌ها تثبیت کن که آلزایمـــــــــر نیز تــوان به یغمـا بـردن آن را نـداشتــــــه باشـد...! خدایـــــــــا! محبّـت مــرا در دل‌های بندگانت بینداز ... خدایــــــا! مــــرا دوســــت بــــدار و محبوبــم گـــردان...!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا