Johdatus Oseanografiaan

auringon säteilyenergia on tärkeää useiden valtamerten suurten prosessien kannalta:

• ilmasto, tuulet ja suuret merivirrat ovat viime kädessä riippuvaisia maahan saapuvasta auringon säteilystä, joka lämmittää eri alueita eriasteisesti.
• auringonvalo lämmittää pintavettä, jossa elää paljon merellistä elämää.
• auringon säteily tuottaa valoa fotosynteesille, joka tukee koko valtameren ekosysteemiä.

auringosta maahan saapuva energia on sähkömagneettisen säteilyn muoto, jota edustaa Sähkömagneettinen spektri (Kuva 6.5.1). Sähkömagneettisten aaltojen taajuus ja aallonpituus vaihtelevat. Korkeataajuisilla aallonpituuksilla on hyvin lyhyet aallonpituudet, ja ne ovat hyvin suurienergiaisia säteilyn muotoja, kuten gammasäteitä ja röntgensäteitä. Nämä säteet voivat helposti tunkeutua elävien organismien elimistöön ja häiritä yksittäisiä atomeja ja molekyylejä. Spektrin toisessa päässä ovat matalaenergiset, pitkän aallonpituuden aallot, kuten radioaallot, jotka eivät aiheuta vaaraa eläville eliöille.

suurin osa maahan saapuvasta aurinkoenergiasta on näkyvän valon alueella, aallonpituuksilla noin 400-700 nm. Jokaisella näkyvän valon värillä on ainutlaatuinen aallonpituus, ja ne muodostavat yhdessä valkoisen valon. Lyhimmät aallonpituudet ovat spektrin violetissa ja ultraviolettipäässä, kun taas pisimmät aallonpituudet ovat punaisessa ja infrapunapäässä. Välissä näkyvän spektrin värit muodostavat tutun”ROYGBIVIN”; punainen, oranssi, keltainen, vihreä, sininen, indigo ja violetti.

vesi absorboi erittäin tehokkaasti saapuvaa valoa, joten mereen tunkeutuvan valon määrä vähenee nopeasti (vaimenee) syvyydellä (Kuva 6.5.2). 1 metrin syvyydessä on jäljellä vain 45% meren pinnalle putoavasta aurinkoenergiasta. 10 m: n syvyydessä valosta on jäljellä enää 16% ja 1% alkuperäisestä valosta 100 m: n syvyydessä. mikään valo ei läpäise valoa yli 1000 m: n.

kaiken vaimennuksen lisäksi valtameret absorboivat valon eri aallonpituuksia eri nopeudella (Kuva 6.5.2). Näkyvän spektrin ääripäiden aallonpituudet vaimenevat nopeammin kuin keskellä olevat aallonpituudet. Pidemmät aallonpituudet imeytyvät ensin; punainen imeytyy ylemmässä 10 metrissä, oranssi noin 40 metrissä ja keltainen häviää ennen 100 metriä. Lyhyemmät aallonpituudet tunkeutuvat syvemmälle, jolloin sininen ja vihreä valo saavuttavat syvimmät syvyydet.

tämä selittää, miksi kaikki näyttää siniseltä veden alla. Havaitsemamme värit riippuvat valon aallonpituuksista, joita silmämme vastaanottavat. Jos esine näyttää meille punaiselta, se johtuu siitä, että esine heijastaa punaista valoa, mutta imee kaikki muut värit. Ainoa väri, joka pääsee silmiimme, on siis punainen. Veden alla sininen on ainoa valon väri, joka on vielä saatavilla syvyydessä, joten se on ainoa väri, joka voi heijastua takaisin silmiimme, ja kaikella on sininen sävy veden alla. Punainen kohde syvyydessä ei näytä meille punaiselta, koska punaista valoa ei ole saatavilla heijastumaan kohteesta. Vedessä olevat kohteet näkyvät todellisina väreinään vain lähellä pintaa, jossa kaikki valon aallonpituudet ovat vielä käytettävissä, tai jos muut valon aallonpituudet tarjotaan keinotekoisesti, kuten valaisemalla kohde sukellusvalolla.

avomeren vesi näyttää kirkkaalta ja siniseltä, koska siinä on paljon vähemmän hiukkasia, kuten kasviplanktonia tai muita riippuvia hiukkasia, ja mitä kirkkaampaa vesi on, sitä syvempää valon läpäisy on. Sininen valo tunkeutuu syvälle ja siroaa vesimolekyylit, kun taas kaikki muut värit imeytyvät; näin vesi näyttää siniseltä. Toisaalta rannikkovesi näyttää usein vihertävältä (Kuva 6.5.2). Rannikkovedessä on paljon enemmän riippuvaa lietettä ja leviä sekä mikroskooppisia eliöitä kuin avomerellä. Monet näistä eliöistä, kuten kasviplankton, absorboivat fotosynteettisten pigmenttiensä kautta sinistä ja punaista valoa, jolloin vihreä on heijastuvan valon hallitseva aallonpituus. Näin ollen mitä suurempi kasviplanktonpitoisuus vedessä on, sitä vihreämmältä se näyttää. Pienet silttihiukkaset voivat myös absorboida sinistä valoa, jolloin veden väri siirtyy pois sinisestä, kun suspendoituneita hiukkasia on runsaasti.

valtameri voidaan jakaa syvyyskerroksiin valon läpäisyn määrän mukaan, kuten kohdassa 1.3 (Kuva 6.5.3) on esitetty. Ylempää 200 metriä kutsutaan foottiseksi tai euforiseksi vyöhykkeeksi. Tämä edustaa aluetta, jonne valo pääsee tunkeutumaan riittävästi fotosynteesin tueksi, ja se vastaa epipelagista vyöhykettä. 200-1000 metrin päässä sijaitsee dysfoottinen vyöhyke eli hämärän vyöhyke (vastaa mesopelagista vyöhykettä). Näissä syvyyksissä on vielä jonkin verran valoa, mutta se ei riitä fotosynteesin tukemiseen. Alle 1000 metrin on afoottinen (tai keskiyön) vyöhyke, johon ei läpäise valoa. Tämä alue sisältää suurimman osan valtamerten määrästä, joka on olemassa täydellisessä pimeydessä.