海洋学入門

太陽からの放射エネルギーは、いくつかの主要な海洋プロセスにとって重要です:

• 気候、風、および主要な海流は、最終的には地球に到達し、異なる地域を異なる程度に加熱する太陽放射に依存しています。
• 太陽は海洋生物が多く住む地表水を暖める。
• 太陽放射は光合成のための光を提供し、海洋生態系全体を支えます。

太陽から地球に到達するエネルギーは、電磁スペクトルで表される電磁放射の一形態です（図6.5.1）。 電磁波は、その周波数と波長が異なります。 高周波波は非常に短い波長を持ち、ガンマ線やx線などの非常に高いエネルギー形態の放射線です。 これらの光線は、生物の体に容易に浸透し、個々の原子および分子を妨害することができる。 スペクトルのもう一方の端には、生物に危険をもたらさない電波のような低エネルギー、長波長の波があります。

地球に到達する太陽エネルギーのほとんどは可視光の範囲にあり、波長は約400-700nmです。 可視光の各色は固有の波長を持ち、一緒に白色光を構成します。 最も短い波長はスペクトルの紫と紫外の端にあり、最も長い波長は赤と赤外線の端にあります。 その間に、可視スペクトルの色はおなじみの”ROYGBIV”を構成しています; 赤く、オレンジ、黄色、緑、青、インディゴおよびすみれ色。

水は入ってくる光を吸収するのに非常に効果的であるため、海を貫通する光の量は深さとともに急速に減少します（減衰します）（図6.5.2）。 1mの深さでは、海面に落ちる太陽エネルギーの45％だけが残っています。 10mの深さでは、光の16％だけが存在し、元の光の1％だけが100mに残っています。

全体的な減衰に加えて、海洋は異なる波長の光を異なる速度で吸収します（図6.5.2）。 可視スペクトルの極端な端の波長は、中間の波長よりも速く減衰されます。 より長い波長が最初に吸収され、赤色は上部10mで吸収され、オレンジ色は約40mで吸収され、黄色は100mの前に消えます。 より短い波長は青および緑色航法燈が最も深い深さに達して、更に突き通る。

これは、すべてが水の下で青く見える理由を説明しています。 私たちが知覚する色は、私たちの目によって受信される光の波長に依存します。 オブジェクトが赤色に見える場合、それはオブジェクトが赤色光を反射しますが、他のすべての色を吸収するためです。 だから私たちの目に届く唯一の色は赤です。 水の下では、青はまだ深さで利用可能な光の唯一の色なので、それは私たちの目に反射することができる唯一の色であり、すべてが水の下で青い色合いを 物体から反射するために利用可能な赤色光がないので、深さの赤い物体は私たちに赤色に見えません。 水中のオブジェクトは、すべての波長の光がまだ利用可能な表面の近くで、または他の波長の光が人工的に提供されている場合にのみ、実際の色とし

外洋の水は、植物プランクトンやその他の懸濁粒子などの粒子状物質がはるかに少なく、水が透明であるほど光の浸透が深くなるため、透明で青 青い光は深く浸透し、水分子によって散乱され、他のすべての色は吸収されるが、したがって水は青色に見える。 一方、沿岸の水はしばしば緑がかったように見える（図6.5.2）。 沿岸の水には、外洋よりもはるかに多くの浮遊シルトや藻類や微視的な生物が含まれています。 植物プランクトンなどのこれらの生物の多くは、光合成色素を介して青と赤の範囲の光を吸収し、反射光の支配的な波長として緑色を残します。 したがって、水中の植物プランクトン濃度が高いほど、それは緑色に現れる。 小さい沈泥の粒子はまた中断された粒子の高い濃度があるとき更に青からの水の色を移す青いライトを吸収するかもしれません。

海は、1.3節で説明したように、光の浸透量に応じて深さ層に分けることができます（図6.5.3）。 上部の200mは、光またはユーフォティックスゾーンと呼ばれます。 これは、光合成をサポートするのに十分な光が浸透することができる領域を表し、それはepipelagicゾーンに対応しています。 200-1000mからは、発声障害ゾーン、またはトワイライトゾーン（メソペラジゾーンに対応する）があります。 これらの深さにはまだいくつかの光がありますが、光合成をサポートするのに十分ではありません。 1000m以下は、光が透過しないaphotic（または真夜中）ゾーンです。 この地域には、完全な暗闇の中に存在する海洋量の大部分が含まれています。