Inleiding tot de oceanografie

stralingsenergie van de zon is belangrijk voor verschillende belangrijke oceanische processen:

• klimaat, wind en grote oceaanstromingen zijn uiteindelijk afhankelijk van zonnestraling die de aarde bereikt en verschillende gebieden in verschillende mate verwarmt.Zonlicht verwarmt het oppervlaktewater waar veel oceanisch leven leeft.
• zonnestraling levert licht voor fotosynthese, dat het gehele oceaanecosysteem ondersteunt.

de energie die de aarde bereikt van de zon is een vorm van elektromagnetische straling, die wordt weergegeven door het elektromagnetische spectrum (figuur 6.5.1). Elektromagnetische golven variëren in frequentie en golflengte. Hoogfrequente golven hebben zeer korte golflengten, en zijn zeer hoge energie vormen van straling, zoals gammastralen en x-stralen. Deze stralen kunnen gemakkelijk doordringen in de lichamen van levende organismen en interfereren met individuele atomen en moleculen. Aan de andere kant van het spectrum zijn lage energie, lange golflengtegolven zoals radiogolven, die geen gevaar vormen voor levende organismen.

het grootste deel van de zonne-energie die de aarde bereikt ligt in het bereik van zichtbaar licht, met golflengten tussen ongeveer 400-700 nm. Elke kleur zichtbaar licht heeft een unieke golflengte, en samen maken ze wit licht. De kortste golflengten bevinden zich aan het violet-en ultraviolet uiteinde van het spectrum, terwijl de langste golflengten zich aan het rode en infrarode uiteinde bevinden. Tussen, de kleuren van het zichtbare spectrum bestaan uit de bekende “ROYGBIV”; rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet.

Water is zeer effectief in het absorberen van binnenkomend licht, zodat de hoeveelheid licht die de oceaan binnendringt snel afneemt (wordt verzwakt) met de diepte (figuur 6.5.2). Op 1 m diepte blijft slechts 45% van de zonne-energie over die op het oceaanoppervlak valt. Op een diepte van 10 m is nog slechts 16% van het licht aanwezig en op 100 m blijft slechts 1% van het oorspronkelijke licht over. geen licht dringt verder dan 1000 m door.

naast de algehele verzwakking absorberen de oceanen de verschillende golflengten met verschillende snelheden (figuur 6.5.2). De golflengten aan de uiterste uiteinden van het zichtbare spectrum worden sneller verzwakt dan die golflengten in het midden. Langere golflengten worden eerst geabsorbeerd; rood wordt geabsorbeerd in de bovenste 10 m, Oranje bij ongeveer 40 m, en geel verdwijnt voor 100 m. Kortere golflengten dringen verder door, waarbij blauw en groen licht de diepste diepten bereiken.

dit verklaart waarom alles er blauw uitziet onder water. De kleuren die we waarnemen hangt af van de golflengten van licht die door onze ogen worden ontvangen. Als een object rood voor ons lijkt, komt dat omdat het object rood licht reflecteert maar alle andere kleuren absorbeert. Dus de enige kleur die onze ogen bereikt is rood. Onder water is blauw de enige lichtkleur die nog op diepte beschikbaar is, dus dat is de enige kleur die terug naar onze ogen kan worden gereflecteerd, en alles heeft een blauwe tint onder water. Een rood object op de diepte zal ons niet rood lijken omdat er geen rood licht beschikbaar is om het object te reflecteren. Objecten in water zullen alleen verschijnen als hun echte kleuren in de buurt van het oppervlak waar alle golflengten van licht nog beschikbaar zijn, of als de andere golflengten van licht kunstmatig worden verstrekt, zoals door het object te verlichten met een duiklicht.

Water in de open oceaan lijkt helder en blauw omdat het veel minder deeltjes bevat, zoals fytoplankton of andere zwevende deeltjes, en hoe helderder het water, hoe dieper het licht doordringt. Blauw licht dringt diep door en wordt verstrooid door de watermoleculen, terwijl alle andere kleuren worden geabsorbeerd; zo lijkt het water blauw. Aan de andere kant lijkt het kustwater vaak groenig (figuur 6.5.2). Kustwater bevat veel meer gesuspendeerd slib en algen en microscopische organismen dan de open oceaan. Veel van deze organismen, zoals fytoplankton, absorberen licht in het blauwe en rode bereik door hun fotosynthetische pigmenten, waardoor groen de dominante golflengte van gereflecteerd licht is. Hoe hoger de fytoplanktonconcentratie in water, hoe groener het wordt. Kleine slibdeeltjes kunnen ook blauw licht absorberen, waardoor de kleur van water verder wordt verschoven van blauw wanneer er hoge concentraties zwevende deeltjes zijn.

de oceaan kan worden onderverdeeld in dieptelagen, afhankelijk van de hoeveelheid lichtdoorbraak, zoals besproken in Paragraaf 1.3 (figuur 6.5.3). De bovenste 200 m wordt aangeduid als de fotische of eufotische zone. Dit vertegenwoordigt het gebied waar genoeg licht kan doordringen om fotosynthese te ondersteunen, en het komt overeen met de epipelagische zone. Van 200-1000 m ligt de dysfotische zone, of de schemerzone (overeenkomend met de mesopelagische zone). Er is nog wat licht op deze dieptes, maar niet genoeg om fotosynthese te ondersteunen. Onder 1000 m is de afotische (of middernacht) zone, waar geen licht doordringt. Dit gebied omvat het grootste deel van het oceaanvolume, dat in volledige duisternis bestaat.