Mořské dno - Seabed

Il fondale di Giove.jpg
Stingray (Myliobatoidei) v Cozumelu, Mexico.jpg
Mořské dno sand.jpg
Větrací otvory Vailulu'u (Expl1546 9667420444) .jpg
Různá mořská dna ve světových oceánech (shora): štěrkové dno v Itálii, bílé písčité dno v Mexiku, písečné dno v Řecku a hydrotermální průduchy.

Dno (také známý jako mořským dnem , mořského dna , dna oceánu a oceánů dno ) je dno oceánu . Všechna patra oceánu jsou známá jako „mořská dna“.

Struktura mořského dna globálního oceánu se řídí deskovou tektonikou . Většina oceánu je velmi hluboká, kde je mořské dno známé jako propastná rovina . Šíření mořského dna vytváří středooceánské hřebeny podél středové linie hlavních oceánských pánví, kde je mořské dno o něco mělčí než okolní propastná rovina. Z propastné roviny se mořské dno svažuje vzhůru ke kontinentům a stává se v pořadí od hlubokého k mělkému kontinentálnímu vzestupu , svahu a šelfu . Hloubka v samotném mořském dně, jako je hloubka dolů skrz jádro sedimentu , je známá jako „hloubka pod mořským dnem“. Ekologické prostředí mořského dna a nejhlubší vody jsou souhrnně známé jako stanoviště tvorů jako „ bentos “.

Většina mořského dna v celém světovém oceánu je pokryta vrstvami sedimentů . Podle toho, odkud materiály pocházejí, nebo jejich složení, jsou tyto sedimenty klasifikovány buď jako: z pevniny ( terigenní ), z biologických organismů (biogenní), z chemických reakcí (vodíkové) a z vesmíru (kosmogenní). Podle velikosti se tyto sedimenty pohybují od velmi malých částic nazývaných jíly a bahna , známé jako bahna, až po větší částice od písku po balvany .

Vlastnosti mořského dna se řídí fyzikou transportu sedimentů a biologií tvorů žijících na mořském dně a v oceánských vodách výše. Fyzicky často sedimenty mořského dna pocházejí z eroze materiálu na souši a z jiných vzácnějších zdrojů, jako je sopečný popel . Mořské proudy transportují sedimenty, zejména v mělkých vodách, kde přílivová a vlnová energie způsobují resuspendaci sedimentů mořského dna. Biologicky mikroorganismy žijící v sedimentech mořského dna mění chemii mořského dna. Mořské organismy vytvářejí sedimenty, a to jak na mořském dně, tak ve vodě výše. Například v horním oceánu hojně roste fytoplankton se skořápkami křemičitanu nebo uhličitanu vápenatého, a když zemřou, jejich skořápky klesají k mořskému dnu, aby se staly sedimenty mořského dna.

Dopady člověka na mořské dno jsou různé. Příklady lidských vlivů na mořském dně zahrnují průzkum, plastové znečištění, jakož i využití těžbou a bagrovacích operací. K mapování mořského dna lodě používají akustickou technologii k mapování hloubek vody po celém světě. Ponorná vozidla pomáhají výzkumníkům studovat jedinečné ekosystémy mořského dna, jako jsou hydrotermální průduchy . Znečištění plasty je globálním fenoménem, ​​a protože oceán je konečným cílem globálních vodních cest, velká část světového plastu končí v oceánu a část klesá k mořskému dnu. Těžba mořského dna zahrnuje těžbu cenných minerálů ze sulfidových ložisek pomocí hlubinné těžby a také hloubení písku z mělkých prostředí pro stavbu a výživu na pláži .

Struktura

Viz také: Rozmetání mořského dna
Mapa zobrazující podvodní topografii ( batymetrii ) dna oceánu. Jako pozemní terén má dno oceánu hory včetně sopky, hřebeny, údolí a pláně.
Kresba zobrazující rozdělení podle hloubky a vzdálenosti od břehu
Hlavní oceánské divize

Většina oceánů má společnou strukturu, vytvořenou běžnými fyzikálními jevy, hlavně z tektonického pohybu, a sedimenty z různých zdrojů. Struktura oceánů, počínaje kontinenty, začíná obvykle kontinentálním šelfem , pokračuje do kontinentálního svahu - což je prudký sestup do oceánu, až dosáhne propastné roviny - topografické roviny , začátku mořského dna a jeho hlavní oblast. Hranice mezi kontinentálního svahu a hlubinná rovina má obvykle více postupný sestup, a je nazýván kontinentální svah , který je způsoben sedimentu kaskádové dolů kontinentálního svahu.

Středooceánský hřbet , jak již název napovídá, je hornatá vzestup středem všech oceánů, mezi kontinenty. Po okraji tohoto hřebene obvykle probíhá trhlina . Podél hran tektonických desek jsou typicky oceánské příkopy -hluboká údolí, vytvořená pohybem pláště cirkulace od středooceánského horského hřebene k oceánskému příkopu.

Hřebeny vulkanických ostrovů Hotspot jsou vytvářeny vulkanickou aktivitou, která pravidelně vybuchuje, když tektonické desky procházejí přes hotspot. V oblastech se sopečnou aktivitou a v oceánských příkopech jsou hydrotermální průduchy - uvolňující vysoký tlak a extrémně horkou vodu a chemikálie do typicky mrazivé vody kolem.

Hluboká oceánská voda je rozdělena do vrstev nebo zón, z nichž každá má podle hloubky typické rysy slanosti, tlaku, teploty a mořského života . Na vrcholu propastné planiny leží propastná zóna , jejíž spodní hranice leží asi 6 000 m (20 000 stop). Hadál zóna - který zahrnuje oceánské příkopy, leží mezi 6,000-11,000 metrů (20,000-36,000 ft) a je nejhlubší oceánské zóny.

Hloubka pod mořským dnem

Hloubka pod mořským dnem je svislá souřadnice používaná v geologii, paleontologii , oceánografii a petrologii (viz vrtání oceánů ). Zkratka „mbsf“ (ve smyslu „metrů pod mořským dnem“) je běžná konvence používaná pro hloubky pod mořským dnem.

Sedimenty

Hlavní článek: Mořské sedimenty
Celková tloušťka sedimentu světových oceánů a kontinentálních okrajů v metrech.

Sedimenty na mořském dně se liší původem, od erodovaných pevninských materiálů přenášených do oceánu řekami nebo prouděním větru, odpadů a rozkladů mořských tvorů a srážení chemikálií v samotné mořské vodě, včetně některých z vesmíru. Existují čtyři základní typy sedimentů mořského dna:

  1. Terrigenous (také lithogenous ) popisuje sediment z kontinentů rozrušená déšť, řeky, a ledovce, stejně jako sediment foukané do oceánu vítr, jako je prach a sopečného popela.
  2. Biogenní materiál je sediment tvořený tvrdými částmi mořských tvorů, zejména fytoplanktonu , které se hromadí na dně oceánu.
  3. Hydrogenní sediment je materiál, který se vysráží v oceánu při změně oceánských podmínek, nebo materiál vytvořený v hydrotermálních ventilačních systémech.
  4. Kosmogenní sediment pochází z mimozemských zdrojů.

Terigenní a biogenní

Satelitní snímek větrného minerálního prachu nad Atlantikem. Prach se může stát mořským sedimentem na mořském dně.
Fytoplanktonu rostou skořápky, které se později potopí na mořské dno a stanou se biogenními sedimenty. Například rozsivky vytvářejí silikátové skořápky, které se stávají křemičitým bahnem.

Nejvzdálenějším sedimentem na mořském dně je tuzemský sediment . Z kontinentů pocházejí domorodé sedimenty. Tyto materiály jsou erodovány z kontinentů a transportovány větrem a vodou do oceánu. Fluviální sedimenty jsou transportovány z pevniny řekami a ledovci, jako je jíl, bahno, bláto a ledová mouka. Liparské sedimenty jsou transportovány větrem, například prachem a sopečným popelem.

Biogenní sediment je dalším nejhojnějším materiálem na mořském dně. Biogenní sedimenty jsou biologicky produkovány živými tvory. Sedimenty tvořené nejméně 30% biogenního materiálu se nazývají „bahna“. Existují dva typy výronů: Vápenaté a křemičité. Plankton roste v oceánských vodách a vytváří materiály, které se na mořském dně rozlévají. Vápenaté oozy jsou převážně složeny z vápenatých skořápek nacházejících se ve fytoplanktonu, jako jsou coccolithophores a zooplankton jako foraminiferans. Tyto vápenaté výrony se nikdy nenacházejí hlouběji než asi 4 000 až 5 000 metrů, protože v dalších hloubkách se vápník rozpouští. Podobně křemičitým bahnům dominují křemičité skořápky fytoplanktonu jako rozsivky a zooplanktonu, jako jsou radiolariani. V závislosti na produktivitě těchto planktonických organismů se materiál skořápky, který se shromažďuje, když tyto organismy zemřou, může vytvářet každých 1 000 let rychlostí kdekoli od 1 mm do 1 cm.

Vodíkové a kosmogenní

Hydrotermální odvzdušňovací kapaliny způsobují chemické reakce, které vysrážejí minerály, které tvoří usazeniny na okolním mořském dně.

Vodíkové sedimenty jsou neobvyklé. Vyskytují se pouze se změnami oceánských podmínek, jako je teplota a tlak. Vzácnější jsou stále kosmogenní sedimenty. Vodíkové sedimenty jsou tvořeny rozpuštěnými chemikáliemi, které se vysrážejí z oceánské vody, nebo podél středooceánských hřebenů, mohou vznikat kovovými prvky vázajícími se na horniny, kolem nichž cirkuluje voda o více než 300 ° C. Když se tyto prvky smíchají se studenou mořskou vodou, vysrážejí se z chladicí vody. Známé jako manganové uzlíky jsou složeny z vrstev různých kovů, jako je mangan, železo, nikl, kobalt a měď, a vždy se nacházejí na povrchu oceánského dna.

Kosmogenní sedimenty jsou zbytky vesmírného odpadu, jako jsou komety a asteroidy, tvořené křemičitany a různými kovy, které zasáhly Zemi.

Klasifikace velikosti

Typy sedimentů z jižního oceánu vykazující mnoho různých velikostí zrn: A) štěrk a písek, B) štěrk, C) bioturbované bahno a písek a D) laminované jíly a bahna.

Dalším způsobem, jak jsou popsány sedimenty, je jejich popisná klasifikace. Velikost těchto sedimentů se liší od 1/4096 mm do více než 256 mm. Jedná se o tyto druhy: balvan, dlažební kostka, oblázková, granulovaná, písečná, bahenní a jílová, přičemž každý druh zrna je jemnější. Velikost zrna udává typ sedimentu a prostředí, ve kterém byl vytvořen. Větší zrna klesají rychleji a mohou být tlačena pouze rychle tekoucí vodou (prostředí s vysokou energií), zatímco malá zrna klesají velmi pomalu a mohou být suspendována mírným pohybem vody, hromadí se v podmínkách, kde se voda nepohybuje tak rychle. To znamená, že větší zrna sedimentu se mohou spojit ve vyšších energetických podmínkách a menší zrna v nižších energetických podmínkách.

Benthos

Tato část je výňatkem z Benthosu . [ upravit překlad ]
Mořské řasy a dva chitony v přílivovém bazénu

Benthos (od starověkého řeckého βένθος (bentos)  ‚hlubiny (na moře)‘), také známý jako benthon, je komunita z organismů , které žijí na, v nebo v blízkosti dna moře, řeky , jezera či potoka , také známá jako bentická zóna . Tato komunita žije v mořském nebo sladkovodním sedimentárním prostředí nebo v jeho blízkosti , od přílivových tůní podél břehu moře až po kontinentální šelf a poté dolů do propastných hlubin .

Mnoho organismů přizpůsobených tlaku hluboké vody nemůže přežít v horních částech vodního sloupce . Rozdíl tlaků může být velmi významný (přibližně jedna atmosféra na každých 10 metrů hloubky vody).

Protože je světlo absorbováno dříve, než může dosáhnout hluboké oceánské vody, zdrojem energie pro hluboké bentické ekosystémy je často organická hmota z výše položeného vodního sloupce, která se unáší dolů do hlubin. Tato mrtvá a rozpadající se hmota podporuje bentický potravinový řetězec ; většina organismů v bentické zóně jsou lapače nebo detritivory .

Termín bentos , razený Haeckel v roce 1891, pochází z řeckého podstatného jména βένθος ‚hloubce moře‘. Benthos se ve sladkovodní biologii používá k označení organismů na dně sladkovodních vodních ploch , jako jsou jezera, řeky a potoky. Existuje také nadbytečné synonymum, benthon .

Funkce

Vrstvy pelagické zóny

Každá oblast mořského dna má typické rysy, jako je běžné složení sedimentu, typická topografie, slanost vodních vrstev nad ním, mořský život, magnetický směr hornin a sedimentace . Některé rysy mořského dna zahrnují ploché propastné pláně, hřebeny středních oceánů, hluboké příkopy a hydrotermální průduchy.

Topografie mořského dna je plochá, kde vrstvy sedimentů pokrývají tektonické rysy. Například propastné rovinné oblasti oceánu jsou relativně ploché a pokryté mnoha vrstvami sedimentů. Sedimenty v těchto plochých oblastech pocházejí z různých zdrojů, mimo jiné včetně: eroze sedimentů z řek, chemicky vysrážené sedimenty z hydrotermálních průduchů, aktivita mikroorganismu , mořské proudy narušující mořské dno a transport sedimentů do hlubšího oceánu a materiály skořápky fytoplanktonu .

Tam, kde se mořské dno aktivně šíří a sedimentace je relativně lehká, například v severním a východním Atlantském oceánu , lze původní tektonickou aktivitu jasně vidět jako „praskliny“ nebo „průduchy“ dlouhé tisíce kilometrů. Tato podvodní pohoří jsou známá jako středooceánské hřebeny .

Mezi další prostředí mořského dna patří hydrotermální průduchy, studené prosaky a mělké oblasti. Mořský život je bohatý v hlubokém moři kolem hydrotermálních průduchů . Kolem černých a bílých kuřáků byla objevena velká hlubinná společenství mořského života - průduchy emitující chemikálie toxické pro člověka a většinu obratlovců . Tento mořský život získává svou energii jak z rozdílu extrémní teploty (typicky kapkou 150 °) a z chemosynthesis od bakterií . Bazény solanky jsou další funkcí mořského dna, obvykle spojenou se studenými prosaky . V mělkých oblastech může mořské dno hostit sedimenty vytvořené mořským životem, jako jsou korály, ryby, řasy, kraby, mořské rostliny a další organismy.

Dopad člověka

Průzkum

Hlavní články: Hlubinný průzkum a oceánografie § Historie
Video popisující provoz a použití autonomního přistávacího modulu v hlubinném výzkumu.

Mořské dno prozkoumali ponorky jako Alvin a do jisté míry i potápěči se speciálním vybavením. Vědci v roce 1977. Podvodní kamerová platforma objevila hydrotermální průduchy. V posledních letech satelitní měření topografie povrchu oceánu ukazuje velmi jasné mapy mořského dna a tyto mapy odvozené ze satelitu se ve velké míře používají při studiu a průzkumu dna oceánu.

Znečištění plasty

V roce 2020 vědci vytvořili první vědecký odhad toho, kolik mikroplastů se v současné době nachází na mořském dně Země , po prozkoumání šesti oblastí o hloubce ~ 3 km ~ 300 km od australského pobřeží. Zjistili, že vysoce variabilní počty mikroplastů jsou úměrné plastu na povrchu a úhlu sklonu mořského dna. Průměrováním mikroplastové hmoty na cm 3 odhadli, že mořské dno Země obsahuje ~ 14 milionů tun mikroplastů - přibližně dvojnásobek množství, které odhadli na základě údajů z dřívějších studií - navzdory tomu, že oba odhady označili za „konzervativní“, protože je známo, že pobřežní oblasti obsahují mnoho více mikroplastového znečištění . Tyto odhady jsou přibližně jedenkrát až dvakrát vyšší než množství plastových myšlenek - podle Jambecka a kol., 2015 -, které se v současné době každoročně dostávají do oceánů.

Vykořisťování

Tato část je výňatkem z hlubinné těžby . [ upravit překlad ]
Hlubinná těžba
Hlubinná těžba

Hlubinná těžba je rostoucí podoblastí experimentální těžby na mořském dně, která zahrnuje získávání nerostů a usazenin z oceánského dna nalezeného v hloubkách 200 metrů a více. Od roku 2021 je většina úsilí o mořskou těžbu omezena pouze na mělké pobřežní vody, kde jsou snadněji dostupné písek, cín a diamanty. Existují tři typy hlubinné těžby, které vzbudily velký zájem: těžba polymetalických uzlů, těžba polymetalických sulfidů a těžba feromanganových kůr bohatých na kobalt . Většina navrhovaných hlubinných těžebních lokalit se nachází v blízkosti polymetalických uzlů nebo aktivních a zaniklých hydrotermálních průduchů ve výšce 1400 až 3700 metrů (4600 až 12100 stop) pod hladinou oceánu. Větrací otvory vytvářejí kulovitá nebo masivní ložiska sulfidů , která obsahují cenné kovy, jako je stříbro , zlato , měď , mangan , kobalt a zinek . Ložiska se těží buď pomocí hydraulických čerpadel, nebo pomocí korečkových systémů, které odvádějí rudu na povrch, který má být zpracován.

Mezi mořské minerály patří minerály vytěžené z mořského dna a z mořského dna. Minerály vytěžené mořem se obvykle těží hloubením v pobřežních oblastech do maximální hloubky moře asi 200 m. Minerály běžně extrahované z těchto hlubin zahrnují písek, bahno a bahno pro stavební účely , písky bohaté na minerály, jako je ilmenit a diamanty.

Jako u všech těžebních operací vyvolává hlubinná těžba otázky ohledně jejího potenciálního dopadu na životní prostředí. Stále častěji se diskutuje o tom, zda by měla být hlubinná těžba povolena či nikoli. Skupiny prosazující ochranu životního prostředí, jako je Greenpeace a kampaň pro hlubinnou těžbu, tvrdily, že těžba na mořském dně by ve většině světových oceánů neměla být povolena kvůli možnému poškození hlubinných ekosystémů a znečištění oblaky těžkými kovy. Prominentní ekologičtí aktivisté a představitelé států také požadovali moratoria nebo úplné zákazy kvůli potenciálu ničivých dopadů na životní prostředí. Někteří tvrdí, že by měl existovat úplný zákaz těžby na mořském dně. Některé těžební kampaně proti mořskému dnu získaly podporu velkého průmyslu, jako jsou někteří technologičtí giganti, a velkých automobilových společností. Tyto stejné společnosti však budou stále více závislé na tom, jaké minerály mohou kovy na mořském dně poskytnout. Někteří vědci tvrdí, že těžba na mořském dně by neměla pokračovat, protože víme tak relativně malé množství o biologické rozmanitosti hlubinného oceánského prostředí. Jednotlivé země s významnými ložisky nerostů z mořského dna v rámci svých velkých VHZ přijímají vlastní rozhodnutí, pokud jde o těžbu na mořském dně, zkoumají způsoby těžby mořského dna, aniž by způsobovaly příliš velké škody na hlubinném oceánském prostředí, nebo se rozhodují nevyvíjet doly na mořské dno.

V současné době (2021) neprobíhá komerční těžba nerostů z mořského dna. Mezinárodní úřad pro mořské dno udělil řadu průzkumných licencí pro těžební průzkum společnosti, které provozují, například v Clarion Clipperton Zone. V oceánech existuje potenciál pro těžbu na různých stupnicích od malých po velmi velké. Technologie zapojené do těžby nerostů z mořského dna budou vysoce technologické a budou zahrnovat řadu robotických těžebních strojů, stejně jako povrchové lodě a rafinerie kovů na různých místech po celém světě. Svět po fosilních palivech bude záviset na větrných farmách, solární energii, elektromobilech a vylepšených bateriových technologiích: ty využívají velký objem a široký sortiment kovových komodit včetně „zelených“ nebo „kritických“ kovů, z nichž mnohé jsou relativně krátké zásobování . Těžba na mořském dně by mohla poskytnout dlouhodobé řešení pro zásobování mnoha z těchto kovů.

V umění a kultuře

Některé dětské písničky obsahují prvky jako „Na dně moře je díra“ nebo „Námořník se vydal na moře ... ale jediné, co viděl, bylo dno hlubokého modrého moře“.

Na mořském dně a pod ním jsou archeologická naleziště historického významu, jako jsou vraky lodí a potopená města. Toto podmořské kulturní dědictví je chráněno Úmluvou UNESCO o ochraně podmořského kulturního dědictví . Úmluva má za cíl předcházet rabování a ničení nebo ztrátě historických a kulturních informací poskytnutím mezinárodního právního rámce.

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy