DZIAŁALNOŚĆ GEOLOGICZNA MÓRZ I OCEANÓW
Rzeźba dna oceanicznego
Wody oceaniczne tworzą tzw. Wszechocean, zwany także Oceanem Światowym. Pokrywają one 71% powierzchni Ziemi, czyli 361,3 mln km². Oddzielone są od siebie kontynentami oraz archipelagami wysp, dzięki czemu wyróżnia się w ich obrębie cztery oceany: Ocean Spokojny (in. Pacyfik, Ocean Wielki, zajmuje 49,5% wód Wszechoceanu), Ocean Atlantycki (Atlantyk, 25,4%), Ocean Indyjski (21,1%) oraz Ocean Arktyczny (Ocean Lodowaty Północny, Morze Arktyczne, 4,0%). Wody Wszechoceanu obejmują także morza, zatoki i cieśniny.
Dno oceaniczne w większości stanowi skorupa ziemska typu oceanicznego. Zbudowana jest głównie z bazaltów (stąd często stosowana nazwa - skorupa bazaltowa) oraz gabr i diorytów. Jej grubość wynosi około 6 - 7 km. Na niej zalega pokrywa skał osadowych o miąższości około 300 - 500 m (dochodzi do 1 km). W skorupie tej występują anomalie, które stanowią pasy grzbietów śródoceanicznych i tzw. stref przejściowych. Poza tym w obrębie stref przybrzeżnych dno oceaniczne buduje skorupa ziemska typu kontynentalnego. Dominują w niej granity (stąd nazwa - skorupa granitowa) i gnejsy. Jej miąższość wynosi około 32 - 37 km. Na niej zalega powłoka skał osadowych osiągająca do 2 km grubości.
Rzeźba dna oceanicznego jest bardzo urozmaicona. W jej obrębie wyróżnia się szereg wielkich form morfologicznych:
podwodne obrzeże kontynentalne - zbudowane jest ze skorupy ziemskiej typu kontynentalnego. Stanowi 23% powierzchni dna oceanicznego (około 82 mln km²). Największą powierzchnię zajmuje w obrębie Oceanu Atlantyckiego - około 75%, najmniejszą natomiast w Oceanie Spokojnym - około 10%. Składa się z:
szelfu kontynentalnego - jest to podwodne przedłużenie kontynentu. Rozpościera się na około kontynentu od linii najniżej wody do miejsca, w którym głębokość zaczyna gwałtownie wzrastać. Szelf opada łagodnie, do głębokości około 132 m. Wyznacza przybliżoną granicę wpływu morza na kontynent. Rzeźba szelfu jest na ogół równinna, w jego obrębie wyróżnić jednak można szereg form geomorfologicznych, jak: formy związane
z reliktową rzeźbą lodowcową (rzeźba morenowa, kemy, drumliny, mutony), formy związane z rzeźbą dolinno-fluwialną (zatopione doliny rzeczne), formy denudacyjne, formy reliktowej rzeźby eolicznej, reliktowe formy akumulacyjne (zatopione wały brzegowe, delty, depresje - wyznaczają położenie brzegów w przeszłości), rafy koralowe, formy akumulacyjne
i abrazyjne związane z falowaniem wód oceanicznych (np. piaszczyste grzędy).
stoku kontynentalnego - stanowi teren od krawędzi szelfu do głębokości około 2 - 3,5 km. Wyróżnia się jego trzy rodzaje: nachyloną równinę akumulacyjną, zbocze oraz tzw. skłon tarasowany składający się z wielu nachylonych równin kończących się stopniami załomów. W obrębie stoków występują kaniony podmorskie. Są to głębokie i wąskie formy dolinne
o stromych zboczach, głęboko wcięte w stok. Znajdują się tu także mniejsze formy erozyjne, jak: nacięcia erozyjne, parowy i wąwozy.
podnóża kontynentalnego - jest to rozległa równina powstała w wyniku łączenia się stożków u wylotu kanionów podmorskich formowanych przez prądy zawiesinowe. Ma on kształt pochylonej ku oceanowi falistej równiny
o szerokości dochodzącej do 1000 km.
strefa przejściowa - jest to obszar dna oceanicznego, w którym następuje przekształcenie skorupy oceanicznej w kontynentalną. Stanowi 8,5% powierzchni dna oceanicznego (około 30,6 mln km²). Największy obszar zajmuje w obrębie Oceanu Spokojnego - około 13,4% powierzchni dna. Do głównych form rzeźby w tej strefie należą:
baseny morskie (baseny mórz marginalnych, przykontynentalnych) - posiadają równinne, pagórkowate lub niekiedy górzyste dno. Następuje w nich znaczny wzrost miąższości pokrywy osadowej.
łuki wyspowe - są to podwodne wały, zazwyczaj o liniowym przebiegu, biegnące wzdłuż rowu głębokowodnego. Na grzbiecie i zboczach wału znajduje się szereg stożków wulkanicznych, które, jeśli wystają ponad poziom wody, tworzą wyspy. Obszary te charakteryzują się aktywnością wulkaniczną.
rowy głębokowodne (oceaniczne) - są to najgłębsze depresje występujące na powierzchni Ziemi. Ich pochodzenie jest tektoniczne. Są one głębokie, wąskie i silnie wydłużone. Występują zazwyczaj wzdłuż łuków wyspowych. Ich zbocza są strome, o nachyleniu dochodzącym do 45º i porozcinane licznymi kanionami. Ich dno jest zazwyczaj płaskie o szerokości od 1 do 20 km. Głębokości rowów przekraczają 5000 m.
łoże oceanu - jest to właściwe dno oceaniczne. Stanowi 69% powierzchni dna oceanicznego (około 249,1 mln km²). Sięga do głębokości 4880 - 5000 m. W jego skład wchodzą:
platformy oceaniczne (talasokratony) - charakteryzują się urozmaiconą rzeźbą. Zajmują około 54% dna oceanicznego. Największą powierzchnię obejmują w Oceanie Spokojnym - 65,4%, Oceanie Indyjskim - 51,6%, natomiast w Oceanie Atlantyckim stanowią 37,5% powierzchni dna. Znaczną ich część zajmują baseny oceaniczne, które oddzielają od siebie progi, wały lub grzbiety górskie. Baseny zajmują zazwyczaj ogromne powierzchnie. W ich dnie występuje wiele form ukształtowania powierzchni: pagórki o wysokościach dochodzących do 500 m, faliste i płaskie równiny oraz kręte i wąskie doliny o kilku tysiącach kilometrów długości. W obrębie platform, pomiędzy basenami, występują grzbiety, płaskowyże i wały oceaniczne, a także podwodne góry pochodzenia wulkanicznego o wysokościach sięgających ponad 5000 m.
grzbiety śródoceaniczne - są to olbrzymie nabrzmienia skorupy ziemskiej o wysokościach 2500 - 3000 m. Ich szerokość waha się od kilkuset do 2000 km, a ich łączna długość wynosi ponad 60000 km (zajmują około 15,3% powierzchni dna oceanicznego). Są one strefami zachodzenia intensywnych ruchów górotwórczych. Charakteryzują się występowaniem potężnych dyslokacji uskokowych. W obrębie grzbietów ciągną się tzw. doliny ryftowe. Są one głębokimi rowami tektonicznymi o szerokości od 30 do 130 km i głębokości dochodzącej do 7 km. Grzbiety śródoceaniczne cechują się dużym natężeniem trzęsień ziemi oraz zjawisk wulkanicznych.
Osady morskie i oceaniczne:
Powierzchnia dna oceanicznego pokryta jest osadami różnego wieku i pochodzenia. Gromadzą się na dnie zbiorników w wyniku transportu i akumulacji. Wyróżnia się je ze względu na odległość od brzegu kontynentu na:
osady kontynentalne (terygeniczne, litogeniczne) - znajdują się w obrębie podwodnego obrzeża kontynentalnego. Są to osady pochodzenia lądowego, dostające się do oceanu w wyniku naniesienia przez wody rzek, z niszczenia brzegów lub w efekcie działalności eolicznej (wiatrowej). Są to głównie piaski, żwiry, głazy, otoczaki, rumosz skalny, muły i iły.
osady pelagiczne - znajdują się na powierzchni den otwartych mórz i oceanów, w dalekiej odległości od lądu. Tworzą się głównie w wyniku nagromadzenia szczątków obumarłych organizmów roślinnych i zwierzęcych (tzw. osady organogeniczne, przeważają wśród osadów morskich, zajmują około 83% powierzchni dna oceanicznego) oraz z materiału nieorganicznego, jak osady wulkaniczne czy pochodzenia chemicznego (wytrącone z wody morskiej).
Dynamika wód morskich i oceanicznych
Wody morskie i oceaniczne znajdują się w ciągłym ruchu. Ruchy te dzieli się na:
ruchy rytmiczne - falowanie,
ruchy stałe - prądy morskie.
W konsekwencji tych ruchów woda ulega ciągłemu mieszaniu i przemieszcza się na znaczne odległości. Głównymi przyczynami ruchów wody morskiej są: wiatr, promieniowanie słoneczne (temperatura wody) i siły przyciągania Księżyca i Słońca.
Falowanie:
Na powierzchni mórz i oceanów powstają fale. Istnieje kilka czynników, które mogą je wywoływać. Ze względu na rodzaj czynnika wyróżnia się:
fale wiatrowe - powstają w wyniku siły tarcia wiatru o powierzchnię morza,
fale baryczne - ich powstawanie związane jest z przemieszczaniem się układów barycznych, czyli ze zmianami ciśnienia atmosferycznego na powierzchniach mórz lub oceanów,
fale pływowe - powstają w wyniku działania sił przyciągania Księżyca i Słońca,
fale okrętowe - tworzą się w wyniku ruchu ciał stałych w wodzie.
Najpowszechniejszym rodzajem fal, są fale wiatrowe.
Ruch falowy cząsteczek wody polega na wahaniach cząsteczek po orbitach kołowych lub eliptycznych.
W zbiornikach o różnej głębokości powstają różne rodzaje fal. Wyróżnia się:
fale głębokowodne (fale krótkie) - powstają, jeśli głębokość wody przekracza połowę długości fali. Przemieszczają się z prędkością wprost proporcjonalną do długości fali, są to np. fale wiatrowe na otwartym oceanie,
fale płytkowodne (fale długie) - tworzą się, gdy głębokość jest mniejsza niż połowa długości fali. Poruszają się z prędkością wprost proporcjonalną do głębokości wody, są to np. tsunami, fale pływowe, przybrzeżne fale wiatrowe.
Fale, zbliżając się do obszarów płytkich, zwłaszcza do strefy przybrzeżnej, ulegają deformacji. Wraz ze zmniejszającą się głębokością morza prędkość fal i ich długość zmniejszają się w wyniku tarcia cząsteczek wody o dno, natomiast wysokość tych fal wzrasta i stają się one coraz bardziej strome. W momencie zachwiania proporcji pomiędzy wysokością fali a jej długością, powstaje fala przyboju. Fala ta załamuje się i staje się grzywaczem, tzn. na falą, na której szczycie tworzą się spienione grzywy. Strefa, w której dochodzi do tworzenia się grzywaczy, nosi nazwę strefy kipieli.
Pływy:
Pływy są to największe i najbardziej regularne okresowe ruchy wód oceanicznych. Przejawiają się one w rytmicznym wznoszeniu się i opadaniu poziomu morza. Pływy są wywoływane siłami przyciągania grawitacyjnego Księżyca i Słońca. Największą siłę ma Księżyc - około dwukrotnie większą od Słońca. Wyróżnia się:
przypływ - jest to wzrost poziomu morza od poziomu najniższego do najwyższego,
odpływ - jest to spadek poziomu morza od poziomu najwyższego do najniższego.
Przebieg i wielkość pływów zależy od wzajemnego położenia Ziemi, Księżyca i Słońca. Na tej podstawie wyróżnia się:
przypływ syzygijny - jest to przypływ największy, powstaje, gdy Księżyc, Ziemia i Słońce znajdują się w jednej linii, wówczas siły pływotwórcze Księżyca i Słońca sumują się. Ma on miejsce podczas pełni i nowiu Księżyca,
przypływ kwadraturowy - jest to przypływ najniższy, powstaje gdy Księżyc i Słońce ustawione są względem Ziemi tak, że tworzą z nią dwie prostopadłe. Wówczas wielkość przypływu jest wynikiem różnicy sił przyciągania Księżyca i Słońca. Ma on miejsce na początku II i IV kwadry Księżyca.
Pływy rozróżnia się także w zależności od okresu, w jakim przechodzi jedna pełna fala pływowa:
pływy dobowe - cechują się występowaniem jednej fali przypływowej w ciągu doby. Występują w strefie równikowej,
pływy półdobowe - cechuję się występowaniem dwóch fal przypływowych w ciągu doby. Maksimum przypływu i minimum odpływu następują co 6 godzin i 13,5 minuty. Występują w średnich szerokościach geograficznych,
pływy mieszane - cechują się różnym czasem przypływu w ciągu doby.
Największe wielkości pływów występują w obrębie szelfów kontynentalnych w otwartych zatokach, cieśninach i lejkowatych ujściach rzek (estuariach). Największe pływy mają miejsce w Zatoce Fundy w Kanadzie na Oceanie Atlantyckim, gdzie osiągają 19,6 m. Na Morzu Bałtyckim pływy są bardzo niewielkie, w Zatoce Gdańskiej wynoszą średnio 0,03 m.
Prądy morskie:
Prądy morskie są to poziome ruchy wody w morzach i oceanach. Wiążą się one z przenoszeniem znacznych ilości wody na duże odległości. Mają postać strumieni. Tworzą się w wyniku różnic gęstości wody powstałych na skutek zmian temperatury i zasolenia wody, ciśnienia powietrza i tarcia wiatru o powierzchnię wody, różnic w wysokościach poziomu zwierciadła wody w sąsiednich częściach oceanu oraz sił przyciągania Księżyca i Słońca. Oddziałuje na nie ponadto siła Coriolisa, która powoduje odchylenia prądów od ich właściwych kierunków - w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej. Ponadto na przebieg prądów wpływ ma także rozkład lądów i oceanów.
Wyróżnia się trzy rodzaje prądów morskich, w zależności od przyczyny powstawania:
prądy morskie wiatrowe - tworzą się w wyniku tarcia wiatru o powierzchnię wody. Dzieli się je na:
prądy dryfowe - wywołane działaniem wiatrów stałych - pasatów, sezonowych - monsunów lub wiatrów zdecydowanie przeważających na określonym obszarze - np. zachodnie wiatry strefy umiarkowanej. Występują w powierzchniowej warstwie wody, do około 200 m głębokości.
prądy wiatrowe - wywołane wiatrami chwilowymi.
prądy morskie grawitacyjno-gradientowe. Dzieli się je na:
prądy barogradientowe - powstałe w wyniku zmian ciśnienia atmosferycznego nad powierzchniami mórz i oceanów.
prądy gęstościowe - powstają w konsekwencji różnic gęstości wody. Zależy ona od temperatury i zasolenia wody. Należą do nich prądy powierzchniowe i głębinowe.
prądy kompensacyjne - są to prądy o charakterze wtórnym. Prowadzą do wyrównania poziomu morza.
prądy morskie pływowe - tworzą się w wyniku przesuwania się fal pływowych. Są to prądy okresowo zmieniające kierunek i prędkość.
Prądy morskie wyróżnia się także ze względu na głębokość ich występowania:
prądy powierzchniowe - występujące w strefie powierzchniowej, są to głównie prądy wiatrowe,
prądy głębinowe - są to prądy występujące w głębi mórz i oceanów, wywołane zwłaszcza różnicami gęstości lub ciśnienia wody morskiej.
Istnieje także podział prądów morskich ze względu na czas ich trwania:
prądy stałe - mają zawsze ten sam kierunek i prędkość,
prądy okresowe - regularnie zmieniające kierunek i prędkość, np. prądy monsunowe,
prądy czasowe - tworzące się pod wpływem krótkotrwałych silnych wiatrów czy zmian ciśnienia.
Ze względu na miejsce występowania prądy morskie można także podzielić na:
prądy przybrzeżne,
prądy cieśnienowe,
prądy otwartego morza.
Jedną z najważniejszych cech prądów morskich jest temperatura wody wewnątrz prądu, a co za tym idzie jej gęstość (im woda jest zimniejsza tym ma większą gęstość) oraz temperatura i gęstość wód otaczających prąd. Na tej podstawie wydziela się:
prądy ciepłe - występują, jeśli temperatura wód niesionych przez prąd jest wyższa niż wód go otaczających.
prądy zimne - występują, jeśli temperatura wód niesionych przez prąd jest niższa niż wód go otaczających.
Rzeźbotwórcza działalność wód morskich i oceanicznych w strefie brzegowej:
Ruchy wody morskiej mają decydujący wpływ na kształtowanie się rzeźby wybrzeży morskich. Wyróżnia się dwa rodzaje działalności wód morskich i oceanicznych: niszczącą i budującą. Zależą one od rodzaju wybrzeża, na jakie woda oddziałuje:
wybrzeża wysokie - wznoszące się stromo nad poziom wody. Są one poddawane niszczącej działalności wód morskich. Powstają w wyniku zalania przez wody morskie górskich lub wyżynnych obszarów. Dzielą się na kilka typów:
dalmatyńskie - powstają w wyniku zalania pasm górskich leżących równolegle do wybrzeża (np. wybrzeża Chorwacji);
riasowe - tworzą się w efekcie zalania pasm leżących prostopadle do wybrzeża (np. wybrzeże Irlandii);
fiordowe - tworzą je zalane przez morze doliny polodowcowe;
szkierowe - powstają w wyniku zalania przez wody morskie wysepek wygładzonych przez lodowiec (np. wybrzeże Norwegii);
limanowe - powstają w efekcie odcięcia lejkowatych ujść rzecznych (estuariów) przez mierzeje (np. wybrzeże Morza Czarnego).
wybrzeża niskie (plaże) - są to płaskie wybrzeża, nie wznoszące się wysoko nad poziomem morza. Podlegają budującej działalności morza. Do wybrzeży niskich należą:
mierzejowo-zalewowe - powstają w wyniku działalności przybrzeżnych prądów morskich, nanoszących drobny materiał;
koralowe - zbudowane przez rafy koralowe;
namorzynowe - są to płaskie wybrzeża porośnięte przez lasy i zarośla namorzynowe (mangrowe).
Niszcząca działalność morza przejawia się w procesie tzw. abrazji morskiej, polegającej na działaniu fali przyboju na wysokie wybrzeże. W wyniku jej uderzania o brzeg dochodzi do powstawania tzw. nisz abrazyjnych w skale i jej podcinania. Prowadzi to w efekcie do obrywania i osuwania się brzegu. W ten sposób wybrzeże się cofa i tworzy stromą ścianę, tzw. klif (in. faleza). U stóp klifu, z oberwanego materiału, tworzy się tzw. platforma abrazyjna. W miarę cofania się klifu i rozrastania platformy, siła niszcząca fal słabnie, aż do momentu, kiedy wybrzeża znajdzie się poza jej zasięgiem. Wówczas klif staje się martwy. Czynnikiem, który najbardziej sprzyja procesowi abrazji morskiej są pływy. Powodują one określony wzrost poziomu morza w czasie przypływu i dalszy zasięg fali przyboju.
Budująca działalność morza zachodzi na wybrzeżach niskich. Polega ona na akumulowaniu w strefie brzegowej materiału niesionego przez fale. Główną formą akumulacji morskiej jest plaża, na którą, stale napływające fale morskie, nanoszą drobny materiał skalny. Część tego materiału zostawiają na wybrzeżu, a resztę unoszą z powrotem ku morzu. Ponadto, z materiału wyrzuconego na brzeg przez fale sztormowe powstają nadbrzeżne wały burzowe, a z piasku tych wałów budowane są wydmy nadmorskie. W wyniku budującej działalności morza powstają także mierzeje (kosy). Tworzą się, w wyniku skośnego uderzania fal o brzeg, przy współudziale przybrzeżnych prądów morskich. Materiał jest wówczas przesuwany wzdłuż brzegu i akumulowany w miejscach, gdzie wybrzeże skręca w kierunku zatoki. W ten sposób dochodzi do narastania wąskiego, długiego półwyspu. Na skutek stałych dostaw materiału półwysep wydłuża się i w konsekwencji może osiągnąć przeciwległy brzeg zatoki, odcinając ją w ten sposób od morza. Inną formą powstałą w wyniku działalności morza jest tzw. lido. Jest to piaszczysty wał, który tworzy się w niewielkiej odległości od brzegu, równolegle do jego linii. Powstaje ono w wyniku osadzania piaszczystego materiału w pewnej odległości od brzegu, zabranego przez fale morskie z plaży. W wyniku narastania lido dochodzi do odcięcia laguny lub zatoki od otwartego morza.
Zagadnieniami dotyczącymi budowy dna oceanicznego oraz ruchów i działalności wód morskich i oceanicznych zajmuje się oceanografia, będąca częścią dziedziny geografii - hydrologii.
|
|
|
|
|
|
3