2. fejezet - A planetáris felszín legkevésbé ismert eleme: a világóceán

Tartalom

2.1. A Föld, a Naprendszer vizes bolygója
2.2. A világóceán és a három óceáni medence geomorfológiai és geofizikai jellemzői
2.3. A világóceán keletkezése

2.1. A Föld, a Naprendszer vizes bolygója

Ma már tudjuk, hogy Naprendszerünk bolygóinak és azok holdjainak sokféle, egymástól erősen különböző felszíne van. Az ún. kőzet-bolygókat, illetve holdakat borító felszíneket ismerjük legjobban, hiszen ezek hasonlítanak legjobban bolygónk kontinentális, növényzettel nem borított felszíneihez. Lehetséges olvadt felszín is, pl. a Merkúron, mely mindig ugyanazzal az oldalával fordul a Nap felé. Nagyon keveset tudunk ugyanakkor a gázbolygók felszínéről, még azt sem, hogy egyáltalán létezik-e. Ezeken a bolygókon valószínűsíthetően nincs a földi szilárd felszínhez hasonló választófelület, hiszen a bolygót alkotó gáz a középpont felé haladva folyamatos átmenettel sűrűsödik folyékony, majd valamilyen szilárd, vagy esetleg nem ismert halmazállapotba. A gázbolygók esetében tehát – jobb híján – a légkör felső határát tekintjük felszínnek. Tulajdonképpen természetes lenne ugyanezt tenni a kőzetbolygók esetében is – különösen egy meteorológus szemszögéből – hiszen a légkör is a bolygó szerves részét alkotja. Egyébként a csillagok, tehát a Nap esetében is ezt a szemléleti módot alkalmazzuk, a Nap légkörét, a kromoszférát és a koronát, a csillag részének tekintjük.

A Földhöz hasonló folyékony halmazállapotú, az égitest szilárd anyagától elkülönülő folyékony és szilárd (jég) felszínt csupán a Jupiter második legnagyobb holdján, az Európán (2.1. ábra) találunk. Az egyedüli különbség az, hogy a jégtakaró (krioszféra) a Földhöz hasonlóan vízből! álló óceánt teljesen befedi az alacsony hőmérséklet miatt. Tehát nyugodtan állíthatjuk, hogy a világóceán, ill. a krioszféra (azon területek, ahol a víz folyékony vagy szilárd halmazállapotban megtalálható) ritka objektumok a Naprendszerben.

Az Európa nevű hold folyékony és szilárd (jég) felszíne és belső szerkezete

2.1. ábra. Az Európa és feltételezett belső szerkezete. (Forrás: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/54/Europa-moon.jpg/275px-Europa-moon.jpg; http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7b/PIA01130_Interior_of_Europa.jpg)

Tovább közelítve tulajdonképpeni tárgyunkhoz, azt mondhatjuk, hogy a világóceán és a krioszféra – három dimenzióban – talán a legkevésbé ismert földfelszíni alrendszerek, ennél kevesebbet csak a Föld belsejéről tudunk. Az ok az óceán esetében kézenfekvő: nehéz megközelíthetőség, extrém körülmények. Erre jó példa, hogy amíg a tengerszinten a légnyomás megközelítőleg 100 kPa (1000 hPa = 1 bar), addig az óceán legmélyebb pontjain kb. 11 000 m mélységben a víz és az atmoszféra együttes nyomása megközelítőleg 110 100 kPa (1 101 000 hPa = 1101 bar), azaz mintegy ezerszerese a felszíni értéknek. A krioszféra esetében is a belső szerkezetéről tudunk elég keveset (az Antarktisz jégtakarója 3000 m, Grönlandé 2000 m átlagos vastagságú).

A Föld egyik legfontosabb jellemvonása tehát a felszínén folyékony formában jelen levő nagy mennyiségű víz , ami miatt bolygónkat – elsősorban az űrkorszak idejében készült űrfelvételek alapján – „kék bolygóként” is szokás emlegetni. Ezen vizeket összefoglalóan hidroszféránaknevezzük, amelyek összességében a földfelszín sokkal nagyobb részét borítják, mint a szárazföldek. A földfelszínt szemlélve az az érzésünk támadhat, hogy a Föld „vízbolygó”, hiszen a felszín 70,8 %-át borítja víz és csak 29,2%-a szárazföld. Természetesen ez nincs így, amit jól szemléltet a 2.1. táblázat. A felszíni vizek többféle formában vannak jelen, kisebb-nagyobb méretű folyóvizek (erek, patakok, folyók, folyamok) és különböző méretű állóvizek (tavak, tengerek, óceánok) formájában. Ezek a vizek két fő csoportra oszthatók: sós vizek és édesvizek. Ezek közül az előbbiek vannak túlsúlyban, a hidroszféra 97,5%-a sós víz, míg a maradék 2,5% édesvíz, amelynek viszont 68,7%-a jég formájában található meg a sarki jégsapkákban.

Az alábbi, 2.1. táblázatban néhány alapvető adatot ismertetünk a hidroszférával kapcsolatosan és kitérünk annak a többi földi alrendszerrel való összehasonlítására is.

 

Tömeg (kg)

Térfogat (m3)

Tömegarány

Kőzet (szilárd, olvadt)

5,98 · 1024

1,08 · 1021

1

Víz (folyékony, jég)

1,72 · 1021

1,37 · 1018

0,2 · 10-3

Légkör

5,28 · 1018

n. a. (~1018–1019)

10-6

Bioszféra

~7,00 · 1014

n. i. ? (~1013)

10-10

2.1. táblázat. Az egyes földi alrendszerek tömege, térfogata és tömegaránya (n.a.: nem adekvát, n.i.: nem ismert)

A légkör térfogata – a levegő összenyomhatósága miatt – nem határozható meg egyértelműen, különböző művekben nagy szórást mutató adatok jelennek meg. Ez még nem meglepő. Az igen különös dolog az – bár nem e mű témájába vág – hogy a bioszféra térfogatáról nem találtunk megbízható adatot. Már maga ez a táblázat is meghökkentő példája annak, hogy milyen keveset tudunk a Földről és benne az óceánokról.

A hidroszféra 1,37 milliárd km3 térfogatot, a Föld össztérfogatának (~1083 milliárd km3) 1/800-ad részét teszi ki. Ha a hidroszféra tömegét hasonlítjuk össze a bolygó össztömegével, ennél kisebb értéket, 1/4400-ad földtömegnyit – hozzávetőleg a bolygó tömegének 0,25‰-ét – kapunk (tekintve, hogy a bolygó anyagának átlagsűrűsége – 5,5 g/cm3 – sokkal nagyobb, mint az egységnyi sűrűségű vízé). Ez a bolygóméretekben igen kis mennyiségű anyag mégis 2,7 km mély vízréteget vonna a bolygó felszínére, ha az sima felületű gömb lenne (a Föld átlagos sugara 6372,8 km).

Az egész hidroszféra legmeghatározóbb felszíni formái az óceánok . A világóceán három, meghatározó méretű óceánja, ill. – valószínűleg helytelenül – „óceáni medencéje”:

  • Csendes-óceán

  • Atlanti-óceán

  • Indiai-óceán

Egyes földrajzi osztályozások a Jeges-tengert is óceánnak tartják (Északi-óceán), valamint az Antarktiszt körülvevő vizeket, a 60. déli szélességtől délre fekvő, egybefüggő tengert (az Atlanti-, Csendes- és Indiai-óceán déli területeit, Déli-óceán néven) úgyszintén.

A földfelszín egyenetlensége miatt a világtengerek mélysége rendkívül széles határok között változik. Az óceánok jelenleg ismert legmélyebb pontja 11 034 méter, átlagos mélységük 3711 méter. A tengervíz átlagos sótartalma 35‰. Az óceánok jelentős hatást gyakorolnak a Föld klímájára: hatalmas hőtárolóként és a tengeri áramlatok révén hőszállító közegként működnek. A tengervíz hőtároló és hőelosztó tulajdonságainak vannak állandó és véletlenszerű hatásai. Előbbire példa a Golf-áramlat , amely a trópusok melegét szállítja az Atlanti-óceánon a magasabb északi szélességekre, így pl. Európa nyugati részére, utóbbira pedig az El Niño és La Niña jelenség, amely időszakosan alakul ki és időszakosan okoz szélsőséges időjárási jelenségeket.

Az óceánok az élet bölcsői és hatalmas tárházai. Biológiai kutatások szerint a földi élet a tengervizekben alakult ki és csak később hódította meg a szárazföldet. A ma létező fajokból több százezer a tengerek lakója.