18. Tengerek és egyéb állóvizek

A folyóvizekkel szemben a többi felszíni vizet állóvizeknek is nevezik.  A fogalom persze pontatlan, az állóvizek minden részecskéje mozgásban van, és munkát fejt ki. A munka áramlás, hullámverés, partalakítás folyamataiban fejeződik ki.

Az állóvizeknek azt a részét, amelyek a Föld egészének összefüggő, tengerszint alatti medencerendszerét alkotják, óceánoknak és tengereknek, az ettől elszigetelt, összeköttetéssel nem rendelkező formákat tavaknak nevezzük. A fejezet további részei a tengerekkel és óceánokkal foglalkoznak. A tavakban zajló folyamatok a tengerekéhez hasonlóak, de a kisebb víztömeg és sekélyebb mélység miatt úgy az áramlási, mint a hullámverési párolgási viszonyok jelentősen eltérőek lehetnek.

A tengerek vize általában sós, az édesvizeké édes, néhány kivétellel. Az óceánok és tengerek vize változó mennyiségű oldott sót tartalmaz, amely a parti folyótorkolatoknál édesvízzel keveredik (0,1-1,0 % sótartalom, csökkentsós-víz, brakkvíz). Magas oldott sótartalma lehet lefolyástalan területeken olyan tavaknak, amelyeknek vízutánpótlása kevés, illetve időszakos, a nagyfokú párologtatáshoz képest (Holt-tenger, Great Salt Lake/Utah)  
 
Az óceánok és tengerek a Föld felszínének kétharmadát alkotják, (358 millió km²) a bioszféra túlnyomó részét hordozzák. Befolyásolják a Föld klímáját, és meghatározzák vízháztartását. Az óceánok és tengerek által befoglalt sós víz mennyisége 1350 km³, 18-szorosa a tengerszint feletti szárazulatok össztérfogatának. A szárazulatokról 3,3 x 10¹⁶ tömegű víz érkezik az óceáni medencékbe. Ha párolgás nem lenne, ez a mennyiség 4,4 x 10⁴ év alatt töltené fel az óceáni medencéket (ezt nevezzük tartózkodási időnek). Az elmúlt 100 millió évben az óceánok és a kontinensek között a vízkészlet mintegy 2270-szer cserélődött ki. A tengervizek sótartalma a folyóvizekének 300-szorosa, a tengeri sók tartózkodási ideje 12,7 x 10⁶ év.

A sósvíz tulajdonságai
Az átlagos sótartalom 35 ezrelék. A folyótorkolatok környéki részeké alacsonyabb, 20 ezrelék, a száraz klímán lévő öblök partközeli részein 65 ezrelék. A sótartalom befolyásolja a sűrűséget, a sűrűség különbség pedig meghatározza a vizek mozgását.
A vizek sótartalma, az egyes sók aránya a mennyiségi eltérésektől függetlenül állandó.  Az oldott állapotban lévő sókat alkotó elemek a gyakoriság csökkenő sorrendjében: Cl, Na, Mg, S, Ca, K, Br, C. Az oldott anyag a legtöbb esetben kation-anion komplexeket alkot.
A Na és Cl hosszú tartózkodási idejű, gyakorlatilag az óceánok tárolják és valószinűleg az üledékekbe zárt sósvízként jut el a szárazföldre. A C és a Si viszont rövid tartózkodási idejű, mert beépül az élő szervezetek vázába, s így mindig kikerül a tengervízből. Ugyanígy rövid tartózkodási idejűek a Cl, szulfát ionos oldatban oldhatatlan fémionok (pl Ag, Pb) vagy a Mn, Fe. A legtöbb nehézfém és szerves szennyeződést agyagásványok abszorbeálják.
A tengervíz hőmérséklete a trópusi övben max 26-28 C, a sarki régiókban, ahol a jégképződés zajlik, -4 C. 
A sósvíz az édesvíznél nagyobb sűrűségű, 1.023 g cm^-3, az édesvíz alatt rétegződik.

Az óceánok és tengerek számos geomorfológiai formából, tájegységből épülnek fel. Az óceánnak a kontinenssel való érintkezése a partvonal. A partvonalon túli, vízzel fedett sekélytengeri zóna (200 m mélységig) a kontinentális talapzat. A talapzat és a mélytengeri abisszális síkságok (4000-5000 m vízmélység) közötti átmeneti zóna a kontinens-lejtő. A kéreglemezek ütközési zónái fölött főleg vulkáni képződmények alkotta szigetívek alakulnak ki. Az óceáni lemezrészek tágulási zónáinál alakulnak ki a középóceáni hátságok, szigetek. A kontinentális és óceáni lemez ütközési zónáinak előterében alakulnak ki a mélytengeri árkok.

Partvonal
A partvonal a tenger és a szárazulat érintkezési vonala. Több tényező szerint lehet értékelni és osztályozni. Lehet kiemelkedő illetve süllyedő, tagolt vagy tagolatlan, fiatal vagy érett.

Hullámveréses öv
A partszegélyen kialakuló hullámveréses öv nagy oxigéntartalmú, jól átvilágított, jelentős üledékszállítási energiával rendelkező környezet. Olyan partközeli rész, ahol a hullámok megtörve visszaverődnek. A maximális tengermélység 8-10 m. 
A hullámveréses öv több típusú lehet:
Homokos, kavicsos part  akkor alakul ki,  ha jelentős mennyiségű finomszemcsés törmelékes üledék áll rendelkezésre. Köves part akkor keletkezik, ha a hullámveréses övben az erózió és az üledék elszállítás dominál. Parti zátonyok a trópusi tengerpart szegély jellegzetes formái. Ezeket mészvázú korallok és egysejtű algák építik.
A partszegélyi erózió főként a hullámveréses övhöz kapcsolódik. Az aprítási munkát lényegében a hullámveréssel bepréselt víz és levegő végzi. A parterózió mértéke akár évi 1-2 m is lehet.

Terraszok
A jégkorszaki eljegesedések tengervízszint csökkenést, az ezt követő felmelegedési  időszakok vízszint növekedést okoztak. Ma a tengerszínt a pleisztocén végéhez képest általában  120-145 m-rel magasabban helyezkedik el, így a pleisztocén terrasz szintek általában ma vízzel borítottak. Az akkor kontinentális jéggel fedett felszínek a pleisztocén óta folyamatosan - az izosztázia hatásnak megfelelően - emelkednek. Ilyen térszíneken a pleisztocén korú terraszok ma kiemelt helyzetben, a jelenlegi tengerszínt felett akár 50-60 m-rel találhatók.

Esztuáriumok és delták
Ahol a folyók jelentős szállítási energiával, kevés törmelékanyagot szállítva,  tölcsértorkolatban lépnek be a tengerbe, esztuáriumok jönnek létre. A legtöbb esztuárium a hullámveréstől védve van, így az édesvíz és a sósvíz az árapály folyamatok keltette áramlás útján keveredik. Az esztuáriumok a partszegélyi öv legnagyobb bio-diverzitását mutatják. 

Delták
Nagy mennyiségű szuszpendált finomszemcsés szilárd törmeléket szállító folyók torkolatánál a szállítási energia jelentősen csökken, s a szállított szemcsék leülepednek, hordalékkúp, delta keletkezik. A delta a szárazulati partvonal épülő szakasza, a deltaüledékkel feltöltött parti zóna a szárazulat részévé válik. A deltaüledékek jellegzetes keresztrétegzettséget mutatnak, a delta felszíne közel vízszintes, frontja ferde településű rétegzetséggel jellemzett, s a delta fejlődése során az egykori deltahomlokot rátelepüló fiatalabb közel vízszintes üledék felhalmozódás fedi le. Az alábbi ábra a Himalajában eredő két folyó, az Indus és a Gangesz törmelékkúpját mutatja be. 
 

A hullámveréses öv szegélyén időszakosan vízzel borított mocsaras területek keletkezhetnek, amelyeket csak a dagály idején lep el víz. Ezek a lagunák, ahol egyrészt a növényi, állati szerves anyag felhalmozódhat, másrészt - erős párolgás esetén - sótelepek, evaporitok keletkezhetnek.

A tengervíz mozgásformái
A mozgásformák eltérőek a partszegélyi (litorális) illetve a mélyvizi (neritikus) környezetben.

Hullámzás
Víztömegben a szél hatására keletkező mozgás a hullámzás. A mélytengeri hullámok (olyan hullámok, amelyek a fenékkel nincsenek kapcsolatban) nagy hullámvölgyeket és hullámhegyeket keltenek. A hullámvölgy + hullámhegy egyesített magassága a hullámmagasság. Egy hullámvölgy + hullámhegy a hullámhossz. Az az idő, amely egy teljes hullámforma egy rögzített ponton való átvonulásához szükséges, a hullám periódus idő. A hullámterjedés iránya a hullámhegy-hullámvölgy irányokra merőleges. 

Nyílt vízen 50 km/óra sebességű szél 6-7 m magas hullámokat képes kelteni. A hullámok terjedési sebessége a vízmélység csökkenésével exponenciálisan csökken, ezért a part közelében a hullámok torlódnak, megtörnek, visszaverődnek és part menti áramlásokba mennek át. 

Árapály
A Hold és a Nap hatására a Föld gravitációs ekvipotenciális felülete állandóan változik. A szárazulati felszíneken ez mintegy napi +/- 0,3 m földsugár-változást, "kiemelkedést" okoz. Óceáni vízfelületeken  0,5-10 m magasságkülönbségek keletkezhetnek. A Nap hatása mintegy fele a Hold hatásának. Együttálláskor (újhold, telihold) nagy, 9 fokos állásban (1. negyed, 3. negyed) kicsi a dagály hatása Az árapály-öv a partszegélyi öv 

Az árapály a vízszint ritmikus emelkedése és csökkenése csillagászati okok hatására. Az árapály amplitudója az apály és dagályszint közötti vízszint különbség. Ennek értéke 0,5 méter körüli az óceánközépi szigeteken, és elérheti akár a 15 métert (Fundy öböl, Nova Scotia, Kanada).

Csillagászati okok
A Hold és a Nap gravitációs vonzása "megemeli", illetve a Föld elfordulása nyomán "visszaejti" a vízfelszínt. A Föld-Hold rendszer a Föld-Hold közös tömegpontja (baricentrum) körül kering, amely a Föld belsejében a felszín alatt 2700 km mélyen helyezkedik el. A közös tömegpont körüli keringés során a Földnek a Holddal ellentétes oldalán keletkezik dagály. 

Többféle árapály van. Van félnapos (12-órás) árapály, és egynapos árapály. A legnagyobb vízszint különbségek újhold és telihold idején alakulnak ki, míg a legkisebb vízszintkülönbségek az első és a harmadik negyed időpontjában következnek be. Mivel a Föld a Hold poziciójától függetlenül naponta egy körbefordulást tesz meg a tengelye körül, az árapály a Hold pályájától, illetve a Föld forgásától egyaránt függ. A Holdhoz képest a Föld 24 óra 52 perc alatt fordul körbe, ezért az apály-dagály maximumok is naponta 52 perccel eltolódva jelentkeznek.  Az árapály jelentős áramlásokat kelt, a San Francisco öbölben az áramlási sebesség 8 km/h értéket elér.

A tengervíz áramlásai
A tengerek vize állandóan mozgásban van, főként  az alábbi hatások következtében:
        - egyenlőtlen felmelegedés
        - szélrendszerek
        - egyenlőtlen párolgás
        - árapály
        - Föld forgása

A fontosabb óceáni áramlásokat a következő térképen láthatod. 

Az áramlatok nagy óriás spirált hoznak létre (kettőt az északi, kettőt a déli félgömbön), valamint négy kisebbet, illetve egy földkörüli áramlást az Antarktisz óceánban.

A trópusokról kiinduló melegebb áramlatok (Golf, Kuroshio) az sarkok felé haladva lehűlnek. A visszatérő hideg áramlatok (Labrador, Kalifornia)  a hideg sarki tengerekben oxigénben, és a gerincensek számára táplálékként fontos planktonban gazdagodva térnek vissza. 

Az óceáni áramlások összefüggésben vannak az állandó szélrendszerekkel, ezek pedig a Föld forgásából fakadó Coriolis hatással. A következő diagram a nagy óceáni áramlási rendszereket életre keltő légköri cirkulációs rendszereket mutatja be:

A cirkulációs rendszerek a Coriolis hatásnak engedelmeskednek. A Coriolis hatás az északi és a déli félgömbön egyaránt nyugatra téríti el az áramlatokat. A fenti diagramon az alacsony nyomású övekben csapadékos, a magas nyomású övekben száraz éghajlat  az uralkodó. A Coriolis hatás érvényesülését a két ellentétes pólus környezetében az alábbi ábra szemlélteti. A baloldali ábrán a Földet az Északi pólus felől, a középsőn a déli pólus felől láthatod, a forgásirány bejelölésével. A jobbszélső kép a NOAA kompozit felvétele egy, a Déli-sark feletti ciklonról, ahol jól látható az óramutató járásával egyező forgás során kialakult spirálkaros szerkezet.

A felszíni áramlatokat szintváltozások és szél hozza létre, a mélybeli áramlatok döntően sűrűségi áramlatok. Ezek azért jönnek létre, mert a gravitáció hatására a víz a sűrűség alapján rétegződik, s a nagyobb sűrűségű víz lesüllyed, s a kisebb sűrűségű víz alatt áramlik. 

Turbiditás áramlatok (zagyáramok) olyan áramlatok, amelyben a nagyobb sűrűség a lebegtetett hordalék szuszpenzió következménye. Ezeket először tavakban ismerték fel, később azonosítottak ilyeneket az óceánokban, modern mélytengeri óceáni üledékekben. Jellemzőjük a gradált ritmikus rétegzettség. A turbiditás áramlatok a kontinens talapzatokról indulva igen nagy távolságokra szállíthatják a kontinentális származású finomszemcsés üledékanyagot. Ilyen áramlatokból keletkeznek a flis üledékek.

A tengeri megvilágítási övek

A tengerfenék átlagos mélysége 3,800 m, a legnagyobb tengermélység 11,000 m. A napfény csak kis mélységre hatol be, így növényi élet csak a vízfelszín közelében lehetséges. A megvilágítottság alapján ismerünk un fotikus zónát - jól átvilágított zónát (80 m mélységig), diszfotikus zónát (átmeneti zóna, némi fény bejutásával) 600 m mélységig, illetve afotikus zónát (fénynélküli sötét zóna), ezen mélység alatt. 

A tengeri ökológiai környezetek
A partvonal és a kapcsolódó hullámveréses öv az a zóna, ahol kőzet-víz-levegő-élet rendszerek bonyolult kölcsönhatása érvényesül. A tengerben élő szervezetek (fauna és flóra) jelentős része egysejtű,  lebegő, plankton életmódot folytat, a megvilágított zónában. Számos élő szervezet fenéklakó (bentosz) , helyhez kötött vagy mozgó életmódot folytat. A legtöbb ilyen szervezet a megvilágított zónához kötődik. Az aktív úszó életmódot folytató élőlények elvileg bármelyik zónában otthonosak lehetnek, de minden fajnak megvan a maga élettere, ahol a hőmérséklethez és nyomásviszonyokhoz alkalmazkodott.