mora i okeani

1

MORA I OKEANI FIZIČKI I HEMIJSKI USLOVI ŽIVOTA U MORU

ZONALNI RASPORED ŽIVOG SVETA U MORU

Jasmina Krpo-Ćetković

2

OSNOVNE KARAKTERISTIKE MORSKOG EKOSISTEMA

ZAPREMINA 1368 x 106 km3 11:1

POVRŠINA 360 x 106 km2 5/7 : 2/7

TEŽINA 1419 x 1018 t 0,25‰

SREDNJA DUBINA 3800 m (srednja visina

kopna 875 m)

kad bi se ispeglala površina Zemlje, nastao bio vodeni omotač dubok oko 2400 m

3

Ogromna vodena masa koja je povezana i neprekidno u pokretu (horizontalno i

vertikalno), sa sličnim ili jednakim hemijskim i fizičkim osobinama

• Od 1979. godine na svakih deset dana otkriva se nova vrsta

4

ŽIVOTNI PROSTOR

MORSKO DNO (BENTAL)

MORSKA VODA (PELAGIJAL)

BRZINA KRETANJA MORE 50 (110) km/h

KOPNO 160-322 km/h

PLANKTON GUSTINA TREĆA DIMENZIJA SESILNI NAČIN ŽIVOTA

5

Istiophorus platypterus

110 km/h na malim distancama

Falco peregrinus 288 (389) km/h

Hirundapus caudacutus 171 km/h

6

7

8

NAJVEĆE DUBINE PACIFIK (kotlina Challenger, Marijanska brazda, ostrvo Guam)

11033 m

ATLANTIK (kotlina Portorika) 9200 m

INDIJSKI OKEAN (Sunda kotlina) 8000 m

• Podmornica ALVIN spušta se na 4500 m dubine

9

10

Izgrađen 1964; zaronio više od 4200 puta; može da dosegne 63%

okeanskog dna http://www.whoi.edu/page.do?pid=8422

11

• Jacques Piccard – švajcarski okeanograf i inženjer • Don Walsh – oficir američke vojske i okeanograf • 23. januara 1960 spustili su se u batiskafu Trieste na dno Marijanske brazde (10,911 m) • spuštanje je trajalo 4 sata i 48 minuta (brzina 0,9 m/sec), penjanje 3 sata i 15 minuta • na dnu proveli 20 minuta; u kabini je bilo 7°C

James Cameron “DEEPSEA CHALLENGER”

26. mart 2012

12

13

KONTINENTALNI ŠELF do 200 m

KONTINENTALNA PADINA 200 – 4000 m

ABISALNA RAVNICA 4000 – 6000 m

KOTLINE/JARCI/ROVOVI 7000 – 11000 m

14

15

PELAGIJAL

NERIT OKEAN

BENTAL

LITORAL BATIJAL ABISAL HADAL

PELAGIJAL

EPIPELAGIJAL

MEZOPELAGIJAL

INFRAPELAGIJAL

BATIPELAGIJAL

ABISOPELAGIJAL

HADOPELAGIJAL

16

NERIT – neproziran, najveći broj morskih organizama i glavne zone ribolova

OKEAN – plava pustinja, proziran, planktona ima samo na mestima vertikalnih strujanja gde nutrijenti (nitrati, fosfati...) mogu da stignu sa

dna (gde se odvija razgradnja organske materije) do površine (gde se odvija fotosinteza)

17

Plima

Oseka

Fotička zona

Afotička zona

Pelagijal

Ben

tal

18

SUPRALITORAL (mlatna zona talasa) PLIMA

MEDIOLITORAL OSEKA

INFRALITORAL 30-50 m

(FOTOFILNE ALGE,

CVETNICE,

KORALNI GREBENI)

CIRKALITORAL do 200 m

19

gornja granica jake plime (EHWS - extreme high water of spring tides)

donja granica jake oseke (ELWS - extreme low water of spring tides)

Mediolitoral (vitičari -

Cirripedia, morska trava,

dagnje)

granica supralitorala

granica infralitorala

ZONACIJA ZAJEDNICA

20

DNO

a) ČVRSTO STENA (EPIFLORA, EPIFAUNA)

b) POKRETNO PESAK (EPIFLORA, EPIFAUNA + ENDOFAUNA) MULJ

SEDIMENTI:

TERIGENI ORGANSKI 0,01-0,05% (2/3 Si) NEORGANSKI 99,99-99,95%

ORGANSKI (do 4000 m CO3 – GLOBIGERINSKI)

(4000-6000 m Si – RADIOLARIJSKI)

PELAGIČKI NEORGANSKI (>6000 m – CRVENA GLINA >40% DNA)

21

Terigeni sedimenti nastaju erozijom kopna – mineralne materije koje nanose reke, lednici, talasi; vulkanski mulj i pesak od raspada korala

Pelagički sedimenti se javljaju dublje od kontinentalnog šelfa

Mogućnost života na dnu zavisi od količine organske materije koja stigne odozgo

Sedimentacija je spora – u litoralu 40 m za 1 milion godina; u abisalu – neprekriveni zubi ajkula iz tercijera (70 mil. godina)

Globigerinida (CO3)

Radiolaria (Si)

22

Endofauna (infauna) – između čestica sedimenta

23

TEMPERATURA Godišnja amplituda kolebanja površinskih slojeva

– na ekvatoru i polovima 1-2 °C, u zatvorenim morima i pri obali veća (Mediteran 14 °C)

Dnevna amplituda kolebanja – površinski slojevi 0,5-1 °C, dublje (>150-200 m) nikakva

TERMOKLINA STALNA (TOPLA MORA)

SEZONSKA (UMERENA ZONA)

TEMPERATURA POVRŠINE – OTVORENA MORA 0-28 °C

– ZATVORENA MORA 33-35 °C

Crveno more 34 °C; ledena mora -1,3 °C do -1,7 °C

JADRAN – površina leti 25°C, zimi 6-12°C severni deo, 13-15°C južni deo;

dublji slojevi 11-12°C

24

stalno mešanje talasima i strujama

temperatura brzo opada sa dubinom

temperatura je relativno konstantna

topli površinski sloj

temoklina

hladan duboki sloj ispod termokline

Termoklina je sloj vode koji predstavlja zonu temperaturnog gradijenta sa oštrim padom temperature između gornjih, toplijih površinskih

slojeva vode i donjih, hladnih. Termoklina može da bude stalna (topla mora) i sezonska (umerena zona).

25

• Termoklina – sloj vode u kome temperatura brzo opada sa dubinom (od 200 do 1000 m)

26

Temperatura utiče i na metabolizam i na fizičke procese

Glavni način prenošenja toplote je konvekcija (kretanje vodenih čestica); kondukcija je slaba (100 m za 100 godina)

Mora severne polulopte su toplija zbog nagnutosti zemljine ose

stenotermni (pelagični, dubinski, korali) euritermni

pojkilotermni

homeotermni (sekundarno prilagođeni)

27

• endotermne ribe: tune, ajkule iz porodice Lamnidae (npr. velika bela ajkula Carcharodon carcharias, mako ajkula Isurus oxyrinchus), mesečeva riba Lampris guttatus

Lampris guttatus

28 • “Pompeii worms”, Alvinella pompejana, žive na +80°C

Hidrotermalni ventil

Kiwa hirsuta (Yeti Crab)

Vulcanoctopus hydrothermalis

29

SVETLOST

EUFOTIČKA ZONA 0-50 (100) m

DISFOTIČKA (OLIGOFOTIČKA) ZONA

50 (100) – 200 (500) m (u tropskim prozirnim morima do 1000 m)

AFOTIČKA ZONA > 200 (500) m

Izvor energije, utiče na rasprostranjenje organizama i na migracije

30

odbijena, propuštena, absorbovana u plitkim neprozirnim vodama na 25 m ostaje samo 1% svetla nad kont. šelfom - 1% na 45 m u prozirnim vodama Golfska struja i prozirni Sargas - 1% ostaje na 65 m zbog zagrevanja u plićaku često izostaju alge – providni plankton propušta a ne absorbuje svetlo (zaštitni mehanizmi) odbrana od jakog svetla – plastidi (biljke) i pigment (životinje)

31

SASTAV I SALINITET

Slatka voda → 1-1,5 g soli/l (preovladavaju CO3)

Slana voda → 35 g soli/l (preovladavaju Cl i Na) 11 elemenata čini 99,98% ukupne količine jonskog

rastvora soli

ANJONI Cl- SO42- HCO3

- Br- BO32- F-

KATJONI Na+ Mg2+ Ca2+ K+ Sr2+

JADRAN 38‰ BALTIK 12-0,6‰

CRVENO MORE 45-48‰ CRNO MORE 18‰

Ostalo su oligoelementi (oko 50); N i P su limitirajući (azota ima kao gasa, ali nema nitrata); slana voda sporije isparava zbog povećane napetosti površine

32

33

RASTVORENI GASOVI KOLIČINA ZAVISI OD PRITISKA, TEMPERATURE I

SALINITETA

ODNOS N : O – U VAZDUHU 4 : 1, U MORU 2 : 1

CO2 delimično prisutan kao gas; u ravnoteži sa bikarbonatima i karbonatima ALKALINITET – POSLEDICA OTAPANJA H2CO3 I VEZIVANJA JAKIH BAZA (skoro isključivo Ca, uz Na, K, Mg) pH 7,5-8,4, u dubini opada pH površinskih slojeva i sporednih mora 8,0-8,3

KOMPENZACIONA DUBINA – izjednačenje potrošenog i oslobođenog O2

34

PROCENAT U ATMOSFERI

PROCENAT U POVRŠINSKOJ

VODI OKEANA

PROCENAT U CELOM OKEANU

35

36

PRITISAK

EURIBATI – PELAGIČKE VRSTE (PROMENE OD 30-40 ATM)

STENOBATI – ABISALNE VRSTE

NA SVAKIH 10 m RASTE ZA 1 ATMOSFERU

37

morski sisari - pri imerziji koriste O2 iz mioglobina mnogi uranjaju gotovo praznih pluća podnose niske koncentracije O2 i visoke CO2 usporavaju rad srca i perifernu cirkulaciju

mišići sadrže velike količine mioglobina i manje su osetljivi na mlečnu kiselinu

hemoglobin Cetacea može da oslobodi skoro čitav kiseonik koji nosi

krv se pumpa u vitalne organe kao što je mozak

moždano stablo manje osetljivo na CO2

mozak

vazduh se izbacuje iz pluća da bi životinja lakše potonula

srčani ritam

usporava

brz transfer O2 iz krvi do pluća

38

Ulješura, Physeter macrocephalus, roni više od 2200 m, 90 minuta

Kljunasti kit, Hyperoodon, 1453 m, 70 minuta

Morski slon, Mirounga, 1500 m, 80 minuta

39

Patrick Musimu

No Limits: Musimu 209,6 m (7’), Nitsch 214 (253) m Gomes sa opremom 318 m http://www.youtube.com/watch?v=0J8GVGkw7Yc https://www.youtube.com/watch?v=U4VaGMknMCE http://www.youtube.com/watch?v=zFUZCp22JkE

Nuno Gomes

Herbert Nitsch

40

KRETANJE

MORSKE STRUJE – horizontalne i vertikalne

– kompenzacione

TALASI

MORSKA DOBA (PLIMA I OSEKA) – 2 puta za vreme lunarnog dana (24 h 50’) – Mesec ima 2,34 puta veću privlačnu silu od Sunca

41

morske struje – horizontalne i vertikalne izazvane dejstvom vetra i razlikama u gustini (pritisak, temperatura i salinitet) kompenzacione struje – odnete vode se nadoknađuju novim zbog dejstva zemljine rotacije na severnoj polulopti skreću udesno a na južnoj ulevo (Koriolisov efekat) pasati utiču na stvaranje ekvatorijalnih struja (glavna osnova sistema površinskih strujanja) 5 (2 Atlantik, 2 Pacifik, 1 Indijski okean)

42

43

44

upwelling=uviranje

downwelling=poniranje

plankton buja tamo gde nutrijenti stižu do površine uzlazne struje

nose nutrijente do površine

smer vetra

smer vetra

površinske vode nošene od obale

uginule ribe i

plankton

padaju na dno

45

MEDITERAN – zbog isparavanja ima manje vode - unutrašnje more s manjkom vode (nivo pada ispod nivoa

Atlantika) zbog čega se javlja površinska struja koja preliva vodu iz Atlantika i, kao posledica, suprotna

struja u dubini koja odnosi mineralne i org. materije

46

Talasi nastaju dejstvom vetra

Utiču na bentos plićaka i pelagijal površinskih slojeva

Na izloženim peščanim obalama je manja raznovrsnost

Povećavaju razmenu gasova

47

dubina vode = ½ dužine talasa (talasi dodiruju dno)

48

49

50

centrifugalna sila (CF) veća od gravitacione sile (GF), što izaziva pomeranje morske

vode od meseca

gravitaciona sila (GF) jednaka centrifugalnoj sili (CF);

rastojanje između Zemlje i Meseca se ne menja

gravitaciona sila (GF) veća od centrifugalne sile (GF), što izaziva pomeranje morske

vode ka mesecu

PLIMA I OSEKA

51 •visoka (jaka) plima javlja se 2x mesecno kad je mlad i kad je pun mesec (mesec i zemlja su u liniji -

sizigijumu), dok se mrtva (kvadraturna) plima javlja kad su I i III cetvrt

visoka (jaka) plima

mrtva (kvadraturna) plima

52

KRUŽENJE MATERIJE I PROTICANJE ENERGIJE

INTENZITET PRODUKCIJE MERI SE U gC/m2/dan ILI gC/m3/dan

ISKORIŠĆAVANJE ORG. MAT. OD JEDNE KARIKE DO DRUGE U PROSEKU IZNOSI SAMO 10%

100 10 1

PLANKTON KRIL KIT

AUTOTROFI – ALGE I CVETNICE (Zostera, Posidonia, Cymodocea)

53

54

55

bakterije – fundamentalna uloga – mineralizacija org. mat. (nedovoljna količina se nanosi rekama sa kopna) na površini ima malo bakterija – UV zraci imaju baktericidno dejstvo, fitoplankton sintetiše antibiotike najgušće na dnu u muljevitom sedimentu aerobne su brojnije, a broj anaerobnih raste sa dubinom

56 Archaebacteria live in extreme conditions Archaebacteria live in extreme conditions

57

Sand-dwelling marine fungus (Corollospora) http://fungi.life.illinois.edu/articles/Aquati%20fungal%20biodiversity%20Shearer%20et%20al.07.pdf

58

59

60

Gustina planktona merena u vidu koncentracije hlorofila od površine vode do dubine od 25 m (prosek za 10 godina). Boja označava konc. hlorofila na log skali: od ljubičaste (<0.06 mg m-3), preko tamnoplave, svetloplave i zelene do naranžaste i crvene (1-10 mg m-3) (snimci NASA/Goddard Space Flight Center).

• leto na sev. hemisferi – juni-avgust

61 • jesen na sev. hemisferi – septembar-novembar

62 • zima na sev. hemisferi – decembar-februar

63 • proleće na sev. hemisferi – mart-maj

64

Primarna produkcija u svetskom moru u miligramima fiksiranog ugljenika po m2 na dan. Produkcija je najveća iznad kontinentalnog šelfa i u regionima uviranja na zapadnim obalama Afrike i Južne i Centralne Amerike.

65

ŽIVOTNE FORME

PLANKTON ►HOLOPLANKTON ►NERITIČKI ►ULTRA/NANO/MIKROPLANKTON

►MEROPLANKTON ►OKEANSKI ►MREŽNI (makroplankton)

NEKTON (aktivni plivači) → mnoge ribe, sisari, glavonošci

BENTOS → stalno ili privremeno vezani za dno

(hrana, skrovište, razmnožavanje)

66

To su organizmi koji pasivno lebde ili pak čije su lokomotorne sposobnosti nedovoljne da bi im omogućile kretanje suprotno kretanju vodene mase.

PLANKTON = pelagičke alge (fitoplankton) ili životinje (zooplankton) koje nisu u stanju da održavaju svoj položaj plivajući nasuprot fizičkom kretanju vode

HOLOPLANKTON MEROPLANKTON

ULTRAPLANKTON (< 5 μm) NANOPLANKTON (5-20 μm) MIKROPLANKTON (20-50 μm) MAKRO (mrežni) PLANKTON (> 50 μm)

Zooplanktonski organizmi koji čitav život provode kao plankton (holoplankton) dominiraju u otvorenim vodama, dok se uz obalu nalazi veći broj vrsta koje samo deo životnog ciklusa provode kao plankton (meroplankton), kao što su larve bentoskih invertebrata ili larve riba.

67

A – Cirripedia

B – riba

C – koral

D – puž

E – hlap

F – meduza

G – morska zvezda

H – poliheta

I – kraba

68

Fluktuacije fitoplanktona u zavisnosti od količine nutrijenata

69

JADRANSKO MORE JUŽNI DEO – MEZOZOIK

SEVERNI DEO – POSTGLACIJALNO POREKLO

DUŽINA 783 km ŠIRINA 248,3 km DUBINA 50-1000 m (1233 m)

LITORAL (FITALNI SISTEM) NAJVEĆI DEO

BATIJAL (AFITALNI SISTEM) JABUČKA KOTLINA I KOTLINA JUŽNOG JADRANA

SPECIJALNI REZERVATI U MORU

Limski kanal (Rovinj) Malostonski zaliv (Pelješac)

70

JABUČKA KOTLINA PALAGRUŠKI PRAG KOTLINA JUŽNOG JADRANA OTRANTSKA VRATA DELTA REKE PO

71

fauna – prelaz zapadnog u istočni Mediteran najveći deo kont. šelf (litoralni, fitalni sistem) kotlina Jabuke i južnog Jadrana – afitalni sistem 90% mediteranske vrste (59% mediteranskih endemita); 10% endemiti (uglavnom Anthozoa)

72

I SUPRALITORALChthamalus depressus vitičar, lopar CirripediaLigia italica babura IsopodaLittorina neritoides ProsobranchiaLittorina saxatilis ProsobranchiaOphelia radiata PolychaetaPatella lusitanica prilepak ProsobranchiaTalitrus saltator obalska buva AmphipodaTylos ponticus mokrica Isopoda------------------------------------- ----------------------------------------------Catenella opuntia RhodophyceaeSalicornia herbacea caklenjača zeljasta 1-god.Verrucaria adriatica lišaj

73

Ligia italica

Littorina neritoides Littorina saxatilis

Ophelia radiata

Patella lusitanica

Talitrus saltator Tylos ponticus

Chthamalus depressus

74

Actinia equina moruzgva AnthozoaAnemonia sulcata vlasulja AnthozoaArbacia lixula crni jež EchinoideaBonelia viridis EchiuroideaChthamalus stellatus vitičar, lopar CirripediaGammarus olivii AmphipodaHolothuria tubulosa obični trp HolothuroideaLithophaga lithophaga prstac BivalviaMiddendorfia caprearum hiton AmphineuraMonodonta turbinata puž ogrc ProsobranchiaMytilus galloprovincialis dagnja BivalviaPachygrapsus marmoratus kraba DecapodaPatella aspera prilepak Prosobranchia------------------------------------- -------------------- -------------------------Catenella opuntia RhodophyceaeCystoseira spicata PhaeophyceaeEnteromorpha compressa ChlorophyceaeLithophyllum tortuosum kamenjača RhodophyceaeFucus virsoides bračić Phaeophyceae

II MEDIOLITORAL

75

Actinia equina Anemonia

sulcata Arbacia lixula

Bonelia viridis

Middendorfia (Lepidochitona)

Pachygrapsus

Gammarus olivii Holothuria tubulosa

Litophaga

Mytilus galloprovincialis

Patella aspera Monodonta turbinata

Chthamalus stellatus

76

Aplysia depilans morski zec OpisthobranchiaArca barbata mala barka BivalviaAscidia mentula TunicataAsterina pancerii AsteroideaBlennius galerita slingurica BlenniidaeBonellia viridis EchiuroideaCarcinus maenas obična kraba DecapodaCardium tuberculatum čančica BivalviaCoris julis knez LabridaeDentex dentex zubatac SparidaeHippocampus brevirostris morski konjić SyngnathidaeHippocampus guttulatus morski konjić SyngnathidaeHolothuria impatiens trp Holothuroidea

Lepadogaster microcephalus prilepnjak GobiesocidaeMaja squinado morski pauk DecapodaMurex brandaris volak ProsobranchiaOctopus vulgaris hobotnica CephalopodaPinna nobilis periska BivalviaScorpaena porcus škrpina Scorpaenidae----------------------------------------- ---------------------- ----------------------Acetabularia mediterranea ChlorophyceaeCymodocea nodosa cvetnicaCystoseira adriatica PhaeophyceaeEnteromorpha intestinalis ChlorophyceaePosidonia oceanica cvetnicaSargassum linifolium PhaeophyceaeUlva lactuca ChlorophyceaeZostera nana cvetnica

III INFRALITORAL

77

Blennius galerita

Aplysia depilans Arca barbata Ascidia mentula

Asterina pancerii Carcinus maenas

Cardium tuberculatum

Coris julis Dentex dentex

78

Hippocampus brevirostris

H. guttulatus

Holothuria impatiens

Lepadogaster microcephalus

Maja squinado

Murex brandaris

Octopus vulgaris

Pinna nobilis

Scorpaena porcus

79

Alcyonium palmatum AnthozoaAphrodite aculeata morski miš PolychaetaArca noae Noina barka BivalviaAscidia virginea TunicataBonellia viridis EchiuroideaCardium echinatum BivalviaCorralium rubrum crveni koral AnthozoaDolium galea bačva ProsobranchiaEchinus acutus EchinoideaHomarus vulgaris hlap DecapodaLabrus merula vrana LabridaeMaja verrucosa morski pauk DecapodaMullus barbatus barbun MullidaeOblada melanura ušata, crnorep SparidaeOphiura texturata zmijača OphiuroideaPagellus erythrinus arbun SparidaePalinurus vulgaris jastog DecapodaPecten jacobaeus Jakobova lepeza BivalviaPleuronectes platessa iverak PleuronectidaeSepiola rondeleti mala sipica CephalopodaSolea vulgaris list SoleidaeSpongia officinalis obični sunđer PoriferaTrachinus draco pauk bijelac TrachinidaeZeus faber kovač Zeidae---------------------------------------------------------- ----------------------Halimeda tuna ChlorophyceaePadina pavonia PhaeophyceaeSargassum vulgare Phaeophyceae

IV CIRKALITORAL

80

Astropecten irregularis AsteroideaCidaris cidaris jež turban EchinoideaDolium galea bačvaš ProsobranchiaEchinus acutus EchinoideaMadrepora oculata koral kameni AnthozoaMerluccius merluccius oslić GadidaeNephrops norvegicus škamp Decapoda

V BATIJAL

81

Nephrops norvegicus

Echinus acutus

Madrepora oculata

Dolium galea

Merluccius merluccius

Astropecten irregularis

Cidaris cidaris

82

https://www.youtube.com/watch?v=hcgT_eZuN5o