Okyanus

Okyanus (Eski Yunanca: Ὠκεανός, trans. Okeanós), bir gezegenin hidrosferinin çoğunu oluşturan bir su kütlesidir. Dünya üzerinde bir okyanus, Dünya Okyanusunun ana geleneksel bölümlerinden biridir. Bunlar, bölgeye göre azalan sırada, Pasifik, Atlantik, Hint, Güney (Antarktika) ve Kuzey Kutbu Okyanuslarıdır. Spesifikasyon olmadan kullanılan "okyanus" veya "deniz" ifadeleri, Dünya yüzeyinin çoğunu kapsayan birbirine bağlı tuzlu su kütlesini ifade eder. Genel bir terim olarak, "okyanus" çoğunlukla Amerikan İngilizcesinde "deniz" ile değiştirilebilir; ancak İngiliz İngilizcesinde değil. Açıkça söylemek gerekirse, deniz kısmen veya tamamen karayla çevrili bir su kütlesidir (genellikle dünya okyanusunun bir bölümü).

Tuzlu deniz suyu yaklaşık 361.000.000 km² (139.000.000 km²) kapsar ve genellikle birkaç ana okyanus ve daha küçük denizlere bölünür; okyanus Dünya yüzeyinin yaklaşık %71'ini ve Dünya biyosferinin %90'ını kapsar. Okyanus Dünya suyunun %97'sini içerir ve oşinograflar Dünya Okyanusunun %20'sinden daha azının haritalandığını belirtmiştir. Toplam hacim yaklaşık 1,35 milyar kilometreküp (320 milyon cu mi), ortalama derinliği yaklaşık 3.700 metre (12.100 ft).

Dünya okyanusu, Dünya'nın hidrosferinin temel bileşeni olduğundan, yaşamın ayrılmaz bir parçasıdır, karbon döngüsünün bir parçasını oluşturur ve iklim ve hava koşullarını etkiler. Dünya Okyanusu bilinen 230.000 türün yaşam alanıdır; ancak çoğu keşfedilmediği için okyanusta bulunan türlerin sayısı çok daha fazladır, muhtemelen iki milyonun üzerindedir. Dünya okyanuslarının kökeni bilinmemektedir; okyanusların Hadean eonunda oluştuğu düşünülmektedir ve yaşamın ortaya çıkışının nedeni olabilir.

Dünya dışı okyanuslar su veya diğer elementler ve bileşiklerden oluşabilir. Dünya dışı yüzey sıvılarının onaylanmış tek büyük kararlı gövdesi Titan'ın gölleridir; ancak Güneş Sisteminin başka yerlerinde okyanusların varlığına dair kanıt vardır. Jeolojik tarihlerinin başlarında Mars ve Venüs büyük su okyanuslarına sahip oldukları için teorileştirilir. Mars okyanus hipotezi, Mars yüzeyinin yaklaşık üçte birinin bir zamanlar su ile kaplandığını ve kaçak bir sera etkisinin Venüs'ün küresel okyanusunu kaynatmış olabileceğini düşündürmektedir. Suda çözünmüş tuzlar ve amonyak gibi bileşikler donma noktasını düşürür, böylece su brin veya konvektif buz gibi dünya dışı ortamlarda büyük miktarlarda bulunabilir. Doğrulanmamış okyanuslar, birçok cüce gezegen ve doğal uydunun yüzeyinin altında spekülasyon yapar; Özellikle, ayın Europa okyanusunun Dünya'nın su hacminin iki katından fazla olduğu tahmin edilmektedir. Güneş Sisteminin dev gezegenlerinin de henüz teyit edilmemiş bileşimlerden oluşan sıvı atmosferik katmanları olduğu düşünülmektedir. Okyanuslar ayrıca, gezegenler arası yaşanabilir bir bölgedeki sıvı suyun yüzey okyanusları da dahil olmak üzere dış gezegenlerde ve ekzomonlarda da bulunabilir. Okyanus gezegenleri, yüzeyi tamamen sıvıyla kaplı varsayımsal bir gezegendir.

Genel olarak birkaç ayrı okyanus olarak tanımlansa da, küresel, birbirine bağlı tuzlu su kütlesine bazen Dünya Okyanusu veya küresel okyanus denir. Parçaları arasında nispeten serbest değiş tokuşu olan sürekli bir su kütlesi kavramı, oşinografi için temel öneme sahiptir.

Dünyanın okyanus ortası sırtları birbirine bağlıdır ve her okyanusun bir parçası olan ve dünyanın en uzun dağ silsilesi olan tek bir küresel okyanus ortası sırt sistemi oluşturur. Sürekli dağ silsilesi 65.000 km uzunluğundadır (en uzun kıta dağ silsilesi Andes'den birkaç kat daha uzun).

Hidrosferin toplam kütlesi yaklaşık 1,4 kuintilyon tondur (1,4×1018 uzun ton veya 1,5×1018 kısa ton), bu da Dünya'nın toplam kütlesinin yaklaşık %0,023'üdür. %3'ten daha azı tatlı su; geri kalanı tuzlu su, neredeyse hepsi okyanusta. Dünya Okyanusunun alanı yaklaşık 361,9 milyon kilometrekare (139,7 milyon mil kare), Dünya yüzeyinin yaklaşık %70,9'unu kaplar ve hacmi yaklaşık 1.335 milyar metreküptür (320,3 milyon mil küp). Bu, kenar uzunluğu 1.101 kilometre (684 mi) olan bir su küpü olarak düşünülebilir. Ortalama derinliği 3.688 metre (12.100 ft) ve maksimum derinliği Mariana Çukuru'nda 10.994 metredir. Dünyadaki deniz sularının neredeyse yarısı 3000 metrenin (9.800 ft.) derinliğindedir. Derin okyanusun geniş alanları (200 metreden veya 660 fit'in altındaki herhangi bir şey) Dünya yüzeyinin yaklaşık %66'sını kaplar. Buna Hazar Denizi gibi Dünya Okyanusuna bağlı olmayan denizler dahil değildir.

Mavimsi okyanus rengi, katkıda bulunan birkaç ajanın bir bileşimidir. Önemli katkıda bulunanlar arasında çözünmüş organik madde ve klorofil bulunmaktadır. Denizciler ve diğer denizciler, okyanusun genellikle geceleri kilometrelerce uzanan görünür bir parıltı yaydığını bildirdiler. 2005 yılında, bilim adamları ilk kez bu ışığın fotoğrafik kanıtlarını elde ettiklerini açıkladılar. Büyük olasılıkla biyolüminesanstan kaynaklanmaktadır.

Oşinograflar okyanusu fiziksel ve biyolojik koşullar tarafından tanımlanan farklı dikey bölgelere bölerler. Pelajik bölge tüm açık okyanus bölgelerini içerir ve derinlik ve ışık bolluğu ile kategorize edilen diğer bölgelere ayrılabilir. Fotik bölge, yüzeyden 200 m derinliğe kadar okyanusları içerir; fotosentezin meydana gelebildiği bölgedir ve bu nedenle en biyolojik çeşitlidir. Bitkiler fotosentez gerektirdiğinden, fotik bölgeden daha derin bulunan yaşam ya yukarıdan batan malzemeye dayanmalı (deniz karına bakınız) ya da başka bir enerji kaynağı bulmalıdır. Hidrotermal menfezler, aotik bölge (200 m'yi aşan derinlikler) olarak bilinen şeyde birincil enerji kaynağıdır. Fotik bölgenin pelajik kısmı epipelajik olarak bilinir.

Aotik bölgenin pelajik kısmı sıcaklığa göre dikey bölgelere ayrılabilir. Mezopelajik en üst bölgedir. En alt sınırı, tropik bölgelerde genellikle 700-1.000 metre (2.300-3.300 ft) olan 12 °C'lik (54 °F) bir termoklindir. Ardından, 10 ila 4 °C (50 ve 39 °F) arasında, tipik olarak 700–1.000 metre (2.300-3.300 ft) ve 2.000-4.000 metre (6.600-13.100 ft) arasında uzanan ve dipsizin üst kısmı boyunca uzanan bathypelagic düz, alt sınırı yaklaşık 6.000 metre (20.000 ft) olan abizsopelajiktir. Son bölge derin okyanus çukurunu içerir ve hadalpelagik olarak bilinir. 6.000–11.000 metre (20.000-36.000 ft) arasındadır ve en derin okyanus bölgesidir.

Bentik bölgeler atotiktir ve derin denizin en derin üç bölgesine karşılık gelir. Bathyal bölge yaklaşık 4.000 metreye (13.000 ft) kadar kıta eğimini kaplar. Abyssal bölge, 4.000 ila 6.000 m arasındaki abyssal ovaları kaplamaktadır. Son olarak, hadal bölgesi, okyanus siperlerinde bulunan hadalpelagik bölgeye karşılık gelir.

Pelajik bölge ayrıca iki alt bölgeye ayrılabilir: neritik bölge ve okyanus bölgesi. Neritik bölge, kıta raflarının hemen üzerindeki su kütlesini kapsar, okyanus bölgesi ise tamamen açık suyu içerir.

Buna karşılık, kıyı bölgesi düşük ve yüksek gelgit arasındaki bölgeyi kaplar ve deniz ve kara koşulları arasındaki geçiş alanını temsil eder. Gelgit seviyesinin bölgenin koşullarını etkilediği alandır çünkü intertidal bölge olarak da bilinir.

Bir bölge derinlikte sıcaklıkta dramatik değişikliklere uğrarsa, bir termoklin içerir. Tropikal termoklin tipik olarak yüksek enlemlerde termoklinden daha derindir. Nispeten az güneş enerjisi alan polar sular sıcaklıkla tabakalandırılmaz ve genellikle termoklinden yoksundur; çünkü polar enlemlerdeki yüzey suyu daha büyük derinliklerde su kadar soğuktur. Termoklinin altında su, −1 °C ile 3 °C arasında değişen çok soğuktur. Bu derin ve soğuk tabaka okyanus suyunun büyük kısmını içerdiğinden, dünya okyanusunun ortalama sıcaklığı 3,9 °C'dir. Bir bölge derinlikte tuzlulukta dramatik değişikliklere uğrarsa, bir halokolin içerir. Bir bölge derinliğe sahip güçlü, dikey bir kimya gradyanına maruz kalırsa, bir kemoklin içerir.

Okyanusun en derin noktası, Kuzey Mariana Adaları yakınlarındaki Pasifik Okyanusu'nda bulunan Mariana Çukuru'dur. Maksimum derinliğinin 10,971 metre (35,994 ft) (artı veya eksi 11 metre) olduğu tahmin edilmiştir; maksimum derinliğin çeşitli tahminlerinin tartışılması için Mariana Çukuru makalesine bakın.) İngiliz deniz gemisi Challenger II, 1951'de açmayı inceledi ve açmanın en derin kısmını "Meydan Okuyan Derin" olarak adlandırdı. 1960'ta Trieste, iki kişilik bir ekip tarafından yönetilen açmanın tabanına başarıyla ulaştı.

Okyanus deniz akımları farklı kökenlere sahiptir. Gelgit akımları gelgit ile fazdadır, bu nedenle kuasiperiyodiktir; belirli yerlerde, özellikle açıklıklarda [açıklama gerekli] çeşitli düğümler oluşturabilirler. Periyodik olmayan akımların kaynağı dalga, rüzgar ve farklı yoğunluklardır.

Rüzgar ve dalgalar yüzey akımları yaratır (“sürüklenme akımları” olarak adlandırılır). Bu akımlar bir yarı-kalıcı akımda (saatlik ölçek içinde değişen) ve hızlı dalgalar hareketinin etkisi altında birkaç Stokes hareketinde (birkaç saniyelik kademe) bozulabilir. Yarı-kalıcı akım dalgaların kırılması ve daha az etkili bir etki ile rüzgârın yüzeydeki sürtünmesi ile hızlanır.

Akımın bu hızlanması dalgalar ve baskın rüzgar yönünde gerçekleşir. Buna göre, deniz derinliği arttığında, toprağın dönüşü akımların yönünü derinlik artışıyla orantılı olarak değiştirirken sürtünme hızlarını düşürür. Belli bir deniz derinliğinde, akım yön değiştirir ve ters hızda ters yönde görülür ve akım hızı null olur: Ekman spirali olarak bilinir. Bu akımların etkisi esas olarak okyanus yüzeyinin karışık tabakasında, genellikle 400 ila 800 metre maksimum derinlikte görülür. Bu akımlar önemli ölçüde değişebilir, değişebilir ve çeşitli yıllık mevsimlere bağlıdır. Karışık katman daha az kalınsa (10 ila 20 metre), yüzeydeki yarı-kalıcı akım, Termokline kadar neredeyse homojen hale gelen, rüzgarın yönüne göre aşırı eğik bir yön benimser.

Kıyı bölgelerinde, kırılma dalgaları o kadar yoğundur ve derinlik ölçümü o kadar düşüktür ki, deniz akıntıları genellikle 1-2 deniz miline ulaşır.

Suyun okyanuslar arasında nasıl hareket ettiğini gösteren renkli, yönlendirilmiş çizgiler ile dünya harita. Orta derin Pasifik ve Hindistan'da soğuk derin su yükselir ve ısınırken, Kuzey Atlantik'teki Grönland ve Güney Atlantik'teki Antarktika yakınlarındaki ılık su düşer ve soğur.

Okyanus akıntıları ısıyı tropik bölgelerden kutup bölgelerine aktararak Dünya'nın iklimini büyük ölçüde etkiler. Sıcak veya soğuk havanın aktarılması ve yağışların kıyı bölgelerine aktarılması, rüzgarları iç bölgelere götürebilir. Yüzey ısısı ve tatlı su akıları, büyük ölçekli okyanus dolaşımının termohalin sirkülasyon kısmını yönlendiren küresel yoğunluk gradyanları oluşturur. Kutup bölgelerine ısı verilmesinde ve böylece deniz buzu düzenlemesinde önemli bir rol oynar. Termohalin dolaşımındaki değişikliklerin Dünya'nın enerji bütçesi üzerinde önemli etkileri olduğu düşünülmektedir. Termohalin sirkülasyonu, derin suların yüzeye ulaşma hızını yönettiği ölçüde, atmosferik karbon dioksit konsantrasyonlarını da önemli ölçüde etkileyebilir.

En dramatik hava biçimlerinden biri okyanuslar üzerinde gerçekleşir: tropikal siklonlar (sistemin oluştuğu yere bağlı olarak "tayfunlar" ve "kasırgalar" olarak da adlandırılır).

Okyanusun biyosfer üzerinde önemli bir etkisi vardır. Su döngüsünün bir aşaması olarak okyanus buharlaşması, çoğu yağışın kaynağıdır ve okyanus sıcaklıkları karadaki yaşamı etkileyen iklim ve rüzgar modellerini belirler. Okyanus içindeki yaşam karadaki yaşamdan 3 milyar yıl önce gelişti. Hem derinlik hem de kıyıya olan uzaklık, her bölgede bulunan bitki ve hayvanların biyolojik çeşitliliğini güçlü bir şekilde etkiler.

Yosunlar: Yosunlar, yeşil algler, diatomlar ve dinoflagellatlar gibi birçok fotosentetik, tek hücreli ökaryotları; ancak aynı zamanda bazı kırmızı algleri (Pyropia gibi organizmalar dahil) içeren çok hücreli algleri içeren "tümünü yakala" terimidir. yenilebilir nori deniz yosununun kaynağı) ve kahverengi algler (yosun gibi organizmalar dahil).

Hayvanlar: Çoğu hayvan filumunda, sadece süngerler, Cnidaria (mercanlar ve denizanası gibi) deniz ortamlarında bulunan tarak jöleleri, Brachiopodlar ve Ekinodermler (denizkestaneleri ve denizyıldızları gibi) dahil olmak üzere okyanusta yaşayan türler vardır. Kafadanbacaklılar (ahtapot ve kalamar içerir), kabuklular (ıstakoz, yengeç ve karides içerir), balıklar, köpekbalıkları, deniz memelileri (balinalar, yunuslar ve porpoises dahil) dahil olmak üzere diğer birçok bilinen hayvan grubu okyanusta yaşar.

Buna ek olarak, birçok kara hayvanı yaşamlarının büyük bir bölümünü okyanuslarda yaşamaya adapte olmuştur. Örneğin, deniz kuşları, esas olarak okyanuslardaki bir hayata adapte olan farklı bir kuş grubudur. Deniz hayvanları ile beslenirler ve yaşamlarının çoğunu su üzerinde geçirirler, birçoğu sadece üreme için karaya gider. Okyanuslara yaşam alanları olarak adapte olan diğer kuşlar penguenler, martılar ve pelikanlardır. Yedi kaplumbağa türü, deniz kaplumbağaları da zamanlarının çoğunu okyanuslarda geçirir.

Derinlikle birlikte hızlı tuzluluk artışı bölgesine halokline denir. Tuz içeriği arttıkça deniz suyunun maksimum yoğunluğunun sıcaklığı azalır. Suyun donma sıcaklığı tuzluluk ile azalır ve suyun kaynama sıcaklığı tuzluluk ile artar. Tipik deniz suyu atmosfer basıncında −2 °C civarında donar. Yağış, kutupsal ve ılıman bölgelerde olduğu gibi buharlaşmayı aşarsa, tuzluluk daha düşük olacaktır. Buharlaşma tropik bölgelerde olduğu gibi yağışı aşarsa, tuzluluk daha yüksek olacaktır. Bu nedenle, kutup bölgelerindeki okyanus suları ılıman ve tropikal bölgelerde okyanus sularından daha düşük tuzluluk içeriğine sahiptir.

Europa'nın kompozisyonu için iki model, büyük bir yeraltı sıvı su okyanusunu tahmin ediyor. Güneş Sistemi'ndeki diğer gök cisimleri için de benzer modeller önerilmiştir.

Dünya, yüzeyinde büyük kararlı sıvı su kütleleri olan ve Güneş Sisteminde sadece tek bilinen gezegen olmasına rağmen, diğer gök cisimlerinin büyük okyanuslara sahip olduğu düşünülmektedir.

Gaz devleri Jüpiter ve Satürn'ün yüzeyleri olmadığı ve bunun yerine bir tabaka sıvı hidrojen olduğu düşünülmektedir; ancak gezegen jeolojileri iyi anlaşılmamıştır. Buz devlerinin Uranüs ve Neptün'ün kalın atmosferleri altında sıcak, yüksek derecede sıkıştırılmış, süperkritik suya sahip olma olasılığı varsayılmıştır. Kompozisyonları hâlâ tam olarak anlaşılmamış olsa da, Wiktorowicz ve Ingersall tarafından 2006'da yapılan bir araştırma, Neptün'de böyle bir su "okyanus" olasılığını reddetti; ancak bazı çalışmalar egzotik elmasın egzotik okyanuslarının mümkün olduğunu öne sürdü.

Mars okyanus hipotezi, Mars yüzeyinin neredeyse üçte birinin su ile kaplandığını; ancak Mars'taki suyun artık okyanus olmadığı (çoğunun buz kapaklarında kaldığını) öne sürüyor. Olasılık, ortadan kaybolma nedenleri ile birlikte incelenmeye devam etmektedir. Gök bilimciler şimdi Venüs'ün 2 milyar yılı aşkın bir süredir sıvı su ve belki de okyanuslara sahip olabileceğini düşünüyorlar.

Kabuğu mantodan ayıracak kadar kalın küresel bir sıvı su tabakası olan Titan, Europa, Enceladus ve daha az kesin olarak Callisto, Ganymede ve Triton doğal uydularında bulunduğu düşünülmektedir. Io'da bir magma okyanusu olduğu düşünülüyor. Gayzerler, Satürn'ün Enceladus ayında, muhtemelen yüzey buz kabuğunun altında yaklaşık 10 kilometre (6,2 mil) bir okyanustan kaynaklanmış olarak bulundu. Diğer buzlu uyduların da iç okyanusları olabilir veya bir zamanlar dondurulmuş olan iç okyanusları olabilir.

Titan yüzeyinde büyük sıvı hidrokarbon gövdelerinin bulunduğu düşünülmektedir; ancak bunlar okyanuslar olarak kabul edilebilecek kadar büyük değildir ve bazen göl veya deniz olarak da adlandırılır. Cassini – Huygens uzay misyonu başlangıçta sadece kuru gölcükler ve boş nehir kanalları gibi görünen şeyleri keşfetti, bu da Titan'ın sahip olabileceği yüzey sıvılarını kaybettiğini gösteriyor. Daha sonra Titan'ın flybys'leri, daha soğuk kutup bölgelerinde bir dizi hidrokarbon gölü gösteren radar ve kızılötesi görüntüler sağladı. Titan'ın, dış kabuğunun üzerinde oluşan hidrokarbon karışımına ek olarak buzun altında bir yüzey altı sıvı-su okyanusu olduğu düşünülmektedir.

Güneş Sistemi dışındaki bazı gezegenlerin ve doğal uyduların, yaşanabilir bölgede veya sıvı-su kuşağında Dünya'ya benzer olası su okyanus gezegenleri de dahil olmak üzere okyanusları olması muhtemeldir. Bununla birlikte, spektroskopi yöntemiyle bile okyanusların tespiti muhtemelen son derece zor ve sonuçsuzdur.

Teorik modeller, transit olarak tespit edilen GJ 1214 b'nin kütlesinin %75'ini oluşturan egzotik VII buz formundan oluştuğunu yüksek olasılıkla tahmin etmek için kullanılmıştır .

Diğer olası adaylar sadece kitlelerine ve yaşanabilir bölgedeki konumlarına dayanarak spekülasyon yaparlar; ancak gerçekte kompozisyonlarından çok az şey bilinir. Bazı bilim adamları Kepler-22b'nin "okyanus benzeri" bir gezegen olabileceğini düşünüyor. Gliese 581 d için yüzey okyanuslarını içerebilecek modeller önerilmiştir. Gliese 436 b'nin "sıcak buz" okyanusu olduğu tahmin ediliyor. Gezegenlerin yörüngesindeki gezegenler, özellikle de ana yıldızlarının yaşanabilir bölgesindeki gaz devleri teorik olarak yüzey okyanuslarına sahip olabilir.

Karasal gezegenler, bazıları magma okyanusuna gömülecek; ancak birçoğu buhar atmosferine girecek ve atmosfer soğuduğunda bir okyanus oluşturan yüzeye çökecek olan birikimleri sırasında su alacaklar. Magma katılaştıkça mantodan su da artacaktır - bu, kütlelerinin sudan oluşan düşük bir yüzdesine sahip gezegenler için bile olacaktır, bu nedenle "süper Dünya dış gezegenlerinin onlarca ila yüzlerce arasında su okyanusları üretmesi beklenebilir Milyonlarca yıl süren son önemli çarpışma etkisinin. "

Okyanuslar, denizler, göller ve diğer sıvı cisimleri su dışındaki sıvılardan, örneğin Titan üzerindeki hidrokarbon göllerden oluşabilir. Triton üzerinde azot denizleri olasılığı da göz önünde bulunduruldu; ancak göz ardı edildi. Ayların buzlu yüzeylerinin Ganymede, Callisto, Europa, Titan ve Enceladus'un çok yoğun sıvı su veya su-amonyak okyanusları üzerinde yüzen kabuklar olduğuna dair kanıtlar vardır. Dünya genellikle okyanus gezegeni olarak adlandırılır; çünkü %70'i su ile kaplıdır. Ana yıldızlarına son derece yakın olan dünya dışı karasal gezegenler gelgitle kilitlenecek ve böylece gezegenin yarısı magma okyanusu olacak. Karasal gezegenlerin oluşumları sırasında dev etkilerin bir sonucu olarak magma okyanuslarına sahip olmaları da mümkündür. Yıldızlarına yakın olan Sıcak Neptünler, hidrodinamik kaçış yoluyla atmosferlerini kaybederek, yüzeylerinde çeşitli sıvılarla çekirdeklerini geride bırakabilirler. Uygun sıcaklık ve basınçların olduğu yerlerde, gezegenlerde bol miktarda sıvı olarak bulunabilen uçucu kimyasallar arasında amonyak, argon, karbon disülfür, etan, hidrazin, hidrojen, hidrojen siyanür, hidrojen sülfür, metan, neon, azot, nitrik oksit, fosfin bulunur silan, sülfürik asit ve su.

Süperkritik sıvılar, sıvılar olmasa da, sıvılarla çeşitli özellikleri paylaşırlar. Uranüs ve Neptün gezegenlerinin kalın atmosferinin altında, bu gezegenlerin sıcak yüksek yoğunluklu sıvı su, amonyak ve diğer uçucu karışımlarından oluşan okyanuslardan oluşması beklenmektedir. Jüpiter'in ve Satürn'ün gaz halindeki dış katmanları, süperkritik hidrojenin okyanuslarına yumuşak bir şekilde geçer. Venüs'ün atmosferi, yüzeyinde süper kritik bir sıvı olan %96,5 karbondioksittir.