ВЛИЈАНИЕТО НА ОКЕАНИТЕ ВРЗ КЛИМАТСКИТЕ ПРОМЕНИ

1. Светскиот Океан и неговата поделба

Водената маса која сочинува една целина на земјината кора се нарекува Светски Океан. Тој во денешно време условно е поделен на четири дела и тоа: Тихи, Атлански, Индиски и Северно Леден Океан. Границите на океаните се изразени преку бреговите линии на копното, кое ги опкружува нив. Морските пак граници до одреден степен имаат условен карактер. Најголема површина зафаќа Тихиот Океан 179300000 км² (заедно со морињата) а најмала Северно Ледниот Океан со само 13100000 км².

Тихиот Океан е расположен помеѓу Северна и Јужна Америка, источните брегови на Азија и Австралија и на север од Антарктик. Границата помеѓу него и Северно Ледниот Океан минува помеѓу Азија и Северна Америка а на север со Северно Ледниот Океан се поврзува преку Беринговиот мореуз. Границата помеѓу Тихиот и Атланскиот Океан се протега по западните делови на Дрејковиот мореуз, Земјата Грема, островот Хадеон и Смит кон морето Горн. Границата помеѓу Тихиот и Индискиот Океан минува по линијата на северо-западниот влез на Малајскиот мореуз, островот Суматра по неговиот западен брег, по јужниот брег на островот Јава и ред острови кои се наоѓаат меѓу островот Јава и Нова Гвинеја, низ Тересовиот премин кон морето Јорк, по источните брегови на Австралија до морето Вилеон, потоа кон островот Тасманија, покрај неговиот југоисточен брег до морето Јужно од таму по меридијанска линија границата оди до Антартикот.

Индискиот Океан е расположен помеѓу источните брегови на Африка, јужните и југоисточните делови на Азија, западните делови на Австралија и северните делови на Антарктик. На југо-исток тој граничи со Тихиот Океан на запад со Атланскиот Океан. Границите кон тие два океани минуваат помеѓу Антарктик и Африка по меридијанска линија од р’тот Добра Надеж.

Атланскиот Океан е расположен помеѓу западните делови на Европа и Африка, источнит делови на Северна и Јужна Америка, бреговите на Антарктик на југ, а на север до островот Гренланд.

ОКЕАН	ПОВРШИНА		ОБЕМ	ДЛАБОЧИНА во (м)
	км²	%	км³	Средно	Најголема
Тихи	179700000	50	723700	4028	11054
Атлански	93400000	25	337700	3926	9218
Индиски	74900000	21	291900	3897	7540
Северно Леден	13100000	4	17000	1205	4975
Светско море	361100000	100	1370300	3795

Табела 1 Површина, зафатнина, средна и најголема длабочина на Светскиот океан

1.1 Односот помеѓу површината на водата и копното на Земјината кора

Распределбата на водата и копното на Земјината кора е крајно нерамномерна. Од вкупната поовршина на Земјината кора која изнесува 510000000 км², 361000000 км² или 70,8% се наоѓаат под водена површина на Светскиот Океан, додека на копното му припаѓаат 149000000 км² или 29.2%. Нерамномерноста на распределбата помеѓу копното и морето е различна во различни делови на самата Земјина кора. Поголемиот дел од копното се наоѓа на северната полутопка, а помал на јужната, и обратно поголем дел на водената површина се наоѓа на јужната полутопка а помал на северната.

	ПОВРШИНИ
ПОЛУТОПКИ	КОПНО	ВОДА
СЕВЕРНА	39	61
ЈУЖНА	19	81

Табела 2 Распределба на површините под вода и копно по полутопки, изразено во %.

Нерамномерна е распределбата на површините под вода и копно на земјината кора по било каков пресек. Според кој земјината кора се дели на два дела, односно на две полутопки. При тоа може да се изврши поделба при што во едната полутопка може да биде распределен поголем дел од водената површина, а помал дел од копнената и обратно, во едниот дел да биде распределен поголем дел од копното а помал дел од водената површина. Едната земјина полутопка каде што се наоѓа поголем дел од од водената површина се нарекува океанска, додека во вториот дел каде преовладува површината под копно се нарекува копнена. Крајните точки на оската на водената полутопка се наоѓаат источно од Нов Зеланд, а точката на копнениот дел при вливот на Лоара во Франција. Во копнената полутопка се наоѓаат континентите на Европа, Азија, Африка и Северна и Јужна Америка, поголем дел на Тихиот Океан јужните делови на Атланскиот и Индискиот Океан. Во копнената полутопка површината под копно зафаќа 47% а водата 53%, додека во океанската полутопка површината под вода зафаќа 91% а под копно 9%.

2. Влијание врз климатските промени

Океаните имаат висок топлински потенцијал, што значи дека лесно се загреваат, а нивните струи ја дистрибуираат топлината насекаде на планетата, што во огромна мера влијае врз локалните и регионалните температури на копното. Тие складираат 50 пати повеќе јаглерод од атмосферата и вршат размена на јаглероден диоксид меѓу атмосферата и океаните со стапка што го минимизира придонесот на човештвото.

Засилувањето на ефектот на стаклена градина може да влијае врз океаните на многу начини, но трите најважни промени се поврзани со ацидификацијата на океаните, зголемувањето на нивоата на морињата и промените во океанската циркулација.

Океаните апсорбираат големо количество јаглерод диоксид кој ние континуирано го испумпуваме во атмосферата.

Меѓутоа, таа апсорпција има и своја цена, бидејќи предизвикува суптилни климатски промени во океаните што може да имаат енормни импликации за морскиот екосистем.

Разложениот неоргански јаглерод постои во три форми: CO2 гас, бикарбонат (HCO3¯) и карбонатни јони . Кога CO2 се разложува во морската вода, дел од него создава јаглеродна киселина (H2CO3), што пак, јонизира за да формира водород и бикарбонат:

CO2 + H2O ˂=> H2CO3 ˂=> H^+ + HCO3¯

Бикарбонатните јони (HCO₃^¯) се разложуваат на водород и карбонатни јони:

HCO3¯ ˂=> H^+ + CO_3²¯

Природната pH на океаните е помеѓу 8.0 и 8.3 што значи дека водата во океаните е алкална. Претходните раекции ослободуваат водородни јони, што ја прават водата покисела (помалку алкална) со зголемувањето на апсорбцијата на CO2 . Истражувањата покажуваат дека океаните веќе искусуваат опаѓање на pH од околу 0.1 од прединдустрискиот период па наваму, а изгледа веројатно дека океанската pH ќе опадне за уште 0.3 до 2100 година. Доколку се случи тоа, океаните ќе бидат покисели од што биле во текот на стотици милони години.

Претходните реакции се двонасочни, а резултантниот баланс на водените CO2 , бикарбонати и карбонатни јони е функција на pH (слика 1.)

Како што е претставено на Слика 1, една последица од опаѓањето на pH е тоа што опаѓа и карбонатот. А карбонатот е потребен за изградба на школките од калциум карбонат (CaCO3) и други цврсти делови на морските организми. Едни од најважните организми што најверојатно ќе бидат засегнати од недостатокот на карбонат се одредени типови на планктони и мали морски полжави што се главен извор на храна за рибите и морските цицачи, вклучувајќи и некои видови на китови.

Ќе бидат засегнати и коралните гребени бидејќи тие се изградени од секрецијата на калциум карбонат од страна на малите анемоидни животни и од коралните алги, што ги колонизираат и буквално ги создаваат тие гребени.

Друга последица од опаѓањето на карбонатните јони во водите е зголемениот потенцијал школките буквално да се распаѓаат. Балансот меѓу стапката по која се разложува цврстиот калциум карбонат и стапката по која тој се формира е поврзан со концентрацијата на карбонатните јони:

CaCO3 ˂=> Ca^(2+) + CO_3^2¯

Со помалку карбонат, реакцијата се поместува надесно, се зголемува тенденцијата за распаѓање на калциум карбонатот. Константата на дисоцијација што оди со претходната равенка е зависна од температурата и од притисокот, а во студените, длабоки води поместувањето е доволно за да се распаднат школките од калциум карбонат.

Истанчувањето на горниот слој на океаните, со непознати последици, е се поголема грижа на климатските и морските научници што се обидуваат да ги предвидат последиците од глобалното затоплување.

2.1 Зголемување на морското ниво

Водата се шири како што се загрева, со што се намалува нејзината густина и се зголемува нејзиниот волумен и предизвикува зголемување на морското ниво. Покрај тоа, топењето на глечерите и на ледените покривки придонесува кон зголемувањето на океанскиот волумен и подигнувањето на морските нивоа. Со порастот на темературите доаѓа до зголемување на нивото на водите, а и со самото топење на глечерите придонесува до зголемување на нивото.

Скоро целата неокеанска вода на светот е складирана во ледените покривки и во глечерите, а скоро цела е содржана само во два големи замрзнати слоеви – Антарктичкиот леден слој и Гренландскиот леден слој. Антарктичкиот леден слој има складирано доволно вода за да го зголеми нивото на океаните за 73 метри. Предвидено е дека Антарктичкиот леден слој малку ќе расте во иднина, како резултат на зголеменото таложење заедно со екстремно ниските температури, така што може да не придонесува кон порастот на морските води. Меѓутоа дел од Антарктичкиот мраз почива врз океанско тло, а постои загриженост дека доколку Западниот Антартички смрзнат слој се ослободи се лизне во океанот, може да предизвикарапиден пораст на морското ниво за можеби 5 или 6 метри.

Всушност во 2002 година, парче од Ларсеновиот леден гребен дебело 200 метри со површина од 3200 км се одрони во морето, што ја зголеми загриженоста дека затоплувањето на океанот и забрзувањето на тековите на мразот може да го дестабилизираат смрзнатиот слој и да предизвика ослободување на мразот во океаните. Некои истражувања индицираат критичниот праг за колапс на Западниот Антарктички смрзнат слој може да биде во границите на 2°C до 5°C пораст на глобалната температура, но остануваат премногу неизвесности да се потврдат дека тоа е прецизна проценка.

Модели за генерална циркулација на атмосферата и на океаните се употребуваат за да се процени промената на морското ниво во многу сценарија на SRES. Со илустративните сценарија A1B и B2 претставени на Слика 2 се предвидува пораст на морското ниво од приближно една четвртина од метар до 2100 година.

Енормниот топлински капацитет на океаните значи дека морското ниво ќе продолжи да расте и по времето кога концентрациите на јаглероден диоксид ќе се стабилизираат во атмосферата.

Растечките нивоа заедно со предвиденото зголемување на фракцијата на урагани и бури што е предвидено дека ке бидат многу опасни може да резултира со напуштање на крајбрежните густо населени области.

Со приближно 20% од светската популација што живе во рамките на 30 км од крајбрежјето, десетици милиони луѓе можат да станат бегалци заради климатските промени.

Штетата како резултат на напливите на бури може да биде уништувачки за крајбрежните области што не се соодветно утврдени, што е дополнителен товар за земјите што немаат ресурси да се адаптираат на влијанието на океаните и климатските промени. Ураганот Катрина (Слика 3 и Слика 4) што се појави во 2005 година е пример за тоа колку скапи можат да бидат бурите во смисла на човечки животи (над 1800 смртни случаи) и оштета на имот (80 милјарди американски долари).

Други потенцијални последици од климатските промени вклучуваат зголемување на крајбрежна ерозија, забрзано крајбрежно поплавување, преплавување на крајбрежните влажни земјишта и зголемена соленост на речните устија и подземните води.

Атмосферскиот јаглероден диоксид го апсорбираат океаните и тој формира неоргански разложени бикарбонатни и карбонатни јони. Мал дел од тој јаглерод го зема фотопланктонот во тек на фотосинтезата и станува дел од синџирот на исхрана во погорниот слој на океаните (еуфотична зона). Со фотозинтезата, репарацијата и декомпозицијата што се одвива во површинските слоеви од океанот се отстрануваат околу 40 до 50 GtC(Gigatons of carbon) годишно. Меѓутоа нето отстранувањето од површинските води е околу 10 GtC(Gigatons of carbon) годишно бидејќи разложениот органски јаглерод, особено јаглеродот и CaCO3 во “цврстите” делови на морските алги и животни потонуваат во непосредниот и длабок океан.

Тој процес на отстранување е познат како биолошка јаглеродна пумпа. Во врска со биолошката пумпа е уште еден процес наречен систем на термохалинска циркулација или понекогаш Атлантски транспортер, што ги носи површинските води богати со јаглерод во длабоките океани.

Слика 4 Систем на термохалинска циркулација е воден од студена, солена вода што тоне во Северноатланската бездна и повторно се појавува близу до Индија и во Тихиот Океан

Како што е прикажано на Слика 5 постои енормен проток на океанска вода околу земјината топка, еднаков на комбинираниот проток на сите светски реки, што ја транспортира топлината и нутриентите од едно на друго место.

Релативно топлата морска вода блиску до површината протекува во Северниот Атлантик, каде што ветровите го охрабруваат испарувањето и помагаат да се отстрани површинскат вода, што овозможува топлата подповршинска вода да се издигне на површината. Таа топла вода ослободува енормно количество топлина кога ќе стигне на површината. Токму тој извор на топлина е причината за релативно умерените зими во западна Европа. Кога таа топла површинска вода ќе испари и ќе се излади, станува посолена и погуста и на крајот станува толку густа што потонува надолу до океанското дно.

Длабоките води во Северниот Атлантик потоа се движат кон југ, околу јужниот врв на Африка. Дел од нив се појавуваат на брегот од Индија, но поголемиот дел се појавува во Тихиот Океан каде што го започнува својот пат назад до Северниот Атлантик.

Она што ја прави толку важна термохалинската циркулација (процес наречен систем на термохалинска циркулација или понекогаш Атлански транспортер, што ги носи површинските води богати со јаглерод во длабоките океани) за истражувањата на климатската промена е всушност тоа што изгледа дека има неколку стабилни состојби.

Транзицијата помеѓу тие стабилни состојби може да се јави за елативно неколку години. Преминот од една стабилна состојба во друга се смета дека е одговорен за доста драматичната климатска промена што се јавила во северна Европа веднаш по крајот на последниот глацијален период.

Повеќето истражувачки процеси за океанот и атмосферата покажуваат иден пад на силата на Атлантскиот транспортер(термохалинска циркулација), кој сам по себе ќе доведе до делумно ладење на Европа и на источниот брег на Соединетите Американски Држави. Тоа ладење ќе избалансира дел, но не целото предвидено глобално затоплување што во спротивно би се очекувало како резултат на засилениот ефект на стаклена градина. Можноста за комплетен колапс на термохалинската циркулација што би можело да резултира со преципитација и промена во шемите на протекување на водата е уште едно потенцијално “изненадување” што ги загрижува климатолозите и сите што ги проучуваат влијанијата на климатските промени.