Fotikus zóna - Photic zone
| Vízi rétegek |
|---|
| Rétegzés |
| Lásd még |
A fotikus zóna , az eufotikus zóna , az epipelágikus zóna vagy a napfény zóna a víztest legfelső rétege, amely napfényt kap , lehetővé téve a fitoplankton számára a fotoszintézis elvégzését . Fizikai, kémiai és biológiai folyamatok sorozatán megy keresztül, amelyek tápanyagokat juttatnak a felső vízoszlopba . A fotikus zóna a vízi élővilág többségének ad otthont elhelyezkedése miatt.
Fotoszintézis fotikus zónában
A fotikus zónában a fotoszintézis sebessége meghaladja a légzési arányt. Ennek oka a bőséges napenergia, amelyet az elsődleges termelők, például a fitoplankton fotoszintézisének energiaforrásaként használnak fel . Ezek a fitoplanktonok a napfény erős hatásának köszönhetően rendkívül gyorsan növekednek, lehetővé téve a gyors termelését. Valójában az óceán fotoszintézisének 95 százaléka a fotikus zónában történik. Ezért, ha mélyebbre lépünk, túl a fotikus zónán, például a kompenzációs ponton , akkor az elégtelen napfény miatt alig vagy alig van fitoplankton. Az euphotikus zóna tövétől körülbelül 200 méterig terjedő zónát néha dysphotikus zónának nevezik.
Az élet a fotikus zónában
A tengeri élet 90 százaléka a fotikus zónában él, amely körülbelül kétszáz méter mély. Ide tartozik a fitoplankton (növények), beleértve a dinoflagellátumokat , a kovaféléket , a cianobaktériumokat , a kokkolitoforidokat és a kriptomonádokat . Ez magában foglalja a zooplanktont , a fotikus zónában lévő fogyasztókat is. Vannak húsevő húsevők és növényevők növényevők . Ezután a kopepodák azok a kis rákfélék , amelyek a fotikus zónában mindenhol eloszlanak. Végül vannak olyan nektonok (olyan állatok, amelyek képesek meghajtani magukat, mint például a halak, a tintahal és a rákok), amelyek a legnagyobb és legkézenfekvőbb állatok a fotikus zónában, de mennyiségük a legkisebb az összes csoport között.
A fotikus zóna mélysége a víz átlátszóságától függ. Ha a víz nagyon tiszta, akkor a fotózóna nagyon mélyé válhat. Ha nagyon zavaros, akkor csak ötven méter (tizenöt méter) mély lehet.
A tápanyagok felvétele a fotikus zónában
A biológiai felvétel miatt a fotikus zónában viszonylag alacsony a tápanyag koncentráció. Ennek eredményeként a fitoplankton nem kap elegendő tápanyagot, ha magas a vízoszlop stabilitása. A szervezetek térbeli eloszlása számos tényezővel szabályozható. A fizikai tényezők a következők: hőmérséklet, hidrosztatikus nyomás, turbulens keverés, például a szervetlen nitrogén felfelé irányuló turbulens áramlása a nutricline-on. A kémiai tényezők közé tartozik az oxigén és a nyomelemek. A biológiai tényezők közé tartozik a legeltetés és a vándorlás. A felmelegedés a mély vizekből táplálja a tápanyagokat a fotikus zónába, erősítve a fitoplankton növekedését. A remixelés és a felújítás végül a tápanyagban gazdag hulladékokat visszahozza a fotikus zónába. Az Ekman transzport emellett több tápanyagot juttat a fotikus zónába. A tápanyag impulzus gyakorisága befolyásolja a fitoplankton versenyét. A fotoszintézis többet termel belőle. Mivel a tápláléklánc első láncszeme, ami a fitoplanktonnal történik, hullámzó hatást vált ki más fajok számára. A fitoplankton mellett sok más állat is él ebben a zónában, és felhasználja ezeket a tápanyagokat. Az óceánok életének többsége a fotikus zónában fordul elő, a vízmennyiség szerint a legkisebb óceán zónában. A fotikus zóna, bár kicsi, nagy hatással van a benne lakókra.
Fotikus zóna mélysége
A mélység definíció szerint ott van, ahol a sugárzás felületi szilárdságának 1% -áig lebomlik. Ennek megfelelően vastagsága a vízoszlop fénycsillapításának mértékétől függ . Mivel a felszínen bejövő fény nagymértékben változhat, ez keveset mond a fitoplankton nettó növekedéséről. A tipikus euphotikus mélység az erősen zavaros eutrofikus tavakban csupán néhány centimétertől a nyílt óceán 200 méteréig terjed . A zavarosság évszakos változásaival is változik, amelyet a fitoplankton- koncentrációk erősen vezérelhetnek , így a fotikus zóna mélysége az elsődleges termelés növekedésével gyakran csökken . Sőt, a légzési arány valójában nagyobb, mint a fotoszintézis sebessége. A fitoplankton termelés azért olyan fontos, mert kiemelkedő szerepet játszik, amikor más élelmiszerhálózatokkal fonódik össze .
Fénycsillapítás
és a fotoszintézisnek nevezett folyamatban
a fotoszintetikus pigmentek révén elnyeli a fényt a kék és a vörös tartományban.
A Földet elérő napenergia nagy része a látható fény tartományában van, hullámhossza körülbelül 400-700 nm között van. A látható fény minden színének egyedi hullámhossza van, és együttesen alkotják a fehér fényt. A legrövidebb hullámhosszak a spektrum ibolya és ultraibolya végén vannak, míg a leghosszabbak a vörös és az infravörös végén. Között a látható spektrum színei tartalmazzák az ismert „ROYGBIV” -t; piros, narancs, sárga, zöld, kék, indigó és ibolya.
A víz nagyon hatékonyan képes elnyelni a bejövő fényt, ezért az óceánba behatoló fény mennyisége mélységgel gyorsan csökken (gyengül). Egy méter mélységben az óceán felszínére hulló napenergia csak 45% -a marad meg. 10 méteres mélységben a fénynek csak 16% -a van jelen, és az eredeti fénynek csak 1% -a marad 100 méterre. Egyetlen fény sem hatol be 1000 méteren túl.
Az általános csillapítás mellett az óceánok a fény különböző hullámhosszait különböző sebességgel elnyelik. A látható spektrum szélső végeinek hullámhosszait gyorsabban csillapítják, mint a középső hullámhosszakat. Először a hosszabb hullámhosszak szívódnak fel; a piros felszívódik a felső 10 méterben, a narancs körülbelül 40 méterrel, a sárga pedig 100 méter előtt eltűnik. A rövidebb hullámhosszak tovább hatolnak, a kék és a zöld fény a legmélyebb mélységbe jut.
Ezért jelennek meg a dolgok kék alatt a víz alatt. Az, hogy a színek miként érzékelik a szemet, attól függ, hogy a fény milyen hullámhosszon veszi fel a szemet. Egy tárgy vörösnek tűnik a szem számára, mert visszaveri a vörös fényt és elnyeli a többi színt. Tehát az egyetlen szín, amely a szemig ér, a vörös. A kék az egyetlen szín, amely a mélységben elérhető a víz alatt, így ez az egyetlen szín, amely visszaverődhet a szem felé, és a víz alatt minden kék színű. A mélységben lévő vörös tárgy nem tűnik pirosnak számunkra, mert nem áll rendelkezésre piros fény, amely visszaverődne az objektumról. A vízben lévő tárgyak csak akkor jelennek meg valódi színeiként a felszín közelében, ahol a fény minden hullámhossza még rendelkezésre áll, vagy ha a fény többi hullámhosszát mesterségesen biztosítják, például az objektum merülőfénnyel történő megvilágításával.
A nyílt óceánban a víz tiszta és kéknek tűnik, mivel sokkal kevesebb részecskét tartalmaz , mint például fitoplankton vagy más lebegő részecskék, és minél tisztább a víz, annál mélyebb a fény behatolása. A kék fény mélyen behatol, és a vízmolekulák szétszórják, míg az összes többi szín elnyelődik; így a víz kéknek tűnik. Másrészt a parti víz gyakran zöldesnek tűnik. A parti víz sokkal több lebegő iszapot , algát és mikroszkopikus organizmust tartalmaz, mint a nyílt óceán. Ezen szervezetek közül sok, mint például a fitoplankton, fotoszintetikus pigmentjein keresztül elnyeli a kék és a vörös tartományú fényt, így a visszavert fény domináns hullámhossza a zöld. Ezért minél magasabb a fitoplankton koncentrációja a vízben, annál zöldebbnek tűnik. A kis iszaprészecskék elnyelik a kék fényt is, és a víz színét tovább eltolják a kéktől, ha nagy a szuszpendált részecskék koncentrációja.
Az óceán mélységi rétegekre osztható a fény behatolásának mértékétől függően, amint azt a pelagikus zónában tárgyaltuk . A felső 200 métert fotikus vagy euphotikus zónának nevezik. Ez azt a régiót jelenti, ahová elegendő fény képes behatolni a fotoszintézis támogatásához, és ez megfelel az epipelágikus zónának. 200 és 1000 méter között fekszik a dysphotikus zóna, vagy az alkonyi zóna (megfelel a mezopelagikus zónának). Még mindig van némi fény ezen mélységekben, de nem elegendő a fotoszintézis támogatásához. 1000 méter alatt van az apotikus (vagy éjféli) zóna, ahová nem hatol be fény. Ez a régió magában foglalja az óceán térfogatának többségét, amely teljes sötétségben létezik.