A Föld utolsó nagy fehér foltja, a világóceán

A Föld második legnagyobb óceáni medencéje, az Atlanti-óceán. Jelenleg is aktív, tágulási szakaszában áll.

Sokkal jobban ismerjük a Hold felszínét, mint a világtenger mélyét. Robert D. Ballard, a Titanic roncsának felfedezőjétől származik ez az igen találó, szállóigévé lett megállapítás, ami kiválóan  érzékelteti azt a problémát, hogy közvetlen kozmikus környezetünket jóval alaposabban feltártuk, mint a lábunk előtt hullámzó hatalmas víztömeg ismeretlen mélységeit.

Helyesebb lenne víznek, mint földnek nevezni szülőbolygónkat

A Föld, a kék bolygó egyik legfőbb sajátossága az a hatalmas szabad víztömeg, amely elborítja felszínét. Noha a víz nyomait sikerült a Naprendszer egyes égitestein is kimutatni, de az Univerzumban egyelőre még nem ismerünk a földiéhez hasonló kiterjedt hidroszférával rendelkező bolygót.

A Föld második legnagyobb óceáni medencéje, az Atlanti-óceán. Jelenleg is aktív, tágulási szakaszában áll. Forrás: Kék Bolygó/Kováts Kinga

A hatalmas víztömeg a földfelszín kereken 71%-át takarja,

ezért talán helyesebb is lenne a bolygót tekintve vízről, mintsem földről beszélnünk. A földfelszínt elborító sós víztömeg egészét nevezzük világóceánnak.

Csendes-óceáni atoll. A Csendes-óceán a legnagyobb területű óceáni medence, amelynek mérete negyedével nagyobb, mint az összes kontinensé együttvéve Forrás: Elter Tamás

A világóceánnak ugyanúgy része a legnagyobb óceáni medence, a Csendes-óceán, mint a parányi, és a világtengerrel csak sokszoros áttételen keresztül kapcsolatban álló Azovi-tenger.

A világóceán teljes területe 361 millió km2. Ebből egyedül csak a Csendes-óceán medencéje, a maga 165,25 millió km2 kiterjedésével

a negyedével nagyobb, mint az összes kontinens területe együttvéve.

Oceanográfiai értelemben tehát csak egyetlen entitásról, a világóceánról beszélhetünk.

Mi a különbség óceánok és tengerek között?

A világóceán óceánokra és tengerekre történő felosztása geográfiai fogalmakat takar.

A mélység relatív fogalom. A kevtelési búvároknál 40 méter a mélységhatár, a technikai légzőkészülékes mélységrekord 326 méter. Ehhez képest a világóceán átlagmélysége 3900 méter körüli, legmélyebb pontja pedig 11 034 méter Forrás: Elter Tamás

Földrajzi értelemben korábban három nagy óceáni medencét különítettek el egymástól; a 82 millió 440 ezer km2 kiterjedésű és 3 930 méter átlagmélységű Atlanti -, a 73 millió 440 ezer km2-es felszínnel rendelkező, és átlagosan 3 960 méter mély Indiai-, valamint a 165 millió 250 ezer km2-es vízfelülettel, és 4 280 méteres átlagmélységgel rendelkező Csendes-óceánt.

Napfelkelte az Atlanti-óceánon Forrás: Elter Tamás

Napjainkban földrajzilag külön óceánnak tekintik az északi Jeges-tengert (óceánt) valamint az Antarktiszt övező nagy Déli-óceánt is.

Az óceáni medencéket tovább tagoljuk perem és melléktengerekre.

A peremtengerek az óceánok szárazföldbe ékelődő, és az óceáni medencével széles összeköttetésben álló területei, mint amilyen például az Arab-tenger, vagy a Bengáli-öböl.

A melléktengerek mélyen a kontinensek közé ékelődő medencék, amelyek keskeny szorosokkal, szigetívekkel, és akár többszörös összeköttetéssel kapcsolódnak az óceáni medencéhez.

A Földközi-tenger egy süllydéken létrejött úgynevezett ingressziós tenger, kiváló példája a szeparált melléktengereknek Forrás: Elter Tamás

Klasszikus melléktenger a mediterrán medence, a Vörös-tenger, vagy a Karib-tenger is.

Akár 200 métert is változhat a világóceán szintje

A világóceán és a kontinensek aránya a földtörténeti múltban sokszor változott. A világóceán nagyjából 100 millió éve, a kréta időszak albai korában érte el a legnagyobb kiterjedését;

ekkor a földfelszín 83 %-át borította el a sós víztömeg, és csak 17%-át alkották a szárazulatok.

(A tengerszint a maihoz képest mintegy 200 méterrel volt magasabb ekkor.)

A világóceán és a szárazulatok helyzete 100 millió éve. Ekkor borította el legjobban a tenger a szárazulatokat, a világóceán globális szintje 200 méterrel volt magasabb a jelenleginél Forrás: ESA

Az óceáni medencékben lévő víz mennyisége időszakonként megváltozik, aminek több oka is lehet. A tágulási fázisban lévő óceáni medencék – ilyen napjainkban az Atlanti-óceán – mélyén kiterjedt vulkanizmus zajlik, aminek következtében hatalmas víz alatti hegyláncok boltozódnak fel.

Az atlanti középóceáni hátság a földkerekség leghosszabb egybefüggő víz alatti vulkánikus hegylánca. A hasadékvölgyében jelenleg is aktív folyamatok zajlnaka Forrás: NOAA

Ezek az úgynevezett középóceáni hátságok csökkentik a medence térfogatát, ami a medencét övező szárazföldek partvidékén tengerelöntéshez (transzgresszió) vezet.

Az óceáni medencék vízbefogadó képessége változhat Forrás: Elter Tamás

A földtörténet során több nagy eljegesedés is történt; a világóceánból kifagyó víz miatt ilyenkor lecsökkent a globális tengerszint, és a tenger széles partszakaszokról visszahúzódott (regresszió). A legutolsó nagy pleisztocén eljegesedés idején, az úgynevezett Würm-glaciálisban, nagyjából 110 ezer éve, a világtenger szintje 117 méterrel volt alacsonyabb, mint napjainkban.

Mitől óceán az óceán?

Erre a kérdésre az a tipikus válasz, hogy a legnagyobb egybefüggő vízzel borított medencék az óceánok, ez azonban így nem igaz.

A Földközi-tengernél jóval kisebb, elzárt és keskeny Vörös-tenger kis felülete ellenére valódi óceánnak számít Forrás: Science World

Akármilyen meglepő, de például a keskeny, két kontinens közé szorult vályúszerű Vörös-tenger oceanográfiai értelemben valódi óceán, ám ezzel szemben a sokkal nagyobb (2 millió 966 ezer km2 kiterjedésű) Földközi-tenger nem az.

Vörös-tengeri életkép a felszín alatt. A két kontinens között fekvő keskeny tengervályú egy születő óceán Forrás: Marine Biology

Az óceán elsősorban lemeztektonikai fogalom.

Csak olyan tengert tekintünk óceánnak, amelynek aljzatán elindult a szárazföldi kéregnél jóval sűrűbb és vékonyabb, vulkáni bazaltból álló óceáni kéreg képződése.

Az aktív középóceáni hátságok jelölik ki az egykori hasadékvölgyet, amely mentén képződik az óceáni aljzat, és amely - a felszínre áramló magma miatt - folyamatosan tágul Forrás: Youtube

Az óceánoknak az élőlényekhez hasonló életszakaszaik vannak, az ezt leíró Wilson-ciklus megkülönbözteti az embrionális, a kinyíló, tágulási szakaszukban álló, és a bezáródó, felemésztődő óceánokat.

Embrionális óceán a Vörös-tenger,

a Wilson-ciklus szerinti kinyílási, táguló fázisban áll az Atlanti-óceán, az öregkorát élő pacifikus medence, a Csendes-óceán pedig már a „halálán”, a bezáródási fázisban van.

Déltengeri idill a Csendes-óceánon. A pacifikus medence már a bezáródási szakaszában van Forrás: Elter Károly

Minden óceán legfontosabb közös jellemzője az óceáni kéreg,

az ezt „termelő” középóceáni hátságrendszer, a bezáródási fázisukban lévő óceánoknál az árkok rendszere, valamint a középóceáni hátságok és a kontinensek pereme között húzódó kiterjedt mélytengeri fenéksíkságok, Földünk legnagyobb egybefüggő területei.

A 3000 és 6000 méter között húzódó sápadt és monoton, finomszemcsés üledékkel borított fenék, vagy abisszikus síkságok alkotják Földünk legnagyobb egybefüggő síkvidékét Forrás: NOAA

A szelf, vagy kontinentális küszöb és lejtő a szárazulatokhoz tartozó, tengerrel elöntött területek.

Minden óceán a szárazföldön született

Paradox módon minden óceán a kontinenseken születik meg. A lemezhatárokat jelző nagy törésvonalak mentén, a mélységből feláramló olvadt kőzetanyag a szilárd kéregbe ütközve szétáramlik, húzóerőt gyakorolva a kéregre. Ezeken a pontokon a kontinentális kéreg megnyúlik, elvékonyodik, és lesüllyed, így alakul ki a rift, - vagy hasadékvölgy.

A nagy kelet-afrikai hasadékvölgy egy új óceán bölcsője Forrás: Scottdunn

A hasadékvölgyek jövőbeli óceánembriók.

Ilyen napjainkban például a Holt-tengertől a Zambezi vidékéig Kelet-Afrikát észak-déli irányba átszelő nagy hasadékvölgy. Ehhez tartozik az a már sós vízzel feltöltött tengervályú, a Vörös-tenger, amelynek aljzatán elindult az óceáni kéregképződés. A jelenleg átlagosan 160-180 km széles Vörös-tenger 20 millió év múlva már 1000 km széles lesz.

Mintegy 100 millió év múlva pedig a közép-atlanti medencéhez hasonló 3000 km körüli széles óceánná hízik, miközben a mai Kelet-Afrika az afrikai szárazulatról leszakadva, mikrokontinensként fog kelet felé sodródni, hogy a Szunda-szigetvilággal ütközve, bezárja az Indiai-óceánt. Nagyjából 200 millió éve, a mai szárazulatokat egyesítő egykorvolt szuperkontinens, a Pángea északi vonalában keletkezett egy hasadékvölgy, amely mentén kinyílt az Atlanti-óceán.

A perm időszak végére mintegy 260 millió éve állt össze az összes szárazulatot egyesítő Pángea őskontinens, új óceánok szülőanyja Forrás: ESA

Az atlanti medence jelenleg is tágul, évente 1,5 -2 cm-es sebességgel.

Ez ugyan nem tűnik túl soknak, de földtörténeti idősíkon szemlélve, elegendő lesz ahhoz, hogy Észak- és Dél-Amerikát az eurázsiai szárazulatnak nyomva, bezárja a ma még oly hatalmas Csendes-óceánt. A pacifikus medence jelenleg is zajló bezáródási folyamat hozta létre a Csendes-óceán nyugati peremvidéken húzódó árokrendszert.

Az óceáni árkok új hegységek kovácsai

Ezek az Aleut-szigetektől Új-Zélandig húzódó kiterjedt árok rejtik a világóceán ma ismert legnagyobb mélységeit, köztük a Mariana-árkot, amely a maga 10 034 méteres maximális mélységével a Föld legmélyebb ismert pontja.

A Föld legmélyebb pontja, a Mariana-árokban található Cahllenger szakadék Forrás: Youtube

Ott, ahol a bezáródó óceán vékony ám sűrű kérge a kontinentális lemezzel ütközik, az óceáni aljzat a vastag szárazföldi kéreg alá nyomódik (szubdukció), létrehozva azokat a hatalmas bemélyedéseket, amelyeket óceáni árkoknak nevezünk.

A mélybe nyomuló óceáni kéreg vízben gazdag üledéket hurcol magával, amely a forró olvadt kőzetanyagból álló felsőköpenyben emésztődik fel. A víz a magas hőmérsékleten gőzzé válik, és hatalmas feszítőerőt fejt ki a felette lévő kéregre. A kéreg repedésein e feszítőerő hatásra a felszínre tör az olvadt kőzetanyag, létrehozva a heves vulkánkitörések jellemezte vulkáni szigetíveket.

A Fülöp-szigeteki Pinatubo kitörése 1991 júniusában. A Fülöp-szigetek is annak a nagy vulkáni szigetívnek a része, amelyet az alábukó pacifikus lemez szubdukciója (kontinentális kéreg alá bukása) hozott létre Forrás: AFP/Arlan Naeg

E szigetívek mindig az óceáni árkok mögött helyezkednek el. Ilyen napjainkban a Kamcsatkától Japánon, a Fülöp-szigeteken és az indonéz-szigetvilágon keresztül délre karéjozó úgynevezett pacifikus tűzgyűrű is, ami a jelenkorban a Föld legaktívabb vulkáni területe.

A mélytengeri árkok világa még szinte teljesen felfedezetlen Forrás:Deep Sea Creatures

A mélybe hurcolt óceáni kéreg felemésztődik, hogy a köpeny anyagával egyesülve valahol majd ismét a felszínre törjön, új vulkáni hegyláncokat hozva létre ezáltal.

A lánchegységek egykor bezáródott óceánok varratvonalai

A bezáródó óceánok üledékének egy része – az ütközés vonalában – pedig hatalmas lánchegységekké növekszik. Így jött létre egykor az eurázsiai hegylánc, a Pireneusoktól az Alpokon át egészen a Himalájáig, a réges-rég eltűnt, egykor oly hatalmas Tethys-óceán emlékét őrizve.

A Himalája a bezáródott Tethys-óceán tengeri üledékéből épül fel, ezért lehet a 8000 méter magas hegyóriások tetején egykor élt trópusi tengeri csigák és kagylók maradványaira bukkanni Forrás: Origo

Azóta, hozzávetőleg 3,8 milliárd éve, amióta létrejött a világtenger, óceánok születtek és záródtak be, és ez a körforgás napjainkban is tart.

A mélység ismeretlen birodalma

A tengert függőleges zónákra osztják fel az oceanográfusok.

Az egyes mélységövezetek határát a felszínről érkező fény elnyelődése jelöli ki.

Egyezményesen a felszíntől 200 méteres vízmélységig terjed a megvilágított zóna, az úgynevezett fény, illetve fotikus régió.

A fény vagy fotikus övben igen gazdag a tengeri élővilág Forrás: Elter Tamás

A 200 méteres mélység az az elméleti határ, ahol ideális viszonyok mellett a leérkező fény még elegendő a fotoszintézishez.

200 métertől 1000 méterig terjed a szürkületi, vagy bathyális zóna.

Ezer méteren még nagyon érzékeny műszerek segítségével kimutathatók a felszínről érkező fény nyomai, de valójában az emberi szemnek 4-500 méteres mélységtől már minden koromsötét lenne.

A bizarr megjelenésű és saját méreténél is nagyobb zsákmány lenyelésére képes pelikánangolna, a szürkületi zóna lakója Forrás: Deep Sea Creatures

1000 métertől 6000 méterig tagolják a sötét, vagy abisszikus zóna határait.

Ebben a régióban már egy fotonnyi fény sem jut le a napsütötte felszínről. Speciális környezeti viszonyaik miatt külön régiót alkotnak az óceáni árkok, ez az úgynevezett hadális öv, amely 6000 métertől a legmélyebb óceáni árkok fenekéig terjed.

A mélység birodalmát ijesztő kinézetű lények népesítik be Forrás: Zmiscience

A mélytenger világa az örök sötétség és a rettenetes nyomás fagyosan hideg birodalma. Ez az ember számára olyan félelmetes és idegen világ alkotja a világtenger teljes víztömegének több mint 90 %-át.

A világűrnél csak a mélyóceán kegyetlenebb világ

A mélytenger környezeti viszonyai csak a kozmoszéval vetekednek. A vízoszlop által kifejtett hidrosztatikus nyomás 10 méterenként 1 bárral növekszik, 1000 méteres mélységben így már például 100 bar a környezeti nyomás. Ezek a roppant barátságtalan viszonyok különleges alkalmazkodást követelnek meg a mélyvizekben honos élőlényektől.

Mélytengeri horgászhal Forrás: Sparknotes

Sokáig úgy gondolták, hogy a fagyos és sötét mélytengeri világ élettelen. Edward Forbes brit zoológus és tengerkutató az 1850-es évek elején publikált azoikus zóna elmélete szerint, a világóceán 600 méternél mélyebb régiója teljesen élettelen lehet.

Edward Forbes brit zoológustól származott az azoikus zóna elmélete Forrás: Science Photo Library

Nem volt logikátlan ez a hipotézis, hiszen a tengeri tápláléklánc alapját is a fotoszintetizáló növényi algák, a fitoplankton alkotja, és a mélyvízi birodalom nem csak fénynek, hanem tápláléknak is erősen híján van. Forbes azoikus zóna elméletén az oceanográfia történetének egyik leghíresebb és mindmáig legalaposabb expedíciója, az 1872 és 1876 között a világtengert bejárt Challenger-expedíció ütötte az első rést.

A Challenger-expedíció tudósai a kutatóhajó fedélzetén Forrás: Wikimedia Commons

Egy akkoriban forradalmian új mintagyűjtési módszerrel addig elérhetetlen 4-5000 méteres mélységekből sikerült mintákat gyűjtenie az expedíció tudósainak.

Az volt a legmegdöbbentőbb felfedezésük, hogy hihetetlenül változatos a mélytengeri élővilág is.

Több mint 700 új állati nemzetséget és több ezer új fajt írtak le az örök sötétség birodalmából.

Egy, a sci-fi filmek világát idéző mélytengeri féreg az örök sötétség birodalmából. A mélytenger sokkal változatosabb élővilágot rejt, mint az eddig feltételeztük Forrás: Deep Sea Creatures

Az azoikus zóna elmélet akkor bukott meg végleg, amikor 1960. január 23-án, a Trieste-II. batiszkáf fedélzetén Jacques Piccard svájci oceanográfus és Don Walsh hadnagy a felfedezések történetében elsőként lemerültek a Mariana-árokba.

Jacques Piccard és Don Walsh a Mariana-árokba történt sikeres lemerülés után, a Trieste-II batiszkáf fedélzetén, 1960 január 23-án Forrás: Thomas J. Abercrombie

A batiszkáf több mint 10 800 méteres mélységben, az árok Challeneger szakadéknak nevezett pontján fogott aljzatot. Az összesen 22 perces lent tartózkodásnak az volt a legnagyobb felfedezése, hogy még eben a roppant mélységben is élnek tengeri organizmusok. Bebizonyosodott, hogy az élet az óceáni árkok kegyetlen környezeti körülményeihez is képes alkalmazkodni.

Ismeretlen fajok tízezreit rejtheti a mélység

Az elmúlt két-három évtizedben minden évben százszámra fedeztek fel egyre újabb mélytengeri fajokat. Hatalmas lépésnek számított a középóceáni hátságok rift-völgyeiben található forró hévforrások kemoszintetizáló életközösségeinek felfedezése.

Másfél, kétméter hosszú gyűrűsférgek egy "mélytengeri füstölő" környékén. A kemoszinteizáló létformákon egy különleges minitűr ökoszisztéma épült fel Forrás: NOAA

Annak ellenére, hogy fotoszintézis hiányában a mélytengerben csak ragadozó és dögevő létformák léteznek, bebizonyosodott, hogy ez a számunkra annyira idegen világ sokkal színesebb és gazdagabb, mint azt feltételezhettük volna.

Sokkal jobban ismerjük a Mars felszínét, mint a mélységek birodalmát Forrás: Visual Photos / Pr Nature / Gregory Ochocki

Az eddig felfedezett sok ezer mélytengeri állatfaj azonban úgy tűnik, hogy csak a jéghegy csúcsa, egyes becslések szerint ez mindössze az 5%-a lehet azoknak a fajoknak, amelyeket még sohasem látott emberi szem.

Jobban ismerjük a Marsot, mint az óceáni birodalmat

A sötétség mélyóceáni birodalmának feltárása még nagyobb kihívás, mint kozmikus környezetünk kutatása. Manapság ezernyi műhold rója a földkörüli orbitális pályát, állandó személyzet tartózkodik a Nemzetközi Űrállomáson, és jelenleg is több bolygóközi szonda kutatja a Naprendszer térségét. Küszöbön áll a Mars-expedíció, és naponta születnek újabb és újabb kozmikus felfedezések.

Az Orosz Tudományos Akadémia Sirsov Oceanográfiai Intézetének híres merülőmodulja, a MIR-2, amelynek fedélzetéről készítette James Cameron a Titanic roncsának felvételeit. Jelneleg 36 olyan merülőeszköz van a világon, amely képes 6000 méterig lemerülni Forrás: NOAA

Ehhez képest például a Mariana árokba több mint fél évszázad elteltével jutott le ismét ember,

a világon pedig összesen csak 36 olyan kutatóeszköz van,

amely képes 6000 méteres mélységig lemerülni.

Még nem tudjuk, mi minden rejtőzik odalent Forrás: List23.com

Ha ehhez hozzávesszük, hogy egy 361 millió km2 kiterjedésű, és átlagosan több ezer méter mély terület titkainak feltárásáról van szó, akkor talán nem sántít az a hasonlat, hogy jelenleg úgy szemléljük a mélytengerek világát, mint az az elképzelt földönkívüli, aki abból kell hogy következtetéseket vonjon le a nagy egészre, amit egy Földre leeresztett kályhacső látómezejében lát.