Oceanografie

Oceanografia este stiinta nelimitata despre oceane, multi si interdisciplinara, beneficiind de un set infinit de tehnici de lucru si de metode de analiza. Principalele ramuri sunt: oc. fizica → se ocupa cu studiul proprietatilor fizice ale apei (tº, densitate, culoare, transparenta,

turbiditate, conductibilitate electrica), dinamica maselor de apa si diferite tipuri de miscari (valuri, maree, oscilatiile de nivel, curentii oceanici). Aceasta se mai ocupa si cu interactiunile ocean – atmosfera.

oc. chimica → studiaza compozitia chimica a oceanelor, evolutia in timp a acestora si interactiunile din cadrul bazinelor oceanice privite ca si sisteme chimice, precum si ciclurile biogeochimice (ex: regimul azotului)

geologia marina → se ocupa cu studierea sedimentelor si a structurii bazinelor oceanice. Aceasta ramura debuteaza in sec XIX, odata cu expeditia Challenger (1872 – 1876) cand se recolteaza sedimente din toate compartimentele importante ale Oceanului Planetar (OP).

biologia marina → este cea mai veche ramura, intrucat analizele privind organismele marine s-au facut inca din antichitate.

Subramuri:- ecologie marina → s-a dezvoltat la mijlocul sec XX si are o analiza duala biotop – biocenoza - geomorfologie marina → se ocupa cu studiul reliefului marin

a) costierab) submarinaLimita dintre cele doua este data de baza valurilor.

- paleoceanografia → disciplina cea mai tanara. Aceasta se ocupa cu intelegerea evolutiei trasaturilor fizice, chimice, geologice, de relief ale OP de-a lungul erelor geologice.- ingineria marina → se ocupa cu proiectarea, constructia si intretinerea diferitelor interventii antropice din domeniul marii cu scopul combaterii problemelor de mediu, amenajarilor coastelor, dezvoltarii turismului.

Oceanul Planetar reprezinta totalitatea bazinelor oceanice, marilor mediterane si marilor marginale de pe Terra, ocupand 70,8% din suprafata Planetei, cu un volum total de apa de 1370 mil km³, cu adancime medie de 3790 m si avand peste jumatate din suprafata sa dezvoltata la adancimi cuprinse intre 4000 – 6000 m.

Subunitati:1) Bazinele Oceanice → sunt bazine de mari dimensiuni care despart continentele, cu fundul grefat pe crusta oceanica si secundar pe crusta continentala. Prezinta o circulatie sistematica a maselor de apa de forma curentilor, sub controlul circulatiei generale atmosferice.

2) Marile Mediterane → sunt bazine marine de dimensiuni mici situate intre continente, ce comunica cu oceanele prin stramtori. Mediteranele se suprapun peste contactele dintre placile tectonice, motiv pentru care le este caracteristica instabilitatea tectonica manifestata prin cutremure si procese vulcanice.Mediteranele prezinta o circulatie locala a apei, decuplata de la circulatia generala oceanica, influentata de vanturile locale si de aportul de apa dulce al marilor sisteme fluviale.

Se deosebesc doua tipuri de mediterane:- intercontinentale: Mediterana Europeana, Americana (M.Caraibelor si G.Mexic), Austral-Asiatica,

Marea Rosie si G.Persic- intracontinentale: M.Baltica, G.Hudson, Bazinul Arctic – acesta prezinta caracteristici comune

atat bazinelor mediterane cat si celor oceanice.3) Marile Marginale → sunt formate din bazine care comunica larg cu oceanele invecinate, prezinta o circulatie a maselor de apa conectata la circulatia majora a oceanelor si sunt dezvoltate doar pe crusta continentala la adancimi relativ mici (d < 200 m). Acestea se mai numesc si mari de şelf.

1

Ex: Marea Manecii, Nordului, Irlandei, Alba, Barents, Bering, Ohotsk, Japoniei, Galbena, Chinei de S si de E.

Marea Neagra este un bazin mediteranean semiînchis si de dimensiuni reduse (466.000 km²). Apare frecvent gresit incadrata ca fiind o mare continentala sau marginala. Nu poate fi un astfel de bazin, deoarece:- dpdv geologic, relieful este grefat atat pe crusta continentala cat si pe crusta oceanica- dpdv geomorfologic prezinta margini continentale si campii abisale- exista o comunicare libera intre acvatoriul euxinic si Mediterana, apoi Oceanul Atlantic.

Bazinele oceanice: structura, evolutie, reliefPrimele informatii privind conturul Oceanului Atlantic apar in sec XVI, in timp ce M.Mediterana este

cartata inca din sec VI – VII I.Hr.Teorii privind formarea bazinelor apar la sfarsitul Evului Mediu si in perioada moderna, dar mai degraba sub forma unor proiectii fantastice.

A.Humboldt, in 1800 formuleaza prima teorie conform careia bazinul Atlantic s-a format prin departarea Americilor de Europa si Africa.In sec XX, Alfred Wegener (1915) emite teoria derivei continentelor, conform careia continentele actuale s-au format prin separarea unui continent unic – Pangaea – care se afla inconjurat de un ocean unic – Phanthalasa.Aceasta teorie lenta a cunoasterii reliefului oceanic se datoreaza tehnicilor de lucru neschimbate.

Odata cu introducerea tehnicii sondarii acustice (expeditia Meteor din 1925), datele batimetrice se vor strange intr-un ritm foarte rapid, astfel incat in anii ’50 se obtine prima imagine de sinteza a reliefului Oceanului Atlantic, M.Mediterane si mult mai general pentru Oceanul Pacific si Indian.

Aceasta realitate proaspat cunoscuta nu poate fi explicata prin teoriile clasice, astfel incat are loc un salt important in geologie si geomorfologie.Teoria formarii bazinelor oceanice apare odata cu formularea unei noi teorii privind relieful si evolutia Terrei teoria tectonicii globale (anii ’60) la care au contribuit hotarator, oceanografii de la Institutul National “Woods Hole” (SUA).

Formarea bazinelor oceanice este explicata prin teoria expansiunii fundurilor oceanice. Concret, deplasarea divergenta a placilor tectonice fata de rifturile din axa dorsalelor, induce o miscare continua si uniforma de deplasare laterala de tip “covor rulant”.In paralel, pe contactele convergente destructive dintre placile tectonice, se consuma crusta oceanica in tendinta de inchidere a bazinelor oceanice. Oceanul Atlantic se afla in expansiune, iar Oceanul Pacific intr-un proces de restrangere.

Vitezele de deplasare laterala a placilor (contacte divergente constructive intre placi) este de 2-5 cm/an in Atlantic, 1-10 cm/an in Oceanul Indian si 5-15 cm/an in Pacific.

Relieful bazinelor oceaniceIdentificarea si analiza formelor de relief, se face utilizand diferite seturi de criterii:

- morfografice → geometria formei de relief- morfometrice → dimensiunea - || -- morfodinamice → evolutia - || - - morfotectonice si morfostructurale → formele mari de relief

Relieful Terrei se divide in 3 mari complexe morfologice care au acelasi rang:o Continenteleo Marginile continentaleo Fundurile oceanice

1) Marginea continentala (termen propus de Wegener si combatut de Guttemberg, dar revine odata cu teoria tectonicii globale) este relieful grefat pe crusta continentala, care racordeaza continentele cu bazinele oceanice, cu un profil general convex – concave, cu dimensiuni de 10² - 10³ km si cu o evolutie perceptibila in orizonturi de timp de 10 - 10 ani.

2

Tipuri de MC (margini continentale)In functie de geneza si structura:- pasive - active

MC pasive deriva din contactele divergente constructive dintre placi. Acestea se caracterizeaza prin extensiunea mare a unitatilor, care prezinta un profil bine dezvoltat si pante relativ mici.Dupa criterii regionale, se disting 3 tipuri de MC pasive:

a) MC de tip neoformat este specifica Marii Rosii si G.Californiei, reprezentand procese tinere de riftogeneza.

b) MC de tip Africana exprima MC cu aport redus de sedimente, care afecteaza intreaga morfologie. Se intalneste in jurul Africii, Antarctidei, Groenlandei si S,V Australiei.

c) MC american, reprezentand coastele cu aport masiv de sedimente care dezvolta subunitati mai extinse.

MC active se suprapun contactelor convergente destructive dintre placile tectonice. Din acest motiv secaracterizeaza printr-o intensitate mare a proceselor geodinamice exprimate prin subductii, seismicitate si vulcanism.Oceanul Pacific este inconjurat de MC active, exceptand limita sudica (MC pasiva). In functie de structura si natura placilor aflate in contact, MC active prezinta doua subtipuri:- andin → latura Estica a Oceanului Pacific. In acest caz, avem un contact dintre o placa oceanica si una continentala, cea oceanica fiind subdusa de cea continentala. Aceasta este tipul de MC activa cea mai dinamica.- arc insular → latura Vestica a Oceanului Pacific, unde doua placi oceanice sunt intr-un contact compresiv, rezultand prisme de acretie de tip “arc insular” si selfuri continentale extinse in spatele arcului insular, care vor gazdui mări marginale.

3

Acretie / progradare → procese de acumulare (ridicare) dezvoltate pe verticala / orizontala.

4

Subunitatile MCConsiderand MC ca unitate de rang egal cu fundurile oceanice si continentele, in cadrul ei putem

deosebi cateva subunitati.

a) Versantul continental → subunitate de rangul I a MC de natura tectonica, cu pante de 3 –6º si latimi 20 – 100 km. Caracteristica semnificativa a versantilor continentali este data de dimensiuni. Energia de relief este de 1500 – 3000 m. Morfologic, sunt diferente intre versantii MC pasive si MC active.In cadrul versantului, pot fi prezente alte unitati de relief: platouri marginale, canioanele submarine si alunecarile submarine.

▪ Platourile marginale sunt discontinuitati majore in profilul versantului sub forma unor trepte orizontale, situate la adancimi intermediare. Cele mai importante platouri continentale sunt:

- Platoul Blake in largul coastelor Floridei- Platoul Campbell in Estul Noii Zeelande

▪ Canioanele submarine sunt vai adanci, taiate in cadrul versantului pana sub muchia selfului, ea uneoriextinzandu-se si in cadrul acestuia. Profilul transversal al unui canion are forma literei “V” ascutit, cu adancimea fragmentarii ce poate depasi 1000 m. Canioanele reprezinta principala retea de circulatie episodica a sedimentelor, dinspre domeniul coastei spre cel abisal.

5

Geneza canioanelor:- aparitia lor in fata gurilor de varsare ale marilor sisteme fluviale, presupunand un episod de evolutie

subaeriana, urmat de o transgresiune.- prin modelarea exercitata de catre curentii turbiditici. Acest mecanism este cel mai intalnit. Curentii

de turbidite sunt compusi dintr-un amestec de apa, sedimente fine (argile…) si sedimente grosiere (nisip), care se deplaseaza cu viteze mari pe axul canioanelor pentru intervale scurte de timp, urmate de intervale mari de pasivitate. Acesti curenti sunt asemanatori cu avalansele. Drept rezultat, in capatul canioanelor submarine, apar conuri abisale cu o structura stratificata si alternanta fin grosier.(1 fathom = 1,8 m)Canionul Monterey (California) cu dezvoltare spectaculoasa, extins pana in domeniul tarmului si cel mai cunoscut din lume.

b) Glacisul continental → partea inferioara a MC, create prin acumularea sedimentelor provenite de pe versantul continental. Are un profil general larg, concav, cu latimi de 50 – 200 km si o energie de relief dezvoltata pe verticala de 300 – 1000 m.Dupa diviziuni, distingem doua tipuri:

- glacisuri continentale simple

- g.c. compuse

6

Conurile abisale apar la capatul canioanelor submarine, fiind compuse din sedimentele antrenate de curentii turbiditici. In cadrul lor, materialele se depun sortat. Cele mai mari conuri abisale corespund marilor sisteme fluviale si se dezvolta nu doar in cadrul GC ci paraziteaza inclusiv versantul continental.

c) Coasta → subunitate a MC situata altimetric intre limita superioara a campiilor costiere (+ 50 - +100 m) si ruptura de panta exprimata morfologic de muchia selfului (-180 m).

Coasta reprezinta domeniul definit de catre variatiile nivelului Oceanului Planetar in timpul pliocenului si cuaternarului, astfel incat la transgresiuni, campiile costiere erau partial sau total acoperite cu apa, iar in timpul regresiunilor, selful costier devenea partial sau total emers.Profilul transversal al coastei are o forma convex – concava cu dimensiuni de ordinul sutelor de km (MC pasive) sau de zeci de km (MC active) si o energie de relief de maxim 300 m.

▪ campiile costiere s-au format prin acumularea sedimentelor marine in timpul transgresiunilor cuaternare si de la sfarsitul pliocenului, fiind compuse din silturi si nisipuri de origine marina, in alternanta cu alte tipuri de sedimente (fluviale, glaciare).Ele ocupa cca 5,7 mil km² (1% din suprafata Terrei). Cele mai extinse sunt: Campia Amazonului, C Golfului (Mexic), a Americii de N, Siberiei; Delta Dunarii si Campia siretului Inferior.

▪ selful continental este o subunitate a coastei, de forma unei campii netede care inclina lent catre larg. Pantele selfului sunt mai mici de 0,2º → campie monoclinala.

Limita inferioara a selfului continental se gaseste la -150…220 m, media fiind de -180 m → muchia selfului. Muchia selfului are valori similare batimetric pe majoritatea coastelor Terrei, deoarece a fost modelata (impusa) de catre nevelurile cele mai scazute atinse de Oc Planetar in timpul regresiunilor cuaternare (-120…-180 m).

Limita superioara reprezinta contactul cu tarmul si este ilustrata de baza valului.Selful se mai clasifica si dupa procesele existente in timpul regresiunilor:

- selfuri continentale glaciare (M. Nordului, M. Baltica) - s.c. tropicale - s.c. tectonizate si faliate - s.c. periglaciare etc

▪ tarmul reprezinta unitatea cea mai dinamica a MC, cu o evolutie perceptibila in orizonturi de timp de ordinul sutelor de ani si cu latimi de oridinul km-lor si zecilor de km.Tarmul este definit spatial de domeniul de modelare al valorilor pe o coasta.

7

Limita superioara a tarmului este data de linia la care ajung cele mai inalte valuri de furtuna.Limita inferioara se poate decela in functie de 3 criterii:

- dpdv hidrodinamic, limita este chiar baza valului - dupa criteriul morfodinamic, limita va fi data de catre adancimea de inchidere

Adancimea de inchidere reprezinta adancimea pana la care au loc schimbari interanuale ale reliefului. - criteriul morfologic: trecerea de la un tarm cu pante mici sau moderate, la o suprafata cvasiorizontala (campie).

Diviziunile tarmurilor joase:a) Conuri de rever – singurele forme de acumulare din domeniul subaerian, create de valuri in timpul furtunilor, prin depunerea partiala a sedimentelor erodate in cadrul plajei si dunelor. Exista doua tipuri de conuri de rever, dupa forma:- tip evantai, cand valurile sparg cordonul de dune sporadic- tip franje, cand valurile de furtuna depasesc cu usurinta pe supraf mari partea cea mai inalta a tarmului emers

8

b) Fordune (Fd) – cordonul de dune litorale situate in imediata vecinatate a plajei. Conditiile existente fordunelor:- existenta unui aport sedimentar (plajei uscate)- regim eolian energetic, cu multe cazuri cand viteza vantului depaseste 6 m/s (viteza critica de antrenare a nisipului).- existenta unei suprafete cu rugozitate superioara plajei (mare) in general, determinata de vegetatia colonizatoare a dunelor.

In cadrul fordunelor, apar si forme de eroziune, denumite depresiuni de deflaţie (blow-out):- circulare- şanţ- pâlnie

c) Plaje – forma de relief creata de valuri, pe acumularile de sedimente neconsolidate din spatiul tarmului emers. Se identifica cu zona de maturare a valurilor cuprinsa intre limita superioara atinsa la furtuni si limita inferioara creata la retragerea fiecarui val pe fata plajei.

Bermele sunt diviziuni ale plajei, de forma unor trepte orizontale sau usor inclinate, create de valuri, dar aflate in cea mai mare parte a timpului sub actiunea vantului care le remodeleaza. Deoarece pe majoritatea tarmurilor exista mari diferente sezoniere dpdv al energiei valurilor si a nivelului local al marii, apar frecvent doua unitati de berma: berma de iarna (mai inalta si aflata in pantă catre linia tarmului) si berma de vara (constanta in sezonul cald, in contrapantă).

d) Faţa plajei – planul inclinat, continuu maturat de valuri; este forma de relief cea mai dinamica din tot relieful emers.

Tarmul submers (TS) se extinde intre baza feţei plajei (FP) si adancimea de inchidere (pana la contactul cu selful continental – SC). Profilul de echilibru al tarmului submers este unul concav, descris de ecuatia y = a ∙ x2/3 (y = ax2/3), y = axb; b<1.

Pe tarmurile joase, in partea superioara a TS, acolo unde panta generala este ridicata, apar frecvent bare si santuri. Barele si santurile compun zona de spargere a valurilor, cu valabilitate pe termen mediu (luni si ani).

9

Barele reprezinta sectoare de convergenta sedimentara si corespund aliniamentelor de spargere a valurilor. Barele suporta deplasari cu tendinte diferite la scara sezoniera: in sezonul rece si dinamic, barele se deplaseaza catre larg, iar in sezonul uscat, catre linia tarmului.

Pe tarmurile inalte nu apar dune decat ocazional, in schimb sunt prezente falezele. Faleza este un versant litoral subaerian, creat sub actiunea valurilor si compus dintr-un sector activ, in baza caruia se gaseste frecvent o firida (excavatiune creata de abrasiune). Faleze relicte – faleze modelate candva.

Elementele tarmului inalt cuprind martori de eroziune – stanci izolate de faleza si prinse in platforma de tarm.Platforma de tarm este o suprafata cvasiorizontala (regim micromareic) sau inclinata (regim mezo si macromareic), formata prin abraziune. Barierele litorale reprezinta tarmurile joase.

Barierele sunt principalele forme depozitionale ale coastelor dominate de valuri. Acestea pot fi separate de continent printr-o laguna (insule bariera), pot inchide partial un estuar (bariere estuariene), pot fi legate direct de continent (spit bariera) sau pot desparti complexe deltaice de acvatoriul marin (bariere deltaice). Daca exista un alt caz, atunci acesta se numeste plaja bariera.

10

Deltele mareice sunt formatiuni cu dimensiuni reduse (sub 1 km2 sau cativa km2), create prin spargerea unei bariere litorale si depunerea sedimentelor in doua domenii:- delta de flux (catre uscat)- delta de reflux

Grindurile marine sunt foste linii de tarm (paleotarmuri), prezente in relieful campiilor deltaice, lagunare sau costiere, sub forma unor creste de plaja relicte, inguste si prelungi.

Campurile marine (beach ridge plain) sunt campii nisipoase rezultate din alaturarea grindurilor marine. Ex: Letea, Caraorman, Saraturile, Chituc, Saele si Periteaşca.

Terasele marine sunt foste platforme de tarm ajunse datorita proceselor tectonice, oscilatiilor climatice sau progradarii liniei tarmului, in interiorul continentului pe o pozitie suspendata fata de nivelul actual al marii

Swash – miscarea valurilor pe fata plajei dintr-o panza ascendentaTombolo – bariera care asigura legatura dintre o fosta insula si continent.

Panta plajei si inaltimea bermei sunt determinate de catre:- granulometria sedimentelor → panta plajei creste odata cu dimensiunea granulelor de nisip- inaltimea valurilor → panta descreste odata cu inaltimea valurilor- inaltimea mareelor → gradientul descreste odata cu inaltimea mareelor

11

Evolutia ciclica a plajelorMorfologia plajelor cuprinde in general schimbari sezoniere:

a) Furtunile cauzeaza transportul sedimentelor catre larg si implicit formarea barelor submerse.b) Conditiile de calm marin (energie marina joasa) impun deplasarea sedimentelor dinspre larg catre plaja, avand drept rezultat formarea reverelor fetei plajei din a caror juxtapunere rezulta bermele de plaja (furtuna/hubal, bara submersa/berma de plaja si profil de iarna/vara).

Principalii factori de control ai morfologiei plajei sunt:- valurile- mareele- curentii de tarm- dimensiunea medie a sedimentelor

Raportul dintre acesti factori sta la baza clasificarii hidrodinamice a tarmurilor.RTR = MSR / Hb

MSR – inaltimea mareelorHb – inaltimea valurilor

Exista 3 tipuri majore de tarm:a) Tarmuri reflective → le corepsund plajele inalte si inclinate; tarm jos si relativ abrupt.

→ apar pe tarmurile compuse din nisipuri grosiere si pietrisuri (ex: Vama Veche)In cazul lor, valurile se sparg pe fata plajei.

Scarp de plaja / sau in dune = ruptura de panta cu profil vertical (inclinat), taiat in plaja/dune de catre valuri, curenti de tarm sau vant.

Tarmurile reflective se caracterizeaza prin sedimente grosiere (nisipuri grosiere si pietris), panta mare, dezvoltare redusa pe orizontala a subunitatilor tarmului. In domeniul submers, barele lipsesc, astfel incat valurile se sparg direct pe fata plajei. Ex: Vama Veche, 2 Mai

b) Tarmurile disipative:- sunt compuse din sedimente fine- in planul reliefului avem subunitati extinse (berme, fordune)- in tarmul submers sunt prezente barele submerse (ex: tarmul Mamaia, Sf. Gheorghe)- zona de spargere a valurilor este foarte lata- curentii de tarm (curentii indusi de valuri)

c) Tarmuri intermediare:- nisipuri medii (0,2 – 0,5 mm)- morfologie cu complexitate medie, in care este prezenta o singura bara submersa- plaje moderat inclinate (pante medii).

Tarmuri ultradisipative:- panta deosebit de mica (ex: tarmul Sulina)

12

Tarmuri cu terasa de maree joasaAceste tarmuri sunt specifice regiunilor mezo si macromareice. In timpul refluxului, acest tarm se

comporta disipativ, pe cand la flux devine tarm reflectiv.Evolutia fordunelor determina in timp (sute de ani) aparitia unor morfotipuri secundare:

- dune parabolice (climat temperat) si balcane (climat arid)- depresiuni de deflatie si campuri de deflatie (taiate la nivelul piezometric mediu)

Dunele parabolice au forma de U, cu capetele crestei ancorate de vegetatie si cu tendinta de a se alungi in timp

Valurile. Forma, tipuri de spargereExista cateva tipuri, in functie de tipul genetic:

- valurile de vant, sunt o expresie a repartitiei diferite pe suprafata pamantului a energiei solare- seismice (tsunami)- mareele (valuri cu perioada ff lunga) t = 24h 50min- seisele- capilare (L < 1,7 cm) datorate tensiunii superficiale a apei, care propaga orice tip de unda pe suprafata apei.

Valurile de vanta) Elemente morfometrice → inaltime, lungime, perioada (H, L, T)Teoretic, valurile oceanice sunt reduse la valuri simetrice cu profil sinusoidal.

b) Factori de control:- viteza vantului - perioada de timp a vantului- Fetch-ul (intinderea suprafetei de apa pe care actioneaza vantul).

Cele mai inalte valuri de vant se intalnesc in regiunile temperate si subpolare, datorita permanentei vanturilor de Vest. Valurile cele mai mici se intalnesc in regiunea ecuatoriala („zona calmelor ecuatoriale”)

Cele mai inalte valuri de furtuna se produc in apropierea coastei Africii de Sud, datorita interactiunii dintre valurile ordinare si curentul Agulhas. Inaltimea maxima masurata este de 18 – 20 m.

13

Se mai folosesc ca si notiuni, inaltimea semnificativa si perioada semnificativa (Hs = H1/3) → media aritmetica a celei mai inalte treimi din totalul valurilor.Pe coasta romaneasca, inaltimea valurilor este de 1 m.

Deplasarea particulelor de apa la trecerea valurilorValurile si energia lor se propaga unidirectional, dar particulele de apa descriu o miscare circulara fara

a induce si o deplasare neta. Diametrul miscarii orbitale a particulelor de apa descreste odata cu adancimea.La o anume adancime sub suprafata marii, miscarea apei devine insignifianta: este baza valului.

Baza valului poate fi definita altimetric de o adancime a apei mai mica de ½ din lungimea valului (L/2 sau 0,5 L). Valurile nu pot afecta relieful submers sub aceasta adancime. Particulele de apa descriu o traiectorie orbitala: circulara in larg, si elipsoidala in apele de tarm.

La suprafata apei, particulele descriu miscari orbitale deschise, permitand un transport de apa numit driftul Stokes. Acest proces este principalul tip de transfer energetic care sta la baza formarii curentilor oceanici de suprafata.

Tipuri de acvatorii marine- adanci (largi, ape de larg)- intermediare ape de tarm

- superficiale ape de tarm

Valurile se masoara cu traductori de presiune (senzori). fs > 1 HzHula marina → valurile propagate in afara zonei de generare si actiune eoliana. Hula presupune o

sortare a valurilor dupa lungime (perioada), deoarece valurile mari calatoresc mai repede.

14

Exista o tendinta de regularizare a valurilor. Primul set de valuri este reprezentat de valuri cu lungime, inaltime si perioada mare, pretabile pentru surf. Valurile de hula au perioade de 8 – 12 secunde.

Wave run-up → limita pana la care ajung valurile; se exprima pe orizontala dar si altimetric. In Romania, wave run-up este de 1, 6 m.

La suprafata oceanului, distributia temperaturii (tº) este zonala, cu izoterme E – V. In apropierea coastei, curentii sunt difractati / redirectionati, iar izotermele sunt deviate catre N sau S, dupa directia curentilor.

Tº la suprafata marii (SST) descreste de la 25-28ºC la 0-2ºC in Oceanul Arctic si in apropierea Antarcticii.

Distributia temperaturii pe verticalaSub suprafata marii, coloana de apa poate fi divizata in 3 zone in functie de regimul termic:

- zona superficiala (0 – 50 m adancime)- termoclina (200 – 500 m, strat in care tº descreste rapid)- zona profunda (500 – 1000 – 5000 m, tº se schimba foarte incet)

La latitudini mici, tº la suprafata este de 20-25ºC, la 500m 8ºC, la 1000 m 5ºC, iar la 4000 m 2ºC.

15

Circulatia LangmuirTemperatura la suprafata este relativ constanta, datorita dinamicii orizontale de amestec (valurile si

curentii) si a unui foarte lent transfer de caldura spre stratul de termoclina. Acest transfer este de 0,5 – 3 cm/zi.Alt mecanism care poate influenta grosimea orizontului de amestec este reprezentat de circulatia Langmuir

Celulele langmuir sunt vizibile prin producerea numeroaselor linii sau benzi de spuma la suprafata lacurilor sau a marilor. Ele sunt aliniate concordant cu directia vantului, fiind spatiate la 2 – 25 m pe lacuri si 5 – 300 m pe mare.

In zona de downwelling se intalnesc viteze de ordinul cm/s. Aceaste zone sunt concentrate in benzi, ocupand 1/3 din latimea celulei, in timp ce miscarea ascendenta este mai raspandita la viteze mai mici. Viteza orizontala este maxima in benzile convergente (10 cm/s), iar viteza de coborare = 1/3 din viteza pe orizontala.Celulele Langmuir se formeaza doar in prezenta valurilor de vant.

Distributia salinitatiiSalinitatea reprezinta suma totala a materialelor solide dizolvate in apa; se exprima in grade/oo.

34,7/00 – salinitatea medie a oceanului planetar.Clorinitatea – cantitatea totala de clor exprimata in grade/litruSalinitatea si clorinitatea se afla in raport constant. S‰ = 1,80655 Cl

Factori care contribuie la cresterea salinitatii:- evaporatie- ingheţ- advectia apelor sarate- amestecul vertical de ape sarate

Factori care contribuie la scaderea salinitatii:- aportul fluvial de pe continent- precipitatii- topirea ghetarilor si a ghetii- advectia apelor dulci- amestecul vertical cu ape dulci

Sursele de saruri sunt de origine continentala si oceanica.a) Surse continentale: rocile (meteorizatie), colurile, izvoarele minerale, materia vulcanica. Majoritatea acestora sunt transportate in mare de catre fluvii. Fluviile transporta in oceanul planetar ~ 3 mld tone saruri/anb) Surse de origine submarina: rifturi si vulcani submarini activi (izvoare + eruptii)

Repartitia salinitatii la suprafataLa suprafata, salinitatea prezinta un spectru larg de variatie: 5 promile in Gloful Botnic si 40 promile

in Marea Rosie si Golful Persic.Distributia salinitatii la suprafata oceanului planetar are caracter zonal:a) Apele zonelor ecuatoriale si temperate

Precipitatiile exced evaporatia iar salinitatea are valori moderate: 33 – 34 promileb) Apele zonale tropicale si subtropicale

Evaporatia depaseste precipitatiile si salinitatea atinge valori mai mari de 36 promile.Atlantic – 37; Pacific – 35-35,5; Oceanul Indian – 36-36,5.

c) Zonele boreale si australe – au cea mai scazuta salinitate: <34 promile in apropierea Antarcticii si >34 promile in Oceanul Arctic.

16

Temperatura si salinitatea in Marea NeagraTemperatura apei la suprafata imprumuta din caracteristicile tº aerului: diferente mici vara intre E si V

sau N si S (21,5º in NV si 23º in S, SE), si diferente mari iarna (1,2º NV si 7-10º in centru si E).Temperatura medie al suprafata masoara 13 - 14º in coltul NV extrem, 14º in NV, 14-15º in centru, 15-16,5º in E => crestere spre E. Temperatura apei in profil vertical prezinta o stratificatie specifica Marii Negre.

In bazinul adanc al Marii Negre, vara se inregistreaza:- stratul de amestec situat intre suprafata si 10-12 m adancime, cu diferente intre suprafata si limita inferioara de 1 – 1,5ºC- stratul termoclinei sezoniere, intre 10 – 40,5 m adancime, 12 - 14ºC

Sub termoclina- stratul intermediar rece (SIR), intre 40-50 – 125-150 m adancime.Exista o corelatie intre variabilitatea SIR si tº de suprafata din timpul iernii, de unde rezulta extinderea si existenta ciclurilor de incalzire – racire la adancimi mari, dincolo de stratul de amestec.- stratul profund: temperatura creste de la 7-8º la 150 m, la 8,8º la 1300 – 1500 m, apoi ramane constanta la8-9º pana pe fund.

Iarna, in stratul de amestec, tº scade la 2 pana la 8ºC, ceea ce conduce la aparitia unei inversiuni de tº in stratele de deasupra SIR-ului.Distributia tº pe verticala specifica Marii Negre se individualizeaza prin:- prezenta SIRului- lipsa unei termocline permanente- apele profunde sunt mai calde decata apele de la aceeasi adancime din oceanul planetar.

Salinitatea apeiSalinitatea medie anuala la suprafata variaza intre un minim de 14,5 promile sin apele costiere din

dreptul Deltei Dunarii, si un maxim de 20,5 promile in partea centrala a bazinului, rezultand astfel o medie de 17,5 – 18,2 promile.

Pe litoralul deltaic, salinitatea scade pana la 5-8 promile in apele mai putin adanci de 50 m.Salinitatea medie anuala cunoaste variatii mai mici decat la suprafata: min = 15,5 promile in dreptul Deltei, max = 18,3 in partea central-sudica.

Variatia salinitatii pe verticala in bazinul adanc urmeaza o traiectorie diferita de restul oceanului planetar, prin extensiunea larga a haloclinei. Profilul vertical al distributiei salinitatii prezinta 3 etaje:- stratul de amestec (0 – 30 m adancime), media salinitatii = 18 – 18,25 promile- haloclina (-30...-200 m), salinitatea creste de la 18,25 la 21,5 promile- stratele intermediar si profund (>200 m), salinitatea creste foarte lent, pana la 22,5 promile

Spargerea valurilorExista 3 tipuri majore de spargere, conditionate de panta tarmului submers is secundar de perioada

valurilor:a) Prin împroşcare (spilling) – este o spargere incompleta a valului inregistrata pe tarmurile cu panta redusa.Valul se pregateste din timp pentru spargere si se sparge doar varful crestei, care se deplaseaza mai rapid decat restul valului. Sunt specifice tarmurilor ultradisipative.

b) Prin plonjare (plunging) – apar pe tarmurile cu pante medii. Este tipul cel mai frecvent intalnit, iar spargerea este completa, valul atingand un profil arcuit surplombat.Valurile de hula pot provoca spargeri prin plonjare. Sunt specifice tarmurilor intermediare.

c) Prin colapsare (surging) – apare pe tarmurile cu panta foarte ridicata, acolo unde valurile nu au timp sa-si pregateasca spargerea. Acest tip se gaseste chiar pe fata plajei. Sunt specifice anumitor forme de tarmuri reflective.

Spargerea este un proces fundamental pentru formarea curentilor de tarm, deoarece miscarea orbitala a particulelor de apa se transforma intr-una de translatie lineara.

17

Curentii de tarm Se formeaza in zona de spargere a valurilor si sunt de 3 tipuri:

1) curenti longitudinali de tarm – CLT – (drifturi de tarm)CLT apar in lungul liniei tarmului, se pot dezvolta pe distante mari (zeci – sute de km), fiind intrerupti

doar de obstacole (porturi, diguri) proeminente, precum capuri.CLT se formeaza prin spargerea valurilor sub un unghi fata de linia tarmului. Unghiul de spargere are de obicei valori reduse (3 - 20º), dar curentii rezultati mobilizeaza volume mari de apa si sedimente.Ex: pe tarmul Sf Gheorghe, CLT orientat N-S, transporta 1,5 mil m3 sedimente/an, iar perechea lui, adica CLT orientat in directia S-N, tranpsorta 0,5 mil m3/an, rezultatnd un transport net de cca 1 mil m3/an sedimente de la N la S.

18

CLT induc o tendinta de uniformizare a morfologiei in profil longitudinal. Ex: sedimentele sunt transportate pe distante mari dinspre ariile-sursa (gura de varsare, zona de eroziune).

2) curentii de tip rip – sunt orientati transversal pe linia tarmului, catre larg. Apar datorita supraincarcarii cu apa a acvatoriului de tarm. In zona de spargere, sunt procese de wave setup.

Intre primul aliniament de spargere al valurilor si linia tarmului, nivelul local al marii este mai ridicat decat nivelul general al marii (in larg) → wave setup. Aceasta supraincarcare cu apa a zonei de spargere se datoreaza trecerii de la miscarea orbitala la cea de translatie lineara. Amplitudinea wave setup depinde de Ho si Hb (inaltimea valurilor).

Curentii rip sunt o consecinta a ridicarii nivelului local al marii din zona de spargere si reprezinta o cale de echilibrare a nivelului marii, ei transportand apa din zona de spargere catre larg. Sunt frecventi si puternici in timpul furtunilor, atunci cand procesul de wave setup este intens. Pentru inotatori, cea mai periculoasa perioada o reprezinta sfarsitul furtunilor.

Convergenta si divergenta valurilorAtunci cand conturul liniei tarmului este neregulat, refractia valurilor poate genera o variatie in energia

valurilor de-a lungul coastei. Convergenta valurilor sau concentratia ortogonalelor se produce pe capuri marine, in timp ce divergenta sau disiparea ortogonalelor are loc in golfuri.In consecinta, capurile marine beneficiaza de un climat diferit al valurilor, cu inaltimi mai mari decat sectoarele lineare, si mai ales sectoarele concave.

19

Refractia valurilor → procesul de schimbare a directiei valurilor in tendinta de a deveni paralele cu linia tarmului. Practic, refractia valurilor reprezinta o rotire a acestora; ea reduce valoarea unghiului dintre creasta valului si linia tarmului. Refractia valurilor reprezinta in acelasi timp, o disipare a energiei acestora, care este cu atat mai mare cu cat unghiul dintre creasta valurilor si linia tarmului, este mai mare.

Cele mai periculoase furtuni sunt cele orientate perpendicular (directia vanului si a valurilor) sau sub unghiuri mici fata de linia tarmului.

Difractia valurilor → schimbarea directiei de propagare a valurilor si a orientarii crestei valurilor, datorita interceptarii unui obstacol (bancuri submerse, capuri marine, diguri, porturi s.a.)

Formarea tsunamilorTsunamii sunt valuri cu perioada lunga si amplitudine mica in apa adanca. Inaltimea lor creste

semnificativ odata cu intrarea in acvatoriul putin adanc, atingand inaltimi devastatoare. Tsunami calatoresc cu viteze foarte mari si pot traversa oceanele intr-o singura zi. Acestia sunt generati prin:- deplasarea placilor tectonice- alunecari submarine- activitate vulcanica- asteroizi- explozii submarine

Primul element al unui tsunami care intalneste zona costiera, este chiar şanţul valului, motiv pentru care pentru un interval de timp scurt (minute), nivelul local al marii cunoaste o scadere de 0,5 – 2 m, dupa care vine valul propriu-zis.Indiferent de adancimea bazinului oceanic traversat de tsunami, pentru valuri, acest acvatoriu se va comporta ca si unul superficial.

In domeniul abisal (3000 – 6000 m), viteza unui tsunami este foarte ridicata:150 – 250 m/s, 500-700 km/h.

20

MareeleMareele reprezinta un val global care inconjoara Planeta cu o perioada de 12h si 25 min → val mareic global. Forta de generare a mareelor este data de atractia gravitationala exercitata de luna si soare asupra masei de apa oceanice. Practic, forta de atractie a lunii este de doua ori mai puternica decat cea a soarelui.

F = g(m1 ∙ m2) / r2

F – forta gravitationalag – acceleratia gravitationalam1 – masa Terreim2 – masa Soareluir – distanta dintre Pamant si Luna/Soare

25h 50min → durata unei zile lunare, necesara ca un punct de pe Pamant sa ramana sub acelasi unghi fata de Luna.

In realitate, Pamantul nu poate sa se roteasca liber in cadrul elipsei mareice, datorita fortelor de frecare si prezentei continentelor. „Valul mareic” global este astfel spart intr-un mare numar de sisteme mareice regionale. Aceste sisteme sunt afectate de forta Coriolis, luand nastere sistemele amfidromice in cadrul carora mareele descriu o miscare circulara in jurul punctelor amfidromice. Inaltimea mareelor are cele mai mici valori in punctul amfidromic si creste odata cu departarea de el.

In functie de fazele lunii, mareele prezinta amplitudini (inaltimi) diferite:- maree de sizigii → maree cu amplitudinile cele mai mari care se produc atunci cand Luna, Soarele si

Pamantul sunt relativ colineare (aliniate).- maree de cvadratura → maree cu amplitudini reduse, inregistrate atunci cand sistemele Pamant – Luna

si Pamant – Soare formeaza unghiuri de ~ 90º (Luna se afla in primul/ultimul patrar).

Dupa perioada, mareele se clasifica in:- maree semidiurne (T = 12h si 25 min) → tipul dominant pe Terra- m diurne (T = 24 h si 50 min) - mixte

21

Inaltimea mareelor in domeniul costier depinde de:- batimetrie- latimea şelfului continental- geometria coastei

Astfel, cu cat coasta este mai sinuasa si apare efectul de palnie (Marea Manecii, G Fundy – cele mai mari mare din lume), cu atat mareele sunt mai inalte.Cele mai mari inaltimi din lume se produc in Golful Fundy (12 m in timpul mareelor se sizigii) si in Europa, Golful Mount Saint Michael (15 m)

In functie de amplitudinea mareica, coastele se clasifica in:- coaste micromareice (valuri de 0 – 2 m)- c mezomareice (2 – 4 m)- macromareice (4 – 8 m)- megatidale (> 8 m)

Nu am scris toate formulele, pentru ca nu stiu sa introduc fracţii !

22