Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 5.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 5."— Zapis prezentacji:

1 Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 5

2 Osady morskie

3 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 3 Osady morskie Poz. przypływu Poz. odpływu

4 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 4 Osady morskie Cesare Emiliani ( ): twórca palooceanografii, zainicjował badania izotopowe osadów morskich Cesare Emiliani ( ): twórca palooceanografii, zainicjował badania izotopowe osadów morskich Sir Nicholas Shackleton Sir Nicholas Shackleton Stratygrafia izotopowa, SPECMAP Stratygrafia izotopowa, SPECMAP Badania względnego rozpowszechnienia organizmów morskich Badania względnego rozpowszechnienia organizmów morskich Analiza alkenów Analiza alkenów

5 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 5 Analiza alkenów Morski fitoplankton z gatunku Prymnesiophyceae, najczęściej są to kokkolitofory Emiliania huxleyi (rodzaj alg), reaguje na zmiany temperatury wody zmianą składu molekularnego błon komórkowych. Temperatura wody obniża się - wzrasta produkcja nienasyconych alkenów Alkeny - węglowodory; lipidowe składniki błon komórkowych Nienasycenie to pojawianie się podwójnych, potrójnych, a nawet poczwórnych wiązań w miejsce pojedynczych wiązań między sąsiednimi atomami węgla

6 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 6 Analiza alkenów Emiliania huxleyi jest jednym z ok gatunków fitoplanktonu Emiliania huxleyi jest jednym z ok gatunków fitoplanktonu Jest to gatunek bardzo rozpowszechniony – często pojawia się w formie potężnych zakwitów o powierzchni > km 2 Jest to gatunek bardzo rozpowszechniony – często pojawia się w formie potężnych zakwitów o powierzchni > km 2 Podczas zakwitów liczba komórek E. huxleyi zazwyczaj przewyższa liczbę komórek pozostałych gatunków razem wziętych – często jest to % całego fitoplanktonu Podczas zakwitów liczba komórek E. huxleyi zazwyczaj przewyższa liczbę komórek pozostałych gatunków razem wziętych – często jest to % całego fitoplanktonu Występuje wszędzie, za wyjątkiem oceanów polarnych Występuje wszędzie, za wyjątkiem oceanów polarnych SeaWiFS satellite image of bloom off Newfoundland in the western Atlantic on 21 July 1999

7 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 7 Analiza alkenów Analiza alkenów w rdzeniach morskich dostarcza bardzo dokładnych informacji o temperaturze powierzchni morza, tzw. SST (ang. Sea Surface Temperature), gdyż alkeny pochodzą od fitoplanktonu, który żyje w większości w 10-metrowej górnej warstwie oceanu. Analiza alkenów w rdzeniach morskich dostarcza bardzo dokładnych informacji o temperaturze powierzchni morza, tzw. SST (ang. Sea Surface Temperature), gdyż alkeny pochodzą od fitoplanktonu, który żyje w większości w 10-metrowej górnej warstwie oceanu.

8 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 8 Analiza alkenów Wskaźnik nienasycenia: Wskaźnik nienasycenia: gdzie: gdzie: [C37:2 ] – koncentracja dwu-nienasyconego ketonu metylu, [C37:4 ] – koncentracja cztero-nienasyconego ketonu metylu, [C37:2 + C37:3 + C37:4] – koncentracja dwu- trój- i cztero- nienasyconego ketonu metylu. Uproszczony wskaźnik nienasycenia:

9 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 9 Analiza alkenów Zmiany wskaźnika z temperaturą z temperaturą (Prahl et al.,1988): Wybór równania kalibracyjnego – przez porównanie z obecną temperaturą powierzchni morza w okresie lata

10 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 10 Analiza alkenów Bradley, 1999, str. 235: Rekonstrukcje SST dla rdzenia ODP 658C pobranego u pn.-zach. wybrzeży Afryki w porównaniu ze zmianami procentowymi N. Pachyderma (gatunek otwornicy żyjący w zimnych wodach) w dwóch rdzeniach z Pn. Atlantyku. Silna korelacja pomiędzy zdarzeniami Heinricha a występowaniem chłodnej wody w Pn. Atlantyku z niskimi wartościami SST u wybrzeży Afryki wskazuje na powiązanie między tymi rejonami poprzez zimny prąd Kanaryjski, który niósł na południe w tych okresach zimne, słabo zasolone wody roztopowe

11 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 11 Analiza alkenów Analiza alkenów - chromatografia gazowa z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym

12 Cyrkulacja wody w oceanie światowym

13 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 13 Ocean światowy Rozpatrując wodę w oceanie możemy wyróżnić dwie istotne warstwy – powierzchniową i denną, różniące się temperaturą, zasoleniem i gęstością.

14 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 14 Cyrkulacja wody w oceanie światowym Prądy morskie - ruch mas wodnych, rodzaj rzek płynących w morzach i oceanach. Niektóre prądy potrafią przenosić na bardzo dużą odległość wielkie ilości ciepła. Prądy morskie mogą być wywołane wiatrem (prądy wiatrowe), różnicą gęstości wody (prądy gęstościowe), przyciąganiem Słońca i Księżyca (prądy pływowe). Prądy morskie - ruch mas wodnych, rodzaj rzek płynących w morzach i oceanach. Niektóre prądy potrafią przenosić na bardzo dużą odległość wielkie ilości ciepła. Prądy morskie mogą być wywołane wiatrem (prądy wiatrowe), różnicą gęstości wody (prądy gęstościowe), przyciąganiem Słońca i Księżyca (prądy pływowe).

15 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 15 Prądy powierzchniowe

16 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 16 Cyrkulacja termohalinowa Cyrkulacja termohalinowa – system gęstościowych prądów morskich obejmujący całą kulę ziemską. Składają się na nią ciepłe prądy powierzchniowe i chłodne prądy głębinowe. Cyrkulacja termohalinowa jest ważnym składnikiem klimatu ziemskiego. Zmiany temperatury i zasolenia wody wpływają na gęstość wody Zwiększenie gęstości wody powoduje jej opadanie aż do osiągnięcia warstwy wody o porównywalnej gęstości Woda opada na dno oceanów w wyniku ochłodzenia i zwiększenia zasolenia Głębokooceaniczne prądy przenoszą zimne, zasolone wody wokół globu (powolny transport ~ 1000 lat)

17 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 17 Cyrkulacja termohalinowa – globalny pas transmisyjny Obraz uproszczony

18 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 18 Skutki cyrkulacji termohalinowej Odchylenie temperatury [°C] od średniej strefowej

19 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 19 Cyrkulacja termohalinowa

20 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 20 Cyrkulacja termohalinowa – 3D

21 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 21 Cyrkulacja termohalinowa Główne źródła Wody Głębokiej Głęboka Woda Północnego Atlantyku (North Atlantic Deep Water – NADW) – formowana w Morzu Grenlandzkim poprzez ochłodzenie silnie zasolonej wody – płynie na południe pod Golfsztromem Głęboka Woda Antarktyczna (Antarctic Bottom Water – AABW) – formowana w pobliżu Antarktydy poprzez zwiększenie zasolenia zimnej wody przy tworzeniu lodu – płynie na północ do wszystkich głównych basenów oceanicznych

22 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 22 Cyrkulacja termohalinowa Główne źródła Wody Średniej Średnia Woda Śródziemnomorska (Mediterranean Intermediate Water – MIW) – formowana przez parowanie ciepłej powierzchniowej wody Morza Śródziemnego – opada na dno i poprzez Cieśninę Gibraltarską płynie w poprzek Atlantyku Średnia Woda Antarktyczna (Antarctic Intermediate Water – AAIW) – powstaje w pobliżu Antarktydy poprzez mieszanie AABW z zimną, słodką wodą pochodzącą z topniejącego lodu

23 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 23 Cyrkulacja termohalinowa w Atlantyku

24 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 24 Jak można zrekonstruować cyrkulację oceaniczną w przeszłości? Rozkłady pewnych pierwiastków śladowych i izotopów są wskaźnikami prądów oceanicznych Rozkłady pewnych pierwiastków śladowych i izotopów są wskaźnikami prądów oceanicznych Użyteczne są zwłaszcza pierwiastki śladowe różnych typów substancji odżywczych Użyteczne są zwłaszcza pierwiastki śladowe różnych typów substancji odżywczych Rozkład substancji odżywczych zależy od Rozkład substancji odżywczych zależy od (1) morskiego cyklu biologicznego (2) cyrkulacji wody Pierwszy proces kontroluje koncentrację wertykalną, a drugi horyzontalną.

25 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 25 Jak można zrekonstruować cyrkulację oceaniczną w przeszłości? Główny producent morskiej materii organicznej to fitoplankton, który biernie unosi się w wodzie, nie posiada zdolności ruchu lub tylko w znacznie ograniczonym zakresie. Główny producent morskiej materii organicznej to fitoplankton, który biernie unosi się w wodzie, nie posiada zdolności ruchu lub tylko w znacznie ograniczonym zakresie. Rozwój fitoplanktonu zależy od fotosyntezy (żyje w górnej warstwie oceanów) i nieorganicznych związków, głównie azotanów i fosforanów. Rozwój fitoplanktonu zależy od fotosyntezy (żyje w górnej warstwie oceanów) i nieorganicznych związków, głównie azotanów i fosforanów. C, N, P są używane do wytwarzania tkanek miękkich C, N, P są używane do wytwarzania tkanek miękkich Ca i CO 3 -2 do wytwarzania węglanu wapnia w skorupkach Ca i CO 3 -2 do wytwarzania węglanu wapnia w skorupkach SiO 4 do wytwarzania krzemionkowych (SiO 2 ) skorupek SiO 4 do wytwarzania krzemionkowych (SiO 2 ) skorupek Tkanki miękkie i skorupki zawierają również takie pierwiastki śladowe jak: Cd, Ba i Zn. Tkanki miękkie i skorupki zawierają również takie pierwiastki śladowe jak: Cd, Ba i Zn.

26 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 26 Jak można zrekonstruować cyrkulację oceaniczną w przeszłości? Cykl substancji odżywczych: Koncentracja C, N i P oraz Ca, CO 3 -2 i SiO 4 zaniżona w warstwie powierzchniowej – bo są używane w procesie fotosyntezy i do konstrukcji skorupek. Koncentracja C, N i P oraz Ca, CO 3 -2 i SiO 4 zaniżona w warstwie powierzchniowej – bo są używane w procesie fotosyntezy i do konstrukcji skorupek. Martwe organizmy opadają na dno. Na większych głębokościach tkanki organiczne są utleniane, a skorupki częściowo rozpuszczane – pierwiastki wracają do wody i głęboka woda jest bogata w substancje odżywcze. Martwe organizmy opadają na dno. Na większych głębokościach tkanki organiczne są utleniane, a skorupki częściowo rozpuszczane – pierwiastki wracają do wody i głęboka woda jest bogata w substancje odżywcze. Prądy morskie wynoszą substancje odżywcze do warstwy powierzchniowej gdzie cykl zamyka się. Prądy morskie wynoszą substancje odżywcze do warstwy powierzchniowej gdzie cykl zamyka się.

27 Globalne Zmiany Środowiska Wykład 5str. 27 Jak można zrekonstruować cyrkulację oceaniczną w przeszłości? Wody oceanów południowych (AAIW, AABW) są bogate w substancje odżywcze, natomiast woda NADW – uboga. Wody oceanów południowych (AAIW, AABW) są bogate w substancje odżywcze, natomiast woda NADW – uboga. Dystrybucja substancji odżywczych zależy od cyklu biologicznego i prądów oceanicznych. Zatem koncentracja pierwiastków substancji odżywczych zwiększa się od Atlantyku do Antarktydy i od Pn. Pacyfiku i Pn. Oceanu Indyjskiego na południe. Dystrybucja substancji odżywczych zależy od cyklu biologicznego i prądów oceanicznych. Zatem koncentracja pierwiastków substancji odżywczych zwiększa się od Atlantyku do Antarktydy i od Pn. Pacyfiku i Pn. Oceanu Indyjskiego na południe.


Pobierz ppt "Globalne zmiany środowiska dr inż. Danuta J. Michczyńska Wykład 5."

Podobne prezentacje


Reklamy Google