Ozeanografie

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Die Ozeanografie (auch Ozeanographie), griechisch für Meereskunde, ist eine Wissenschaft, die sich mit den physikalischen, chemischen, geologischen und biologischen Vorgängen in den Weltmeeren beschäftigt.

Im deutschen Sprachraum wird teilweise zwischen der Ozeanografie, die chemische, biologische und physikalische Vorgänge der Meere und Ozeane erforscht, und der Meeresbiologie unterschieden, die sich den biologischen Zusammenhängen widmet. Auch die geophysikalischen Erscheinungen auf und unter dem Meeresgrund werden der Ozeanografie zugeordnet.

Inhaltsverzeichnis 1 Bereiche der Ozeanografie 2 Geschichtliches zur wissenschaftlichen Erforschung der Meere 3 Typen meereskundlicher Forschungsreisen 4 Verteilung von Land und Meer 5 Entstehung der Ozeanischen Sedimente 6 Grenzen der Ozeane und Nebenmeere 7 Meeresküsten 8 Inseln des Meeres 9 Klassifikation des Meereises 10 Arten von Meereis 11 Kräfte die auf die Wassermassen der Ozeane einwirken 12 Meeresströmung und ihre Entstehung 13 Bearbeitung der ozeanografischen Messergebnisse 14 Fauna und Flora und Ihre Bedeutung für die Ozeanologie 15 Berufsausbildung Ozeanograf 16 Bibliotheken 17 Siehe auch 18 Weblinks

[Bearbeiten] Bereiche der Ozeanografie

Die Ozeanografie wird oft in die folgenden Hauptbereiche gegliedert:

• physikalische Ozeanografie behandelt physikalische Vorgänge der Meere. Sie erforscht Parameter wie Temperatur, Salzgehalt, Strömung, Schallgeschwindigkeit, Lichtdurchlässigkeit. Von Interesse sind Bewegungsvorgänge im Meer, wie Turbulenz, Wellen, Gezeiten (Ebben und Flut) und wind- und dichtegetriebene Strömungen und dem damit verbundenen Wärmetransport im Ozean. Sie behandelt außerdem Akustik im Ozean, die Satellitenfernerkundung und globale in-situ Beobachtungssysteme des Ozeans

• biologische Ozeanografie untersucht wie die Umweltbedingungen (Strömungen, Salzgehalt, etc.) sich auf Verteilung, Vorkommen, Wachstum, Fortpflanzung und Sterberate von maritimen Organismen auswirkt und andersherum, wie die Lebenszyklen dieser Organismen, sich auf geologische, physikalische und chemische Prozesse im Meer auswirken. Die biologische Ozeanografie ist zu unterscheiden von der Meeresbiologie (siehe Abschnitt weiter unten)

• Meeresgeologie erforscht Prozesse, die den Meeresgrund formen, in Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft. Ferner werden auch marine Rohstoffvorkommen, zum Beispiel in Form von mineralischen Erzen und Gashydraten untersucht

• maritime Meteorologie widmet sich der Erforschung der Wechselwirkung des Ozeans mit der Atmosphäre, zum Beispiel, Wärme-, Impuls-, und Wasserdampftransport; der Untersuchung des Einflusses der Ozeane auf das Klimasystem oder auch Auswirkungen von Wetterphänomenen wie Wirbelstürmen, Monsunen, etc. auf die Meere

• maritime Geochemie konzentriert sich auf die Wechselwirkungen zwischen chemischen und geologischen Vorgängen im Meer

• Meeresbiologie untersucht Pflanzen und Tiere, die im Meer leben, deren Fortpflanzung, Physiologie und Anatomie. Sie wird oft unterteilt in Meeresbotanik, Meereszoologie, Planktonologie, Fischereibiologie, Marine Mikrobiologie und Marine Ökologie

• Meerestechnik: Entwicklung moderner, innovativerer Technologie zur Gewinnung von Beobachtungsdaten. Beispiele: Autonome Tiefendrifter, Glider, Lander (Tiefseeobservatorien), autonome Unterwasserfahrzeuge (AUV=Autonomous Unterwater Vehicle), ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge (ROV=Remotely Operated Vehicles)

• chemische Ozeanografie beschäftigt sich mit der Herkunft und Zusammensetzung des Wassers im Meer und auch mit chemischen Zyklen von z. B. Kohlenstoff oder Stickstoff im Meer.

Weitere kleinere Felder sind unter anderem Meeresrechtwesen, Fischereiwesen, Meeresarchäologie. Verwandte Disziplinen sind Meereisforschung, Polarforschung und Klimaforschung.

Ozeanografie versteht sich als eine interdisziplinäre Wissenschaft. Die einzelnen Bereiche arbeiten oft eng zusammen. Aus diesem Grund wird manchmal die international verbreitete Bezeichnung Ozeanologie als Bezeichnung für diese Wissenschaft bevorzugt.

[Bearbeiten] Geschichtliches zur wissenschaftlichen Erforschung der Meere

Erste Ansätze der Forschung der Meere lassen sich bis ins Altertum zurück verfolgen. Sie waren eng mit der Erforschung der Erde selbst verbunden. Dazu gehören die Küstenverläufe, die Lagebeziehungen der Küsten und Inseln zueinander, und die Gestaltung der Meere. Die ersten Küstenbeschreibungen (Periplus) war eine Zusammenfassung von Ptolemäus (ca. 150 v. Chr.). Für eine exakte fehlten die entsprechenden Messgeräte. Die Einführung des Astrolabiums und des Jakobstabes (um 1500) ermöglichten die astronomische Berechnungen der Breite eines Ortes auf See, so das man einmal entdeckte Inseln und bei Meeresüberquerungen die Küste in etwa wiederfinden konnte. Erst die Erfindung des Sextanten (1731) und des Schiffschronometers (1764) und die Einführung der Funkzeitzeichen lösten das Problem der Ortsbestimmung auf See, so das die geographischen Koordinaten eines Orts jederzeit bestimmt werden konnten.

Die Gezeitenerscheinungen sind eine Wirkung der gezeitenerzeugenden Kräfte von Mond und Sonne. Diese Kräfte wurden zum erstenmal von Isaac Newton (1687) aus der allgemeinen Massenanziehung von Erde – Mond und Erde – Sonne erklärt worden.

Die als erste angesehene meereskundliche Expedition wurde von Edmond Halley 1698 durchgeführt um die Veränderung der Ortemißweisung zu untersuchen. Die Entwicklung der Navigation war Voraussetzung für die Durchführung anderer Forschungen, z. B. für die Erforschung der Meeresströmungen auf offener See. 1513 wurde der Golfstrom entdeckt. Im Jahr 1603 werden die Meeresströmungen beschrieben Die ersten Karten der Meeresströmungen wurden 1678 und 1786 gezeichnet mit dem Ziel die Reisezeit zwischen Europa und Amerika für Segelschiffe zu verkürzen.

Mit sehr viel Aufmerksamkeit wird seit dem Altertum die Erforschung der Winde betrieben. Die erste Karte der Windverhältnisse des Atlantischen Ozeans zeichnete 1688 Edmond Halley. Im 18. Jahrhundert beginnen die Ansätze einer systematischen Erforschung der ozeanographischen Verhältnisse der Weltmeere. Es werden in verschiedenen Ländern hydrographische Dienste eingerichtet, die Seevermessung vornehmen und Seekarten, Seehandbücher und Gezeitentafeln herausgeben. Sie erlangen, für die sich rasch entwickelnde Schifffahrt, immer mehr an Bedeutung. Der amerikanische Marineoffizier Matthew Fontaine Maury beginnt Mitte des 19. Jahrhunderts mit der systematischen Sammlung der Schiffsbeobachtungen. Durch Auswertung dieser Beobachtungen konnte er 1847 Wind- und Strömungskarten herausgeben, die zu einer wesentlichen Verkürzung der Reisezeiten der Segelschiffe beitrug. Seine Bemühungen um die Vervollkommnung der Beobachtungen und ihrer Vereinheitlichung führte 1853 zur ersten Internationalen Hydrographischen Konferenz in Brüssel. Damit wurde der Grundstock gelegt für einen internationalen Beobachtungsdienst, an dem sich heute ca. 6000 Fischerei- und Handelsschiffe beteiligen.

Den Beginn der modernen Meereskunde ist das Jahr 1872, als die HMS Challenger (Challenger-Expedition) eine mehrjährige meereskundliche Weltreise antrat. Die Zielsetzung dieser und ihr folgender Expeditionen verschiedener Länder war die erste Bestandsaufnahme der topographischen, physikalischen, chemischen und biologischen Verhältnisse in den Weltmeeren, über dessen tiefere Schichten damals so gut nichts bekannt war. Es wurden nicht nur erste grundlegende Erkenntnisse gesammelt, auch die erforderlichen Standardmethoden wurden entwickelt. Es wurden auch die Grundlagen für die Entwicklung der theoretischen Ozeanologie gelegt, es entstanden die ersten realistischen dynamischen Modelle. Diese erforderten mit der Zeit ein Abgehen von den groben Stichprobenmessungen der ersten Bestandsaufnahme.

Carl Chun (* 1. Oktober 1852 in Höchst am Main; † 11. April 1914 in Leipzig) war ein deutscher Zoologe und Tiefseeforscher. Sein Lebenswerk ist die Organisation und Durchführung der ersten deutschen Tiefsee-Expedition mit dem Dampfer "Valdivia" in den Jahren 1898/1899. Chun selbst war Spezialist für Rippenquallen und Tintenfische.

Siehe auch: Geschichte der Astronomie, Kartographie, Geschichte der Schifffahrt

[Bearbeiten] Typen meereskundlicher Forschungsreisen

Die meereskundlichen Expeditionen auf See lassen sich in folgende Bereiche unterteilen:

Generelle meereskundliche Aufnahmen

Sie geben einen ersten allgemeinen Überblick der meereskundlichen Verhältnisse des Gebietes was im Moment der Aufnahme geschieht.

Saisonmäßige meereskundliche Aufnahme

Diese wurden von dem Internationalen Rat für Meeresforschungen im Jahre 1902 festgelegt. Auf die Monate:

Februar (Winter)

Mai (Frühling)

August (Sommer)

November (Herbst)

– charakteristisch für die einzelnen Jahreszeiten des Meeres festgelegt. Die Aufnahmen sollten in der ersten Hälfte des Monats erfolgen. Außerdem wurde ein System gewisser Linien (Schiffskurse) für einzelne Gebiete verschiedener Meere festgelegt, auf denen die Aufnahmen in bestimmtem Stationen in See ausgeführt werden sollten (hydrologische Schnitte).

Synchrone meereskundliche Aufnahmen

Die saisonmäßige Aufnahmen werden von mehreren Forschungsschiffen gleichzeitig (synchron) durchgeführt um in kürzester Zeit ein synoptisches Bild von der Verteilung der ozeangraphischen Elemente zu erhalten.

Meereskundliche Aufnahme nach Wettertypen

Diese Aufnahmen geschehen wenn eine typische Wetterlage herrscht, die einen Einfluss auf die ozeanischen Prozesse in See hat.

Programme der Arbeiten meereskundlicher Expeditionen

Das Programm der Beobachtung ist auf die gestellte Aufgabe ausgerichtet

hydrographische Beobachtungen

Bodenrelief (Tiefenlotung) Anwendung eines Echolot während der ganzen Fahrt um dadurch ein Profil des Meeresbodens zu erhalten.

Hydrologische Beobachtungen

Bodenproben: gestörte und ungestörte zur Feststellung der physikalischen und chemischen Eigenschaft des Bodens (auch akustisch).

Wasser: Durchsichtigkeit und Farbe – hydrophotometrische Messungen, Unterwasserstrahlung, Extinktion.

Seegang: Charakter des Seeganges und Messungen der Wellenelemente. Registrierung der Höhe, Periode unter Registrierung der Schlingerbewegung des Schiffes.

Strömungen: Richtung und Geschwindigkeit in verschiedenen Tiefen

Wassertemperatur: Oberfläche und verschiedene Tiefen

Wasserproben für Bestimmung: Salzgehalt, pH-Wert, Gase, Stickstoff, der freien Kohlensäure und des Schwefelwasserstoffes

Im Winter: Eisverhältnisse nach Art, Menge, Dichte, Formen, Passierbarkeit und Stärke des Eises Feststellung, physikalischer Eigenschaften des Eises

Feststellung der Wasserstandsschwankungen auf offener See durch Hochseepegel

Feststellung der natürlichen Radioaktivität des Meerwassers

Feststellung von Sandwanderungen in Küstenbereich

Siehe auch: Forschungsschiff

[Bearbeiten] Verteilung von Land und Meer

Die Erdoberfläche hat eine Ausdehnung von 510 Mill. km². Sie verteilt sich auf das Meer mit 361 Mill. km² und auf das Land mit 149 Mill. km². Anders ist es mit dem Massen. Hier stellt das Wasser der Meere einen geringen Anteil an der Masse der Erde, das Verhältnis der Erde zu dem Weltmeeren beträgt 4166:1 das entspricht einer Masse der Weltmeere von 0,24% der Erdmasse. Der Eindruck das die vom Wasser bedeckten Flächen auf der Erde vorherrschen, wird dadurch verstärkt, dass Land und Wasser ungleichmäßig verteilt sind. Da die Weltmeere alle untereinander verbunden sind, kann von einem Küstenpunkt der Erde jeder andere Punkt erreicht werden. Dabei müssen oft größere Umwege gefahren werden. Besonders große Umwege waren erforderlich um Afrika und Südamerika zu umfahren. Hier boten die Landengen von Suez und Panama besondere Möglichkeiten die Umwege durch Kanäle zu verkürzen.

1. Formen des Bodenreliefs

Flachsee oder Schelf – der Teil der dem Kontinent umgebenden Stufen des Bodenreliefs von der Grenze der ständigen Versenkung bis zum erkennbaren Abhang in die Tiefe des Ozeans, ungefähr eine Wassertiefe bis zu 200 m Tiefe.

Kontinentalabhang – steiler Teil des Bodenreliefs, als eine Verlängerung der äußersten Kante der Flachsee in Richtung Tiefsee

Flachsee einer Insel – Stufe eines Bodenreliefs einer Insel oder Archipels von der Grenze bis zur deutlichen erkennbaren Bodenneigung bis ungefähr 200 m Tiefe.

2. Formen der Vertiefung des Bodens

Talkessel – lange breite Vertiefung mit flach abfallenden Abhängen

Tiefseegraben – Meeresboden mit größten Tiefen

Becken – Vertiefung mit einigermaßen runden, ovalen oder elliptischen Form

Rinne – Vertiefung die weit in die Flachsee des Kontinents, Insel oder in eine Erhebung des Meeresbodens hineinragt

3. Formen der Erhebungen des Bodens

Barren – eine lange und breite Erhebung, die aus der Tiefe herausragt

Unterwassergebirgskette – lange und schmale Erhebung mit steilen Abhängen

Plateau – flache Erhebung mit einer horizontalen Fläche und steilen Abhängen

Gipfel – Erhebung mit steilen Abhängen

Unterwasserlandenge – lange, schmale Erhebung mit steilen Abhängen, welche Unterwassererhebungen verbindet

Siehe auch: Becken, Plattentektonik, Bodenform, Schelf, Tiefseerinne, Seebecken

[Bearbeiten] Entstehung der Ozeanischen Sedimente

Der Meeresboden besteht in allgemeinen nicht aus Felsgestein, sondern aus abgelagertem Material. Die Grundproben erlauben eine gewisse Orientierung des Schiffsortes, für die Fischerei ist die Beschaffenheit des Bodens von Wichtigkeit (Einsatz: Grundschleppnetz). Die Sedimentablagerungen tragen zum Verständnis der Reliefverhältnisse bei. Die marinen Sedimente werden nach ihrer Entstehung, Zusammensetzung und Verteilung betrachtet.

Die Ozeane und Nebenmeere sind das Sammelbecken eines Großteils des auf dem Festland zerstörten (Verwitterung) Gesteins, der im Weltmeer selbst anfallende und Ablagerungsprodukt. Sie setzen sich aus örtlich wechselnden Anteilen zusammen, die auf sechs verschiedene Ursprünge zurückgeführt werden (terrigen, biogen, polygen, chemogen, vulkanogen und kosmogen (genetische Sedimentgruppen)).

Die terrigenen Sedimente haben ihren Ursprung auf den Festland. Sie stammen aus der mechanischen Verwitterung (Gesteinszerfall) und der chemischen Verwitterung, die auf der lösenden Kraft des Wassers beruht. Als Ergebnis verschiedener Abtragungsvorgänge (ca. 85%) gelangt das Material als Zufuhr der Flüsse in die Weltmeere. Weiteres kommt von den Küsten und Untiefen, die der abtragenden Tätigkeit der Brandung ausgesetzt sind. Den Meeren wird zudem durch Gletscher und Eisberge Moränenmaterial zugeführt. Die Eisberge transportieren mitunter große Steine aus dem polaren Gebiet weit in den Ozean. Durch den Wind kommt Feinstaub, z. B. aus der Sahara , hinzu. Dieser Materialtransport steht in enger Beziehung mit der Meeresströmung, unter ihrem Einfluss wird das Material nach Korngröße sortiert. Große Gesteinsstücke bleiben bereits im Mündungsgebiet, Küstennähe liegen. Die feineren Teile werden weit in den Ozean hinausgetragen, bevor sie sedimentieren. Sie bilden den Hauptbestandteil des Roten Tiefseetones.

Die biogenen Sedimente lassen sich in drei organische Materialien aufteilen, von Festland stammendes, benthogene und planktogene. Die benthogenen setzen sich aus dem Rückstand der am Meeresboden lebenden Fauna (Ichthyofauna) und Flora zusammen. Sie sammeln sich in der Küstennähe als Flachwasserablagerungen. In der Tiefsee ist der organische Anteil vorwiegend der aus tierischen und pflanzlichen Plankton, der sich auch an der Wasseroberfläche finden lässt. Der größte Anteil des abgestorbenen Planktons wird beim Absinken auf den Meeresboden vom Meerwasser gelöst. Nur einige schwer lösliche Kalk- und Kieselsäurehaltigen Restbestände gelangen dort hin, hauptsächlich verschiedene Arten von Globigerinen (gehören zu den Foraminifera (zu den Urtier zählenden Wurzelfüßler)) und die Gehäuse der Pteropoden oder Flügelschnecke. Eine andere wichtige Quelle ist der Nanoplankton, besonders die der Coccolithophoriden. Häufig sind die sedimentbildenden Diatomeen und die der Radiolarien. Die biogenen Sedimente erhalten ihren Namen nach den Tieren oder Pflanzen, die am häufigsten vertreten sind.

Der einzige Vertreter des polygenen Sediments ist der Rote Tiefseeton. Dieser besteht aus annähernd 90% aus anorganischen Stoffen und stammt vom Festland und den Überresten der Globigerinen.

Die chemogenen Sedimente sind mineralische Neubildungen die sich durch Auslösung aus dem Meerwasser und anderen Vorgängen direkt am Meeresgrund entwickeln. Häufig kommt in ihnen das Glaukonit vor, fernen Eisen und Manganoxid, meist in Form von Knollen, Körnchen und Scheiben ferner beachtliche Anteile von Cobalt, Zink, und Titan.

Die vulkanogene Sedimente sie konzentrieren sich auf die Umgebung der Vulkane. Auf dem Meeresgrund findet man Vulkanschlick, Lava vermischt mit terrigenen Sedimenten.

Die kosmogene Sedimente sie stammen meist aus interplanetarer Materie und setzen sich aus eisen- und silikathaltigen kleinen Teilchen zusammen.

Jährliche Sedimentzufuhr in die Ozeane und Nebenmeere

Faktoren	Menge in Mrd. t
Flüsse	18,0
Erosion	0,3
Vulkane	2,0
Biogener Faktor	1,0
Eis	0,4
Konkretionen	0,012
Kosmischer Staub	0,005
Insgesamt	21,717

Für die Bestimmung sehr kleiner Muscheln und Skelette dient die mikropaläontologische Analyse, mit deren Hilfe einzelne Formen ausgezählt werden. Als Ergebnis dieser Arbeit erhält man eine Charakteristik der Mikrofauna des Meeresbodens. Für die Tiefseesedimente ist die Mikropaläontologie eine wichtige Spezialsparte der Ozeanografie geworden in Zusammenhang mit Erdölvorkommen.

Siehe auch: Sedimente, Sedimentgestein, Fluviatiles Sediment

[Bearbeiten] Grenzen der Ozeane und Nebenmeere

Eine eindeutige Abgrenzung nach morphologischen Gesichtspunkten ist nicht möglich und wird bei nautischen Einteilungen auch nicht angestrebt, da man bei Meerengen nicht die kürzeste Verbindung als Grenze wählt, sondern die gesamte Meerenge einem der Ozeane zuordnet. Daraus ergibt sich für die Gliederung der Ozeane und Nebenmeere in folgende Gliederung:

1. Grenzen der ersten Ordnung sind die Grenzen der vier Ozeane zueinander.

1.1 Atlantischer Ozean

1.2 Arktischer Ozean

1.3 Indischer Ozean

1.4 Stiller Ozean

2. Grenzen zweiter Ordnung dienen den Teilgebieten der Ozeane z. B. der Äquator als der nördliche und südliche Teil des Ozeans.

3. Grenzen der dritten Ordnung, als Abgrenzung der Nebenmeere sie sind morphologisch am besten begründet.

4. Grenzen vierter Ordnung, sie sind meist willkürlich und dienen der Abgrenzung von Teilgebieten der Nebenmeere.

Ozeane und Nebenmeere	Fläche (in Mio. km²)	Volumen (in Mio. km³)	mittlere Tiefe (m)	maximale Tiefe (m)
Pazifik	166,241	696,189	4188	11034
Austral-asiatisches Mittelmeer	9,082	11,366	1252	6504
Bering Meer	2,261	3,373	1492	3961
Ochotskisches Meer	1,392	1,354	973	3379
Gelbes- Ostchinesisches Meer	1,202	0,327	272	2681
Japanisches Meer	1,013	1,690	1667	3617
Kalifornischer Golf	0,153	0,111	724	-
Gesamt	181,344	714,410	3940	11034
Atlantik	86,557	323369	3736	9219
Amerikanisches Mittelmeer	4,357	9427	2164	6269
Mittelmeer	2,510	3771	1502	4404
Schwarzes Meer	0,508	0,605	1191	-
Ostsee	0,382	0,038	101	459
Gesamt	94,314	337210	3575	9219
Indischer Ozean	73,427	284340	3872	8047
Rotes Meer	0,453	0,244	538	2359
Persischer Golf	0,238	0,024	84	100
Gesamt	74,118	284608	3840	9215
Arktischer Ozean	9,485	12615	1330	5220
Arktisches Mittelmeer	2,772	1087	392	-
Gesamt	12,257	13702	1117	5220
Insgesamt	362,033	1349930	3795	11034

Siehe auch: Hydromorphologie

[Bearbeiten] Meeresküsten

Als Küste wird im allgemeinen der Bereich bezeichnet, wo Meer und Land aufeinandertreffen. Physischer Charakter nach ist die Küste der Bereich wo sich das Festland (Lithosphäre) mit dem Meer (Hydrosphäre) mit der Atmosphäre begegnen. Die Küste als Berührungsgebiet dieser drei Medien bedingt, das an ihr ein Gestaltungsprozess (Dynamik) und Entwicklungsprozess (Genese) vorkommt, die diesen Medien im Bereich der Geosphäre eigen sind, und sich aus der Wechselwirkung an der Küste besondere Erscheinungsformen ergeben. Von besonderer Bedeutung für die Gestaltung der Küste sind hierbei der geologische Charakter der Erdkruste und der Dynamik des Meeres im Berührungsbereich gegen das Festland (Einfluss von Wetter und Klima). Die ozeanographischen Linien sind:

Die Küstenlinie im Niveau der obersten Sturmflut und Brandungswirkung.

die Uferlinie mit der maximalen Höchstwassergrenze.

die des Mittleren Spring- Niedrigwassers gelegene Wasserlinie in Watt an der Gezeitenküste

An der Gestaltung der Küste und ihre Formen sind folgende Faktoren mit zuständig:

Witterung und Klima, besonders Wind und Frost (Eisbildung)

Seegang, Wasserstand, Gezeiten und Strömung

Gesteinsbeschaffenheit

tektonische Krustenbewegung (Hebung und Senkung)

Pflanzen und Tierwelt (Mangrovenwälder, Muschelbänke und Korallenbauten)

Menschliche in Form von Küstenschutz (z. B. Deiche) und Hafenbauten

Siehe auch: Plattentektonik, Kreislauf der Gesteine, Liste der Gesteine, Liste der Gesteine nach Genese, Geschichte des Wetters und der Wetterbeobachtung, Klima

[Bearbeiten] Inseln des Meeres

Als Inseln werden vom Meer umspülte Teile der Landoberfläche bezeichnet. Dabei werden alle Teile als Insel bezeichnet, die, in ihrer kleinsten Form, bei normalen Hochwasser nicht mehr überspült werden. Je nach ihrer Lage und Zugehörigkeit werden sie zu einem Kontinent oder einem Meeresbecken zugerechnet, wenn sie außerhalb des Schelfbereiches eines Kontinentes sind in der Gruppe der ozeanischen Inseln zusammengefasst, gleichgültig welcher Entstehungsart sie sind. Nach ihren Nachbarschaftsverhältnis unterscheidet man Einzelinsel und Inselgruppen (Archipele). Große Inseln wie Grönland, England und Madagaskar weisen eine typisch kontinentale geographische Struktur auf, meist kleine Inseln unter 100 km² Landoberfläche stehen in ihrer Größe unter Meereseinfluss. Diesen Inseln gilt in der Ozeanographie meist das besondere Interesse.

System der Inselgestaltstypen:

1. Aufgebaute Inseln

1.1 tektonischer Art: Hebungsinseln

an Schollenrändern

Scholleninseln

im Zuge von Faltengebirgen

Inselketten

Inselbögen

Inselgirlanden

1.2 magmatischer Art: Vulkaninseln

1.3 durch Anschwemmung: Anschwemmungsinseln

Sandriffinseln

Sandplatten-Düneninseln

Wattinseln

Schlamminseln

1.4 biogener Art: Koralleninseln

1.5 anthropogener Herkunft: künstliche Inseln

Marscheninseln

Hafeninseln

2. Abgegliederte Inseln

2.1 durch marine Abtragung (Abrasion): Inselklippen

Restinseln

Nehrungsinseln

2.2 durch Meeres-Ingression (Ertränkung eines Landesteils): Ria-Inseln

Canale-Inseln

Schären-Inseln

Boddeninseln

2.3 durch tektonische Verwerfungen: Bruchschollen-Inseln

Siehe auch: Insel, Atoll, Vulkanismus

[Bearbeiten] Klassifikation des Meereises

Seit Jahrhunderten sind Meereskundler und Nautiker bestrebt, die Vielzahl der Arten des Meereises in eine gültige Terminologie und Klassifikation aufzubauen, die auch die regionalen Eigenarten des Eisverhaltens einzelner Meere und Ozeane berücksichtigt. Was in seiner Form noch nicht restlos gelöst ist. Es gibt mehrere Klassifikationen:

Die genetische Klassifikation – nach der Form, der Größe, der Art der Oberfläche und der Farbe des Eises

Die Altersklassifikation – nach dem Alter des Eises sowie den Stadien der Entwicklung und der Zerstörung der einzelnen Arten des Eises

Die Klassifikation nach der Struktur des Eises – nach der Makro- oder Mikrostruktur des Eises

Die physikalische-mechanische Klassifikation – Eigenschaften des Eises, besonders die Festigkeit

Die geochemische Klassifikation – nach den chemischen Bestandteilen des Eises, im Zusammenhang mit seinen verschiedenen Entstehungsbedingungen

Die nautische Klassifikation – Lage und Verteilung des Eises und ihre Passierbarkeit für Schiffe

Die geographische Klassifikation – nach den Besonderheiten der Ozeane und Meere

Die dynamische Klassifikation – nach der Beweglichkeit des Eises, seiner Trift und Bildung des Eises

[Bearbeiten] Arten von Meereis

Aufgelaufener Packeiswall (Grounded hummock) – Aufgelaufenes Eis. Kann einen einzelnen Packeiswall oder eine Linie aufgelaufener Packeiswälle umfassen.

Aufrechtstehendes Eis (Standing floe) – Isoliertes Schwimmeis, in vertikaler oder geneigter Stellung, umgeben von einheitlichem Eis.

Arktisches Packeis (Arctic pack) – Fast salzloses Eis es ist älter als zwei Jahre, mehr als 2,5 m dick und von welliger Oberfläche. Die Packeiswälle, die mehrfach getaut sind, haben geglättete Form.

Brummeis (Growler) – Eisblöcke von kleiner Größe ca. 3 – 5 m, oft von grünlicher Färbung und wenig aus dem Wasser ragend. Durch ihr ein und austauchen aus dem Wasser entsteht ein Geräusch das an ein Brummen erinnert.

Buchteis (Bay-ice) – Geschlossenes Eis, das älter ist als ein Jahr auf dem Schneewälle vorhanden sind die dicke mit Schnee kann bis zu 2 m betragen

Dickes Wintereis (Thick winter-ice) – Jährliches Eis mit einer Dicke von über 30 cm

Eisbänke (Patch) – Zusammengeballtes Treibeis ihre Grenzen bleiben sichtbar mit einer Ausdehnung von unter 10 km

Eisbarre (Ice-bar) – Kette von Eis die durch Wellengang, Strömung und Schlagwellen gestaut wird

Eisberg (Iceberg) – schwimmendes oder aufgelaufenem Eis, von einer Höhe über 5 m Meeresniveau, das von Gletscher, Eisbarriere abgebrochen ist.

Eisblink (Ice-blink) Weißes Aufhellen der niedrigen Wolken über ein ausgedehntes Eisfeld, am Horizont leuchtend.

Eisbrei (Sludge) – Eisflächen von weißer Farbe mit einigen Zentimeter Dicke zusammengesetzt aus Eis und Schneematsch.

Eisfeld (Ice-field) – Schwimmendes Eis von unbestimmter Größe das man nicht die Grenze erkennen kann.

Eisgürtel (Belt) – Langes band von schwimmendem Eis, kann bis über 100 km breite erreichen

Eisinsel (Ice island) – Vom Eisschelf losgelöster Eisblock

Eisnebel (Frost-smoke) – Nebel, der von dem Kontakt zwischen kalter Luft und warmen Meerwasser herrührt

Eisscholle (Ice-cake) – Eis von der Größe unter 10 m

Firneisberg (Glacier berg) – Vom Land abgelöste Eismasse, die sich an der Küste gebildet hat, mit einer Höhe bis 5 m über Meereshöhe oder auf eine Untiefe aufgelaufen.

Floßeis (Rafted ice) – Preßeis das vom Übereinanderliegen von zwei oder mehreren schwimmenden Eismassen herrührt.

Siehe auch: Packeis, Schelfeis, Eisscholle, Eisgang, Pfannkucheneis, Ice-Rise

Weblinks: National Snow and Ice Data Center (englisch)

[Bearbeiten] Kräfte die auf die Wassermassen der Ozeane einwirken

Die Kräfte die auf die ruhenden Wassermassen und ihre Gleichgewichtsbedingungen einwirken sind:

Schwerkraft als die wichtigste und äußere Kraft, die auf jedes Massenteilchen in Meer einwirkt

statischer Druck: als innere Kraft, die durch das Druckfeld in Form von isobaren Flächen dargestellt wird

Dichte des Wassers: als innere Kraft, deren Verteilung an Ort und Stelle (in situ) oder ihres reziproken Wertes (spezifisches Volumen) als Massenfeld bestimmt wird.

Zu den Bewegung erzeugenden und erhaltenden primären Kräfte gehören:

Schubkraft des Windes, die tangential an der Wasseroberfläche ansetzt und gegenüber den primären Kräfte eine bedeutende Wirkung hat, weil sie großräumige Triftströmungen und Stauwirkungen und innere Druckkräfte erzeugen

Anziehungskraft: Sonne - Erde – Mond – diese erzeugen eine periodische Gezeitenwelle, welche sich in Wasserstandsschwankungen als Ebbe und Flut auswirkt und gleichzeitig periodische Gezeitenströmungen erzeugt

Änderung des Luftdrucks: Strömungen an der Oberfläche des Meeres lösen diese aus, wobei die Luftdruckänderung und Intensität sich als unbeständiger Charakter erweisen

Abfluss- oder Ausspiegelungskraft die durch eine Neigung der Meeresoberfläche entsteht, bedingt durch örtlichen Zuwachs an Wassermassen (z. B. Regen)

Zu den vorhandenen Bewegungen beeinflussen noch sekundäre Kräfte

Reibungskraft: diese Bewegung vermindert die Geschwindigkeit und wandelt sie in Wärme um

ablenkende Erdrotation sie Beeinflusst die Bewegungsrichtung der Wassermassen

Zentrifugalkraft sie Beeinflusst nur bei krummlinienförmigen Bewegungen die Wassermassen dabei entsteht

Trägheitskraft die bei der Geschwindigkeit der Wassermassen überwunden werden muss

Siehe auch: Wassermolekül, Herkunft des irdischen Wassers, Geschichte der Wassernutzung, Gezeiten, barometrische Höhenformel

Weblinks: Strömungsmodell

[Bearbeiten] Meeresströmung und ihre Entstehung

Unter Einwirkung von verschiedenen Faktoren, insbesondere durch die Erwärmung der Wassermassen durch die Sonne, verändern sich die physikalischen-chemischen Eigenschaften des Wassers meist nur in Bereich der Oberflächenschicht bis zu einer Tiefe von 600 – 1000 m, der sogenannten Troposphäre des Ozeans. Ferner wirkt der Wind auf die Meeresoberfläche, die Abkühlung und der Einfluss des Reliefs des Meeresbodens auf die Entstehung von Meeresströmungen. Als Ergebnis dieses Prozesse und der Vermischung entstehen die verschieden Meeresströmungen, sie verpflanzen die Wassermassen vom Entstehungsgebiet in andere Gebiete des Ozeans, sie bewirken ihr Absinken in die tiefe oder ihr aufsteigen aus der Tiefe an die Wasseroberfläche.

Die verschiedenen Arten von Strömungen

Strömungen nach zeitlicher Dauer und Beständigkeit

ständig vorhandene Strömungen

periodisch vorkommende Strömungen

zeitweilig auftretende Strömungen

Strömung erzeugende Kräfte nach ihrer Herkunft

Gravitationsströmungen mit der Dichteausgleichsströmung mit Gradientströmung und Barogradientströmungen

Abflussströmungen

Kompensationsströmungen

Friktionsströmungen

Windströmungen

Triftströmungen

Gezeitenströmungen

Trägheitsströmungen

Brandungsströmungen

Strömungen nach ihrer Bewegungsrichtung

geradlinige Strömungen

zyklonale Strömungen

antizyklonale Strömungen

Strömungen der physikalischen-chemischen Eigenschaft der Wassermassen

warme Strömungen

salzige Strömungen

süß oder salzarme Strömungen

kalte Strömungen

Strömungen nach ihrer Schichtung und Lage

Strömungen in Wasserstraßen

Küstenströmungen

Oberflächenströmungen

Bodenströmungen

Tiefenströmungen

zwei – und mehrschichtige Strömungen

Als Faustregel gilt dies für alle Meeresströmungen, sie unterscheiden sich in ihrer zeitlichen Dauer und die sich in ihnen erzeugende Kraft.

Aus diesen beiden Bedingungen kann man in den meisten fällen feststellen, ob die gegeben Strömung warm oder kalt, eine Tiefen oder Oberflächenströmung eine ständige oder periodische ist.

Ständig vorhandene Strömungen bezeichnet man jene die ununterbrochen zu allen Jahreszeiten im Strömungssystem der Ozeane vorhanden sind z. B. im Atlantischen Ozean der Golfstrom, im Pazifischen Ozean der Kuro-shio. Periodisch vorkommende Strömungen werden solche Strömungen bezeichnet die zeitlich lang oder kurz, aber in einer ständigen Wiederkehr auftreten z. B. im Indischen Ozean die langperiodischen Monsunströmungen. Zeitweilig auftretende Strömungen entstehen durch das Einwirken von kurzen, örtlich sehr starken Wind. Gravitationsströmungen entstehen aus der Neigung der Isobarenflächen. Der Horizontalgradient des Druckes in der Dichtausgleichsströmung entsteht durch die ungleichmäßigen und zeitlich unterschiedlichen Veränderungen der Temperatur und des Salzgehalts in den einzelnen Schichten im Wasser dadurch entsteht eine verschiedene Dichteverteilung. Barogradientströmungen werden durch Veränderungen in der Verteilung des Luftdruckes hervorgerufen die unter Hochdruckgebieten ein Sinken des Wasserspiegels und unter Tiefdruckgebieten ein Erhöhung des Wasserspiegels bewirken. Abflussströmungen entstehen durch eine Schräglage des Niveaus z. B. große Abflussmengen aus Flüssen oder Flussmündungen die in ein Seegebiet fließen, ferner große örtliche Regenniederschläge. Kompensationsströmungen entstehen etwas abseits von den anderen und beruhen auf die Tatsache das Wasser eine zusammenhängende, unelastische Flüssigkeit ist, die Mangel an einer Stelle durch Zufluss von anderer Seite auszugleichen strebt. Verursacht Wind eine Abströmung des Wasser aus einem Gebiet setzt sofort eine Zustrom aus einem anderen Seegebiet in das betroffene Seegebiet ein zur Kompensation. Die Wind- und Triftströmungen entstehen aus der Windreibung an der Wasseroberfläche und des Winddruckes auf den Wellenrücken. Dadurch setzen sich die Oberflächenwasserschichten in Bewegung.

Siehe auch: Monsundrift, Corioliskraft, Zentrifugalkraft, Erdrotation, Reibungskraft, Thermohaline Zirkulation, Thermodynamik, Flaschenpost

[Bearbeiten] Bearbeitung der ozeanografischen Messergebnisse

Die Bearbeitung der Messergebnisse kann vielseitig erfolgen. Es entstehen meersgeologische Beschreibungen des Meeresboden mit Signaturen der Bodenbeschaffenheit. Wenn die aus dem betreffenden Meeresgebiet entnommenen Bodenproben in Labor untersucht sind, werden sie als Ergebnis in eine Karte mit den Koordinaten der Entnahme eingetragen. Hier beginnt die für den Meeresgeologen die komplizierte Arbeit der richtigen Deutung der Analysen nach deren Hauptarten und Gemisch (Steine, Kies, Sand, Schlick, Schlamm, Ton usw.). Diese Karten haben eine große Bedeutung für die Schifffahrt. Sie Kennzeichnen gute und schlechte Ankergründe und geben Hilfestellungen für die Fahrt durch das Eis. Sie Kennzeichnen für die Fischerei gute und schlechte Fanggebiete, im Küstenbereich werden für Seebauten gute oder schlechte Baugründe angezeigt. Auch militärisch sind diese Karten von Bedeutung: z. B. für ein U-Boot das sich Verstecken oder Tarnen möchte. Meeresgeologische Schnitte werden dann gefertigt wenn zu den Bodenproben auch Bohrungen vorhanden sind. Sie geben die Möglichkeit, im Schnitt die Schichtung einzelner Meeresbodenarten und deren Mächtigkeit darzustellen. Die meeresgeologischen Karten zeigen meist krasse Übergänge von einer Bodenart zur anderen. Die einzelnen Bodenarten gehen in den Grenzgebieten meistens erst allmählich von der einen zur anderen Bodenart über.

Siehe auch: Schichtung

[Bearbeiten] Fauna und Flora und Ihre Bedeutung für die Ozeanologie

Die Ozeanologie geht nicht so weit in der Betrachtung der Lebewesen, Pflanzenwelt und Bakterien des Ozeans wie der Meeresbiologe oder Mikrobiologe. Für den Ozeanologen sind die Lebewesen des Ozeans vorwiegend indirekte Indikatoren der chemischen, physikalischen, meeresbiologischen und dynamischen Prozesse im Ozean. Die Lebewesen werden in der Hydrobiologie in drei Gruppen unterteilt, in Plankton, Nekton und Benthos.

Zum Plankton gehören alle jene Lebewesen die keine großen Bewegungsorgane besitzen und mehr oder wenigen in allen Wasserschichten vorkommen und dort treiben. Auch einzellige Wasserpflanzen (Phytoplankton), sowie kleine mehrzellige Lebewesen (Infusorien) , ferner das was in die Rubrik des Zooplanktons fällt. Das Nekton bilden größere schwimmende Lebewesen, wie Fische aller Art, die befähig sind, sich selbstständig in größeren Bereichen zu bewegen. Benthos ist der Sammelname für alle Lebewesen und Pflanzen, die über, am oder im Meeresboden leben und wachsen.

Durch Vorfinden von Vertretern der einen oder anderen Gruppe von Lebewesen in einzelnen Gebieten oder Wasserschichten kann man auf regionale Eigenarten dieser Wasserschichten schließen. z. B. auf Temperatur, Salz- und Sauerstoffgehalt weil sie ihren Aufenthalt nach dieser Besonderheit richten. Ändern sich die für ihren Aufenthalt notwendigen natürlichen Verhältnisse, so wandern sie ab, wenn sie sich bewegen können, und gehen in Gebiete wo ihre gewohnten Verhältnisse herrschen. Aus diesen Prozessen kann man, die entsprechenden Lebensbedingungen einzelner Tier, Pflanzen, und Bakterien kennend, ihr Vorhandensein als Indikator des Gewässers, ohne direkte Messungen feststellen.

Siehe auch: Systematik des Pflanzenreichs, Koralle, Systematik der Knorpelfische, Systematik der Knochenfische, Phylogenese, Destruent, Meiofauna

[Bearbeiten] Berufsausbildung Ozeanograf

Ozeanografen arbeiten zumeist in der Forschung oder auch meerestechnischen Firmen. Die Ausbildung unterscheidet sich je nach Fachrichtung. Zumeist jedoch gilt für die oben genannten Fachbereiche, dass das eigentliche Studium zum Ozeanografen in Deutschland nur in Kiel und Hamburg möglich ist, als Nebenfach jedoch auch in Bremen, Rostock und Oldenburg.

Für den physikalischen Ozeanografen unterscheidet sich das Studium bis zum Vordiplom nicht von dem eines reinen Physikstudiums. Erst anschließend werden Schwerpunkte in ozeanografischen Bereichen belegt.

Für den chemischen Ozeanografen gilt, dass normalerweise ein Vordiplom oder auch Diplom in Chemie erworben wird und erst im Rahmen einer Promotion findet die Spezialisierung zum chemischen Ozeanografen statt. Auch sind Quereinstieg über die Geologie oder Biologie möglich mit einer anschließenden Promotion in Meereschemie. Ferner ist der Einstieg über ein Staatsexamen an der Fachhochschule, als chemisch-technischer Assistent denkbar, denn anschließend ist ein Studium in der Chemie möglich.

In ähnlicher Weise erfolgt der Einstieg in die anderen Fachbereiche.

[Bearbeiten] Bibliotheken

Arbeitsgemeinschaft Meereskundlicher Bibliotheken

[Bearbeiten] Siehe auch

• Liste internationaler ozeanografischer Forschungsinstitute
• Joint Oceanographic Institutions
• International Council for the Exploration of the Sea
• Tsunami
• Schallwellen (Ozean)
• Felix Anton Dohrn
• Walther Herwig

[Bearbeiten] Weblinks

• Literatur über Ozeanografie in Bibliothekskatalogen: DNB, GBV
• Deutsche Gesellschaft für Meeresforschung
• Konsortium Deutsche Meeresforschung: Portal der Meeresforschung in Deutschland
• Leibniz-Institut für Meereswissenschaften in Kiel
• Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde
• Institut für Meereskunde, Universität Hamburg
• Alfred Wegener Institut für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven
• Downloadseite der Uni Bremen, PDFs wesentlicher internationaler Arbeiten
• Meereskundemuseum in Stralsund
• Erdbeben-Forschung: Am Puls der Tiefsee
• Oceanographic Institution Image Library