Óceánok

Haladó

A légkör és a tenger közti gázcsere

A gázok mind a légkörbõl az óceánba mind az óceánból a légkörbe is mozognak. A gázkicserélõdést befolyásoló legfontosabb tényezõk a gáz koncentrációkülönbsége a levegõ és a víz között és a szélsebesség. Jelenleg nem ismerjük mindegyik tényezõt, ami a gázok tengerfelszínen keresztül való mozgását szabályozza. Ha majd egyszer többet tudunk, akkor majd képesek leszünk jobban meghatározni, hogy milyen fontos a levegõ és a tenger közti gázcsere az éghajlatunkra és pontosabban megállapíthatjuk a belélegzett levegõ minõségét.

A széndioxid (CO₂) hatása éghajlatunkra attól függ, hogy mennyi széndioxid van a légkörben. A fosszilis üzemanyagok elégetésébõl keletkezõ széndioxid körülbelül harmada kerül a tengerfelszínen keresztül az óceánokba. A széndioxid légkörbõl való eltávolítása révén ez a folyamat nagymértékben csökkenti a globális felmelegedés hatását. A legtöbb óceán fölött van az ember által kibocsátott széndioxid mozgása a légkörbõl a tengerbe irányul. Általában miért ez a mozgás iránya? A tengervízben mind fizikai, mind biológiai folyamatok lejátszódnak, amelyek megengedik a széndioxid hatékony felvételét. Nézzük meg az Alap rész, Víz az óceánokban címû fejezetében, a Széndioxid címû oldalon a részletesebb áttekintéshez.

Nagyon röviden, ha a széndioxid belép a tengervízbe, akkor kölcsönhatásba lép a karbonát ionokkal (CO₃^2-), amelyek a hidrogén-karbonátból (HCO₃^-) származnak. Ez a reakció a jobb nyíl irányába megy végbe, és megengedi, hogy még több széndioxid lépjen be a légkörbõl.

E fizikai megkötés mellett a széndioxid biológiailag is felvehetõ, mégpedig fotoszintézissel a fitoplankton növekedés alatt, és ebben az esetben növényi anyaggá alakul át.

A gázok légkörbõl a tengerbe való mozgása mellett, van gázmozgás az óceánokból a légkörbe is. Az éghajlat szempontjából fontos gázok, mint a dimetil-szulfid (DMS) és a metil-jodid (CH₃I) képzõdnek az óceánokban, de ezek csak akkor befolyásolják az éghajlatot, ha kikerülnek a légkörbe. Mivel a levegõben lévõ koncentrációjuk majdnem mindig alacsonyabb, mint a tengervízben, ezek a vízbõl a légkörbe kerülnek.

Tudjuk, hogy a gázkicserélõdés erõsen függ a szélsebességtõl. Általában minél erõsebb a szél, annál nagyobb a gázkicserélõdés. Az egyik ok, amiért az erõs szelek növelik a gázcserét az az, hogy ezek a szelek nagy hullámokat hoznak létre, a tenger felszínét érdessé teszik és az alatta lévõ vizeket összekeverik. 

Ahogy a hullámok megtörnek, milliónyi buborékot visznek a felszíni vizekbe. Ezek a buborékok a levegõbõl gázokat visznek a vízbe. Ahogyan a gázok a levegõbõl a tengerbe jutnak, a buborékok összekeverednek a vízzel. Ez az extra keveredés segít a gázoknak kiszabadulni a vízbõl és belépni a levegõbe.

Amikor a buborékok felemelkednek a vízben és elérik a felszínt, szétpukkadnak és vízsugár lép be a levegõbe. Ahogyan ez a sugár emelkedik, úgy milliónyi cseppre bomlik szét. A víz elpárolog, és tengeri sóból álló aeroszol részecskék maradnak hátra. Több milliárd tonna só lép be a légkörbe ezen a módon. Sok közvetlenül visszahullik a tengerbe, de jelentõs mennyiségû só szállítódik a szárazföldre. A tengeri só aeroszol részecskék nagyon fontosak a légkörben. Nemcsak a napfényt szórják vissza az ûrbe, és így közvetlen hûlést okoznak bolygónkon, hanem nagyon hatékony felhõképzõ nukleidek, amik elindítják a felhõképzõdést. Ilyen módon a Föld közvetett hûlését okozzák. Ezt azonban részben ellensúlyozhatja a felhõk üvegházhatása.

2. Rajz egy buborék emelkedésérõl a tengerfelszínre, majd szétpukkad, ami révén tengeri só aeroszolokat juttat a légkörbe. szerzõ: Lucinda Spokes.

Nem a szélsebesség az egyedüli tényezõ, ami befolyásolja a gázcserét. Tudjuk, hogy a víz hõmérséklete is fontos. A csapadék is növelheti az óceánokból való gázkibocsátást és a tengeri jég jelenléte is megváltoztatja a gázkicserélõdés sebességét.

Mivel a gázkicserélõdés nagyon változó környezeti tényezõktõl függ, nem nagyon pontosan tudjuk még megmondani, hogy mi szabályozza a tengerfelszínen keresztüli gázcserét. Az információ egyik része igencsak hiányos, nevezetesen az, mi van akkor, amikor igazán szeles az idõ. Ez azért nagyon nehéz, mert nem biztonságos méréseket végezni, amikor a hajó, amirõl a mintát veszed, össze-vissza himbálódzik és minden tárgy mindenfele gurul!

Az oldalról:

szerzõ: Lucinda Spokes - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K.
1. tudományos lektor: Prof. Peter Liss - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K.
2. tudományos lektor: Dr. Phil Nightingale - Plymouth Marine Laboratory, Plymouth - U.K.
pedagógiai lektor:
utolsó módosítás: 2003-10-29