Για να απαντηθεί το πιο πάνω ερώτημα θα πρέπει πρώτα να μιλήσουμε για τη θαλάσσια τροφική αλυσίδα.
Η θαλάσσια τροφική αλυσίδα
Η θαλάσσια τροφική αλυσίδα είναι ένα πολύπλοκο σύστημα που συντηρεί τη ζωή στο θαλάσσιο περιβάλλον. Ξεκινά με μικροσκοπικούς οργανισμούς, όπως το φυτοπλαγκτόν και τα φύκια, οι οποίοι χρησιμοποιούν το φως του ήλιου για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε ενέργεια.
Οι μικροοργανισμοί αυτοί καταναλώνονται στη συνέχεια από μεγαλύτερους οργανισμούς, όπως το ζωοπλαγκτόν και τα μικρά ψάρια. Στη συνέχεια, μεγαλύτεροι και ισχυρότεροι οργανισμοί τρώνε τους μικρότερους (κυριολεκτικά: το μεγάλο ψάρι τρώει το μικρό). Στην κορυφή της τροφικής αλυσίδας βρίσκονται τα αρπακτικά, όπως οι όρκες και οι μεγάλοι λευκοί καρχαρίες. Στη συνέχεια, η τροφική αλυσίδα επεκτείνεται και στην ξηρά από τα πουλιά και τα ζώα που τρέφονται από αυτή και φυσικά από τον άνθρωπο. Είναι ουσιαστικά απαραίτητη για την υγεία του ωκεάνιου περιβάλλοντος. Παρέχει τροφή για μια μεγάλη ποικιλία οργανισμών και βοηθά επίσης στη ρύθμιση των επιπέδων των θρεπτικών συστατικών στο νερό χωρίς την οποία οι πληθυσμοί των ειδών θα είχαν σημαντικά προβλήματα επιβίωσης.
Πολλά όμως από τα απαραίτητα αυτά «συστατικά» για την ύπαρξη και τη διαφύλαξη της ζωής στους ωκεανούς, καθιζάνουν στον βυθό λόγω της βαρύτητας και στην ουσία «χάνονται» για τους περισσότερους οργανισμούς που δεν μπορούν να την φθάσουν σε μεγάλα βάθη.
Στρωμάτωση του θαλάσσιου ύδατος
Σε αντίθεση με την ατμόσφαιρα όμως, οι ωκεανοί έχουν την τάση να ακινητοποιούνται και να υφίστανται στρωμάτωση, κάτι που δυσκολεύει την μεταφορά των θρεπτικών συστατικών της ωκεάνιας αλυσίδας από τα χαμηλότερα στρώματα του θαλασσίου ύδατος προς τα υψηλότερα. Αυτό συμβαίνει επειδή η πυκνότητα του νερού εξαρτάται από την θερμοκρασία του, κάτι που σημαίνει ότι όσο πιο ψυχρό είναι το θαλάσσιο νερό, τόσο πιο εύκολα κινείται προς τα κάτω. Αυτό συμβαίνει μέχρι τους 4 βαθμούς κελσίου όπου συμβαίνει κάτι το παράδοξο: εάν κατέβουμε χαμηλότερα η πυκνότητά του αυξάνει ενώ στους 0 βαθμούς και κάτω έχουμε παγοποίηση και περαιτέρω μείωση του όγκου (οι τιμές είναι ενδεικτικές αφού το θαλάσσιο ύδωρ έχει μέσα προσμίξεις (άλατα) τα οποία μεταβάλλουν την θερμοκρασία παγοποίησης).
Η στρωμάτωση που περιγράφηκε παρουσιάζεται στο Σχήμα 1 (από την ιστοσελίδα PhysicsStuff). Η «περίεργη» αυτή συμπεριφορά του νερού έχει ως αποτέλεσμα τη συσσώρευση ψυχρού νερού θερμοκρασίας 4 βαθμών κελσίου στο βυθό των ωκεανών το οποίο έχει και τη μεγαλύτερη πυκνότητα (σε βάθη συνήθως κάτω από τα 1000 μέτρα) και όσο ανεβαίνουμε προς την επιφάνεια, η θερμοκρασία αυξάνει σταδιακά μέχρι κοντά στην επιφάνεια όπου και η αύξηση της θερμοκρασίας γίνεται πολύ απότομα αφού εκεί μαζεύονται οι ποσότητες με μεγαλύτερες θερμοκρασίες λόγω της θέρμανσης από τον ήλιο. Αυτή η περιοχή του ωκεανού που εκτείνεται από τα 200 μέχρι τα 1000 μέτρα ονομάζεται θερμοκλινές ενώ τα στρώματα που επηρεάζονται άμεσα από τον Ήλιο ονομάζονται επιφανειακά και εκτείνονται από τα 5 μέχρι και τα 200 μέτρα αναλόγως της εποχής και των γεωγραφικών χαρακτηριστικών της περιοχής.
Βεβαίως όλα τα πιο πάνω είναι μάλλον απλούστευση της πραγματικότητας. Εάν θέλουμε να είμαστε πιο ακριβείς, σε μεγάλα βάθη και λόγω της αλατότητας του νερού και της τεράστιας πίεσης, το σημείο της μέγιστης πυκνότητας είναι ακόμα χαμηλότερο (για μία πλέον λεπτομερη εξήγηση, μπορείτε να πάτε στην Εγκυκλοπαίδεια Britannica εδώ: https://www.britannica.com/science/seawater/Temperature-distribution).
Η στρωμάτωση της ωκεάνιας μάζας κάνει αδύνατη τη μεταφορά θρεπτικών συστατικών από το βυθό όπου φθάνουν λόγω της βαρύτητας προς τα ανώτερα στρώματα και στην ουσία χάνεται εντελώς για τους οργανισμούς που ζουν στα πιο ξέβαθα νερά. Αλλά όπως γνωρίζουμε, ζωή στη θάλασσα υπάρχει από την επιφάνεια μέχρι τα βαθύτερα νερά οπότε πρέπει να υπάρχουν κάποιοι φυσικοί μηχανισμοί που υποβοηθούν την μεταφορά των θρεπτικών χαρακτηριστικών σε όλα τα βάθη.
Σχήμα 1. Η στρωμάτωση του νερού αναλόγως της θερμοκρασίας του. Από την ιστοσελίδα Physicstuff: http://physicstuff.com/anomalous-expansion-of-water/
Μηχανισμοί μεταφοράς θρεπτικών συστατικών στο θαλάσσιο περιβάλλον: Το ανακάτεμα της θάλασσας..
Οι κύριοι φυσικοί μηχανισμοί που προκαλούν αλλαγή στη στρωμάτωσης των ωκεανών είναι οι ακόλουθοι:
Ανάμειξη λόγω αιολικής επίδρασης: Η αιολική ανάμειξη είναι ο πιο σημαντικός μηχανισμός ανάμειξης στον ωκεανό, επειδή συμβαίνει σε μεγάλες περιοχές και μπορεί να αναμείξει το νερό σε μεγάλα βάθη. Η ποσότητα της ανάμειξης που συμβαίνει καθορίζεται από την ένταση του ανέμου, την τραχύτητα της επιφάνειας και την πυκνότητα του νερού.
Παλιρροϊκή ανάμειξη: Η παλιρροϊκή ανάμιξη είναι σημαντική σε ρηχές περιοχές, όπως οι εκβολές ποταμών. Οι παλίρροιες προκαλούν το νερό να κινείται μπρος-πίσω, γεγονός που δημιουργεί αναταράξεις που αναμιγνύουν τη στήλη νερού. Η ποσότητα της ανάμειξης που συμβαίνει καθορίζεται από την αντοχή των παλίρροιων και το βάθος του νερού.
Μεταφορά: Η μεταφορά είναι μια φυσική διαδικασία που συμβαίνει στα υγρά όταν υπάρχει διαφορά στη θερμοκρασία και την αλατότητα. Το ζεστό νερό είναι λιγότερο πυκνό από το κρύο νερό, οπότε αυξάνεται. Αυτό δημιουργεί ένα σύστημσ κυκλοφορίας στο οποίο το λιγότερο πυκνόν νερό (ζεστό και μικρότερης αλατότητας) ανεβαίνει στην επιφάνεια και το πυκνότερο νερό (κρύο ή πολύ αλμυρό) βυθίζεται. Η μεταφορά είναι ένας σημαντικός μηχανισμός ανάμειξης στον βαθύ ωκεανό.
Στρόβιλοι ή κύματα eddies: Παρόμοια με τα συστήματα της ατμόσφαιρας, σε όλα τα βάθη των ωκεανών παρατηρούνται μεγάλες, περιστρεφόμενες δίνες που ονομάζονται eddies. Τα eddies μπορούν να αναμείξουν το νερό σε μεγάλες αποστάσεις. Η κυκλοφορία αυτή είναι συχνότερη στα μέσα γεωγραφικά πλάτη του ωκεανού αλλά όπως είναι κατανοητό, συμβαίνει σε μεγάλη κλίμακα και με πολύ αργό ρυθμό.
Τι συμβαίνει στην Ανατολική Μεσόγειο
Η ανατολική Μεσόγειος είναι ιδιαίτερη όσον αφορά τα μορφολογικά της χαρακτηριστικά αφού πρόκειται για μία θαλάσσια έκταση περιορισμένη στην οποία ο μόνος μηχανισμός μεταφοράς θρεπτικών ουσιών που αναπτύσσεται ελεύθερα είναι ο μηχανισμός της αιολικής επίδρασης και ειδικότερα ο μηχανισμός της άντλησης (upwelling).
Μηχανισμός Άντλησης (upwelling)
Η άντληση δημιουργείται κυρίως από ένα συνδυασμό των κινήσεων του ανέμου και της περιστροφής της Γης. Υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι άντλησης:
- Άντληση των ακτών: Αυτός είναι ο πιο κοινός τύπος και συμβαίνει κατά μήκος των ακτών όπου επικρατούν άνεμοι που πνέουν μακρυά από την ακτή. Καθώς ο άνεμος φυσάει από την ακτή προς τη θάλασσα, σπρώχνει τα επιφανειακά ύδατα, δημιουργώντας ένα έλλειμμα υδάτων τοπικά και μία συσσώρευση προς τη φορά του άνεμου. Αυτή η διαφορά πίεσης που δημιουργείται σε ισοβαθή νερά, δημιουργεί δυνάμεις που τείνουν να μεταφέρουν ψυχρό νερό και πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά από τα βαθύτερα στρώματα. Όλα τα πιο πάνω φαίνονται στο σχήμα 2.
Σχήμα 2. Σχηματική επεξήγηση του φαινομένουν άντλησης (από την σελίδα της Εθνικής υδρομετεωρολογικής υπηρεσίας αμερικής ΝΟΑΑ.
https://oceanservice.noaa.gov/facts/upwelling.html )
Στην Κύπρο μπορούμε να το δούμε σχεδόν ολόχρονα στις ανατολικές ακτές του νησιού.
- Άντληση της Ισημερινής ζώνης: Αυτός ο τύπος άντλησης συμβαίνει κοντά στον ισημερινό και οδηγείται από τους αληγείς ανέμους (trade winds), οι οποίοι αποτελούν ένα μόνιμο χαρακτηριστικό της Ισημερινής ζώνης και φυσούν σταθερά από την ανατολή προς τη δύση. Αυτοί οι άνεμοι ωθούν τα επιφανειακά ύδατα προς τον δυτικό Ειρηνικό και τον Ανατολικό Ατλαντικό, προκαλώντας απόκλιση των επιφανειακών υδάτων. Αυτή η απόκλιση επιτρέπει στα πλούσια σε θρεπτικά συστατικά ύδατα από τα βαθύτερα στρώματα να κινούνται προς τα πάνω, υποστηρίζοντας την πλούσια θαλάσσια ζωή σε αυτές τις περιοχές.
- Άντληση που σχετίζεται με τα ωκεάνια ρεύματα: Τα ωκεάνια ρεύματα μπορούν επίσης να διαδραματίσουν ρόλο στην άντληση υδάτων. Όταν ένα ωκεάνιο ρεύμα ρέει παράλληλα με μια ακτογραμμή, μπορεί να σύρει επιφανειακά ύδατα μακριά από την ακτή, επιτρέποντας στο νερό από τα βαθύτερα στρώματα να ανέβει και να το αντικαταστήσει.
Μερικά από τα οφέλη του μηχανισμού άντλησης είναι τα ακόλουθα:
- Αναπληρώνει θρεπτικά συστατικά στην επιφάνεια του ωκεανού, η οποία είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη του φυτοπλαγκτόν και άλλων θαλάσσιων φυτών.
- Βοηθά στη ρύθμιση του κλίματος της Γης, μεταφέροντας κρύο νερό από τον βαθύ ωκεανό στην επιφάνεια.
- Υποστηρίζει ένα υψηλό επίπεδο βιολογικής παραγωγικότητας, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε άφθονη θαλάσσια ζωή.
- Μπορεί να συμβάλει στη βελτίωση της ποιότητας των παράκτιων υδάτων, αφαιρώντας τους ρύπους από την επιφάνεια κοντά στις ακτές και την βύθισή τους στα ανοικτά.
Αντίθετα όμως, μπορούν να δημιουργηθούν προβλήματα:
- Μπορεί να είναι δύσκολο να προβλεφθεί σε μεγάλη κλίμακα, γεγονός που ενδέχεται να δυσχεράνει τη διαχείριση της αλιείας.
- Μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό επιβλαβών ανθών φυκών, οι οποίες μπορεί να είναι τοξικές για τη θαλάσσια ζωή και τον άνθρωπο.
- Μπορεί να επαναφέρει στην επιφάνεια ρυπογόνες ουσίες που για κάποιο λόγο βρέθηκαν στο βυθό.
Τελικά υπάρχει σχέση θερμοκρασίας νερού και της καλής ψαριάς;
Ο μηχανισμός της άντλησης είναι ένα φυσικό φαινόμενο που συμβαίνει σε όλα τα μήκη και τα πλάτη του πλανήτη μας. Είναι πολύ σημαντικός μηχανισμός για την βιοποικιλότητα αφού οι περιοχές που παρατηρείται η άντληση υδάτων, είναι περιοχές με πιο κρύο (σχετικά) νερό, συνήθως θολό και αυξημένη βιοποικιλότητα τόσο σε είδη όσο και σε ποσότητες ενώ σε περιοχές που συμβαίνει το αντίθετο φαινόμενο της καταβύθισης του θαλάσσιου νερού παρατηρείται συσσώρευση θερμών υδάτων και μειωμένη τροφή για τους θαλάσσιους οργανισμούς και κατ’ επέκταση μειωμένη θαλάσσια ζωή. Εάν κάποιος παρατηρεί το πεδίο των ανέμων σε μία παράκτια περιοχή θα μπορέσει εύκολα να αντιληφθεί κατα πόσο σε αυτήν μπορεί να εμφανίζεται ο μηχανισμός αυτός. Αξίζει να σημειωθεί ότι παρόλο που οι παράκτιες ζώνες καλύπτουν το 1% περίπου της θαλάσσιας επιφάνειας, η αλιεία των παράκτιων περιοχών προσφέρει περίπου το 50% της ποσότητας των αλιευμάτων, κάτι που κάνει τον μηχανισμό της παράκτιας άντλησης ακόμα περισσότερο σημαντικό για τον άνθρωπο.
Πηγές πληροφόρησης:
Ocean upwelling: https://youtu.be/60_y6-CiUMA
Ocean upwelling demo: https://youtu.be/60_y6-CiUMA
