Ozean
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| Die Ozeane der Erde |
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Der Ozean (auch das Meer oder der Weltozean) ist der Salzwasserkörper, der etwa 70,8 % der Erdoberfläche bedeckt und 97 % des Wassers der Erde enthält. Ein Ozean kann sich auch auf jeden der großen Wasserkörper beziehen, in die der Weltozean üblicherweise unterteilt wird. Fünf verschiedene Bereiche des Ozeans werden mit eigenen Namen bezeichnet: Pazifik (der größte), Atlantik, Indischer Ozean, Südpolarmeer (Antarktis) und Arktis (der kleinste). Das Meerwasser bedeckt etwa 361.000.000 km2 (139.000.000 sq mi) des Planeten. Der Ozean ist der Hauptbestandteil der Hydrosphäre der Erde und daher für das Leben auf der Erde unerlässlich. Als riesiges Wärmereservoir beeinflusst der Ozean das Klima und die Wettermuster, den Kohlenstoffkreislauf und den Wasserkreislauf. ⓘ
Ozeanographen unterteilen den Ozean auf der Grundlage der physikalischen und biologischen Bedingungen in verschiedene vertikale und horizontale Zonen. Die pelagische Zone besteht aus der Wassersäule von der Oberfläche bis zum Meeresboden im gesamten offenen Ozean. Die Wassersäule wird je nach Tiefe und Lichtintensität in weitere Zonen eingeteilt. Die photische Zone umfasst das Wasser von der Oberfläche bis zu einer Tiefe von 1 % des Oberflächenlichts (etwa 200 m im offenen Ozean), wo Photosynthese stattfinden kann. Damit ist die photische Zone die Zone mit der größten biologischen Vielfalt. Die Photosynthese von Pflanzen und mikroskopisch kleinen Algen (frei schwimmendes Phytoplankton) erzeugt organische Stoffe unter Verwendung von Licht, Wasser, Kohlendioxid und Nährstoffen. Die Photosynthese der Ozeane erzeugt 50 % des Sauerstoffs in der Erdatmosphäre. Diese obere, von der Sonne beschienene Zone ist der Ursprung des Nahrungsangebots, das den größten Teil des Ökosystems Ozean aufrechterhält. Das Licht dringt nur bis zu einer Tiefe von einigen hundert Metern ein; der restliche Ozean darunter ist kalt und dunkel. Der Kontinentalschelf, wo sich der Ozean dem Festland nähert, ist flacher, mit einer Tiefe von einigen hundert Metern oder weniger. Der Einfluss des Menschen auf den Kontinentalschelf ist größer. ⓘ
Die Meerestemperaturen hängen von der Sonneneinstrahlung ab, die auf die Meeresoberfläche trifft. In den Tropen können die Oberflächentemperaturen auf über 30 °C (86 °F) ansteigen. In der Nähe der Pole, wo sich Meereis bildet, liegt die Gleichgewichtstemperatur bei etwa -2 °C (28 °F). Die Temperatur des Tiefseewassers liegt in allen Teilen des Ozeans zwischen -2 °C und 5 °C. Das Wasser zirkuliert ständig in den Ozeanen und erzeugt Meeresströmungen. Diese gerichteten Bewegungen des Meerwassers werden durch Kräfte erzeugt, die auf das Wasser einwirken, darunter Temperaturunterschiede, atmosphärische Zirkulation (Wind), der Coriolis-Effekt und Unterschiede im Salzgehalt. Gezeitenströmungen entstehen durch die Gezeiten, während Oberflächenströmungen durch Wind und Wellen verursacht werden. Zu den wichtigsten Meeresströmungen gehören der Golfstrom, der Kuroshio-Strom, der Agulhasstrom und der Antarktische Zirkumpolarstrom. Zusammengenommen bewegen die Strömungen enorme Mengen an Wasser und Wärme um den Globus. Diese Zirkulation hat erhebliche Auswirkungen auf das globale Klima und die Aufnahme und Umverteilung von Schadstoffen wie Kohlendioxid, indem sie diese Verunreinigungen von der Oberfläche in die Tiefsee transportiert. ⓘ
Das Ozeanwasser enthält große Mengen an gelösten Gasen, darunter Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickstoff. Dieser Gasaustausch findet an der Meeresoberfläche statt, und die Löslichkeit hängt von der Temperatur und dem Salzgehalt des Wassers ab. Die zunehmende Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe führt zu höheren Konzentrationen im Meerwasser und damit zur Versauerung der Ozeane. Der Ozean erbringt für die Gesellschaft wichtige Umweltleistungen, einschließlich der Klimaregulierung. Außerdem bietet er Handels- und Transportmöglichkeiten sowie Zugang zu Nahrungsmitteln und anderen Ressourcen. Es ist bekannt, dass der Ozean der Lebensraum von über 230.000 Arten ist, aber es könnten noch weit mehr sein - vielleicht über zwei Millionen Arten. Der Ozean ist jedoch zahlreichen Umweltbedrohungen ausgesetzt, darunter Meeresverschmutzung, Überfischung, Versauerung der Meere und andere Auswirkungen des Klimawandels. Der Kontinentalschelf und die Küstengewässer, die am stärksten von menschlichen Aktivitäten beeinflusst werden, sind besonders gefährdet. ⓘ
Verallgemeinert werden auch große Wassermengen auf anderen Himmelskörpern „Ozeane“ genannt. ⓘ
Terminologie
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Ozean und Meer
Die Begriffe "der Ozean" oder "das Meer" werden ohne nähere Angaben verwendet und beziehen sich auf den zusammenhängenden Salzwasserkörper, der den größten Teil der Erdoberfläche bedeckt. Er umfasst den Atlantik, den Pazifik, den Indischen Ozean, den Südlichen Ozean und den Arktischen Ozean. Als allgemeiner Begriff sind "der Ozean" und "das Meer" oft austauschbar, obwohl sich Sprecher des britischen Englisch in allen Fällen auf "the sea" beziehen, selbst wenn es sich bei dem Wasserkörper um einen der Ozeane handelt. ⓘ
Streng genommen ist ein "Meer" ein Wasserkörper (im Allgemeinen ein Teil des Weltozeans), der teilweise oder vollständig von Land umgeben ist. Das Wort "Meer" kann auch für viele spezifische, viel kleinere Meeresgewässer verwendet werden, wie die Nordsee oder das Rote Meer. Es gibt keine scharfe Unterscheidung zwischen Meeren und Ozeanen, obwohl Meere im Allgemeinen kleiner sind und oft teilweise (als Randmeere) oder vollständig (als Binnenmeere) von Land umgeben sind. ⓘ
Weltozean
Der heutige Begriff des Weltozeans wurde Anfang des 20. Jahrhunderts von dem russischen Ozeanographen Yuly Shokalsky geprägt, um den kontinuierlichen Ozean zu bezeichnen, der den größten Teil der Erde bedeckt und umrundet. Der globale, zusammenhängende Salzwasserkörper wird manchmal auch als Weltozean oder globaler Ozean bezeichnet. Das Konzept eines kontinuierlichen Wasserkörpers mit relativ freiem Austausch zwischen seinen Teilen ist für die Ozeanografie von grundlegender Bedeutung. ⓘ
Etymologie
Das Wort Ozean stammt von der antiken Figur Oceanus (/oʊˈsiːənəs/; griechisch: Ὠκεανός Ōkeanós, ausgesprochen [ɔːkeanós]), dem Ältesten der Titanen in der klassischen griechischen Mythologie. Die alten Griechen und Römer glaubten, dass Oceanus die göttliche Verkörperung eines riesigen Flusses sei, der die Welt umspült. ⓘ
Das Konzept des Ōkeanós hat eine indoeuropäische Verbindung. Der griechische Ōkeanós wurde mit dem vedischen Beinamen ā-śáyāna- verglichen, der dem Drachen Vṛtra- zugeschrieben wird, der die Kühe/Flüsse gefangen hat. Im Zusammenhang mit dieser Vorstellung wird der Okeanos auf einigen frühen griechischen Vasen mit einem Drachenschwanz dargestellt. ⓘ
Geografie
Ozeanische Unterteilungen
Die großen ozeanischen Unterteilungen - im Folgenden in absteigender Reihenfolge nach Fläche und Volumen aufgeführt - wurden nach den nächstgelegenen Kontinenten, verschiedenen Inselgruppen und anderen Kriterien benannt. Die Ozeane sind von Küstenlinien gesäumt, die sich über eine Gesamtlänge von 360.000 Kilometern erstrecken. Sie sind außerdem mit kleineren, angrenzenden Gewässern wie Meerengen, Golfen, Buchten und Meerengen verbunden. Das Meerwasser bedeckt eine Fläche von ca. 361.000.000 km2 (139.000.000 sq mi) und wird üblicherweise in fünf Hauptozeane unterteilt, wie unten dargestellt:
| # | Ozean | Lage | Fläche (km2) |
Volumen (km3) |
Durchschnittliche Tiefe (m) |
Küstenlinie (km) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Pazifischer Ozean | Zwischen Asien und Australasien und Amerika | 168,723,000 (46.6%) |
669,880,000 (50.1%) |
3,970 | 135,663 (35.9%) |
| 2 | Atlantischer Ozean | Zwischen Nord- und Südamerika, Europa und Afrika | 85,133,000 (23.5%) |
310,410,900 (23.3%) |
3,646 | 111,866 (29.6%) |
| 3 | Indischer Ozean | Zwischen dem südlichen Asien, Afrika und Australien | 70,560,000 (19.5%) |
264,000,000 (19.8%) |
3,741 | 66,526 (17.6%) |
| 4 | Südlicher Ozean | Zwischen der Antarktis und dem Pazifischen, Atlantischen und Indischen Ozean Wird manchmal als eine Erweiterung dieser drei Ozeane betrachtet. |
21,960,000 (6.1%) |
71,800,000 (5.4%) |
3,270 | 17,968 (4.8%) |
| 5 | Arktischer Ozean | Zwischen dem nördlichen Nordamerika und Eurasien in der Arktis Wird manchmal als Randmeer des Atlantiks betrachtet. |
15,558,000 (4.3%) |
18,750,000 (1.4%) |
1,205 | 45,389 (12.0%) |
| Insgesamt | 361,900,000 (100%) |
1.335×109 (100%) |
3,688 | 377,412 (100%) | ||
Quellen: Encyclopedia of Earth, International Hydrographic Organization, Regional Oceanography: an Introduction (Tomczak, 2005), Encyclopædia Britannica und die International Telecommunication Union. ⓘ
Ozeanrücken und Ozeanbecken
Jedes Ozeanbecken hat einen mittelozeanischen Rücken, der eine lange Gebirgskette unter dem Ozean bildet. Zusammen bilden sie das globale mittelozeanische Rückensystem, das die längste Gebirgskette der Welt aufweist. Die längste zusammenhängende Gebirgskette beträgt 65 000 km (40 000 Meilen). Dieses Unterwassergebirge ist um ein Vielfaches länger als das längste kontinentale Gebirge - die Anden. ⓘ
Ozeanographen geben an, dass weniger als 20 % der Ozeane kartiert sind. ⓘ
Entstehung
Der Ursprung der Ozeane der Erde ist unbekannt. Man geht davon aus, dass sich die Ozeane im Erdaltertum gebildet haben und möglicherweise die Ursache für die Entstehung von Leben waren. Wissenschaftler gehen davon aus, dass in dem Material, aus dem die Erde entstand, eine beträchtliche Menge Wasser enthalten war. Wassermoleküle hätten der Schwerkraft der Erde leichter entkommen können, als sie während ihrer Entstehung weniger massiv war. Dies wird als atmosphärisches Entweichen bezeichnet. ⓘ
Plattentektonik, Rückprall nach der Eiszeit und der Anstieg des Meeresspiegels verändern ständig die Küstenlinie und die Struktur des Weltozeans. Ein globaler Ozean existiert in der einen oder anderen Form schon seit Äonen auf der Erde. ⓘ
Physikalische Eigenschaften
Volumina
Das Wasservolumen aller Ozeane zusammen beträgt etwa 1,335 Milliarden Kubikkilometer (1,335 Sextillionen Liter, 320,3 Millionen Kubikmeilen). ⓘ
Tiefe
Die durchschnittliche Tiefe der Ozeane beträgt etwa 4 km. Genauer gesagt liegt die durchschnittliche Tiefe bei 3.688 Metern (12.100 ft). Fast die Hälfte der weltweiten Meeresgewässer ist mehr als 3.000 Meter tief (9.800 ft). Der "tiefe Ozean", d. h. alles unter 200 Metern, bedeckt etwa 66 % der Erdoberfläche. In dieser Zahl nicht enthalten sind Meere, die nicht mit dem Weltozean verbunden sind, wie z. B. das Kaspische Meer. ⓘ
Der tiefste Punkt des Ozeans ist der Marianengraben im Pazifischen Ozean in der Nähe der Nördlichen Marianen. Seine maximale Tiefe wird auf 10 971 Meter (35 994 Fuß) geschätzt. Das britische Marineschiff Challenger II untersuchte den Graben im Jahr 1951 und nannte den tiefsten Teil des Grabens Challenger Deep". Im Jahr 1960 erreichte die Trieste mit einer zweiköpfigen Besatzung erfolgreich den Grund des Grabens. ⓘ
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Ozeanische Zonen
Ozeanographen unterteilen den Ozean in verschiedene vertikale und horizontale Zonen, die durch physikalische und biologische Bedingungen definiert sind. Die pelagische Zone besteht aus der Wassersäule des offenen Ozeans und kann in weitere Regionen unterteilt werden, die nach der Lichtfülle und der Tiefe geordnet sind. ⓘ
Nach Lichteinfall gruppiert
- Die photische Zone umfasst die Ozeane von der Oberfläche bis zu einer Tiefe von 200 m; es ist die Region, in der Photosynthese stattfinden kann und die daher die größte biologische Vielfalt aufweist. Die Photosynthese durch Pflanzen und mikroskopisch kleine Algen (frei schwimmendes Phytoplankton) ermöglicht die Bildung von organischen Stoffen aus chemischen Vorläufern wie Wasser und Kohlendioxid. Diese organische Substanz kann dann von anderen Lebewesen verzehrt werden. Ein Großteil der organischen Stoffe, die in der photischen Zone entstehen, wird dort verbraucht, ein Teil sinkt jedoch in tiefere Gewässer ab.
- Unterhalb der photischen Zone befindet sich die mesopelagische oder Dämmerungszone, in der nur sehr wenig Licht vorhanden ist. Darunter befindet sich die aphotische Tiefsee, in die überhaupt kein Sonnenlicht mehr eindringt. Leben, das tiefer als in der photischen Zone existiert, muss entweder auf Material angewiesen sein, das von oben herabgesunken ist (siehe Meeresschnee), oder eine andere Energiequelle finden. Hydrothermale Schlote sind eine Energiequelle in der so genannten aphotischen Zone (in Tiefen von mehr als 200 m). Der pelagische Teil der photischen Zone wird als epipelagisch bezeichnet. ⓘ
Gruppierung nach Tiefe und Temperatur
Der pelagische Teil der aphotischen Zone kann je nach Tiefe und Temperatur in vertikale Regionen unterteilt werden:
- Das Mesopelagikum ist die oberste Region. Seine unterste Grenze liegt bei einer Sprungschicht von 12 °C, die in den Tropen in der Regel bei 700-1.000 Metern liegt. Danach folgt das Bathypelagial, das zwischen 10 und 4 °C liegt, typischerweise zwischen 700-1.000 Metern und 2.000-4.000 Metern. Entlang der Oberseite der Abyssalebene liegt das Abyssopelagial, dessen untere Grenze bei etwa 6.000 Metern liegt. Die letzte und tiefste Zone ist das Hadalpelagial, das den ozeanischen Graben umfasst und zwischen 6.000 und 11.000 Metern liegt.
- Die benthischen Zonen sind aphotisch und entsprechen den drei tiefsten Zonen der Tiefsee. Die bathyale Zone bedeckt den Kontinentalhang bis zu einer Tiefe von etwa 4.000 m (13.000 ft). Die abyssale Zone umfasst die abyssalen Ebenen zwischen 4.000 und 6.000 m. Die hadale Zone schließlich entspricht der hadalpelagischen Zone, die in ozeanischen Gräben zu finden ist. ⓘ
Anhand der Wassereigenschaften lassen sich deutliche Grenzen zwischen Oberflächen- und Tiefenwasser ziehen. Diese Grenzen werden als Thermokline (Temperatur), Halokline (Salzgehalt), Chemokline (Chemie) und Pyknokline (Dichte) bezeichnet. Wenn sich die Temperatur in einer Zone mit zunehmender Tiefe drastisch ändert, befindet sich dort eine Sprungschicht, eine deutliche Grenze zwischen wärmerem Oberflächenwasser und kälterem Tiefenwasser. Die tropische Sprungschicht ist in der Regel tiefer als die Sprungschicht in höheren Breitengraden. Polare Gewässer, die relativ wenig Sonnenenergie erhalten, sind nicht nach der Temperatur geschichtet und weisen im Allgemeinen keine Sprungschicht auf, da das Oberflächenwasser in polaren Breiten fast so kalt ist wie das Wasser in größeren Tiefen. Unterhalb der Sprungschicht ist das Wasser überall im Ozean sehr kalt und liegt zwischen -1°C und 3°C. Da diese tiefe und kalte Schicht den Großteil des Ozeanwassers enthält, beträgt die durchschnittliche Temperatur des Weltozeans 3,9 °C. Wenn sich der Salzgehalt in einer Zone mit zunehmender Tiefe drastisch ändert, handelt es sich um eine Halokline. Weist eine Zone mit zunehmender Tiefe einen starken vertikalen chemischen Gradienten auf, so handelt es sich um eine Chemokline. Temperatur und Salzgehalt steuern die Dichte des Ozeanwassers, wobei kälteres und salzhaltigeres Wasser dichter ist, und diese Dichte regelt wiederum die globale Wasserzirkulation im Ozean. Die Halokline fällt oft mit der Thermokline zusammen, und die Kombination ergibt eine ausgeprägte Pyknokline, eine Grenze zwischen weniger dichtem Oberflächenwasser und dichtem Tiefenwasser. ⓘ
Gruppiert nach Entfernung vom Land
Die pelagische Zone kann je nach Entfernung vom Land in zwei Unterregionen unterteilt werden: die neritische Zone und die ozeanische Zone. Die neritische Zone umfasst die Wassermasse direkt über den Kontinentalschelfen und schließt somit die Küstengewässer ein, während die ozeanische Zone das gesamte offene Wasser umfasst. ⓘ
Die Litoralzone umfasst den Bereich zwischen Ebbe und Flut und stellt den Übergangsbereich zwischen marinen und terrestrischen Bedingungen dar. Sie wird auch als Gezeitenzone bezeichnet, da hier der Gezeitenstand die Bedingungen in der Region beeinflusst. ⓘ
Temperatur
Die Temperatur des Ozeans hängt von der Sonneneinstrahlung ab, die auf seine Oberfläche fällt. In den Tropen, wenn die Sonne fast über dem Meer steht, kann die Temperatur der Oberflächenschichten auf über 30 °C ansteigen, während in der Nähe der Pole die Temperatur im Gleichgewicht mit dem Meereis etwa -2 °C beträgt. In den Ozeanen gibt es eine ständige Wasserzirkulation. Warme Oberflächenströme kühlen ab, wenn sie sich von den Tropen entfernen, und das Wasser wird dichter und sinkt ab. Das kalte Wasser bewegt sich als Tiefseeströmung zurück in Richtung Äquator, angetrieben durch Veränderungen der Temperatur und der Dichte des Wassers, bevor es schließlich wieder an die Oberfläche aufsteigt. Die Temperatur des Tiefseewassers liegt in allen Teilen der Welt zwischen -2 °C und 5 °C (41 °F). ⓘ
Meerwasser mit einem typischen Salzgehalt von 35‰ hat einen Gefrierpunkt von etwa -1,8 °C (28,8 °F). Wenn die Temperatur niedrig genug ist, bilden sich Eiskristalle an der Oberfläche. Diese brechen in kleine Stücke und verschmelzen zu flachen Scheiben, die eine dicke Suspension bilden, die als Frazil bekannt ist. Bei ruhigem Wetter gefriert diese zu einer dünnen, flachen Platte, die als Nilas bezeichnet wird und sich verdickt, wenn sich auf ihrer Unterseite neues Eis bildet. In unruhigeren Meeren verbinden sich die Frazilkristalle zu flachen Scheiben, die als Pfannkuchen bezeichnet werden. Diese gleiten unter einander und verschmelzen zu Schollen. Während des Gefrierprozesses werden Salzwasser und Luft zwischen den Eiskristallen eingeschlossen. Nilas können einen Salzgehalt von 12-15‰ haben, aber wenn das Meereis ein Jahr alt ist, sinkt dieser auf 4-6‰. ⓘ
Die Erwärmung der Ozeane ist für mehr als 90 % der durch die globale Erwärmung zwischen 1971 und 2020 auf der Erde angesammelten Energie verantwortlich. Man schätzt, dass etwa ein Drittel dieser zusätzlichen Wärme in Tiefen unter 700 Metern übertragen wird. ⓘ
Meeresströmungen und globales Klima
Arten von Meeresströmungen
Eine Meeresströmung ist eine kontinuierliche, gerichtete Bewegung von Meerwasser, die durch eine Reihe von Kräften erzeugt wird, die auf das Wasser einwirken, darunter Wind, Coriolis-Effekt, Temperatur- und Salzgehaltsunterschiede. Meeresströmungen sind in erster Linie horizontale Wasserbewegungen. Sie haben unterschiedliche Ursachen, z. B. die Gezeiten für Gezeitenströmungen oder Wind und Wellen für Oberflächenströmungen. ⓘ
Gezeitenströmungen sind mit den Gezeiten phasengleich, d. h. sie sind quasiperiodisch und hängen mit dem Einfluss von Mond und Sonne auf das Meerwasser zusammen. Gezeitenströmungen können an bestimmten Stellen, vor allem an Landzungen, verschiedene komplexe Muster bilden. Nicht-periodische oder gezeitenunabhängige Strömungen entstehen durch die Wirkung von Winden und Änderungen der Dichte des Wassers. In den Küstengebieten sind die brechenden Wellen so stark und die Wassertiefe so gering, dass die Meeresströmungen oft 1 bis 2 Knoten erreichen. ⓘ
Der Wind und die Wellen erzeugen Oberflächenströmungen (als "Driftströmungen" bezeichnet). Diese Strömungen können sich in eine quasi permanente Strömung (die im Stundenbereich schwankt) und eine Bewegung der Stokes-Drift unter dem Einfluss schneller Wellenbewegungen (die auf Zeitskalen von einigen Sekunden schwanken) aufteilen. Die quasi permanente Strömung wird durch das Brechen der Wellen und in geringerem Maße durch die Reibung des Windes an der Oberfläche beschleunigt. ⓘ
Diese Beschleunigung der Strömung findet in Richtung der Wellen und des vorherrschenden Windes statt. Wenn die Meerestiefe zunimmt, ändert die Erdrotation die Richtung der Strömungen proportional zur Zunahme der Tiefe, während die Reibung ihre Geschwindigkeit verringert. Bei einer bestimmten Meerestiefe ändert die Strömung ihre Richtung und kehrt sich in die entgegengesetzte Richtung um, wobei die Strömungsgeschwindigkeit gleich Null wird: die so genannte Ekman-Spirale. Der Einfluss dieser Strömungen ist vor allem in der gemischten Schicht an der Meeresoberfläche zu spüren, oft in einer Tiefe von 400 bis 800 Metern. Diese Strömungen können sich stark verändern und sind von den Jahreszeiten abhängig. Wenn die Mischschicht weniger dick ist (10 bis 20 Meter), kann die quasi permanente Strömung an der Oberfläche eine ganz andere Richtung in Bezug auf die Windrichtung annehmen. In diesem Fall wird die Wassersäule oberhalb der Sprungschicht praktisch homogen. ⓘ
Der Wind, der auf der Meeresoberfläche weht, setzt das Wasser in Bewegung. Das globale Muster der Winde (auch atmosphärische Zirkulation genannt) erzeugt ein globales Muster von Meeresströmungen. Diese werden nicht nur durch den Wind angetrieben, sondern auch durch die Wirkung der Erdumlaufbahn (Corioliskraft). Zu diesen großen Meeresströmungen gehören der Golfstrom, der Kuroshio-Strom, der Agulhasstrom und der antarktische Zirkumpolarstrom. Der Antarktische Zirkumpolarstrom umspült die Antarktis und beeinflusst das Klima in diesem Gebiet und verbindet Strömungen in mehreren Ozeanen miteinander. ⓘ
Beziehung zwischen Strömungen und Klima
Insgesamt bewegen die Strömungen enorme Mengen an Wasser und Wärme um den Globus und beeinflussen das Klima. Diese windgetriebenen Strömungen sind weitgehend auf die obersten Hunderte von Metern des Ozeans beschränkt. In größerer Tiefe wird die Wasserbewegung von der thermohalinen Zirkulation angetrieben. Diese wird durch die Abkühlung des Oberflächenwassers in den nördlichen und südlichen polaren Breiten angetrieben, wodurch dichtes Wasser entsteht, das auf den Grund des Ozeans sinkt. Dieses kalte und dichte Wasser bewegt sich langsam von den Polen weg, weshalb das Wasser in den tiefsten Schichten des Weltozeans so kalt ist. Diese Tiefenwasserzirkulation ist relativ langsam, und das Wasser auf dem Meeresgrund kann für Hunderte oder sogar einige Tausend Jahre von der Meeresoberfläche und der Atmosphäre isoliert sein. Diese Zirkulation hat wichtige Auswirkungen auf das globale Klima und die Aufnahme und Umverteilung von Schadstoffen wie Kohlendioxid, indem sie diese Verunreinigungen von der Oberfläche in die Tiefsee transportiert. ⓘ
Die Meeresströmungen beeinflussen das Klima der Erde in hohem Maße, indem sie Wärme aus den Tropen in die Polarregionen transportieren und dadurch auch die Lufttemperatur und die Niederschläge in den Küstenregionen und im Landesinneren beeinflussen. Die Wärme- und Süßwasserströme an der Oberfläche erzeugen globale Dichtegradienten, die die thermohaline Zirkulation als Teil der großräumigen Ozeanzirkulation antreiben. Sie spielt eine wichtige Rolle bei der Wärmeversorgung der Polarregionen und damit bei der Regulierung des Meereises. ⓘ
Die Ozeane mäßigen das Klima an Orten, an denen die vorherrschenden Winde vom Ozean her wehen. Bei ähnlichen Breitengraden hat ein Ort auf der Erde, der stärker vom Ozean beeinflusst wird, ein gemäßigteres Klima als ein Ort, der stärker vom Land beeinflusst wird. So haben beispielsweise die Städte San Francisco (37,8 N) und New York (40,7 N) ein unterschiedliches Klima, weil San Francisco stärker vom Meer beeinflusst wird. San Francisco an der Westküste Nordamerikas erhält über den Pazifik Winde aus dem Westen, und der Einfluss des Ozeanwassers führt zu einem gemäßigteren Klima mit einem wärmeren Winter und einem längeren, kühleren Sommer, wobei die wärmsten Temperaturen später im Jahr auftreten. In New York an der Ostküste Nordamerikas wehen die Winde aus dem Westen über das Land, so dass die Winter in New York kälter und die Sommer heißer und früher sind als in San Francisco. ⓘ
Wärmere Meeresströmungen führen langfristig zu einem wärmeren Klima, auch in hohen Breitengraden. Bei ähnlichen Breitengraden hat ein Ort, der von warmen Meeresströmungen beeinflusst wird, insgesamt ein wärmeres Klima als ein Ort, der von kalten Meeresströmungen beeinflusst wird. Die Côte d'Azur (43,5 N) und Rockland, Maine (44,1 N) liegen auf demselben Breitengrad, aber die Côte d'Azur wird durch warmes Wasser beeinflusst, das durch den Golfstrom ins Mittelmeer transportiert wird, und hat insgesamt ein wärmeres Klima. Maine steht unter dem Einfluss von kaltem Wasser, das durch den Labradorstrom nach Süden transportiert wird, und hat daher ein insgesamt kälteres Klima. ⓘ
Es wird angenommen, dass Veränderungen der thermohalinen Zirkulation erhebliche Auswirkungen auf den Energiehaushalt der Erde haben. Da die thermohaline Zirkulation die Geschwindigkeit bestimmt, mit der das Tiefenwasser die Oberfläche erreicht, kann sie auch die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre erheblich beeinflussen. Der Klimawandel könnte jedoch dazu führen, dass die thermohaline Zirkulation in Zukunft zum Erliegen kommt. Dies würde zu einer Abkühlung des Nordatlantiks, Europas und Nordamerikas führen. ⓘ
Die Ozeane spielen eine wesentliche Rolle in verschiedenen Aspekten des menschengemachten Klimawandels. Einerseits speichern sie mit ihrer großen Menge Wasser große Mengen thermischer Energie und nehmen so einen nennenswerten Teil der globalen Erwärmung auf (siehe Wärmeinhalt der Ozeane). Zum zweiten speichern die Ozeane große Mengen Kohlenstoff und haben bislang etwa ein Viertel des von Menschen emittierten CO2 aufgenommen (siehe Hauptartikel Versauerung der Meere) und funktionieren damit als Kohlenstoffsenke. Durch mögliche Veränderungen der thermohalinen Zirkulation haben sie zudem großen Einfluss auf das Klima (siehe Hauptartikel Thermohaline Zirkulation). ⓘ
Wellen und Seegang
Die Bewegungen der Meeresoberfläche, die als Wellen oder Windwellen bezeichnet werden, sind das teilweise und abwechselnde Heben und Senken der Meeresoberfläche. Die Abfolge mechanischer Wellen, die sich entlang der Grenzfläche zwischen Wasser und Luft ausbreiten, wird als Seegang bezeichnet - ein Begriff, der beim Segeln, Surfen und in der Navigation verwendet wird. Diese Bewegungen haben tiefgreifende Auswirkungen auf die Schiffe auf der Meeresoberfläche und auf das Wohlbefinden der Menschen auf diesen Schiffen, die unter Seekrankheit leiden können. ⓘ
Der Wind, der über die Oberfläche eines Gewässers weht, bildet Wellen, die senkrecht zur Windrichtung stehen. Die Reibung zwischen Luft und Wasser, die durch eine leichte Brise auf einem Teich verursacht wird, führt zur Bildung von Kräuseln. Ein starker Wind über dem Meer verursacht größere Wellen, da die sich bewegende Luft gegen die aufgeworfenen Wasserränder drückt. Die Wellen erreichen ihre maximale Höhe, wenn die Geschwindigkeit, mit der sie sich fortbewegen, fast der des Windes entspricht. Wenn der Wind auf offenem Meer kontinuierlich weht, wie es in den Roaring Forties auf der Südhalbkugel der Fall war, rollen lange, organisierte Wassermassen, die so genannte Dünung, über den Ozean. Wenn der Wind nachlässt, verringert sich die Wellenbildung, aber bereits gebildete Wellen bewegen sich weiter in ihrer ursprünglichen Richtung, bis sie auf Land treffen. Die Größe der Wellen hängt vom Fetch ab, also der Entfernung, die der Wind über das Wasser geblasen hat, sowie von der Stärke und Dauer dieses Windes. Wenn Wellen aus unterschiedlichen Richtungen auf andere treffen, kann die Interferenz zwischen beiden zu einer gebrochenen, unregelmäßigen See führen. ⓘ
Konstruktive Interferenzen können einzelne (unerwartete) Einzelwellen verursachen, die viel höher als normal sind. Die meisten Wellen sind weniger als 3 m (10 Fuß) hoch, und es ist nicht ungewöhnlich, dass starke Stürme diese Höhe verdoppeln oder verdreifachen. Es wurden jedoch auch schon Wellen mit einer Höhe von über 25 m (82 ft) dokumentiert. ⓘ
Der Scheitelpunkt einer Welle wird als Wellenberg bezeichnet, der tiefste Punkt zwischen den Wellen ist das Wellental und der Abstand zwischen den Wellenbergen ist die Wellenlänge. Die Welle wird durch den Wind über die Meeresoberfläche geschoben, doch handelt es sich dabei um eine Energieübertragung und nicht um eine horizontale Bewegung des Wassers. Wenn sich Wellen dem Land nähern und in flaches Wasser eindringen, ändern sie ihr Verhalten. Wenn sie sich in einem Winkel nähern, können sich die Wellen biegen (Brechung) oder um Felsen und Landzungen wickeln (Beugung). Wenn die Welle einen Punkt erreicht, an dem ihre tiefsten Schwingungen des Wassers den Meeresboden berühren, beginnt sie sich zu verlangsamen. Dadurch rücken die Wellenkämme näher zusammen und die Höhe der Welle nimmt zu, was als Wellenschatten bezeichnet wird. Wenn das Verhältnis zwischen Wellenhöhe und Wassertiefe eine bestimmte Grenze überschreitet, "bricht" die Welle und kippt in einer schäumenden Wassermasse um. Das schäumende Wasser strömt in einem Bogen den Strand hinauf, bevor es sich unter dem Einfluss der Schwerkraft ins Meer zurückzieht. ⓘ
Erdbeben, Vulkanausbrüche oder andere größere geologische Störungen können Wellen auslösen, die in Küstengebieten zu Tsunamis führen können, die sehr gefährlich sein können. ⓘ
Gezeiten
Gezeiten sind das regelmäßige Ansteigen und Abfallen des Wasserspiegels in den Ozeanen als Reaktion auf die Gravitationseinflüsse des Mondes und der Sonne sowie auf die Auswirkungen der Erdrotation. Während jedes Gezeitenzyklus steigt das Wasser an einem bestimmten Ort bis zu einer maximalen Höhe, die als "Flut" bezeichnet wird, bevor es wieder bis zum minimalen "Ebbe"-Pegel abnimmt. Wenn sich das Wasser zurückzieht, legt es immer mehr vom Vorland frei, das auch als Gezeitenzone bezeichnet wird. Der Höhenunterschied zwischen Ebbe und Flut wird als Tidenhub oder Tidenhub bezeichnet. ⓘ
Im offenen Ozean beträgt der Tidenhub weniger als 1 Meter, aber in den Küstengebieten steigt dieser Tidenhub in einigen Gebieten auf mehr als 10 Meter. Einige der größten Tidenhübe der Welt treten in der Bay of Fundy und der Ungava Bay in Kanada auf und erreichen bis zu 16 Meter. Weitere Orte mit rekordverdächtigen Tidenhüben sind der Bristolkanal zwischen England und Wales, das Cook Inlet in Alaska und der Río Gallegos in Argentinien. ⓘ
An den meisten Orten gibt es zwei Hochwasser pro Tag, die im Abstand von etwa 12 Stunden und 25 Minuten auftreten. Das ist die Hälfte der Zeitspanne von 24 Stunden und 50 Minuten, die die Erde braucht, um eine vollständige Umdrehung zu vollziehen und den Mond in seine vorherige Position relativ zu einem Beobachter zurückzubringen. Die Gezeitenkraft nimmt mit der Entfernung schnell ab, so dass der Mond einen mehr als doppelt so großen Einfluss auf die Gezeiten hat wie die Sonne. Wenn Sonne, Mond und Erde in einer Linie stehen (Vollmond und Neumond), führt die kombinierte Wirkung zu den hohen "Springfluten". Eine Sturmflut kann auftreten, wenn starke Winde das Wasser in einem flachen Gebiet gegen die Küste treiben, was in Verbindung mit einem Tiefdruckgebiet die Oberfläche des Ozeans bei Flut dramatisch anheben kann. ⓘ
Wasserkreislauf, Wetter und Niederschlag
Das Wasser der Ozeane ist der größte Wasserkörper im globalen Wasserkreislauf (die Ozeane enthalten 97 % des Wassers der Erde). Durch die Verdunstung aus dem Ozean gelangt das Wasser in die Atmosphäre und regnet später auf das Land und den Ozean zurück. Die Ozeane haben einen erheblichen Einfluss auf die Biosphäre. Es wird angenommen, dass der Ozean als Ganzes etwa 90 % der Biosphäre der Erde bedeckt. Die ozeanische Verdunstung, eine Phase des Wasserkreislaufs, ist die Quelle der meisten Niederschläge (etwa 90 %). Die Meerestemperaturen beeinflussen das Klima und die Windmuster, die sich auf das Leben an Land auswirken. Eine der dramatischsten Formen des Wetters findet über den Ozeanen statt: tropische Wirbelstürme (auch "Taifune" und "Hurrikane" genannt, je nachdem, wo das System entsteht). ⓘ
Da die Weltmeere der wichtigste Bestandteil der Hydrosphäre der Erde sind, sind sie ein wesentlicher Bestandteil des Lebens auf der Erde, sind Teil des Kohlenstoff- und Wasserkreislaufs und beeinflussen als riesiger Wärmespeicher das Klima und die Wettermuster. ⓘ
Chemische Zusammensetzung des Meerwassers
Salzgehalt
Der Salzgehalt ist ein Maß für die Gesamtmenge der gelösten Salze im Meerwasser. Ursprünglich wurde er durch Messung der Chloridmenge im Meerwasser gemessen und daher als Chlorinität bezeichnet. Heute wird er routinemäßig durch Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Wasserprobe bestimmt. Der Salzgehalt kann anhand der Chlorinität berechnet werden, die ein Maß für die Gesamtmasse der Halogenionen (einschließlich Fluor, Chlor, Brom und Jod) im Meerwasser ist. Nach internationaler Übereinkunft wird die folgende Formel zur Bestimmung des Salzgehalts verwendet: Salzgehalt (in ‰) = 1,80655 × Chlorinität (in ‰) ⓘ
Der durchschnittliche Chlorgehalt des Meerwassers beträgt etwa 19,2‰, der durchschnittliche Salzgehalt liegt also bei 34,7‰. ⓘ
Der Salzgehalt hat einen großen Einfluss auf die Dichte des Meerwassers. Eine Zone, in der der Salzgehalt mit der Tiefe schnell zunimmt, wird als Halokline bezeichnet. Die Temperatur der höchsten Dichte des Meerwassers sinkt mit zunehmendem Salzgehalt. Die Gefriertemperatur des Wassers sinkt mit dem Salzgehalt, und die Siedetemperatur des Wassers steigt mit dem Salzgehalt. Typisches Meerwasser gefriert bei atmosphärischem Druck bei etwa -2 °C. ⓘ
Der Salzgehalt ist in den Ozeanen der Erde höher, wo es mehr Verdunstung gibt, und niedriger, wo es mehr Niederschläge gibt. Wenn der Niederschlag die Verdunstung übersteigt, wie es in den Polargebieten und einigen gemäßigten Zonen der Fall ist, ist der Salzgehalt niedriger. Wenn die Verdunstung den Niederschlag übersteigt, wie es manchmal in tropischen Regionen der Fall ist, ist der Salzgehalt höher. Im Mittelmeer beispielsweise ist die Verdunstung größer als die Niederschläge, so dass der durchschnittliche Salzgehalt mit 38‰ höher ist als der globale Durchschnitt von 34,7‰. Daher hat das Meerwasser in den Polarregionen einen geringeren Salzgehalt als das Meerwasser in den tropischen Regionen. Wenn sich jedoch in hohen Breitengraden Meereis bildet, wird dem Eis bei seiner Bildung Salz entzogen, was den Salzgehalt des verbleibenden Meerwassers in Polarregionen wie dem Arktischen Ozean erhöhen kann. ⓘ
Beobachtungen des Salzgehalts der Meeresoberfläche zwischen 1950 und 2019 deuten darauf hin, dass aufgrund der Auswirkungen des Klimawandels auf die Ozeane Regionen mit hohem Salzgehalt und Verdunstung salziger geworden sind, während Regionen mit niedrigem Salzgehalt und mehr Niederschlägen frischer geworden sind. Es ist sehr wahrscheinlich, dass der Pazifik und der südliche Ozean frischer geworden sind, während der Atlantik an Salzgehalt gewonnen hat. ⓘ
Allgemeine Merkmale des Oberflächenwassers der Ozeane
Das Wasser in den verschiedenen Regionen des Ozeans weist ganz unterschiedliche Temperatur- und Salzgehaltsmerkmale auf. Dies ist auf die Unterschiede in der lokalen Wasserbilanz (Niederschlag gegenüber Verdunstung) und die Temperaturgradienten zwischen Meer und Luft zurückzuführen. Diese Eigenschaften können zwischen den Ozeanregionen stark variieren. Die nachstehende Tabelle veranschaulicht die Art der üblicherweise anzutreffenden Werte. ⓘ
| Charakteristisch | Polare Regionen | Gemäßigte Regionen | Tropische Regionen |
|---|---|---|---|
| Niederschlag vs. Verdunstung | Niederschlag > Verdunstung | Niederschlag > Verdunstung | Verdunstung > Niederschlag |
| Temperatur der Meeresoberfläche im Winter | -2 °C | 5 bis 20 °C | 20 bis 25 °C |
| Durchschnittlicher Salzgehalt | 28‰ bis 32‰ | 35‰ | 35‰ bis 37‰ |
| Jährliche Schwankungen der Lufttemperatur | ≤ 40 °C | 10 °C | < 5 °C |
| Jährliche Schwankungen der Wassertemperatur | < 5 °C | 10 °C | < 5 °C |
Gelöste Gase
Das Meerwasser enthält große Mengen an gelösten Gasen, darunter Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickstoff. Diese lösen sich über den Gasaustausch an der Meeresoberfläche im Meerwasser, wobei die Löslichkeit dieser Gase von der Temperatur und dem Salzgehalt des Wassers abhängt. Die vier am häufigsten vorkommenden Gase in der Erdatmosphäre und den Ozeanen sind Stickstoff, Sauerstoff, Argon und Kohlendioxid. Im Ozean sind die volumenmäßig am häufigsten im Meerwasser gelösten Gase Kohlendioxid (einschließlich Bikarbonat- und Karbonationen, durchschnittlich 14 mL/L), Stickstoff (9 mL/L) und Sauerstoff (5 mL/L) im Gleichgewicht bei 24 °C. Alle Gase sind in kälterem Wasser leichter löslich als in wärmerem Wasser. Wenn beispielsweise Salzgehalt und Druck konstant gehalten werden, verdoppelt sich die Sauerstoffkonzentration im Wasser fast, wenn die Temperatur von 30 °C (86 °F) an einem warmen Sommertag auf 0 °C (32 °F) fällt. In ähnlicher Weise sind Kohlendioxid und Stickstoff bei kälteren Temperaturen besser löslich, und ihre Löslichkeit ändert sich mit der Temperatur in unterschiedlichem Maße. ⓘ
Sauerstoff- und Kohlenstoffkreislauf
Durch den Prozess der Photosynthese an der Meeresoberfläche wird Sauerstoff freigesetzt und Kohlendioxid verbraucht. Diese Photosynthese im Ozean wird vom Phytoplankton, mikroskopisch kleinen, frei schwimmenden Algen, dominiert. Nach dem Wachstum der Pflanzen verbraucht die bakterielle Zersetzung der durch die Photosynthese im Ozean gebildeten organischen Stoffe Sauerstoff und setzt Kohlendioxid frei. Das Absinken und die bakterielle Zersetzung einiger organischer Stoffe in den Tiefen der Ozeane, in denen das Wasser nicht mit der Atmosphäre in Berührung kommt, führt zu einer Verringerung der Sauerstoffkonzentration und einem Anstieg von Kohlendioxid, Karbonat und Bikarbonat. Dieser Kreislauf des Kohlendioxids in den Ozeanen ist ein wichtiger Teil des globalen Kohlenstoffkreislaufs. Die zunehmende Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre aufgrund der Verbrennung fossiler Brennstoffe führt zu höheren Konzentrationen in den Ozeanen und zur Versauerung der Meere. Gelöstes atmosphärisches Kohlendioxid reagiert mit Bikarbonat- und Karbonat-Ionen im Meerwasser und verschiebt das chemische Gleichgewicht des Wassers, wodurch es saurer wird. Die Ozeane stellen eine wichtige Senke für Kohlendioxid dar, das durch Photosynthese und Auflösung aus der Atmosphäre aufgenommen wird. Zunehmende Aufmerksamkeit wird auch der Kohlendioxidaufnahme in küstennahen marinen Lebensräumen wie Mangroven und Salzwiesen gewidmet, einem Prozess, der manchmal auch als "Blue Carbon" bezeichnet wird. Diese Ökosysteme stehen im Mittelpunkt des Interesses, weil sie starke Kohlenstoffsenken und ökologisch wichtige Lebensräume sind, die durch menschliche Aktivitäten und Umweltzerstörung erheblich bedroht sind. ⓘ
Während das Wasser der Tiefsee über den gesamten Globus zirkuliert, enthält es mit zunehmender Entfernung von der Luft an der Oberfläche immer weniger Sauerstoff und immer mehr Kohlendioxid. Dieser allmähliche Rückgang der Sauerstoffkonzentration ist darauf zurückzuführen, dass die absinkenden organischen Stoffe in der Zeit, in der das Wasser nicht mit der Atmosphäre in Kontakt ist, kontinuierlich abgebaut werden. Die meisten tiefen Gewässer des Ozeans enthalten noch relativ hohe Sauerstoffkonzentrationen, die für die meisten Tiere zum Überleben ausreichen. In einigen Meeresgebieten ist der Sauerstoffgehalt jedoch sehr niedrig, weil das Wasser lange Zeit von der Atmosphäre abgeschnitten war. Diese sauerstoffarmen Gebiete, die als Sauerstoffminimumzonen oder hypoxische Gewässer bezeichnet werden, könnten durch den Klimawandel noch verschärft werden. ⓘ
Verweilzeiten von chemischen Elementen und Ionen
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Das Meerwasser enthält viele chemische Elemente als gelöste Ionen. Die im Ozeanwasser gelösten Elemente weisen eine große Bandbreite an Konzentrationen auf. Einige Elemente weisen sehr hohe Konzentrationen von mehreren Gramm pro Liter auf, wie z. B. Natrium und Chlorid, die zusammen den größten Teil der Meersalze ausmachen. Andere Elemente, wie z. B. Eisen, sind in winzigen Konzentrationen von nur wenigen Nanogramm (10-9 Gramm) pro Liter vorhanden. ⓘ
Die Konzentration eines Elements hängt davon ab, wie schnell es in den Ozean gelangt und wie schnell es wieder entnommen wird. Elemente gelangen über Flüsse, die Atmosphäre und hydrothermale Quellen in den Ozean. Elemente werden aus dem Meerwasser entfernt, indem sie absinken und in Sedimenten vergraben werden oder - im Falle von Wasser und einigen Gasen - in die Atmosphäre verdampfen. Ozeanographen berücksichtigen das Gleichgewicht von Eintrag und Entfernung, indem sie die Verweilzeit eines Elements schätzen. Die Verweilzeit ist die durchschnittliche Zeit, die das Element im Ozean gelöst ist, bevor es entfernt wird. Sehr häufig vorkommende Elemente im Meerwasser wie Natrium weisen hohe Eintragsraten auf, was auf den hohen Gehalt in Gesteinen und die relativ schnelle Gesteinsverwitterung zurückzuführen ist, verbunden mit einem sehr langsamen Abtransport aus dem Ozean, da Natriumionen ziemlich unreaktiv und sehr gut löslich sind. Im Gegensatz dazu sind andere Elemente wie Eisen und Aluminium in den Gesteinen reichlich vorhanden, aber sehr unlöslich, was bedeutet, dass der Eintrag in den Ozean gering ist und der Abtransport schnell erfolgt. Diese Zyklen sind Teil des großen globalen Zyklus der Elemente, der seit der Entstehung der Erde andauert. Die Verweildauer der sehr häufig vorkommenden Elemente im Ozean wird auf Millionen von Jahren geschätzt, während die Verweildauer der hochreaktiven und unlöslichen Elemente nur Hunderte von Jahren beträgt. ⓘ
| Chemisches Element oder Ion | Verweilzeit (Jahre) |
|---|---|
| Chlorid (Cl-) | 100,000,000 |
| Natrium (Na+) | 68,000,000 |
| Magnesium (Mg2+) | 13,000,000 |
| Kalium (K+) | 12,000,000 |
| Sulfat (SO42-) | 11,000,000 |
| Kalzium (Ca2+) | 1,000,000 |
| Karbonat (CO32-) | 110,000 |
| Silizium (Si) | 20,000 |
| Wasser (H2O) | 4,100 |
| Mangan (Mn) | 1,300 |
| Aluminium (Al) | 600 |
| Eisen (Fe) | 200 |
Nährstoffe
Einige Elemente wie Stickstoff, Phosphor, Eisen und Kalium sind lebensnotwendig, sind Hauptbestandteile von biologischem Material und werden gemeinhin als "Nährstoffe" bezeichnet. Nitrat und Phosphat haben eine Verweildauer im Ozean von 10.000 bzw. 69.000 Jahren, während Kalium mit einer Verweildauer von 12 Millionen Jahren ein viel häufigeres Ion im Ozean ist. Der biologische Kreislauf dieser Elemente bedeutet, dass sie kontinuierlich aus der Wassersäule des Ozeans entfernt werden, da das sich zersetzende organische Material als Sediment auf den Meeresboden sinkt. ⓘ
Phosphat aus intensiver Landwirtschaft und ungeklärten Abwässern wird über Abflüsse in Flüsse und Küstengebiete ins Meer transportiert, wo es abgebaut wird. Schließlich sinkt es auf den Meeresboden und steht dem Menschen nicht mehr als kommerzielle Ressource zur Verfügung. Die Herstellung von Rohphosphat, einem wesentlichen Bestandteil anorganischer Düngemittel, ist ein langsamer geologischer Prozess, der in einigen Meeressedimenten der Welt stattfindet, so dass abbaubarer sedimentärer Apatit (Phosphat) faktisch zu einer nicht erneuerbaren Ressource wird (siehe Spitzenphosphor). Dieser kontinuierliche Nettoablagerungsverlust von nicht erneuerbarem Phosphat durch menschliche Aktivitäten könnte in Zukunft zu einem Ressourcenproblem für die Düngemittelproduktion und die Ernährungssicherheit werden. ⓘ
Leben im Meer
Das Leben im Meer hat sich 3 Milliarden Jahre vor dem Leben an Land entwickelt. Sowohl die Tiefe als auch die Entfernung von der Küste haben einen großen Einfluss auf die biologische Vielfalt der Pflanzen und Tiere in den einzelnen Regionen. Die Vielfalt des Lebens im Ozean ist immens, unter anderem:
- Tiere: Die meisten Tiergruppen haben Arten, die im Meer leben, darunter viele, die nur im Meer vorkommen, wie Schwämme, Nesseltiere (wie Korallen und Quallen), Kammquallen, Brachiopoden und Stachelhäuter (wie Seeigel und Seesterne). Viele andere bekannte Tiergruppen leben hauptsächlich im Meer, darunter Kopffüßer (wie Tintenfische und Kalmare), Krebstiere (wie Hummer, Krabben und Garnelen), Fische, Haie und Wale (wie Wale, Delfine und Tümmler). Darüber hinaus haben sich viele Landtiere daran gewöhnt, einen Großteil ihres Lebens auf den Ozeanen zu verbringen. Seevögel zum Beispiel sind eine vielfältige Gruppe von Vögeln, die sich an ein Leben hauptsächlich auf den Ozeanen angepasst haben. Sie ernähren sich von Meerestieren und verbringen die meiste Zeit ihres Lebens im Wasser, wobei viele nur zum Brüten an Land gehen. Andere Vögel, die sich an die Ozeane als Lebensraum angepasst haben, sind Pinguine, Möwen und Pelikane. Sieben Schildkrötenarten, die Meeresschildkröten, verbringen ebenfalls die meiste Zeit in den Ozeanen.
- Pflanzen: darunter Seegräser oder Mangroven
- Algen: Algen ist ein "Sammelbegriff" für viele photosynthetische, einzellige Eukaryoten wie Grünalgen, Kieselalgen und Dinoflagellaten, aber auch für mehrzellige Algen wie einige Rotalgen (einschließlich Organismen wie Pyropia, aus denen die essbaren Nori-Algen gewonnen werden) und Braunalgen (einschließlich Organismen wie Seetang).
- Bakterien: allgegenwärtige einzellige Prokaryoten, die überall auf der Welt vorkommen
- Archaea: Prokaryoten, die sich von Bakterien unterscheiden und in vielen Meeresumgebungen sowie in vielen extremen Umgebungen leben
- Pilze: viele marine Pilze mit unterschiedlichen Funktionen sind in der Meeresumwelt zu finden ⓘ
Menschliche Nutzung der Ozeane
Der Ozean ist seit jeher mit menschlichen Aktivitäten verbunden. Diese Aktivitäten dienen einer Vielzahl von Zwecken, darunter Schifffahrt und Erkundung, Seekrieg, Reisen, Schifffahrt und Handel, Nahrungsmittelproduktion (z. B. Fischerei, Walfang, Algenzucht, Aquakultur), Freizeit (Kreuzfahrten, Segeln, Sportfischerei, Tauchen), Energieerzeugung (siehe Meeresenergie und Offshore-Windenergie), Rohstoffgewinnung (Offshore-Bohrungen und Tiefseebergbau), Süßwassergewinnung durch Entsalzung. ⓘ
Ein Großteil der weltweiten Waren wird per Schiff zwischen den Seehäfen der Welt transportiert. Große Mengen von Gütern werden über den Ozean transportiert, insbesondere über den Atlantik und um den Pazifik herum. Viele Güter, wie z. B. Industrieerzeugnisse, werden in der Regel in verschließbaren Containern von Standardgröße transportiert, die auf eigens dafür gebauten Containerschiffen an speziellen Terminals verladen werden. Die Containerisierung hat die Effizienz des Warentransports auf dem Seeweg erheblich gesteigert und die Kosten gesenkt und war ein wichtiger Faktor für die Globalisierung und den exponentiellen Anstieg des internationalen Handels in der Mitte bis zum Ende des 20. ⓘ
Die Ozeane sind auch die wichtigste Versorgungsquelle für die Fischereiindustrie. Zu den Haupterzeugnissen gehören Garnelen, Fisch, Krabben und Hummer. Die weltweit größte kommerzielle Fischerei ist die auf Sardellen, Alaska-Seelachs und Thunfisch. In einem Bericht der FAO aus dem Jahr 2020 heißt es: "2017 wurden 34 Prozent der Fischbestände der weltweiten Meeresfischerei als überfischt eingestuft". Fisch und andere Fischereierzeugnisse aus der Wildfischerei und der Aquakultur gehören zu den am häufigsten konsumierten Quellen für Eiweiß und andere wichtige Nährstoffe. Daten aus dem Jahr 2017 zeigen, dass "der Fischkonsum 17 Prozent der Aufnahme von tierischen Proteinen durch die Weltbevölkerung ausmacht". Um diesen Bedarf zu decken, haben die Küstenländer die Meeresressourcen in ihrer ausschließlichen Wirtschaftszone ausgebeutet, obwohl die Fischereifahrzeuge immer weiter hinausfahren, um die Bestände in internationalen Gewässern zu nutzen. ⓘ
Der Ozean bietet einen sehr großen Vorrat an Energie, die durch Wellen, Gezeiten, Salzgehalt und Temperaturunterschiede im Meer übertragen wird und zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Zu den Formen der nachhaltigen Meeresenergie gehören die Gezeitenenergie, die thermische Meeresenergie und die Wellenenergie. Die Offshore-Windenergie wird durch Windturbinen auf dem Meer gewonnen; sie hat den Vorteil, dass die Windgeschwindigkeiten höher sind als an Land, allerdings ist der Bau von Windparks auf See teurer. In den Felsen unter dem Meeresboden befinden sich große Erdöl- und Erdgasvorkommen. Offshore-Plattformen und Bohrinseln fördern das Öl oder Gas und lagern es für den Transport an Land. ⓘ
Die "Freiheit der Meere" ist ein Grundsatz des Völkerrechts aus dem siebzehnten Jahrhundert. Er betont die Freiheit der Schifffahrt auf den Ozeanen und missbilligt Kriege, die in internationalen Gewässern geführt werden. Heute ist dieses Konzept im Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen (UNCLOS) verankert. ⓘ
Es gibt zwei große internationale Rechtsorganisationen, die sich mit der Verwaltung der Meere auf globaler Ebene befassen, nämlich die Internationale Seeschifffahrtsorganisation und die Vereinten Nationen. Die Internationale Seeschifffahrtsorganisation (IMO), die 1958 ratifiziert wurde, ist vor allem für die Sicherheit im Seeverkehr, die Haftung und die Entschädigung zuständig und hat einige Übereinkommen über die Meeresverschmutzung im Zusammenhang mit Schifffahrtsereignissen geschlossen. Die Verwaltung der Ozeane ist die Durchführung der Politik, der Maßnahmen und der Angelegenheiten im Zusammenhang mit den Weltmeeren. ⓘ
Bedrohungen
Menschliche Aktivitäten wirken sich durch viele negative Einflüsse auf das Leben im Meer und die marinen Lebensräume aus, z. B. durch Meeresverschmutzung (einschließlich Meeresmüll und Mikroplastik), Überfischung, Versauerung der Meere und andere Auswirkungen des Klimawandels auf die Ozeane. ⓘ
Schutz
Der Schutz des/der Ökosystems/e der Weltmeere vor den anerkannten Bedrohungen ist ein wichtiger Bestandteil des Umweltschutzes und steht in engem Zusammenhang mit der nachhaltigen Entwicklung. Eine der wichtigsten Maßnahmen ist die Einrichtung und Durchsetzung von Meeresschutzgebieten (MPAs). Weitere Techniken sind standardisierte Produktzertifizierungen, Transparenzanforderungen für die Lieferkette, Maßnahmen zur Verhinderung der Meeresverschmutzung, Ökotarife, Forschung und Entwicklung, Unterstützung von Ökosystemen (z. B. für Korallenriffe), Förderung nachhaltiger Meeresfrüchte (z. B. nachhaltige Fischereipraktiken und Arten der Aquakultur), Verbot und systematische Behinderung (z. B. durch höhere Kosten) nicht nachhaltiger Meeresnutzung und damit verbundener Industrien (z. B. Kreuzfahrten, bestimmte Schifffahrtsarten). (z. B. Kreuzfahrtschiffe, bestimmte Schifffahrtspraktiken), Überwachung, Überarbeitung der Abfallbewirtschaftung von Kunststoffen und Schadstoffen aus der Modeindustrie, Schutz von Meeresressourcen und -bestandteilen, deren Entnahme oder Störung erheblichen Schaden verursachen würde, Einbeziehung einer breiteren Öffentlichkeit und betroffener Gemeinden, neuartige Entscheidungsfindungsmechanismen und die Entwicklung von Projekten zur Sanierung der Meere. Der Schutz der Ozeane dient u.a. dem Schutz der menschlichen Gesundheit und der Sicherung stabiler Bedingungen in diesem natürlichen Ökosystem, von dem die Menschen abhängen. ⓘ
Es kann notwendig sein, den Meeresschutz in einem nationalen, regionalen und internationalen Kontext zu betrachten. Der Schutz der Meere könnte auch Synergieeffekte haben - einer Studie zufolge könnte beispielsweise ein globales Netz von MPA, das die Produktivität der Fischerei verbessern soll, die künftigen Fangmengen erheblich steigern. ⓘ
Im Jahr 2021 veröffentlichten 43 Fachwissenschaftler die erste wissenschaftliche Rahmenversion, die - durch Integration, Überprüfung, Klärung und Standardisierung - die Bewertung des Schutzniveaus von Meeresschutzgebieten ermöglicht und als Leitfaden für alle nachfolgenden Bemühungen zur Verbesserung, Planung und Überwachung der Qualität und des Umfangs des Meeresschutzes dienen kann. Beispiele hierfür sind die Bemühungen um das 30%-Schutzziel des "Global Deal For Nature" und das UN-Ziel für nachhaltige Entwicklung 14 ("Leben unter Wasser"). ⓘ
Extraterrestrische Ozeane
Extraterrestrische Ozeane können aus Wasser oder anderen Elementen und Verbindungen bestehen. Die einzigen bestätigten großen stabilen extraterrestrischen Oberflächenflüssigkeiten sind die Seen des Titan, die aus Kohlenwasserstoffen und nicht aus Wasser bestehen. Es gibt jedoch deutliche Hinweise auf die Existenz von unterirdischen Wasserozeanen in anderen Teilen des Sonnensystems. Die bekanntesten Kandidaten für unterirdische Wasserozeane im Sonnensystem sind die Jupitermonde Europa, Ganymed und Callisto sowie die Saturnmonde Enceladus und Titan. ⓘ
Obwohl die Erde der einzige bekannte Planet mit großen stabilen Flüssigwasserkörpern auf seiner Oberfläche und der einzige im Sonnensystem ist, werden auch auf anderen Himmelskörpern große Ozeane vermutet. Im Juni 2020 berichteten NASA-Wissenschaftler, dass es in der Milchstraßengalaxie wahrscheinlich Exoplaneten mit Ozeanen gibt, die auf mathematischen Modellierungsstudien beruhen. ⓘ
Überkritische Flüssigkeit auf Gasriesen
Die innere Struktur von Gasriesen ist nach wie vor schlecht verstanden. Wissenschaftler vermuten, dass Wasserstoff unter extremem Druck als überkritisches Fluid wirkt, weshalb "Ozeane" aus flüssigem Wasserstoff tief im Inneren von Gasriesen wie Jupiter wahrscheinlich sind. ⓘ
Ozeane aus flüssigem Kohlenstoff werden auch auf Eisriesen vermutet, vor allem auf Neptun und Uranus. ⓘ
Lage der Ozeane
Insgesamt sind 71 Prozent der Erdoberfläche von Meeren (den Ozeanen und deren Nebenmeeren) bedeckt. Sie konzentrieren sich auf der Wasserhemisphäre, deren Zentrum im riesigen Pazifik nahe Neuseeland liegt. Auf der gegenüberliegenden Landhemisphäre befinden sich nur der Atlantik, der Arktische Ozean und Teile des Südlichen Ozeans sowie des Indischen Ozeans. ⓘ
Gestalt
Die einzelnen Ozeane, die zwischen den Kontinenten liegen, unterscheiden sich unter anderem durch Volumen, Salzgehalt, ein eigenes Gezeiten-System, Wellen (Seegang) und Meeresströmungen sowie erdgeschichtlich von den anderen Teilen des Weltmeeres. ⓘ
Innerhalb der Ozeane und ihren Nebenmeeren bzw. auf dem Ozeanboden befinden sich teils sehr hohe und langgestreckte mittelozeanische Rücken, teils sehr viele und niedrigere Schwellen, große und kleine Tiefseebecken, Tiefseerinnen und verschiedene Meerestiefs sowie im Pazifik der Pazifische Feuerring. Außerdem ragen zahlreiche Inseln, Inselgruppen und Archipele aus diesen Meeren heraus und Halbinseln in diese hinein. Nord- und Südpolarmeer sind teils oder ganz von Pack- und Treibeis bedeckt. ⓘ
Der Boden eines Ozeans ist die Oberseite eines Stücks ozeanischer Erdkruste. Seine Gestalt wird durch die Theorie der Plattentektonik erklärt. Danach entsteht neuer Ozeanboden an den mittelozeanischen Rücken und driftet weg, bis er in einer Tiefseerinne (Subduktionszonen) ins Erdinnere eintaucht. Dies bedeutet, dass ein Ozean größer oder kleiner werden, neu entstehen und auch verschwinden kann (siehe auch → Wilson-Zyklus). So wird angenommen, dass der Atlantische Ozean etwa 150 Millionen Jahre alt ist. Frühere Ozeane sind beispielsweise der Mirovia, der Panthalassa, der Rheische Ozean, der Iapetus oder die Tethys mit dem „europäischen“ Randmeer Paratethys. ⓘ
Der Küstenverlauf hängt nicht nur von der Form und Lage der Kontinente ab, sondern auch vom Volumen des Meerwassers. So gibt es bei niedrigen Temperaturen weniger Meerwasser, da große Wassermengen als Eisschilde und Gletscher auf den Kontinenten gespeichert sind, bei steigenden Temperaturen hingegen kommt es aufgrund der Wärmeausdehnung und dem Abschmelzen der Eismassen zu einem Meeresspiegelanstieg (Transgression). Weitere Faktoren sind Hebungen und Senkungen des Ozeanbodens aufgrund geologischer Ereignisse. ⓘ
Das Volumen der Ozeane wurde 2009 auf 1,33 · 109 km3 geschätzt, entsprechend einer durchschnittlichen Tiefe von 3680 m – exakt vermessen waren nicht einmal 10 %. ⓘ
Meerwasser
Grundsätzliches
Siehe dazu: Halokline, Thermokline, Chemokline, Pyknokline, Salinität sowie Versauerung der Meere ⓘ
Durch Serpentinisierung werden pro Jahr 60 Kubikkilometer Meerwasser chemisch im Ozeanboden gebunden. Hinzu kommt noch die Sättigung der Sedimente am Meeresboden mit Wasser. In den Subduktionszonen wird dieses Wasser wieder frei. ⓘ
Ökosystem Ozean
Auftriebsgebiete
Die sehr seltenen, meistens saisonalen Auftriebsgebiete sind sehr nährstoffreich. In ihnen steigt kalte Tiefenströmung nach oben und ersetzt das nährstoffarme warme Oberflächenwasser. ⓘ
Klimawandel
Die Ökosysteme der Ozeane sind erheblich von der globalen Erwärmung betroffen. Der Klimawandel ist vorwiegend auf das Energieungleichgewicht im Klimasystem der Erde zurückzuführen, das durch steigende Konzentrationen von Treibhausgasen verursacht wird; etwa 93 % des Energieungleichgewichts wurden zwischen 1971 und 2010 als Wärmeinhalt der Ozeane absorbiert. Dadurch ist in den vergangenen Jahrzehnten ein starker Anstieg der Temperaturen in den Ozeanen zu beobachten, dessen Fortsetzung durch die Hitzeausdehnung von Wasser zu einem deutlichen Anstieg der Meeresspiegel führen wird. Die Erwärmung der Ozeane ist zudem mit einem Absterben von Meereslebewesen verbunden. Bis zum Jahr 2100 wird dadurch mit einem Absinken des Sauerstoffgehalts der Ozeane um 7 % gerechnet. ⓘ
Neu- und Pleuston
An der Meeresoberfläche bezeichnet „Neuston“ (altgriechisch „das Schwimmende“) die Gesamtheit der Organismen, welche in einer dünnen Schicht von zwischen etwa fünf Zentimetern bis nur eine wenige Millimeter direkt unter der Wasseroberfläche leben; „Pleuston“ (agr. „das Segelnde“) hingegen die Gesamtheit der an oder auf der Wasseroberfläche treibenden größeren Lebewesen. ⓘ
Offener Ozean
Der Offene Ozean umfasst etwa 80 Prozent der Fläche des Weltmeeres, aber nur 1 Prozent der Biomasse wird dort produziert. In diesem oligotrophen Gebiet begrenzt hauptsächlich der Mangel an Stickstoff und Phosphor im Meerwasser das Wachstum der Meerespflanzen (Phytoplankton). Aber auch der Mangel an wichtigen Metallen, wie beispielsweise Eisen, wirkt wachstumshemmend, weshalb mit Eisendüngung von HNLC-Gebieten experimentiert wird. Wichtig ist im relativ nährstoffarmen offenen Ozean die Bedeutung der Viren in den oberen Wasserschichten, da eine Infektion der Bakterien, z. B. der Blaualgen (Cyanobakterien), dazu führt, dass diese aufplatzen und damit ihren Inhalt als Nährstoff zur Verfügung stellen. ⓘ
Große Wasserwirbel, bei denen kaltes, nährstoffreiches Meerwasser aus der Tiefe an die Meeresoberfläche gefördert wird, wirken wie ein kurzzeitig bestehendes Auftriebsgebiet und führen zu einer explosionsartigen Vermehrung des Phytoplanktons. Denselben Effekt haben tropische Wirbelstürme. ⓘ
Bedeutend sind große Erhebungen des Meeresbodens, die manchmal bis zur Wasseroberfläche hinauf reichen, wie einzelne Unterwasserberge (Tiefseeberg und Guyots) und große untermeerische Gebirge. Diese Erhebungen beeinflussen die Meeresströmung, so dass dort über große Entfernungen transportiertes, nährstoffreiches Tiefenwasser in geringere Tiefen aufsteigen und somit in einem sonst nährstoffarmen Teil eines Ozeans eine Oase des Lebens entstehen kann. ⓘ
Schelf
Der Übergang zwischen dem Festland und der Tiefsee wird durch den bis zu 200 Meter Wassertiefe herabreichenden Schelf, den anschließenden Kontinentalhang und den Kontinentalfuß gebildet. ⓘ
Die Schelfgebiete der Ozeane sind sehr nährstoffreich und wirtschaftlich von großer Bedeutung für die angrenzenden Staaten. Insofern wurde das rechtliche Konstrukt einer Ausschließlichen Wirtschaftszone geschaffen, um die heute meist überfischten Fischgründe und eventuelle Lagerstätten an Erdöl und Erdgas der nationalen Hoheit zu unterstellen. In der Europäischen Union gilt die Gemeinsame Fischereipolitik. ⓘ
Tangwälder wachsen auf meist ruhigen, felsigen, 15 m bis 40 m tiefen Schelfgebieten. Der namensgebende Seetang ist eine mehrzellige Alge, die auf dem Meeresboden wurzelt. ⓘ
Auf weichem Boden im Flachmeer- oder im Wattbereich bilden Pflanzen aus der Familie der Seegrasgewächse teilweise ausgedehnte Seegraswiesen. Neben ihrer großen ökologischen Bedeutung sind sie auch für den Küstenschutz wichtig. ⓘ
Tiefsee
Die Tiefsee ist ein bisher nur wenig erforschtes Gebiet der Ozeane. Mit bemannten Tiefsee-U-Booten für mittlere und große Tiefen sowie mit unbemannten autonomen und ferngesteuerten Tauchfahrzeugen werden seit dem 20. Jahrhundert vor Ort Bilder aufgenommen und Proben gesammelt. Bis dahin konnten nur mit Netzen, beispielsweise auf der Challenger-Expedition (1872–1876) aus bis zu 8000 m Tiefe oder der Valdivia-Expedition (1898–1899) aus etwa 4600 m Tiefe, mehr oder weniger zermatschte Lebewesen aus der Tiefsee gefangen werden. ⓘ
Im Gegensatz zum durchlichteten oberen Bereich des Ozeans erreicht die Tiefsee zu wenig oder überhaupt kein Sonnenlicht mehr, so dass dort keine Photosynthese möglich ist. Die meisten Tiefseetiere wandern bei Sonnenuntergang aus der Schwachlichtzone nach oben in den tagsüber durchlichteten Bereich, um sich dort zu ernähren, und tauchen bei Sonnenaufgang wieder ab. Bei dieser Wanderung treffen sie auf lauernde Räuber. Die häufigsten Wanderer sind Ruderfußkrebse, Quallen und Krill. Überlebenswichtig für die hier lebenden Tiere ist es, dass sie sich gegenüber dem von oben kommenden schwachen, blauen Licht nicht farblich abheben. Wichtige Tarntechniken sind Durchsichtigkeit und Gegenbeleuchtung, indem an der Körperunterseite vorhandene Leuchtorgane je nach Lichtverhältnissen unterschiedlich stark blau leuchten. Diese Biolumineszenz gewinnt in der von Sonnenlicht freien Zone der Tiefsee noch mehr an Bedeutung. So gibt es dort Tiefseefische, die mit Leuchtsignalen Beutetiere oder Partner anlocken. ⓘ
Die fast farblose, durchsichtige Ohrenqualle im blauen Scheinwerferlicht
Vampirtintenfische jagen mit Licht und stoßen bei der Flucht leuchtende Partikel aus.
Tiefsee-Anglerfische mit einem Leuchtorgan oberhalb des Maules
Gespensterfische haben große, aufwärts gerichtete Augen ⓘ
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Ozeanboden
Der Ozeanboden ist auf der Erde der flächengrößte Lebensraum und umfasst die Böden der Küsten, der Schelfe, der Kontinentalhänge, der großen Tiefseeebenen und der Tiefseegräben. ⓘ
Der Ozeanboden an einem Kontinentalhang besteht in der Regel aus Sand und Kies, in den Gezeitenzonen auch aus Schlick und Schlamm. Von den Kontinenten weiter entfernt besteht er vorwiegend aus Tonen und Resten von Mikroorganismen, die in Form des sogenannten Meeresschnees von der Oberfläche zum Grund eines Ozeans langsam herabsinken. Auf diese Weise entsteht eine im Durchschnitt 800 m dicke Schicht von Tiefsee-Sedimenten, die ein wichtiger Teil der tiefen Biosphäre ist. ⓘ
Die Organismen im Ozeanboden ernähren sich von den herab fallenden Überresten von Pflanzen und Tieren, gelegentlich auch von gelösten vulkanischen Gasen. Denkbar ist auch, dass durch Radiolyse erzeugter Wasserstoff von Bakterien als Energiequelle genutzt wird. In der obersten noch mit Sauerstoff angereicherten Sedimentschicht leben Bakterien und wenige Archaeen, während darunter nur noch Archaeen zu finden sind. Im offenen Ozean des Südpazifik, in einem Gebiet, wo jährlich nur wenig Meeresschnee anfällt, konnte im Sediment in Tiefen von bis zu acht Metern viel Sauerstoff gemessen werden, während Kohlenstoff wiederum kaum verfügbar war. Dort fanden sich wenige, aber sehr aktive auf Sauerstoff angewiesene Bakterien. Kleinere Tiere in der oberen Sedimentschicht sind beispielsweise Würmer, Schnecken und Muscheln. ⓘ
Auf dem Ozeanboden wachsen in bis zu 50 m Tiefe tropische Korallenriffe und an den Kontinentalhängen bis in Tiefen von 1000 Metern die durch die Grundschleppnetzfischerei stark gefährdeten Kaltwasserriffe. Weitere typische auf den Meeresböden lebende Meerestiere sind Seeanemonen, Röhrenwürmer, Schwämme, Seeigel, Seegurken, Seesterne, Schlangensterne und bodenbewohnende Fische, wie beispielsweise Knurrhähne, Plattfische oder Netzaugenfische. ⓘ
An einigen untermeerischen Gebirgen, den mittelozeanischen Rücken, gibt es heiße Quellen. Diese lagern Erzschlämme ab und bilden die Grundlage für das von Sonnenlicht vollständig unabhängige Ökosystem der Black Smoker (siehe auch Lost City). In der Nähe von Tiefseerinnen und an Stellen, wo Methanhydrat infolge von Erdrutschen instabil wird, finden sich kalte Quellen, die sogenannten Cold seeps, auch Methanquellen genannt. Sie entstehen dadurch, dass aus dem Meeresboden Wasser, angereichert beispielsweise mit Methan und Schwefelwasserstoff, ausströmt. An den heißen und kalten Quellen finden sich Bartwürmer, die in Symbiose mit Bakterien leben. An den heißen Quellen gibt es eine vielseitige und biomassereiche Fauna, die beispielsweise aus Yeti-Krabben sowie bestimmten Arten von Muscheln, Schnecken und Garnelen besteht. Das Ökosystem der kalten Quellen ähnelt dem der heißen Quellen, nur fehlt dort die erhöhte Temperatur des Meerwassers, es ist dauerhafter und der Übergang zur nicht spezialisierten Fauna ist einfacher. Ein weiteres wichtiges Ökosystem sind die Kadaver großer Lebewesen, beispielsweise Wale, die auf den Ozeanboden sinken und dort für Monate bis Jahrzehnte verschiedenen Lebewesen als Nahrungsquelle dienen. Dies sind beispielsweise Haie, Schleimaale und knochenfressende Würmer. ⓘ
Umweltschutz
→ Siehe auch Atommüll#Legale Entsorgung in Meergewässern, Müllstrudel, Plastikmüll in den Ozeanen, Schiffsabwasser (MARPOL) Unterwasserlärm, Verklappung von Dünnsäure ⓘ
Ozeaneum
Es gibt große Aquarien, die verschiedene Ökosysteme der Ozeane nachbilden. Dazu gehören beispielsweise das Oceanário de Lisboa und das Ozeaneum Stralsund. ⓘ