Zona fotică - Photic zone

Zona photic , zona eufotică , zona epipelagic sau zona luminii solare este stratul cel mai de sus al unui corp de apă care primește lumina soarelui , permițând fitoplanctonul pentru a efectua fotosinteză . Acesta suferă o serie de procese fizice, chimice și biologice care furnizează substanțe nutritive în coloana superioară de apă . Zona fotică găzduiește majoritatea vieții acvatice datorită locației sale.

Fotosinteza în zona fotică

În zona fotică, rata de fotosinteză depășește rata de respirație. Acest lucru se datorează energiei solare abundente care este utilizată ca sursă de energie pentru fotosinteză de către producătorii primari, cum ar fi fitoplanctonul. Aceste fitoplancton cresc extrem de rapid din cauza influenței puternice a soarelui, permițându-i să fie produs într-un ritm rapid. De fapt, nouăzeci și cinci la sută din fotosinteza din ocean are loc în zona fotică. Prin urmare, dacă mergem mai adânc, dincolo de zona fotică, cum ar fi în punctul de compensare , este puțin sau deloc fitoplancton, din cauza insuficienței soarelui. Zona care se întinde de la baza zonei eufotice până la aproximativ 200 de metri este uneori numită zonă disfotică.

Viața în zona fotică

Zonele coloanei de apă definite de cantitatea de penetrare a luminii. Mezopelagicul este uneori denumit zona disfotică .
Straturi ale zonei pelagice

Nouăzeci la sută din viața marină trăiește în zona fotică, care are o adâncime de aproximativ două sute de metri. Aceasta include fitoplanctonul (plantele), inclusiv dinoflagelatele , diatomeele , cianobacteriile , coccolitoforidele și criptomonadele . De asemenea, include zooplanctonul , consumatorii din zona fotică. Sunt carnivori consumatorii de carne și erbivore mancatorii de plante. Apoi, copepodele sunt micii crustacei distribuiți peste tot în zona fotică. În cele din urmă, există nekton (animale care se pot propulsa, cum ar fi peștii, calmarii și crabii), care sunt cele mai mari și cele mai evidente animale din zona fotică, dar cantitatea lor este cea mai mică dintre toate grupurile.

Adâncimea zonei fotice depinde de transparența apei. Dacă apa este foarte limpede, zona fotică poate deveni foarte adâncă. Dacă este foarte tulbure, poate avea o adâncime de doar cincizeci de picioare (15 metri).

Absorbția nutrienților în zona fotică

Datorită absorbției biologice, zona fotică are niveluri relativ mici de concentrații de nutrienți. Ca urmare, fitoplanctonul nu primește suficienți nutrienți atunci când există o stabilitate ridicată a coloanei de apă. Distribuția spațială a organismelor poate fi controlată de o serie de factori. Factorii fizici includ: temperatura, presiunea hidrostatică, amestecul turbulent, cum ar fi fluxul turbulent ascendent de azot anorganic peste nutriclină. Factorii chimici includ oxigenul și oligoelementele. Factorii biologici includ pășunatul și migrațiile. Upwelling transportă substanțele nutritive din apele adânci în zona fotică, consolidând creșterea fitoplanctonului. Remixarea și umflarea aduc în cele din urmă deșeurile bogate în nutrienți înapoi în zona fotică. Transportul Ekman aduce in plus mai multe substante nutritive pentru zona photic. Frecvența impulsului nutrienților afectează concurența fitoplanctonului. Fotosinteza produce mai mult din ea. Fiind prima verigă din lanțul alimentar, ceea ce se întâmplă cu fitoplanctonul creează un efect de ondulare pentru alte specii. Pe lângă fitoplancton, multe alte animale trăiesc și în această zonă și utilizează acești nutrienți. Majoritatea vieții oceanice are loc în zona fotică, cea mai mică zonă oceanică după volumul de apă. Zona fotică, deși mică, are un impact mare asupra celor care locuiesc în ea.

Adâncimea zonei fotice

Adâncimea este, prin definiție, unde radiațiile sunt degradate până la 1% din rezistența suprafeței sale. În consecință, grosimea sa depinde de gradul de atenuare a luminii din coloana de apă. Deoarece lumina care intră la suprafață poate varia foarte mult, acest lucru spune puțin despre creșterea netă a fitoplanctonului. Adâncimile eufotice tipice variază de la doar câțiva centimetri în lacurile eutrofe extrem de tulburi , până la aproximativ 200 de metri în oceanul deschis . De asemenea, variază în funcție de modificările sezoniere ale turbidității, care pot fi puternic determinate de concentrațiile de fitoplancton , astfel încât adâncimea zonei fotice scade adesea pe măsură ce crește producția primară . Mai mult, rata respirației este de fapt mai mare decât rata fotosintezei. Motivul pentru care producția de fitoplancton este atât de importantă este că joacă un rol proeminent atunci când este împletit cu alte rețele alimentare .

Atenuarea luminii

Creșterea fitoplanctonului este afectată de spectrul de culoare al luminii,
iar în procesul numit fotosinteză absorb lumina
din gama albastră și roșie prin pigmenți fotosintetici
Comparația adâncimilor care diferite culori ale luminii pătrund în apele deschise ale oceanului și în apele de coastă mai tulbure. Apa absoarbe culorile mai calde ale lungimilor de undă lungi, cum ar fi roșii și portocale, și împrăștie culorile mai reci ale lungimilor de undă scurte.

Cea mai mare parte a energiei solare care ajunge pe Pământ se află în intervalul luminii vizibile, cu lungimi de undă cuprinse între aproximativ 400-700 nm. Fiecare culoare a luminii vizibile are o lungime de undă unică și împreună alcătuiesc lumina albă. Cele mai scurte lungimi de undă sunt la capătul violet și ultraviolet al spectrului, în timp ce cele mai lungi lungimi de undă sunt la capătul roșu și infraroșu. Între timp, culorile spectrului vizibil cuprind „ROYGBIV” familiar; roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet.

Apa este foarte eficientă în absorbția luminii primite, astfel încât cantitatea de lumină care pătrunde în ocean scade rapid (este atenuată) odată cu adâncimea. La o adâncime de un metru rămâne doar 45% din energia solară care cade pe suprafața oceanului. La 10 metri adâncime, doar 16% din lumină este încă prezentă și doar 1% din lumina originală este lăsată la 100 de metri. Nicio lumină nu pătrunde peste 1000 de metri.

Pe lângă atenuarea generală, oceanele absorb diferitele lungimi de undă ale luminii la viteze diferite. Lungimile de undă de la capetele extreme ale spectrului vizibil sunt atenuate mai repede decât acele lungimi de undă din mijloc. Lungimile de undă mai lungi sunt absorbite mai întâi; roșu este absorbit în cei 10 metri superiori, portocaliu cu aproximativ 40 de metri, iar galbenul dispare înainte de 100 de metri. Lungimile de undă mai scurte pătrund în continuare, lumina albastră și verde atingând cele mai profunde adâncimi.

Acesta este motivul pentru care lucrurile par albastre sub apă. Modul în care culorile sunt percepute de ochi depinde de lungimile de undă ale luminii primite de ochi. Un obiect apare roșu la ochi, deoarece reflectă lumina roșie și absoarbe alte culori. Deci, singura culoare care ajunge la ochi este roșu. Albastrul este singura culoare de lumină disponibilă la adâncimea subacvatică, deci este singura culoare care poate fi reflectată înapoi la ochi și totul are o nuanță albastră sub apă. Un obiect roșu la adâncime nu ne va apărea roșu pentru că nu există lumină roșie disponibilă pentru a reflecta obiectul. Obiectele din apă vor apărea doar ca culori reale în apropierea suprafeței, unde toate lungimile de undă ale luminii sunt încă disponibile sau dacă celelalte lungimi de undă ale luminii sunt furnizate artificial, cum ar fi iluminarea obiectului cu o lumină de scufundare.

Apa din oceanul deschis pare limpede și albastră, deoarece conține mult mai puține particule , cum ar fi fitoplanctonul sau alte particule suspendate, și cu cât apa este mai limpede, cu atât penetrarea luminii este mai profundă. Lumina albastră pătrunde adânc și este împrăștiată de moleculele de apă, în timp ce toate celelalte culori sunt absorbite; astfel apa apare albastră. Pe de altă parte, apa de coastă apare adesea verzui. Apa de coastă conține mult mai mult nămol și alge suspendate și organisme microscopice decât oceanul deschis. Multe dintre aceste organisme, cum ar fi fitoplanctonul, absorb lumina în gama albastră și roșie prin pigmenții lor fotosintetici, lăsând verde ca lungime de undă dominantă a luminii reflectate. Prin urmare, cu cât este mai mare concentrația de fitoplancton în apă, cu atât apare mai verde. Particulele mici de nămol pot absorbi, de asemenea, lumina albastră, mutând în continuare culoarea apei departe de albastru atunci când există concentrații mari de particule suspendate.

Oceanul poate fi împărțit în straturi de adâncime în funcție de cantitatea de penetrare a luminii, așa cum sa discutat în zona pelagică . Cei 200 de metri superiori sunt denumiți zona fotică sau eufotică. Aceasta reprezintă regiunea în care poate pătrunde suficientă lumină pentru a susține fotosinteza și corespunde zonei epipelagice. De la 200 la 1000 de metri se află zona disphotică sau zona crepusculară (corespunzătoare zonei mezopelagice). Există încă o lumină la aceste adâncimi, dar nu suficientă pentru a susține fotosinteza. Sub 1000 de metri se află zona afotică (sau miezul nopții), unde nu pătrunde nicio lumină. Această regiune include majoritatea volumului oceanului, care există în întuneric complet.

Vezi si

Referințe