समुद्रशास्त्राची मूलतत्त्वे GgMjT-4 · Fundamental of Oceanography

अभ्यासक्रमातील घटक (RTMNU)

• समुद्रशास्त्राची व्याख्या व व्याप्ती
  (Definition and Scope of Oceanography)
• समुद्रशास्त्राच्या शाखा
  (Branches of Oceanography:)
• पृथ्वीच्या प्रणालींमध्ये महासागरांचे महत्त्व
  (Importance of Oceans in Earth's Systems)
• महासागर आणि मानव (महासागर – भविष्यासाठीचे भांडार)
  (Ocean and mankind (Ocean as a store house for future))

समुद्रशास्त्राची (Oceanography) व्याख्या व व्याप्ती

पृथ्वीच्या एकूण पृष्ठभागापैकी सुमारे 71% भाग पाण्याने व्यापलेला आहे, म्हणून पृथ्वीला “निळा ग्रह” म्हणतात. महासागरांचा शास्त्रीय अभ्यास करणाऱ्या शास्त्राला समुद्रशास्त्र / महासागरशास्त्र (Oceanography) म्हणतात. Ocean (महासागर) + graphy (वर्णन) असा हा शब्द आहे.

व्याख्या:

• समुद्रशास्त्र म्हणजे महासागरांचे पाणी, तळरचना, हालचाली, जीवसृष्टी आणि त्यांचा वातावरण व मानवाशी असलेला संबंध यांचा शास्त्रीय अभ्यास.
• स्वेरड्रप (H.U. Sverdrup) यांच्या मते, समुद्रशास्त्र हे महासागरांविषयीच्या सर्व ज्ञानाचे – भौतिक, रासायनिक, जैविक व भूवैज्ञानिक – एकत्रित शास्त्र आहे.

इतिहास (थोडक्यात): 1872–1876 मधील ब्रिटिश “चॅलेंजर मोहीम” (Challenger Expedition) पासून आधुनिक समुद्रशास्त्राची सुरुवात मानली जाते. आज प्रतिध्वनी खोलीमापक (Echo sounder / SONAR), उपग्रह, पाणबुड्या व स्वयंचलित तरंगणारी उपकरणे (Argo floats) वापरली जातात. भारतात राष्ट्रीय समुद्रविज्ञान संस्था (NIO, गोवा) हे काम करते.

व्याप्ती (Scope):

1. महासागर तळाची रचना (खंडीय मंच, उतार, खोल सागरी मैदाने, गर्ता, पर्वतरांगा).
2. सागरजलाचे गुणधर्म – तापमान, क्षारता, घनता, रंग.
3. सागरी हालचाली – लाटा, भरती-ओहोटी, सागरी प्रवाह.
4. सागरी निक्षेप व प्रवाळ भित्ती.
5. सागरी जीवसृष्टी व परिसंस्था.
6. सागरी संसाधने, प्रदूषण, सागरी कायदे (UNCLOS) व किनारपट्टी व्यवस्थापन.

समुद्रशास्त्राच्या शाखा (Branches of Oceanography)

पृथ्वीच्या प्रणालींमध्ये महासागरांचे महत्त्व (Importance of Oceans in Earth's Systems)

1. हवामान नियंत्रण: महासागर प्रचंड उष्णता साठवतात व हळूहळू सोडतात, त्यामुळे किनारी प्रदेशात सम हवामान राहते. सागरी प्रवाह उष्णता विषुववृत्ताकडून ध्रुवाकडे वाहून नेतात.
2. जलचक्र: पृथ्वीवरील सुमारे 97% पाणी महासागरात आहे; बहुतेक बाष्पीभवन महासागरातून होते व त्यातूनच पाऊस मिळतो (उदा. भारताचा मान्सून).
3. कार्बन चक्र: महासागर वातावरणातील CO₂ चा मोठा भाग शोषून घेतात – “कार्बन सिंक”.
4. ऑक्सिजन निर्मिती: सागरी वनस्पती-प्लवक (Phytoplankton) प्रकाशसंश्लेषणातून पृथ्वीवरील ऑक्सिजनचा मोठा (सुमारे अर्धा) भाग निर्माण करतात.
5. जैवविविधता: लाखो प्रजातींचे निवासस्थान.
6. भूरचना: सागरी लाटा किनारी भूरूपे घडवतात; सागरतळ भूपट्ट हालचालीचा पुरावा देतो.

महासागर आणि मानव (महासागर – भविष्यासाठीचे भांडार)

जमिनीवरील संसाधने मर्यादित होत असल्याने भविष्यात मानवाला महासागरांवर अधिक अवलंबून राहावे लागेल. म्हणून महासागरांना “भविष्याचे भांडार” (Store house for future) म्हणतात.

• अन्न: मासे, कोळंबी, शिंपले, समुद्री शैवाल – प्रथिनांचा मोठा स्रोत. भारतात केरळ, महाराष्ट्र (रत्नागिरी), गुजरात येथे मासेमारी.
• खनिजे: खनिज तेल व नैसर्गिक वायू (मुंबई हाय), मँगनीज गाठी (Polymetallic nodules – हिंदी महासागर तळ), मीठ, मॅग्नेशियम, ब्रोमीन, किनारी वाळूतील थोरियम (मोनाझाइट – केरळ).
• ऊर्जा: भरती ऊर्जा (Tidal energy – खंभात व कच्छचे आखात), लाट ऊर्जा, सागरी औष्णिक ऊर्जा (OTEC), किनाऱ्यालगत पवन ऊर्जा.
• पाणी: निःक्षारीकरणाने (Desalination) पिण्याचे पाणी (उदा. चेन्नई).
• वाहतूक व व्यापार: जगातील बहुतेक आंतरराष्ट्रीय व्यापार सागरी मार्गाने होतो; स्वस्त वाहतूक.
• औषधे, पर्यटन व रोजगार.

धोके: अतिमासेमारी, तेल गळती, प्लास्टिक प्रदूषण, प्रवाळ विरंजन, सागरी पातळी वाढ. म्हणून शाश्वत वापर (“नील अर्थव्यवस्था – Blue Economy”) आवश्यक आहे.

परीक्षेचे संभाव्य प्रश्न

1. (दीर्घोत्तरी) समुद्रशास्त्राची व्याख्या देऊन त्याची व्याप्ती व शाखा स्पष्ट करा.
2. (दीर्घोत्तरी) “महासागर हे भविष्याचे भांडार आहेत” हे विधान स्पष्ट करा.
3. (लघुत्तरी) पृथ्वीच्या प्रणालींमध्ये महासागरांचे महत्त्व लिहा.
4. (लघुत्तरी) भौतिक समुद्रशास्त्र व जैविक समुद्रशास्त्र यावर टीप लिहा.
5. (लघुत्तरी) चॅलेंजर मोहिमेचे महत्त्व थोडक्यात लिहा.

अभ्यासक्रमातील घटक (RTMNU)

• खंडीय मंच (Continental Shelf)
  (Continental shelf)
• खंडीय उतार (Continental Slope)
  (Continental slope)
• खोल सागरी मैदान व मध्य-महासागरी पर्वतरांगा (Abyssal Plain, Mid-Oceanic Ridges)
  (Abyssal Plain, Mid oceanic ridges)
• सागरी गर्ता (The Ocean Deeps)
  (The Ocean Deep)
• पॅसिफिक, अटलांटिक व हिंदी महासागराची तळरचना
  (Ocean floor of The Pacific Ocean, The Atlantic Ocean, The Indian Ocean)

महासागराचा तळ सपाट नसून जमिनीप्रमाणेच त्यावर पर्वत, मैदाने, दऱ्या व खोल खड्डे आहेत. प्रतिध्वनी खोलीमापक (Echo sounder) वापरून खोली मोजतात: खोली = (ध्वनीचा वेग × लागलेला वेळ) ÷ 2; पाण्यात ध्वनीचा वेग सुमारे 1500 मी/सेकंद. खोली फॅदम (1 फॅदम = 6 फूट ≈ 1.8 मी) किंवा मीटरमध्ये सांगतात.

किनाऱ्यापासून खोल समुद्राकडे जाताना तळाचे चार मुख्य भाग: खंडीय मंच → खंडीय उतार → खोल सागरी मैदान → सागरी गर्ता. (काही पुस्तकांत उतारानंतर खंडीय उंचवटा – Continental Rise असा भाग सांगतात.)

खंडीय मंच (Continental Shelf)

व्याख्या: खंडांच्या किनाऱ्यालगत समुद्राच्या पाण्याखाली गेलेला, अतिशय सौम्य उताराचा उथळ भाग म्हणजे खंडीय मंच.

• खोली: साधारण 100 फॅदम (सुमारे 180–200 मी) पर्यंत.
• उतार: अतिशय सौम्य – 1° किंवा त्यापेक्षा कमी (सरासरी सुमारे 0.1°).
• रुंदी: सरासरी सुमारे 70–80 किमी; ठिकाणानुसार फरक – सायबेरियाच्या आर्क्टिक किनाऱ्यालगत सुमारे 1000–1200 किमी रुंद, तर चिलीसारख्या पर्वतीय किनाऱ्यालगत अगदी अरुंद. भारताच्या पश्चिम किनाऱ्यालगत (मुंबई-गुजरात) मंच रुंद, पूर्व किनाऱ्यालगत अरुंद.
• महासागराच्या एकूण क्षेत्रफळापैकी सुमारे 7–8%.
• निर्मिती: खंडाचा भाग खचणे किंवा समुद्रपातळी वाढणे, नद्या व लाटांचे निक्षेपण, हिमयुगानंतर हिम वितळून समुद्रपातळी वाढणे.

महत्त्व: उथळ पाणी व सूर्यप्रकाशामुळे प्लवकांची वाढ → उत्तम मासेमारी क्षेत्रे (ग्रँड बँक – न्यूफाउंडलँड, डॉगर बँक – उत्तर समुद्र); खनिज तेल व वायू (मुंबई हाय); बंदरांसाठी उपयुक्त; प्रवाळांची वाढ.

खंडीय उतार (Continental Slope)

• खंडीय मंचाच्या कडेपासून खोल सागरी मैदानापर्यंतचा तीव्र उताराचा भाग.
• खोली: सुमारे 200 मी ते 3000 मी (काही पुस्तकांत 3600 मी).
• उतार: 2° ते 5° (सरासरी सुमारे 4°).
• महासागर क्षेत्रफळाच्या सुमारे 8.5%.
• हा भाग खंड व महासागर यांची खरी सीमा मानला जातो.
• येथे सागरतळ खोल दऱ्या (Submarine canyons) आढळतात – उदा. हडसन कॅनियन (अमेरिका), कांगो कॅनियन; गंगा नदीच्या मुखासमोर “स्वॉच ऑफ नो ग्राउंड”.
• सूर्यप्रकाश कमी पोहोचतो, त्यामुळे जीवसृष्टी व निक्षेप कमी.

खोल सागरी मैदान व मध्य-महासागरी पर्वतरांगा

अ) खोल सागरी मैदान (Abyssal Plain / Deep Sea Plain):

• खंडीय उताराच्या पायथ्यापासून सुरू होणारा, जवळजवळ सपाट व विस्तीर्ण भाग.
• खोली: सुमारे 3000 ते 6000 मी.
• महासागर तळाचा सर्वात मोठा भाग – सुमारे 75–76% (काही पुस्तकांत सुमारे 2/3).
• सूक्ष्म गाळ – सागरी चिखल (Ooze), लाल माती (Red clay) – यांनी आच्छादित. मँगनीज गाठी आढळतात.
• मैदानावर सागरी टेकड्या (Abyssal hills), पाण्याखालील ज्वालामुखी सीमाउंट (Seamount) व सपाट माथ्याचे गायट (Guyot) आढळतात.

ब) मध्य-महासागरी पर्वतरांगा (Mid-Oceanic Ridges):

• महासागरांच्या मध्यभागी पसरलेल्या पाण्याखालील लांबच लांब पर्वतरांगा; जागतिक पर्वतरांग प्रणाली सुमारे 60,000–65,000 किमी लांब (पृथ्वीवरील सर्वात लांब पर्वतरांग).
• निर्मिती: भूपट्ट एकमेकांपासून दूर जाणाऱ्या (अपसारी – Divergent) सीमांवर मॅग्मा वर येऊन नवीन सागरी कवच तयार होते – सागरतळ विस्तार (Sea-floor spreading), हॅरी हेस (1960).
• माथ्यावर मध्यभागी दरी (Rift valley); भूकंप व ज्वालामुखी क्रिया.
• काही शिखरे पाण्याबाहेर बेटे म्हणून दिसतात – आइसलँड, अझोर्स, सेंट हेलेना.
• उदा. मध्य-अटलांटिक पर्वतरांग, पूर्व पॅसिफिक उंचवटा (East Pacific Rise), हिंदी महासागरातील कार्ल्सबर्ग पर्वतरांग.

सागरी गर्ता (The Ocean Deeps / Trenches)

• महासागर तळावरील अतिखोल, अरुंद व लांब खड्डे. खोली साधारण 6000 मी पेक्षा जास्त.
• महासागर क्षेत्रफळाचा अतिशय लहान भाग (सुमारे 1–2%).
• स्थान: बहुतेक गर्ता महासागराच्या मध्यभागी नसून खंडांच्या किंवा द्वीपमालांच्या कडेला, जेथे एक भूपट्ट दुसऱ्याखाली जातो (अभिसारी सीमा – अवतरण / Subduction).
• सर्वाधिक गर्ता पॅसिफिक महासागरात (“अग्निकंकण – Ring of Fire”) – भूकंप व ज्वालामुखी प्रवण.

पॅसिफिक, अटलांटिक व हिंदी महासागराची तळरचना

1) पॅसिफिक महासागर (Pacific Ocean): सर्वात मोठा व सर्वात खोल महासागर (पृथ्वीच्या सुमारे एक-तृतीयांश भाग; सरासरी खोली सुमारे 4,000 मी पेक्षा जास्त). आकार साधारण त्रिकोणी.

• खंडीय मंच अरुंद (अमेरिकेच्या पश्चिम किनाऱ्यालगत), आशियाच्या पूर्व किनाऱ्यालगत तुलनेने रुंद.
• सर्वाधिक गर्ता – मरियाना, टोंगा, कुरिल, जपान, अल्युशियन, अटाकामा (पेरू-चिली).
• पूर्व पॅसिफिक उंचवटा (East Pacific Rise) – मध्य पर्वतरांग पूर्वेकडे सरकलेली.
• हजारो बेटे – ज्वालामुखी बेटे (हवाई) व प्रवाळ बेटे; सीमाउंट व गायट मोठ्या संख्येने.

2) अटलांटिक महासागर (Atlantic Ocean): दुसरा मोठा महासागर; आकार इंग्रजी “S” अक्षरासारखा.

• उत्तरेस रुंद खंडीय मंच – ग्रँड बँक, डॉगर बँक (मासेमारी).
• मध्य-अटलांटिक पर्वतरांग उत्तर-दक्षिण “S” आकारात सुमारे 14,000–16,000 किमी लांब; विषुववृत्ताजवळ रोमांश गर्ता (Romanche Trench) तिला छेदते. उत्तरेकडील भागाला “डॉल्फिन उंचवटा” व दक्षिणेकडील भागाला “चॅलेंजर उंचवटा” म्हणतात.
• गर्ता कमी – प्युर्टो रिको (सर्वात खोल), दक्षिण सँडविच.
• पर्वतरांगेमुळे पूर्व व पश्चिम भागात खोल द्रोणी (Basins) तयार झाल्या आहेत.

3) हिंदी महासागर (Indian Ocean): तिसरा मोठा; उत्तरेला आशिया खंडाने बंदिस्त – “अर्धा महासागर”.

• खंडीय मंच: भारताच्या पश्चिम किनाऱ्यालगत व बंगालच्या उपसागरात तुलनेने रुंद; आफ्रिकेच्या पूर्व किनाऱ्यालगत अरुंद.
• मध्य-हिंदी पर्वतरांग उलट्या “Y” आकारात – कार्ल्सबर्ग पर्वतरांग (अरबी समुद्र), आग्नेय व नैऋत्य हिंदी पर्वतरांगा.
• गर्ता कमी – सुंडा (जावा) गर्ता सर्वात खोल.
• बेटे: श्रीलंका, मादागास्कर (खंडीय), लक्षद्वीप व मालदीव (प्रवाळ), अंदमान-निकोबार.
• गंगा व सिंधू नद्यांच्या गाळाने तयार झालेले विशाल पाणबुडी पंखे (Bengal Fan – जगातील सर्वात मोठा).

परीक्षेचे संभाव्य प्रश्न

1. (दीर्घोत्तरी) महासागर तळाच्या रचनेचे आकृतीसह वर्णन करा.
2. (दीर्घोत्तरी) अटलांटिक महासागराच्या तळरचनेचे वर्णन करा.
3. (लघुत्तरी) खंडीय मंचाचे महत्त्व लिहा.
4. (लघुत्तरी) सागरी गर्ता म्हणजे काय? त्या कोठे आढळतात?
5. (लघुत्तरी) टीप लिहा: मध्य-महासागरी पर्वतरांगा.

अभ्यासक्रमातील घटक (RTMNU)

• सागरजलाचे गुणधर्म
  (Properties of Ocean Water)
• सागरजलाचे तापमान
  (Temperature of Ocean Water)
• तापमानाच्या वितरणावर परिणाम करणारे घटक
  (Factor affecting distribution of Temperature)
• तापमानाचे आडवे (क्षितिजसमांतर) व उभे वितरण
  (Horizontal and Vertical Temperature Distribution)
• क्षारता व क्षारतेच्या वितरणावर परिणाम करणारे घटक
  (Salinity and Factor affecting distribution of Salinity)

सागरजलाचे गुणधर्म (Properties of Ocean Water)

सागरजल हे साधे पाणी नसून त्यात अनेक क्षार, वायू व सूक्ष्म जीव विरघळलेले/मिसळलेले असतात. सागरजलाचे गुणधर्म दोन प्रकारचे:

अ) भौतिक गुणधर्म:

1. तापमान – सूर्यतापावर अवलंबून; पृष्ठभागावर सरासरी सुमारे 17°C.
2. घनता (Density) – सरासरी सुमारे 1.025–1.028 ग्रॅम/घसेमी; तापमान कमी व क्षारता जास्त असल्यास घनता वाढते. घनतेतील फरकामुळे पाणी खाली-वर सरकते व खोल सागरी प्रवाह तयार होतात.
3. दाब (Pressure) – दर 10 मीटर खोलीला सुमारे 1 वायुमंडलीय दाब (atm) वाढतो.
4. रंग व पारदर्शकता – निळा रंग प्रकाशाच्या विखुरण्यामुळे; किनारी भागात गाळ व प्लवकांमुळे हिरवट/तपकिरी. सूर्यप्रकाश सुमारे 200 मी पर्यंत पोहोचतो (प्रकाशित क्षेत्र – Photic zone).
5. गोठणबिंदू – क्षारांमुळे सुमारे −1.9°C (गोड्या पाण्यापेक्षा कमी).
6. ध्वनीचा वेग सुमारे 1500 मी/से (हवेपेक्षा सुमारे 4–5 पट जास्त).

ब) रासायनिक गुणधर्म: क्षारता, विरघळलेले वायू (ऑक्सिजन, CO₂, नायट्रोजन), pH सुमारे 8.1 (किंचित अल्कधर्मी), पोषकद्रव्ये (नायट्रेट, फॉस्फेट).

सागरजलाचे तापमान (Temperature of Ocean Water)

• सागरजलाला उष्णता मुख्यतः सूर्यतापापासून मिळते; अल्प प्रमाणात पृथ्वीच्या अंतर्भागातून व रासायनिक क्रियांमधून.
• पाण्याची विशिष्ट उष्णता जास्त असल्याने पाणी हळूहळू तापते व हळूहळू थंड होते. त्यामुळे सागरजलाची दैनिक तापमान कक्षा फारच कमी (सुमारे 1°C पेक्षा कमी) व वार्षिक कक्षाही कमी असते.
• पृष्ठभागावरील सर्वाधिक तापमान ऑगस्टमध्ये व सर्वात कमी फेब्रुवारीमध्ये (उत्तर गोलार्ध) आढळते – जमिनीपेक्षा उशिरा.
• तापमान समताप रेषांनी (Isotherms) नकाशावर दाखवतात.

तापमानाच्या वितरणावर परिणाम करणारे घटक

1. अक्षांश: विषुववृत्ताकडून ध्रुवाकडे सूर्यकिरणे तिरपी होत जातात, म्हणून तापमान कमी होते.
2. जमीन व पाणी यांचे असमान वितरण: उत्तर गोलार्धात जमीन जास्त असल्याने तेथील महासागर दक्षिण गोलार्धापेक्षा जास्त उबदार. बंदिस्त समुद्र (तांबडा समुद्र, पर्शियन आखात) खुल्या महासागरापेक्षा उष्ण.
3. प्रचलित वारे: किनाऱ्याकडून समुद्राकडे वाहणारे वारे पृष्ठभागावरील उबदार पाणी दूर ढकलतात व खालून थंड पाणी वर येते (ऊर्ध्ववहन – Upwelling), उदा. पेरूचा किनारा.
4. सागरी प्रवाह: उष्ण प्रवाह तापमान वाढवतात (गल्फ स्ट्रीम), थंड प्रवाह कमी करतात (लॅब्राडोर, कॅनरी).
5. क्षारता व घनता.
6. स्थानिक घटक: हिमनग, नद्यांचे पाणी, बाष्पीभवन, ढग.

तापमानाचे आडवे व उभे वितरण

अ) आडवे (Horizontal) वितरण:

• सरासरी पृष्ठीय तापमान विषुववृत्ताजवळ सुमारे 26°–27°C असून ध्रुवाकडे ते 0°C ते −1.9°C पर्यंत कमी होते.
• सर्वाधिक तापमान विषुववृत्तावर नव्हे तर थोडे उत्तरेकडे (सुमारे 5° उ.) आढळते – उत्तर गोलार्धात जमीन जास्त असल्याने.
• उत्तर गोलार्धातील महासागर दक्षिण गोलार्धापेक्षा सरासरी सुमारे 2–3°C अधिक उष्ण (सुमारे 19.4°C विरुद्ध 16.1°C).
• उष्ण-थंड प्रवाहांमुळे समताप रेषा वाकतात.

ब) उभे (Vertical) वितरण – खोलीनुसार तापमान कमी होते; उष्ण कटिबंधीय महासागरात तीन थर दिसतात:

ध्रुवीय प्रदेशात पृष्ठभागापासून तळापर्यंत पाणी थंड असते, म्हणून तापप्रवणता थर नसतो. बंदिस्त समुद्रांत (तांबडा समुद्र) उंबरठ्यामुळे (Sill) खोल पाणीही उबदार राहते.

क्षारता (Salinity) व क्षारतेच्या वितरणावर परिणाम करणारे घटक

व्याख्या: 1000 ग्रॅम सागरजलात विरघळलेल्या एकूण क्षारांचे ग्रॅममधील प्रमाण म्हणजे क्षारता. ती दरहजारी (‰ – Parts per thousand) किंवा PSU मध्ये सांगतात. महासागराची सरासरी क्षारता 35‰ (म्हणजे 1 किलो पाण्यात 35 ग्रॅम क्षार).

प्रमुख क्षार:

क्षारतेचे स्रोत: नद्यांनी जमिनीवरून वाहून आणलेले क्षार, सागरतळावरील ज्वालामुखी उद्रेक, वाऱ्याने आणलेली धूळ.

क्षारतेवर परिणाम करणारे घटक:

1. बाष्पीभवन: जास्त बाष्पीभवन → जास्त क्षारता (उपोष्ण कटिबंध).
2. पर्जन्य: जास्त पाऊस → गोडे पाणी मिसळून क्षारता कमी (विषुववृत्त).
3. नद्यांचे गोडे पाणी: मोठ्या नद्यांच्या मुखाजवळ क्षारता कमी (गंगा, ॲमेझॉन, काँगो).
4. हिम वितळणे व गोठणे: ध्रुवीय प्रदेशात हिम वितळल्याने क्षारता कमी; गोठताना क्षार मागे राहून क्षारता वाढते.
5. वारे व सागरी प्रवाह: पाण्याच्या मिसळण्याने क्षारतेचे पुनर्वितरण.
6. समुद्राचे बंदिस्तपण: बंदिस्त समुद्र, उष्ण-कोरड्या प्रदेशात – जास्त क्षारता.

क्षारतेचे वितरण:

• विषुववृत्तावर सुमारे 34–35‰ (पाऊस जास्त).
• सर्वाधिक क्षारता उपोष्ण कटिबंधात (20°–30° अक्षांश) – सुमारे 36–37‰ (बाष्पीभवन जास्त, पाऊस कमी).
• ध्रुवाकडे कमी होत 32–33‰ पेक्षा कमी.
• बंदिस्त समुद्र: तांबडा समुद्र सुमारे 40–41‰; पर्शियन आखात सुमारे 38–40‰; तुर्कस्तानचे व्हॅन सरोवर (सुमारे 330‰), मृत समुद्र (Dead Sea – सुमारे 238‰ ते 340‰) अतिखारट; याउलट बाल्टिक समुद्र फक्त 3–15‰ (नद्या व कमी बाष्पीभवन).
• बंगालचा उपसागर (नद्या) अरबी समुद्रापेक्षा कमी खारा.

परीक्षेचे संभाव्य प्रश्न

1. (दीर्घोत्तरी) सागरजलाच्या तापमानाच्या वितरणावर परिणाम करणारे घटक सांगून तापमानाचे आडवे व उभे वितरण स्पष्ट करा.
2. (दीर्घोत्तरी) क्षारता म्हणजे काय? क्षारतेवर परिणाम करणारे घटक व क्षारतेचे वितरण स्पष्ट करा.
3. (लघुत्तरी) सागरजलाचे भौतिक गुणधर्म लिहा.
4. (लघुत्तरी) तापप्रवणता थर (Thermocline) म्हणजे काय?
5. (लघुत्तरी) सागरजलातील प्रमुख क्षार कोणते?

अभ्यासक्रमातील घटक (RTMNU)

• सागरी लाटा, भरती-ओहोटी
  (Ocean waves , Tides)
• सागरी प्रवाहांवर परिणाम करणारे घटक
  (Factor affecting to Ocean Currents)
• अटलांटिक महासागरातील प्रवाह
  (Currents of the Atlantic)
• पॅसिफिक महासागरातील प्रवाह
  (Currents of Pacific)
• हिंदी महासागरातील प्रवाह
  (Currents of the Indian Ocean)
• प्रवाळ भित्ती (Coral Reef)
  (Coral Reef)

महासागराचे पाणी सतत हालचाल करत असते. या हालचालीचे तीन प्रकार: लाटा (पाण्याची वर-खाली हालचाल), भरती-ओहोटी (पातळीचा नियमित चढ-उतार) आणि सागरी प्रवाह (ठराविक दिशेने पाण्याचे वहन).

सागरी लाटा (Ocean Waves) व भरती-ओहोटी (Tides)

अ) लाटा: वाऱ्याच्या घर्षणामुळे पृष्ठभागावरील पाणी वर-खाली होते. लाटेत पाणी पुढे जात नाही, तर फक्त ऊर्जा पुढे जाते; पाण्याचे कण वर्तुळाकार फिरतात.

• लाटेचे भाग: शिखर (Crest), द्रोणी/गर्त (Trough), उंची (शिखर ते गर्त), तरंगलांबी (Wave length – दोन शिखरांतील अंतर), कालावधी (Period).
• उथळ पाण्यात लाटा फुटतात – फेसाळ लाटा (Breakers / Surf); किनाऱ्यावर पुढे जाणारे पाणी “स्वॅश” व मागे जाणारे “बॅकवॉश”.
• त्सुनामी (Tsunami): सागरतळावरील भूकंप/ज्वालामुखीमुळे निर्माण होणाऱ्या प्रचंड लांबीच्या लाटा; किनाऱ्यावर 15–30 मी पर्यंत उंच. उदा. 26 डिसेंबर 2004 हिंदी महासागर त्सुनामी.
• लाटा किनाऱ्याची झीज करून सागरी कडे, गुहा, पुळणी (Beach) इ. भूरूपे घडवतात.

ब) भरती-ओहोटी: चंद्र व सूर्याच्या गुरुत्वाकर्षणामुळे समुद्राच्या पाण्याची पातळी दिवसातून नियमितपणे वाढते (भरती – High tide) व कमी होते (ओहोटी – Low tide).

• चंद्र जवळ असल्याने त्याचे भरती निर्माण करणारे बल सूर्याच्या सुमारे दुप्पट (सूर्याचा प्रभाव सुमारे 46%) असते.
• पृथ्वीच्या चंद्रासमोरील बाजूस गुरुत्वाकर्षणामुळे व विरुद्ध बाजूस केंद्रोत्सारी बलामुळे एकाच वेळी दोन ठिकाणी भरती येते.
• एका ठिकाणी दिवसात साधारण दोन भरती व दोन ओहोटी येतात; दोन भरतींमध्ये सुमारे 12 तास 26 मिनिटे अंतर (रोज भरती सुमारे 52 मिनिटे उशिरा).
• उधाणाची भरती (Spring tide): अमावास्या व पौर्णिमेला सूर्य, चंद्र व पृथ्वी एका रेषेत (युती) – सर्वात मोठी भरती व सर्वात कमी ओहोटी.
• भांगाची भरती (Neap tide): शुक्ल व कृष्ण पक्षातील अष्टमीला सूर्य व चंद्र पृथ्वीशी काटकोनात – लहान भरती.
• जगातील सर्वात मोठी भरती – फंडीचा उपसागर (कॅनडा), सुमारे 15–16 मी. भारतात खंभातच्या आखातात मोठी भरती.
• महत्त्व: बंदरांमध्ये जहाजांना प्रवेश (कोलकाता, कांडला), भरती ऊर्जा, मीठ उत्पादन, मासेमारी, बंदरातील गाळ वाहून नेणे.

सागरी प्रवाहांवर परिणाम करणारे घटक

सागरी प्रवाह (Ocean current) म्हणजे महासागरात ठराविक दिशेने सतत वाहणारा पाण्याचा मोठा प्रवाह – “समुद्रातील नदी”. विषुववृत्ताकडून ध्रुवाकडे जाणारे प्रवाह उष्ण, तर ध्रुवाकडून विषुववृत्ताकडे येणारे थंड असतात.

1. प्रचलित वारे: सर्वात महत्त्वाचा घटक; व्यापारी वारे विषुववृत्तीय प्रवाह पश्चिमेकडे, पश्चिमी वारे पूर्वेकडे ढकलतात.
2. पृथ्वीचे परिवलन (कोरिओलिस बल): प्रवाह उत्तर गोलार्धात उजवीकडे (घड्याळाच्या दिशेने) व दक्षिण गोलार्धात डावीकडे (घड्याळाच्या उलट दिशेने) वळतात – त्यामुळे वर्तुळाकार गायर (Gyre) तयार होतात.
3. तापमानातील फरक: उष्ण पाणी हलके व थंड पाणी जड.
4. क्षारता व घनतेतील फरक: जास्त घनतेचे पाणी खाली जाते व कमी घनतेचे पाणी वरून वाहते (उदा. भूमध्य समुद्र – अटलांटिक, जिब्राल्टर).
5. किनारपट्टीचा आकार व सागरतळ रचना: खंड प्रवाहांची दिशा बदलतात/विभागतात (उदा. ब्राझीलच्या टोकाजवळ दक्षिण विषुववृत्तीय प्रवाहाचे विभाजन).
6. ऋतुमान: हिंदी महासागरात मान्सूनमुळे प्रवाहांची दिशा बदलते.

अटलांटिक महासागरातील प्रवाह

उत्तर अटलांटिकमध्ये प्रवाहांच्या घड्याळाच्या दिशेच्या चक्राच्या मध्यभागी शांत, शैवालयुक्त सारगॅसो समुद्र आहे.

पॅसिफिक महासागरातील प्रवाह

हिंदी महासागरातील प्रवाह

हिंदी महासागर उत्तरेला आशियाने बंदिस्त असल्याने उत्तर हिंदी महासागरातील प्रवाह मान्सूननुसार ऋतूप्रमाणे दिशा बदलतात – हे त्याचे वैशिष्ट्य आहे.

• हिवाळा (ईशान्य मान्सून): उत्तर विषुववृत्तीय प्रवाह व ईशान्य मान्सून प्रवाह पूर्वेकडून पश्चिमेकडे; बंगालचा उपसागर व अरबी समुद्रात प्रवाह घड्याळाच्या उलट दिशेने.
• उन्हाळा (नैऋत्य मान्सून): नैऋत्य मान्सून प्रवाह पश्चिमेकडून पूर्वेकडे; प्रवाह घड्याळाच्या दिशेने. सोमाली किनाऱ्याने सोमाली प्रवाह उत्तरेकडे वेगाने वाहतो व ऊर्ध्ववहनाने थंड पाणी वर येते.
• दक्षिण हिंदी महासागर (कायम प्रवाह): दक्षिण विषुववृत्तीय प्रवाह (उष्ण, पश्चिमेकडे) → अगुल्हास / मोझांबिक प्रवाह (उष्ण, आफ्रिकेच्या पूर्व किनाऱ्याने दक्षिणेकडे) → पश्चिमी वाऱ्यांचा प्रवाह (थंड, पूर्वेकडे) → पश्चिम ऑस्ट्रेलिया प्रवाह (थंड, उत्तरेकडे). हे चक्र घड्याळाच्या उलट दिशेने.

प्रवाळ भित्ती (Coral Reef)

प्रवाळ (Coral) हे समुद्रातील अतिशय लहान जीव (पॉलिप – Polyp) आहेत. ते समुद्रातील कॅल्शियम कार्बोनेटपासून आपल्याभोवती कठीण कवच तयार करतात. लाखो प्रवाळांचे सांगाडे साचून तयार झालेल्या खडकाळ रचनेला प्रवाळ भित्ती म्हणतात. प्रवाळांच्या पेशींमध्ये झूझँथेली (Zooxanthellae) शैवाल राहते जे अन्न व रंग पुरवते.

प्रवाळ वाढीसाठी आवश्यक परिस्थिती:

1. पाण्याचे तापमान 20°C ते 21°C पेक्षा जास्त (आदर्श 23°–25°C) – म्हणून 30° उ. ते 30° द. अक्षांशांदरम्यान.
2. उथळ पाणी – सुमारे 50–60 मी पेक्षा कमी खोली (सूर्यप्रकाश आवश्यक).
3. स्वच्छ, गाळविरहित पाणी – नद्यांच्या मुखाजवळ प्रवाळ वाढत नाहीत.
4. सामान्य क्षारता (सुमारे 27–30‰ ते 35‰).
5. पुरेसे अन्न (प्लवक) व खुल्या समुद्राकडील बाजू.

प्रवाळ भित्तींचे प्रकार:

उत्पत्तीचे सिद्धांत: चार्ल्स डार्विन यांचा अवतलन सिद्धांत (Subsidence theory) – ज्वालामुखी बेटाभोवती किनारी भित्ती तयार होते; बेट हळूहळू खचत गेले आणि प्रवाळ वर वाढत राहिले तर ती अडथळा भित्ती बनते; बेट पूर्ण बुडाल्यावर कंकणद्वीप उरते. याशिवाय डेली यांचा हिमनियंत्रण सिद्धांत (Glacial control theory) व मरे यांचा स्थिर भूमी सिद्धांत.

महत्त्व व धोके: “समुद्रातील वर्षावने” – प्रचंड जैवविविधता, मासेमारी, किनाऱ्याचे लाटांपासून संरक्षण, पर्यटन. सागरी तापमान वाढल्याने प्रवाळ विरंजन (Coral bleaching), प्रदूषण व खाणकाम हे धोके आहेत.

परीक्षेचे संभाव्य प्रश्न

1. (दीर्घोत्तरी) सागरी प्रवाहांवर परिणाम करणारे घटक सांगून अटलांटिक महासागरातील प्रवाहांचे नकाशासह वर्णन करा.
2. (दीर्घोत्तरी) प्रवाळ भित्ती म्हणजे काय? प्रवाळ वाढीसाठी आवश्यक परिस्थिती व प्रवाळ भित्तींचे प्रकार आकृत्यांसह स्पष्ट करा.
3. (लघुत्तरी) उधाणाची भरती व भांगाची भरती यातील फरक आकृतीसह लिहा.
4. (लघुत्तरी) हिंदी महासागरातील प्रवाहांचे वैशिष्ट्य लिहा.
5. (लघुत्तरी) टीप लिहा: त्सुनामी.