الاحياء البحرية

احب ان اقدم ل مجموعة مواضيع في الاحياء البحرية وابدأها بالتالي:
العــلوم البحــريـــــة
مقدمة Introduction
منذ أكثر من خمسين عاما بدأ الاهتمام يتزايد في علوم البحارOceanography المختلفة. وذلك من اجل الاستفادة من الموارد الطبيعية أو للأغراض التجارية أو العسكرية.
زادت أهمية علوم البحار بعد ظهور كثير من نتائج الدراسات والأبحاث وبدأت كثير من المفاهيم القديمة عن البحر بالاختفاء فأصبحت الأنظار تتجه إلى البحر لحل العديد من المشاكل المائية والغذائية والطبية. أما بعد ظهور الأقمار الصناعية قد تم إعادة مسح جميع بحار ومحيطات العالم في زمن قياسي وأصبح من السهل معرفة طبيعة وجغرافية أي مكان في العالم. إن الأقمار الصناعية تساعد السفن في ألمحافظه على خط مسارها وموقعها بالإضافة لسهولة الاتصال إلى أي مكان في العالم. يجب علينا الخروج من المجال الأكاديمي إلى المجال التطبيقي لعلوم البحار وإنشاء المعاهد المتخصصة للأعمال البحرية المختلفة.
علم البحار والمحيطات هو العلم الذي يختص بدراسة خصائص البيئة البحرية والحياة تحت سطح الماء والعوامل المؤثرة عليهما والعلاقات المتبادلة بينهما ودراسة إنتاجية البحار من الموارد المتجددة وغير المتجددة.
علوم البحار و أقسامه :
إن أهم عامل ساعد على تقدم العلوم البحرية بشكل سريع هو تنافس الدول الأوربية للسيطرة على مختلف قارات العالم والاستفادة من خيراتها وساعدهم على ذلك إنزال أكبر عدد ممكن من السفن التي قامت بجمع المعلومات الخاصة بعلوم البحار المختلفة وبسبب الكم الهائل من المعلومات جرى تقسيمها أو تصنيفها على أسس علمية حيث يتفرع إلى أربعة فروع وهي:

1- علم البحار الجيولوجي Geological Oceanography
يهتم هذا العلم بدراسة الأشكال التضاريسية والتكوين لرواسب قيعان المحيطات والبحار وكذلك يهتم هذا العلم بدراسة تاريخ ونشأت وتوزيع وحركة الصفائح الأرضية. ويعتبر علم البحار الجيولوجي من العلوم الحديثة ولها أهمية كبرى للاستفادة مما تحويه قيعان المحيطات والبحار من ثروات طبيعية ولا يزال هذا العلم يحتاج إلى المزيد من الدراسة لتحصيل المزيد من المعلومات.

2- علم البحار الطبيعي :Physical Oceanography
يهتم هذا العلم بدراسة الظواهر الطبيعية للمحيطات والبحار مثل حركة الماء والأمواج والمد والجزر والتيارات البحرية بأنواعها المختلفة وكذلك يهتم هذا العلم بظواهر اختلاف درجات الملوحة والحرارة في مختلف المحيطات والبحار والتأثيرات المتبادلة للمتغيرات لحالة الجو على المحيطات والبحار. ويعتبر علم البحار الطبيعي (الفيزيائي) ذو أهميه كبيرة لعمليات الإبحار والإنقاذ والصيد.

3- علم البحار الكيميائي :Chemical Oceanography
يهتم هذا العلم بدراسة الخصائص الكيميائية المختلفة للمياه وفحص الأملاح المعدنية والمواد العضوية لرسوبيات قيعان البحار والمحيطات مما يساعد على اكتشافات تعدينية. ولقد أكد العلماء على إمكانية استخراج أدوية متنوعة من أعماق أو شاطئ البحار إذا تشكلت مجموعة متخصصة في علوم البحار وكيميائيين وصيادلة لدراسة المركبات المثيرة للاهتمام مثل بكتريا القاع والرخويات والأعشاب البحرية وكذلك سموم الكائنات البحرية. أما في حالة تضافر جهود هؤلاء الباحثين من المؤكد استخلاص عناصر ذات قيمة غذائية عالية أو اكتشاف أدوية ستفيد في علاج العديد من الأمراض المستعصية في هذا العصر.

4- علم البحار البيولوجي :Biological Oceanography
يهتم هذا العلم بدراسة وتصنيف وتوزيع كل من النباتات البحرية وجميع الكائنات البحرية المنتشرة في بحار ومحيطات العالم وسلاسل الغذاء وانسياب الطاقة وإنتاجية البحار.
المحيطات والمياه الساحلية

مفهوم البحر والمحيط:
يستخدم لفظ البحر sea ليشمل كل البحار والمحيطات في الكرة الأرضية. ويستخدمه الجغرافيين للدلالة على مناطق بحرية خاصة لها صلة مباشرة باليابسة. وبالرغم من إن البحار جزء من المحيطات أو فروعا منها إلا انها تتميز عنها ببعض المميزات منها:
1- غالبا ما تكون محددة بواسطة اليابس بأكثر من اتجاه أو مقسمة بواسطة أرخبيل من الجزر.
2- انها قليلة العمق نسبيا, حتى إن اغلبها لا يزيد عمقها عن (1000م).
3- اختلاف مياهها من وجوه مثل درجة الحرارة والملوحة عن مياه المحيطاتعلى حسب تأثرها باليابس المحيط بها وسرعة التبخر من مياهها وكثة ما ينصب فيها من الأمطار مباشرة أو من الأنهار أو السيول الآتية من اليابسة.

يفضل بعض الباحثين تقسيم البحار إلى ثلاثة أنواع وهي:
- البحار الهامشية Marginal Seas
- البحار المتوسطة Mediterranlan Seas
- البحار الداخلية Inland Seas


العوامل الفيزيائية والكيميائية للبيئة البحرية

نحن نعرف إنه عند القيام بدراسة أي بيئة لا بد من معرفة العوامل البيئية المرتبطة بها ولذلك فإنه عند دراستنا للأحياء البحرية يجب أن نكون على إلمام تام بالعوامل الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية التي ترتبط بالبيئة البحرية ولأن الكثير من هذه العوامل فيزيائية فيجدر بنا أن نتعرف عليها مثل التيارات البحرية والأمواج والمد والجزر والمد والجزر والحرارة والضوء وغيرها من المكونات الأخرى .


أولاً: العوامل الفيزيائية:
- التيارات البحرية: ( Ocean current ) :
إن معظم التيارات البحرية تحدث بسبب التأثير الاندماجي لقوة الريح على السطح مع اختلاف الكثافة بين الكتل المائية البحرية المختلفة .
ومن الأسباب الرئيسية لاختلاف الكثافة هي التبادل غير المتساوي لدرجات الحرارة بين الهواء الجوي والماء في سطوح المناطق البحرية المختلفة وكذلك بسبب اختلافات البخر وإضافة الماء العذب من مياه الأنهار والأمطار وانصهار الثلوج.
والتيار هو عبارة عن ماء يجري من مكان إلى آخر ولهذه التيارات أهمية كبيرة جداً يجهلها الكثير فلولا التيارات لأصبحت المياه راكدة في المحيطات والبحار ولانقطعت أسباب الحياة للعدد الكبير من الإحياء البحرية فالطعام والمغذيات والأكسجين تمثل ثلاثة من المواد الرئيسية التي لا بد من انتشارها في جميع أرجاء المحيط لكي يتم توزيعها على أوسع نطاق عن طريق هذه التيارات، ففي المحيط الهندي يوجد تيار إرجاعي من الغرب إلى الشرق وفي المحيط الأطلسي يوجد تيار تحت سطحي متجهاً إلى الشرق.
كما يتميز المحيط الهندي بوجود نظام المنسون(Monsoon) وهو نظام التبادل الموسمي المتغير، والواقع إن المسارات الدقيقة لكل التيارات تتحول تبعاً للمؤثرات الموسمية وغيرها من العوامل وتتأثر التيارات بثلاثة عوامل رئيسية هي:
الرياح:
ولها تأثير إيجابي في جميع المواقع تقريباً حيث تدفع الماء السطحي أمامها في نفس الاتجاه.
قوة كوريولي (Coriolis force)
وهي قوه انحراف يحدثها دوران الأرض وتجعل المحيطات تتحرك بطريقة دائرية.
السحب أو المقاومة ( Drag ):
وهي عبارة عن قوة معوقه أو مقاومة ضد جريان الماء أثناء حركة التيارات يحدثها احتكاك الماء على امتداد القاع، بمعنى أخر هي قوة سلبية تعمل على أبطاء حركة التيارات وتكون السرعة عند السطح أكبر من سرعته عند القاع .
أ- التيارات الراسية (Upwelling):
وهي أحد أنواع التيارات البحرية يصعد خلالها الماء العميق إلى السطح وتحدث هذه الحالة عندما تدفع الرياح المياه السطحية بعيداً داخل البحر فتتحرك المياه العميقة إلى أعلى لتحل محلها ولهذه العملية أهمية كبيرة في تجديد المغذيات العضوية في المنطقة التي يحدث فيها عملية الانبثاق ( Upwelling) وتكون المغذيات العضوية قليلة وقد تستنزف في المناطق التي فيها عملية الانبثاق منخفضة وتحدث في مواضع معينة من البحار والمحيطات وذلك عندما تتوفر الظروف التي تؤدي إلى حدوثها ومنها:
- انقسام تيار مائي قوي إلى شعبتين تسيران في اتجاهين متضادين فعندئذٍ يرتفع من أسفل إلى أعلى يملأ الفراغ الذي ينشأ في موضع الاختراق .
- التقاء تيارين بحرين مختلفين حيث يؤدي التقائهما إلى حدوث التغير في اتجاههما وحركة تصعيديه للماء .
- هبوب رياح قوية منتظمة من اليابس إلى البحر حيث تقوم بدفع المياه السطحية إلى داخل البحر فترتفع المياه القريبة من الساحل إلى أعلى لتحل محلها .
وعملية الانبثاق تقابلها بالضرورة عملية هبوط للماء حتى يضل التوازن المائي قائماً ولا يشترط أن يهبط الماء في نفس مكان صعوده أو بجواره وإنما قد يحدث في منطقة بعيدة وتعتبر عمليات صعود الماء وهبوطه من أهم العمليات التي تساعد على نمو البلانكتون وتكاثره لأنها تؤدي إلى تقليب الماء وصعود المياه المحملة بالأملاح والمواد الغذائية .
ب- التيارات الشاطئية:
قد تنتج بعض التياراتالشاطئية بسبب المد فكما نعلم أن الأمواج تتحطم على الشواطئ ثم تعود إلى المياهمسرعة إلي البحر ولكن في بعض الشواطئ التي يكون بها تحطم الأمواج عاليا فان نحتوتآكل في الرمال يحدث مكونا إما عوارض رملية أو انخفاضات رملية تتجمع بها المياه فيشكل موازي إلي الشاطئ وعندما تتجمع هذه المياه بشكل كافي خلف هذه العوارض أوالانخفاضات الرملية فان هذه العوارض تنهار مكونة تيارا قويا متجها نحو الماء ممايهدد حياة الكثير من الناس بالخطر مما يؤدي إلى وفاة العديد على الشواطئحول العالم.
ج- تيارات المد والجزر (Tidal cur rent) :
يحدثها ارتفاع الماء وانخفاضه بسبب التغيرات العادية التي يحدثها المد والجزر كل يوم ولا تحدث تيارات مدية جذرية على شاطئ مفتوح على البحر وتتميز التيارات المدية الجذرية بأنها تجري في اتجاه واحد عندما يرتفع المد. والواقع أن التيار المد – جذري يحدث في أي منطقة خليجية يكون جريان الماء فيها محصور في نطاق محدود.
د- التيارات المحلية (Local Currents):
لكل منطقة تياراتها المحلية الخاص بها، وتنشأ هذه التيارات المحلية بتأثير بعض العوامل مثل الريح وأشكال اليابسة والمد والجزر وأكثر المناطق الساحلية توجد بها تيارات تجري بمحاذاة الشاطئ في معظم الأوقات وهذه التيارات يرجع سببها إلى الاتجاه الذي تسير فيه الأمواج الطويلة (Swells) عندما تعلو فوق اليابسة ونتيجة لذلك يكون الجريان العام للماء في خط زبد الأمواج المتكسرة فوق الشاطئ أو أسفله وفي الحالة التي يشتد فيها الزبد فأنه قد يتحول إلى تيار قوي وخطير ويكون بمثابة انجراف بطيء (Slow drift).

الأمـــــــــــــواج The waves
سطح البحر في حركة دائمة بفعل الأمواج والمولد الظاهر للأمواج هو الريح wind waves الذي يرتطم بسطح البحر بالإضافة إلى تبدل الضغط الذي يولد العواصف storm surges والزلازل التي تولد الموج ألمدي tsunamis وكذا اختلاف خصائص الماء الذي يولد الأمواج الداخليةinternal waves .
1- أمواج الرياح ًWind waves
يسبب الريح الموج على سطح البحر بسبب نقل طاقة الرياح إلى الماء وجعلها تتحرك في مجال مداري orbital motion وتتدرج قوتها من التعرجات الطفيفة اقل من سنتيمترا واحدا إلى حد أمواج العواصف التي يبلغ ارتفاعها إلى أكثر من ثلاثين مترا. عند ارتطام الريح بسطح البحر الهادئ تحدث في البدء تعرجات بسيطة (الأمواج الشعرية) كموطئ مصدات وعند زيادة الرياح تجد لها موطئ لدفعه وبالتالي زياد ارتفاع الموجة, وزيادة أبعاد الموجة علاوة على اعتمادها على شدة الرياح وفترة وجودها ومداها في المساحة وكذا حالة البحر قبل بدء هذه الرياح. تتواصل أثناء الرياح الشديدة الأمواج وتعلو وتصبح أمواج طويلة تدعى Swells(الوبل باللهجة الدارجة). كلما ابتعدت هذه الأمواج عن مصدر الرياح ينخفض ارتفاعها بسبب الانتشار ويتغير شكل الموجة بشكل ملحوظ. وعندما تصل الأمواج إلى أعماق اقل من نصف طولها, تتشكل لها قمة واضحة. تتكسر الموجة عادة عندما يكون ارتفاع الموجة حوالي 0.8 من عمق الماء. تكون الموجة المتكسرة أمواج صغيرة تزداد بزيادة التكسر وهذا الذي نشاهده على الساحل بعد التكسر Surf zone. يساعد شكل الساحل في شدة الأمواج فتشتد الأمواج في السواحل المقعرة وتضعف في السواحل المحدبة.
تعرف طول الموجةWave length انها المسافة بين قمتين متتاليتين وتقاس بشكل قائم مع القمة أما الفترةperiod والسرعةspeed فهما مصطلحين متلازمين مع طول الموجة. فالفترة هو الزمن الذي تقطعه الموجة بمسافة طولها الموجي. والسرعة هو الزمن الذي تستغرقه لتقدم الأمواج. L=CT, حيث L هي طول الموجة وC السرعة وT الفترة.

2- أمواج العواصف: Storm surges
تنشا أمواج العواصف غالبا نتيجة تغير الضغط الجوي فوق سطح البحر أثناء العواصف. ويرتفع منسوب الماء وينخفض في المستوى. وتظل فترة العاصفة من ساعات قليلة إلى يومين وثلاثة. عادة ما نلاحظ تكرر هذه العواصف في البحار الضحلة. تضرب العواصف المناطق الساحلية وتحدث كثيرا من الأضرار.
3- الأمواج الزلزالية Seismic waves or Tsunamis
هذه أمواج مدمرة ولها أبعاد عظيمة في البحر المفتوح وقريبا من السواحل وتسببها الزلازل الواقعة تحت البحر أو البراكين تحت البحرية أو التصدعات الأرضية. تغطي الأمواج الزلزالية مساحات واسعة من البحار يعتمد على قوة الزلزال ويغمر مساحات واسعة من الأراضي الساحلية ويبيد الجزر واقرب مثال ما وقع من زلزال بحري بالقرب من جزيرة سومطرة بين المحيط الهندي والهادي وعم تأثيره إلى بلادنا وحتى إفريقيا.

4- الأمواج الداخلية: Internal waves
شبيهة بالأمواج المعتادة باستثناء انها في الأعماق تحت السطح بدلا من سطح البحر. وتنشأ بين حدود واضحة الاختلاف في الكثافة. بالرغم من أن هذه الأمواج اقل وضوحا من أنواع الأمواج الأخرى ولكنها ذات أهمية كبيرة. من صفات الأمواج الداخلية انها بطيئة ذات أبعاد كبيرة. يحدث في منطقة ما أن تكون الأمواج السطحية هادئة بينما تكون الأمواج الداخلية ذات أبعاد تصل إلى مئات الأمتار تحت سطح المحيط. قد تنشا الأمواج الداخلية نتيجة عدد من العوامل ينتج عنها مياه متباينة الخصائص ومتجاورة. مثل تدفق مياه عذبة فوق مياه مالحة أو اختلاف في الضغط الهوائي أو عند هبوب رياح شديدة فوق مسطحات من الماء بها كتل مائية مختلفة فينتج عنها أمواجا داخلية وغير ذلك.

التأثيرات البيئية للأمواج Ecological influences of waves
1- للأمواج تأثيرات بيئية مهمة وخاصة على الساحل في المنطقة بين مدية. قد لا يلاحظ الأثر الواضح في المياه العميقة ولكن تظهر هذه التأثيرات في زحزحة ترسبات القاع وانتقالها أحيانا إلى حافة الرف القاري. سجل جونسون تأثير الأمواج في تعرية القاع على أعماق (40م) في القناة الانجليزية و(50م) في البحر الأبيض المتوسط و(200م) في البحار المفتوحة.
2- تتأثر الكائنات الساحلية (بين مدية) سلبا وإيجابا بالأمواج, حيث تتأثر الحيوانات والنباتات غير المثبتة سلبا بواسطة حركة الأمواج, فقوة الماء المندفع يضاف إليها قوة الرمل والحصى المحمولة مع الماء ذات اثر مدمر على الكائنات, قد يصل مقدار قوة دفع الأمواج إلى(25000- 30000كجم/م2). وما نشاهده من حشائش وطحالب ملقاة على الساحل وكذا البطلينوسات Limpets والبرانقل Barnacles بعد الأمواج الشديدة دليل على قوة دفع الأمواج.
3- يتم تعرية الساحل الرملي والحجارة المفككة وتتكسر ببعضها البعض نتيجة دفع الأمواج وبالتالي تغير من طبيعة الساحل.
4- تنتشر الكائنات الملتصقة المقاومة للأمواج فوق السواحل الصخرية المعرضة ونرى ظاهرة المناطقية بوضوح على هذه السواحل.
5- تزود الأمواج الكائنات الساحلية بتجدد المياه والغذاء والأكسجين وتبعد المخلفات والملوثات. وتتناسب أشكال الكائنات لتقلل من اثر تأثير فعل الأمواج.

الــمـد والـجـزر (Tides):
المد (TideHigh) والجزر(TideLow) وهما حركتا ارتفاع وانخفاض ماء البحر أمام معظم سواحل البحار والمحيطات بتتابع يومي منتظم يتكرر فيه كل منهما مرتين في اليوم، ويمارس المد والجزر تأثيرهما الرئيسي على المنطقة الساحلية والأحياء التي تعيش فيها فالارتفاع والانخفاض في مياه المد والجزر يتسببان في إيجاد بيئات من البرك تتجمع فيها المياه بشكل واضح تماماً من جراء عملية المد والجزر على امتداد خطوط الشاطئ.

العوامل التي لها علاقة في حدوث المد:
هناك مجموعة من العوامل التي تسبب حدوث المد منها:
1- جاذبية القمر:
لقد لاحظ القدماء إن ارتفاع الماء وانخفاضه له علاقة بمراحل تطور القمر، واثبتوا انها هي المسئولة أولا عن حدوث المد والجزر. نظراً لأن القمر قريب من الأرض فإنه يفرض شداً انجذابياً قوياً، حيث يجذب الماء نحوه كما أنه يجذب كتل اليابسة.
2- جاذبية الشمس:
تمارس الشمس أيضاً شداً انجذابياً وعلى الرغم من إن الشمس أكبر بكثير من القمر إلا أنها تمارس نصف الشد الجذبي للقمر بسبب بعدها الشاسع عن الأرض.
وتبعاً لموقع الشمس والقمر فإن جذبها أما أن تجذباً معاً فتحدثان مداً عالياً جداً يسمى المد الربيعي (Spring tides) وليس له علاقة بفصل الربيع كما يوحى اسمه وهذا يحدث عندما تكون الشمس والقمر مقترنان وذلك عندما يكون القمر بدراً وعند ولادة القمر الجديد كل شهر أما في نهاية الأسبوع الأول والأسبوع الثالث من الشهر العربي تكون جاذبية الشمس والقمر متعامدتين وتكون حصيلة المد المنخفض(Neap tide).



3- قوة الطرد المركزية The effect of centrifugal forces:
كما أن قوة الطرد المركزي لها دور في حدوث عمليتي المد والجزر حيث يجب أن تكون قوة الطرد المركزية الناتجة من دوران الكرة الأرضية حول مركز كتلة النظام الأرضي القمري متساوية في المقدار ومضادة في الاتجاه مع قوة الجاذبية المبذولة على مركز الأرض من قبل القمر. إذن القوة الصافية المولدة للمد هي الفرق بين قوة الجذب وقوة الطرد وتكون في هذه الحالة إلى جهة القمر وعلى الجهة العكسية من الأرض أي أبعد مسافة من القمر يحدث العكس ويسمى المد العكسي.
على الرغم من إن الفترات التي تفصل بين المد والجزر أو بين المدين أو الجزرين اللذين يحدثان خلال اليوم الواحد تكون واحدة تقريباً من يوم إلى آخر فإن أوقات حدوثها تتأخر يومياً بمعدل (50دقيقة ) خلال الشهر العربي وهي نفس المدة التي يتأخر بها ظهور القمر كل ليله منذ مولدة في أول أشهر حتى اختفائه في أخره.
درجــــات الحــــرارة Temperature
الحرارة من العوامل الفيزيائية الأساسية التي تتحكم في حياة الكائنات الحية من حيث نشاطها وتوزيعها. وقد تكون عامل محدد limiting factor للنمو والتوزيع. وعليه فأن أحد أسس التوزيع الجغرافي للنبات والحيوان هو المناطقية الحرارية. تعتمد القدرة على تحمل تغيرات درجات الحرارة على نوع الكائن الحي, بعض الكائنات تتحمل تغيرات بسيطة في درجات الحرارة وتدعى ذات المدى الحراري الضيق stenothermal وهي غالبا الكائنات التي تعيش في المحيط Oceanic. أما البعض الآخر فيتحمل تغيرات حرارية مختلفة وتدعى ذات المدى الحراري الواسع Eurythermal وهي غالبا التي تعيش في المناطق الساحلية والمصبات. أما الحيوانات نفسها من الناحية الفسيولوجية فتندرج تحت مجموعتين, الأولى متجانسة الحرارة أو ثابتة الحرارة أو ذوات الدم الدافئ Homothermic لا تتأثر حرارتها الداخلية بتغير درجة حرارة الوسط الذي تعيش فيه وتشمل الطيور والثديات. والمجموعة الثانية هي متغيرة الحرارة Poikilotherms وفيها تتذبذب الحرارة الداخلية تبعا لدرجة حرارة الوسط الذي تعيش فيه بشكل أو بآخر وتشمل بقية الحيوانات غير الطيور والثديات.
الــــضــــوء (Illumination):
يلعب الضوء دورا مهما جداً في الحياة البحرية ولذلك فأنه لا يصل إلى أعماق بعيدة مقارنة بأعماق المحيطات حيث تختلف الإضاءة الواصلة إلى سطح البحر بناءً على عوامل مختلفة منها الموقع والوقت والشدة بالنسبة للإضاءة الواصلة إلى سطح البحر وشفافية الماء حيث يتأثر بالعوامل التي تقلل من وصول الضوء مثل السحب والضباب .
ينعكس جزء كبير من الإشعاع الضوئي من سطح البحر وقد تصل بنسبة الانعكاس إلى (50%) من إجمالي الضوء الساقط وبالرغم من أنه حتى في البحر الصافي نرى إن ( 80%) من الضوء الساقط على سطح البحر لا يتعدى اختراقه العشرة المتر الأولى فإن الماء العكر أقل بكثير من ذلك، وعليه نرى إن التأثير الحراري لضوء الشمس محصوراً في الأمتار القليلة العليا من سطح البحر. يعتبر الضوء أحد العوامل الرئيسية في توزيع الكائنات الحية ولكن تأثيره في حالات كثيرة صعب تفسيره وفهمه.
ولهذا نلاحظ وبشكل عام إن الكائنات الحية تتركز في المنطقة الضوئية العليا بسبب توفر المادة العضوية نتيجة لعملية البناء الضوئي أما في الأعماق المختلفة فنلاحظ تناقص للكائنات الحية للسبب نفسه وهو قله كمية الضوء كلما تعمقنا إلى أسفل وبالتالي تنعدم عملية البناء الضوئي ولكن نلاحظ إن الكائنات الحية تمارس الهجرتين الراسية من أعلى إلى أسفل والعكس.
ثانياً: الخصائص الكيميائية لماء البحر:
من الواضح أن ماء البحر وسط ممتاز للتنوع الحيوي وكثرة الأحياء، حيث تعيش فيه الكائنات الحية منذ الأزل (بدليل الحفريات) ويعتقد أن الحياة بدأت في الماء واختلاف نمط حياة في البحر ما هو إلا دليل على قدم هذه التظلم البيئية. وتتواجد في البحر كل العناصر التي يحتاجها الكائن الحي لبناء البروتوبلازم بأشكال وتركيز مناسبين .
ومركبات ماء البحر عبارة عن الناتج المتجمع لملايين السنين من جراءإذابة الماء للصخور، التربة، الكائنات والجو. حوالي 3.5 % من ماء البحر يحتوي علىمواد مذابة من هذه المصادر وبقية الحجم 96.5 % عبارة عن ماء عذب. ويمكن تقسيمالمواد الطبيعية والموجودة في ماء البحر إلى ثلاثةأجزاء:


موادغير عضوية:
وعادة ما تطلق على الأملاح ومنها الأملاح المغذية والمهمةلنمو النباتات. الأملاح المغذية عديدة في البحار وتسمى أحيانا بالمخصبات في البحارومن أهمها النيترات, النترات, السيليكات, الفوسفات والامونيا. هذه الأملاحالمغذية تستخدم عادة في عمليات التمثيل الضوئي للنباتات التي تعيش بالقرب من السطح ويتم إنتاجها إلى الماء من الأعماق عن طريق تكسير الفضلات البكتيريةوالحيوانية المنتجة. هذه الخطوات تقلل منتركيزات هذه الأملاح في المياه السطحية وبالتالي فإنها تتواجد بكثرة في المناطقالعميقة .إذا ماءالبحر عبارة عن محلول كيميائي متكامل للحياة لأنه يحتوي على كل العناصر الكيميائيةالضرورية لنمو وصيانة الأغشية النباتية والحيوانية. الماغنيسيوم، الكالسيوم،البيكربونات، والسليكا تعتبر مكونات ضرورية للأجزاء الصلبة للحيوانات البحرية.النترات، الفوسفات تعتبر ضرورية للنباتات لعمليه تخليق موادعضوية.
هناك تشابهكبير بين المكونات الكيميائية لماء البحر وتلك الموجودة في أجساد النباتاتوالحيوانات البحرية. معظم الايونات الموجودة في البحر تعتبر مركبات هامه فيأجساد كل الكائنات. التوزيعات الراسية للأملاح المغذية تتناسب عكسيا مع التوزيعاتالراسية للأوكسجين والأملاح المغذية يعطي صورة للتعاكس البيولوجي الذي يؤثر على نسبتواجدها في مياه البحر. الأوكسجين عاده ما ينتج في الطبقات القريبة من السطح عنطريق النباتات ويستغل بالحيوانات على العكس من الأملاح المغذية والتي تستخدم أوتستغل بالقرب من السطح عن طريق النباتات وتنتج أو تطلق عن طريق الحيوانات في كلالأعماق.
غازات ذائبة:
ذوبانية الغازات في المياه البحرية تتأثر كليابدرجات الحرارة. الذوبانية تكون عالية في درجات الحرارة المنخفضة ولكن ذوبانيةالغازات الجوية في الماء ثابتة. النيتروجين، ثاني أكسيد الكربون والأكسجين هم أكثرالغازات تواجدا في البحر.
النيتروجين N2 بالمقارنة يعتبر غــاز ثابت بمعنى أنه لا يتأثر أو لايتدخل في الخطوات الأولية لمعظم الكائنات. على العكس فان ثاني أكسيد الكربونوالأكسجين يدخلان في النشاطات البنائية. تستخدم النباتات الخضراء ثاني أكسيدالكربون والأكسجين والماء في وجود الضوء لإنتاج مواد عضوية ذات طاقات عالية مثلالسكريات ويطلق الأكسجين وتسمى هذه العملية بالتمثيلالضوئي
خطوات التنفسللنباتات والحيوانات عكس خطوات التمثيل الضوئي وذلك لإطلاق الطاقة المستخدمةوالمتكونة في المواد العضوية في غذاء الكائنات وبالعكس فان الأكسجين يستخدم فيالتنفس وينتج ثاني أكسيد الكربون .ثاني أكسيد الكربون يتواجد بكثرة في معظم المناطقالبحرية بنسب تساعد على نمو الكائنات البحرية. ماء البحر له القدرة على استيعاب كميات كبيرة منثاني أكسيد الكربون. تواجد ايون الهيدروجين في الماء يتحكم في نوعية الماء (حمضي أوقاعدي).
الأكسجين في الحالة O2 ضروري لحياة معظم الكائنات ما عدا بعض الحياةاللاهوائية. قلة وكثرة تواجد الأكسجين في ماء البحر يؤثر تأثيراً قوياً على تواجدوتوزيع الحياء البحرية.
مواد عضوية:
وهى عادة ما تصدر عن طريق الكائنات الحية إلى ماء البحر. المواد العضوية الذائبة في ماء البحر تحتوي على دهون زيوت نشويات فيتامينات أحماضأمينيه بروتينات وبعض المواد الأخرى. هذه المواد اعتبرت ولفترة طويلة انها مصدرغذائي مهم للبكتريا والعديد من الكائنات الأخرى. إضافة إلى ذلك فقد أثبتت الأبحاثالحديثة أن بعض المركبات العضوية الأخرى وخاصة المنتجة مثل مادة DDT وموادالهيدروكربون الكلورينيه والمتجمعة في ماء البحر لها تأثيرات مدمره على بعض أشكالالحياة البحرية.
- الملــوحــة (Salinity):
تعرف الملوحة بأنها قياس المواد المذابة في ماء البحر حيث أن ماء البحر حيث أن ماء البحر يحوي في المعدل (35جم) من المواد المذابة في(1000جم) من الماء.
من الملامح الواضحة لماء البحر انه بالرغم من اختلاف الملوحة من مكان لآخر ولكنه لا يوجد اختلافات في الكميات النسبية للمواد المختلفة المذابة في أي درجة ملوحة. فهناك ثبات في النسب المختلفة للمواد المذابة في ماء البحر بالرغم من اختلاف درجات الملوحة مما يسمح بقياس المواد الرئيسة في ماء البحر وتطبيق المعادلة السابقة. يقدر المعدل العام للملوحة في البحار بحوالي (35‰). وبشكل عام في المحيطات تختلف ملوحة سطح البحر حسب العروض حيث تكون متدنية في خط الاستواء وترتفع حتى تصل درجاتها العليا عند خط عرض 20˚ شمالا وجنوبا, وتنخفض ثانية باتجاه الأقطاب. أي تعتمد ملوحة السطح على عاملين, درجات البخر والتهطال, ويعتمد العاملان على دوران الهواء الجوي في أي منطقة. وتتدرج الملوحة في البحر العربي بين(37‰) و(36‰) وتصل في نطاق البحر الأحمر على سواحلنا إلى (38‰). ومن النظرة الكيميائية, المكونات السائدة في المياه البحرية بدرجة(35‰) أي 35 جزء من المواد مذابة في 1000 جزء من الماء كالتالي:

المكون
جرام/كجم
صوديوم
10.77
مغنيسيوم
1.30
كالسيوم
0.409
بوتاسيوم
0.388
سترونتيوم
0.010
كلوريد
19.37
كبريتات
2.71
بروميد
0.065
كربون(في إطار كربونات وبيكربونات
وثاني أكسيد الكربون الجزيئي)
0.023 pH8.4
0.027 pH7.8


العوامل التي تؤثر على ارتفاع أو انخفاض ملوحة المياه وهي البخر العالي وكذلك الاتصال بالمحيط بمضايق ضيقة وكذلك قلة أو زيادة مياه الأنهار التي تصب في المحيط أو مجاري السيول التي تتجه إلى المحيط أيضا كلها عوامل تساهم في ارتفاع أو انخفاض ملوحة مياه البحار ولا تختلف ملوحة المياه سطحيا فقط بل تتباين كذلك مع العمق فملوحة القاع تزيد عن تلك الموجودة علي السطح ولكن هذه الزيادة في الملوحة مع العمق ليست زيادة منتظمة, فزيادة معدل الملوحة بصورة مفاجئة وسريعة حيث يطلق على هذه المنطقة من الزيادة الكبيرة المفاجئة في الملوحة المنحني الملحي (halocline) ويرجع سبب زيادة الملوحة مع العمق إلى درجة حرارة القاع المنخفضة، وتجلب المحيطات أملاحها من مصادر متعددة فمياه الأنهار والسيول التي تتدفق إلى المحيطات ليست مصدرا للماء العذب فقط بل انها مصدرا كذلك للأملاح التي تقشط من مجاري الأنهار والجبال وكذلك فان فتحات المياه الساخنة في أسفل قاع المحيط مصدرا مهما للأملاح والمعادن كذلك .

ثالثاً: الخصائص الطبيعية لماء البحر :

- كثافة ماء البحر (Water density):
ترتبط كثافة المياه عموماً بعاملين رئيسين هما: درجة ملوحتها ودرجة حرارتها فبينما تكون العلاقة طردية بين درجة الملوحة والكثافة فأنها عكسية بين درجة الحرارة والكثافة، وتقدَّر كثافة المياه التي نسبة ملوحتها ( 35‰) وهي النسبة العامة لملوحة مياه البحار في درجة حرارة صفر مئوي بنحو ( 1.028) ولكن هذه الكثافة تتغير من بحر إلى آخر تبعاً لتغير نسبة الملوحة ودرجة الحرارة، وقد عرفنا إن للماء خاصية فريدة وهو أن أعلى كثافة له هي عند ( 4ْ م) وإذا زاد عن هذه الدرجة فأنه يتمدد ويتحول إلى جليد وتكون كثافته قليلة، كما أن اختلاف الكثافة في طبقات الماء المختلفة يؤدي أحياناً إلى حدوث الدورات الرأسية كما أن الضغط من العوامل المؤثرة على الكثافة على الرغم من إن هذا التأثير ليس كبيراً.
-التوتر السطحي (Surface Tension):
التوتر السطحي عالي في الماء فهو يأتي بالمرتبة الثانية بعد الزئبق للمواد السائلة حيث إن جزيئات الماء في حالة شد نتيجة للقطبية الموجودة فيه حيث أن جزئيات الماء في حالة تجاذب وهذه يسمح للأشياء التي أثقل من الماء أن تطفو على السطح ولولا هذه الخاصية لما استطاع أي شيء إن يطفو على سطح الماء.
- السعة الحرارية للماء (Heat capacity):
يمتاز الماء بسعة حرارية عالية مقارنه بالمواد الأخرى وهي كمية الحرارة المطلوبة لرفع واحد جرام من أي مادة درجة حرارة مئوية واحدة ويطلق عليها السعة الحرارية لتلك المادة وهي أقل من واحد كالوري لأغلب المواد غير الماء.
البيئة البحرية Marine environment
يمكن تقسيم البيئة البحرية إلى نطاقين هما:
أولا/ نطاق بيئة المياه المفتوحة Pelagic realm
ثانيا/ نطاق بيئة القاع البحري Benthic realm
أولا/ نطاق بيئة المياه المفتوحة Pelagic realm:
تشمل جميع النطاق المائي ابتداء من المستوى العام لسطح الماء وحتى القاع بما فيها من الكائنات التي تعيش بعيدا عن القاع. وتقسم أفقيا حسب العمق إلى منطقتين أساسيتين هما:
1- المنطقة الشاطئية: (Neritic Zone) 2- المنطقة المحيطية: (Oceanic Zone)
1- المنطقة الشاطئية: Neritic Zone:
تشمل تلك المنطقة كتلة الماء التي تمتد فوق الرف القاري بدء من سطح الماء حتى عمق 200 متر وتتميز بوفرة الأكسجين نتيجة تقليب الماء وكسر الأمواج وارتفاع درجة الحرارة ووفرة الغذاء.



2- المنطقة المحيطية : Oceanic Zone
تشمل المنطقة التي تلي الرف القاري مباشرة وتقسم عموديا إلى عدة مناطق على أساس العمق أو درجة الحرارة أو نفاذية الضوء وتقسم على أساس العمق ودرجات الحرارة إلى خمس مناطق رأسية هي:
1- منطقة سطح المحيط أو المحيطية العليا Epipelagic Zone
وتطلق على المنطق العلوية لعمود الماء ابتداء من السطح وحتى عمق 200 متر وتتميز بدرجة حرارة مرتفعة لكنها تقل تدريجيا مع العمق وتعد تلك المنطقة غنية بالأكسجين والضوء والهائمات وكثير من الكائنات البحرية الأخرى.
2- المنطقة المحيطية الوسطي: Mesopelagic zone
وتلي المنطقة سطح المحيط أو المحيطية العليا حتى عمق 700 -1000 متر وتتباين درجة الحرارة بها من 18 درجة مئوية إلى 4 درجات في طبقات الماء السفلى ويقل فيها الأكسجين إلى أدنى مستوياته ويقل الضوء.
3- منطقة المياه العميقة:Bathypelagic zone
وتمتد أسفل المناطق السابقة حتى عمق 3 كم وأحيانا حتى 4 كم وان كانت تعد من المناطق الغنية بالأكسجين خاصة في المناطق الشمالية والجنوبية من الكرة الأرضية نظرا لتشبع الماء البارد بالأكسجين وهبوطه مع زيادة كثافته.
4- منطقة الأحواض المحيطيةAbyssal pelagic zone
تمتد تلك المنطقة فوق الأحواض المحيطية أي مابين 3-4 كم وحتى 6 كم وهي منطقة مظلمة وكائناتها قليلة وغريبة وتتأثر بضغط عالي نتيجة وزن عمود الماء ولكنها تتميز بدرجة حرارة شبه ثابتة تقريبا 4 درجات مئوية
5- منطقة الأغوارHadal zone:
وتبدأ من نهاية المنطقة السابقة وحتى عمق 11 كم وتعد تلك المنطقة من أشد المناطق ظلاما وتخلو من الكائنات البحرية نتيجة تأثير كثير من العوامل الجيولوجية والفيزيائية عليها.
كما أمكن تقسيم المنطقة المحيطية رأسيا إلى مناطق مضيئة ومناطق مظلمة
1- المنطقة المضيئة: Photic Zone
هي تلك المنطقة العلوية التي تبدأ من سطح عمود الماء وحتى عمق 200- 500 متر وتتم فيها عملية التمثيل الضوئي وتتميز بوفرة عالية من مستويات الأكسجين ودرجة حرارة مرتفعة.
2- منطقة الرؤية:Mesopelagic Zoneوتمتد من عمق 500-1000 متر تقريبا وفي تلك المنطقة تستطيع الحيوانات الرؤية ولكن لا تتم عملية البناء الضوئي نظرا لعدم كفاية الضوء.
3-المنطقة المظلمة: A photic zone
وهي المنطقة السفلي وتمتد أسفل منطقة الرؤيا أي فيما بين 1000- إلى القاع وهي ظلام دامس.
نطاق بيئة القاع البحري Benthic realm:
يشمل جميع مناطق بيئة القاع بدء من المناطق الساحلية الفاصلة بين اليابس والماء حتى أقصى عمق بالأغوار المحيطية ويمتد قاع المحيط لمساحات شاسعة وهو مسطح من حيث الطبيعة غير أن هناك الكثير من الجبال (Seamounts) والتلال (Hills) والارتفاعات (Rises) والحواف أو الحيود (Submarine ridges) البحرية التي ومناطق الأغوار والخنادق المحيطية (Hadal and trench).


الشواطئ البحريةSea Shores
من المتعارف عليه أن هناك أنواع من الشواطئ البحرية وهي:
الشـــــــــــواطـــــــــــــئ الصخــــــــــريـــة Rocky Shores
يتميز الشاطئ الصخري بصلابة السطح أو المرتكز. وثبات أو صلابة الشاطئ سمحت للكائنات القاعة المثبتة أو اللاصقة في بقائها وعدم قلعها أثناء الموج. يمثل احد الشواطئ الغنية ويظهر صورا مختلفة من الجماعات والتنوع الحيوي.فهنا تعيش كثير من الكائنات الملتصقة مثل برنقل الصخر Barnacles وبلح البحر Mussels و Oysters والطحالب وغيرها وتتم عملية اللصق في هذه الكائنات بطرق عدة, الطحالب بقبضتها السفلية Holdfast ونجم البحر بأقدامه الأنبوبية وبلح البحر تلتصق بخيوط الرسن Byssus وبرانقل الصخر والاوسترات تفرز مواد لاصقة تثبتها على الصخور.
الشواطئ الرمليةSandy shores:
هي الشواطئ التي لها حركة موحية جيدة حيث لا تجد الدقائقيات الصغيرة الفرصة للاستقرار. الشواطئ الرملية أماكن غير محببة لكثير من الحيوانات البحرية وبسبب حركة القاع وعدم استقراره مع حركة المد وضربات الموج. وعليه فان الملاحظ أن الشواطئ الرملية ذات مظهر عار من الكائنات مقارنة بالشواطئ الصخرية. فتراكم وإزالة الرمال سيؤثر على الكائنات التي تعيش على الشاطئ. لوحظت هجرة بعض الكائنات على الشاطئ نفسه فعند تعرية المنطقة السفلى من الشاطئ تهاجر إلى الأعلى وعند الامتداد تهاجر إلى الأسفل ومن هذه الكائنات Donax incarnates سرطانEmerita halthuisi والبطنقدمي Bullia melanoioles.وتؤثر حبيبات الرمل على المياه بين الحبيبات, فتصعد كمية الماء بسبب الخاصية الشعرية في الحصيات الدقيقة إلى ارتفاع أعلى من مستوى سطح البحر على الشاطئ مما يسمح للكائنات أن تعيش بين الرمل في حالة رطبة حتى عند انحسار الماء ويكون السطح الرملي جاف فقط. تسمح الشواطئ الرملية بالحفر فيها والحياة بين الرمل لوجود تبادل الماء والأكسجين.


الشواطئ الطينيةMuddy shores:
الشواطئ الطينية من خصائص مناطق المصبات أو مناطق الاخوار حيث الأمواج ضعيفة مما يسمح باستقرار حبيبات الطين لتكون امتدادات الشواطئ الطينية المستوية. تلعب أحجام الدقائقيات المكونة للساحل الطيني دورا هاما وتحدد ثبات القاع وتحدد مقدرة الكائنات القاعية من عملية الحفر والحياة فيها. قد تتفاوت حجم دقائقيات الشاطئ الطيني وقد يكون خليط من الرمل والغرين silt لكن الخاصية الأساسية في هذا القاع أكثر من تلك الموجودة في الشاطئ الرملي. يحتوي الشاطئ الطيني على نسبة عالية من المواد العضوية مقارنة بالشواطئ الأخرى والتي تكون في حالة دقائقيات مفتتة أو متحللة مما يدعم حياة تغذية مترسبات وتغذية عالقة (مرشحة). لا يسمح المحتوى العضوي للقاع وكذا دقة الحبيبات المكونة له بالتبادل الحر والسريع لتيار الماء بين عمود الماء وطبقات القاع البينية. وعليه فان الحياة الهوائية في لطبقات العلوية من القاع وتلجأ الكائنات في الطبقات لدنيا للحياة اللاهوائية.
المشكلات التي تعانيها الحياة الشاطئية
1. النشاط الموجي :-
يؤثر الفعل الميكانيكي للأمواج وخاصة تلك المثبتة على الصخور وتلك الحيوانات الحافرة في الرمل وإزالة المرتكز غير المتماسك .
2. تذبذب درجات الحرارة :-
قد تنخفض درجات الحرارة في العروض الباردة إلى تحت الصفر المئوي وفي المناطق الحارة قد تصل درجات الحرارة إلى 40 درجة مئوية ولهذا فان الارتفاع والانخفاض يؤثر على حياة الكائنات الحية في هذه المنطقة على الرغم من تحمل بعضها لدرجات حرارة مرتفعة أو منخفضة .
3. الجفاف:-
وهذا يحدث عند انحسار الماء أثناء الجزر وارتفاع درجات الحرارة أثناء النهار مما يؤدي إلى جفاف وضياع الماء من الحيوانات وقد يؤدي إلى موتها .
4. تغيرات الملوحة:-
قد تتعرض الشواطئ للبخر أثناء درجات الحرارة العالية أو انها تتعرض كمية الأمطار وهذا يؤدي إلى ارتفاع وانخفاض الملوحة فيؤثر على حياة الكائنات الحية على الرغم من تحمل بعضها لدرجات ملوحة مرتفعة ومنخفضة .
5. التلوث:-
يعتبر التلوث من أهم المشاكل التي تعانيها الحياة الشاطئية حيث تتعرض الكائنات الحية لكثير من الملوثات مما يؤدي إلى موت بعضها وهروب بعضها من مكان إلى آخر وسوف نستعرض مشكلة التلوث في المحاضرات القادمة.

شكرا على هذا الطرح المفيد والمميز بارك الله فيك