قاع البحر: الخصائص ، التضاريس ، الأنواع ، النباتات والحيوانات - بيئة - 2025

في قاع البحر هو جزء من القشرة الأرضية التي هي تحت سطح البحر. إن قاع البحر شديد التنوع ويمكن تصنيفه من خلال استخدام متغيرات متعددة.

على سبيل المثال ، يمكننا تصنيفها حسب المادة التي تتكون منها وحجم حبيباتها ، ولكن يجب أيضًا تحديد العمق الذي توجد فيه ، وكذلك الكائنات الحية التي تستعمرها (النباتات والحيوانات).

الشكل 1. مخطط تقسيمات المحيطات المختلفة. يتم رؤية التقسيمات على أساس المسافة إلى الشاطئ والأقسام على أساس العمق. المصدر: Oceanic divisions.svg: Chris huh ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

يتميز قاع البحر من الناحية الجيولوجية عن القارات. إنه يواجه دورة دائمة من التكوين والدمار الذي يشكل المحيطات ويسيطر على الكثير من الجيولوجيا والتاريخ الجيولوجي للقارات.

الخصائص العامة

تقوم العمليات الجيولوجية بنحت الخط الساحلي وتحديد عمق المياه والتحكم فيما إذا كان القاع موحلًا أم رمليًا أم صخريًا ، وإنشاء جزر وتلال بحرية جديدة (التي تستعمرها الكائنات الحية) ، وتحديد طبيعة الموائل البحرية بعدة طرق.

جيولوجيا

يرجع التمييز الجيولوجي بين المحيط والقارات إلى الاختلافات الفيزيائية والكيميائية في الصخور التي تشكل القشرة في كل حالة.

تتكون القشرة المحيطية ، التي تشكل قاع البحر ، من نوع من المعادن يسمى البازلت ذو لون غامق. على عكس هذا ، فإن غالبية الصخور القارية من النوع الجرانيت ، مع تركيبة كيميائية مختلفة عن البازلت ولون أفتح.

يوم التأسيس الوطني

سلسلة التلال الوسطى الأطلسية عبارة عن هيكل يمر عبر جزء كبير من الكوكب في اتجاه الشمال والجنوب والذي يتكون منه قاع البحر باستمرار نتيجة لانفصال الصفائح التكتونية.

الشكل 2. يمثل التلال في منتصف المحيط الأطلسي حدود الصفائح التكتونية التي يتولد منها قاع البحر الجديد. المصدر: تم تحميله في الأصل على ويكيبيديا الإنجليزية: 14:51 ، 21 أكتوبر 2003. JamesDay (نقاش / مساهمات). 200 × 415 (21177 بايت) (خريطة تلال وسط المحيط الأطلسي) ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

نتيجة لهذه الظاهرة ، يكون قاع المحيط بالقرب من التلال أصغر (جيولوجيًا) من قاع المحيط الأقرب إلى القارات ، نظرًا لأنه تم إنشاؤه مؤخرًا.

هذه الظاهرة لها عواقب على تكوين وحجم الجسيمات (من بين متغيرات أخرى) ، والتي تؤثر على أنواع مختلفة من الموائل وسكانها.

جغرافية

تغطي المحيطات حوالي 71٪ من سطح الأرض ، ويعد قاع البحر أحد أكثر الموائل انتشارًا في العالم.

من ناحية أخرى ، لا يتم توزيع المحيطات بالتساوي فيما يتعلق بخط الاستواء. يوجد في نصف الكرة الشمالي 61٪ من المحيطات ، بينما في نصف الكرة الجنوبي حوالي 80٪. هذا الاختلاف البسيط يعني أن هناك امتدادًا أكبر لقاع المحيط في نصف الكرة الجنوبي.

تصنيف المحيطات

تصنف المحيطات تقليديا إلى أربعة أحواض كبيرة:

المحيط الهادي

إنه أكبر وأعمق محيط ، تقريبًا بحجم كل المحيطات الأخرى مجتمعة ، على 166.2 مليون كيلومتر ^مربع ومتوسط ​​عمق 4188 مترًا.

المحيط الأطلسي

تبلغ مساحتها 86.5 مليون كيلومتر ^مربع ، وهي أكبر قليلاً من المحيط الهندي (73.4 مليون كيلومتر ^مربع) ، لكن الاثنين متشابهان في متوسط ​​العمق (3736 و 3872 مترًا على التوالي).

المحيط المتجمد الشمالي

إنه أصغر المحيطات وأكثرها ضحالة ويبلغ عمقه حوالي 9.5 مليون كيلومتر ^مربع و 1130 مترًا.

العديد من البحار الضحلة ، مثل البحر الأبيض المتوسط ​​وخليج المكسيك وبحر الصين الجنوبي ، مرتبطة أو هامشية بأحواض المحيطات الرئيسية.

اتصال بين المحيطات

على الرغم من أننا نتعامل مع المحيطات بشكل عام ككيانات منفصلة ، إلا أنها في الواقع مترابطة. تسمح الروابط بين الأحواض الرئيسية لمياه البحر والمواد وبعض الكائنات الحية بالانتقال من محيط إلى آخر.

يمكن أيضًا تصور قاع البحر كنظام كبير مترابط. ومع ذلك ، فإن المتغيرات الأخرى مثل عمق الكتلة المحيطية عند نقطة معينة ، والتغيرات المفاجئة في التضاريس ، من بين أمور أخرى ، تضع حدودًا حقيقية لجزء كبير من الحيوانات المحيطية.

أنواع قاع البحر

يعتمد تصنيف قاع البحر على متغيرات مختلفة ، مثل العمق واختراق الضوء والمسافة إلى الساحل ودرجة الحرارة والركيزة التي يتكون منها.

يمكن تصنيف قاع البحر إلى:

- الخلفية الساحلية

تتراوح السواحل من حد أعلى المد إلى الحد الذي يحدد منطقة euphotic (حوالي 200 متر) ، حيث يخترق الإشعاع الشمسي (ويحدث التمثيل الضوئي).

في منطقة euphotic يتم إطفاء 99٪ من الإشعاع ، مما يجعل من المستحيل حدوث التمثيل الضوئي في المناطق العميقة.

مناطق القاع الساحلية

أ) المنطقة فوق الساحلية ، وهي ليست مغمورة بالمياه ولكنها شديدة التأثر بالبحر.

ب) منطقة يولتورال التي تغمرها المياه بشكل متقطع ، من حد المد المنخفض إلى المرتفع.

ج) المنطقة الساحلية الفرعية ، والتي تكون مغمورة دائمًا والتي تشمل المنطقة من حد المد المنخفض إلى منطقة euphotic. هذه المنطقة الساحلية الفرعية هي ما يعتبر قاع البحر.

أنواع الساحل

من ناحية أخرى ، يتم تصنيف القاع الساحلي أيضًا اعتمادًا على تكوينه في:

• قيعان متجانسة: تتكون أساسًا من الطين أو الرمل أو الحواف الصغيرة أو الحصى أو الصخور.
• الصناديق المختلطة: هي خليط من المكونات السابقة بنسب مختلفة. يمكن أن تتكون من طين رملي أو حصى رملية أو أي من التركيبات الممكنة.
• القيعان المنتشرة: هي انتقالات بين بعض الأنواع السابقة وتظهر في أماكن التقاء التيارات ودلتا الأنهار وغيرها.

يعتبر القاع الساحلي بشكل عام خصب للغاية ، حيث يتلقى مساهمة كبيرة من مياه الجريان السطحي للقارة ، والتي عادة ما تكون محملة بالمعادن والمواد العضوية.

حيوانات الساحل

إن الحيوانات في القاع الساحلي واسعة جدًا في المنطقة شبه الساحلية ، مما يقلل من عدد الأنواع مع تقدم المرء نحو المنطقة فوق الساحلية (حيث تكثر الأنواع مقاومة للجفاف).

تشمل مجموعة متنوعة من الحيوانات من بطنيات الأرجل ، والقشريات مثل البرنقيل ، والإسفنج ، والديدان الخيطية ، مجدافيات الأرجل ، المائية ، شقائق النعمان ، البريوزوان ، النافورات البحرية ، كثرة الأشواك ، البرمائيات ، متساويات الأرجل ، شوكيات الجلد (قنافذ البحر) ، الرخويات مثل بلح البحر والأخطبوط ، سرطان البحر والسمك.

الشعاب المرجانية ، وهي حيوانات استعمارية تؤوي الطحالب الدقيقة في أجسامها ، موجودة أيضًا على الساحل وتعمل كملاذ للعديد من الأنواع الأخرى. تحتاج هذه الحيوانات إلى ضوء للوصول إليها حتى تتمكن الطحالب الدقيقة التكافلية من التمثيل الضوئي.

تسمى الشعاب المرجانية "غابات البحر" ، نظرًا للكم الهائل من التنوع في الأنواع التي تستضيفها.

الشكل 3. نجم البحر الأزرق (Linckia laevigata) يرتكز على الشعاب المرجانية الصلبة من جنس Acropora و Porites ، في الحاجز المرجاني العظيم ، أستراليا. المصدر: Copyright (c) 2004 Richard Ling

فلورا الساحل

النباتات والطحالب موجودة أيضًا على الساحل.

في المياه الاستوائية وشبه الاستوائية ، تعتبر مروج الثالاسيا (المعروفة شعبيا بعشب السلحفاة) ، وهي نبات بحري (نبات مزهر) ، نموذجية. ينمو هذا النبات على قيعان رملية ناعمة.

يمكن لمنطقة المد والجزر (جزء من الساحل بين مستويات المد والجزر القصوى والدنيا) أن تقدم نباتات مثل أشجار المانغروف ، تتكيف مع النمو على قيعان موحلة قد تفتقر إلى الأكسجين (في ظل ظروف نقص الأكسجين).

الشكل 4. سمكة القرش الممرضة (Ginglymostoma cirratum) تستريح على مرج من عشب السلاحف (Thalassia testudinum). المصدر: NOAA CCMA Biogeography Team

غابات عشب البحر

واحدة من أكثر الموائل الساحلية الفرعية شيوعًا في المناطق المعتدلة من العالم هي "غابات" أو "أسِرَّة" عشب البحر الكبيرة ، والتي تتكون من مجموعات من الطحالب البنية من رتبة Laminariales.

هذه المجتمعات مهمة بسبب إنتاجيتها العالية وتنوع مجتمعات اللافقاريات والأسماك التي تستضيفها. تعتبر الثدييات مثل الفقمات وأسود البحر وثعالب البحر والحيتان مرتبطة بهذا النوع من الموائل.

الشكل 5. خريطة التوزيع العالمي لغابات عشب البحر. المصدر: Maximilian Dörrbecker (Chumwa) ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

تؤدي غابات عشب البحر أيضًا إلى ظهور كميات كبيرة من الطحالب العائمة ، خاصة بعد العواصف ، التي تستقر على الشواطئ القريبة ، حيث توفر مصدرًا للطاقة للمجتمعات.

الشكل 6. غواص في غابة عشب البحر في كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية. المصدر: Ed Bierman من Redwood City ، الولايات المتحدة الأمريكية ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

غابات عشب البحر التي يمكن أن تمتد حتى 30 مترًا أو أكثر فوق الطبقة السفلية ، تعطي بنية رأسية لمجتمعات الصخور شبه الساحلية.

في بعض الأحيان ، يمكن لهذه الغابات الممتدة تعديل مستويات الضوء في الركيزة أدناه ، وتقليل تأثير الأمواج والاضطرابات ، وتنويع العناصر الغذائية المتاحة.

الشكل 7. ثعالب البحر وأشبالها تتغذى في غابة عشب البحر. المصدر: Ed Bierman من Redwood City ، الولايات المتحدة الأمريكية ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

- قاع المحيط

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

يمتد أعماق البحار عبر الكرة الأرضية عموديًا ، أي من حافة الجرف القاري إلى أرضيات أعمق خنادق المحيط.

تختلف الخصائص الفيزيائية والكيميائية لجسم الماء الذي يملأ هذه المساحة الشاسعة من خلال عمقها. تم استخدام هذه الخصائص لتحديد خصائص قاع البحر.

الضغط الهيدروستاتيكي: الضغط الهيدروستاتيكي (ضغط عمود الماء) يزداد مع العمق ، مضيفا ما يعادل 1 جو (ضغط جوي) لكل 10 أمتار.

درجة الحرارة: في معظم أنحاء العالم ، تكون درجات حرارة أعماق البحار منخفضة (النطاق التقريبي من -1 إلى +4 درجة مئوية ، اعتمادًا على العمق والموقع) ، ولكنها مستقرة للغاية.

لا تعاني معظم الكائنات الحية في أعماق البحار من تغيرات كبيرة أو سريعة في درجة حرارة البيئة ، باستثناء تلك التي تعيش في الفتحات الحرارية المائية ، حيث تمتزج السوائل شديدة الحرارة مع مياه قاع منخفضة الحرارة.

الملوحة ودرجة الحموضة: ظروف حرارية ثابتة في معظم أعماق المحيط ، تتحد مع درجة ملوحة ثابتة ودرجة حموضة.

تدفق الطاقة والمادة في قاع المحيط

أعماق البحار مظلمة للغاية ، لذا فهي لا تسمح بحدوث عملية التمثيل الضوئي. لذلك ، فإن الإنتاج الأولي للنباتات الخضراء (الذي هو أساس جميع النظم البيئية البرية والمياه العذبة والبحرية الضحلة) غائب.

وبهذه الطريقة ، تعتمد شبكات الغذاء في قاع البحر بالكامل تقريبًا على الجزيئات العضوية التي تغرق من السطح.

حجم الجسيمات يختلف من الخلايا الميتة من العوالق النباتية ، إلى جيف الحيتان. في المناطق غير الموسمية الملحوظة ، يتلقى أعماق البحار رذاذًا ثابتًا من الجزيئات الصغيرة (تسمى "ثلج البحر").

على طول الحواف القارية ، يمكن للأودية تحت الماء تحويل كميات كبيرة من الأعشاب البحرية والطحالب الكبيرة ومخلفات النباتات البرية إلى قاع البحر العميق.

الشكل 8. وادٍ تحت الماء لنهر الكونغو في جنوب غرب أفريقيا ، يظهر حوالي 300 كيلومتر من الوادي المصدر: ميكينورتون ، من ويكيميديا ​​كومنز

يمكن أن تستهلك الجسيمات من قبل حيوانات وسط الماء ، أو تتحلل بفعل البكتيريا لأنها تغرق في عمود الماء

ربما يكون الانخفاض الحاد الناتج في الغذاء المتاح مع زيادة العمق هو العامل الأكثر تأثيرًا على بنية النظم البيئية في أعماق البحار.

تجمعات الخلايا الميتة المرتبطة بالمواد المخاطية وكريات العوالق الحيوانية البرازية تغرق بسرعة ، وتتراكم في قاع البحر على شكل رواسب مرئية من "فيتوديتريتوس".

حيوانات قاع المحيط

إن تأثيرات الظلام على شكل الجسم ، والسلوك ، وعلم وظائف الأعضاء في الكائنات الحية في أعماق البحار أكثر وضوحًا في الحيوانات التي تعيش في الأعماق المتوسطة.

تشكل مناطق البحار المتوسطة العميقة (200-1000 م) وأعماق البحار (1000-4000 م) معًا أكثر من 1 مليار كيلومتر ^مكعب من المساحة التي تسكنها الأسماك التي تسبح بنشاط ورأسيات الأرجل والقشريات ، جنبًا إلى جنب مع مجموعة واسعة من العوالق الحيوانية الجيلاتينية (قنديل البحر ، السيفونوفور ، التينوفورس ، اليرقات ، السالس وغيرها من المجموعات).

تظهر الكائنات الحية في أعماق البحار تكيفات كيميائية حيوية لمواجهة تأثيرات الضغط العالي على وظيفة الإنزيمات وأغشية الخلايا. ومع ذلك ، فإن الظلام ونقص الغذاء هما العاملان الأكثر تأثيرًا على سلوك الجسم والحيوان.

على سبيل المثال ، تتمتع العديد من الكائنات الحية في قاع البحر بعملية التمثيل الغذائي البطيئة ، والتي تظهر في بعض الحالات في متوسط ​​العمر المتوقع الطويل جدًا.

في صحراء قاع المحيط التي تفتقر إلى المغذيات ، تمثل الفتحات الحرارية المائية وجثث الحيتان والأسماك الكبيرة واحات الوفرة الحقيقية.

تلألؤ بيولوجي

ينتج أكثر من 90٪ من أنواع الحيوانات في هذه البيئة (على أعماق أقل بكثير من أقصى اختراق لأشعة الشمس) الضوء. في بعض الحالات ، يرجع هذا الإنتاج الخفيف إلى الارتباطات التكافلية مع البكتيريا المضيئة.

تحتوي العديد من الأسماك ورأسيات الأرجل على هياكل ملحقة معقدة (حوامل ضوئية) تعكس أو تنكسر أو ترشح الضوء المنبعث ، على الرغم من الحفاظ على عمل أعينهم

تتناقص وفرة الكائنات الضيائية الحيوية بشكل كبير مع زيادة العمق.

اللمس والشم

على عكس الكمية الكبيرة من التلألؤ الحيوي في عمود المياه العميقة ، فإن عددًا قليلاً جدًا من الكائنات القاعية (سكان القاع) تنتج الضوء. بعض مجموعات الأسماك التي تعيش بالقرب من قاع البحر تعاني من ضعف في العين ويعتقد أنها تمتلك حواسًا أخرى أكثر تطورًا ، مثل اللمس.

يجب ألا تكون العيون الصغيرة للأسماك ثلاثية الأرجل (Bathypterois) ذات فائدة تذكر ، لكن أشعة الزعانف الصدرية المتخصصة المزودة بأعصاب شوكية متضخمة ، تسمح لها باكتشاف التغيرات من حولها ، وتعمل كمصفوفة حساسة للميكانيكا.

الشكل 9. سمكة من جنس Bathypterois atricolor. لوحظ عدد كبير من الملحقات المعدلة. المصدر: NOAA Office of Ocean Exploration and Research، 2015 Hohonu Moana

يوجد في قاع البحر أيضًا حيوانات زبال ، والتي طورت أيضًا حاسة شم قوية (الأسماك وسرطان البحر وغيرها).

تنوع قاع البحر

تشير التقديرات إلى أن هناك مئات الآلاف إلى أكثر من مليون نوع من الأنواع القاعية (أعماق البحار).

هذه المستويات العالية من التنوع غير متوقعة في الموائل التي تتكون أساسًا من مسطحات طينية رتيبة فقيرة الأنواع.

Detritivores وقاع البحر

قاع البحر هو مملكة الحيوانات الآكلة للطين. تم العثور على الإسفنج والكرينويدات ومغذيات الترشيح الأخرى في المناطق التي تزيد فيها تيارات المياه من تدفق الجسيمات العالقة.

من ناحية أخرى ، تهيمن الحيوانات الآكلة للحشرات على السهول الشاسعة السحيقة ، والتي تستخرج المواد العضوية من رواسب القاع.

تتمتع رواسب أعماق البحار كمصدر للغذاء بميزة كونها بكميات غير محدودة ويمكن الوصول إليها بسهولة ، ومع ذلك فهي ذات قيمة غذائية قليلة.

في المحيطات المعتدلة والقطبية ، توفر فيتوديتريتوس (بقايا الكائنات النباتية المتحللة) "مكاسب غير متوقعة" موسمية للنظام البيئي في قاع البحر. ومع ذلك ، فإن كمية فيتوديتريتوس التي تصل لا يمكن التنبؤ بها وغالبًا ما يكون توزيعها غير منتظم.

يعتبر خيار البحر (خيار البحر) الكبير والوفير من الآفات الحارقة للأعماق السحيقة. تقدم هذه مجموعة متنوعة من الاستراتيجيات لاستغلال هذا المصدر الغذائي سريع الزوال.

الشكل 10. الخيار أو خيار البحر ، أحد سكان قاع البحر. المصدر: Frédéric Ducarme، from Wikimedia Commons

المراجع

1. بوليو ، س. (2002). تراكم ومصير الفايتوديفيتوس في قاع البحر. علم المحيطات والبيولوجيا البحرية: مراجعة سنوية 40 ، 171-232.
2. بيرجكيست ، دي سي ويليامز ، إف إم وفيشر ، سي آر (2000). سجل طول العمر للافقاريات في أعماق البحار. طبيعة. 403 ، 499-500.
3. Corliss BA-1. ، Brown ، CW ، Sun ، X. and Showers ، WJ (2009). التنوع في أعماق البحار المرتبط بموسمية إنتاجية أعماق البحار. أبحاث أعماق البحار الجزء الأول 56 ، 835-841.
4. جلوفر ، إيه جي وسميث ، سي آر (2003). النظام الإيكولوجي لقاع البحار العميقة: الوضع الحالي وآفاق التغيير البشري المنشأ بحلول عام 2025. حفظ البيئة. 30 ، 219-241.
5. ليفين ، لوس أنجلوس (2003). قاع منطقة الحد الأدنى من الأكسجين: التكيف واستجابة المجتمع لنقص الأكسجة. علم المحيطات وعلم الأحياء البحرية: مراجعة سنوية 41 ، 1-45.
6. ثيل ، هـ (1975). حجم هيكل قاع البحار العميقة. Internationale Revue der Gesamten Hydrobiologie. 60 ، 575-606.