آب دريا ، محلولي از نمكهايي است كه تقريبا تركيب آنها ثابت بوده و به مقادير مختلف در آب محلول مي باشند . در آب دريا ، بيش از 70 نوع عنصر مختلف بصورت محلول وجود دارند اما 99% آب دريا را تنها 6 عنصر اصلي تشكيل مي دهند كه همگي آنها بصورت نمكهاي محلول بوده و بشكل يون – اتم يا گروه اتمهايي كه از نظر الكتريكي داري بار منفي هستند – مي باشند :

اقيانوس شناس ها از واژه شوري salinity ( ميزان كل نمك محلول بر حسب گرم در يك كيلو گرم آب دريا ) براي بيان ميزان شور بودن آب دريا استفاده مي كنند. كه بيانگر مقدار نمك موجود در آب دريا است.

آب دريا بطور عادي داراي شوري حدود : 35 G/KG ( 35گرم به ازاي هر يك كيلو گرم – يا 35 گرم در ليتر) مي باشد. كه آن را برحسب 35% هم بيان مي كنند . از اين جهت ميزان شوري آب دريا در ناحيه ورملي Wormly  در جنوب انگلستان را بعنوان استاندارد بين المللي براي تركيب آب دريا برگزيده اند .

علاوه بر عناصر اصلي بيان شده در بالا ، آب دريا حاوي مقادير جزئي از عناصر ديگر بصورت trace elements مي باشد كه عبارتند از :

منگنز : manganese (Mn)

سرب : lead (pb )

طلا : gold (Au)

آهن : iron (Fe)

يد : iodine (I)

اغلب اين عناصر در مقادير جزئي ( تريس ) و رد حد پي پي ام (ppm) or parts per billion و يا حتي پي پي بي : parts per billion (ppb) يعني يك قسمت در ميليارد موجود مي باشند . و از اين جهت در واكنش هاي شيميايي حائز اهميت هستند هم از جنبه مثبت و هم از جنبه منفي ( مسموميت زا بودن )

Dissolved gases in seawater

گازهاي محلول در آب دريا :

آب دريا حاوي گازهاي محلول در مقادير بسيار كم نيز مي باشد . گازهايي از فبيل : ( نيتروژن ، اكسيژن ، دي اكسيد كربن ، هيدروژن و گازهايي كه بصورت جزيي trace  در آن وجود دارند .

آب دريا تحت درجه حرارت معين و مقدار شوري كه دارد از اين گازها اشباع مي باشد بطوريكه مقدار گاز ورودي برابر با مقدار گازي است كه از آن خارج مي شود . سطح آب درياها در حالت عادي از گازهيا موجود در اتمسفر مانند : اكسيژن و نيتروژن ، اشباع مي باشد . ميزان گازي كه مي تواند كه آب دريا حل شود بستگي به ميزان شوري و درجه حرارت آب دارد . افزايش درجه حرارت و و شوري ، سبب كاهش ميزان گاز محلول در آب دريا مي شود .

هنگاميكه آب به قسمتهاي عميق تر اقيانوس فرو مي رود ديگر امكان تبادل گازهاي محلول با اتمسفر وجود ندارد و مقدار گازي كه در يك حجم معين از آب وجود دارد ثابت باقي مي ماند و فقط حركت مولكولهاي گاز در داخل آب ادامه پيدا مي كند .  كه شامل فرآيند آهسته و كند نفوذ diffusion است يا مخلوط شدن آب يك قسمت با آب بخش هاي ديگري كه ميزان عناصر و گازهاي محلول آنها با هم متفاوت است

در حالت كلي نيتروژن و گازهاي نادر ( آرگون ، هليم و غيره ) به همين شكل رفتار مي كنند و غلظت آنها يكسان باقي مي ماند و تنها تحت تاثير فرآيندهاي فيزيكي قرار مي گيرد . . به عكس بعضي از گازهاي محلول هستند كه متغير بوده و بصورتي فعال در فرآيندهاي شيميايي و بيولوژيكي شركت كرده و غلظت انها هم در طي اين مراحل تغيير مي كند .  نمونه اي از اين گونه گازها ، اكسيژن و دي اكسيد كربن است . كه در مقادير مختلف جذب آب دريا شده و يا از آب دريا جدا مي شوند خصوصا از طريق موجودات زنده و ارگانيسم ها .

Processes controlling seawater composition

فرآيندهايي كه تركيب شيميايي آب دريا را كنترل مي كنند .

نمك محلول در آب دريا از 3 منبع عمده زير منشاء مي گيرد :

• فورانهاي آتشفشاني
• واكنشهاي شيميايي بين آب دريا و صخره هاي آتشفشاني داغي كه بتازگي شكل گرفته اند و در كنار اقيانوسها گسترش يافته اند ( مجاور اقيانوسها و در تماس با انها هستند ) .
• آب و هواي حاوي مواد شيميايي كه از نواحي صخره اي قاره ها منشاء مي گيرند .

Volcanic eruptions فورانهاي آتشفشاني باعث توليد مقادير زيادي گاز مي شود كه در نهايت به اقيانوسها سرازير مي شود بخش عمده اي از اين گازها را سولفات ها و كلرايد ها تشكيل مي دهند .آتشفشاني هايي كه در زير آب صورت مي گيرد باعث پخش شدن مواد مذاب در آب و تزريق مستقيم گازهاي ناشي از فوران به درون آب اقيانوس مي شود . گازهاي ناشي از فوران هاي خارج دريا هم از طريق بارندگي و حل شدن در آب باران وارد اقيانوس مي شوند .

Chemical reactions واكنشهاي شيميايي بين آب گرم دريا و پوسته هاي بازالتيكي كه به تازگي پدپد آمده اند منجر به حذف منيزيوم و بعضي سولفاتها از آب دريا مي شود اين درحالي است كه غعناصر ديگر از قبيل هليم و روبيديم در اين حالت به آب دريا اضافه مي شوند .و از طريق همين مكانيسم باعث چرخش آب اقيانوس در پوسته آن مي شود . به اين ترتيب كل آب اقيانوس هر 5 تا 10 ميليون سال بطوركلي چرخيده و جابجا مي شود . شايد عمده ترين دليل اينكه چرا تركيب شيميايي آب دريا در طي ميلياردها سال  تقريبا در تمام نقاط آن يكسان باقي مانده است همين چرخش آن باشد .

بخش زيادي از نمك موجود در دريا از آب و هواي صخره ها و سرزمين هاي اطراف ان تاثير مي پذيرد . همچنانكه صخره ها بصورت خاك در مي آيند و محتويات محلول انها مانند سيليكا و عناصري چون سديم و كلسيم و پتاسيم و منيزيوم  رها مي شوند . آب رودخانه ها نيز بيكربناتها

(HCO3) را كه محصول فرعي فرسايش صخره هاي سيليكاتي و يا آهك محلول است با خود حمل مي كند . هنگاميكه اين تركيبات وارد آب اقيانوس مي شوند نمكهاي موجود در انها در آب رديا باقي مي ماند در حاليكه آب آنها وارد چرخه هيدرولوژيك ( بخار و سپس باران ...) مي گردد .

و به اين ترتيب واكنش هاي بيشتري بين آبهاي گل آلود و سيليكاتها ( فلدسپات ، كوارتز و غيره ... feldspars, quartz, etc ) و يا كربناتها ( مانند كلسيت و دولوميت ) و مواد معدني صخره ها صورت مي گيرد .

Silicate minerals + CO₂ + H₂O = Clay mineral + dissolved silica + ions (sodium, calcium, bicarbonate, etc.)

مواد معدني سيليكات + CO2 + H2O = مواد معدني خاكي + سيليكاي محلول + يونها ( سديم و كلسيم و بيكربنات )

Example: weathering of feldspar:

مثالي از فرسايش فلدسپات :

2NaAlSi₃O₈ + 2CO₂ + 11H₂O = Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 2Na⁺ + 2HCO₃^- + 4H₄SiO₄

آهك( كه حاوي مواد معدني كلسيت است ) بطوركامل در آبهاي اسيدي حل مي شود :

CaCO₃ + H₂O + CO₂ = Ca²⁺ + 2HCO₃^-

شواهدي وجود دارد كه نشان مي دهد ميزان شوري آب دريا بريا ميلياردها سال ثابت باقي مانده است به هيمن دليل فرآيندهاي ديگري بايد وجود داشته باشند كه باعث تغيير محتويات محلول در آب دريا شوند . كربنات كلسيم نيترات و سيليكا توسط موجودات زنده كه ساختماني اسكلتي دارند جذب مي شوند . ساير محتويات آب دريا مانند سديم به هنگام تبخير آب دريا در آب آن باقي مي مانند . اين واقع هنگامي اتفاق مي افتد كه ارتباط بخش از دريا با آب هيا آزاد اقيانوس قطع مي شود و يا در محلهايي كه آب و هواي خيلي خشكي دارد اين اتفاق مي افتد . مثلا هنگامي كه بخشي از دريا به مدت 400 ميليون سال از آبهاي آزاد اقيانوس جدا گردد Saskatchewan شكل مي گيرند . بخش عمده اي از اين آبي كه تبخير شده است در پشت يك لايه ضخيم از رسوبات نمك باقي مي ماند . وزش باد نيز باعث اسپري كردن آب و و برداشتن نمكهاي ان مي شود كه اين نمكها ممكن است در طول ساحل رسوب كنند . بعضي از موادد معدني هم در كف دريا رسوب مي كنند مانند گل و لاي و باعث جذب يونها فلزي مي شوند .

هنگاميكه رسوبات كف دريا و آنهايي كه در اثر تبخير بوجود آمده اند مجددا به سطح آب مي آيند با برخورد با صفحات ليتوسفر (پوسته سطح زمين ) دوباره در معرض هوازدگي و فرسايش قرار گرفته و محلول شده و نهايتا به دريا برگشت داده مي شوند .

بيولوژي دريا (زيست دريا) - گله هاي شير دريايي يك بار ديگر در سواحل شمال شرقي آلاسكا تجمع يافتند. آنها يخ هاي دريايي را پشت سر گذاشته و براي رسيدن به خشكي به اين منطقه مهاجرت كرده اند كه اين پديده به نمادي از خطر تغيير اقليم كره زمين تبديل شده است.

يكي از اعضاء شركت كننده در سازمان فدرال مشاهده هوايي پستانداران دريايي در درياي چوكچي (Chukchi Sea) در روز چهارشنبه تقريبا 5000 شير دريايي را در شمال Point Lay گزارش كرده است. يك گله 3000 تايي ديگر نيز در فاصله كمتري از آن به استراحت پرداخته اند.

در زمستان شيرهاي دريايي اقيانوس آرام در حاشيه يخ هاي دريايي درياي برينگ مشاهده مي شوند. نرهاي پيرتر تابستان را در درياي برينگ باقي مي مانند ولي ماده ها و نوزادهايشان با آب شدن يخ ها، به سمت شمال مهاجرت كرده و از طريق تنگه برينگ به درياي چوكچي وارد مي شوند.

ماده ها و نوزاد هايشان در اواخر تابستان به خشكي رسيده و چهار سال اخير را در سواحل شمال شرقي آلاسكا گذرانده اند. فاجعه از آنجا آغاز شد كه يخ هاي دريايي بسيار بيشتر از حد معمول ذوب شده اند و به جاي اين كه به آب هاي كم عمق فلات قاره عقب نشيني نمايند، تا آب هاي عميق اقيانوسي قطب شمال پس روي كرده اند.

اين عقب نشيني بيش از حد يخ هاي قطبي بر جمعيت شيرهاي دريايي تأثير بسيار زيادي مي نهد چرا كه شيرهاي دريايي مي توانند براي تغذيه از صدف ها، حلزون ها و ساير آبزيان تا عمق 200 متري غواصي كنند و اين در حالي است كه عمق آب در خارج از فلات قاره مي تواند 3000 متر و يا بيشتر باشد. لذا غذاي در دسترس شيرهاي دريايي بسيار محدود تر خواهد بود.

در سال 2007 چندين هزار شير دريايي براي اولين بار در سواحل شمال شرقي آلاسكا تجمع يافتند. آنها در 2009 به آنجا باز گشتند و سال قبل نيز به ميزان نامعلومي تابستان را در اين منطقه سپري كردند. بيش از 20000 شير دريايي را در نزديك Point Lay، دهكده اسكيمو و 1100 كيلومتري شمال شرق Anchorage شمارش كرده اند.

شيرهاي دريايي با قرار گرفتن در سواحل نزديك به فعاليت هاي انساني در خطر هستند. در سپتامبر 2009 بيش از 130 شير دريايي اغلب جوان در دماغه يخي آلاسكا از بين رفتند كه ممكن است در اثر فعاليت خرس هاي قطبي، شكارچيان انساني و يا پرواز هواپيما در نزديكي آنها باشد.

شيرهاي دريايي حساسيت زيادي به فعاليت هاي انساني دارند. پرواز هواپيما در ارتفاع پايين و حضور شكارچيان در نزديكي گله ها باعث ترساندن آنها شده و منجر به مرگ افراد جوان تر مي شود. لذا سازمان هاي مسئول، به خلبانان اخطار داده اند كه بايستي حداقل ارتفاع 4/2 كيلومتري را بر فراز گله ها و حداقل فاصله 800 متري را نسبت به آنها رعايت كنند. همچنين از شكارچيان درخواست شده است كه حداقل فاصله 800 متري را از گله هاي شير دريايي رعايت نمايند.

احتمال مي رود با آب شدن بيشتر يخ هاي قطبي، گله هاي بزرگ تري از شير هاي دريايي در سواحل آلاسكا مشاهده شوند. دانشمندان سازمان مشاهدات زمين شناسي ايالات متحده تصميم دارند در هفته آتي به Point Lay رفته و 35 شير دريايي را با فرستنده هاي راديويي - ماهواره اي نشانگذاري نمايند و از اين طريق، فعاليت هاي تغذيه اي آنان را از خشكي نظارت كنند. پروژه نشانگذاري مذكور بخشي از تحقيقات در مورد نحوه واكنش شيرهاي دريايي به كاهش يخ هاي قطبي مي باشد.

بيولوژي دريا (زيست دريا) - يك چاه هيدروترمال در حقيقت شكافي بر روي سطح زمين مي باشد كه از لحاظ زمين شناسي، آب هاي اطراف خويش را گرم مي كند. چاه هاي هيدروترمال اغلب در مناطقي كه از لحاظ آتشفشاني فعال هستند يافت مي شوند مثل مناطقي كه صفحات تكتونيكي در حال جدا شدن از هم هستند، بسترهاي اقيانوسي و نواحي داغ. مشهورترين سيستم هيدروترمال در خشكي احتمالا پارك ملي Yellowstone در امريكا است. در زير دريا چاه هاي هيدروترمال را دودكش هاي سياه (Black Smokers) مي نامند و در بيشتر آب هاي عميق اقيانوسي مي توان آنها را يافت.

نواحي اطراف چاه هاي هيدروترمال از لحاظ زيستي پرتوليدتر هستند و اغلب محل زيست جوامع پيچيده اي مي باشند كه از مواد شيميايي محلول در مايعات چاه ها استفاده مي نمايند. فعاليت هاي شيميوسنتزي پايه زنجيره غذايي را مي سازد و ارگانيسم هاي متنوعي مثل انواع كرم هاي لوله اي غول پيكر، صدف هاي Clam، ليمپت ها و ميگوها از آنها استفاده مي كنند. گمان مي رود چاه هاي هيدروترم فعالي در ماه سياره مشتري به نام Europa و همچنين سياره مريخ وجود داشته باشند.

خواص فيزيكي :

چاه هاي هيدروترمال در آب هاي عميق اقيانوسي عمدتا در امتداد پشته هاي اقيانوسي (Mid-ocean Ridges) مثل پشته هاي شرق آرام و پشته هاي مياني اقيانوس اطلس پديد مي آيند. اينها مكان هايي هستند كه دو صفحه تكتونيكي در حال جدا شدن از هم بوده و يك پوسته جديد در حال تشكيل است.

آب هايي كه از بستر اقيانوس به بيرون راه مي يابند عمدتا شامل آب هاي اقيانوسي راه يافته به درون سيستم هيدروترمال، رسوبات متخلخل يا سنگ هاي آتشفشاني، به همراه كمي آب ماگمايي راه يافته از طريق فراچاهندگي ماگمايي مي باشد. هر چند كه دماي متوسط آب در اعماق اقيانوس ها تقريبا 2 درجه سانتيگراد است ولي درجه حرارت آب در اطراف اين چاه ها از 60 درجه تا 464 درجه سانتيگراد متغير است.

به دليل فشار هيدروستاتيك بالا و دماي فوق العاده در اين منطقه، آب مي تواند در فرم مايع و يا سيال فوق بحراني (سيالي كه دما و فشار آن بالاتر از حد بحران باشد) وجود داشته باشد. در فشار 218 اتمسفر، نقطه بحران آب خالص 375 درجه سانتيگراد است. در اعماق 3000 متري فشار هيدروستاتيك آب دريا بيش از 300 اتمسفر مي باشد (چرا كه آب دريا چگال تر از آب خالص است). در اين ميزان عمق و فشار، نقطه بحراني آب دريا به 407 درجه سانتيگراد مي رسد. لذا آب هايي كه در داغ ترين بخش ها قرار دارند غالبا يك سيال فوق بحراني هستند و خواص فيزيكي آنها بين مايع و گاز مي باشد. علاوه بر اين كه دماي آب در اين مناطق فوق العاده بالاست، بسيار اسيدي نيز مي باشد و PH آن معمولا در حدود 2/8 يعني تقريبا به اندازه اسيديته سركه است.

تشكيل يك چاه هيدروترمال با دفع انيدريت معدني آغاز مي شود. سپس سولفيدهاي مس، آهن و روي وارد شكاف هاي دودكش مي شوند و آن را در طي زمان دچار تخلخل بيشتري مي كنند. اندازه گيري ها نشان مي دهند كه چاه ها روزانه به طور متوسط 30 سانتيمتر رشد مي كنند. مشاهدات چاه هاي آب عميق سواحل دور از ساحل Fiji در آوريل 2007 نشان مي دهند كه اين چاه ها منابع مهمي در تأمين آهن محلول در آب هستند.

دودكش هاي سياه و دودكش هاي سفيد :

برخي از چاه هاي هيدروترمال ساختارهاي استوانه اي دودكش مانند را مي سازند. اين ساختارها توسط مواد معدني كه در مايعات چاه ها حل شده اند به وجود آمده اند. هنگامي كه آب فوق العاده پر حرارت با آب بسيار سرد اعماق تركيب مي شود مواد معدني رسوب كرده و به ارتفاع پشته ها مي افزايند. ارتفاع برخي از اين ساختارهاي دودكش مانند ممكن است به 60 متر برسد. يك مثال از اين ساختارها را در اقيانوس اطلس در نزديكي Orgeon گودزيلا ناميده اند كه قبل از ريزش آن، 40 متر ارتفاع داشته است.

يك دودكش سياه (Black Smoker) نوعي چاه هيدروترمال در بستر اقيانوس است كه در نواحي Abyssal و Hadal شايع مي باشد. اين چاه ها به شكل دودكش هايي هستند كه گويي ابري سياه را از درون خود به بيرون مي رانند. دودكش هاي سياه عموما ذراتي را كه شامل مقادير بالاي مواد معدني گوگرد دار هستند يا سولفيدها را از خود خارج مي كنند. هنگامي كه آب فوق العادع پر حرارت از زير پوسته زمين به بيرون راه مي يابد، چاه هاي هيدروترمال با تراوشات سياه رنگ بستر اقيانوس را در مساحت هاي چند صد متري مي پوشانند. آب هاي داغ كه غني از سولفيد هستند با آب سرد اعماق اقيانوس برخورد كرده و در نتيجه مواد معدني ته نشين مي شوند و ساختارهاي دودكش مانندي را در دهانه هر چاه ايجاد مي كنند. سولفات فلزاتي كه از طريق دودكش هاي سياه وارد محيط مي شود مي تواند در طي زمان به سنگ معدن فلز تبديل شود.

در حقيقت دودكش هاي سياه در مكان هايي از پوسته زمين ايجاد مي شوند كه ثبات و پايداري در آن ناحيه وجود داشته باشد و فعاليت هاي زمين شناسي حداقل باشد لذا اين پديده هاي منحصر به فرد، بسيار مورد توجه زمين شناسان مي باشند. عمسق ترين دودكش هاي سياه در دنيا در Cayman Trough دريايي كارائيب در عمق بيش از 5000 متري قرار دارند.

دودكش هاي سفيد (White Smokers) همان طور كه از نامشان پيداست تركيباتي با رنگ روشن را از خود به بيرون مي رانند. اين تركيبات عمدتا شامل باريوم، كلسيم و سيليكون مي باشد. اين چاه ها همچنين دماي كمتري نسبت به دودكش هاي سياه دارند. اين چاه هاي هيدروترمال كه داراي خاصيت قليايي هستند، به طور مداوم در حال توليد گروه هاي استيل مي باشند كه اين تركيبات، انرژي لازم براي تشكيل بيشتر مولكول هاي پيچيده تر را فراهم مي كند. بررسي ميكروسكوپي ساختارهاي دودكش هاي سفيد نشان مي دهد كه اين چاه هاي قليايي داراي حفره هايي هستند كه از درون با يكديگر در ارتباط مي باشند و گمان مي رود اين مكان ها بهترين محل براي آغاز حيات در كره زمين بوده اند.

اولين بررسي مقايسه اي كوه هاي يخي قطب جنوب نشان مي دهد كه آنها آب هاي اقيانوسي جنوبي را ازلحاظ غذايي تقويت مي نمايند. يخ ها با اين كار، رشد جلبك ها را سرعت بخشيده، سپس جلبك ها دي اكسيد كربن را از اتمسفر جذب كرده و از طريق زنجيره غذايي، كربن را به آب هاي عميق اقيانوسي منتقل مي نمايند.

اين تحقيق توسط سازمان MABRI و National Science Foundation انجام و در 19 مقاله علمي در اينترنت منتشر شده است. اين طرح در دوره هاي 3 ماهه در سال هاي 2005، 2008 و 2009 انجام شد. محققين با رديابي كوه هاي يخي توسط هواپيماها و زيردريايي هاي كنترل از راه دور، توانستند فرآيندهايي را اثبات نمايند كه سابقا شناخته شده ولي هرگز اثبات نشده بودند.

تغيير اقليم جهاني باعث شده است لايه هاي يخي شكسته شده و تكه تكه شوند. هزاران تكه يخ به درياي Weddel كه در نزديكي قطب جنوب قرار دارند وارد مي شوند. اين تحقيق جديد اثبات مي كند كه اين كوه هاي يخي رسوبات غني از آهن را از خشكي وارد اقيانوس مي كنند. با حركت و ذوب اين يخ ها در آب هاي اقيانوسي، بخشي از اين آهن در آب حل مي شود و دنباله اي از آب غني از آهن را در پشت كوه يخ به وجود مي آورد كه تا 19 كيلومتر مي تواند طول داشته باشد. اين آب غني از آهن، باعث بالا رفتن ميزان رشد جلبك هاي تك سلولي (سيانوباكترها) مي شود.

مهندسان MBARI نوعي وسيله روباتيكي را گونه اي برنامه ريزي كردند تا در اعماق 600 متري در زير آب غوطه ور باشد و يك كوه يخ بزرگ از بالاي آن عبور نمايد و پس از عبور آن، روبات به سطح آب بازگردد. اين دستگاه كه "رسوب گير لانگرانژي" ناميده مي شود براي جمع آوري ذرات رسوبي، تكه هاي جلبك مرده و ديگر ذراتي كه از آب هاي زيرين و اطراف كوه يخ آزاد مي شوند كاربرد دارد. اين وسيله براي اولين بار به دانشمندان امكان مي دهد بتوانند ميزان كربن آلي پايين رونده با سمت آبهاي عميق را تا شعاع 30 كيلومتري كوه يخ اندازه گيري كنند.

دانشمندان ميزان كربن راه يافته به اعماق را تا عمق 600 متري زير كوه يخ اندازه گيري و با آب هاي باز اقيانوسي مجاور آن مقايسه كردند. آنها دريافتند كه ميزان كربن پايين رونده به اعماق، تا شعاع 30 كيلومتري كوه يخ تقريبا 2 برابر ميزان آن در آب هاي باز اقيانوسي است. دانشمندان نتيجه گرفتند كه كوه هاي يخي نقش مهمي در كنترل ميزان مصرف كربن توسط جلبك ها دارند و از اين طريق، ميزان ورود كربن به آب هاي عميق را تنظيم مي كنند.

بيولوژي دريا (زيست دريا) - يك تحقيق جديد در ژنو نشان مي دهد كه بيش از 40 گونه ماهيان درياي مديترانه ممكن است تا چند سال آينده ناپديد شوند. تقريبا نيمي از كوسه ها و سپرماهيان و حداقل 12 گونه ماهيان استخواني در خطر انقراض هستند و دلايل اصلي آن صيد بي رويه، آلودگي و از بين رفتن زيستگاه ها مي باشند.

سازمان IUCN سازماني زيست محيطي با 1000 عضو از 160 مليت دنيا مي باشد و در سوييس قرار دارد. اين سازمان اعلام كرد صيد صنعتي ماهي تون باله آبي (Bluefin Tuna)، ماهي باس دريايي (Sea Bass)، ماهي هيك (Hake) و هامور تيره (Dusky Grouper) شديدا بر ذخاير آنها صدمه وارد نموده است. تون ماهيان باله آبي مديترانه اي و اطلس شرقي در اين ميان بيشتر در معرض خطر قرار دارند. توليد مثل اين ماهي در نتيجه صيد بي رويه كاهش چشمگيري داشته است. شهروندان ژاپني 80 درصد از صيد ماهي تون باله آبي و دو گونه تون ماهي ديگر را در سوشي هاي روزانه مصرف مي كنند. در ماه ژانويه، 342 كيلوگرم تون باله آبي با ركورد قيمتي 49/32 ميليون ين ژاپن (تقريبا 396 هزار دلار) به فروش رسيد.

سياسيت هاي صيادي در درياي مديترانه تحت نظارت سازمان ملل متحد، اتحاديه اروپا و 21 كشور در حاشيه آن مي باشند. در ماه نوامبر، در همايش بين المللي حفاظت از ماهي تون اقيانوس اطلس تصميم گرفته شد كه ميزان صيد تون ماهي اقيانوس اطلس از 13500 تن به 12900 تن در سال كاهش يابد. اين به معني تغييري بسيار جزئي و تقريبا 4 درصد در صيد اين ماهي بود و باعث برافروخته شدن خشم گروه هاي محيط زيستي شد.

IUCN تحقيقي را از سال 2007 با همكاري 25 دانشمند بيولوژي دريا بر روي گونه هاي ماهي در سراسر درياي مديترانه انجام داد. اين اولين باري بود كه يك گروه علمي اين مؤسسه به بازسازي ذخاير گونه هاي بومي ماهيان مديترانه اي پرداختند. هر چند كه در گزارش اين گروه ذكر شده است كه اطلاعات كافي براي بازسازي تقريبا يك سوم ماهيان مديترانه اي در دسترس نمي باشد. اين تحقيق، اظهار مي كند كه عوامل اصلي تهديد كننده جوامع آبزي در درياي مديترانه، روش هاي مخرب صيد با تور ترال و تور شناور سطحي هستند كه باعث از بين رفتن گونه هاي مختلف آبزيان بدون ارزش تجاري مي شوند.

بيولوژي دريا (زيست دريا) - هزاران و شايد ميليون ها شاه خرچنگ (King Crab) در حال رژه رفتن درون آب هاي سرد و عميق خيز قاره (Continental Slope) در قطب جنوب بوده و منظره اي مثل فيلم هاي علمي تخيلي را پديد آورده اند. آنها از اعماق 1800 تا 2700 متري در حال بالا آمدن هستند.

شايد ميليون ها سال است كه هيچ گونه خرچنگ با قابليت شكستن پوسته آبزيان در قطب جنوب مشاهده نشده است. اين خرچنگ ها در دماهاي پايين، نمي توانند يون هاي منيزيم درون مايعات بدنشان را توازن بخشند و لذا دچار نوعي غرق شدگي مي شوند. ولي ظاهرا اوضاع در طبيعت تغيير كرده و شاه خرچنگ ها تشويق شده اند از خيز قاره (Continental Slope) بالا آمده و به فلات قاره كه قطب جنوب را فرا گرفته است وارد شوند. دانشمندان اخطار داده اند كه اكوسيستم حساس قطب جنوب ممكن است از ميان برود.

صدف ها، حلزون ها و ستاره هاي شكننده قطب جنوب براي سازگاري با محيط اطراف خود پوسته هاي نازك دارند. مي توانيد يك صدف كلم (Clam) قطب جنوب را در دست بگيريد و با كمي فشار آن را خرد نماييد. اين صدف ها مي توانند طعمه هايي ايده آل براي شاه خرچنگ ها باشند. آب پاش هاي دريايي (Sea Squirts) درون بدن خود مواد شيميايي ضد سرطان پوست دارند و اگر شاه خرچنگ ها وارد محيط زيست آنها شوند مي توانند نسل فواره هاي دريايي را از بين ببرند. دانشمندان نگران هستند كه با از بين رفتن انواع گونه هاي قطب جنوب، درمان برخي از بيماري ها ديگر در دسترس ما نباشد. آنها اعتقاد دارند اين مشكلات با گرمايش زمين در اثر فعاليت هاي انساني ارتباط دارد.

هر ساله تقريبا 40 هزار توريست از قطب جنوب ديدن مي نمايند. توريست ها پس از پياده شدن از كشتي وارد قايقي با نام Zodiac مي شوند و به ساحلي وارد مي شوند كه از پنگوئن ها پوشيده شده است. پنگوئن ها با علاقه زياد به طرف توريست ها سرازير مي شوند. ولي با شرايطي كه به زودي با آن مواجه خواهيم شد، احتمالا جوامع پنگوئن ها نيز شديدا تحت تأثير قرار خواهند گرفت. در نتيجه ورود شاه خرچنگ ها، كل اكوسيستم تغيير خواهد كرد و با ادامه پروسه تغيير اقليم زمين، احتمالا جمعيت آنها نيز افزايش خواهد يافت.

بیولوژی دریا (زیست دریا) - پدیده سفید شدگی مرجان ها (Coral Bleaching) در نتیجه از میان رفتن جلبک همزیست زوزانتلا (Zooxantellae) و یا از بین رفتن رنگیزه درون این جلبک تک سلولی به وجود می آید. مرجان ها اکوسیستم های عظیم آبسنگ های مرجانی را می سازند و برای ادامه حیات نیاز دارند با یک جلبک تک سلولی به نام زوزانتلا همزیستی داشته باشند. زوزانتلا می تواند فتوسنتز کند و با بسیاری از موجودات دریایی همزیستی دارد. هر چند که مرجان به وسیله تنتاکل هایش می تواند زئوپلانکتون ها را شکار کرده و مورد مصرف قرار دهد، ولی بیشتر غذای مرجان از طریق فتوسنتز زوزانتلا که در بافت آن به سر می برد تأمین می شود. علاوه بر این، مرجان ها در حقیقت سفید رنگ هستند و ساختار اسکلتی کربنات کلسیمی آنها فاقد رنگیزه می باشد. آنها رنگ های متنوع خود را مدیون جلبک زوزاتلا می باشند و رنگ مرجان به گونه جلبک همزیست آن بستگی دارد.

هنگامی که به مرجان ها استرس وارد شود، زوزانتلای درون آنها کاهش می یابد و در نتیجه آن، مرجان کم رنگ تر شده و یا کاملا رنگ خود را از دست می دهد و سفید می شود که ما این پدیده را سفید شدگی مرجان می نامیم. هنگامی که سفید شدگی مرجان آغاز می شود، حتی اگر عامل استرس زا را نیز حذف کنیم باز هم تا مدتی به گسترش خود ادامه می دهد. اگر کلونی مرجان بتواند دوره استرس را پشت سر بگذارد، هفته ها یا ماه ها طول می کشد که به تراکم اولیه خود باز گردد. گونه هایی که جایگزین گونه های از بین رفته می شوند ممکن است گونه های جدیدی باشند و نسبت به آن استرس، مقاومت بیشتری از خود نشان دهند.

اصلی ترین عامل سفید شدن مرجان ها، تغییر دمای آب است. کلونی های بزرگی مثل کلونی گونه Porites می توانند محدوده وسیعی از تغییرات حرارتی را تحمل کنند ولی بیشتر گونه های آبسنگ های مرجانی مثل مرجان های شاخی، شدیدا در مورد تغییرات دمایی حساس هستند. گونه هایی که شوک های دمایی ضعیف تری را تجربه کرده اند ممکن است مقاومت بهتری داشته باشند. از مهم ترین عوامل زیاد شدن دمای آب دریا، آب خروجی کارخانه های آب شیرین کن می باشد. در سواحل جنوبی خلیج فارس بسیاری از جوامع مرجانی در اثر فعالیت های این کارخانه ها در کشورهای عربی، سفید شده و از میان رفته اند.

باکتری های عفونت زا نیز از عوامل سفید شدن مرجان ها می باشند. باکتری عفونت زای Vibrio shiloi عامل سفید شدن مرجان Oculina patagonica در دریای مدیترانه است. این باکتری به زوزانتلاها حمله ور می شود. V. shiloi تنها در هنگام حضور گرما می تواند فعالیت کند. لذا افزایش حرارت آب می تواند باعث تحریک فعالیت این باکتری شود.

عوامل دیگری مثل ژنتیک و سلامت زوزانتلا، افزایش اسیدیته آب، تغییر در تابش های خورشیدی (میزان اشعه ماوراء بنفش)، کاهش جمعیت زئوپلانکتون ها، افزایش رسوب گذاری، باد و تماس با هوا در هنگام جزر نیز می توانند باعث سفید شدن آبسنگ های مرجانی شوند. در تصویر زیر یک مرجان مغزی طبیعی را در سمت چپ و یک مرجان مغزی سفید شده را در راست مشاهده می نمایید.

گمان می رود که در طی سال های 2012 تا 2040، آبسنگ های مرجانی به دفعات بیشتری دچار سفید شدگی شوند. آبسنگ مرجان سدی Great Barrier Reef که وسیع ترین آبسنگ مرجانی دنیا است در سال های 1980، 1982، 1992، 1994، 1998، 2002 و 2006 دچار پدیده سفید شدگی شده است. اگر چه بیشتر نواحی آن تقریبا میزان کمی تلفات داشتند و بازسازی شده اند، ولی برخی از نواحی دچار صدمات شدید شده و تقریبا 90 درصد تلفات مرجانی را در آنها شاهد هستیم.

مرجان های موجود در بسیاری از نقاط دنیا تحت تأثیر افزایش دما قرار گرفته و سفید شده اند. بیشتر آنها در اقیانوس هند قرار دارند. در مالدیو، سری لانکا، کنیا و تانزانیا بیش از 90 درصد مرجان ها از بین رفته اند. در هاوایی نیز در سال های 1996 و 2002 با گرم شدن آب اقیانوس، میزان بسیار بالایی از سفید شدن مرجان ها اتفاق افتاد. آبسنگ های مرجانی دریای مدیترانه نیز در 1996 به طور چشمگیری سفید شدند.

مرجان ها علاوه بر این که از زیباترین اکوسیستم های طبیعی دنیا می باشند، از مهم ترین و پرتولیدترین زیستگاه ها نیز شمرده می شوند. آبسنگ های مرجانی نواحی گرمسیری متنوع ترین اکوسیستم های آبی هستند و بسیاری از گونه های آبزیان، صرفا قادر به ادامه حیات در اکوسیستم های مرجانی می باشند. دانشمندان پیش بینی کرده اند اگر تأثیرات مخرب انسان بر دریاها کنترل نشوند و اوضاع به همین منوال پیش رود، به احتمال زیاد تا 30 سال دیگر هیچ مرجانی در کره زمین وجود نداشته باشد.