Dette er venstre ramme i læreverket "Naturfag for alle". Dersom du har kommet hit fra en søkemotor bør du gå til forsiden slik at du kan gå inn i læreverket på riktig måte. Klikk her for å gå til forsiden. Legg merke til kapittelnummeret hvis du vil tilbake hit.

5C Havet

To tredjedeler av jordoverflaten er dekket av hav.

Figur 1. Vannplaneten

Selv om jordens havområder danner en sammenhengende vannmasse hele planeten rundt, har vi av praktiske grunner satt navn på de enkelte delene.

Figur 2. Verdens havområder

1 Landskapet under havet

Som vist i kapittel 5A er jorden oppbygget av lag. Jordskorpen er det ytterste av disse. I kapittel 5 fikk vi også vite at jordskorpen, sammen med den øverste del av mantelen, danner flak som langsomt beveger seg i forhold til hverandre. I spredningssoner dannes ny, tynn og relativt tung jordskorpe, kalt havskorpe, mens det i kollisjonssoner dannes tykk og relativt lett kontinentalskorpe. Områdene med havskorpe utgjør de lavtliggende deler av jordoverflaten. Derfor er det her jordens vannmasser samler seg og danner hav.

Figur 3. Havskorpe og kontinentalskorpe

Hovedtrekkene i det undersjøiske landskapet består av

Midthavsryggene langs spredningssonene dannes fordi oppstigende strømmer i mantelen får havskorpen til å løfte seg her. Midthavsryggene har vanligvis en høyde på 2 000 meter over dyphavsslettene, mens dyphavsslettene har en gjennomsnittlig dybde på 4 000 meter.

Kontinentalsokkelen danner en grunn, undersjøisk "hylle" som omkranser alle kontinenter. Den består av sedimenter fra nedbrytingen av kontinentets landmasser. Som forklart i kapittel 5A vil all jordoverflate som befinner seg over havflaten, altså alle landområder, bli utsatt for forvitring og erosjon. Elver fører materialtet fra denne prosessen ut i havet, og mesteparten avsettes like utenfor kysten og danner kontinentalsokkelen.

Figur 4. Prinsippskisse av profil over et havområde

Figur 5 viser høyde og dybdeforholdene over hele jorden, basert på målinger fra satellitt og ekkolodd. Der ser vi at midthavsryggene ikke alltid ligger "midt i havet", men er knyttet til spredningssoner som ofte har et komplisert mønster.

Det er stadige vulkanutbrudd langs midthavsryggene. Flytende stein og varm gass velter ut i det mørke og kalde vannet. Her oppstår det et fremmedartet miljø med et plante- og dyreliv basert på andre kjemiske prosesser enn på jordoverflaten.

Figur 5. Globalt høyde- og dybdekart

I figur 5 kan vi også legge merke til undersjøiske fjell, som ofte rager over havnivå og danner øygrupper, på forskjellige steder av dyphavsslettene. Dette skyldes vulkanisme forårsaket av "hot spots", forklart i kapittel 5A.

I kollisjon mellom to havplater vil det dannes dyphavsgrøft med vulkanbue med dybder ned til 10 000 meter og mer. I kollisjonssoner mellom havplate og kontinent vil dyphavsgrøften vanligvis, men ikke alltid, være fylt av erosjonsmateriale fra land. Det vil si at det har dannet seg en kontinentalsokkel. Se forøvrig kapittel 5A.

2 Havvannet

I motsetning til ferskvann er havvann, eller sjøvann som vi også sier, salt. Saltet er oppløst i vannet i form av ioner. Det er betydelige variasjoner, men i gjennomsnitt inneholder sjøvann på det åpne hav 35 g salt per kg sjøvann, eller 3,5 %. Siden saltionene inntar plasser mellom vannmolekylene, bidrar de ikke til at volumet øker. Saltvann har derfor større massetetthet enn ferskvann og økt saltinnhold betyr økt massetetthet.

Figur 6. Havvannets gjennomsnittlige sammensetning

Hvor kommer saltet fra?

Saltet i havet har to kilder. De negative ionene, Cl- og SO42-, stammer fra vulkanske gasser. Klor og svovel i disse gassene reagerer med vannet i atmosfæren og blir til saltsyre, HCl, og svovelsyre, H2SO4. Når disse syrene når jorden sammen med nedbøren, reagerer de med de positive ionene, Na+, Ca2+, Mg2+ og K+ som kommer fra kjemisk forvitring av vanlige bergarter. Vannet i elver, innsjøer og i grunnvann inneholder derfor små, men umerkelige mengder salt. I løpet av et år blir havene over hele kloden tilført 2,5 milliarder tonn salt. I løpet av årmillionene har saltinnholdet i havet derfor økt til det nivå det har i dag.

Dersom vi tenker oss at alt havvann plutselig skulle fordampe slik at saltet ble liggende igjen, ville saltlaget dekke havbunnen med et 60 meter tykt lag.

Salinitet

Havets "salthet", altså saltkonsentrasjonen, kalles salinitet. Saliniteten varierer med både sted og havdybde.

Salinitenen i overflatelaget er størst der det er stor fordampning og lite nedbør. Når vann fordamper blir saltet værende igjen og saltkonsentrasjonen øker. Dette gjelder passatbeltene og særlig Middelhavet, Rødehavet og Persiabukten. Se figur 7.

Figur 7. Overflatevannets salinitet

Ved ekvator, derimot, er det mye nedbør. Overflatevannet blir derfor tilført ferskvann, noe som gir lavere salinitet. Saliniteten er også lav utenfor munningen av store elver, som for eksempel Amazonas, Kongo eller elvene som renner ut i Bengalbukten. Saliniteten er særlig lav i nordlige strøk på grunn av issmelting i kombinasjon med avrenning fra store landområder og kjølig klima med lav fordampning.

Disse variasjonene gjelder overflatelaget. På de store dyp er saliniteten ganske konstant 3,5 % i alle verdens havområder. Det betyr at saliniteten vanligvis øker med dybden der den er lav på overflaten, og avtar med dybden der den er høy på overflaten.

Figur 8. Salinitet og dybde

Temperatur

Havets gjennomsnittlige, globale overflatetemperaturen er 17 oC, men spenner fra litt under 0 oC i polare strøk til nesten 35 oC i avgrensede havområder i tropene.

Figur 9. Havtemperaturen i overflatelaget

Overflatetemperaturen er sterkt påvirket av klima. Men vann har så stor egenvarme at årsvariasjonene på åpent hav er mye mindre enn i luften, kun et par grader ved ekvator, 8 oC i temperert sone og 4 oC i polarområdene.

Figur 10. Temperatur og dybde

Lys- og varmestråling fra solen blir absorbert i de øverste titalls meter. Vind og bølger fører til omrøring og utjamning av temperaturen ned til omkring 200 meter. Under dette nivået blir havvannet lite påvirket av forholdene på overflaten og temperaturen faller kraftig. Ved 600-700 meters dybde flater temperaturfallet ut og på 2500 meters dybde er temperaturen litt over 0 oC i alle hav. I polare strøk er det liten forskjell mellom overflate- og dyphavstemperatur.

Tetthet

Både salinitet, temperatur og dybde påvirker havvannets tetthet.

I alminnelighet fører disse forholdene til at tettheten øker med dybden, og i større grad i varme strøk enn i kalde. Se figur 11.

Figur 11. Tetthet og dybde

3 Havstrømmer

Havstrømmer er store "elver" i havet. De bringer varmt vann fra ekvator mot polene og kaldt vann motsatt vei. Havstrømmene bidrar til å jevne ut temperaturforskjellene på jorden og de har stor betydning for klimaet.

Vinddrevne strømmer

Fremherskende vinder knyttet til de globale vindsystemene skaper overflatestrømmer. Passatvindene og vestavindsbeltet på hver side av ekvator fører havvannet rundt i et sammenhengende overflatekretsløp, kalt ekvatorialstrømmer.

Figur 12. Overflatestrømmer i verdenshavene

Det er fem slike ekvatorialstrømmer: Nordlig og sørlig ekvatorialstrøm i Stillehavet, nordlig og sørlig ekvatorialstrøm i Atlanterhavet og sørlig ekvatorialstrøm i Indiahavet.

Dette er hovedmønsteret. I tillegg skaper kystlinjer, bunntopografi og turbulens en rekke regionale og lokale strømmer.

Oppvelling

Vi har i kapittel 5B sett at corioliseffekten påvirker luftstrømmmer. Men dette gjelder også havstrømmer. Mekanismen for hvordan dette skjer ble utviklet av Fritjof Nansen og den svenske havforskeren Vagn Ekman og kalles ekmantransport.

Figur 13. Ekmantransport

Både fralandsvind og ekmantransport gjør at overflatevannet i ekvatorialstrømmene langs kontinentenes vestkyster (figur 12) (Benguelastrømmen, Perustrømmen, Californiastrømmen og Kanaristrømmen) beveger seg vekk fra kysten. Dermed blir vann trukket opp fra dypet. Dette kalles oppvelling.

Også i Sørishavet foregår en storstilt oppvelling. Her blåser en sterk og vedvarende vestavind rundt Antarktis. Ekmantransport driver overflatevann vekk fra iskanten, og vann trekkes opp fra stort havdyp.

Oppvelling gir levende hav

I alle hav er vann fra dypet rikt på næringssalter fra døde dyr og planter som har sunket til bunns. Når slikt vann kommer opp til overflaten der lys kan trenge ned, gir det gode vilkår for vekst av planteplankton. Planktonet gir i sin tur grunnlag for et rikt marint dyreliv, og viktige fiskerier.

Gravitasjonsdrevne strømmer

I Atlanterhavet er den vinddrevne overflatestrømmen Golfstrømmen en del av den nordlige ekvatorialstrøm (figur 12). Store deler av disse vannmassene skiller lag med ekvatorialstrømmen og fortsetter, som Den nordatlantiske strømmen, nordøstover forbi Storbritania og inn i Norskehavet. På sin vei nordover avgir vannet varme og gir disse kystene et mye varmere klima enn breddegraden skulle tilsi.

Når vannmassene når Nordishavet er temperaturen nær frysepunktet (figur 9). Samtidig har vannet høyere salinitet enn øvrige vannmasser i ishavsbassenget (figur 7). Tettheten er dermed blitt så stor at vannmassene synker og følger havbunnen tilbake gjennom det nordlige Atlanterhav. Dette er starten på en rundreise som kalles global, termohalin sirkulasjon.

Figur 14. Global, termohalin sirkulasjon

Den er global fordi den omfatter alle jordens hav. Den er termohalin fordi den drives av tetthetskontraster skapt av temperatur (termo, gresk: varme) og salinitet (halin, gresk: saltaktig). Og den kalles sirkulasjon fordi den danner et sammenhengende omløp. Den er også langsom; innen det samme vannet når overflaten i det nordlige Stillehav kan det ha gått mange hundre år. På veien dit har deler av vannmassen kommet til overflaten i Indiahavet og ved vinddrevet oppvelling i Sørishavet.

4 Tidevann

Tidevann - flo og fjære - er en daglige heving og senking av havnivået. Årsaken er vekselvirkningen av gravitasjonskreftene mellom jorden, månen og solen.

Figur 15. Tidevannets årsak

Kontinenter og andre landområder, dybdeforhold og corioliseffekten forstyrrer tidevannet som dannes i havene når jorden roterer. Det dannes tidevannsbølger som dels kan nøytralisere, dels forsterke hverandre. I møte med land kan havvannet noen steder, som i Vest-Europa og Nord-Canada, bli stuvet opp slik at flo/fjære-forskjellen blir ekstrem.

Figur 16. Tidevannet i verdenshavene

I Norge er tidevannsforskjellen liten i Oslofjorden og langs Sørlanget men øker langs kysten nordover. I Nord-Norge er forskjellen mellom flo og fjære omkring 3 meter.

Figur 17. Tidevannsforskjeller langs norskekysten

Den daglige vekslingen mellom flo og fjære fører til tidevannsstrømmer. Disse blir særlig merkbare i trange sund og elvemunninger og der tidevannsforskjellen er stor.

Saltstraumen i Bodø kommune i Nordland består av et trangt sund mellom Ytre og Indre Saltenfjord. To ganger i døgnet skal tidevannet passere her på vei inn til og ut av Indre Saltenfjord. Dette setter opp en strøm som påstås å være den sterkeste tidevannsstrøm i verden.

I elvemunninger vil stigende tidevann føre til en inngående vannstrøm. Når denne møter elvestrømmen, som jo går utover mot havet, dannes en eller flere tidevannsbølger (på engelsk kalt "tidal bore") som beveger seg oppover elven. Dersom tidevannsforskjellen er stor og utgående elvestrøm sterk, vil tidevannsbølgen bryte og fosse innover elvemunningen.

(Video: http://www.youtube.com/watch?v=LWumonz87rA)

5 Bølger på havet

Bølgebevegelse på en vannoverflate er sirkelbevegelser av vannpartiklene i de øverste vannlagene.

Figur 17 Bølgebevegelse i en vannoverflate

Vannpartiklene beveger seg i mindre og mindre sirkler nedover i vannet. Når dybden er er like stor som halve bølgelengden (bølgelengden tilsvarer avstanden mellom to bølgetopper) er sirklenes størrelse redusert til 0. Under denne dybden blir ikke vannmassene påvirket av bølgebevegelsen.

Figur 18 Bølgebevegelse og vanndybde

Bølgebevegelsens hastighet langs vannflaten er en funksjon av bølgelengden. Mens små krusninger forflytter seg med noen få cm per sekund, kan kilometerlange tsunamibølger (bølger skapt av undersjøiske jordskjelv eller ras) krysse verdenshav hurtigere enn jetfly.

Vindbølger

Når bølgen beveger seg framover, er det bevegelsesenergien til vannpartiklene som forflytter seg, ikke selve vannet. Men i bølger som utsettes for vind er ikke dette helt riktig. Vind er jo luft i bevegelse. Når luften beveger seg over sjøoverflaten, oppstår friksjonskrefter mellom luft og vann. Vindpresset virker sterkest på bølgetoppene som blir spisse. Overflatepartiklene skyves litt framover for hver gang sirkelbevegelsen bringer dem til bølgetoppen. Dette fører til en viss vanntransport i bølgenes bevegelsesretning. Ved langvarig og sterk pålandsvind kan dette merkes ved at vannstanden blir noe høyere enn normalt.

Figur 19 Partikkelbevegelse i vindpåvirkede bølger

Dersom vindtrykket bak bølgen blir kraftig, blir vannet i bølgetoppen drevet så hardt fram at bølgens framkant blir bratt. Bølgen kan bli så bratt at vannet ikke kan beholde en jevn bølgeform. Vannet vil fosse nedover denne delen av bølgen. Vannet blander seg med luft og danner hvitt skum. Vi sier at bølgen bryter. Det hvite skummet vil imidlertid snart befinne seg på bølgeryggen ettersom bølgen beveger seg inn under og forbi. Ved en viss vindstyrke, ca. stiv kuling, vil de fleste bølger bryte.

Havbølger

På åpent hav er vindens virkeområde svært. En storm vil sette opp bølger med både kort og lang bølgelengde. Siden lange bølger forplanter seg raskere enn bølger med kortere bølgelengde vil bølger som passerer hverandre legge sine energier sammen slik at det skapes et uryddig, til dels kaotisk bølgemønster.

Lange bølger, men sin raskere forplantningshastighet, vil bevege seg ut av stormområdet og spre seg, sirkelformet, til andre havområder. På åpent hav vil det derfor alltid, også i stille vær, finnes en undersjø av havdønninger. De danner underlag for nye bølger skapt av den vind som måtte finnes på stedet.

Figur 20 Utvikling av havdønninger

6 Bølger møter land

Når havbølgene beveger seg inn over grunne områder nær kysten, vil de "føle" bunn når dybden er mindre enn halve bølgelengden. Dette har selvsagt sammenheng med at det er så langt ned bølgebevegelsen forplanter seg, som vist i figur 18 ovenfor. På grunnere områder vil vannpartiklenes sirkelbevegelse hindres, og dette får økende virkning på bølgen dess grunnere det blir.

Figur 21 Bølger over grunt vann

Når du står på en havstrand og observerer de store bølgene som kommer rullende inn fra havet ser det ut som de alltid kommer inn i rett vinkel til stranden. Årsaken er at bølgene blir avbøyd som vist i figur 22.

Figur 22 Bølger avbøyes over grunt vann

Denne avbøyingseffekten fører til at nes og forland blir sterkere utsatt for bølgenes eroderende virkning enn bukter og viker.

Figur 23 Bølgeenergien avbøyes mot nes og forland

Over tid vil brenningen slite utstikkende kystklipper ned til sandkorn som bølger og strøm fører innover i buktene. I løpet av millioner av år fører dette til at kysten blir jevnet ut til en lang, sammenhengede sandstrand. Dette er den vanligste kysttypen i verden.

7 Havis

Havområdene i Arktis og omkring Antarktis er islagt i hele eller deler av året. Når saltvannet fryser blir bare litt av saltet frosset inn i isen. Resten blir igjen i havet slik at dette blir saltere, og dermed tyngre.

Mens sydpolen ligger midt inne på et stort kontinent, Antarktis, ligger nordpolen i et stort hav, Polhavet. En stor del av dette havet er isdekket året rundt. Vind og storm, og strømmer i havet, får ulike deler av isdekket til å bevege seg i forhold til hverandre. Noen steder sprekker isen opp og flyter fra hverandre med åpent vann imellom - som raskt fryser til igjen. Andre steder skyves delene mot hverandre og danner såkalt pakkis der isflak knekkes og skyves oppå hverandre inntil de danner et kompakt, men uregelmessig isdekke. Stedvis kan kolliderende isdrift føre til at isen trykkes sammen til 4-5 meter høye rygger. En slik rygg kalles en skrugard.

Figur 24 Havis

På grunn av global oppvarming har havisen, særlig i Arktis, minsket mye i både tykkelse og utstrekning.

8 Sammendrag

9 Kontrollspørsmål

Svartabell. Klikk på riktige svar. Grønt betyr riktig, rødt betyr feil.

Når du er ferdig, skal 13 ruter være grønne. Greier du å unngå de røde?

  1. Gjennomsnittlig saltinnhold i havvann er ...
  2. Hva har bidratt til saltinnholdet i havet?
  3. Hvor har havets overflatevann forholdsvis lav salinitet?
  4. Gjennomsnittlig bevegelse av vannmassene i ekmanvannlaget er ...
  5. Oppvelling skaper levende hav fordi ...
  6. Forskjellen mellom flo og fjære er større enn normalt når det er ...
  7. Tidevannsforskjellene i Norge er størst ...
  8. Hvor dypt rekker vannbevegelsen i en bølge?
  9. Den vanligste kysttypen i verden består av ...