دریا، اقیانوس جهانی، یا به شکل ساده‌تر، اقیانوس،بدنه آبی متصل آب های شور می‌باشد...
دریا
دریا، اقیانوس جهانی، یا به شکل ساده‌تر، اقیانوس، بدنه آبی متصل آب‌های شور می‌باشد که ۷۰٫۸ درصد سطح زمین را پوشش می‌دهد.[۱] دریا آب‌وهوای زمین را معتدل می‌کند و نقش مهمی در چرخه آب، چرخه کربن، و چرخه نیتروژن دارد. اگرچه از زمان پیشاتاریخ دریانوردی و اکتشاف در دریا رواج داشته است، مطالعه مدرن علمی دریا (اقیانوس‌نگاری) به طور گسترده به سفر چلنجر بریتانیا در دهه ۱۸۷۰ مربوط می‌شود.[۲] دریا به طور مرسوم به چهار یا پنج بخش بزرگ تقسیم شده است، مواردی مانند آرام را اقیانوس گویند، و مواردی مانند مدیترانه را دریا گویند.
در زبان پهلوی این واژه به ریخت drayâb بوده است. «واژه زرنگ کهن‌ترین نام سیستان و زاولستان است و در سنگ‌نوشتهٔ بیستون به گونهٔ زرنگا آمده است. به باور پژوهشگران، زرنگ و زریه که به زبان اوستایی به معنای دریا است، و دریه به فارسی هخامنشی و زریا در زبان پهلوی و دریا به زبان امروزی همه یکی است.»[۳] بزرگترین دریاهای جهان عبارت اند از:: دریای مدیترانه، دریای برینگ، دریای کارائیب، دریای اختسک.
با توجه به شرایط فعلی رانش قاره‌ای، نیم‌کره شمالی اکنون به طور نسبی بین خشکی و دریا تقسیم شده است (با نسبت ۲:۳) اما نیم‌کره جنوبی به شدت اقیانوسی است (1:4.7).[۴] در اقیانوس پهناور، مقدار نمک حدودا ۳٫۵ درصد جرم آن را تشکیل می‌دهد، البته این مقدار می‌تواند در آب‌های محدود به خشکی، در نزدیکی دهانه رودخانه‌های بزرگ، یا اعماق زیاد متفاوت باشد. حدود ۸۵ درصد جامدات موجود در آب دریا را سدیم کلرید تشکیل می‌دهد. جریان‌های اعماق دریا از اختلاف در دما و میزان نمک حاصل می‌شوند. جریان‌های سطحی نیز از اصطکاک موج‌های تولید شده در اثر وزش باد و جزر و مد پدیدار می‌شوند. تغییرات سطح آب دریا نیز نتیجه جاذبه ماه و خورشید است. مسیر تمام این‌ها به وسیله مناطق وسیع سطح آبی و زیر آبی تعیین می‌شوند، که حاصل حرکت وضعی زمین می‌باشند (اثر کوریولیس).
تغییرات پیشین در سطح دریا فلات قاره، مناطق کم عمق در دریا نزدیک خشکی، را ایجاد کرده‌اند. این آب‌های غنی از مواد معدنی سرشار از زندگی اند، که برای انسان‌ها منابع غذایی قابل توجهی (در اصل ماهی، ولی همچنین صدف، پستاندار دریایی، جلبک دریایی) فراهم می‌کنند، که هم در حیات وحش ماهیگیری می‌شوند و هم پرورش می‌یابند. متنوع‌ترین مناطق در اطراف آب‌سنگ‌های مرجانی گرمسیری قرار دارند. زمانی شکار نهنگ در دریا، آزاد و رایج بود، اما کاهش تعداد نهنگ‌ها موجب ایجاد کنوانسیون بین‌المللی تنظیم صید نهنگ و در نهایت توقف صید نهنگ شد. اقیانوس‌نگاری نشان داده است که حیات تنها محدود به آب‌های سطحی نورگیر نیست: حتی در اعماق و فشار زیاد، مواد معدنی جریان یافته از دریچه‌های گرمایی از اکوسیسیتم منحصر به فرد خود پشتیبانی می‌کنند. حیات ممکن است از آن‌جا آغاز شده باشد، و سفره‌های میکروبی دریایی به طور عمومی حاصل رویداد بزرگ اکسیژنی جو زمین می‌باشند؛ هم گیاهان و هم جانوران در ابتدا در دریا فرگشت یافته‌اند.
دریا مسیر ضروری تجارت، مسافرت، استخراج مواد معدنی و تولید برق است. همچنین آن را برای جنگ ضروری کرده است، و شهرهای بزرگی را در معرض زمین‌لرزه، آتشفشان حاصل از گسل‌های نزدیک دریا؛ امواج قدرتمند سونامی؛ و توفندها، طوفان‌ها و چرخندها ایجاد شده در مناطق استوایی قرار داده است. این اهمیت و دوگانگی، فرهنگ بشری را از خدایان دریا تا شعر حماسی هومر و تا تغییرات ناشی از مبادله کلمبی، از مراسم تدفین وایکینگ‌ها تا هایکوهای ماتسوئو باشو و تا هنر دریایی و موسیقی الهام بخش در طیف گسترده از نیمه‌خوانی " The Complaynt of Scotland " تا شهرزاد اثر نیکولای ریمسکی-کورساکف تحت تاثیر قرار داده است. دریا صحنه فعالیت‌های اوقات فراغت شامل شنا، غواصی اسکوبا، موج‌سواری و قایق‌رانی است. اما رشد جمعیت، صنعتی‌سازی، و کشاورزی متمرکز موجب آلودگی دریایی امروزی شده‌اند. مقدار کربن دی‌اکسید جو در حال افزایش می‌باشد، و در فرآیندی به اسم اسیدی‌شدن اقیانوس پی‌اچ آب را کاهش داده است. طبیعت مشترک دریا صید بی‌رویه را به مشکلی درحال افزایش تبدیل کرده است.
تعریف
دریا سیستم پیوسته تمام آب‌های پوسته اقیانوسی زمین است، که شامل ۴ اقیانوس نام گذاری شده به وسیله سازمان آب‌نگاری بین‌المللی[۵] (اقیانوس اطلس، اقیانوس آرام، اقیانوس هند و اقیانوس منجمد شمالی) و آب‌های اقیانوس منجمد جنوبی (چه از آن چهار اقیانوس جدا باشد و چه به همراه آن‌ها حساب گردد) می‌شود.[۶] این مفهوم و استفاده از دریا برای توصیف بدنه‌های آبی آب‌های دریا مانند دریای سرخ هر دو به زبان انگلیسی باستان باز می‌گردد؛ مفهوم کلی تر از انگلیسی میانه به حرف تعریف معینی نیاز دارد.
با توجه به کاربرد این واژه در طول زمان، هیچ تفاوت مهمی بین اقیانوس و دریا وجود ندارد، البته دریاها کوچکترند و (به استثنای دریای سارگاسو که حاصل چرخاب اطلس شمالی است[۷]) معمولا به خشکی‌های کوچک‌تری در مقایسه با قاره‌ها محدودند.[۸] دریاها اغلب بزرگتر از دریاچه‌ها هستند، و شامل نمک می‌باشند، اما دریاچه طبریه دریاچه آب شیرین می‌باشد.[۹] در میان اقیانوس‌شناسان، یک تعریف قابل قبول برای دریا وجود دارد؛[۱۰] با توجه به حقوق بین‌الملل، کونوانسیون ملل متحد در مورد حقوق دریاها بیان می‌کند که تمام اقیانوس «دریای واحد» است.[۱۱]
علوم فیزیکی
زمین تنها سیاره شناخته‌شده ایست که سطح آن با آب مایع پوشیده شده است، اگرچه مریخ دارای یخ‌های قطبی می‌باشد و ممکن است در سیاره‌های زمین‌سان در منظومه‌های شمسی دیگر اقیانوس وجود داشته باشد.[۱۲] هنوز معلوم نیست آب روی زمین از کجا آمده است، اما، با نگاهی از فضا، سیاره ما شبیه اشکال متنوع "تیله آبی" به نظر می‌رسد: اقیانوس‌ها، یخچال‌های قطبی، ابرها.[۱۳] از ۱۳۶۰۰۰۰۰۰۰ کیلومتر مکعب حجم آب زمین، ۹۷٫۲ درصد آن مربوط به دریاهای شناخته شده است و بیش از ۷۰ درصد سطح آن را پوشش می‌دهد.[۱۴] 2.15 درصد باقی منجمد است، در یخ‌هایی که اقیانوس منجمد شمالی و جنوبگان و اقیانوس منجمد جنوبی آن را پوشش می‌دهند، و یخچال‌های طبیعی سراسر جهان یافت می‌شوند. باقی مانده آن (حدودا ۰٫۶۵ درصد کل آب‌ها) آب‌های زیر زمینی یا مراحل مختلف چرخه آب را شکل می‌دهد که شامل آب شیرین مصرفی جانوران خشکی‌زی می‌باشد: بخار آب در جو زمین، ابرها، باران حاصل از آن‌ها، و دریاچه‌ها و رودخانه‌هایی که خود به خود شکل گرفته‌اند، و آب آن‌ها دوباره و دوباره به دریا باز می‌گردد.[۱۵] دریا به اندازه‌ای به زمین تسلط دارد که آرتور سی. کلارک نویسنده مشهور انگلیسی گفته است بهتر است نام "زمین" را "اقیانوس" قرار دهیم.
مطالعه علمی آب و چرخه آبی زمین در حیطه آب‌شناسی می‌باشد؛ دینامیک شاره‌ها فیزیک آب در حال حرکت را بررسی می‌کند. جدیدترین مطالعه دریا اقیانوس‌نگاری است. این علم با مطالعه جریان‌های آبی اقیانوس آغاز شد،[۱۶] اما به رشته‌ای بزرگ و چند زیر رشته‌ای تبدیل شده است:[۱۷] این رشته خواص آب دریا را بررسی می‌کند؛ امواج، جزر و مد و جریان‌ها را مطالعه می‌نماید؛ خط سواحل و بستر اقیانوس را رسم؛ و حات موجودات دریا را مطالعه می‌کند. مباحث مربوط به حرکت دریا، نیروهای آن و نیروهایی که بر فراز آن عمل می‌کنند، به عنوان اقیانوس‌نگاری فیزیکی شناخته می‌شوند.[۱۸] زیست‌شناسی دریایی (اقیانوس‌نگاری زیستی) گیاهان، جانوران، و سایر موجودات زنده ساکن اکوسیستم دریا را بررسی می‌کند. اقیانوس‌نگاری شیمیایی نیز درباره هر دو اطلاعاتی را بیان می‌نماید، این زیر رشته عناصر و مولکول‌های داخل اقیانوس را بررسی می‌کند: به ویژه، نقش اقیانوس در چرخه کربن، و نقش کربن دی‌اکسید در افزایش خاصیت اسیدی آب دریا. دریا و جغرافیای طبیعی دریایی شکل دریا را ترسیم می‌کند، درحالی که جغرافیای دریا (اقیانوس‌شناسی جغرافیایی) شواهد رانش قاره‌ای و ساختار زمین را فراهم، فرایند ته‌نشینی را شفاف سازی، و به مطالعه آتشفشان‌ها و زمین‌لرزه‌ها کمک کرده است.
آب دریا
آب دریا همواره شور است و اگرچه درجه شوری آن می‌تواند متفاوت باشد، حدودا ۹۰ رصد آب اقیانوس‌ها در هر لیتر ۳۴ تا ۳۵ گرم (۱٫۲ اونس) مواد جامد محلول دارند، که شوری ۳٫۴ تا ۳٫۵ درصدی تولید می‌کنند[۱۹] (اقیانوس‌نگاران برای توصیف ساده‌تر تفاوت‌های کوچک، اغلب به جای درصد، شوری را با در هزار یا بخش در هزار (ppt) بیان می‌کنند). شوری سطح آب‌ها در نیم‌کره شمالی به طور عمومی نزدیک به ۳۴ در هزار است، در حالی که در نیم‌کره جنوبی ۳۵ در هزار می‌باشد. حل شونده آب اقیانوس‌ها از هم از آب رودخانه‌های درحال جریان و هم از جریان‌های اقیانوسی فراهم می‌شود.[۲۰] ترکیب نسبی مواد مل شونده، در سراسر اقیانوس ثابت است:[۲۱][۲۲] سدیم و کلرید حدود ۸۵ درصد آن را شکل می‌دهند. سایر حل‌شونده‌ها، شامل یون‌های فلزی مانند منیزیم و کلسیم و یون‌های منفی مانند سولفات، کربنات، و برمید می‌باشد. در غیاب سایر آلودگی‌ها، نوشیدن آب دریا ضرر ندارد، البته بیش از حد شور است؛ به طور مشابه، بدون شیرین‌سازی نمی‌توان برای آبیاری اکثر گیاهان از آن استفاده کرد. برای هدف‌های علمی و فنی، اغلب از شکل استاندارد آب مصنوعی دریا استفاده می‌شود.
تنوع‌های شوری تحت عوامل بسیاری قرار دارد: جریان‌هایی که بین دریاها جاری می‌شوند؛ آب شیرین رودخانه‌ها و یخچال‌های طبیعی؛ بارندگی؛ ایجاد و ذوب یخ دریا؛ و تبخیر، که تحت تاثیر دما، بادها و امواج قرار دارد. برای مثال، سطح بالایی دریای بالتیک شوری بسیار کمی دارد (۲۰ تا ۱۵ در هزار) زیرا دمای پایین آب‌وهوای پیرامون، تبخیر را کاهش داده است؛ این دریا رودخانه‌های فراوانی دارد؛ و ارتباط اندک آن با دریای شمال موجب ایجاد لایه زیرین خنک و متراکمی می‌شود که به سختی با آب‌های سطحی مخلوط می‌گردد.[۲۳] در مقابل، دریای سرخ بین صحرای بزرگ آفریقا و صحرای عرب قرار دارد؛ تبخیر در این دریا بالا، ولی بارش کم است؛ رودخانه‌های آن بسیار اندک (و اکثرا فصلی) اند؛ و ارتباط آن با سایر دریاها (کانال سوئز در شمال و باب‌المندب در جنوب) بسیار باریک است. شوری میانگین آن ۴۰ در هزار می‌باشد.[۲۴] شوری دریای مدیترانه اندکی کمتر است (۳۷ در هزار)، درحالی این میزان که برخی دریاهای حدود به خشکی بسیار بالاتر است. دریای مرده در هر لیتر ۳۰۰ گرم (۱۱ اونس) ماده حل شونده دارد (۳۰۰ در هزار).
دمای دریا عمدتا بر میزان تابش خورشیدی جذب شده وابسته است. در استوا، جایی که نور خورشید به طور مستقیم می‌تابد، دمای لایه‌های سطح می‌تواند تا ۳۰ درجه سانتی‌گراد افزایش یابد؛ در اطراف قطب‌ها، دما در نقطه ذوب با یخ دریا در تعادل دمایی است. شوری آب دمای ذوب را کمتر از دمای ذوب آب شیرین کرده است (معمولا -۱٫۸). این اختلاف دما به گردش مداوم آب در دریا کمک می‌کند. جریان‌های سطحی گرم با دور شدن از استوا سرد می‌شوند. با متراکم‌تر شدن، در آب فرو می‌رود. آب سرد در اعماق دریا، پیش از بالا آمدن سطح، به سمت استوا باز می‌گردد. در سراسر جهان آب دریای در اعماق، دمایی بین -۲ تا ۵ درجه سانتی‌گراد دارد.[۲۵] در دریاهای منجمد، کریستال‌های یخ در سطح دریا شروع به شکل گیری می‌کنند. این‌ها به قطعات کوچک تقسیم می‌شوند، و در صفحه مسطحی یکی می‌گردند، که سوسپانسیون ضخیمی به اسم «یخ فرازیل» را تشکیل می‌دهند. در شرایط آرام، صفحه نازکی که نیلاس نام دارد، که به عنوان اشکال جدید یخ در دریا به پشت آن ضخیم می‌شود. در آب‌های آشفته، به جای آن، فرازیل در صفحه بزرگی به نام «پنکیک» به یکدیگر متصل می‌شوند. این‌ها در زیر و روی یکدیگر سر می‌خورند، تا تخته یخ‌های شناور را شکل دهند. در طول این فرآیندها، آب شور و هوا در میان یخ زندانی می‌شوند. نیلاس با شوری در حدود ۱۲-۱۵ در هزار تشکیل می‌شود رنگ مایل به خاکستری دارد، اما با گذر زمان تازه‌تر می‌شود: بعد از یک سال، مایل به آبی و به ۴-۶ در هزار نزدیک می‌شود.[۲۶]
میزان نور خورشیدی که به داخل دریا نفوذ می‌کند، به زاویه خورشید، آب‌وهوای محلی، و کدری دریا بستگی دارد. از نوری که به سطح دریا می‌رسد، بیشتر آن از سطح دریا بازتاب می‌شود، و طول موج قرمز در چند متر بالایی مشاهده می‌گردد. زرد و سبز تا اعماق بیشتر نفوذ می‌کند، و طول موج‌های آبی و بنفش تا حدود ۱۰۰۰ متر نفوذ می‌نماید.
میزان اکسیژن موجود در آب دریا در درجه اول به دما و موجودات زنده فتوسنتزیکی مانند جلبک، فیتوپلانکتون، و گیاهانی مانند علف دریایی بستگی دارد که در آن زندگی می‌کنند. در طول روز، فعالیت فتوسنتزی آن‌ها اکسیژن تولید می‌کند، این اکسیژن در آب دریا حل می‌شود و حیوانات دریایی از آن استفاده می‌کنند. اشباع آب از اکسیژن در طول شب و در اعماق زیاد کمتر روی می‌دهد. پایین‌تر از عمق حدودا ۲۰۰ متر، نور کافی برای فتوسنتز وجود ندارد،[۲۷] و در نتیجه اکسیژن حل شده کمتر است. در پایین آن، اندامگان بی‌هوازی مواد ارگانیک رو به پایین را تجزیه و سولفید هیدروژن تولید می‌کنند.[۲۸] گفته می‌شود که گرم‌شدن زمین اکسیژن سطح و عمق دریا را کاهش خواهد داد، زیرا اکسیژن جو نیز در حال کاهش است.[۲۹]
امواج
امواج سطح اقیانوس پر نوسانند، این نوسان حاصل اصطکاک بین آب و هوایی است که مجاور آن حرکت می‌کند. این اصطکاک انرژی را انتقال می‌دهد و در مسیر عمود بر باد، امواج سطحی را ایجاد می‌کند. نام بالای موج قله موج است و انتهای آن پاهی موج است. فاصله بین دو قله موج را طول موج گویند. این امواج مکانیکی اند: مولکول‌های آب در یک نقطه فرضی، بالا می‌روند و با عبور موج پایین می‌آیند، و مسیری دایره‌ای شکل می‌دهند. انرژی از طریق سطح عبور می‌کند و خود آب هیچ حرکتی افقی انجام نمی‌دهد. اندازه این امواج وضعیت دریا را معین می‌کنند، که (در سطح آزاد) به سرعت باد و موجگاه (فاصله‌ای که در ورای آن باد بر روی آب می‌وزد) بستگی دارد. امواج کوچکتر را امواج مویرگی می‌نامند. با وزش بادهای قوی و طولانی، قله امواج مویرگی افزایش می‌یابد، و امواج بزرگتر و نامنظم‌تری ایجاد می‌شوند که به امواج سطح اقیانوس معروفند. این امواج زمانی به ماکسیمم ارتفاع خود می‌رسند که سرعت آن‌ها به سرعت باد در حال وزش نزدیک شود، و با گذر زمان به طور طبیعی به امواج بلند و قدرتمند با مسیر و طول موج رایج تقسیم می‌گردند. این دسته موج‌ها در بادهای چهلگان نیم‌کره جنوبی رایجند که باد در آن‌ها به طور مداوم می‌وزد.[۳۰][۳۱] زمانی که باد فرو می‌نشیند، امواج مویرگی با توجه به کشش سطح ناپدید می‌شوند، اما امواج سطح دریا و دسته موج‌ها تنها به وسیله جاذبه و تداخل ویرانگر امواج کاهش می‌یابند. اما، تداخل سازنده امواج می‌توانند همچنین امواج عظیمی را ایجاد کنند که از امواج معمولی بسیار بزرگترند.[۳۲] اکثر موج‌ها از ۳۳ متر کوتاه ترند، و دو یا سه برابر شدن این ارتفاع در طوفان‌های شدید غیر ممکن نیست.[۳۳] برای ساخت و ساز سازه‌های درون دریا مانند نیروگاه‌های بادی دریایی و سکوهای نفت تاریخچه صد ساله امواج آن منطقه را اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل می‌کنند.[۳۴] امواج غول‌آسایی، تا ارتفاع ۲۵ متر مستندسازی شده‌اند.[۳۵][۳۶]
امواج با رسیدن به ساحل و وارد شدن به مناطق کم‌عمق، رفتارشان تغییر می‌کند. اگر با یک زاویه به ساحل برسند، می‌توانند صخره‌ها و پرتگاه‌ها را خم کنند و به آن‌ها شکل دهند. زمانی که موج به نقطه‌ای می‌رسد که در انتهای موج مولکول‌های در حال نوسان با بستر دریا در تماس می‌باشند، اصطکاک شروع به کاهش سرعت این موج می‌کند. این موضوع سبب کاهش فاصله قله‌ها و افزایش ارتفاع امواج می‌شود. زمانی که نسبت ارتفاع به طول موج از ۱:۷ بیشتر می‌شود، موج می‌شکند، و به شکل آب کف‌دار بر سر دریا فرود می اید. این موج پیش از عقب نشینی به سمت دریا به دلیل جاذبه، به ساحل هجوم می‌برد.
سومانی شکل غیر معمول موج است که به دلیل رویدادی ناگهانی و قدرتمند مانند زمین‌لرزه یا زمین‌لغزش در زیر آب، برخورد شهاب‌سنگ، فوران آتشفشانی یا فروریختن زمین در دریا ایجاد می‌شود. این رویدادها می‌توانند به طور موقت سطح آب دریا را در محل تحت تاثیر قرار گرفته افزایش یا کاهش دهند. انرژی پتانسیل آب آواره به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود، موجی کم‌عمق ایجاد می‌کند که با سرعتی متناسب با مربع عمق آب، به طرف بیرون موج تولید می‌کند؛ لذا، سومانی‌ها در سطح آزاد اقیانوس سریع‌تر از فلات قاره‌ای حرکت می‌کنند.[۳۸] با وجود حرکت سونامی با سرعتی بیش از ۹۷۰ کیلومتر بر ساعت، این پدیده در دریاهای عمیق طول موج ۱۳۰ تا ۴۸۰ کیلومتر را دارا می‌باشد و دامنه آن کمتر از ۳ فوت است.[۳۹] در مناطق یکسان، امواج سطحی استاندارد تنها طول موج ۱۰۰ فوت را دارند و سرعتشان تا ۱۰۵ کیلومتر بر ساعت می‌رسد، اما وقتی که با دامنه‌های محتمل ۱۴ متری مقایسه می‌شوند، سونامی‌ها می‌توانند در این مرحله از مرز عبور کنند. سیستم هشدار سونامی بر اساس این حقیقت ایجاد شده‌اند که امواج حاصل از زمین‌لرزه تنها قادرند ۱۴۰۰۰ کیلومتر را در هر ساعت طی کنند، این موضوع ب مناطق در نعرض تهدید اجازه می‌دهد که از خطر سونامی آگاه شوند.[۴۰] اندازه‌گیری از شبکه ایستگاه اندازه‌گیری از سطح دریا، امکان تایید یا رد سومانی را فراهم می‌کند.[۴۱] یک رویداد مخرب در فلات قاره‌ای ممکن است سبب ایجاد یک سونامی در خشکی‌های اطراف شود که قادر است در سراسر اقیانوس جابجا شود. انرژی امواج تنها به تدریج از بین می‌رود، اما در مقابل موج افزایش می‌یابد. از آن جا که موج از منبعی تابش می‌یابد، جبهه موج بلندتر می‌شود و انرژی میانگین کاهش می‌یابد، لذا سواحل دوردست با امواج ضعیفتری مواجه می‌شوند. اما، از آن جا که سرعت موج به عمق آب بستگی دارد، موج در همه جا با سرعتی یکسان حرکت نمی‌کند، و این موضوع مسیر جبهه موج را تحت تاثیر قرار می‌دهد. این پدیده که نامش شکست نور است، می‌تواند در برخی مکان‌ها بر قدرت یک سونامی در حال پیشرفت تمرکز کند، در حالی که ان را در سایر مکان‌ها ضعیف می‌کند.[۴۲][۴۳]
حرکت سونامی به درون آب کم عمق، همانند سایر امواج، موجب کاهش سرعت موج و افزایش ارتفاع آن می‌شود. ممکن است یا انتها و یا قله موج در ابتدا به ساحل برسند. در شرایط اول (انتها)، دریا عقب نشینی می‌کند و مناطق تحت جزر و مد را ترک می‌نماید.[۴۴] زمانی که قله می‌رسد، معمولا نمی‌شکند و به داخل خشکی حمله می‌کند، و تمام مسیرها را سیل فرا می‌گیرد. بیشتر تخریب این فاجعه حاصل سیل‌هایی هستند که مردم و سایر اشیا را به همراه خود به داخل دریا باز می‌گردانند و غرق می‌کنند. یک رویداد جغرافیایی می‌تواند چندین سونامی را ایجاد کند. در این شرایط، معمولا امواج بعدی بین ۸ دقیقه و ۲ ساعت بعد از اولین موج فرا می‌رسند، این امکان نیز وجود دارد که موج اول بزرگترین و مخرب‌ترین موج نباشد. گاهی اوقات، در یک خلیج کم‌عمق سونامی به بور تبدیل می‌شود.[۴۵]
جزر و مد
به بالا رفتن و پایین آمدن منظم سطح آب در پاسخ به تاثیر گرانش ماه و خورشید بر زمین و تاثیر چرخش زمین، که در دریاها و اقیانوس‌ها مشاهده می‌شود، جزر و مد گویند. در هر مکانی، آب پیرامون چرخه جز و مد بالا می‌آید به به بیشترین ارتفاع خود یعنی «مد» می‌رسد، سپس فروکش می‌کند و به «جزر» می‌رسد. با فروکش‌کردن آب، موج‌شکن‌ها و مناطق جزری بیشتری نمایان می‌شوند. تفاوت ارتفاع جزر و مد را «طیف جزر و مدی» گویند.[۴۶][۴۷] بورهای جزر و مد در دهانه رودخانه‌ها روی می‌دهند، جایی که نیروی جزر ورودی، امواج دریا را در مقابل جریان به بالا هل می‌دهند. در هانگژو جمهوری خلق چین، ارتفاع بور به ۹ متر می‌رسد و می‌تواند ۴۰ کیلومتر را در ساعت طی کند.
بیشتر مکان‌ها هر روز دو جزر را تجربه می‌کنند، که به فاصله ۱۲ ساعت و ۲۵ دقیقه (نیمی از زمانی که طول می‌کشد زمین یک دور کامل بچرخد و ماه از دید ناظر نسبی به مکان قبلی خود بازگردد) روی می‌دهند. جرم ماه تقریبا ۲۷ میلیون برابر کوچکتر از خورشید است، اما ۴۰۰ برابر خورشید به زمین نزدیکتر است.[۴۸] نیروی کشندی به طور مداوم با افزایش فاصله کاهش می‌یابد، لذا تاثیر ماه بر جزر و مد دو برابر بیشتر از خورشید است. در اقیانوس در محلی که زمین به ماه خیلی نزدیک است، یک برامدگی ایجاد می‌شود، زیرا این همان محلی است که تاثیر جاذبه ماه در آن ماکسیمم می‌باشد. در طرف دیگر زمین، نیروی ماه در ضعیفترین حالت خود است، و این موجب یک برآمدگی دیگر می‌گردد. با گردش ماه به دور زمین، این برامدگی‌ها نیز همراه آن می‌چرخند. تاثیر خورشید کمتر است، اما خورشید، ماه و زمین در بدر و ماه نو هم تراز می‌شوند، و تاثیر ترکیبی موجب ایجاد «جزر و مد بهاری» می‌شود. در مقابل، زمانی که از دیدگاه ناظر روی زمین، خورشید با ماه زاویه ۹۰ درجه می‌سازد، گرانش ترکیبی تاثیر جزر و مد کاهش می‌یابد، و موجب ایجاد خفیف‌ترین جزر و مدها می‌شود.
جریان‌های جزر و مدی آب دریا با لختی آب مخالفت می‌کنند، و ممکن است تحت تاثیر جرم خشکی قرار گیرند. در مکان‌هایی مانند خلیج مکزیک که خشکی حرکت برامدگی‌ها را مقید می‌کند، روزانه تنها یک مجموعه از جزر و مد اتفاق می‌افتد. در خارج از یک جزیره، ممکن است روزانه در چرخه‌ای پیچیده، چهار جزر اتفاق افتد. تنگه یوریپوس در کالسیس از وابیه، جریان‌های قدرتمندی را تجربه می‌کند که به طور ناگهان، و معمولا روزانه چهار تا ۱۲ بار مسیر خود را تغییر می‌دهد، این اتفاق زمانی روی می‌دهد که زاویه ماه و خورشید ۹۰ درجه می‌گردد.[۴۹][۵۰] در خلیج‌های قیفی-شکل، طیف جزر و مدی می‌تواند بزرگ باشد. خلیج فاندی در کانادا می‌تواند جزر و مد بهاری ۱۵ متری را تجربه کند. اگرچه جزر و مد منظم و قابل پیشبینی است، ارتفاع مد می‌تواند با توجه به بادهای دریایی و ساحلی به ترتیب کاهش و افزایش یابد. یک فشار بالا در مرکز واچرخند، می‌تواند آب را به پایین کشد و با جزرهای غیر طبیعی مرتبط است، درحالی که مکان‌های کم ارتفاع، می‌توانند موجب مدهای عظیم شوند. یک خیزاب زمانی اتفاق می‌افتد که سطح دریا در اثر فشار هوا و وزش طوفان بالا آید. در زمان مد این ارتفاع می‌تواند تا حد چشم‌گیری افزایش یابد. در ۱۹۰۰، در گلوستون تگزاس، در طول یک طوفان، ارتفاع خیزاب تا ۵ متر بالا آمد، و درنتیجه شهر آسیب دید، بیش از ۳۵۰۰ نفر جان باختند، و ۳۶۳۶ خانه ویران شد.[۵۱]
جریان‌ها
بادی که بر فراز سطح آب دریا می‌وزد، باعث ایجاد اصطکاک در میان آب و دریا می‌شود. این پدیده نه تنها باعث ایجاد امواج می‌شود، بلکه موجب حرکت آب دریا در مسیر وزش باد می‌شود. اگرچه بادها متنوع اند، عمدتا در تمام مکان‌ها در مسیری واحد می‌وزند، و بنابرین یک جریان سطحی می‌تواند شکل گیرد. بادهای غربی در عرض‌های جغرافیایی میانی رایج است، در حالی که بادهای شرقی بر مناطق استوایی چیره‌اند.[۵۲] زمانی که آب در این راه جابجا می‌شود، سایر آب‌ها جریان می‌یابند تا جای خالی آن را پر کنند، و جابجایی دایره‌ای جریان‌های سطحی با نام چرخاب شکل می‌گیرد. در اقیانوس‌های جهان پنج چرخاب اصلی وجود دارد: دو چرخاب در آرام، دو چرخاب در اطلس، یک چرخاب در اقیانوس هند. چرخاب اطلس شمالی که دریای سارگاسو را ایجاد می‌نماید، سطح‌های شوری ۳۸ در هزار را متراکم می‌سازد. سایر چرخاب‌های کوچکتر در دریاهای کوچکتر یافت می‌شوند و یک چرخاب واحد در اطراف جنوبگان جریان دارد. هزاران سال است که این چرخاب‌ها چرخش یکسانی دارند، که مکان‌نگاری زمین، مسیر وزش باد، و اثر کوریولیس آن‌ها را هدایت می‌کند. جریان‌های سطحی در نیم‌کره شمالی در جهت عقربه‌های ساعت و در نیم‌کره جنوبی در جهت خلاف می‌چرخند. آبی که از استوا دور می‌شود گرم است، و هرچه جلو می‌رود گرمای خود را از دست می‌دهد. این جریان‌ها تمایل دارند آب‌وهوای زمین را معتدل، مناطق استوایی را خنک و عرض‌های جغرافیایی بالاتر را گرم کنند.[۵۳] آب‌وهوای جهانی و پیشبینی وضع هوا به شدت تحت تاثیر اقیانوس جهانی قرار دارد، لذا مدل‌سازی آب‌وهوای جهانی امکان استفاده از مدل‌های گردش اقیانوسی را مانند سایر مدل‌های قطعات اصلی دیگر از جمله جو، سطح زمین، ذرات معلق در هوا، و یخ دریا آسان می‌سازد.[۵۴] مدل‌های اقیانوسی از شاخه‌ای از فیزیک به نام دینامیک ژئوفیزیکی سیالات استفاده می‌کنند که جریان‌های سیالاتی مانند آب دریا را در مقیاس بزرگ توصیف می‌کنند.[۵۵]
جریان‌های سطحی تنها چندصد متر بالایی دریا را تحت تاثیر قرار می‌دهند، اما همچنین جریان‌های مقیاس بزرگ در اعماق دریا از جابجایی جرم زیاد آب حاصل می‌شوند. یک جریان اقیانوسی اصلی در سراسر اقیانوس‌های جهان جریان می‌یابد و به عنوان گردش دماشوری یا کمربند حامل جهانی شناخته می‌شود. این جابجایی آرام است و به وسیله تفاوت در چگالی آب ناشی از دما و شوری ایجاد می‌شود.[۵۶] در عرض‌های جغرافیایی بالایی آب به وسیله دمای پایین جوی سرد و متبلور شدن یخ دریا نمکی تر می‌شود. هر دو این موارد آب را چگال‌تر می‌کند و در نتیجه آب فرو می‌رود. از دریای عمیق در اطراف گرینلند، این آب بین مناطق وسیع قاره‌ای در دو طرف اقیانوس اطلس به سمت جنوب جریان می‌یابد. زمانی که این آب به جنوبگان می‌رسد، به توده‌های خنک و فرو رفته بیشتری از آب می‌رسد و به سمت غرب جریان می‌یابد. سپس به دو جریان تقسیم می‌شود که به سمت شمال و اقیانوس‌های هند و آرام پیش می‌رود. در این مکان آب به تدریج گرم می‌شود، چگالی‌اش افزایش می‌یابد، تا سطح اقیانوس بالا می‌آید و به دور خود می‌گردد. برخی جریان‌ها دوباره به اطلس بازمی گردند. کامل شدن این الگوی چرخش هزار سال طول می‌کشد.
در کنار چرخاب‌ها، جریان‌های سطحی موقتی وجود دارند که تحت شرایط ویژه روی می‌دهند. زمانی که موج‌ها به صورت زاویه‌دار به ساحل می‌رسند، جریان درطول‌ساحلی با تحت فشار قرار گرفتن آب در موازات خط ساحلی ایجاد می‌شوند. آب رو به بالا می‌چرخد و با زاویه قائم نسبت به امواج در نزدیک‌شونده به ساحل می‌رسد، اما تحت تاثیر جاذبه آب را به طور مستقیم به پایین می‌کشد. هرچه امواج تفکیک شده بزرگتر ساحل طولانی‌تر و امواج نزدیک‌شونده مورب‌تر باشند، جریان درطول‌ساحلی قوی‌تر خواهد بود.[۵۷] این جریان‌ها می‌توانند حجم عظیمی از خاک و ریگ را جابجا، زبانه ماسه‌ای ایجاد کند، و سواحل ناپدید شوند و کانال‌های آبی لجن گیرند.[۵۸] جریان شکافنده جریانی از امواج پیش‌روست که زمانی اتفاق می‌افتد که آب در اطراف ساحل و در سمت بالا انبوه می‌شود و از طریق کانال‌های بستر دریا به اقیانوس باز می‌گردد. این نوع موج در شکاف یک سد ساحلی و یا اطراف سازه‌های ساخت بشر مانند یک آبشکن اتفاق می‌افتد. این جریان‌های قوی می‌توانند سرعت ۱ متر بر ثانیه را داشته باشند و قادرند در دوره‌های مختلف جزر و مد، در مکان‌های متفاوت شکل گیرند و شناگران ناآگاه را به درون اقیانوس کشند و غرق نمایند. جریان‌های موقت رو به بالا زمانی روی می‌دهند که باد، آب را از خشکی دور کند و آب‌های عمیق‌تر به منظور پر کردن جای خالی بالا آیند. این آب خنک اغلب سرشار از مواد معدنی می‌باشد و سبب ایجاد فیتوپلانگتون‌ها و افزایش حاصل‌خیزی دریا می‌شود.
حوضه‌ها
ژرفاسنجی نقشه‌برداری و مطالعه مکان‌نگاری سطح اقیانوس است. روش‌های اندازه‌گیری عمق دریا شامل ژرفاسنج‌های صوتی، ژرفاسنج‌های لیزری هوایی و محاسبه عمق به وسیله داده‌های ماهواره از راه دور می‌باشند. این اطلاعات برای شناسایی مسیرهای کابل‌ها و خطوط لوله زیر دریایی، انتخاب محل مناسب قرار گرفتن تجهیزات نفت و دوربین‌های بادی دور از ساحل و شناسایی محل‌های ماهی گیری تازه ممکن به کار می‌روند.[۵۹] زمین از یک هسته مغناطیسی مرکزی، یک گوشته اکثرا مایع، و یک پوسته خارجی سفت و سخت (یا سنگ‌کره) که شامل پوسته سنگی زمین و لایه خارجی و بیشتر جامد گوشته می‌باشد، ایجاد شده است. نام پوسته پایین خشکی پوسته قاره‌ای است، درحالی که نام پوسته زیر دریای عمیق پوسته اقیانوسی می‌باشد. پوسته اقیانوسی از بازالت نسبتا چگال تشکیل شده است و ضخامتش بین ۵ تا ۱۰ کیلومتر است. سنگ‌کره نسبتا نازک، بر روی گوشته ضعیف‌تر و داغ‌تر شناور و به زمین‌ساخت بشقابی شکسته شده است.[۶۰] در وسط اقیانوس، بستر آن در بین دو زمین‌ساخت مجاور، به طور مداوم به ماگما نیرو وارد می‌کند تا پشته میانی اقیانوس را شکل دهد و جریان‌های همرفتی در گوشته تمایل دارند این زمین‌ساخت‌ها را از یکدیگر جدا نمایند. به موازات این پشته‌ها و در نزدیکی ساحل، یک زمین‌ساخت اقیانوسی می‌توان به زیر یک زمین‌ساخت اقیانوسی دیگر سر خورد، نام این فرایند فرورانش است. درازگودال‌های عمیق در این‌جا شکل گرفته‌اند و این فرایند با اصطکاک زمین‌ساخت‌هایی که به یکدیگر ساییده می‌شوند در ارتباط است. این حرکت موجب پیشرفت در پرش‌هایی می‌شود که زمین‌لرزه‌ها را پدید می‌آورند. همچنین گرما تولید می‌شود و ماگما نیرویی رو با الا وارد می‌کند. کوه‌های زیرآبی ایجاد می‌شود، برخی از آن‌ها به جزایر آتشفشانی تبدیل می‌شوند. نزدیک برخی مزرهای بین دریا و خشکی، زمین‌ساخت‌های اقیانوسی چگال‌تر، به زیر زمین‌ساخت‌های قاره‌ای سر می‌خورند درازگودال‌های فرورانشی بیشتری شکل می‌گیرند. با ساییده شدن آن‌ها به یکدیگر، زمین‌ساخت‌های قاره‌ای تغییر شکل می‌یابند و خم می‌شوند و درنتیجه کوه ایجاد می‌شود و زمین می‌لرزد.[۶۱][۶۲]
عمیق‌ترین درازگودال زمین درازگودال ماریانا به طول حدودا ۲۵۰۰ کیلومتر در بستر دریاست. این درازگودال در نزدیکی جزایر ماریانا (مجمع‌الجزایر آتشفشانی در اقیانوس آرام غربی) قرار دارد. اگرچه عمق آن به طور میانگین تنها ۶۸ کیلومتر است، عمیق‌ترین نقطه آن ۱۰٫۹۹۴ کیلومتر پایین سطح دریاست.[۶۳] حتی یک درازگودال طولانی‌تر در اطراف ساحل پرو و شیلی وجود دارد که عمق آن به ۸۰۶۵ متر می‌رسد و حدودا ۵۹۰۰ کیلومتر گسترش یافته است. این درازگودال در مکانی به وجود آمده است که صفحه اقیانوسی نازکا به زیر صفحه قاره‌ای آمریکای جنوبی سر می‌خورد و با فعالیت‌های روبه بالا و آتشفشانی رشته کوه‌های آند در ارتباط است.[۶۴]
کناره
مکانی که دریا به خشکی می‌رسد را کناره گویند، و بخش بین پایین‌ترین و بالاترین جزر و مد کامل لب دریا است. ساحل تجمع ماسه و سنگ بر لب دریاست. هدلند بخشی از خشکی است که به درون دریا پیش رفته است و یک سنگپوز بزرگ به نام دماغه می‌باشد. دندانه خط ساحلی (به ویژه بین دو هدلاین) خلیج است. خلیجی کوچک با ورودی باریک خلیج کوچک نام دارد و خلیج بزرگ یا دریایی خلیج شکل نیز گلف می‌باشد.[۶۵] خطوط ساحلی تحت تاثیر تعدادی از عوامل شامل قدرت امواج که به لب دریا می‌رسند، شیب حاشیه خشکی، ساختار و سختی صخره ساحلی، شیب سرازیری رو به دریا، و تغییرات سطح خشکی می‌باشد. به طور معمول، با سرعت ۶ تا ۸ بار در دقیقه به درون لب دریا وارد می‌شوند. این‌ها امواج سازنده اند زیرا تمایل دارند که به بالای ساحل برسند و تاثیرات فرسایشی اندکی دارند. امواج طوفانی با توالی سریع به لب دریا می‌رسند و به امواج مخرب معروفند، زیرا بازگشت آن‌ها مواد ساحل را به درون دریا می‌کشند. تحت تاثیر آن‌ها، ماسه و سنگ روی ساحل در کنار هم جمع می‌شوند. در نزدیکی مد، قدرت موج طوفانی در پایه تخته سنگ مانند هوا تاثیری خردکننده بر شکاف‌ها و ترک‌ها دارد، آن را تحت فشار قرار می‌دهد و سپس با کاهش فشار انبساط می‌یابد. در همین زمان، ماسه و سنگریزه تاثیری فرسایشی دارند، زیرا به صخره‌ها برخورد می‌کنند. به تدریج، یک سطح موج شکن در پایه تخته‌سنگ ایجاد می‌شود و این تاثیر محافظتی دارد زیرا فرسایش موجی را کاهش می‌دهد.[۶۶]
مواد فرسایش یافته از حاشیه خشکی نهایتا در دریا به پایان می‌رسند، این‌جا در معرض سایش قرار دارد زیرا جریان‌های موازی با ساحل کانال‌ها را صیقل می‌دهند و مواد را از مکان‌های اصلیشان جابجا می‌نمایند. رسوبی که به وسیله رود به دریا حمل می‌شود، بر روی بستر دریا مستقر می‌شود و دلتاها را پدید می‌آورد. تمام این مواد تحت تاثیر امواج، جزر و مد و جریان‌ها، جلو و عقب می‌روند. لایروبی مواد را جدا و کانال‌ها را عمیق‌تر می‌کند، اما ممکن است تاثیراتی غیرقابل پیشبینی بر خط ساحل داشته باشد. دولت‌ها می‌کوشند با ایجاد موج‌شکن، دیوار دریایی و سایر دفاع‌ها در دریا، از جاری شدن سیل جلوگیری کنند. در بریتانیا، سد تیمز از لندن در مقابل امواج خروشان محافظت می‌کند،[۶۷] درحالی که سقوط لنگرگاه در اطراف نیواورلئان، لوئیزیانا در طول توفند کاترینا یک بحران انسانی در ایالات متحده آمریکا ایجاد کرد. احیای زمین در هنگ‌کنگ با درست‌کردن و توسعه دو جزیره کوچک، اجازه ساخت فرودگاه بین‌المللی هنگ‌کنگ را فراهم ساخت.[۶۸]
پیرو اتخاذ کنوانسیون ملل متحد در مورد حقوق دریاها، تحت قوانین بین‌المللی، خط ساحلی خط مبدأ یک کشور مستقل است که به طور کلی ولی نه همیشه، هم‌ارز خط کم-آب خود می‌باشد.[۶۹]
سطح دریا
در اکثر زمان زمین‌شناسی، سطح دریا از سطح امروزی آن بیشتر بوده است. عامل اصلی موثر بر سطح دریا در طول زمان، تغییر پوسته اقیانوسی و گرایش به سمت پایین در زمانی طولانی می‌باشد.[۷۰] در آخرین عصر یخبندان، در حدود ۲۰ هزار سال قبل، سطح دریا ۱۲۰ متر پایین‌تر از سطح فعلی خود بود. حداقل در ۱۰۰ سال گذشته، سطح دریا سالانه با حداقل سرعت ۱٫۸ متر افزایش یافته است.[۷۱] بیشتر این افزایش را می‌توان به افزایش دمای دریا و انبساط دمایی ۵۰۰ متر بالایی آب دریا نسبت داد. بقیه این سهم (یک چهارم کل) از منابع آبی درون خشکی مانند ذوب برف و یخچال‌های طبیعی و استخراج آب‌های زیرزمینی برای آبیاری و سایر نیازهای کشاورزی و انسان، نشأت می‌گیرد.[۷۲] انتظار می‌رود حداقل تا پایان قرن ۲۱ام، افزایش ناشی از گرم شدن زمین ادامه یابد.[۷۳]
چرخه آب
دریا در چرخه آب نقش دارد، آب از سطح اقیانوس تبخیر به عنوان بخار آب از طریق جو جابجا می‌شود، میعان می‌گردد، به عنوان باران یا برف می‌بارد، و دوباره تا حدود زیادی به دریا باز می‌گردد.[۷۴] حتی در بیابان آتاکاما، که بارندگی بسیار کم است، مه غلیظ کامانچاکا از سمت دریا می‌وزد و از زندگی گیاهی پشتیبانی می‌کند.[۷۵] در خشکی‌های بزرگ، عوارض زمین‌شناسی می‌توانند مانع از دسترسی برخی مناطق به دریا شوند. این حوضه‌های بسته، به ویژه در آسیای مرکزی، گاهی اوقات دریاچه‌های آب شور دائمی ایجاد می‌کنند، زیرا آب‌های ورودی به آن‌ها بخار می‌شوند و با مواد معدنی حل شده در آن‌ها با گذر زمان انباشته می‌گردند. بیشترین میزان آن در دریای خزر است، اگرچه گاهی این دریاچه به دلیل حوضه پوسته اقیانوسی خود، دریا به حساب می‌آید. سایر مثال‌های قابل توجه عبارتند از دریاچه آرال، در آسیای مرکزی و دریاچه نمک یوتا در غرب ایالات متحده آمریکا.[۷۶] آب این حوضه‌ها در پایان از طریق تبخیر، جریان آب‌های زمینی، و پیوستن حوضه به دلیل رانش قاره‌ای به دریا باز می‌گردد.
چرخه کربن
اقیانوس بزرگترین میزان کربن چرخه فعال را در جهان در بر دارد، و از نظر میزان کربن ذخیره شده در سنگ‌کره، در رتبه دوم جای گرفته است. لایه سطحی اقیانوس‌ها مقدار زیادی کربن آلی محلول را نگه می‌دارد که کربن را به سرعت با جو مبادله می‌کند. تمرکز لایه عمیق کربن غیرآلی محلول حدودا ۱۵ درصد بیشتر از لایه سطحی است[۷۷] و این لایه برای مدتی بسیار طولانی‌تر در محل خود باقی می‌ماند. گردش دماشوری کربن بین این دو لایه را مبادله می‌کند.[۷۸]
کربن به عنوان کربن دی‌اکسید از جو وارد آب می‌شود و پس از حل شدن به کربنیک اسید، کربنات و بی‌کربنات تغییر می‌یابد. CO2 (aq) [[H2O 
H2CO3 HCO3− + H+ CO32− + 2 H+ این فرایند یون‌های هیدروژن را آزاد می‌کند، و سبب کاهش پی‌اچ و افزایش خاصلیت اسیدی آب می‌شود.
همچنین کربن می‌تواند به عنوان حل‌شونده‌ای غیرآلی از طریق رودخانه‌ها وارد دریا شود و به وسیله موجودات زنده فتوسنتزی، به کربن آلی تبدیل شود. این کربن هم می‌تواند از طریق زنجیره غذایی مبادله شود و هم می‌تواند به عنوان کلسیم کربنات در صدف و استخوان یا بافت نرم به لایه‌های عمیق‌تر و سرشار از کربن نفوذ نماید. کربن برای مدتی طولانی هم به عنوان رسوب در این لایه‌ها نفوذ می‌کند و هم از طریق گردش دماشوری به سطح آب باز می‌گردد.[۷۹]
اسیدی‌کردن
آب دریا اندکی قلیایی است و پی‌اچی در حدود ۸٫۲ دارد. اخیرا، فعالیت‌های انسانی به طور پیوسته میزان کربن دی‌اکسید جو را افزایش داده است؛ تقرابی ۳۰ تا ۴۰ درصد کربن دی‌اکسید اضافی جدب اقیانوس‌ها شده، کربنیک اسید را شکل داده‌اند و با استفاده از فرآیندی که اسیدی‌کردن اقیانوس‌ها نام دارد، پی‌اچ را کاهش داده‌اند (اکنون زیر ۸٫۱ می‌باشد[۸۰]).[۸۱][۸۲][۸۳] انتظار می‌رود تا سال ۲۱۰۰ پی‌اچ اقیانوس‌ها به ۷٫۷ برسد، که در یک قرن تغییری قابل توجه به حساب می‌آید.
یکی از عناصر مهم در استخوان‌بندی حیوانات دریایی کلسیم است، ولی کلسیم کربنات تحت فشار بیشتر حل می‌شود، لذا صدف‌ها و اسکلت‌های کربنات زیر حد تعادل آن حل می‌شوند.[۸۴] همچنین حل شوندگی کلسیم کربنات در پی‌اچ پایین افزایش می‌یابد، لذا اسیدی شدن اقیانوس‌ها احتمالا اثرات عمیقی بر موجودات زنده دریایی دارای غشای آهکی مانند صدف، مرجان و جوجه‌تیغی دریایی خواهد داشت،[۸۵] زیرا توانایی آن‌ها برای تشکیل غشا کاهش،[۸۶] و حد تعادل کربنات تا سطح دریا افزایش می‌یابد. موجودا زنده پلانکتونی تحت تاثیر، شامل نرم‌تنان حلزون‌مانندی با عنوان تیروپودها، و جلبک تک سلولی به نام کوکولیتوفور و روزن‌داران خواهد شد. تمام این‌ها، بخش مهم زنجیره غذایی اند و کاهش تعداد آن‌ها عواقب مهمی خواهد داشت. در مناطق استوایی، مرجان به دلیل ناتوانی در ایجاد اسکلت کلسیم کربناتی خود، در معرض خطر بیشتر ی قرار دارند، و این موضوع موجودات زنده‌ای را که در آب‌سنگ‌های مرجانی ساکنند، تحت تاثیر قرار می‌دهد.[۸۷]
سرعت فعلی تغییر شیمیایی اقیانوس ظاهرا در تاریخچه زمین‌شناسی زمین بی‌سابقه بوده است، این موضوع سبب می‌شود که نتوان پیشبینی کرد اکوسیستم دریایی در آینده چگونه قادر به سازگاری با این تغییر شرایط خواهد بود.[۸۸] یکی از نگرانی‌های خاص، اینست که ترکیب اسیدی شدن با عوامل استرس‌زا اضافی پیشبینی شده از دماهای بالاتر و کمبود اکسیژن، دریا را تحت تاثیر قرار خواهد داد.[۸۹]
زندگی در دریا
اقیانوس‌ها خانه مجموعه متنوعی از اشکال حیات می‌باشند که از آن به عنوان زیست‌گاه استفاده می‌کنند. از آن‌جا که نور خورشید تنها به لایه بالایی می‌تابد، بخش اعظم اقیانوس در تاریکی مطلق قرار دارد. از آن‌جا که اعماق و مناطق دمایی مختلف، هریک زیستگاهی را برای دسته واحدی از گونه‌ها فراهم می‌کنند، محیط دریا به عنوان یک دربرگیرنده جامع، دارای تنوع بسیار فراوانی از زندگی می‌باشد.[۹۰] زیستگاههای دریا طیف گسترده‌ای را از سطح دریا تا درازگودال‌های شامل می‌باشند، که از جمله آن‌ها می‌توان به آب‌سنگ‌های مرجانی، جنگل‌های کلپ، مراتع علوفه دریایی، استخر جزر و مد، بسترهای گل‌آلود، ماسه‌ای و سنگی، منطقه لجه اشاره کرد. موجودات زنده‌ای که در دریا زندگی می‌کنند، از نهنگ‌های ۳۰ متری تا فیتوپلانگتون‌ها و زئوپلانکتون‌ها، قارچ‌ها، باکتری‌ها، و ویروس‌ها میکروسکوپی متنوع اند.[۹۱] زندگی در دریا نقش مهمی در چرخه کربن بازی می‌کند، زیرا موجودات زنده فتوسنتزی کربن دی‌اکسید حل شده را به کربن آلی تبدیل می‌کنند، این موضوع از نظر اقتصادی برای انسان مهم است زیرا ماهی مورد نیاز بشر را تعمین می‌کند.[۹۲][۹۳](pp۲۰۴–۲۲۹)
ریشه حیات به دریا باز می‌گردد، و تمام گروه‌های اصلی حیوانات در آن نمود پیدا کرده‌اند. دانشمندان با توجه به جایی که به نظرشان حیات در آن آغاز شده است، از یکدیگر متمایز شده‌اند: آزمایش میلر-یوری یک «سوپ» شیمیایی رقیق شده را در آب آزاد پیش نهاد می‌کند، اما پیش‌نهادهای اخیر شامل بهارهای داغ آتشفشانی، رسوبات خاک رس دانه ریز، یا منافذ دودکش سیاه در دریای عمیق می‌باشند. تمام این موارد بیان‌گر ایجاد محافظی دربرابر تابش فرابنفشی است که در اوایل، توسط جو زمین مسدود نشده بود.
زیست‌گاه‌ها
زیستگاههای دریایی را می‌توان به طور افقی به زیستگاههای ساحلی و اقیانوسی تقسیم کرد. زیستگاههای ساحلی از خط ساحلی تا انتهای فلات قاره ادامه دارند. بیشتر حیات دریایی در این زیست‌گاه‌ها یافت می‌شود، اگرچه فلات قاره تنها ۷ درصد مکان‌های اقبانوسی را به خود اختصاص می‌دهد. زیست گاه‌های اقیانوسی در اعماق اقیانوس و دورتر از انتهای فلات قاره یافت می‌شوند. متناوبا، زیستگاههای دریایی را می‌توان به طور عمودی به لجه (آب‌های آزاد)، منطقه دمرسال (اندکی بالاتر از بستر دریا)، و منطقه ته دریایی (کف دریا) تقسیم کرد. سومین تقسیم بندی بر اساس عرض جغرافیایی است: از استوایی به معتدل و از معتدل به قطبی.
آب‌سنگ‌های مرجانی، که به «جنگل‌های بارانی دریا» معروفند، کمتر از ۰٫۱ درصد سطح اقیانوس‌های جهان را اشغال می‌کنند، اما، اکوسیستم‌های آن‌ها شامل ۲۵ درصد تمام گونه‌های دریایی می‌شود.[۹۴] مشهورترین آن‌ها آب‌سنگ‌های مرجانی استوایی مانند دیوار بزرگ مرجانی استرالیا اند، اما آب‌سنگ‌های آب سرد، گونه‌های فراوانی شمال مرجانها را در خود پناه می‌دهند (تنها شش عدد از آن‌ها به ایجاد آب‌سنگ کمک می‌کنند).[۹۵]
جلبک‌ها و گیاهان
تولیدکننده‌های اولیه دریایی (گیاهان و موجودات زنده میکروسکوپی در پلانکتون‌ها) گسترده و بسیار متنوع اند. جلبک‌های فتوسنتزی و فیتو پلانکتون‌های میکروسکپی نسبت به جنگل‌های روی خشکی، کمک بیشتری به خروجی فتوسنتزی جهان می‌کنند. در حدود ۴۵ درصد از تولیدات اولیه مواد زنده در دریا بر عهده دیاتوم‌ها است.[۹۶] جلبک‌های بزرگ که به جلبک دریایی مشهورند، از اهمیت بالایی برخوردارند؛ سارگاسوم اشکال شناور رویش را شکل می‌دهد، درحالی که کتانجک جنگل‌های بستر دریا را پدید می‌آورد. گیاهان گلدار به شکل علفزارهای دریایی در "علفزارهای" شور کم‌عمق رشد می‌کنند،[۹۷] کرناها در مناطق گرمسیر و نیمه گرمسیر در ساحل ایجاد می‌شوند،[۹۸] و گیاهان شورپسند در نمک‌زارهای سیلابی رشد می‌کنند.[۹۹] تمام این زیست‌گاه‌ها قادرند مقدار زیادی کربن را جدا و از طیف گسترده‌ای از حیات حیوانات بزرگ و کوچک حمایت کنند.[۱۰۰]
نور تنها قادر است تا ۲۰۰ متر بالایی آب نفوذ کند، لذا این بخش تنها قسمتی از دریاست که گیاهان قادرند در آن رشد نمایند. لایه‌های سطح اغلب در ترکیبات نیتروژن فعال زیستی با کمبود مواجه‌اند. چرخه نیتروژن شامل دگرگونی‌های پیچیده میکروبی است که شامل تثبیت نیتروژن، جذب آن، نیتروفیکاسیون، آناموکس و ترکیب نیتروژن می‌باشد.[۱۰۱] برخی از این فرآیندها در اعماق دریا اتفاق می‌افتند، لذا جایی که آب‌های سرد رو به بالا وجود دارند، یا نزدیک مصب، جایی که مواد معدنی از سوی خشکی تامین می‌شوند، رشد گیاهان بیشتر است. این بدان معناست که حاصل‌خیز ترین مکان‌ها، غنی از پلانکتون و بنابرین غنی از ماهی، در اصل ساحلی اند.
حیوانات و حیات‌های دیگر
در دریا طیف وسیع‌تری از آرایه‌های حیوانی نسبت به خشکی وجود دارد، بسیاری از گونه‌های دریایی هنوز کشف نشده‌اند، و تعداد گونه‌هایی که دانشمندان می‌شناسند، به طور سالانه افزایش یافته است. برخی مهره‌داران مانند مرغ دریایی، خوک دریایی و لاکپشت دریایی، برای تولید مثل به خشکی باز می‌گردند، ولی ماهیان، آب‌بازسانان، دریاماران شیوه زندگی کاملا آبی دارند و بسیاری از شاخه‌های بی مهره کلا دریایی هستند. در واقع، اقیانوس سرشار از حیات است و میکرو زیستگاههای متنوعی را فراهم می‌کند.[۱۰۲] یکی از آن‌ها غشای سطحی است که (باوجود پرتاب شدن به اطراف با حرکت موج‌ها) محیطی غنی فراهم می‌کند و خانه باکتری، قارچ دریایی، ریزجلبک، پروتوزوآ ماهی، تخم مرغ، و لاروهای متنوع می‌باشد.[۱۰۳]
لجه شامل زیاگان بزرگ و کوچک و زئوپلانکتون‌های بی‌شماریست که به همراه جریان‌ها جابجا می‌شوند. اکثر موجودات زنده کوچکتر لاروهای ماهی و بی‌مهرگان دریایی اند که تخم‌ها را با تعداد زیاد رها می‌کنند، زیرا شانس هر جنین برای رسیدن به بلوغ خیلی کم است.[۱۰۴] زئوپلانکتون‌هایی از فیتوپلانکتون‌ها و خودشان تغذیه می‌کنند، و پایه یک زنجیره غذایی پیچیده را شکل می‌دهند، که از طریق ماهیان مختلف و سایر موجودات زنده نکتونی گسترش می‌یابد، که به نوبت به وسیله ماهی‌های مرکب، کوسه‌ها، گرازماهی‌ها و دلفین‌ها و نهنگ‌ها خورده می‌شوند.[۱۰۵] برخی موجودات دریایی مهاجرت‌های عظیمی را انجام می‌دهند، یا بر پایه فصول به مناطق دیگر مهاجرت می‌کنند و یا برای دست‌یابی به غذا در شب و در امان بودن از شکارچیان بزرگ، به لایه‌های بالایی یا پایینی دریا می‌روند.[۱۰۶] کشتی‌ها می‌توانند گونه‌های مهاجم را از طریق تخلیه آب توازن یا جابجایی موجودات زنده‌ای که به عنوان بخشی از جامعه رسوب کرده، بر روی پوسته کشتی انباشته شده‌اند، بیاورند و گسترش دهند.[۱۰۷]
منطقه دمرسال، از بسیاری از حیواناتی حمایت می‌کند که از موجودات زنده اعماق دریا تغذیه می‌نمایند، و یا به دنبال فرار از شکارچیان می‌باشند. بستر دریا روی کف یا زیر آن، طیف گسترده‌ای از زیست‌گاه‌ها را فراهم می‌کند، که موجودات سازگار با این شرایط از آن استفاده می‌کنند. منطقه جزر و مدی با آشکاری دوره‌ای خود، خانه کشتی‌جسبان، نرم‌تنان، و سخت‌پوستان می‌باشد. منطقه نریتیک دارای موجودات زنده فراوانی است که برای رشد کردن به نور نیاز دارند. در این منطقه، اسفنج‌های دریایی، خارپوستان، پرتاران، شقایق‌های دریایی و سایر بی مهرگان در میان سخره‌های جلبکی روکش‌دار زندگی می‌کنند. مرجانها اغلب دارای هم‌زیستی فتوسنتزی می‌باشند و در آب‌های کم عمق که نور بدان‌ها نفوذ دارد زندگی می‌کنند. اسکلت‌های آهکی گسترده‌ای که آن‌ها بیرون می‌اندازند، به درون آب‌سنگ‌های مرجانی رخنه می‌کنند، این آب‌سنگ‌ها از عوارض مهم بستر دریا اند. این‌ها زیستگاههای متنوعی را برای موجودات زنده آب‌سنگ‌ها فراهم می‌کنند. در کف دریاهای عمیق حیات کمتر به چشم می‌خورد، اما زندگی دریای در اطراف آبکوه‌هایی که از اعماق بالا آمده‌اند، نیز شکوفا پیدا کرده است. ماهی‌ها و سایر حیوانات برای تخم ریزی و تغذیه در این مکان‌ها جمع می‌شوند. در نزدیکی بستر دریا، ماهی کف‌زی زندگی می‌کند که به طور عمده از موجودات زنده لجه‌ای یا بنتوزها تغذیه می‌نماید.[۱۰۸] اکتشاف دریای عمیق با استفاده از شناورها، دنیای جدیدی از موجودات زنده بر بستر دریا را نشان داد که دانشمندان انتظار مشاهده آن را نداشتند. برخی مانند پوده‌خواران به مواد آلی فرود آمده بر کف دریا وابسته‌اند. سایرین، در اطراف منافذ گرمایی گرد هم می‌آیند، جایی که جریان‌های غنی از مواد معدنی ظاهر می‌شوند (جوامع پشتیبان که تولیدکنندگان اصلی سولفید اکسید کننده باکتری‌های شیمی‌پروردی اند و مشتریانشان شامل صدف‌های مخصوص، شقایق‌های دریایی، بارناکل‌ها، خرچنگ‌ها، کرم‌ها و ماهیان می‌باشند). نهنگ مرده‌ای که به بستر دریا فرو می‌رود، غذای موجودات زنده فراوانی را فراهم می‌کند، که به طور گسترده بر فعالیت باکتری‌های کاهش‌دهنده گوگرد وابسته‌اند. این مکان‌ها از زیستگاهی واحد پشتیبانی می‌کند که بسیاری از میکروب‌ها جدید و اشکال دیگر حیات در آن‌جا کشف شده‌اند.[۱۰۹]
