اولا - كثافة مياه البحار:

كثافة أية مادة تتمثل في العلاقة بين الكتلة والحجم. عادة ما تكون جرامات إلى السنتيمتر مكعب. ويبلغ الماء العذب كثافته القصوى عند درجة ٤ درجة مئوية. ومن ثم فإن كثافة ماء البحر تختلف تبعا لدرجة ملوحته.

ضوابط الكثافة:

١- الحرارة:

تتراوح درجة الحرارة في المحيطات ما بين 3-27 درجة مئوية. ويؤدي ارتفاع الحرارة إلى  انخفاض الكثافة والعكس مع انخفاض درجة الحرارة والذي يؤدي إلى انكماش الماء وزيادة كثافته. وعلى هذا الأساس نجد أن ماء البحار بالعروض العليا كثافته مرتفعة بالمقارنة بالمياه بالعروض المدارية. وإن كان يجب الأخذ في الاعتبار أن الماء الدافئ ليس دائما ذا كثافة منخفضة؛ لأن هناك عوامل أخرى لها أهميتها في تحديد الكثافة مثل الملوحة والضغط الجوي.

وعموما، وجد أن الماء الدافئ Warm Water الذي يتميز بملوحته الزائدة يصل إلى أعلى كثافة له عندما يبرد بصورة مفاجئة (Sharma , R. C. and Vatal, P. 182) كما يحدث مع مياه تيار الخليج الدافئ عندما يصل إلى العروض العليا شمال غرب أوربا.

2- الملوحة:

تعد الملوحة العامل الرئيسي الثاني المتحكم في كثافة ماء البحر، وقد وجد من خلال القياسات والتجارب أن المياه التي نسبة ملوحتها ٣٥ في الألف وحرارتها صفر مئوي تبلغ كثافتها ١,٠٢8 Lake.P., 1949 , P 154) وبصفة عامة ترتفع كثافة المياه بالبحار ارتفاعا يتمشى تمشيا طرديا مع ارتفاع نسبة الملوحة والتي تتمثل كما اتضح من الصفات السابقة في مواد صلبة مذابة في المياه مما يؤدي إلى زيادة وزنها.

٣- الضغط:

بعد الضغط من العوامل الهامة في تعديل كثافة مياه البحار والمحيطات، فقد أظهرت الدراسات أنه مع انخفاض درجة الحرارة يرتفع الضغط يرتبط بذلك ارتفاع في كثافة ماء البحر. وإذا قل الضغط زاد الحجم وانخفضت الكثافة.

٤- حركة المياه:

وجد أن الكثافة ترتفع أو تنخفض وفقا لالتقاء الكتل المائية Convergence او تفرقها Divergence حيث تزداد الكثافة مع الحركة الأولى للكتل المائية وتقل في مناطق التفرق , وتزداد الكثافة كذلك في مناطق حدوث الانبثاق Up Welling وتقل في مناطق الهبوط والتقلص shriking وذلك على السطح بينما تزداد عند القاع.

توزيع الكثافة :

تختلف كثافة مياه البحار تبعا لاختلاف خط العرض معتمدة في ذلك على اختلاف خصائص المياه من خط الاستواء حتى القطبين، وبصفة عامة تزداد المياه كثافة

بالاتجاه شمالا وجنوبا من خط الاستواء^(*), وتلعب المياه العذبة القادمة من الأنهار أو نتيجة ذوبان الجليد والأمطار دورها في تقليل الكثافة. وأكثر أنهار العالم في كثافة مياهها البحر الأحمر وخليج كاليفورنيا والبحر المتوسط.

الكثافة النسبية :

وهي عبارة عن وزن الماء العذب تحت درجة حرارة معينة وضغط معين. ويبلغ العذب كما ذكر أقصى كثافة له تحت ضغط عادي عند مستوى سطح البحر عندما تكون درجة حرارته ٤ درجة م، وتكون كثافته في هذه الحالة جرام واحد لكل سنتيمتر مكعب، وعلى هذا فإن كثافة ماء البحر عبارة عن النسبة بين كثافة ماء البحر والماء العذب تحت درجة حرارة ٤ درجة م ( فايد، ص ٧٩).

ثانيا - شفافية مياه المحيطات:

ترتبط الشفافية بمدى تغلغل الضوء ( الأشعة الضوئية ) نحو القاع. وتتوقف هذه الشفافية على كمية الرواسب العالقة بالماء ونوع هذه الرواسب وكذلك على نوعية الضوء الساقط على الماء وشدته ( طريح شرف، ص١٦٦) وكانت الطريقة التقليدية المستخدمة في قياس الشفافية عبارة عن تدلية قرص أبيض قطره ٣٠ سم ( ١٢ بوصة ) يعرف بقرص سيكي secchi-disc تدلية بصورة عمودية في مياه البحر إلى أن يختفي عن النظر، وعندئذٍ يقاس العمق الذي اختفي عنده، ومن ثم فإن هذا العمق يعبر عن الشفافية، وعادة ما يكون هذا العمق صغيرا في المياه الشاطئية ويتراوح بها ما بين خمسة إلى خمسة وعشرين مترا ويتزايد بالابتعاد عن الشاطئ، وقد سجل أكبر عمق للشفافية حتى الآن في مياه بحر " سرجاسو " ⁽¹⁾ وكان ٦٦ مترا، أما بالنسبة للطرق الحديثة لقياس الأعماق، فمن أكثرها استخداما طريقة استخدام الخلايا الكهروضوئية لقياس الأعماق، ويتم ذلك بوضع قرص معدني حساس للضوء في صندوق من الزجاج يدلى في الماء بحيث يسقط عليها الضوء ويتولد من ذلك تيار كهربائي تسجل قوته في جهاز خاص فوق سطح السفينة، وتتناسب هذه القوة مع قوة الضوء في العمق المطلوب تحديده.

وجدير بالذكر أن الموجات الشمسية الساقطة على سطح الماء لا تتغلغل بأكملها ولكن جزءا منها يرتد إلى أعلى تبلغ نسبته نحو ٣٠ % من جملة الأشعة ونظرا لاختلاف طول هذه الموجات الإشعاعية فإن الأشعة القصيرة منها تصل إلى أعماق بعيدة والعكس مع الموجات الطويلة مثل الحمراء والتي تمتص بالقرب من السطح ( عادة ما لا تتعمق  إلى أبعد من خمسة عشر مترا من السطح، بينما تتغلغل الأشعة الصفراء حتى عمق مائة متر ).

والواقع أن لشفافية المياه دور كبير في تحديد ما يعرف ب " المنطقة الضوئية الفعالة " وهي المنطقة الغنية بالأحياء البحرية من نباتات وحيوانات دقيقة حيث لا يخفي ما للضوء من أهمية قصوى في عملية التمثيل الكلورفيللي اللازمة لتكون المادة العضوية في البحر والتي تقوم بها تلك الكائنات الدقيقة المعروفة بالبلانكتون النباتي Phytoplankton والبلانكتون الحيواني Zooplankton والتي لا بد لها من قدر من الطاقة الضوئية، وكذلك نجد زيادة وازدهار في تكاثر الفيتوبلانكتون في العروض المدارية بسبب قوة الضوء والعكس صحيح فيما يختص بمناطق العروض العليا ( شريف، ص ١٦١).

ثالثا - لون ماء البحر:

اللون السائد في مياه المحيطات البعيدة عن الشاطئ هو اللون المائل للزرقة ويرجع هذا اللون إلى أن الأشعة الزرقاء وهي أقل أنواع الأشعة امتصاصا لقصر موجاتها – تنعكس وتتفرق عند سقوطها على سطح الماء بواسطة  ذرات المواد العالقة بمياه البحار أو بواسطة جزيئات الماء ذاته Molecules، وهكذا يبدو اللون الازرق الظاهري لمياه البحار والمحيطات، وهذا يشبه ما حدث من اللون الأزرق للسماء, وفي أغلب الأحوال ما يظهر اللون الأخضر في المياه الشاطئية الضحلة وخاصة أمام مصبات الأنهار أو الأخضر الضارب للصفرة.

وعادة ما يرجع اللون الأخضر في المياه الشاطئية الضحلة إلى اختلاط اللون الأزرق الظاهري للماء باللون الأصفر للمواد التي تتكون مع البلانكتون النباتي أو مع اللون البني أو الأحمر للطحالب التي توجد بكثرة شديدة بالمياه الساحلية الضحلة Littoral zone.

وكثيرا ما تلعب المواد المذابة أو العالقة دورا كبيرا في اختفاء اللون لمياه البحار مثلما الحال في بحر الصين الشرقي حيث تبدو المياه ذات لون ضارب للصفرة Yellowish بسبب الرواسب الضخمة العالقة بمياهه والقادمة بواسطة أنهار الصين وكذلك تميز المياه أمام مصب الأمازون بلون بني أو قريب من الأحمر وذلك تبعا للون الرواسب الصلصالية المشتقة من تربة اللاتيريت الاستوائية الحمراء المميزة لسهول السلفا Selva Pkains بحوض نهر الأمازون.

كذلك يتميز تيار الخليج الدافئ باللون الأزرق النيلي واللون الرمادي الداكن لتيار اليابان والذي كان سببا من أسباب تسميته بتيار اليابان الأسود ( كيروشيو ).

وجدير بالذكر أن الشعاب المرجانية ببعض الشواطئ المدارية تؤدي إلى اختفاء اللون الأزرق الداكن والأزرق الباهت إلى مياه البحر. وتؤدي كذلك الطحالب الحمراء المعروفة باسم Trchodesmimum Ery thracum على إضفاء اللون الأحمر لمياه خليج كاليفورنيا والبحر الأحمر.

_______________

(*) يقتصر ذلك على المياه السطحية فقط.

(١) في الجزء الغربي الأوسط من الأطلنطي حيث توجد دوامة بحرية  كبيرة مما يؤدي إلى غوص الماء الملحي الكثيف وبقاء الماء الصافي على السطح، ويزيد من صفاء هذا الماء قلة الأحياء المائية به ( فايد، ص ٨٤).