Anatomie eines Kontinentalschelfs an der südöstlichen Küste der Vereinigten Staaten

Ein Kontinentalschelf ist ein Teil eines Kontinents , der von einem relativ flachen Wassergebiet, dem sogenannten Schelfmeer, bedeckt ist . Viele dieser Schelfe wurden durch den Rückgang des Meeresspiegels während der Eiszeiten freigelegt . Der Schelf, der eine Insel umgibt , wird als „ Inselschelf “ bezeichnet.

Der Kontinentalrand zwischen Kontinentalschelf und Tiefseeebene besteht aus einem steilen Kontinentalhang, der vom flacheren Kontinentalfuß umgeben ist. Sedimente des darüber liegenden Kontinents spülen den Hang hinab und lagern sich am Hangfuß als Sedimentschicht ab. Diese Schicht erstreckt sich bis zu 500 km vom Hang und besteht aus mächtigen Sedimenten, die von Trübeströmen vom Schelf und Hang abgelagert wurden. [ 1 ] [ 2 ] Das Gefälle des Kontinentalfußes liegt zwischen dem des Hangs und dem des Schelfs.

Gemäß dem Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen wurde der Begriff Festlandsockel rechtlich definiert als der Meeresbodenabschnitt, der an die Küsten eines bestimmten Landes angrenzt, zu dem er gehört.

Topographie

Der Schelf endet üblicherweise an einem Punkt zunehmenden Gefälles [ 3 ] (dem sogenannten Schelfrand ). Der Meeresboden unterhalb des Randes ist der Kontinentalhang . [ 4 ] Unterhalb des Kontinentalhangs befindet sich der Kontinentalfuß , der schließlich in die Tiefseeebene, die sogenannte Abyssalebene, übergeht . [ 5 ] Kontinentalschelf und Kontinentalhang sind Teil des Kontinentalrandes . [ 6 ]

Das Schelfgebiet wird üblicherweise in inneren Kontinentalschelf , mittleren Kontinentalschelf und äußeren Kontinentalschelf unterteilt [ 7 ] , die jeweils ihre spezifische Geomorphologie [ 8 ] [ 9 ] und Meeresbiologie aufweisen . [ 10 ]

Der Charakter des Schelfs ändert sich dramatisch am Schelfrand, wo der Kontinentalabhang beginnt. Mit wenigen Ausnahmen liegt der Schelfrand in einer bemerkenswert einheitlichen Tiefe von etwa 140 m; dies ist wahrscheinlich ein Kennzeichen vergangener Eiszeiten, als der Meeresspiegel niedriger war als heute. [ 11 ]

Der Kontinentalhang ist deutlich steiler als der Schelf; der durchschnittliche Neigungswinkel beträgt 3°, kann aber zwischen 1° und 10° variieren. [ 12 ] [ 11 ] Der Hang ist häufig von submarinen Canyons durchzogen . Die physikalischen Mechanismen, die zur Entstehung dieser Canyons führen, waren bis in die 1960er Jahre nicht vollständig verstanden. [ 13 ] [ 14 ]

Geografische Verteilung

Bathymetrie des Meeresbodens mit Darstellung der Kontinentalschelfe und ozeanischen Plateaus (rot), der mittelozeanischen Rücken (gelbgrün) und der Tiefseeebenen (blau bis violett)
Der Kontinentalschelf Australiens , der sich in der Nähe der Küsten von Newcastle und Sydney befindet (unten links).

Kontinentalschelfe bedecken eine Fläche von etwa 27 Millionen km² ( 10 Millionen Quadratmeilen), was etwa 7 % der Oberfläche der Ozeane entspricht. [ 15 ] Die Breite des Kontinentalschelfs variiert erheblich – es ist nicht ungewöhnlich, dass ein Gebiet praktisch keinen Schelf aufweist, insbesondere dort, wo die Vorderkante einer vordringenden ozeanischen Platte in einer Subduktionszone unter die kontinentale Kruste abtaucht , wie beispielsweise vor der Küste Chiles oder der Westküste Sumatras .

Der größte Schelf – der Sibirische Schelf im Arktischen Ozean – erstreckt sich über eine Breite von 1.500 Kilometern. Das Südchinesische Meer liegt über einem weiteren ausgedehnten Kontinentalschelf, dem Sunda-Schelf , der Borneo , Sumatra und Java mit dem asiatischen Festland verbindet. Weitere bekannte Gewässer mit Kontinentalschelfen sind die Nordsee und der Persische Golf . Die durchschnittliche Breite von Kontinentalschelfen beträgt etwa 80 Kilometer. Die Schelftiefe variiert ebenfalls, ist aber im Allgemeinen auf weniger als 100 Meter begrenzt. [ 16 ] Das Schelfgefälle ist üblicherweise recht gering, in der Größenordnung von 0,5°; auch das Höhenrelief ist mit weniger als 20 Metern minimal. [ 17 ]

Obwohl der Kontinentalschelf als physiografische Provinz des Ozeans gilt , ist er nicht Teil des eigentlichen Tiefseebeckens, sondern der überfluteten Ränder des Kontinents. [ 18 ] Passive Kontinentalränder, wie die meisten Atlantikküsten , weisen breite und flache Schelfe auf, die aus mächtigen Sedimentkeilen bestehen, welche durch die langjährige Erosion eines benachbarten Kontinents entstanden sind. Aktive Kontinentalränder hingegen besitzen schmale, relativ steile Schelfe, bedingt durch häufige Erdbeben , die Sedimente in die Tiefsee transportieren. [ 19 ]

Breite des Kontinentalschelfs [ 20 ] (in km)
Ozean Aktive Marge Passive Marge Gesamtmarge
Bedeuten Maximal Bedeuten Maximal Bedeuten Maximal
Nordpolarmeer 0 0 104,1 ± 1,7 389 104,1 ± 1,7 389
Indischer Ozean 19 ± 0,61 175 47,6 ± 0,8 238 37 ± 0,58 238
Mittelmeer und Schwarzes Meer 11 ± 0,29 79 38,7 ± 1,5 166 17 ± 0,44 166
Nordatlantischer Ozean 28 ± 1,08 259 115,7 ± 1,6 434 85 ± 1,14 434
Nordpazifik 39 ± 0,71 412 34,9 ± 1,2 114 39 ± 0,68 412
Südatlantik 24 ± 2,6 55 123,0 ± 2,5 453 104 ± 2,4 453
Südpazifik 214 ± 2,86 357 96,1 ± 2,0 778 110 ± 1,92 778
Alle Ozeane 31 ± 0,4 412 88,2 ± 0,7 778 57 ± 0,41 778

Sedimente

Die Kontinentalschelfe sind von terrigenen Sedimenten bedeckt , also von Sedimenten, die durch die Erosion der Kontinente entstanden sind. Allerdings stammt nur ein geringer Teil dieser Sedimente aus heutigen Flüssen ; etwa 60–70 % der Sedimente auf den Schelfen der Welt sind Reliktsedimente , die während der letzten Eiszeit abgelagert wurden, als der Meeresspiegel 100–120 m niedriger lag als heute. [ 21 ] [ 11 ]

Sedimente werden mit zunehmender Entfernung von der Küste in der Regel feiner; Sand findet sich ausschließlich in flachen, wellenbewegten Gewässern, während Schluff und Ton in ruhigeren, tiefen Gewässern weit draußen auf See abgelagert werden. [ 22 ] Diese akkumulieren sich 15–40 Zentimeter (5,9–15,7 Zoll) pro Jahrtausend, deutlich schneller als pelagische Tiefseesedimente . [ 23 ]

Schelfmeere

Schelfmeere sind die Meeresgewässer auf dem Kontinentalschelf. Ihre Bewegung wird durch die kombinierten Einflüsse von Gezeiten , Wind und Brackwasser aus Flusseinflüssen bestimmt ( Regionen mit Süßwassereinfluss ). Diese Regionen können aufgrund der Durchmischung durch das flachere Wasser und die höheren Strömungsgeschwindigkeiten oft biologisch sehr produktiv sein. Obwohl sie nur etwa 8 % der Meeresoberfläche der Erde bedecken [ 20 ] , tragen Schelfmeere zu 15–20 % der globalen Primärproduktion bei . [ 24 ]

In gemäßigten Kontinentalschelfmeeren lassen sich drei unterschiedliche ozeanographische Regime feststellen, die auf das Zusammenspiel von Oberflächenerwärmung, lateralen Auftriebsgradienten (bedingt durch Flusseinströmung) und turbulenter Durchmischung durch die Gezeiten und in geringerem Maße durch den Wind zurückzuführen sind. [ 25 ]

  • In flacheren Gewässern mit stärkeren Gezeiten und fernab von Flussmündungen überwiegt die Gezeitenturbulenz den schichtbildenden Einfluss der Oberflächenerwärmung, und die Wassersäule bleibt während des gesamten Jahreszyklus gut durchmischt.
  • Im Gegensatz dazu überwiegt in tieferen Gewässern im Sommer die Erwärmung der Oberfläche, was zu einer saisonalen Schichtung führt, bei der eine warme Oberflächenschicht über dem isolierten Tiefenwasser liegt. [ 26 ]
(Die gut durchmischten und saisonal geschichteten Bereiche sind durch beständige Strukturen, sogenannte Gezeitenmischungsfronten, voneinander getrennt.) [ 27 ]
  • Ein drittes Regime, das Ästuare mit Schelfmeeren verbindet – die Süßwassereinflussgebiete (ROFIs) – findet sich dort, wo Ästuare in Schelfmeere münden, beispielsweise in der Liverpool Bay der Irischen See und im Rheinausflussgebiet der Nordsee . Hier kann die Schichtung aufgrund eines als „Gezeitenstress“ bekannten Prozesses [ 28 ] je nach Zeitskala vom halbtägigen Gezeitenzyklus bis zum Spring-Nipp -Zyklus variieren. Obwohl die Nordsee und die Irische See zu den am besten untersuchten Schelfmeeren zählen [ 29 ], sind sie nicht unbedingt repräsentativ für alle Schelfmeere, da eine große Vielfalt an Verhaltensweisen zu beobachten ist.

Die Schelfmeere des Indischen Ozeans werden von großen Flusssystemen, darunter Ganges und Indus , dominiert. [ 30 ] Die Schelfmeere um Neuseeland sind komplex, da der unterseeische Kontinent Zealandia ausgedehnte Hochebenen bildet. [ 31 ] Die Schelfmeere um die Antarktis und die Küsten des Arktischen Ozeans werden von der Meereisbildung und Polynjas beeinflusst . [ 32 ]

Es gibt Hinweise darauf, dass sich verändernde Wind-, Niederschlags- und regionale Meeresströmungen in einem sich erwärmenden Ozean auf einige Schelfmeere auswirken. [ 33 ] Küstenüberschwemmungen, die mit sogenannten Schelfbruchströmungen zusammenhängen, werden von Forschern in Neuengland entlang der Ostküste der Vereinigten Staaten untersucht. [ 34 ] Verbesserte Datenerfassung durch integrierte Ozeanbeobachtungssysteme in Schelfmeerregionen ermöglicht die Identifizierung dieser Veränderungen. [ 35 ]

Lebewesen

Fischer stehen weit draußen im flachen Wasser und ziehen ein Gemeinschaftsnetz ein.
Kunsthandwerkliche Flachwasserfischerei auf einem Kontinentalschelf

Kontinentalschelfe sind aufgrund des in flachen Gewässern vorhandenen Sonnenlichts reich an Leben, im Gegensatz zur artenarmen Tiefseeebene der Ozeane . Die pelagische (Wassersäulen-)Zone des Kontinentalschelfs bildet die Neritische Zone , die benthische (Meeresboden-)Zone die Sublitorale Zone . [ 36 ] Die Schelfe machen weniger als 10 % des Ozeans aus, und Schätzungen zufolge erhalten nur etwa 30 % des Meeresbodens des Kontinentalschelfs genügend Sonnenlicht für die Photosynthese benthischer Organismen. [ 37 ]

Obwohl die Schelfe in der Regel fruchtbar sind, können die Ablagerungen im Laufe geologischer Zeiträume zu Quellen fossiler Brennstoffe werden , wenn während der Sedimentation anoxische Bedingungen herrschen . [ 38 ] [ 39 ]

Wirtschaftliche Bedeutung

Der Kontinentalschelf ist der am besten erforschte Teil des Meeresbodens, da er relativ leicht zugänglich ist. Die meisten kommerziellen Aktivitäten zur Nutzung des Meeres, wie beispielsweise Offshore-Bohrungen , die Gewinnung von Metallerzen, Nichtmetallerzen und Kohlenwasserstoffen , finden auf dem Kontinentalschelf statt.

Die Hoheitsrechte über ihre Festlandsockel bis zu einer Tiefe von 100 m (330 Fuß) oder bis zu einer Tiefe, in der die Nutzung von Ressourcen zulässig ist , wurden von den Meeresnationen beansprucht, die das 1958 von der Völkerrechtskommission der Vereinten Nationen ausgearbeitete Übereinkommen über den Festlandsockel unterzeichneten. Dieses Übereinkommen wurde teilweise durch das Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen (SRÜ) von 1982 ersetzt . [ 40 ] Das Übereinkommen von 1982 schuf die 200-Seemeilen-Zone (370 km; 230 Meilen) ausschließlicher Wirtschaftszone sowie Festlandsockelrechte für Staaten, deren physischer Festlandsockel sich über diese Zone hinaus erstreckt.

Die rechtliche Definition des Kontinentalschelfs unterscheidet sich deutlich von der geologischen. Das Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen (UNCLOS) legt fest, dass sich der Schelf bis zur Grenze des Kontinentalrandes erstreckt , jedoch mindestens 200 Seemeilen (370 km) und höchstens 350 Seemeilen (650 km) von der Basislinie entfernt . Daher besitzen bewohnte Vulkaninseln wie die Kanarischen Inseln , die keinen tatsächlichen Kontinentalschelf aufweisen, dennoch einen rechtlichen Kontinentalschelf, während unbewohnbare Inseln keinen Schelf besitzen.

Siehe auch

Anmerkungen

  1. ^ Pinet 2003 , S. 39.
  2. ^ Gross 1972 , S. 45.
  3. ^ Encyclopædia Britannica .
  4. ^ Jackson 1997 , "Kontinentalhang".
  5. ^ Jackson 1997 , „Kontinentaler Aufstieg“.
  6. ^ Jackson 1997 , "Kontinentalrand".
  7. ^ Atkinson et al. 1983 .
  8. ^ Wellner, Heroy & Anderson 2006 .
  9. ^ Figueiredo et al. 2016 .
  10. ^ Muelbert et al. 2008 .
  11. ^ a b c Gross 1972 , S. 43.
  12. ^ Pinet 2003 , S. 36.
  13. ^ Pinet 2003 , S. 98.
  14. ^ Gross 1972 , S. 44.
  15. ^ Kontinentalschelf – Blaue Lebensräume
  16. ^ Pinet 2003 , S. 37.
  17. ^ Pinet 2003 , S. 36–37.
  18. ^ Pinet 2003 , S. 35–36.
  19. ^ Pinet 2003 , S. 90–93.
  20. ^ a b Harris et al. 2014 .
  21. ^ Pinet 2003 , S. 84–85.
  22. ^ Gross 1972 , S. 121–122.
  23. ^ Gross 1972 , S. 127.
  24. ^ de Haas, van Weering & de Stigter 2002 .
  25. ^ Simpson, John H.; Sharples, Jonathan (2012). Einführung in die physikalische und biologische Ozeanographie der Schelfmeere . doi : 10.1017/CBO9781139034098 . ISBN 9780521877626Die
  26. ^ Rippeth, Tom P. (2005). „Mixing in seasonally stratified shelf seas: A shifting paradigm“ . Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 363 (1837): 2837–2854 . Bibcode : 2005RSPTA.363.2837R . doi : 10.1098 / rsta.2005.1662 . PMID 16286293. S2CID 45053190 .  
  27. ^ Simpson, John H.; Sharples, Jonathan (2012). Einführung in die physikalische und biologische Ozeanographie der Schelfmeere . doi : 10.1017/CBO9781139034098 . ISBN 9780521877626Die
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Referenzen