포토존

Photic zone
수층
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층화
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아이소피칼
케모클린
뉴트리클라인
할로클라인
서모클린
테르모할린
참고 항목

식물 플랑크톤이 광합성을 할 수 있게 해주는 것은 광구, 정향구, 표층구 또는 일조구 등이 햇빛을 받는 수역의 최상층입니다. 상부 물기둥에 영양분을 공급하는 일련의 물리적, 화학적, 생물학적 과정을 거칩니다. 광구는 식물성 플랑크톤의 활동(1차 생산)으로 인해 대부분의 수생 생물이 서식하는 곳입니다. 광구와 유포틱 구역의 두께는 계절과 위도에 따른 햇빛의 강도와 물의 탁도에 따라 달라집니다. 가장 아래에 위치한 구역, 즉 가장 아래에 위치한 구역은 광구 아래에 위치한 영구적인 어둠의 구역이며 대부분의 해수를 포함합니다.[1]

광구에서의 광합성

광구에서는 광합성 속도가 호흡 속도를 초과합니다. 이는 식물성 플랑크톤과 같은 1차 생산자가 광합성의 에너지원으로 사용하는 풍부한 태양 에너지 때문입니다. 이 식물성 플랑크톤은 햇빛의 영향을 많이 받아 매우 빨리 자라 빠른 속도로 생산할 수 있습니다. 사실, 바다에서 광합성의 95%는 광구에서 발생합니다. 따라서 보상 지점과 같이 광구를 넘어 더 깊이 들어가면 햇빛이 충분하지 않기 때문에 식물성 플랑크톤이 거의 또는 전혀 없습니다.[2] 유포틱 영역의 기저부에서 아포틱 영역까지 확장된 영역을 디스포틱 영역이라고 부르기도 합니다.[3]

포토존에서의 생활

원양대의 층
빛의 투과량으로 정의된 물기둥의 구역. 메조펠라직은 때때로 디스포틱 존(disphotic zone)이라고 불립니다.

해양 생물의 90%가 약 200미터 깊이의 광구에 살고 있습니다. 여기에는 와편모조류, 규조류, 남세균, 구균류 및 크립토모나드를 포함한 식물성 플랑크톤(식물)이 포함됩니다. 포토존의 소비자인 동물성 플랑크톤도 포함됩니다. 육식성 육류 섭취자와 초식성 식물 섭취자가 있습니다. 다음으로 요각류는 광구의 모든 곳에 분포하는 작은 갑각류입니다. 마지막으로, 포토존에서 가장 크고 가장 분명한 동물인 넥톤(물고기, 오징어, 게 등 스스로 추진할 수 있는 동물)이 있지만, 그 양은 모든 그룹 중에서 가장 적습니다.[4] 식물성 플랑크톤은 물기둥에 매달린 채 살아가는 미세한 식물로 운동성이 거의 없거나 전혀 없습니다. 그들은 태양 에너지를 식량 공급원으로 사용하는 주요 생산자입니다.[citation needed]

광구에는 유해한 광구와 청소제가 거의 없습니다. 죽은 생물의 미생물 분해는 여기서 시작되어 일단 몸이 심해 생물의 가장 중요한 영양소 공급원을 형성하는 아포틱 존으로 가라앉으면 계속됩니다.[5] 포토존의 깊이는 물의 투명도에 따라 달라집니다. 물이 매우 맑으면 포토존이 매우 깊어질 수 있습니다. 매우 탁하다면 깊이가 50피트(15미터)에 불과할 수 있습니다.

포토존 내의 동물들은 빛과 어둠의 주기를 중요한 환경 신호로 사용하고, 이동은 바로 이 사실과 연결되며, 물고기들은 이동 시기가 되면 황혼과 새벽이라는 개념을 사용하고, 포토존은 시간감을 제공하는 이 개념과 유사합니다. 이 동물들은 청어와 정어리, 그리고 지속적으로 포토존 내에 사는 다른 물고기가 될 수 있습니다.[6]

광구에서의 영양소 흡수

생물학적 흡수로 인해 광구는 상대적으로 영양소 농도가 낮습니다. 따라서 식물성 플랑크톤은 물기둥의 안정성이 높으면 충분한 영양소를 공급받지 못합니다.[7] 유기체의 공간 분포는 여러 요인에 의해 제어될 수 있습니다. 물리적 요인에는 온도, 정수압, 영양선을 가로지르는 무기 질소의 상향 난류 플럭스와 같은 난류 혼합이 포함됩니다.[8] 화학적 요인에는 산소 및 미량 원소가 포함됩니다. 생물학적 요인에는 방목과 이동이 포함됩니다.[9] 융기는 심해에서 광구로 영양분을 운반하여 식물성 플랑크톤 성장을 강화합니다. 리믹스와 부풀기는 결국 영양소가 풍부한 폐기물을 광구로 다시 가져옵니다. 에크만 수송은 또한 포토존에 더 많은 영양소를 가져다 줍니다. 영양소 펄스 주파수는 식물성 플랑크톤 경쟁에 영향을 미칩니다. 광합성은 그것을 더 많이 생산합니다. 먹이 사슬의 첫 번째 연결고리인 식물성 플랑크톤에게 일어나는 일은 다른 종들에게 파급 효과를 만듭니다. 식물성 플랑크톤 외에도 많은 다른 동물들도 이 지역에 살고 이러한 영양소를 이용합니다. 해양생물의 대부분은 수량 기준으로 가장 작은 해양 구역인 광구에서 발생합니다. 포토존은 작지만 거주하는 사람들에게 큰 영향을 미칩니다.

포토존 깊이

빛의 투과 깊이

깊이는 정의에 따라 방사선이 표면 강도의 1%까지 저하됩니다.[10] 따라서 그 두께는 물기둥의 빛 감쇠 정도에 따라 달라집니다. 표면에서 들어오는 빛은 매우 다양할 수 있기 때문에 식물성 플랑크톤의 순 성장에 대해서는 거의 언급하지 않습니다. 일반적인 유포틱 깊이는 고도로 탁한 부영양화 호수에서 불과 몇 센티미터 정도에서 넓은 바다에서 약 200미터까지 다양합니다. 또한 식물성 플랑크톤 농도에 의해 강하게 구동될 수 있는 탁도의 계절적 변화에 따라 달라지므로 1차 생산량이 증가함에 따라 광구의 깊이가 종종 감소합니다. 게다가, 호흡 속도는 실제로 광합성 속도보다 큽니다. 식물성 플랑크톤 생산이 이처럼 중요한 이유는 다른 먹이 그물과 엮일 때 두드러진 역할을 하기 때문입니다.

빛 감쇄

식물성 플랑크톤의 성장은 빛의 색 스펙트럼에 영향을 받습니다.
그리고 광합성이라고 불리는 과정에서 빛을 흡수합니다.
광합성 색소를 통하여 청색과 적색의 범위에서
다양한 색깔의 빛이 탁한 바다와 더 탁한 연안의 바다를 관통하는 깊이의 비교. 물은 빨간색과 오렌지와 같은 더 따뜻한 장파장 색을 흡수하고 더 차가운 단파장 색을 산란시킵니다.[11]

지구에 도달하는 태양 에너지의 대부분은 가시광선 범위에 있으며 파장은 약 400~700nm입니다. 가시광선의 각 색은 고유한 파장을 가지고 있으며, 이들은 함께 백색광을 구성합니다. 가장 짧은 파장은 스펙트럼의 보라색과 자외선 끝에 있고, 가장 긴 파장은 빨간색과 적외선 끝에 있습니다. 그 사이로 보이는 스펙트럼의 색깔은 빨강, 주황, 노랑, 초록, 파랑, 남색, 보라색 등 친숙한 "ROYGBIV"를 구성합니다.[12]

물은 들어오는 빛을 흡수하는 데 매우 효과적이기 때문에 바다에 침투하는 빛의 양은 깊이에 따라 급격히 감소합니다(약화됩니다). 1미터 깊이에서는 바다 표면에 떨어지는 태양 에너지의 45%만이 남아 있습니다. 10미터 깊이에서는 빛의 16%만이 여전히 존재하고 100미터에서는 원래 빛의 1%만이 남아 있습니다. 1000미터를 넘는 빛은 침투하지 않습니다.[12]

전체적인 감쇠 외에도 바다는 다른 속도로 다른 파장의 빛을 흡수합니다. 가시 스펙트럼의 극단 끝에 있는 파장은 중간에 있는 파장보다 더 빨리 감쇠됩니다. 더 긴 파장이 먼저 흡수됩니다. 빨간색은 10미터 위쪽에서, 주황색은 약 40미터 정도 흡수되고 노란색은 100미터 전에 사라집니다. 더 짧은 파장은 더 깊이 침투하여 파란색과 녹색 빛이 가장 깊은 깊이에 도달합니다.[12]

해양 식물성 플랑크톤의 순환

이것이 물속에서 사물이 파란색으로 보이는 이유입니다. 색깔이 눈에 어떻게 인식되는지는 눈에 받는 빛의 파장에 따라 달라집니다. 물체는 빨간 빛을 반사하고 다른 색을 흡수하기 때문에 눈에 빨갛게 보입니다. 그래서 눈에 닿는 유일한 색은 빨간색입니다. 파란색은 수중 깊이에서 사용할 수 있는 유일한 빛의 색상이므로 눈에 반사될 수 있는 유일한 색상이며 모든 것은 수중에서 파란색 색조를 띠고 있습니다. 물체에서 반사할 수 있는 빨간색 빛이 없기 때문에 깊이가 있는 빨간색 물체는 우리에게 빨간색으로 보이지 않습니다. 물 속의 물체는 모든 파장의 빛이 여전히 존재하는 표면 근처에서만 실제 색깔로 나타나거나, 다른 파장의 빛이 인공적으로 제공되는 경우, 예를 들어 잠수광으로 물체를 비추는 경우에만 나타납니다.[12]

탁 트인 바다의 물은 식물성 플랑크톤이나 다른 부유 입자와 같은 입자성 물질을 훨씬 적게 함유하고 있기 때문에 맑고 푸른 것으로 보이며, 물이 맑을수록 빛의 침투가 깊습니다. 푸른 빛은 물 분자에 의해 깊이 침투하여 산란되고, 다른 모든 색은 흡수되어 물은 푸른색으로 보입니다. 반면에 해안가 물은 종종 녹색으로 보입니다. 연안의 물은 탁 트인 바다보다 부유한 실트와 해조류 및 미세한 유기체를 훨씬 많이 포함하고 있습니다. 식물성 플랑크톤과 같은 많은 유기체는 광합성 색소를 통해 파란색과 빨간색 범위의 빛을 흡수하여 녹색을 반사광의 지배적인 파장으로 남깁니다. 따라서 물 속의 식물성 플랑크톤 농도가 높을수록 녹색으로 나타납니다. 작은 실트 입자는 또한 청색 빛을 흡수하여 부유 입자가 높을 때 물의 색을 청색에서 더 멀리 이동시킬 수 있습니다.[12]

해양은 원양 지대에서 논의된 바와 같이 빛의 투과량에 따라 깊이 층으로 나눌 수 있습니다. 상부 200m는 포토 또는 유포틱 존이라고 합니다. 이는 광합성을 뒷받침할 만큼 충분한 빛이 투과할 수 있는 영역을 나타내며, 표층 영역에 해당합니다. 200미터에서 1000미터 사이에는 역병 영역, 즉 황혼 영역이 있습니다(중골수 영역에 해당합니다). 이 깊이에는 여전히 약간의 빛이 있지만 광합성을 지원하기에는 충분하지 않습니다. 1000m 이하는 빛이 투과되지 않는 아포스(또는 자정) 구역입니다. 이 지역은 완전한 어둠 속에 존재하는 해양 부피의 대부분을 포함합니다.[12]

고기후학

규조류 미세화석의 복잡한 규산염(유리) 껍질, 3,200~4,000만 년 전.
추가정보 : 규조류 및 미세화석

식물성 플랑크톤은 해양 먹이 사슬의 기초를 형성하는 단세포 미생물입니다. 그들은 규산염 껍질을 자라게 하는 규산염 껍질인 규조류에 의해 지배됩니다. 규조류가 죽으면 껍질이 해저에 가라앉아 미세화석이 될 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 이 미세 화석은 해양 퇴적물에 오팔 퇴적물로 묻힙니다. 고생대 기후학은 과거 기후를 연구하는 학문입니다. 프록시 데이터는 현대의 퇴적물 샘플에서 수집된 원소를 과거의 기후 및 해양 조건과 연관시키기 위해 사용됩니다. 고기후 프록시는 직접적인 기상 또는 해양 측정의 대체물 역할을 하는 보존되거나 화석화된 물리적 표시를 말합니다.[13] 프록시의 예로는 δ 13C, δ 18O, δ 30Si(δ 13C, δ 18O 및 δ 30Si)의 규조 동위원소 기록을 사용할 수 있습니다. 2015년, 스완(Swann)과 스넬링(Snelling)은 이러한 동위원소 기록을 사용하여 현대에서 마지막 간빙기와 일치하는 해양 동위원소 단계 5e까지 영양 공급과 연조직 생물학적 펌프의 효율성을 포함한 북서 태평양의 광구 조건의 역사적인 변화를 기록했습니다. 해양 동위원소 단계에서 오팔 생산성의 정점은 지역 할로클린 층화의 붕괴와 광구에 대한 영양소 공급 증가와 관련이 있습니다.[14]

할로클라인 및 층층수 기둥의 초기 개발은 2.73 Ma에서 주요 북반구 빙하가 시작되어 몬순 강우량 및/또는 빙하 용융물 증가, 해수면 온도를 통해 이 지역으로 담수의 유량이 증가했기 때문입니다.[15][16][17][18] 이와 관련된 심수 상승의 감소는 지구적으로 더 차가운 조건의 확립과 2.73 Ma에서 북반구 전역의 빙하의 확장에 기여했을 수 있습니다.[16] 할로클라인은 후기 플리오세와 초기 제4기 빙하-간빙 주기 동안 우세했던 것으로 보이지만,[19] 다른 연구들은 성층 경계가 빙하가 끝날 때인 4분기 말과 간빙 초기에 파괴되었을 수 있다는 것을 보여주었습니다.[20][21][22][23][24][14]

식물성 플랑크톤 사이드 노트.

디메틸설파이드 구조

식물성 플랑크톤은 포토존에만 제한됩니다. 그것의 성장은 광합성에 전적으로 의존하기 때문입니다. 이로 인해 바다 내부의 50~100m 수위가 높아집니다. 성장은 또한 암석에서 용해된 광물, 식물과 동물의 세대에서 나온 광물 영양소와 같은 육지 요인에서 나올 수 있습니다.[25]

식물성 플랑크톤 그림

식물성 플랑크톤의 양이 증가하면 동물성 플랑크톤도 증가하는데, 동물성 플랑크톤은 먹이 사슬의 맨 아래에 있기 때문에 식물성 플랑크톤을 먹고 삽니다.[25]

디메틸설파이드

광구 내의 디메틸설파이드 손실은 미생물 흡수 및 광화학적 분해에 의해 제어됩니다. 그러나 디메틸설파이드는 정확히 무엇이며 왜 중요합니까? 이 화합물(사진 참조)은 바다 내에서 황 순환과 생태를 조절하는 데 도움이 됩니다. 해양 박테리아, 조류, 산호 및 해양 내 대부분의 다른 유기체가 이를 방출하여 다양한 유전자 계열을 구성합니다.

그러나 이 화합물은 삼키고, 피부를 통해 흡수하고, 흡입하면 사람에게 독성이 있을 수 있습니다. 식물과 동물 내의 단백질은 이 화합물에 의존합니다. 생태학의 중요한 부분을 차지하고 있기 때문에 포토존에서도 서식한다는 것을 아는 것이 좋습니다. [1]

참고 항목

참고문헌

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