Vand betingelsen for liv

Transkript

1 KAPITEL 1

2 Den blå planet Vand betingelsen for liv Vand på Jorden Vand som landskabsformer Vand og levevilkår CAFE GEOS: SALT i grundvandet Jorden kaldes ofte den blå planet, fordi den ser blå ud fra rummet. Vand udgør omkring 70 % af Jordens overflade. Vand er kemisk set opbygget af to hydrogenatomer og et oxygenatom. Den kemiske betegnelse H 2 O er kendt af de fleste. Vand optræder i alle tre tilstandsformer på Jorden. Som damp i luften, som flydende vand i oceaner, søer, grundvand m.m. og som is ved polerne, i Grønland og på bjergtoppe. Vands kemiske opbygning gør, at det er et godt opløsningsmiddel. Denne egenskab betyder, at vand har stor betydning i forhold til dannelse af landskaber. Vand kan opløse og på den måde transportere materialer. Vand har derfor en vigtig rolle i forhold til erosion og opbygning af nye landskabsformer. Da fordelingen af vand på Jorden er meget forskellig, bliver vandet på den måde også en begrænsende faktor. I nogle områder findes for meget vand og i andre områder er der tørke. Vand danner sammen med temperaturen udgangspunktet for Jordens inddeling i klima- og plantebælter. Under hvilke former findes vand på Jorden? Hvorfra henter verdens befolkning det livsnødvendige drikkevand? Hvordan er vand med til at forme Jordens overflade? Hvordan sikrer vi, at der er tilstrækkeligt med vand i fremtiden? 7

3 Den Libyske ørken Store dele af Libyen består af tør ufrugtbar ørken. Tripoli Benghazi LIBYEN Kufra Libyen 2013 Hovedstad Tripoli Indbyggertal 5,6 mio. Areal km 2 Vand betingelsen for liv I det nordlige Afrika ligger Libyen. Libyen er et af Afrikas største lande og har omkring seks millioner indbyggere. Libyen blev i en lang periode fra 1969 til 2011 ledet af Muammer Gaddafi, der styrede landet med hård hånd. Landet har store olieresurser, og netop olien har gjort Libyen til et af Afrikas rigeste lande. Specielt Gaddafi havde store rigdomme, og det var ikke den almindelige libyer, der fik glæde af de mange oliepenge. I 2011 gjorde befolkningen opstand, og den 20. oktober 2011 blev Gaddafi dræbt, og nye tider kom til Libyen. 90 % af Libyen består af ugæstfrie ørkenområder, som ikke giver de store muligheder for menneskelig aktivitet, og langt de fleste af landets indbyggere bor derfor i den nordlige del ud mod Middelhavet. Landets to store byer, hovedstaden Tripoli og Benghazi, ligger netop ud mod Middelhavet. 8

4 DEN BLÅ PLANET RÅSTOFFER Vand en mangelvare i Libyen Klimaet i Libyen er subtropisk og meget tørt med lange somre og våde vintre. Kysten har typisk middelhavsklima, som vi kender det fra Sydeuropa, mens klimaet i de store ørkenområder er varmt og særdeles tørt. I sommerperioden kan temperaturen i ørkenen komme op i nærheden af 50 grader, og regn er en sjældenhed. Der er områder i Libyen, hvor der går flere år uden nedbør. Hydrotermfigur fra Kufra i det sydlige Libyen grader C mm nedbør Som hydrotermfiguren fra Kufra i det sydlige Libyen viser, regner det kun i august måned, og der er kun tale om en enkelt millimeter, som næsten ikke kan ses på figuren. Samtidig er det meget varmt med en gennemsnitstemperatur i de varmeste sommermåneder på over 30 grader. Oaser Ikke nok med at Libyen er fattig på nedbør, landet er også uden væsentlige floder og vandområder. Nogle steder i ørkenen findes oaser, hvor der er muligt at hente vand fra grundvandet, men over 30 % af befolkningen har ikke adgang til drikkevand af en ordentlig kvalitet. De naturlige dyrkningsforhold er dårlige, og det tilgængelige vand anvendes primært til drikkevand og ikke til kunstvanding. Fødevareproduktionen er derfor meget begrænset, og lan det importerer mere end 75 % af alle fødevarer. Kopiark 1.1 Vandets historie på Jorden J F M A M J J A S O N D Nyttige oplysninger Subtropisk klima: Det klimabælte, som ligger mellem det tempererede område og det tropiske område. Hele Middelhavsområdet ligger i subtroperne. Oase: Frodigt område i ørkenen, hvor der er adgang til vand. Meteorit: Rester af meteorer fra verdensrummet, der kan findes på Jorden. Kosmisk støv: Partikler i verdensrummet Jordens historie er lang og strækker sig over ca. 4,5 milliarder år. Udforskningen af Jordens dannelse bygger på studiet af andre planeter, Månen og ikke mindst meteoritter, der har ramt Jorden. Jorden er, som andre planeter, skabt ved, at kosmisk støv har samlet sig. Der findes forskellige teorier om, hvornår det første vand kom til Jorden. En anerkendt teori går på, at det første vand kom til Jorden ca. 800 millioner år efter Jorden blev skabt. Vandet kom til Jorden med meteoritter, som ramte overfladen, hvorved vanddamp blev frigivet. Det første vand på Jorden var således vanddamp i atmosfæren. 9

5 Jordens fire sfærer Ordet sfære er oprindeligt et ord, der er hentet i astronomien, men bruges i dag til at inddele forholdene på jordoverfladens fire overordnede enheder med hver sit kendetegn. 1. Atmosfæren. Den luft, der omgiver Jorden. Atmosfæren består at forskellige luftarter, som fx nitrogen, oxygen og ikke mindst vanddamp. 2. Hydrosfæren. Alt det vand, der forekommer på Jorden. 3. Lithosfæren. Jordens faste overflade og en del af Jordens kappe. 4. Biosfæren. Alt det levende, der findes på Jorden. Senere, da Jorden blev afkølet, skete der en fortætning af vandet, og flydende vand blev dannet. På den måde blev de store oceaner skabt. Da der først var kommet vand på Jorden, var grundlaget for liv skabt. Hydrosfærens og biosfærens udvikling kunne begynde. Hydrosfæren har udviklet sig til det, vi betegner som vandets kredsløb i dag. Kopiark 1.2 Vand og salt Den kemiske formel for vand er H 2 O, og et vandmolekyle består således at to hydrogenatomer og et enkelt oxygenatom. Et vandmolekyle er opbygget på en måde som gør, at det er meget reaktionsvilligt og gerne vil binde sig til andre stoffer. Vand er derfor et fremragende opløsningsmiddel. Hvis man kommer salt i et glas vand, vil saltet hurtigt blive opløst. Denne egenskab ses i mange sammenhænge på jordoverfladen. Ikke bare er der saltvand i oceanerne, men på landjorden sørger vandet også for, at næringsstoffer gennem jordvandet bliver ført frem til planterne. Jo mere salt, der er opløst i vandet, des tungere er det, og jo bedre er vandets evne til at bære. Bader man i Det døde hav på grænsen mellem Israel og Jordan, kan man let flyde, da vandet her er meget saltholdigt. Turist i Det Døde Hav Den store mængde salt gør, at det er let at flyde i vandet. Det Døde Hav har en saltkoncentration på ca. 31,5 %. Det høje saltindhold betyder, at der ikke forekommer egentlig liv. De eneste organismer der kan overleve i det salte vand er bakterier og svampe. Dette har givet havet navnet Det Døde Hav. Til sammenligning er der ca. 3,5 % salt i Middelhavet og ca. 3,2 % i Nordsøen. 10

6 Vand og varme En anden vigtig egenskab ved vand, er dets evne til at optage og holde på varme. Solen varmer Jordens land- og havområder op. Havområderne bliver langsommere varmt end landområderne. Det skyldes vandets fysiske egenskaber (varmekapaciteten), men også at vandet hele tiden er i bevægelse. Til gengæld holder vandet tilsvarende bedre på varmen end landområder. Det er årsagen til, at badevandet er koldt om foråret, mens det tilsvarende er varmt langt hen i eftersommeren. Vands tilstandsformer Vand forekommer, som tidligere nævnt, i alle tre tilstandsformer på Jorden. Hver gang vand går fra en tilstand til en anden, sker der en udveksling af energi. Det kræver fx energi (varme) at få vand til at fordampe, mens der tilsvarende frigives en masse energi, når damp igen fortættes til flydende vand. Tordensky Når vanddamp fortættes i atmosfæren skabes skyer. Skyerne kan udvikle sig dramatisk som i dette tilfælde. Et tordenvejr er på vej. Nyttige oplysninger Fortætning: Vanddamp, der afkøles og danner dråber. Reaktionsvilligt stof: Et stof, der gerne går i forbindelse med andre stoffer. Varmekapacitet: Et stofs evne til at optage varme. Dette ses fx i forbindelse med skydannelse. Når der dannes skyer, fortættes damp til vanddråber. Ved denne proces frigives en masse varmeenergi, som påvirker atmosfæren og er med til 11

7 Mykines Strømø Vågø FÆRØERNE grader C Kalsø Bordø Østerø Tórshavn Sandø Suderø mm nedbør 350 at skabe de store vindsystemer. Når Jorden, som det er tilfældet i øjeblikket, bliver varmere og varmere, bliver fordampningen større, og der kommer mere energiholdigt vanddamp i atmosfæren. Der skabes flere skysystemer og voldsommere vejrsystemer. Dette er en af forklaringerne på, at vejrsystemerne bliver mere og mere ekstreme her på Jorden. Vand og is Når temperaturen kommer under 0 grader, dannes is. Også her sker der en energiudveksling. Samtidig sker der en ændring i rumfang og vægt. Når vand fryser til is, kommer det til at fylde mere. Der betyder, at vand der siver ned i klipper kan sprænge klippen fra hinanden. Der sker en frostsprængning. På den måde er vand med til at nedbryde landskaber J F M A M J J A S O N D Når vand afkøles, bliver det en lille smule tungere. Denne forskel har stor betydning for havstrømmene i oceanerne. I det øjeblik vandet fryser til is, bliver vandet lettere. Helt præcist vejer 1 liter vand med en temperatur på 5 grader præcist 1000 gram, mens 1 liter is vejer 917 gram. Is flyder altså på vand. Dette ses tydeligt, når der kommes isterninger i et glas vand. Færøerne Færøerne ligger langt ude i Atlanterhavet omkring midtvejs mellem Grønland og Norge. Selvom øerne ligger højt mod nord, er klimaet, som det kan ses på hydrotermfiguren, forholdsvis mildt hele året. Den laveste gennemsnitlige vintertemperatur er således ca. 4 grader. Det skyldes placeringen midt i et stort havområde, hvor vandet ikke når at blive afkølet om vinteren. Vand og CO 2 En sidste væsentlig ting ved vand er dets evne til at optage CO 2. Når man ryster en sodavand, vil den bruse over. Det skyldes, at Frostsprængt klippe i Alperne Der er store kræfter i frostsprængning. Klippeblokken er så tung, at personerne overhovedet ikke kan rokke med den. 12

8 AKTIVITET Vands egenskaber Nogle af vands egenskaber kan let efterprøves. Tag et lille akvarium, og fyld det med vand fra hanen. 1. Fyld en lille pose med vand, og køl den af på nogle isterninger. Når vandet i posen er kølet godt ned, skal posen over i akvariet. Hvad sker der? Synker den til bunds? Flyder den i overfladen? Eller svæver den i vandet? 2. Lav en saltvandsopløsning og prøv at gennemføre det samme forsøg. Hvad viser forsøgene? Hvilken betydning kan det have i forhold til vandet i havene? den opløste CO 2 bliver frigivet. I havet er der opløst store mængder CO 2, og vandet er derfor en meget vigtig faktor i forhold til CO 2 -balancen på Jorden. I sidste ende er det en vigtig brik i forhold til klimaforandringerne. Nyttige oplysninger Frostsprængninger: Vand, der siver ned i revner i klippestykker og fryser. Is fylder mere end vand og sprænger klippen. CO 2 : Carbondioxid. En af de vigtige luftarter i atmosfæren. Isbjerg På grund af forskellen i densitet på vand og is flyder isbjerget. Kun ca. 1/9 af isbjerget er synligt. 13

9 Fordampning Nedbør Fordampning Løber bort fra jordoverfladen Grundvandsspejlet Nedsivning Grundvand Brønd Vandets kredsløb Solens energi er drivkraften i vandets kredsløb. Vand på Jorden Hvis Jorden betragtes fra rummet, vil man kunne se, at ca. 70 % af Jordens overflade er dækket af vand. Af den samlede vandmængde på Jorden eller hydrosfæren udgør oceanerne ca. 97 %. Ca. 2 % findes som is i gletsjere, på Grønland og ikke mindst ved polerne. Den sidste procent er ferskvand. Fersk vand findes i vandløb, floder, søer, skyer og ikke mindst i grundvandet. Kopiark 1.4 Vandets kredsløb Alt vandet på Jorden indgår i det store globale vandkredsløb. I hovedtræk fordamper vandet fra oceanerne og falder som nedbør, enten i oceanerne eller over kontinenterne. Den mængde vand, der falder over kontinenterne svarer til den mængde vand, der løber tilbage til oceanerne. Hertil kommer, at noget af nedbøren siver ned i jorden, mens der samtidig siver grundvand ud i oceanerne. Mængden af vand i oceanerne er derfor konstant, med mindre klimaet ændrer sig og noget af indlandsisen smelter. Man har beregnet, at hvis alt is på Jorden smelter, vil vandstanden i oceanerne stige med ca. 70 m. Grundvand En stor del af det vand der falder på kontinenterne, siver ned i jorden og danner grundvand. Der findes grundvand på alle kontinenter. 14

10 kapitel 1 DEN BLÅ PLANET Europa Nordamerika Asien Sydamerika Afrika I Danmark har vi fremragende grundvand, som ikke kræ ver ret meget rensning, før det er anvendeligt som drikke vand. Alt drikkevand i Danmark kommer fra grundvandet. Som kortet viser findes der enorme mængder af grundvand i verden. Dette udnyttes slet ikke, da 80 % af den globale vandind vinding kommer fra overfladevand. Når vandet siver ned i jorden, vil det på et tidspunkt møde lag, hvor der ligger vand i forvejen. Grundvandsspejlet er nået, og jorden kan ikke rumme mere vand. Hvis man på en sommer dag graver et hul på stranden, vil man hurtigt kunne nå grund vandsspejlet. Fra grundvandet kan vandet pumpes op som drikkevand, løbe ud i vandløb og søer eller strømme ud i havet. Is Inden for de sidste to millioner år har Jordens klima været præget af kolde og varme perioder. De kolde perioder kaldes istider. Under istiderne var store mængder af Jordens vand bundet som is, hvorfor vandstanden i oceanerne var op mod 130 m under niveauet i dag. 15 Australien Grundvand Oversigt over kontinenternes grundvands reserver. Den lysegrønne ring angiver størrelsen af grundvandsreserven i km3, mens den orange plet viser mængden af overfladevand i km3. Nyttige oplysninger Grundvandsspejlet: Betegnelse for det niveau under jordoverfladen, hvor alle hulrum er fyldt med vand.

11 Gå på jagt efter hydrotermfigurer Flere steder på nettet kan der findes hydrotermfigurer. Gå på jagt efter den klimastation i hhv. Nordamerika, Sydamerika, Europa, Afrika, Asien og Oceanien, hvor nedbøren inden for kontinentet er størst. AKTIVITET For at skyde sig ind på hvorfra hydroterm figu rerne skal findes, er det en god idé at starte med at se på et nedbørskort i atlas. Når de seks klimastationer er fundet, skal der for hver station gives et bud på, hvorfor der netop på denne lokalitet falder så meget nedbør som der gør. Her skal bl.a. beskrives om der er tale om stigningsregn, varmetordenvejr (konvektionsnedbør) eller frontnedbør. I dag er det ikke kun Arktis, Antarktis og Grønland, der er dækket af is, men også i Island og på de højeste bjerge findes is. Der skelnes mellem isskjolde, iskapper og gletsjere. Polerne og Grøn land er dækket af isskjolde, mens isområderne i Island kaldes iskapper. Gletsjere findes i høje bjerge på hele Jorden. Selv på toppen af Kilimanjaro i Afrika findes is. Kopiark 1.5 Is som landskabsformer Når sne og is kommer under stort tryk, bliver det plastisk og kan flyde. En gletsjer bevæger sig typisk op mod 1 meter om dagen, men hastigheder op til 20 m i døgnet er målt. Pastezegletsjeren Pastezegletsjeren ved Østrigs højeste bjerg Grossglockner. I bjergene snyder afstande meget. Fra fotografens position til toppen i baggrunden er der ca. 25 km Hastigheden er i det væsentlige afhængig af to ting: 1) Mængden af is og 2) terrænets hældning. På de landområder, der har været dækket af gletsjeris, har isen haft stor indflydelse på landskabets udformning. Hele Danmarks overflade er som udgangspunkt skabt af istidens gletsjere, men også i bjergrige områder kan man se gletsjernes virke. 16

12 Oceanerne Langt den største del af Jordens vand findes i oceanerne. Oceanerne omkranser alle kontinenter og oceanerne er forbundet med hinanden ved Antarktis. Oceanerne indeholder enorme mængder vand, og den gennemsnitlige havdybde i oceanerne er ikke mindre end m. Den største dybde er m. Langs med kysterne findes den såkaldte fastlandssokkel, hvor dybden er under 200 m. Da der ingen steder i Nordsøen er over 200 m s dybde, ligger hele Nordsøen på fastlandssoklen. Oceanerne har naturligvis stor indflydelse på livet på Jorden. De er ikke kun opholdssted for de fleste organismer på Jorden, men de spiller også en vigtig i rolle i de globale processer. Fordampningen fra overfladen og strømningerne i oceanerne er med til at skabe vejret og klimaet overalt på Jorden. U-formet dal fra Alperne En gletsjerformet dal kan kendes på dens U-form. En dal formet af vand er V-formet Nyttige oplysninger Isskjolde: De områder af is, som dækker hele lande eller kontinenter. Iskapper: Isdækkede områder, som dækker store områder. Fastlandssokkel: Navnet på de lavvandede områder op mod kontinenterne. Fastlandssoklen strækker sig fra land og ud til 200 m. dybde. Kopiark 1.6 Overfladestrømme i havet Vandet er aldrig i ro det er i konstant bevægelse. Bevægelsen skabes på tre forskellige måder. Vinden, tidevand og vægtforskelle i vandet. Når vinden blæser hen over en havoverflade, vil 17

13 Nordlige Stillehavsstrøm (Alaskastrømmen) Golfstrømmen Nordatlantiske Oya Siwo Havstrømme Koldt Varme Hastighed (knob) 0,5 0,5 1,0 Over 1,0 Kuro Siwo (Kurilstrømmen) (Japanstrømmen) Nordlige Ækvatorialstrøm Ækvatoriale Modstrøm Sydlige Ækvatorialstrøm Humboldt-strømmen (Pe ru-strømmen) Nordlige Ækvatorialstrøm Brasilianske Strøm st Guinea rømmen Benguela-strømmen Aguinasstrømmen Nordøstmonsunstr ømmen Sydlige Ækvatorialstrøm N. Ækvatoriale Modstrøm Sydlige Ækvatorialestrøm V e s t e n v i n d s d r i f t e n V e s t e n v i n d s d r i f t e n Verdens store havstrømme De blå pile viser de kolde havstrømme og de røde pile viser de varme havstrømme. Nyttige oplysninger Densitet: Et mere præcist ord for massefylde. Beskriver, hvor meget et stof vejer i forhold til rumfanget. Upwelling: Fænomen, hvor en havstrøm ved bunden presses op til overfalden fx ved fastlandssoklen. Kaldes på dansk opvæld. Humboltstrømmen: Kold havstrøm, der løber nordpå langs den sydamerikanske vestkyst. Havstrømmen har stor betydning for klimaet i det vestlige Sydamerika. der opstå en friktion mellem luften og havoverfladen. Denne friktion bevirker, at der dannes bølger og overfladestrømme. Jo større areal vinden blæser henover, des større bølger kan der dannes. Der er derfor stor sammenhæng mellem de fremherskende vindretninger og havstrømmene. Kopiark 1.7 Lodrette strømme i havet Det skabes også lodrette strømme i havet. De skabes på grund af forskelle i vands densitet. Koldt vand er tungere end varmt vand, og vand med stor saltholdighed er tungere end vand med lille saltholdighed. Det er altså forskelligheden i densitet og vindes virkning, der skaber de store havstrømme. Golfstrømmen En havstrøm, der har stor betydning for klimaet i Danmark, er den Nordatlantiske strøm eller Golfstrømmen, som den kaldes. Denne strøm drives både af forskellighed i saltindhold og vindes påvirkning. I Grønlandshavet dannes hele tiden koldt og 18

14 PERU Stillehavet Antofagasta AT A C A M A Ø R K E N E N A N D E S B J E BOLIVIA tungt saltvand, som synker til bunds. Det betyder at der bliver et underskud af vand i overfladen, og vand strømmer op sydfra og fylder hullet ud. Vandet kommer fra det tropiske område ved de caribiske øer og er varmt. Det varme vand betyder, at der selv på vore breddegrader er et forholdsvis mildt klima. Fx forekommer der aldrig is i de norske fjorde ud til Atlanterhavet. C H I L E R G E N E ARGENTINA Den kolde strøm ved Atacamaørkenen Golfstrømmen er medvirkende til et forholdsvist varmt klima i Nordeuropa. I Chile er det helt anderledes. Langs med bunden af Stillehavet glider den kolde Humboltstrøm frem mod Sydamerika. Når den kolde strøm rammer fastlandssoklen ud for Chile, presses det kolde vand op til overfladen. Dette fænomen kaldes upwelling eller opvæld. Den kolde Humboltstrøm betyder, at der ikke fordamper ret meget vand fra havets overflade. Derfor er det en kold og tør havluft, der når kysten. Der dannes derfor ikke nedbør. Det regner ikke. Afkølingen og Andesbjergene medfører, at landområdet langs med kysten ikke får ret meget nedbør, hvorved Atacamaørkenen er blevet dannet. Atacamaørkenen er et af de tørreste steder på Jorden. Til gengæld tilfører Humboltstrømmen store mæng der næringsstof, der medfører stor algevækst i havet, hvil ket danner grundlag for en enorm fiskebestand. Er der fisk, er der også fiskere, og området er et af verdens vigtigste fiskeområder. Atacamaørkenen i den nordlige del af Chile Atacamaørkenen et af de tørreste steder på Jorden. Der kan gå år imellem, at der falder nedbør 19

15 Stoftilførslen fra kontinenterne Mængde materiale i millioner tons pr. år Afrika 731 Asien 8025 Europa 655 Nordamerika 2220 Oceanien 3355 Sydamerika 2391 Nyttige oplysninger Erodere: Erodere betyder slider. Vand kan erodere i underlaget. Sediment: Materialer, som bliver transporteret af vand, vind eller is. Vand som landskabsformer Når vand falder som nedbør på kontinenter, vil vandet påvirke landskabet. Vand kan i forbindelse med frostsprængninger dele klippestykker, og vand har en stor andel i materialetransporten på Jorden. Strømmende vand slider eller eroderer underlaget. Der vil blive opblandet fine partikler i vandet, og de vil blive ført med det strømmende vand. Når vandhastigheden falder, vil partikerne eller sedimentet som det kaldes synke til bunds og aflejres. Den samlede mængde stof, der bliver tilført oceanerne er enorm. Tabellen til venstre viser nogle beregnede tal over stoftilførslen fra kontinenterne. Hvis en flod eller et vandløb løber igennem et område som hæver sig, kan floden skære sig ned og til tider udforme et dramatisk landskab. Grundlæggende er Danmark formet af istidens gletsjere, men siden istiden har vinden og især vandet bearbejdet landskabet. Især langs med kysterne er virkningen af vandets kræfter ty deligt. Havet som nedbryder af land Der hvor vinden kan få frit spil over store havområder, bliver virkningen kraftigst. I Danmark er det især den jyske vestkyst, der er hårdt ramt. Konstant og specielt i situationer med stærk storm æder havet af kysten. Specielt ved Mårup Kirke i Nord vestjylland er denne virkning tydelig. Mårup Kirke I 1870 var der mere end én kilometer fra Mårup Kirke til kysten. I 2012 begyndte man at bryde kirken ned, idet der var fare for, at kirken skulle styrte i havet. Som det ses på billedet, går der ikke lang tid inden resterne af kirken er væk. 20

16 Skagens Odde eller Grenen, som den kaldes Billedet af Grenen er taget fra nord mod syd. Ca. midt i billedet ses et af de to fyr ved Skagen, det grå fyr. Mens der hele tiden aflejres sediment ved Grenen forsøger havet at fjerne sediment syd for Grenen. For at stoppe denne erosion, er der imellem fyret og Grenen bygget bølgebrydere ud i havet. Bølgebryderne kaldes også høfder og bygges mange steder i Danmark for at dæmme op for havets nedbrydende kræfter. Alt det materiale som havet fjerner, bliver blandet op i vandet og ført med strømmen langs med kysten. Materialerne eller sedimenterne, bliver igen aflejret i områder, hvor strømmen ikke er så stærk. På den måde nedbrydes kysten nogle steder og opbygges andre steder. Mens kysten bliver nedbrudt ved Mårup Kirke, bliver det opbygget nyt land ved Skagen. Jyllands øverste spids, Grenen, vokser hele tiden og ændres pga. af de skiftende strøm- og vejforhold. Man har beregnet, at den mængde sediment der aflejres ved Skagens gren årligt svarer til, hvad der kan være på store lastbiler. Der er med andre ord tale om meget store mængder sediment. Tidevand Vandstanden i havene er ikke den samme hele tiden. Nogle gange er der højvande og andre gange er der lavvande. Det kaldes tidevand. Lavvande omtales tit som ebbe, mens højvande kaldes flod. For skellen mellem høj- og lavvande er forskellig fra sted til sted. I de danske farvande er den højst to meter, mens der fx i Frankrig og i England kan være forskelle på helt op til 15 meter. 21

17 Materialetransport ved Mississippifloden Det ses tydeligt i havet, hvordan den mægtige flod fører sediment ud i den Mexicanske Golf. Tidevand I Den Engelske Kanal ligger den lille britiske ø, Jersey. Her er forskellen mellem høj- og lavvande omkring 10 m. 22

18 AKTIVITET Danmarks kyster Selvom Danmark er et lille land, har det ca km kystlinje. Kysterne rundt omkring er meget forskellige og helt afhængig af det landskab, der ligger inden for kysten. Er landskabet bakket bliver der stejle skrænter ved kysten. Er landskabet fladt bliver kysten flad. På nettet skal I finde billeder af følgende kystområder i Danmark: Bulbjerg Møn Søndervig Gilleleje Gudhjem Blåvand Røjle Klint Dueodde Stevns Skagen Desuden skal I finde fem andre lokaliteter, som I selv vælger. Når I har fundet billeder af de forskellige kyster, skal i inddele dem i tre grupper. 1) Fladkyster, 2) Stejlkyster og 3) Klippekyster. Til slut indtegnes de 15 lokaliteter på et Danmarkskort. De store forskelle opstår, hvor vand kan presses sammen i fjorde og bugte. Ude på oceanerne er tidevandsforskellen kun ca. én meter og kan knap mærkes. Derimod skal man være særdeles opmærksom på tidevand, hvis man sejler i kystnære områder med stor forskel på ebbe og flod. Tidevandsdannelse Tidevand opstår som et sammenspil mellem tiltrækningskræfter fra Solen og Månen. Solen, Månen og Jorden har tyngekraft og tiltrækker hinanden, hvilket i virkeligheden er grunden til at planeterne kan holde sig i kredsløb om Solen. Disse kræfter virker begge veje. Der er tiltrækning ind mod Solen, men også væk fra Solen. Nyttige oplysninger Tidevand: Den forskel i havniveau der skabes af tiltrækningskræfterne fra Månen og Solen. Ebbe: Lavvande ved en almindelig tidevandssituation. Flod: Højvande ved en almindelig tidevandssituation. Tiltrækningskraften er afhængig af planeternes indbyrdes af stand og størrelse. Det er grunden til, at Månen, som jo er forholdsvis lille, men tæt på Jorden, trækker mere end Solen, som er meget større, men til gengæld meget længere væk. 23

19 Tidevand Solen og Månens tiltrækningskræfter skaber tidevandet. Ved springflod kan Månen befinde sig både foran og bag ved Jorden Springflod Højvande Lavvande Lavvande Højvande Nipflod Springflod Springflod Den højeste tidevandsforskel opnås ved springflod. På figuren er det vist i den øverste situation. Her er Månen og Solen placeret, så de trækker i samme retning. Højvandet ses tydeligt på figuren på den side af Jorden, der vender mod Solen og Månen. På den modsatte side af Jorden ses også en højvandsbølge. Det skyldes de centrifugalkræfter, der er i kredsløbet. Hvis Månen og Solen trækker i hver sin retning opstår præcis den samme situation, med en maksimal højvandsbølge og springflod på hver sin side af Jorden. DMI s tidevandstabel På tabellen kan det ses, at der d. 1. august 2013 var højvande i Esbjerg kl og Den højeste vandstand var 1,7 m. Nipflod Når Solen og Månes kræfter virker vinkelret på hinanden, som den midterste situation viser, modvirker Solen og Månens kræfter hinanden, og der er nipflod, hvilket er den mindste forskel på ebbe og flod. Tidevandet skifter to gange i døgnet og der er ca. 12½ time mellem to flodsituationer. Kopiark 1.8 I mange aviser og på kan man se de aktuelle tider for ebbe og flod. Tidspunkter varierer fra dag til dag og fra sted til sted. 24

20 Havet som opbygger af nyt land Nogle steder bliver land nedbrudt af havet, andre steder bliver der opbygget nyt land. Et af de steder i Danmark, hvor dette ses tydeligt er i Vadehavet. Vadehavet omfatter kyststrækningen fra Esbjerg i nord til Holland i syd. Den danske del af Vadehavet strækker sig fra Esbjerg til den dansk-tyske grænse. Vadehavet omfatter således de beboede øer Fanø, Mandø og Rømø. For at komme til Fanø skal man sejle fra Esbjerg. Man kan køre til Mandø i bil, men kun ved lavvande. Ved højvande er vejen oversvømmet. Fra fastlandet til Rømø er der anlagt en dæmning. Danmarks normale nul For at der kan tales om højvande eller lav vande, er det nødvendigt at finde et nulpunkt eller en normalvandstand. Da havet jo hele tiden er i bevægelse, valgte man oprindeligt et punkt på land til at være nulpunkt. Dette nulpunkt blev i 1891 placeret bag en jernlåge på Østsiden af Aarhus domkirke. I dag kan lågen på kirkemuren stadig ses. I dag anvendes punktet i Aarhus Domkirke ikke længere. Danmarks Normal Nul (DNN) er nu erstattet af en ny højdemodel, som kaldes Dansk Vertikal Reference (DVR90). Ho Bugt Vadehavet Nyttige oplysninger Springflod: Det absolut højeste højvande. Nipflod: Det absolut laveste lavvande. Vadehavet: Den del af vestkysten, der ligger syd for Esbjerg. Vadehavet går helt ned til Den Helder i Holland. Skallingen Grådyb FANØ NORDSØEN Knudedyb Å MANDØ Land Marsk Juvre Dyb Mudderflade Blandet mudder/sande Sandflade Tidevandsdyb, mere end 6m dybe Listerdyb SYLT RØMØ 25 Vadehavet Vadehavet er dannet af og bliver konstant præget af tidevandes kræfter. Ved højvande bliver de gule områder på kortet- sandfladerne oversvømmet. Når lavvandet kommer igen, bliver sandfladerne tørlagte. Vandet løber ud og ind gennem tidevandsdybene. På kortet er vist Grådyb, Knudedyb, Juvredyb og Listerdyb.

21 Mandø Billedet er taget ind mod land ved lavvande. I forgrunden ses Mandø, med tørlagte sandflader. I baggrunden går vejen ind til fastlandet. Tønder Tønder ligger i dag langt inde i landet. Områderne ud mod havet hedder alle noget med Kog. Fx Møgeltønder Kog, Tønder Kog, Højer Kog osv. En kog er et marskområde. Nyttige oplysninger Sandpumpning: Foretages af et skib. Det fjerner aflejret sand, for at holde en sejlrute åben. Marsk: Fladt landskab udformet gennem mange år af tidevandet. Sandpumpning Ved Skallingen mod nord og ved den tyske ø Sylt eroderer havet voldsomt. Det borteroderede materiale transporteres ved Skallingen mod syd og ved Sylt mod nord. Der er tale om store mængder materialer. Det er beregnet, at der hvert år transporteres tons materiale fra Skallingen mod syd. Dette materiale ville hurtigt fylde Grådyb og stoppe indsejlingen til havnen i Esbjerg. Derfor foretages der hele tiden sandpumpning i Grådyb. Marsken Ved hver eneste højvande bliver sandfladerne oversvømmet af havvand opblandet med sediment i form af sand og ler. En del af dette materiale bliver aflejret på sandfladerne, som derfor hele tiden vokser i højden. På et tidspunkt bliver sandfladen så høj, at havet ikke længere kan oversvømme fladen. En marsk er skabt. På denne måde opbygges der hele tiden nyt land i Vade havet. Disse processer har foregået siden den seneste istid, som sluttede for mere end år siden. På et tidspunkt var Tønder en havneby. Hele området fra Tønder og ud til kysten er marsk og dermed opbygget af havet. Det danske vadehavsområde er en af Danmarks nationalparker. Området er kendt verden over for sit imponerende fugleliv, da mange trækfugle under de årlige vandringer fra nord til syd holder rast i Vadehavet. Vadehavet er fuglenes store spisekammer. 26

22 FIG 27 A BREDDE 189 MM 4 MM BESKÆRES TIL HØJRE HØJDE 83 MM FONT FRUTIGER ROMAN INGEN RAMME MANGLER Vand og levevilkår Nedbørens fordeling Nedbøren på Jorden er skævt fordelt. På nedbørskortet ses tydeligt, at der i store områder, fx omkring ækvator, falder meget nedbør, mens der i andre områder, som fx i Libyen, næsten ikke falder noget nedbør. Årlig nedbør i verden Der er store forskelle i nedbørsmængden i Verden. Specielt de tørre områder i Afrika, Austarlien og Asien er tydelige. Verdensrekorden for nedbør findes i den nordindiske by Cherrapunjee, hvor der falder mm om året. Altså lidt mere end 12 meter nedbør. Ikke mærkeligt, at man i området har haft og har store problemer med oversvømmelser. Den megen regn i Cherrapunjee skyldes varme og fugtige luftmasser, som med monsunen bliver presset op over Himalaya. Et af de bedste eksempler i verden på stigningsregn. Kopiark 1.9 og 1.10 Klima- og plantebælter Vandets globale fordeling er, sammen med temperaturen, grund laget for de kendte klima- og plantebælter, som blev udformet af danskeren Martin Vahl. Mængden af nedbør, temperaturen og jordbunden er bestemmende for, hvor frodigt et område er. 27

23 Inden for de enkelte klimabælter er der meget store forskelle. Fra gold ørken til frodig regnskov. Der findes ørken i alle klimabælter og der findes, med undtagelse af det polare klima, regnskov i alle klimabælter. Virtuelt vand Vi bruger vand direkte, men langt det meste vand er brugt i forbindelse med fremstilling af noget andet. Dette kaldes virtuelt vand. Det anslås, at der skal bruges L vand til at producere ét kilo hvede, mens der skal bruges 10 gange så meget til at producere et kilo oksekød. Virtuelt vand findes også i de dagligdagsprodukter, som vi anvender. Det kræver ca L vand at producere en T-shirt, mens der kræver ca L vand at producere en bil. Produkt Indhold Virtuelt vand 1 glas øl 250 ml 75 L 1 glas mælk 200 ml 200 L 1 kop kaffe 125 ml 140 L 1 kop te 125 ml 35 L 1 æg 40 g 135 L 1 hamburger 150 g 2400 L 1 bomuldstshirt 500 g 4100 L 1 par sko (læder) 8000 L Afgrøder og vand Menneskers aktivitet har til alle tider været tæt forbundet med adgangen til vand. Ikke bare som drikkevand, men også i forhold til at dyrke jorden. Dyrkede afgrøder er ensbetydende med, at livet kan opretholdes for dyr og mennesker. Langt tilbage i historien udviklede man primitive kunstvandingssy stemer, der i dag er blevet videreudviklet og effektiviseret. Selvom kunstvanding i dag er udbredt, produceres de fleste landbrugsprodukter i områder med naturligt forekommende ned bør. Specielt i de tempererede områder. Vand og forurening Den mængde vand, der er på Jorden er konstant. Bliver vandet forurenet, bliver mængden af brugbart vand formindsket. Bekæmpelse af vandforurening er derfor uhyre vigtig for at sikre den fremtidige vandforsyning. I forbindelse med vandforurening skelnes mellem tre forskellige former: punkt-, linjeog fladeforurening. Punktforurening kommer fra forskellige steder - altså punkter - i landskabet. Det kan fx være en losseplads, en gylletank eller en forurenet fabriksgrund. Linjeforurening ses i langs forskellige former for striber i landskabet. Det kan fx være langs en vej eller en jernbane. Ved fladeforurening er det hele områder der forurenes. Det typiske eksempel er her landbrugets brug af gødningsmidler og pesticider. Uanset hvilken type forurening, der er tale om, kan vandløb, søer og ikke mindst grundvandet blive påvirket. I Danmark har vi effektive love, som er med til at hindre forureningen, hvilket langt fra er tilfældet i alle lande. Desuden er vi i Danmark dygtige til at rense vandet, når der er blevet forurenet. Eksempelvis kan der bades i Københavns Havn, og der kan igen fanges store laks i Gudenåen. 28

24 AKTIVITET Besøg det lokale vandværk Hver kommune i Danmark har eget vandværk. Tag kontakt til kommunens tekniske forvaltning for at lave et besøg på vandværket. Husk inden besøget at forberede besøget ved at lave en masse spørgsmål som fx: Hvor meget vand henter I op i timen? Hvor langt nede henter I vandet? Hvor mange kunder har I? Hvor mange brønde har I? Hvilke jordlag findes i undergrunden? Hvor gammelt er vandet? Hvordan sikrer I, at vandet er af god kvalitet? Hvordan renser I vandet? Pumper I vandet op eller løber det selv? Vand og klimaforandringer De igangværende klimaforandringer vil få store konsekvenser og forskydninger i det globale vandkredsløb. Allerede nu er den gennemsnitlige temperatur på Jorden steget og store mængder af is er smeltet. Fortsætter temperaturstigningen vil det betyde, at havet får tilført store mængder ferskvand. Det medfører, at havniveauet stiger. Ikke bare den smeltede is bidrager til havstigningen, men også det faktum, at varmt vand fylder mere end koldt vand. Nyttige oplysninger Virtuelt vand: Den usynlige mængde vand der medgår ved fremstillingen af forskellige produkter. Gødningsmidler: Plantenæringsstoffer, enten fra husdyrgødning eller kunstigt fremstillet. Pesticider: Giftmidler, som anvendes mod skadedyr eller plantesygdomme. Forskerne er uenige, men en havstigning på op mod 2 meter frem mod år 2100 er ikke urealistisk. Denne havstigning får umiddelbart konsekvenser for folk, der bor i lavtliggende områder, som fx i Bangladesh og Holland, og ikke mindst for en del øsamfund i Stillehavet, som fx Kiribati. Nogle af øerne vil helt forsvinde. I øjeblikket regner man med, at ca. 200 millioner mennesker bor mindre end én meter over havets overflade. Grundvandsspejlet sænkes En global havstigning vil få stor betydning for drikkevandforsyningen over store dele af kloden. Havvandet er salt og saltvandet vil i områderne nær kysten trænge ind i landet og forurene grundvandet. Det kan således blive nødvendigt at hente ferskvand længere inde i landet, hvor havvandet ikke er trængt ind. 29

25 CAFE GEOS SALT i grundvandet Grundvand består ikke bare af ferskvand, men også saltvand. Under alt grundvand i Danmark findes der saltvand. Dette dybtliggende saltvand stammer fra ældre aflejringer med stort saltindhold. Da saltvand er tungere end ferskvand, ligger det salte grundvand altid under det ferske grundvand. Saltindhold Normalt siger vi, at ferskvand ikke indeholder salt, men det er ikke rigtigt. Alt grundvand, også ferskvand, indeholder en smule salt. En typisk flaske drikkevand indeholder 0,052 g salt/l, mens dybtliggende grundvand kan indeholde helt op til 230 g salt/l. På billedet bliver det salte grundvand betegnet som Salt mineralvand. I havvand er der ca. 30 g salt/l, mens der i Det Døde Hav er ca. 320 g salt/l. Drikkevand 0,052 g salt/l De lysegrå områder på kortet viser, hvor der i dag er problemer med salt i grundvandet. Som det kan ses er det især i de kystnære områder der er problemer. Havvand 30g salt/l Det Døde Hav 320 g salt/l 30

26 CAFE GEOS Salt på Læsø Netop salt i grundvandet har man gennem historien forstået at udnytte på Læsø. Salt var en gang en stor indtægtskilde for øen. Saltet blev udvundet i de såkaldte saltsyderier, og der var tale om en stor industri. Det salte grundvand blev hentet op i store kar, og der blev fyret med træbrænde under karrene. Når alt vandet var fordampet, lå saltet tilbage. Man har fundet spor efter mange saltsyderier på øen og i perioden fra har det været ca syderier på øen. I dag sydes der stadig salt på Læsø. Der er ikke længere tale om storindustri, men nu fremstilles der på Læsø Saltsyderi salt af fremragende kvalitet til turister og goumetrestauranter. Hvert år fremstilles ca. 100 tons salt. Salt grundvand i fremtiden I fremtiden kan det salte grundvand give store problemer. Både i Danmark men især globalt. I Danmark vil det store grundvandsforbrug, fx i de østlige egne af Sjælland betyde, at saltvand kan trænge ind i de underliggende vandførende ferskvandslag. Desuden er det påvist, at den store brug af vejsalt betyder at store mængder salt kan sive ned til grundvandet. Nedsivning af vejsalt kan forekomme i hele landet, men der er ikke i øjeblikket noget der tyder på, at det vil have betydning for drikkevandsforsyningen i den nærmeste fremtid. På længere sigt er betydningen ukendt. Saltsyderi på Læsø I store folkerige og kystnære lande som fx Bangladesh er problemet meget mere alvorligt. Befolkningen kræver enorme mængder af ferskvand og udnyttelse af det eksisterende grundvand er så massiv, at grundvandsspejlet bliver sænket. Salt havvand trænger derfor længere og længere ind i landet. Et problem, som i fremtiden vil give endnu større problemer, hvis havniveauet stiger, som det er forventet. Et andet problem er observeret i områder, hvor flodvandet ud nyttes kraftigt til kunstvanding. Jo mere vand der fjernes fra floderne, des større er mulig heden for at saltvand kan strømme fra havet op ad floden. Der er eksempler på, at havvand kan strømme flere kilometer ind i landet langs bunden af floden. Saltvandet ødelægger grundvandet og dermed også markerne, når der kunstvandes. Fænomenet er bl.a. observeret omkring Nilen. 31

27 Det ved du nu om den blå planet Vand på Jorden Hvis al is på Jorden smelter, vil havet stige med ca. 70 meter. En dal, der er formet af is, er U-formet. En dal, der er formet af vand, er V-formet. Der findes is på toppen af Kilimanjaro i Afrika. Oceanernes gennemsnitsdybde er 3790 m. Nordsøen er ingen steder over 200 m dyb. Atacamaørkenen i Chile er et af de tørreste steder på Jorden Vand betingelsen for liv Jorden er 4,5 milliarder år gammel. Vand består af hydrogen og oxygen. Is er lettere end vand. Saltvand er tungere end ferskvand. Kold vand er tungere end varmt vand. Vand og levevilkår I Cherrapunjee i Indien falder der næsten 12 meter regn om året. Grundvand kan forurenes ved punktforurening, linjeforurening og fladeforurening. Frem mod år 2100 regner man med, at det globale havniveau stiger ca. to meter. Vand som landskabsformer Frossen vand kan sprænge klipper i stykker. Vand kan transportere enorme mængder materialer. Tidevand skabes af Månen og Solens tiltræknings kræfter. Der er ca. 12½ time mellem to højvandssituationer. Vadehavet bliver dannet af sedimenter, som kommer ind ved højvande. 32

28 Prøv dig selv Kan du huske? Hvad består vand af? Hvordan opstår frostsprængninger? Hvad er grundvandsspejlet? Hvad er fastlandssoklen? Hvilken forskel er der på nip- og springflod? I hvilken del af Danmark er tidevandsforskellen størst? Forstår du? Side33_Nederst Hvilke to processer driver de store havstrømme? Det siges, at mængden af vand i oceanerne er konstant. Hvorfor er det ikke givet i fremtiden? Hvis isen på Nordpolen smelter, vil det ikke have den store i ndflydelse på det globale havniveau. Hvorfor ikke? Hvordan skabes tidevand? Udfordring Beskriv, hvordan Coloradofloden har skabt Grand Canyon i USA? Nordmanden Thor Heyerdal sejlede i sin tid over Stillehavet på en tømmerflåde. Hvilke kræfter drev flåden? Hvordan virker Oceanernes kolde hjerte? Dybgravene i oceanerne er de dybeste steder i havet. Forklar, hvordan disse dybgrave er dannet? 33