सागर भस्मे
मागील लेखातून आपण समुद्राच्या पाण्याचे पृष्ठभाग आणि त्याच्या तापमानाबाबत माहिती घेतली. या लेखातून आपण महासागराच्या घनतेबाबत जाणून घेऊया. घनता म्हणजे पदार्थाच्या प्रति युनिट व्हॉल्यूमच्या वस्तुमानाचे प्रमाण होय. हे सहसा ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर (g/cm³) मध्ये मोजले जाते. ४°से तपमानावर शुद्ध (डिस्टिल्ड) पाण्याची घनता १.०० g/cm³ असते. इतर पदार्थांच्या घनतेच्या मोजमापासाठी शुद्ध पाण्याची घनता मानक (Standard measurement) म्हणून घेतली जाते. समुद्राच्या पाण्यात मीठासारखे काही विरघळलेले पदार्थ असल्याने त्याची घनता शुद्ध पाण्यापेक्षा किंचित जास्त असते. खरं तर, समुद्राच्या पाण्याची सरासरी घनता १.०२७८ g/cm³ आहे, जी ४°से तापमानात शुद्ध पाण्याच्या घनतेपेक्षा दोन ते तीन टक्के जास्त आहे. घटत्या तापमानासह समुद्राच्या पाण्याची घनता हळूहळू वाढते आणि सर्वाधिक घनता -१.३° से तापमानात नोंदवली जाते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : पूरस्थिती म्हणजे काय? त्याची नेमकी कारणे कोणती?
घनता ही समुद्राच्या पाण्याचा अतिशय महत्त्वाचा भौतिक गुणधर्म आहे, कारण ती समुद्राच्या पाण्याची गतिशीलता ठरवते. म्हणजे समुद्राच्या पाण्यावर एखादी वस्तू बुडेल (Vertical movement) किंवा तरंगणार (Horizontal movement) हे त्याच्या घनतेवर अवलंबून असते. नियमानुसार, तुलनेने हलके समुद्राचे पाणी तरंगते आणि आडवे (Horizontal) हलते; तर जड समुद्राचे पाणी बुडते (vertical). यामुळेच एखादी व्यक्ती जास्त क्षार असलेल्या समुद्राच्या पाण्यावर तरंगते, कारण खारटपणामुळे समुद्राच्या पाण्याची घनता वाढते.
समुद्राच्या पाण्याची घनता खालील तीन घटकांशी संबंधित आहे :
- तापमान
- विरघळलेल्या पदार्थांची क्षारता
- दाब
१) तापमान : तापमान हा समुद्राच्या पाण्याच्या घनतेचा सर्वात महत्त्वपूर्ण नियंत्रक घटक आहे. समुद्राच्या पाण्याचे तापमान आणि घनता यांचा सरासरी विपरित संबंध असतो, म्हणजे तापमान जास्त, घनता कमी आणि तापमान कमी, घनता जास्त. मोठ्या आकारमानाचे परंतु कमी घनतेचे उबदार पाणी कमी घनतेच्या आणि तुलनेने अधिक घनतेच्या थंड समुद्राच्या पाण्यावर सहज तरंगते. हे लक्षात घेणेदेखील महत्त्वाचे आहे की, गोठणबिंदूच्या खाली असलेल्या समुद्राच्या पाण्याचे तापमान समुद्राच्या पाण्याची घनता वाढवू शकत नाही. कारण ०° सेल्सिअस तापमानात बर्फाच्या निर्मितीसह पाणी गोठण्यास सुरुवात होते, जे पाण्याचे रेणू जवळ येऊ देत नाहीत, उलट त्यांना वेगळे ठेवले जाते.
२) खारटपणा (salinity) : याचा थेट सकारात्मक संबंध समुद्राच्या पाण्याच्या घनतेशी असतो. म्हणजे सरासरी समुद्राच्या पाण्याची घनता वाढत्या खारटपणासह वाढते आणि क्षार कमी झाल्याने कमी होते. आधीच वर्णन केल्याप्रमाणे शुद्ध पाण्याची घनता १.०० g/cm³ आहे, तर ४°से तापमानाच्या आणि ३५% क्षारता असणाऱ्या समुद्राच्या पाण्याची घनता १.०२८ g/cm³ आहे. त्यामुळे गोडे पाणी खारट पाण्यावर तरंगते. असे देखील होऊ शकते की, जास्त खारटपणा असलेले पाणी कमी खारट पाण्यावर तरंगू शकते. उष्णकटिबंधीय महासागराच्या काही भागात जास्त क्षारता असलेले कोमट पाणी कमी क्षारता थंड पाण्याच्या वर तरंगतात. याचे कारण म्हणजे उष्णकटिबंधीय भागात महासागर आणि समुद्रांच्या पृष्ठभागाच्या पाण्याचे जास्त बाष्पीभवन समुद्राच्या पाण्याची क्षारता वाढवते. अशाप्रकारे वरती जास्त क्षारता असलेले समुद्राचे पाणी आणि खाली कमी क्षारयुक्त पाण्याची अशी अनोखी परिस्थिती बाष्पीभवन घटकामुळे निर्माण होते.
३) दाब : हा त्याच्या संकुचित प्रभावांद्वारे घनतेशी सकारात्मकपणे संबंधित आहे. समुद्राच्या पाण्याची घनता वाढत्या दाबाने वाढते, तर पाण्याचा दाब कमी झाल्याने कमी होते. दाब हा समुद्राच्या पाण्याच्या घनतेचा किरकोळ घटक मानला जातो.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : महासागरातील पाण्याच्या तापमानाचे वर्गीकरण कसे केले जाते?
समुद्राच्या पाण्याचे तीन स्तर खालीलप्रमाणे आहेत :
१) सर्वात कमी घनतेचा पृष्ठभाग स्तर (Surface layer).
२) तीक्ष्ण घनता ग्रेडियंटचा पायक्नोक्लाइन (Pycnocline लयेर) थर.
३) खोल किंवा खालचा थर जिथे सर्वात जास्त, परंतु एकसमान घनता असते.
मागील लेखातून आपण समुद्राच्या पाण्याचे पृष्ठभाग आणि त्याच्या तापमानाबाबत माहिती घेतली. या लेखातून आपण महासागराच्या घनतेबाबत जाणून घेऊया. घनता म्हणजे पदार्थाच्या प्रति युनिट व्हॉल्यूमच्या वस्तुमानाचे प्रमाण होय. हे सहसा ग्राम प्रति घन सेंटीमीटर (g/cm³) मध्ये मोजले जाते. ४°से तपमानावर शुद्ध (डिस्टिल्ड) पाण्याची घनता १.०० g/cm³ असते. इतर पदार्थांच्या घनतेच्या मोजमापासाठी शुद्ध पाण्याची घनता मानक (Standard measurement) म्हणून घेतली जाते. समुद्राच्या पाण्यात मीठासारखे काही विरघळलेले पदार्थ असल्याने त्याची घनता शुद्ध पाण्यापेक्षा किंचित जास्त असते. खरं तर, समुद्राच्या पाण्याची सरासरी घनता १.०२७८ g/cm³ आहे, जी ४°से तापमानात शुद्ध पाण्याच्या घनतेपेक्षा दोन ते तीन टक्के जास्त आहे. घटत्या तापमानासह समुद्राच्या पाण्याची घनता हळूहळू वाढते आणि सर्वाधिक घनता -१.३° से तापमानात नोंदवली जाते.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : पूरस्थिती म्हणजे काय? त्याची नेमकी कारणे कोणती?
घनता ही समुद्राच्या पाण्याचा अतिशय महत्त्वाचा भौतिक गुणधर्म आहे, कारण ती समुद्राच्या पाण्याची गतिशीलता ठरवते. म्हणजे समुद्राच्या पाण्यावर एखादी वस्तू बुडेल (Vertical movement) किंवा तरंगणार (Horizontal movement) हे त्याच्या घनतेवर अवलंबून असते. नियमानुसार, तुलनेने हलके समुद्राचे पाणी तरंगते आणि आडवे (Horizontal) हलते; तर जड समुद्राचे पाणी बुडते (vertical). यामुळेच एखादी व्यक्ती जास्त क्षार असलेल्या समुद्राच्या पाण्यावर तरंगते, कारण खारटपणामुळे समुद्राच्या पाण्याची घनता वाढते.
समुद्राच्या पाण्याची घनता खालील तीन घटकांशी संबंधित आहे :
- तापमान
- विरघळलेल्या पदार्थांची क्षारता
- दाब
१) तापमान : तापमान हा समुद्राच्या पाण्याच्या घनतेचा सर्वात महत्त्वपूर्ण नियंत्रक घटक आहे. समुद्राच्या पाण्याचे तापमान आणि घनता यांचा सरासरी विपरित संबंध असतो, म्हणजे तापमान जास्त, घनता कमी आणि तापमान कमी, घनता जास्त. मोठ्या आकारमानाचे परंतु कमी घनतेचे उबदार पाणी कमी घनतेच्या आणि तुलनेने अधिक घनतेच्या थंड समुद्राच्या पाण्यावर सहज तरंगते. हे लक्षात घेणेदेखील महत्त्वाचे आहे की, गोठणबिंदूच्या खाली असलेल्या समुद्राच्या पाण्याचे तापमान समुद्राच्या पाण्याची घनता वाढवू शकत नाही. कारण ०° सेल्सिअस तापमानात बर्फाच्या निर्मितीसह पाणी गोठण्यास सुरुवात होते, जे पाण्याचे रेणू जवळ येऊ देत नाहीत, उलट त्यांना वेगळे ठेवले जाते.
२) खारटपणा (salinity) : याचा थेट सकारात्मक संबंध समुद्राच्या पाण्याच्या घनतेशी असतो. म्हणजे सरासरी समुद्राच्या पाण्याची घनता वाढत्या खारटपणासह वाढते आणि क्षार कमी झाल्याने कमी होते. आधीच वर्णन केल्याप्रमाणे शुद्ध पाण्याची घनता १.०० g/cm³ आहे, तर ४°से तापमानाच्या आणि ३५% क्षारता असणाऱ्या समुद्राच्या पाण्याची घनता १.०२८ g/cm³ आहे. त्यामुळे गोडे पाणी खारट पाण्यावर तरंगते. असे देखील होऊ शकते की, जास्त खारटपणा असलेले पाणी कमी खारट पाण्यावर तरंगू शकते. उष्णकटिबंधीय महासागराच्या काही भागात जास्त क्षारता असलेले कोमट पाणी कमी क्षारता थंड पाण्याच्या वर तरंगतात. याचे कारण म्हणजे उष्णकटिबंधीय भागात महासागर आणि समुद्रांच्या पृष्ठभागाच्या पाण्याचे जास्त बाष्पीभवन समुद्राच्या पाण्याची क्षारता वाढवते. अशाप्रकारे वरती जास्त क्षारता असलेले समुद्राचे पाणी आणि खाली कमी क्षारयुक्त पाण्याची अशी अनोखी परिस्थिती बाष्पीभवन घटकामुळे निर्माण होते.
३) दाब : हा त्याच्या संकुचित प्रभावांद्वारे घनतेशी सकारात्मकपणे संबंधित आहे. समुद्राच्या पाण्याची घनता वाढत्या दाबाने वाढते, तर पाण्याचा दाब कमी झाल्याने कमी होते. दाब हा समुद्राच्या पाण्याच्या घनतेचा किरकोळ घटक मानला जातो.
हेही वाचा – UPSC-MPSC : महासागरातील पाण्याच्या तापमानाचे वर्गीकरण कसे केले जाते?
समुद्राच्या पाण्याचे तीन स्तर खालीलप्रमाणे आहेत :
१) सर्वात कमी घनतेचा पृष्ठभाग स्तर (Surface layer).
२) तीक्ष्ण घनता ग्रेडियंटचा पायक्नोक्लाइन (Pycnocline लयेर) थर.
३) खोल किंवा खालचा थर जिथे सर्वात जास्त, परंतु एकसमान घनता असते.
