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QGIS 2.2 - Kann man JOINS aus der Aktionsliste machen?

QGIS 2.2 - Kann man JOINS aus der Aktionsliste machen?


Ich habe eine Reihe von Ebenen, die verbunden werden müssen (Layereigenschaften > Tritt bei) auf eine bestimmte Schicht. Der Grund dafür ist, dass ich mein Projekt aktualisieren und neue Ebenen hinzufügen werde und eine Single möchte Aktion Befehl für den spezifischen Layer, damit die ausgewählten Layer automatisch mit ihm verbunden werden. Ich möchte vermeiden, dass Zusammenführungs- / Zusammenführungsalgorithmen insgesamt ausgeführt werden müssen.

Ist das leicht zu erreichen?

Nachdem ich einige Zeit damit verbracht habe, nach dem Erstellen von Aktionen zu suchen, beschreibt das meiste, was ich gefunden habe, den gleichen Befehl, mit dem ein Webbrowser geöffnet wird, um nach dem zu suchen, was sich im angegebenen Attribut befindet. Leider scheinen die Standardaktionen nichts Ähnliches zu enthalten, was ich suche.


Wenn Sie die Antwort dieser vorherigen Frage mit der QGIS-API kombinieren, erhalten Sie Python-Code, der das tun sollte, wonach Sie fragen.

#eine QgsMapLayerAction an alle Ebenen anhängen: joinLayerAction = qgis.gui.QgsMapLayerAction( "Mit Ebene verbinden", iface ); #fügen Sie die Aktion der QGIS-GUI hinzu, sodass sie als Aktion für den Layer qgis.gui.QgsMapLayerActionRegistry.instance().addMapLayerAction(joinLayerAction) erscheint def do_join(layer): #layer ist eine Referenz auf den Layer, auf dem die Aktionen ausgeführt wurden ausgelöst bei joinInfo = QgsVectorJoinInfo() joinInfo.joinLayerId = 'layer_id' # TODO: korrekte ID hier einfügen joinInfo.joinFieldName = 'primary_key' # TODO: korrekten Schlüssel hier einfügen joinInfo.targetFieldName = 'foreign_key' # TODO: korrekten Schlüssel hier einfügen joinInfo .memoryCache = True # Passen Sie auf Ihre Bedürfnisse an layer.addJoin(joinInfo) #connect to action trigger joinLayerAction.triggeredForLayer.connect(do_join)

Führen Sie diesen Code einfach zum Testen in der Python-Konsole aus. Danach können Sie es als Python-Plugin oder in einem Projekt-Python-Makro implementieren.


Wenn Ihre ID ist nicht automatisch inkrementieren in der Bestelltabelle.

Wenn Ihre ID ist Autoinkrement in der Bestelltabelle.

Wenn Orders.Id eindeutig ist, schlägt Ihre SQL-Abfrage fehl. Sie versuchen, einen oder mehrere vorhandene Datensätze in die Orders-Tabelle einzufügen, sodass es sich um Duplikate der ID handelt. Ich bin mir nicht sicher, was Sie erreichen möchten, aber dies sollte funktionieren:

Bearbeiten: Orders.Id sollte eine eindeutige ID für den Datensatz in Bestellungen sein und Users.Id sollte eine eindeutige ID für den Datensatz in der Benutzertabelle sein? in diesem Fall können Sie nicht an diesen beiden teilnehmen.


Berechtigungen in QGIS verweigert (vielleicht alle KDE-Programme)?

Es tritt ein Absturz auf, wenn QGIS 2.2 angefordert wird, um auf Daten auf dem Desktop-Rechner zuzugreifen. Ausführen von Ubuntu 14.04 LTS.

Das Ausführen von QGIS Desktop als Root über das Terminal ermöglicht es mir, Dateien zu öffnen! Es erscheint aber auch unmittelbar nach dem Programmlauf (dh nach dem Verschwinden der anfänglichen Lade-/Begrüßungsgrafik) eine Fehlermeldung:

Der Layer /usr/share/applications/%F ist kein gültiger Layer und kann nicht zur Karte hinzugefügt werden

Irgendeine Idee, wie ich QGIS über die GUI (Unity) mit Root-Rechten betreiben kann, ohne es über das Terminal öffnen und das Sudo-Präfix hinzufügen zu müssen?

Ich habe die unten von edm bereitgestellte Lösung versucht, aber das geöffnete Fenster hängt und ich erhalte Fehlermeldungen in Bezug auf klauncher: Konnte Prozess nicht starten Kann nicht mit klauncher sprechen: Nicht mit D-Bus-Server verbunden. Wie starte ich die Anwendung als Root von Unity Launcher?

Es könnte sein, dass mein KDE-Profil beschädigt wurde. Irgendwelche Ideen, wie ich dies korrigieren kann, damit ich qgis von Unity ausführen kann?

Ich bin noch ein Anfänger darin, also geben Sie bitte alle Anweisungen an, falls ich mehr Befehlsausgaben veröffentlichen möchte.

qgis.bin(32381)/KSharedDataCache KSharedDataCache::Private::mapSharedMemory: Fehler beim Herstellen der gemeinsamen Speicherzuordnung, Fallback auf privaten Speicher -- Speichernutzung erhöht die Ausführung von kbuildsycoca4. kbuildsycoca4: FEHLER beim Erstellen der Datenbank '/home/lyndon/.kde/cache-Gerhard-ThinkPad-W530/ksycoca4'! Unzureichende Berechtigungen im Zielverzeichnis. Warnung: FEHLER: Das Ausführen von KSycoca ist fehlgeschlagen. QGIS starb bei Signal 11ptrace: Operation nicht erlaubt. Kein Thread ausgewählt Kein Stack. gdb hat 0 zurückgegeben. Abgebrochen (Core-Dump)'

Jede Anfrage, wie das Öffnen einer Datei, das Durchsuchen, das Erstellen eines neuen Projekts usw. führt zu diesem Absturz.

Das Ausführen des Programms per Root (über das Terminal) funktioniert. Aber ein neuer Fehler tritt auf:


Abschnitt 3: Übersicht über Angriffe

Um es klar zu sagen, soweit wir wissen, hat noch nie jemand (außer Regierung oder Überwachungstechnologieanbietern) ein kommerzielles CSS (z stammt aus der akademischen Literatur und der Arbeit von Open-Source-Hackern, die versuchen zu reproduzieren, wie kommerzielle CSS funktionieren könnten.

Es gibt drei Hauptkategorien von Angriffen, die abgedeckt werden:

  1. Kommunikationsüberwachung
  2. Denial-of-Service und Service-Downgrade
  3. Standortverfolgung

Praktische Implementierungsdetails werden der Kürze halber in den folgenden Erläuterungen weggelassen.

Abschnitt 3.1: Grundlegender IMSI-Catcher

Klassische „IMSI-Catcher“ zeichnen einfach IMSIs in der Nähe auf und interagieren dann nicht wesentlich mit ihren Zieltelefonen. Sie „fangen“ (d. h. zeichnen) IMSIs im wahrsten Sinne des Wortes auf, indem sie sich als echte Basisstationen ausgeben und dann die Zieltelefone freigeben (Paget, 2010). Sehen wir uns genauer an, wie sie funktionieren.

In GSM-Netzen versuchen Telefone, sich mit der Basisstation zu verbinden, die mit der höchsten Signalstärke sendet.

Sobald ein Telefon eine Basisstation mit der besten Signalstärke identifiziert hat, kann es eine Verbindung zu dieser herstellen. Die Basisstation fordert zuerst das Telefon auf, ihm seine Verschlüsselungsfunktionen zu senden. Wenn die Basisstation ein CSS und kein Mobilfunkmast ist, kann sie die Antwort entweder ignorieren oder auf keine Verschlüsselung einstellen. 3


Danach sendet die Basisstation eine Identitätsanfrage, auf die das Telefon mit seiner IMSI antwortet. Das Telefon tut dies, weil die IMSI auf Ihrer SIM-Karte gespeichert ist, die von Ihrem Mobilfunkanbieter ausgestellt wurde, und das Telefonnetz erkennen muss, dass Sie tatsächlich ein zahlender Kunde eines Mobilfunkanbieters sind. Nachdem Sie Ihre IMSI erhalten haben, gibt das CSS Ihr Telefon wieder an das reale Netzwerk frei und geht weiter, um zu versuchen, die IMSI eines anderen Telefons zu erfassen. Das ist alles, was Sie brauchen, um eine IMSI von einem Telefon in der Nähe zu sammeln!

Das CSS sendet eine Identitätsanfrage, um die IMSI des Ziel-Mobiltelefons zu sammeln. Danach wird dieselbe Aktion mit anderen Telefonen wiederholt.


Wenn die Strafverfolgungsbehörden ein solches CSS in einem geografischen Gebiet betreiben, können sie, sobald sie die entsprechenden IMSIs erhalten haben, rechtliche Schritte einleiten, um mehr Daten über alle anwesenden Benutzer zu erhalten. 4

Von hier aus können viele ausgeklügeltere Angriffe gestartet werden, aber so funktioniert die einfachste Art von IMSI-Catchern: Sie sammeln einfach IMSIs während des Verbindungsvorgangs, brechen dann den Verbindungsvorgang ab und begeben sich zu ihrem nächsten Ziel.

In späteren Protokollen (z. B. 4G/LTE) sind Telefone etwas intelligenter, indem sie sich nicht mit einer zufälligen Basisstation mit hoher Signalstärke verbinden, sodass ein Angreifer kompliziertere Techniken benötigt, um ein Telefon dazu zu bringen, sich mit seinem CSS zu verbinden. Siehe Abschnitt 3.3 für Details.

Abschnitt 3.2: Kommunikationsüberwachung

Soweit wir wissen, ist das Abhören der Kommunikation zwischen einem Mobiltelefon und einem legitimen Mobilfunkmast nur in GSM möglich (im Gegensatz zu späteren 3G- oder 4G-Protokollen). Dafür gibt es zwei Gründe:

  1. Die Kommunikation über GSM erfordert nicht immer eine Verschlüsselung.
  2. Selbst wenn die Verschlüsselung aktiviert ist, können mehrere der in GSM verwendeten kryptografischen Algorithmen (und in Echtzeit) gebrochen werden.

Stellen Sie sich vor, das CSS versucht, einen aktiven Angriff zu starten, bei dem es die Kommunikation eines Telefons abfängt. Das CSS muss sich dazu zwischen dem Telefon und dem Tower platzieren können, was normalerweise als „Machine in the Middle“ (MitM)-Angriff bezeichnet wird.

Es gibt zwei Hauptschritte zum Ausfüllen des MitM:

  1. Spoofing-Authentifizierung: Das CSS muss das Netzwerk davon überzeugen, dass es sich tatsächlich um das anvisierte Mobiltelefon handelt. (Abschnitt 3.2.1)
  2. Behandeln Sie jede Verschlüsselung, die das Netzwerk versucht, einzustellen (d. h. deaktivieren oder versuchen, sie zu knacken). (Abschnitt 3.2.2)

Abschnitt 3.2.1: Spoofing-Authentifizierung


Abweichend von Abschnitt 3.1, wo die CSS bereits die IMSI eines Telefons über eine Identitätsanfrage erhalten hat:

  1. Das CSS wendet sich mit einer Standortaktualisierungsanfrage an einen legitimen Mobilfunkmast. Diese Art von Anfrage wird verwendet, um das Mobilfunknetz über den Standort eines Telefons (insbesondere seinen LAC) zu aktualisieren, was das Telefon regelmäßig ausführen muss, damit das Netz Anrufe und Nachrichten schnell an es weiterleiten kann.
  2. Als Reaktion auf die Standortaktualisierungsanforderung fordert das Zellnetzwerk das CSS auf, sich unter Verwendung einer Identitätsanforderung zu identifizieren. Das CSS antwortet mit der gestohlenen IMSI.
  3. An diesem Punkt antwortet der Turm mit einer kryptografischen Herausforderung, die den geheimen Schlüssel Ki (auf der SIM-Karte gespeichert) erfordert, um ihn zu lösen. Da das CSS keinen Zugriff auf Ki hat, gibt es es zur Lösung an das Telefon weiter. Das Telefon löst die Herausforderung, leitet sie an das CSS weiter, das sie dann an das Netzwerk zurückgibt.
  4. Danach akzeptiert das Netzwerk die Verbindung zwischen ihm und dem CSS als authentifiziert.

Zur Erinnerung: Dies gilt nur für 2G.

Eine Illustration der Schritte 1-4 von oben, wie das CSS die Authentifizierung mitM abschließen kann.

Abschnitt 3.2.2: Umgang mit Verschlüsselung

Es gibt mehrere Verschlüsselungsalgorithmen, die in GSM verwendet werden, und auf hoher Ebene haben sie Namen wie: A5/1, A5/2 usw . wobei A5/0 verwendet wird, um anzuzeigen, dass keine Verschlüsselung verwendet wird.

Wenn das Netzwerk versucht, anzugeben, dass es mit Verschlüsselung kommunizieren möchte, kann das CSS einfach antworten, indem es sagt, dass es keine Verschlüsselungsfunktionen hat und standardmäßig auf A5/0 eingestellt ist. Das CSS hat den MitM-Angriff nun abgeschlossen und kann die Klartextnachrichten lesen, die zwischen dem Telefon und dem realen Netzwerk gesendet werden.

Alternativ kann diese Art der Verschlüsselung in Echtzeit gebrochen werden, wenn das Netzwerk den A5/1-Algorithmus zur Kommunikation verwendet. Die Details dieses Angriffs würden den Rahmen dieses Beitrags sprengen, aber Sie können darüber im Papier von Barkan et al. 2006 nachlesen. Zudem ist der A5/2-Algorithmus so schwach, dass seine Verwendung seit 2006 verboten ist. Zwar sind Angriffe gegen A5/3 bekannt, jedoch keine Echtzeitangriffe.

Abschnitt 3.2.3: Warum werden Benutzer nicht benachrichtigt, dass die Verschlüsselung deaktiviert ist?

An dieser Stelle fragen viele Leute: Warum sagt ihnen ihr Telefon nicht, dass etwas los ist? Laut den GSM-Spezifikationen sollen Handynutzer benachrichtigt werden, wenn die Verschlüsselung deaktiviert wird, und in einigen Märkten war dies auch früher der Fall. Dies führte jedoch zu viel Verwirrung, denn:

  1. Die Leute würden mit ihren Telefonen an Orte reisen, an denen Mobilfunkmasten sehr unterschiedlich konfiguriert waren (z.
  2. Überall waren Mobilfunkmasten falsch konfiguriert, was auch dazu führte, dass dieses Popup häufig angezeigt wurde.

Diese Probleme führten zu vielen verwirrten Verbrauchern und Support-Anrufen bei Mobilfunkanbietern, was dazu führte, dass die Warnung letztendlich deaktiviert wurde.

Abschnitt 3.2.4: Dienst-Downgrade

Obwohl das Abhören der Kommunikation unseres Wissens nur in GSM möglich ist, ist es trivial, die Verbindung eines Ziel-Handys von 3G oder 4G auf GSM herunterzustufen (siehe Abschnitt 3.5 für weitere Informationen). Dies liegt daran, dass die Basisstation im Allgemeinen alle gewünschten Konfigurationseinstellungen auswählen kann, einschließlich der Möglichkeit, ein Protokoll-Downgrade anzufordern. Alternativ könnte jemand die 3G- oder 4G-Bänder stören, indem er viel weißes Rauschen hineinpumpt, wodurch es zu laut wird, um eine Verbindung herzustellen, und Telefone werden auf der Suche nach einem verwendbaren Signal herabgestuft. Das Downgrade von LTE-Diensten wird am Ende von Abschnitt 3.5 ausführlich behandelt.

Abschnitt 3.3: LTE-CSS-Verbindungstechniken

Es ist auch wichtig zu verstehen, wie es einem CSS möglich ist, die Sicherheitsvorkehrungen in LTE und anderen modernen Protokollen zu umgehen, die verhindern sollen, dass Telefone eine Verbindung zu einer Basisstation mit ausreichend hoher Leistung herstellen.

Bei GSM suchen Telefone immer nach einem Turm mit einer höheren Signalstärke, mit dem sie sich verbinden können. Wenn die Signalstärke bei LTE jedoch über einem bestimmten ausreichenden Schwellenwert liegt, sucht das Telefon nicht nach anderen Türmen, mit denen eine Verbindung hergestellt werden kann, um Strom zu sparen.

Darüber hinaus verfolgen LTE-Telefone eine Liste der „nächsten Nachbarn“, die von dem Turm gesendet wird, mit dem sie verbunden sind. Wenn sie aus irgendeinem Grund die Verbindung zu dem Turm verlieren, mit dem sie verbunden sind (oder die Möglichkeit, eine Verbindung herzustellen), versuchen sie zuerst, eine Verbindung zu denen herzustellen, die in der Liste der nächsten Nachbarn angekündigt wurden, bevor sie einen vollständigen Scan von . durchführen die verfügbaren LTE-Bänder für andere berechtigte Mobilfunkmasten.

Wie kann ein Angreifer also ein Telefon mit LTE zwingen, sich mit seinem CSS zu verbinden? Eine Technik wäre, sich als Turm in der Liste des nächsten Nachbarn auszugeben (z. B. gleiche Frequenz, gleiche Zellen-ID usw.) und mit einer höheren Leistung zu senden, damit das Telefon schließlich umschaltet.

Aber es gibt eine schnellere Technik! Es beruht auf der Tatsache, dass LTE-Frequenzen verschiedene Prioritäten zugewiesen werden (dies wird als "absolute Prioritätsbasierte Zellneuauswahl" bezeichnet). er muss darauf umschalten, unabhängig von seiner Signalstärke. Um die in einem bestimmten Bereich verwendeten Frequenzen mit höherer Priorität zu ermitteln, müssen sie lediglich aus den unverschlüsselten Konfigurationsnachrichten von Basisstationen extrahiert werden, die jeder überwachen kann (Shaik et al., 2017).

Mit diesen Techniken können Angreifer wahrscheinlich sogar ein LTE-Telefon dazu zwingen, sich mit ihrem CSS zu verbinden, was die IMSI des Telefons preisgibt und Folgeangriffe ermöglicht.

Abschnitt 3.4: Angriffe zur Standortverfolgung

Wenn über die Gefahren von CSS gesprochen wird, steht oft deren Fähigkeit zum Abhören der Kommunikation im Mittelpunkt. In der Praxis sind die Folgen einer Standortverfolgung in Echtzeit jedoch oft viel schwerwiegender. Die Möglichkeit der Standortverfolgung durch Ihren Mobilfunkanbieter ist unvermeidlich, daher wird hier ein spezifisches Bedrohungsmodell verwendet, das eine dritte Partei (wie eine Strafverfolgungsbehörde) versucht, Ihren Standort ohne die Zusammenarbeit Ihres Mobilfunkanbieters zu ermitteln.

Es gibt im Allgemeinen zwei Arten der Standortverfolgung, die CSSs können:

  1. Anwesenheitsprüfung: Überprüfen Sie, ob ein Telefon in einem geografischen Gebiet vorhanden oder nicht vorhanden ist (wobei geografisches Gebiet normalerweise ein „Standortgebiet“ von früher bedeutet, d. h. eine Gruppe von Zellen)
  2. Feinkörniger Standort: Ermitteln Sie die genauen oder groben GPS-Koordinaten eines Telefons entweder durch Trilateration oder indem Sie das Telefon dazu bringen, dem Angreifer seine genauen GPS-Koordinaten mitzuteilen

Abschnitt 3.4.1: Präsenztest in LTE

Passive Anwesenheitsprüfung

Der einfachste Weg, um Präsenztests in LTE durchzuführen, erfordert nicht wirklich, dass jemand über das verfügt, was wir normalerweise als CSS bezeichnen (z. B. ein Gerät, das vorgibt, ein legitimer Mobilfunkmast zu sein). Stattdessen reicht ein einfaches Funkgerät zum Scannen der LTE-Frequenzen, z.B. eine Antenne, ein SDR (Software Defined Radio) und einen Laptop. Der passive Präsenztest hat seinen Namen, weil der Angreifer eigentlich nichts anderes tun muss, als nach leicht verfügbaren Signalen zu suchen (Shaik et al., 2017).

Ein grundlegender Aspekt der drahtlosen Technologie ist das Paging-Modell. Wenn das Netzwerk eine Nachricht hat, die es an ein Telefon weiterleiten möchte, sendet es eine „RRC-Paging-Nachricht“, die von jedem Telefon empfangen wird, das die Paging-Frequenz seines Betreibers in diesem Bereich abhört (das ist im Grunde jedes Telefon). Telefon, um die Basisstation zu kontaktieren, um den Verbindungsaufbau auszuhandeln, um einen Anruf oder eine Nachricht zu erhalten. Somit hören Telefone ständig auf RRC-Paging-Nachrichten und empfangen und verwerfen Nachrichten, die nicht an sie adressiert sind.

RRC ist die Abkürzung für Radio Resource Control, das Protokoll, das zur Kommunikation zwischen einem Mobiltelefon und einer Basisstation verwendet wird. Das RRC kümmert sich unter anderem um den Verbindungsaufbau und Paging-Benachrichtigungen, wenn Sie eine Nachricht oder einen Anruf erhalten.

Die genaue Funktionsweise des Paging hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Art der Nachricht, die das Netzwerk an Sie weiterzuleiten versucht. Angenommen, das Netzwerk versucht, einen Anruf an Sie weiterzuleiten. Telefonanrufe gelten als hohe Priorität (da auf der anderen Seite jemand darauf wartet, dass Sie eine Verbindung herstellen), sodass das Netzwerk jeden Mobilfunkmast im letzten Standortbereich, in dem sich Ihr Telefon befand, benachrichtigt, um die an Ihr Telefon adressierte RRC-Paging-Nachricht zu senden (wie im Gegensatz zu nur dem letzten Mobilfunkmast, den das Telefon benutzte). Dazu später mehr!

RRC-Paging-Nachrichten werden normalerweise an eine TMSI adressiert, manchmal werden jedoch auch IMSI und IMEI verwendet. Durch Überwachen dieser unverschlüsselten Paging-Kanäle kann jeder die IMSIs und TMSIs aufzeichnen, von denen das Netzwerk glaubt, dass sie sich in einem bestimmten Bereich befinden. Im nächsten Abschnitt werden wir sehen, wie ein Angreifer eine TMSI einem bestimmten Zieltelefon zuordnen kann, da das Sammeln von TMSIs derzeit einfach das Aufzeichnen von Pseudonymen bedeutet.

Darüber hinaus senden Telefone regelmäßig unverschlüsselte Nachrichten über ihren Standort und Messungen der Mobilfunkqualität, die jeder mit der richtigen Ausrüstung leicht abfangen kann. Manchmal enthalten diese Nachrichten den genauen GPS-Standort des Telefons, aber normalerweise reichen die Informationen über die Signalstärke von nahegelegenen Zellen aus, um den Standort des Telefons zu berechnen. Wir werden uns diese Messberichte im Detail im Abschnitt Exakte GPS-Koordinaten unten ansehen.

Semi-Passive Anwesenheitsprüfung

Semi-passiv bedeutet, dass der Angreifer Netzwerkfunktionen nur so nutzt, wie sie verwendet werden sollen. Ein Beispiel dafür, was es für einen Gegner bedeutet, „semi-passiv“ zu sein: Der Angreifer kann der Person, die er zu verfolgen versucht, eine SMS senden (vorausgesetzt, sie kennt ihre Telefonnummer), um eine Paging-Nachricht zu generieren, die an ihr Telefon gesendet wird. aber sie können nicht hingehen und bösartige oder fehlerhafte Daten an Telefone oder Türme in der Umgebung senden (Shaik et al., 2017).

In diesem Abschnitt werden wir zwei Standortangriffe behandeln: einen, der nach einem Telefon in einem bestimmten Standortbereich sucht („Basic Location Area Test“), und einen, der nach einem Telefon sucht, das mit einem bestimmten Mobilfunkmast verbunden ist (der „Smart Paging Test“-Methode, die einen viel kleineren Nutzungsradius hat).


Basic Location Area Test

Der erste Schritt eines grundlegenden Standortbereichstests besteht darin, etwa 10-20 Benachrichtigungen über Telefonanrufe an das Telefon des Ziels auszulösen und gleichzeitig die gesendeten RRC-Paging-Nachrichten zu überwachen.Um den Benutzer nicht zu alarmieren, kann der Angreifer nach dem Einleiten des Anrufs fast sofort auflegen, sodass die Paging-Nachricht das Telefon erreicht, der Benutzer jedoch keine Benachrichtigung über einen eingehenden Anruf erhält.

Da jemand auf der anderen Leitung wartet, um sich mit Ihnen zu verbinden, werden Telefonanrufe als höhere Priorität angesehen, sodass das Netzwerk jeden Mobilfunkmast im letzten Standortbereich, in dem sich das Telefon befand, benachrichtigt, um die RRC-Paging-Nachricht zu senden (im Gegensatz zu nur der letzten .). Mobilfunkmast, den das Telefon verwendet hat). Der Angreifer kann dann mit seinen zeitlich gut abgestimmten Anrufen die Set-Schnittpunkt-Analyse (erklärt in 6 ) verwenden, um die TMSI des Ziels aus den RRC-Nachrichten zu ermitteln.

CSS, das viele RRC-Paging-Anforderungen auslöst, um festzustellen, ob sich ein Telefon in einer bestimmten LA befindet.

Smart-Paging-Test

Normalerweise ist der Radius eines Standortbereichs ziemlich groß, so dass der Angreifer von hier aus einen sogenannten „Smart Paging“ (siehe unten) verwenden kann, um den genauen Mobilfunkmast herauszufinden, den das Ziel verwendet (was bedeutet, dass er den Standort des Benutzers kennt.) ein

2 km Radius) (Shaik et al, 2017).

Da allgemeine Datennachrichten (z. B. WhatsApp- und FB-Messenger-Nachrichten) keine hohe Priorität haben, sendet das Netzwerk für sie zunächst nur Paging-Nachrichten vom letzten Turm, mit dem das Telefon bekanntermaßen verbunden war (dies wird als „Smart Paging“ bezeichnet). Sobald der Angreifer also den Standort des Ziels in einem TA („Tracking Area“) bestätigt hat, kann er verschiedene Zellen testen, um die Zelle des Ziels zu finden. (Hinweis: Wir wechseln hier kurz von der Terminologie "Standortbereich" zu "Tracking-Bereich", um ein unten behandeltes Konzept zu verfolgen.) Ähnlich wie zuvor senden sie zeitgesteuerte WhatsApp- oder FB-Messenger-Nachrichten und verwenden die Set-Schnittpunkt-Analyse zur Überprüfung wobei die TMSIs in RRC-Nachrichten in dieser Zelle gesendet werden. 7

Beachten Sie, dass der Angreifer, damit dies funktioniert, entweder Geräte in jeder Zelle haben muss (was teuer ist) oder sich durch die Zellen bewegen und diesen Vorgang wiederholen muss, bis er eine Übereinstimmung findet.

Abschnitt 3.4.2: Aktive Standortverfolgung und genaue GPS-Koordinaten

In diesem Abschnitt besteht das angenommene Ziel des Angreifers darin, die genauen oder groben GPS-Koordinaten des Ziels zu finden. In diesem Abschnitt beschreiben wir aktive Angriffe, d. h. Angriffe, bei denen der Angreifer alle ihm zur Verfügung stehenden Mittel nutzen kann, um die Informationen seines Ziels herauszufinden, einschließlich der Bedienung eines CSS und des Sendens bösartiger oder falscher Informationen an das Telefon oder andere Mobilfunkmasten.

Nehmen wir in diesem Szenario an, der Angreifer hat ein CSS und es ist ihm gelungen, sein Ziel mit den in Abschnitt 3.3 beschriebenen Techniken zu einem Verbindungsversuch zu verleiten. Nach Abschluss der ersten Schritte des Verbindungsvorgangs wechselt das Telefon in den Status VERBUNDEN.

Nun erstellt der Angreifer einen „RRC Connection Reconfiguration“-Befehl, der die Zell-IDs von mindestens 3 benachbarten Mobilfunkmasten und deren Verbindungsfrequenzen enthält und sendet diesen Befehl an das Telefon seines Ziels.

Normalerweise wird der Befehl „RRC Connection Reconfiguration“ verwendet, um eine bestehende Verbindung zu einer Basisstation zu ändern, aber der Angreifer interessiert sich nur für die erste Reaktion des Zieltelefons auf seine Nachricht. Diese Antwort enthält die Signalstärken der zuvor festgelegten Mobilfunkmasten, mit denen dann per Trilateration der Standort des Telefons ermittelt werden kann:

Kurz gesagt beinhaltet die Trilateration die Berechnung des Schnittpunkts von Kreisen, die um die zuvor spezifizierten Mobilfunkmasten gezogen wurden, wobei der Radius jedes Kreises eine Funktion der gemeldeten Signalstärke ist. Hinweis: Trilateration unterscheidet sich von Triangulation.

Bei neueren Telefonen und Netzwerken, die die Funktion „locationInfo-r10“ unterstützen, enthält dieser Bericht auch die genauen GPS-Koordinaten des Telefons, sodass keine Trilaterationsberechnungen erforderlich sind. Die genauen GPS-Koordinaten sind nur ein Feld in der Antwort (Shaik et al., 2017).

Zusätzlich zu der oben beschriebenen Technik gibt es eine andere Möglichkeit, ähnliche Trilaterations- und GPS-Daten mithilfe von RLF-Berichten („Radio Link Failure“) zu erhalten, aber wir werden sie nicht im Detail behandeln, da sie den gerade behandelten Techniken ähnlich ist.

Abschnitt 3.5: Denial-of-Service und Downgrade

Denial-of-Service- und Protokoll-Downgrade-Angriffe auf Mobilfunknetze sind möglich (und können sehr ähnliche Implementierungsdetails haben, wie wir weiter unten sehen werden). Darüber hinaus führen Downgrade-Angriffe dazu, dass ein Zieltelefon auf ein weniger sicheres Protokoll gezwungen werden kann, bei dem schwerwiegendere Angriffe auf die Privatsphäre gestartet werden können.

Abschnitt 3.5.1: Protokoll-Downgrade-Angriffe

Angenommen, der Angreifer hat sein CSS eingerichtet und das Ziel dazu verleitet, eine Verbindung herzustellen (was in Abschnitt 3.3 behandelt wurde). Nach dem ersten Verbindungsvorgang sendet das Telefon eine „Tracking Area Update Request“ (kurz „TAU“). Diese Art von Nachricht wird vom Telefon verwendet, um das Mobilfunknetz über den letzten Standort des Telefons auf dem Laufenden zu halten, damit das Netz Anrufe schneller dorthin weiterleiten kann. TAU-Anfragen werden normalerweise per Telefon gesendet, wenn eine Verbindung zu einer neuen Basisstation hergestellt wird.

Das CSS antwortet mit einer „TAU Reject“-Meldung. In der Ablehnungsnachricht befindet sich etwas, das als „EMM-Ursachennummer“ bezeichnet wird, was angibt, warum die Nachricht abgelehnt wurde. In diesem Fall setzt der Angreifer sie auf 7 („LTE-Dienste nicht erlaubt“).

Nach Erhalt dieses EMM-Werts löscht das Telefon alle Informationen, die es über das vorherige reale Netzwerk hatte, mit dem es verbunden war, und versetzt sich dann in einen Zustand, in dem es seine SIM-Karte als ungültig für LTE ansieht. Es sucht dann nach 3G- und GSM-Netzen, um eine Verbindung herzustellen, und versucht nicht erneut, eine LTE-Verbindung auszuhandeln, bis es neu gestartet wird (Shaik et al., 2017).


Protokoll-Downgrade-Angriffe sind vor allem deshalb so schlimm, weil sie LTE-fähige Telefone anfällig für Angriffe machen, die normalerweise nur auf früheren Protokollen funktionieren (z. B. das Abhören der Kommunikation aus Abschnitt 3.2).

Abschnitt 3.5.2: Denial-of-Service (DoS)

Wenn der Angreifer einen groß angelegten DoS-Angriff starten möchte, ist es am einfachsten, die LTE-Frequenzen zu stören, indem er sie mit weißem Rauschen vollpumpt. Es gibt jedoch auch Techniken für DoS-Angriffe, die nur auf einzelne Telefone abzielen.

Das Starten eines Denial-of-Service-Angriffs gegen ein einzelnes Telefon entspricht genau dem oben beschriebenen Protokoll-Downgrade-Angriff, außer dass das CSS mit EMM-Ursache Nr. 8 antwortet („LTE- und Nicht-LTE-Dienste nicht zulässig“). Das Telefon versetzt sich dann selbst in einen Zustand, in dem es nicht versucht, Netzwerkverbindungen auszuhandeln, bis es neu gestartet wurde.

Darüber hinaus wurden einige Untersuchungen durchgeführt, um ausgewählte Netzwerkdienste zu verweigern (z. B. nur SMS zuzulassen und Anrufe und Daten zu verbieten), aber aus Platzgründen werden wir dies nicht behandeln. Weitere Informationen finden Sie unten in Shaik et al., 2017.


So suchen Sie nach einem bestimmten Paket nach Name oder Beschreibung:

wobei das Suchschlüsselwort der gesamte oder ein Teil eines Paketnamens oder beliebige Wörter sein können, die in seiner Beschreibung verwendet werden.

Der Suchproxy von apt-cache enthält beispielsweise diese beiden Pakete:

Hinweis: Die Liste kann lang sein, daher können Sie die Ausgabe an less weiterleiten, um sie zeilen- oder bildschirmweise scrollbar zu machen, d. h. apt-cache sucht etwas | weniger .

Um eine Liste ALLER Pakete zu erhalten

Verwenden Sie Synaptic, wenn Sie die X-Weiterleitung aktiviert haben oder sich auf einem Desktop befinden

Synaptisch ist oft die bequemere Möglichkeit, dies zu tun, erfordert jedoch mindestens einen X-Server auf Ihrer Seite (es sei denn, Sie betreiben eine Desktop-Umgebung). Bei Bedarf mit sudo apt-get install synaptic installieren.

Synaptic auf ssh'd-Server über X-Weiterleitung:

Synaptic läuft lokal auf Ubuntu Desktop:

Mit aptitude , apt-cache und apt formatieren Sie die Ausgabe unterschiedlich. (Keines davon erfordert die Verwendung von sudo bei der Suche nach einem Paket.) Ich bevorzuge die Verwendung von apt aus Gründen der Lesbarkeit. Es hebt den Paketnamen hervor und fügt ein Leerzeichen zwischen die verschiedenen Pakete ein. Außerdem ist neben jedem bereits installierten Paket [installed] aufgeführt. Verwendungszweck:

Sie können aptitude auch über die Befehlszeile verwenden:

Das apt-cache-Befehlszeilentool wird zum Durchsuchen des apt-Softwarepaket-Cache verwendet. In einfachen Worten, dieses Tool wird verwendet, um Softwarepakete zu durchsuchen, Informationen zu Paketen zu sammeln und auch zu suchen, welche verfügbaren Pakete zur Installation auf Debian- oder Ubuntu-basierten Systemen bereit sind.

Um den Paketnamen und die Beschreibung vor der Installation herauszufinden, verwenden Sie das Flag ‚Suchen‘. Wenn Sie "search" mit apt-cache verwenden, wird eine Liste der übereinstimmenden Pakete mit einer kurzen Beschreibung angezeigt. Nehmen wir an, Sie möchten die Beschreibung des Pakets ‚vsftpd‘ herausfinden, dann wäre der Befehl.

Die mögliche Ausgabe wäre:

Um alle Pakete zu finden und aufzulisten, die mit ‚vsftpd‘ beginnen, können Sie den folgenden Befehl verwenden.

Vielleicht möchten Sie die Ergebnisse auch durch ein more oder sogar ein grep laufen lassen. Zum Beispiel:

Angenommen, Sie möchten dies alles vom Terminal aus tun, verwenden Sie Folgendes:

Zuerst empfehle ich Ihnen, die Paketindexdateien zu aktualisieren, damit die Liste aller Dateien im Repository, die Sie erstellen möchten, auf dem neuesten Stand ist

dann benutze "Suche regex" -Funktion in apt-cache, wobei "regex" für Regulärer Ausdruck steht und das Suchmuster ist. Für weitere Informationen über Suchmuster können Sie manual regex(7) mit dem Befehl man 7 regex oder auf Englisch nachschlagen. EIN regex variabel gleich . wird genügen.

Das Obige gibt Ihnen ALLE Ergebnisse, aber es ist keine Reihenfolge, die für das Browsen besonders hilfreich ist.

Endlich können wir mit sort -d nach Wörterbuchreihenfolge sortieren und mit less immer nur eine Seite anzeigen.


7 Antworten 7

The Motley Fool wird im Allgemeinen als legitim angesehen, zumindest insofern, als sie wahrscheinlich nichts direkt betrügerisches tun werden und sie definitiv ziemlich detaillierte Inhalte haben, die Sie zur Verfügung stellen können.

The Motley Fool verdient jedoch eine Menge Geld mit den Abonnements, und sie verkaufen sie ziemlich aggressiv. Hätte ich von Anfang an keine allgemein gute Meinung von ihnen, wäre ich auch komplett abgeschreckt worden. Es ist jedoch ziemlich beschämend, dass sie öffentlich (in einem Podcast) auf diese Behauptung geantwortet haben, dass sie zwar verstehen, dass Marketing übertrieben sein kann, aber zu ihren Dienstleistungen und ihren Ergebnissen stehen.

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Bisher haben sie sich gut geschlagen, aber es war eine sehr kurze Zeit.

Ich bin mir nicht sicher, wie ich zuerst auf den Motley Fool-Blog gestoßen bin, fand aber den Schreibstil erfrischend - dann kamen einige kostenlose Ratschläge zu ASX-Aktieninteressenten, dann am nächsten Tag und einer E-Mail mit den Vorteilen, die ich erhalten würde, wenn ich zu zweit beitreten würde Jahre mit 60% Rabatt, wenn ich auf den Knopf "jetzt" drücke und mit der nächsten Technologie-Aktienrakete im Erdgeschoss einsteige - ich antwortete:

"Was für ein harter Verkauf - warum sollte ich nicht das uralte Sprichwort anwenden "Wenn es zu gut klingt, um wahr zu sein, ist es das wahrscheinlich auch"

„Danke für Ihren Hinweis. Die ehrliche Antwort ist, dass, obwohl die Leute wissen, dass sie etwas tun sollten, um sich auf ihre finanzielle Zukunft vorzubereiten, es nur wenige tun eine unauffällige E-Mail, die nur sagt: "Hier sind unsere Ergebnisse und unsere Philosophie - lassen Sie es uns wissen, wenn Sie interessiert sind", leider.

Also habe ich einige dieser Empfehlungen auf eine Merkliste gesetzt, die Zeit wird es zeigen.

Ich habe jetzt seit 7 oder 8 Jahren einen MF-Aktienberater und gehöre seit ein paar Jahren zu Supernova. Ich habe auch Geld in einem ihrer Investmentfonds.

"The Fool" hat viele sehr gute pädagogische Informationen zur Verfügung, insbesondere für Leute, die neu in der Geldanlage sind. Viele Leute verstehen nicht, dass die Wall Street Geld für die Wall Street macht und nicht für Investoren.

Ich bin bei The Fool geblieben, weil ihre Philosophie mit meiner persönlichen Anlagephilosophie übereinstimmt. Ich schaue mir die Stock Advisor-Auswahl an, manchmal kaufe ich sie, manchmal nicht, aber die Analyse ist sehr gut. Sie waren auch gut darin, ihre Auswahl im Laufe der Zeit zu verfolgen und Updates zu schreiben, wenn bestimmte Aktien um einen bestimmten Betrag fallen. Mit ihrer Hilfe habe ich ein Portfolio zusammengestellt, das ich nicht allzu lange verwalten muss und das aus Renditesicht ziemlich gut abgeschnitten hat.

Stock Advisor verfügt auch über eine Reihe guter Foren, in denen Sie mit anderen Anlegern interagieren können.

Zusammenfassend war die Sicht von innen ziemlich gut.

Von außen denke ich, dass ihr Marketing die Tatsache widerspiegelt, dass die meisten Leute nicht sehr an einem rationalen und konservativen Ansatz bei der Investition in den Aktienmarkt interessiert sind, also wählt MF einen Ansatz, der mehr Traffic generiert. Ich bin nicht besonders begeistert davon, aber ich bin sicher, dass sie AB-Tests durchgeführt und herausgefunden haben, wie es am besten funktioniert.

ich denken dass sie in der Vergangenheit für einige ihrer Programme Geld-zurück-Garantien hatten, sodass Sie sie risikofrei ausprobieren können. Bin mir nicht sicher ob die noch da sind.

Diese Antwort besteht aus zwei Teilen.

Lassen Sie uns zunächst über den Kerndienst sprechen. Ich glaube, Motley Fool ist legitim. Ich benutze ihre Dienste seit fast sechs Jahren ab und zu. Ich habe angefangen, sie zu einer Zeit zu verwenden, als sie noch PDF-Forschungsberichte verschickten, und sie hatten immer einige großartige Einblicke. Ich habe auch den Premium-Service von Jim Cramer getestet (Action Alerts Plus) und Motley Fool hat mir viel besser gefallen. Im Gegensatz zu ihrem Marketing sind die Berichte eigentlich gut recherchiert und weniger gehypt. Sie erklären ihre Auswahl und detailliert und warnen vor Risiken, die mit der Aktienauswahl verbunden sind. Wenn Sie mehr über den Service selbst erfahren möchten, ist diese Rezension eine gute Arbeit, um alles aufzuschlüsseln.

Lassen Sie uns zweitens über das Marketing und die Upsells sprechen. In den letzten Jahren hat Motley Fool einige aggressive Marketingkampagnen durchgeführt. Ich bin mir ziemlich sicher, dass jeder die Kampagnen vom Typ "Triple Down" gesehen hat. Ich bin mir nicht sicher, warum das Unternehmen in diese Richtung gegangen ist, weil es die Professionalität ihrer Marke verwässert, aber ich persönlich schaue einfach darüber hinweg. Wenn Sie in den Hype investieren, werden Sie nicht gut investieren – sei es durch Motley Fool, einen anderen Dienst oder Ihre eigene Recherche.

Das Kernangebot von Motley Fool ist das Stock Advisor-Programm und das ist wirklich alles, was Sie brauchen. Der Preis liegt bei 99 US-Dollar pro Jahr, was erschwinglich ist, und wenn Sie ihre Auswahl mit Ihrer eigenen Sorgfalt kombinieren, kann sich das Abonnement selbst auszahlen. Lassen Sie sich nicht in den Hype der Sonderberichte hineinziehen. Natürlich möchte das Unternehmen Sie verkaufen, aber das Stock Advisor-Programm ist der Hauptservice und hat eine nachgewiesene Erfolgsbilanz. Als Mitglied können Sie eine Historie aller jemals getroffenen Entscheidungen des Unternehmens (Verlierer und Gewinner) seit Beginn des Programms einsehen. Sie brauchen wirklich nur ein paar gute Aktienauswahlen, um erfolgreich zu sein. Lassen Sie sich also nicht in den Hype um "Geheimtipps" oder Branchen verwickeln, die auf "explosives Wachstum" eingestellt sind.

In den letzten Jahren war es sehr einfach, Geld zu verdienen, wenn man grundlegende Anlageberatungen wie die Empfehlungen von Motley Fool befolgte. Denken Sie an die FAANG-Aktien, die ein heißes Thema waren. Wenn ein Unternehmen zwischen 2016 und 2018 zu IRGENDEINEM Zeitpunkt eine Kaufwarnung abgegeben hätte, wäre dies ein Killeranruf gewesen. Der Markt war heiß und viele der "offensichtlichsten" Unternehmen ernteten die Früchte. Das Marktumfeld ändert sich jetzt ein wenig, aber Motley Fool gibt es schon seit über zwei Jahrzehnten.

Das Letzte, was Sie beachten sollten, ist, dass ein Stock Pick-Service Ihnen hilft, Ideen zu generieren, aber Sie müssen trotzdem Ihre eigenen Recherchen durchführen und Ihr eigenes Risiko kontrollieren. "Buy and Hold"-Strategien ohne Rücksicht auf die Reduzierung von Verlusten können langfristig gut funktionieren, aber sie können kurzfristig kostspielige Folgen haben. Nehmen Sie die oben erwähnten FAANG-Aktien, zu denen einige von Motley Fool Empfehlungen abgegeben haben. Ein Kauf zwischen 2016-2018 hätte erstaunliche Renditen gebracht, aber ein Kauf Ende 2018 hätte zu einem "Verlust" von . geführt

40% bis Anfang 2019. Glücklicherweise erholten sich diese Aktien, aber man weiß nie, was die Zukunft bringt.


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Es ist möglich, dass zwei Hosts denselben MAC haben, aufgrund von Spoofing, einem Fehler bei der Herstellung oder vorsätzlicher Fahrlässigkeit des Herstellers. So,

1) Im Allgemeinen führt ein Ethernet-Switch eine Tabelle, welche MAC-Adressen an welche Ports angeschlossen sind. Es basiert diese Tabelle auf der Quelladresse von Frames, die es während des normalen Betriebs des Netzwerks empfängt. Beim Empfang eines beliebigen Rahmens wird die Quell-MAC gelesen und mit der aktuellen Vermittlungstabelle verglichen und dann neben dem Vermittlungsport hinzugefügt, an dem sie empfangen wurde.

Wenn also zwei Hosts mit derselben MAC-Adresse vorhanden sind, aktualisiert der Switch seine MAC-Tabelle jedes Mal, wenn er einen Frame von einem der Hosts empfängt. Die Erreichbarkeit eines der beiden Hosts wird ein- und ausgeschaltet und ist inkonsistent.

2) Kurze Antwort: Nein. Doppelte MAC-Adressen lösen in einem nicht verwalteten Switch (einem Switch ohne Konfigurationssoftware) oder einem verwalteten Switch (wie die meisten Cisco/HP/Junipers), der nicht für Portsicherheit konfiguriert wurde, keinerlei Sicherheitsprobleme aus. Managed Switches geben Ihnen eine Warnung aus, die im Konsolenterminal gedruckt wird, wenn sie einen doppelten MAC (einen MAC, der auf mehreren Switchports 'existiert') erkennt, aber standardmäßig werden sie nichts dagegen tun AFAIK.

Wenn Sie Portsicherheitsoptionen auf einem verwalteten Switch verwenden möchten, können Sie beispielsweise nur 1 MAC-Adresse pro Switchport zulassen. Die MAC-Adresse wird vom Switch dynamisch gelernt (wie er normalerweise MACs lernt), aber der Unterschied besteht darin, dass sie nach dem Erlernen an diesen Switchport gebunden ist. Wenn der Switch dann Frames von einem doppelten MAC empfängt, Ein weiterer switchport, es kann diesen Port in einen deaktivierten Zustand versetzen (herunterfahren).

Sie haben in Ihrer Frage die Deauthentifizierung erwähnt. Die Portsicherheitsfunktion einiger Switches unterscheidet sich von der "Deauthentifizierung" - es handelt sich um eine Deautorisierung. Sie sind ähnlich, aber der Unterschied besteht darin, nach Authentifizierung und Autorisierung zu suchen.

3) Doppelte MACs verursachen keine Kollisionen. Kollisionen sind das Ergebnis eines gemeinsamen elektrischen Busses. Es ist eher eine Rennbedingung, obwohl ich noch nie davon gehört habe, dass es so erwähnt wurde. Denken Sie daran, dass doppelte MACs "erlaubt" sind, soweit es sich um einen standardmäßigen Ethernet-Switch handelt - sie verursachen nur ein Problem, das die Netzwerkkonnektivität zu jedem fraglichen Host unterbricht. Das Problem ist eine sich ständig ändernde Schalttabelle.


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Wir werden weiterhin mit allen kommunizieren, während sich die Situation entwickelt, und Sie ermutigen, uns bei Fragen zu kontaktieren.


Inhalt

Das Meer ist das zusammenhängende System aller ozeanischen Gewässer der Erde, einschließlich des Atlantischen, Pazifischen, Indischen, Südlichen und Arktischen Ozeans. [1] Das Wort "Meer" kann jedoch auch für viele spezifische, viel kleinere Meerwasserkörper wie die Nordsee oder das Rote Meer verwendet werden. Es gibt keine scharfe Unterscheidung zwischen Meeren und Ozeanen, obwohl Meere im Allgemeinen kleiner sind und oft teilweise (als Randmeere oder insbesondere als Mittelmeer) oder vollständig (als Binnenmeere) von Land begrenzt werden. [2] Die Sargassosee hat jedoch keine Küstenlinie und liegt in einer kreisförmigen Strömung, dem Nordatlantischen Wirbel. [3] ( S. 90 ) Meere sind im Allgemeinen größer als Seen und enthalten Salzwasser, aber der See Genezareth ist ein Süßwassersee. [4] [a] Das Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen besagt, dass der gesamte Ozean „Meer“ ist. [8] [9] [b]

Die Erde ist der einzige bekannte Planet mit Meeren aus flüssigem Wasser auf seiner Oberfläche, [3] (S. 22), obwohl der Mars Eiskappen besitzt und ähnliche Planeten in anderen Sonnensystemen Ozeane haben können. [11] Die 1.335.000.000 Kubikkilometer des Meeres der Erde enthalten etwa 97,2 Prozent des bekannten Wassers [12] [c] und bedecken mehr als 70 Prozent seiner Oberfläche. [3] ( p7 ) Weitere 2,15% des Wassers der Erde sind gefroren und befinden sich im Meereis, das den Arktischen Ozean bedeckt, der Eiskappe, die die Antarktis und ihre angrenzenden Meere bedeckt, sowie in verschiedenen Gletschern und Oberflächenablagerungen auf der ganzen Welt. Der Rest (ca. 0,65% des Ganzen) bildet unterirdische Reservoirs oder verschiedene Stufen des Wasserkreislaufs, die das Süßwasser enthalten, das von den meisten Landlebewesen angetroffen und verwendet wird: Dampf in der Luft, die Wolken, die sich langsam bilden, der Regen, der aus ihnen fällt, und die Seen und Flüsse haben sich spontan gebildet, als ihr Wasser immer wieder ins Meer strömt. [12]

Die wissenschaftliche Untersuchung des Wassers und des Wasserkreislaufs der Erde ist Hydrologie Hydrodynamik untersucht die Physik des Wassers in Bewegung. Die neuere Erforschung des Meeres ist insbesondere die Ozeanographie. Dies begann mit der Erforschung der Form der Meeresströmungen [17], hat sich aber seitdem zu einem großen und multidisziplinären Gebiet ausgeweitet: [18] Meereslebewesen. [19] Das Teilgebiet, das sich mit der Bewegung des Meeres, seinen Kräften und den darauf einwirkenden Kräften beschäftigt, wird als physikalische Ozeanographie bezeichnet. [20] Meeresbiologie (biologische Ozeanographie) untersucht die Pflanzen, Tiere und andere Organismen, die marine Ökosysteme bewohnen. Beide basieren auf der chemischen Ozeanographie, die das Verhalten von Elementen und Molekülen in den Ozeanen untersucht: derzeit insbesondere die Rolle des Ozeans im Kohlenstoffkreislauf und die Rolle des Kohlendioxids bei der zunehmenden Versauerung des Meerwassers. Die Meeres- und Meeresgeographie zeichnet die Form und Gestaltung des Meeres nach, während die Meeresgeologie (geologische Ozeanographie) den Nachweis der Kontinentalverschiebung und die Zusammensetzung und Struktur der Erde erbracht, den Sedimentationsprozess aufgeklärt und die Erforschung von Vulkanismus und Erdbeben unterstützt hat. [18]

Meerwasser Bearbeiten

Salzgehalt Bearbeiten

Eine Eigenschaft von Meerwasser ist, dass es salzig ist. Der Salzgehalt wird normalerweise in Promille (‰ oder Promille) gemessen, und der offene Ozean hat etwa 35 Gramm (1,2 oz) Feststoffe pro Liter, was einem Salzgehalt von 35 entspricht. Das Mittelmeer ist mit 38 etwas höher, [21] während der Salzgehalt des nördlichen Roten Meeres 41 erreichen kann. [22] Im Gegensatz dazu haben einige hypersaline Binnenseen einen viel höheren Salzgehalt, zum Beispiel hat das Tote Meer 300 Gramm (11 oz) gelöste Feststoffe pro Liter (300 ‰).

Während die Bestandteile von Kochsalz Natrium und Chlorid etwa 85 Prozent der Feststoffe in Lösung ausmachen, gibt es auch andere Metallionen wie Magnesium und Kalzium und negative Ionen wie Sulfat, Karbonat und Bromid. Trotz unterschiedlicher Salzgehalte in verschiedenen Meeren ist die relative Zusammensetzung der gelösten Salze in den Weltmeeren stabil. [23] [24] Meerwasser ist für den Menschen zu salzig, um es sicher zu trinken, da die Nieren Urin nicht so salzig wie Meerwasser ausscheiden können. [25]

Wichtige gelöste Stoffe in Meerwasser (3,5% Salzgehalt) [24]
Gelöst Konzentration (‰) % der Gesamtsalze
Chlorid 19.3 55
Natrium 10.8 30.6
Sulfat 2.7 7.7
Magnesium 1.3 3.7
Kalzium 0.41 1.2
Kalium 0.40 1.1
Bikarbonat 0.10 0.4
Bromid 0.07 0.2
Karbonat 0.01 0.05
Strontium 0.01 0.04
Borat 0.01 0.01
Fluorid 0.001 <0.01
Alle anderen gelösten Stoffe <0.001 <0.01

Obwohl die Salzmenge im Ozean über Jahrmillionen relativ konstant bleibt, beeinflussen verschiedene Faktoren den Salzgehalt eines Gewässers. [26] Verdunstung und Nebenprodukte der Eisbildung (bekannt als "Soleabweisung") erhöhen den Salzgehalt, während Niederschlag, Meereisschmelze und Abfluss vom Land ihn reduzieren. [26] Die Ostsee zum Beispiel hat viele Flüsse, die in sie münden, und daher könnte das Meer als brackig angesehen werden. [27] Inzwischen ist das Rote Meer aufgrund seiner hohen Verdunstungsrate sehr salzig. [28]

Temperatur Bearbeiten

Die Meerestemperatur hängt von der Menge der Sonnenstrahlung ab, die auf seine Oberfläche fällt. In den Tropen, wo die Sonne fast über dem Himmel steht, kann die Temperatur der Oberflächenschichten auf über 30 °C (86 °F) ansteigen, während die Temperatur im Gleichgewicht mit dem Meereis in der Nähe der Pole etwa -2 °C (28 °F .) beträgt ). In den Ozeanen gibt es eine kontinuierliche Wasserzirkulation. Warme Oberflächenströmungen kühlen ab, wenn sie sich von den Tropen entfernen, und das Wasser wird dichter und sinkt. Das kalte Wasser bewegt sich als Tiefseeströmung zurück zum Äquator, angetrieben durch Temperatur- und Dichteänderungen des Wassers, bevor es schließlich wieder an die Oberfläche quillt. Tiefseewasser hat in allen Teilen der Welt eine Temperatur zwischen -2 °C (28 °F) und 5 °C (41 °F). [29]

Meerwasser mit einem typischen Salzgehalt von 35 ‰ hat einen Gefrierpunkt von etwa -1,8 ° C (28,8 ° F). [30] Wenn seine Temperatur niedrig genug wird, bilden sich Eiskristalle auf der Oberfläche. Diese zerbrechen in kleine Stücke und verschmelzen zu flachen Scheiben, die eine dicke Suspension bilden, die als Frazil bekannt ist. Bei Windstille gefriert dieser zu einer dünnen flachen Schicht, die als Nilas bekannt ist und die sich verdickt, wenn sich auf ihrer Unterseite neues Eis bildet. In turbulenteren Meeren verbinden sich Frazil-Kristalle zu flachen Scheiben, die als Pfannkuchen bekannt sind. Diese gleiten untereinander und verschmelzen zu Schollen. Beim Gefrieren werden Salzwasser und Luft zwischen den Eiskristallen eingeschlossen. Nilas kann einen Salzgehalt von 12–15 haben, aber wenn das Meereis ein Jahr alt ist, sinkt dieser auf 4–6 ‰. [31]

Sauerstoffkonzentration Bearbeiten

Die Sauerstoffmenge im Meerwasser hängt in erster Linie von den darin wachsenden Pflanzen ab. Dies sind hauptsächlich Algen, darunter Phytoplankton, mit einigen Gefäßpflanzen wie Seegräsern. Bei Tageslicht entsteht durch die Photosyntheseaktivität dieser Pflanzen Sauerstoff, der sich im Meerwasser auflöst und von Meerestieren genutzt wird. Nachts stoppt die Photosynthese und die Menge an gelöstem Sauerstoff nimmt ab. In der Tiefsee, wo zu wenig Licht zum Wachsen der Pflanzen eindringt, gibt es nur sehr wenig gelösten Sauerstoff. In seiner Abwesenheit wird organisches Material von anaeroben Bakterien abgebaut, die Schwefelwasserstoff produzieren. [32]

Der Klimawandel wird wahrscheinlich den Sauerstoffgehalt in Oberflächengewässern verringern, da die Löslichkeit von Sauerstoff im Wasser bei höheren Temperaturen abnimmt. [33] Es wird prognostiziert, dass die Desoxygenierung der Ozeane die Hypoxie um 10 % und das dreifach suboxische Wasser (Sauerstoffkonzentrationen 98 % weniger als die mittleren Oberflächenkonzentrationen) pro 1 °C Erwärmung des oberen Ozeans erhöhen wird. [34]

Licht Bearbeiten

Die Lichtmenge, die ins Meer eindringt, hängt vom Sonnenstand, den Wetterbedingungen und der Trübung des Wassers ab. Viel Licht wird an der Oberfläche reflektiert und rotes Licht wird in den oberen Metern absorbiert. Gelbes und grünes Licht erreichen größere Tiefen und blaues und violettes Licht kann bis zu 1.000 Meter (3.300 Fuß) eindringen. Über eine Tiefe von etwa 200 Metern (660 ft) hinaus reicht das Licht für die Photosynthese und das Pflanzenwachstum nicht aus. [35]

Meeresspiegel Bearbeiten

Während der meisten geologischen Zeit war der Meeresspiegel höher als heute. [3] ( S. 74 ) Der Hauptfaktor, der den Meeresspiegel im Laufe der Zeit beeinflusst, ist das Ergebnis von Veränderungen in der ozeanischen Kruste, wobei ein Abwärtstrend sehr langfristig erwartet wird. [36] Beim letzten Gletschermaximum vor etwa 20.000 Jahren lag der Meeresspiegel 120 Meter unter seinem heutigen Niveau.

Mindestens in den letzten 100 Jahren ist der Meeresspiegel mit einer durchschnittlichen Rate von etwa 1,8 Millimetern (0,071 Zoll) pro Jahr gestiegen. [37] Der größte Teil dieses Anstiegs ist auf einen Anstieg der Meerestemperatur aufgrund des Klimawandels und die daraus resultierende leichte Wärmeausdehnung der oberen 500 Meter (1.600 ft) Wasser zurückzuführen. Zusätzliche Beiträge, bis zu einem Viertel des Gesamtbetrags, stammen aus Wasserquellen an Land, wie z. [38]

Wellen Bearbeiten

Wind, der über die Wasseroberfläche bläst, bildet Wellen, die senkrecht zur Windrichtung stehen. Durch die Reibung zwischen Luft und Wasser, die durch eine sanfte Brise auf einem Teich verursacht wird, bilden sich Wellen. Ein starker Schlag über den Ozean verursacht größere Wellen, da die sich bewegende Luft gegen die erhöhten Wasserkämme drückt. Die Wellen erreichen ihre maximale Höhe, wenn die Geschwindigkeit, mit der sie sich fortbewegen, fast der Windgeschwindigkeit entspricht. Im offenen Wasser, wenn der Wind kontinuierlich weht, wie es in den Roaring Forties auf der Südhalbkugel der Fall ist, rollen lange, organisierte Wassermassen, die Swell genannt werden, über den Ozean. [3] ( S. 83–84 ) [39] [40] [d] Wenn der Wind nachlässt, wird die Wellenbildung reduziert, aber bereits gebildete Wellen bewegen sich in ihrer ursprünglichen Richtung weiter, bis sie auf Land treffen. Die Größe der Wellen hängt von der Reichweite, der Entfernung, die der Wind über das Wasser geweht hat, sowie der Stärke und Dauer dieses Windes ab. Wenn Wellen auf andere treffen, die aus verschiedenen Richtungen kommen, kann die Interferenz zwischen den beiden gebrochene, unregelmäßige Meere erzeugen. [39] Konstruktive Interferenzen können einzelne (unerwartete) Schurkenwellen verursachen, die viel höher als normal sind. [41] Die meisten Wellen sind weniger als 3 m (10 ft) hoch [41] und es ist nicht ungewöhnlich, dass starke Stürme diese Höhe verdoppeln oder verdreifachen [42] Offshore-Bauwerke wie Windparks und Ölplattformen verwenden Metozean-Statistiken aus Messungen in Berechnung der Wellenkräfte (z. B. aufgrund der hundertjährigen Welle), gegen die sie ausgelegt sind. [43] Rogue-Wellen wurden jedoch in Höhen über 25 Metern (82 ft) dokumentiert. [44] [45]

Die Spitze einer Welle wird als Kamm bezeichnet, der tiefste Punkt zwischen den Wellen ist das Tal und der Abstand zwischen den Wellenbergen ist die Wellenlänge. Die Welle wird vom Wind über die Meeresoberfläche geschoben, aber dies stellt eine Energieübertragung dar und keine horizontale Wasserbewegung. Wenn sich Wellen dem Land nähern und in flaches Wasser vordringen, ändern sie ihr Verhalten. Wenn sie sich schräg nähern, können sich Wellen biegen (Refraktion) oder Felsen und Landzungen umhüllen (Beugung). Wenn die Welle einen Punkt erreicht, an dem ihre tiefsten Schwingungen des Wassers den Meeresboden berühren, beginnen sie sich zu verlangsamen. Dies zieht die Kämme näher zusammen und erhöht die Höhe der Wellen, was als Wellenshoaling bezeichnet wird. Steigt das Verhältnis von Wellenhöhe zu Wassertiefe über eine bestimmte Grenze, "bricht sie" und kippt in einer schäumenden Wassermasse um. [41] Dieser rauscht in einem Laken den Strand hinauf, bevor er sich unter dem Einfluss der Schwerkraft ins Meer zurückzieht. [39]

Tsunami Bearbeiten

Ein Tsunami ist eine ungewöhnliche Wellenform, die durch ein seltenes starkes Ereignis wie ein Unterwasserbeben oder Erdrutsch, einen Meteoriteneinschlag, einen Vulkanausbruch oder einen Landeinbruch im Meer verursacht wird. Diese Ereignisse können die Meeresoberfläche im betroffenen Gebiet vorübergehend anheben oder absenken, normalerweise um einige Meter. Die potentielle Energie des verdrängten Meerwassers wird in kinetische Energie umgewandelt, wodurch eine flache Welle, ein Tsunami, erzeugt wird, die mit einer Geschwindigkeit proportional zur Quadratwurzel der Wassertiefe nach außen abstrahlt und sich daher im offenen Ozean viel schneller fortpflanzt als auf einem Kontinentalplatte. [46] In der tiefen offenen See haben Tsunamis Wellenlängen von etwa 80 bis 300 Meilen (130 bis 480 km), reisen mit Geschwindigkeiten von über 600 Meilen pro Stunde (970 km/h) [47] und haben normalerweise eine Höhe von weniger als drei Fuß, so dass sie in diesem Stadium oft unbemerkt bleiben. [48] ​​Im Gegensatz dazu haben durch Winde verursachte Meeresoberflächenwellen Wellenlängen von einigen hundert Fuß, bewegen sich mit bis zu 65 Meilen pro Stunde (105 km/h) und sind bis zu 45 Fuß (14 Meter) hoch. [48]

Wenn sich ein Tsunami in flacheres Wasser bewegt, nimmt seine Geschwindigkeit ab, seine Wellenlänge verkürzt sich und seine Amplitude nimmt enorm zu. Entweder das Tal oder der Kamm eines Tsunamis kann zuerst die Küste erreichen. [46] Im ersteren Fall zieht sich das Meer zurück und lässt subtidale Bereiche in Ufernähe frei, was eine nützliche Warnung für die Menschen an Land darstellt. [49] Wenn der Kamm ankommt, bricht er normalerweise nicht, sondern stürzt ins Landesinnere und überschwemmt alles in seinem Weg. Ein Großteil der Zerstörung könnte darauf zurückzuführen sein, dass das Flutwasser nach dem Tsunami ins Meer zurückfließt und dabei Schutt und Menschen mit sich reißt. Oftmals werden mehrere Tsunamis durch ein einziges geologisches Ereignis verursacht und treffen im Abstand von acht Minuten bis zwei Stunden ein. Die erste Welle, die an Land ankommt, ist möglicherweise nicht die größte oder zerstörerischste. [46]

Strom Bearbeiten

Wind, der über die Meeresoberfläche bläst, verursacht Reibung an der Grenzfläche zwischen Luft und Meer. Dies führt nicht nur zur Bildung von Wellen, sondern auch dazu, dass sich das Oberflächenmeerwasser in die gleiche Richtung wie der Wind bewegt. Obwohl Winde variabel sind, wehen sie an jedem Ort überwiegend aus einer einzigen Richtung und so kann sich eine Oberflächenströmung bilden. Westwinde sind in den mittleren Breiten am häufigsten, während in den Tropen Ostwinde dominieren. [50] Wenn sich Wasser auf diese Weise bewegt, strömt anderes Wasser ein, um den Spalt zu füllen, und es entsteht eine kreisförmige Bewegung von Oberflächenströmungen, die als Gyre bekannt ist. Es gibt fünf Hauptwirbel in den Weltmeeren: zwei im Pazifik, zwei im Atlantik und einer im Indischen Ozean. Andere kleinere Wirbel finden sich in kleineren Meeren und ein einzelner Wirbel fließt um die Antarktis. Diese Wirbel sind seit Jahrtausenden den gleichen Routen gefolgt, die sich an der Topographie des Landes, der Windrichtung und dem Coriolis-Effekt orientieren. Die Oberflächenströmungen fließen auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersinn und auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn. Das Wasser, das sich vom Äquator wegbewegt, ist warm, und das in umgekehrter Richtung fließende Wasser hat den größten Teil seiner Wärme verloren. Diese Strömungen neigen dazu, das Klima der Erde zu mildern, die äquatoriale Region abzukühlen und Regionen in höheren Breiten zu erwärmen. [51] Globale Klima- und Wettervorhersagen werden stark vom Weltozean beeinflusst, daher verwendet die globale Klimamodellierung Ozeanzirkulationsmodelle sowie Modelle anderer wichtiger Komponenten wie Atmosphäre, Landoberflächen, Aerosole und Meereis. [52] Ozeanmodelle nutzen einen Teilbereich der Physik, die geophysikalische Fluiddynamik, die die großräumige Strömung von Flüssigkeiten wie Meerwasser beschreibt. [53]

Oberflächenströmungen wirken sich nur auf die obersten paar hundert Meter des Meeres aus, aber es gibt auch großräumige Strömungen in den Meerestiefen, die durch die Bewegung tiefer Wassermassen verursacht werden. Eine Hauptströmung der Tiefsee fließt durch alle Weltmeere und wird als thermohaline Zirkulation oder globales Förderband bezeichnet. Diese Bewegung ist langsam und wird durch Dichteunterschiede des Wassers angetrieben, die durch Schwankungen des Salzgehalts und der Temperatur verursacht werden. [54] In hohen Breiten wird das Wasser durch die niedrige atmosphärische Temperatur gekühlt und wird salziger, wenn das Meereis auskristallisiert. Beide Faktoren machen es dichter und das Wasser sinkt. Aus der Tiefsee bei Grönland fließt dieses Wasser zwischen den kontinentalen Landmassen beiderseits des Atlantiks nach Süden. Wenn er die Antarktis erreicht, schließen sich ihm weitere kalte, sinkende Wassermassen an und fließen ostwärts. Es teilt sich dann in zwei Ströme, die nach Norden in den Indischen und Pazifischen Ozean fließen. Hier erwärmt es sich allmählich, wird weniger dicht, steigt zur Oberfläche auf und schlingt sich wieder in sich selbst zurück. Es dauert tausend Jahre, bis dieses Zirkulationsmuster abgeschlossen ist. [51]

Neben Wirbeln gibt es temporäre Oberflächenströmungen, die unter bestimmten Bedingungen auftreten. Wenn Wellen schräg auf ein Ufer treffen, entsteht eine Longshore-Strömung, da Wasser parallel zur Küste geschoben wird. Das Wasser wirbelt im rechten Winkel zu den herannahenden Wellen auf den Strand auf, fließt aber unter der Wirkung der Schwerkraft direkt den Hang hinunter. Je größer die brechenden Wellen, je länger der Strand und je schräger sich die Wellen nähern, desto stärker ist die Longshore-Strömung. [55] Diese Strömungen können große Mengen Sand oder Kieselsteine ​​verlagern, Nehrungen bilden und Strände verschwinden lassen und Wasserkanäle verlanden.[51] Eine Rip-Strömung kann auftreten, wenn sich Wasser von vorrückenden Wellen in Ufernähe aufstaut und durch einen Kanal im Meeresboden ins Meer geleitet wird. Es kann an einer Lücke in einer Sandbank oder in der Nähe einer künstlichen Struktur wie einer Buhne auftreten. Diese starken Strömungen können eine Geschwindigkeit von 3 Fuß (0,9 m) pro Sekunde haben, können sich an verschiedenen Stellen in verschiedenen Phasen der Gezeiten bilden und können unachtsame Badegäste wegtragen. [56] Temporäre Auftriebsströmungen treten auf, wenn der Wind Wasser vom Land wegdrückt und tieferes Wasser aufsteigt, um es zu ersetzen. Dieses kalte Wasser ist oft nährstoffreich und erzeugt Phytoplanktonblüten und eine große Steigerung der Produktivität des Meeres. [51]

Gezeiten Bearbeiten

Gezeiten sind der regelmäßige Anstieg und Abfall des Wasserspiegels, den Meere und Ozeane als Reaktion auf die Gravitationseinflüsse von Mond und Sonne und die Auswirkungen der Erdrotation erfahren. Während jedes Gezeitenzyklus steigt das Wasser an einem bestimmten Ort bis zu einer maximalen Höhe, die als "Flut" bekannt ist, bevor es wieder auf das minimale "Ebbe"-Niveau abebbt. Wenn das Wasser zurücktritt, legt es immer mehr von der Vorküste frei, die auch als Gezeitenzone bekannt ist. Der Höhenunterschied zwischen Ebbe und Flut wird als Tidenhub oder Gezeitenamplitude bezeichnet. [57] [58]

Die meisten Orte erleben jeden Tag zwei Fluten, die in Abständen von etwa 12 Stunden und 25 Minuten auftreten. Dies ist die Hälfte der 24 Stunden und 50 Minuten, die die Erde braucht, um eine vollständige Umdrehung zu machen und den Mond in seine vorherige Position relativ zu einem Beobachter zurückzubringen. Die Masse des Mondes ist etwa 27 Millionen Mal kleiner als die der Sonne, aber er ist der Erde 400 Mal näher. [59] Gezeitenkraft oder Gezeitenhebekraft nimmt mit der Entfernung schnell ab, sodass der Mond einen mehr als doppelt so großen Einfluss auf die Gezeiten hat wie die Sonne. [59] An der Stelle, an der die Erde dem Mond am nächsten ist, bildet sich im Ozean eine Ausbuchtung, weil dort auch die Wirkung der Mondanziehungskraft stärker ist. Auf der gegenüberliegenden Seite der Erde ist die Mondkraft am schwächsten, wodurch sich eine weitere Ausbuchtung bildet. Wenn sich der Mond um die Erde dreht, bewegen sich auch diese Ozeanwölbungen um die Erde. Die Anziehungskraft der Sonne wirkt auch auf die Meere, aber ihre Wirkung auf die Gezeiten ist weniger stark als die des Mondes, und wenn Sonne, Mond und Erde alle ausgerichtet sind (Vollmond und Neumond), ergibt sich der kombinierte Effekt in den hohen "Frühlingsfluten". Im Gegensatz dazu, wenn die Sonne von der Erde aus gesehen 90° vom Mond entfernt ist, verursacht der kombinierte Gravitationseffekt auf die Gezeiten weniger die niedrigeren "Nipptiden". [57]

Eine Sturmflut kann auftreten, wenn starke Winde in einem flachen Bereich Wasser gegen die Küste stauen und dies in Verbindung mit einem Tiefdrucksystem die Meeresoberfläche bei Flut dramatisch anheben kann.

Ozeanbecken Bearbeiten

Die Erde besteht aus einem magnetischen Zentralkern, einem meist flüssigen Mantel und einer harten, starren Außenhülle (oder Lithosphäre), die aus der felsigen Erdkruste und der tieferen, meist festen Außenschicht des Mantels besteht. An Land ist die Kruste als kontinentale Kruste bekannt, während sie unter dem Meer als ozeanische Kruste bekannt ist. Letzterer besteht aus relativ dichtem Basalt und ist etwa fünf bis zehn Kilometer dick. Die relativ dünne Lithosphäre schwimmt auf dem schwächeren und heißeren Mantel darunter und ist in mehrere tektonische Platten gebrochen. [60] In der Mitte des Ozeans wird ständig Magma durch den Meeresboden zwischen benachbarten Platten getrieben, um mittelozeanische Rücken zu bilden, und hier neigen Konvektionsströmungen innerhalb des Mantels dazu, die beiden Platten auseinander zu treiben. Parallel zu diesen Kämmen und näher an den Küsten kann eine ozeanische Platte unter einer anderen ozeanischen Platte in einem als Subduktion bezeichneten Prozess gleiten. Hier bilden sich tiefe Gräben und der Prozess wird durch das Zusammenschleifen der Platten von Reibung begleitet. Die Bewegung verläuft ruckartig, was Erdbeben verursacht, Hitze erzeugt und Magma nach oben getrieben wird, wodurch Unterwasserberge entstehen, von denen einige Ketten von vulkanischen Inseln in der Nähe von tiefen Gräben bilden können. In der Nähe einiger der Grenzen zwischen Land und Meer gleiten die etwas dichteren ozeanischen Platten unter die Kontinentalplatten und es bilden sich weitere Subduktionsgräben. Beim Zusammenreiben werden die Kontinentalplatten verformt und knicken ein, was zur Bildung von Bergen und seismischer Aktivität führt. [61] [62]

Der tiefste Graben der Erde ist der Marianengraben, der sich über etwa 2.500 Kilometer (1.600 Meilen) über den Meeresboden erstreckt. Es liegt in der Nähe der Marianen, einer vulkanischen Inselgruppe im Westpazifik. Sein tiefster Punkt liegt 10,994 Kilometer (fast 7 Meilen) unter der Meeresoberfläche. [63]

Küsten Bearbeiten

Die Zone, in der Land auf Meer trifft, ist als Küste bekannt, und der Teil zwischen den niedrigsten Springfluten und der oberen Grenze, die durch plätschernde Wellen erreicht wird, ist die Küste. Ein Strand ist die Ansammlung von Sand oder Kies am Ufer. [64] Eine Landzunge ist eine Landspitze, die ins Meer hinausragt, und eine größere Landzunge ist als Kap bekannt. Die Einbuchtung einer Küstenlinie, insbesondere zwischen zwei Landzungen, ist eine Bucht, eine kleine Bucht mit einer schmalen Bucht ist eine Bucht und eine große Bucht kann als Golf bezeichnet werden. [65] Küstenlinien werden durch eine Reihe von Faktoren beeinflusst, darunter die Stärke der an der Küste ankommenden Wellen, das Gefälle des Landrandes, die Zusammensetzung und Härte des Küstengesteins, die Neigung des Off-Shore-Hangs und die Veränderungen der die Höhe des Bodens aufgrund von lokaler Hebung oder Überflutung. Normalerweise rollen Wellen mit einer Geschwindigkeit von sechs bis acht pro Minute zum Ufer und diese werden als konstruktive Wellen bezeichnet, da sie dazu neigen, Material den Strand hinauf zu bewegen und wenig erosive Wirkung haben. Sturmwellen treffen in schneller Folge an Land ein und werden als zerstörerische Wellen bezeichnet, da der Schwung das Strandmaterial seewärts bewegt. Unter ihrem Einfluss werden Sand und Kies am Strand zusammengeschliffen und abgerieben. Bei Flut wirkt die Wucht einer Sturmwelle, die auf den Fuß einer Klippe einschlägt, erschütternd, da die Luft in Spalten und Spalten komprimiert wird und sich dann unter Druckabbau schnell ausdehnt. Gleichzeitig wirken Sand und Kiesel erosiv, wenn sie gegen die Felsen geschleudert werden. Dies neigt dazu, die Klippe zu untergraben, und es folgen normale Verwitterungsprozesse wie Frosteinwirkung, die weitere Zerstörungen verursachen. Nach und nach entwickelt sich am Fuß der Klippe eine wellenförmige Plattform, die eine schützende Wirkung hat und die weitere Wellenerosion reduziert. [64]

Material, das von den Rändern des Landes abgenutzt wurde, landet schließlich im Meer. Hier unterliegt es dem Abrieb, da parallel zur Küste fließende Strömungen Kanäle ausspülen und Sand und Kieselsteine ​​von ihrem Entstehungsort wegtransportieren. Von Flüssen ins Meer getragene Sedimente setzen sich auf dem Meeresboden ab und verursachen Deltas in Mündungen. All diese Materialien bewegen sich unter dem Einfluss von Wellen, Gezeiten und Strömungen hin und her. [64] Baggerarbeiten entfernen Material und vertiefen Kanäle, können aber an anderen Stellen der Küste unerwartete Auswirkungen haben. Die Regierungen unternehmen Anstrengungen, um eine Überflutung des Landes durch den Bau von Wellenbrechern, Deichen, Deichen und Deichen und anderen Verteidigungsanlagen zu verhindern. Zum Beispiel soll die Thames Barrier London vor einer Sturmflut schützen [66], während das Versagen der Deiche und Deiche um New Orleans während des Hurrikans Katrina eine humanitäre Krise in den Vereinigten Staaten auslöste.

Wasserkreislauf Bearbeiten

Das Meer spielt eine Rolle im Wasser- oder Wasserkreislauf, in dem Wasser aus dem Ozean verdunstet, als Dampf durch die Atmosphäre wandert, kondensiert, als Regen oder Schnee fällt, so das Leben an Land erhält und größtenteils ins Meer zurückfließt. [67] Selbst in der Atacama-Wüste, wo nur wenig Regen fällt, wehen dichte Nebelwolken, die als Camanchaca bekannt sind, aus dem Meer und unterstützen das Pflanzenleben. [68]

In Zentralasien und anderen großen Landmassen gibt es endorheische Becken, die keinen Abfluss zum Meer haben, die durch Berge oder andere natürliche geologische Merkmale vom Ozean getrennt sind, die das Abfließen des Wassers verhindern. Das Kaspische Meer ist das größte davon. Sein Hauptzufluss kommt von der Wolga, es gibt keinen Abfluss und die Verdunstung des Wassers macht es salzhaltig, da sich gelöste Mineralien ansammeln. Der Aralsee in Kasachstan und Usbekistan sowie der Pyramid Lake im Westen der Vereinigten Staaten sind weitere Beispiele für große, salzhaltige Binnengewässer ohne Entwässerung. Einige endorheische Seen sind weniger salzhaltig, aber alle reagieren empfindlich auf Schwankungen in der Qualität des einfließenden Wassers. [69]

Kohlenstoffkreislauf Bearbeiten

Ozeane enthalten die größte Menge an aktiv zirkulierendem Kohlenstoff der Welt und stehen nach der Lithosphäre an zweiter Stelle in der Menge an Kohlenstoff, die sie speichern. [70] Die Oberflächenschicht der Ozeane enthält große Mengen an gelöstem organischem Kohlenstoff, der schnell mit der Atmosphäre ausgetauscht wird. Die Konzentration des gelösten anorganischen Kohlenstoffs in der tiefen Schicht ist etwa 15 Prozent höher als die der Oberflächenschicht [71] und verbleibt dort für viel längere Zeiträume. [72] Die thermohaline Zirkulation tauscht Kohlenstoff zwischen diesen beiden Schichten aus. [70]

Kohlenstoff gelangt in den Ozean, wenn sich atmosphärisches Kohlendioxid in den Oberflächenschichten löst und in Kohlensäure, Karbonat und Bikarbonat umgewandelt wird: [73]

Es kann auch als gelöster organischer Kohlenstoff durch Flüsse gelangen und wird von photosynthetischen Organismen in organischen Kohlenstoff umgewandelt. Dieses kann entweder über die Nahrungskette ausgetauscht werden oder als abgestorbenes Weichgewebe in die tieferen, kohlenstoffreicheren Schichten oder als Calciumcarbonat in Schalen und Knochen ausgefällt werden. Es zirkuliert in dieser Schicht über lange Zeiträume, bevor es sich entweder als Sediment ablagert oder durch thermohaline Zirkulation in Oberflächengewässer zurückgeführt wird. [72]

Die Ozeane beherbergen eine vielfältige Sammlung von Lebensformen, die sie als Lebensraum nutzen. Da Sonnenlicht nur die oberen Schichten beleuchtet, existiert der größte Teil des Ozeans in permanenter Dunkelheit. Da die unterschiedlichen Tiefen- und Temperaturzonen jeweils Lebensraum für eine einzigartige Artenvielfalt bieten, umfasst die Meeresumwelt insgesamt eine immense Vielfalt an Leben. [74] Meereslebensräume reichen von Oberflächenwasser bis zu den tiefsten ozeanischen Gräben, einschließlich Korallenriffen, Seetangwäldern, Seegraswiesen, Gezeitentümpeln, schlammigen, sandigen und felsigen Meeresböden und der offenen pelagischen Zone. Die im Meer lebenden Organismen reichen von Walen mit einer Länge von 30 Metern bis hin zu mikroskopisch kleinem Phytoplankton und Zooplankton, Pilzen und Bakterien. Das Leben im Meer spielt eine wichtige Rolle im Kohlenstoffkreislauf, da photosynthetische Organismen gelöstes Kohlendioxid in organischen Kohlenstoff umwandeln und es für den Menschen wirtschaftlich wichtig ist, Fische als Nahrung bereitzustellen. [75] [76] ( S.204–229 )

Das Leben mag im Meer entstanden sein und alle wichtigen Tiergruppen sind dort vertreten. Wissenschaftler unterscheiden sich, wo genau das Leben im Meer entstanden ist: Die Miller-Urey-Experimente schlugen eine verdünnte chemische "Suppe" im offenen Wasser vor, aber neuere Vorschläge umfassen vulkanische heiße Quellen, feinkörnige Tonsedimente oder "schwarzer Raucher" aus der Tiefsee "Öffnungen, die alle Schutz vor schädlicher ultravioletter Strahlung geboten hätten, die nicht von der frühen Erdatmosphäre blockiert wurde. [3] ( S.138–140 )

Meereslebensräume Bearbeiten

Marine Lebensräume können horizontal in Küsten- und offene Meereslebensräume unterteilt werden. Küstenlebensräume erstrecken sich von der Küstenlinie bis zum Rand des Kontinentalschelfs. Das meiste Meeresleben findet sich in Küstenlebensräumen, obwohl die Schelffläche nur 7 Prozent der gesamten Meeresfläche einnimmt. Lebensräume im offenen Ozean finden sich in der Tiefsee jenseits des Randes des Kontinentalschelfs. Alternativ können marine Lebensräume vertikal in pelagische (offene Gewässer), demersale (direkt über dem Meeresboden) und benthische (Meeresgrund) Lebensräume unterteilt werden. Eine dritte Einteilung erfolgt nach Breitengraden: von Polarmeeren mit Schelfeis, Meereis und Eisbergen bis hin zu gemäßigten und tropischen Gewässern. [3] ( S.150–151 )

Korallenriffe, die sogenannten "Regenwälder des Meeres", nehmen weniger als 0,1 Prozent der Weltmeeresoberfläche ein, doch ihre Ökosysteme umfassen 25 Prozent aller Meeresarten. [77] Die bekanntesten sind tropische Korallenriffe wie das Great Barrier Reef in Australien, aber Kaltwasserriffe beherbergen eine Vielzahl von Arten, darunter Korallen (von denen nur sechs zur Riffbildung beitragen). [3] ( S.204–207 ) [78]

Algen und Pflanzen Bearbeiten

Marine Primärproduzenten – Pflanzen und mikroskopisch kleine Organismen im Plankton – sind weit verbreitet und für das Ökosystem sehr wichtig. Es wird geschätzt, dass die Hälfte des weltweiten Sauerstoffs von Phytoplankton produziert wird. [79] [80] Etwa 45 Prozent der Primärproduktion des Meeres an lebendem Material werden von Kieselalgen beigesteuert. [81] Viel größere Algen, allgemein bekannt als Algen, sind lokal wichtig Sargassum bildet schwimmende Verwehungen, während Seetang Wälder am Meeresboden bildet. [76] ( S. 246–255 ) Blütenpflanzen in Form von Seegräsern wachsen auf „Wiesen“ in sandigen Untiefen, [82] säumen Mangroven die Küste in tropischen und subtropischen Regionen [83] und salztolerante Pflanzen gedeihen in regelmäßig überschwemmten Salzwiesen . [84] Alle diese Lebensräume sind in der Lage, große Mengen an Kohlenstoff zu speichern und eine artenreiche Reihe von größeren und kleineren Tierarten zu unterstützen. [85]

Licht kann nur die obersten 200 Meter (660 ft) durchdringen, daher ist dies der einzige Teil des Meeres, in dem Pflanzen wachsen können. [35] Die Oberflächenschichten weisen oft einen Mangel an biologisch aktiven Stickstoffverbindungen auf. Der marine Stickstoffkreislauf besteht aus komplexen mikrobiellen Transformationen, die die Fixierung von Stickstoff, seine Assimilation, Nitrifikation, Anammox und Denitrifikation umfassen. [86] Einige dieser Prozesse finden in tiefen Gewässern statt, so dass dort, wo kaltes Wasser aufsteigt, und auch in der Nähe von Flussmündungen, in denen Nährstoffe aus dem Land vorhanden sind, das Pflanzenwachstum höher ist. Dies bedeutet, dass die produktivsten Gebiete, reich an Plankton und damit auch an Fisch, hauptsächlich an der Küste liegen. [3] ( S.160–163 )

Tiere und andere Meereslebewesen Bearbeiten

Im Meer gibt es ein breiteres Spektrum an höheren Tiertaxa als an Land, viele Meeresarten sind noch nicht entdeckt und die Zahl, die der Wissenschaft bekannt ist, wächst jährlich. [87] Einige Wirbeltiere wie Seevögel, Robben und Meeresschildkröten kehren zum Brüten ins Land zurück, aber Fische, Wale und Seeschlangen leben vollständig im Wasser und viele wirbellose Stämme sind ausschließlich marin. Tatsächlich wimmelt es in den Ozeanen von Leben und bietet viele unterschiedliche Mikrohabitate. [87] Einer davon ist der Oberflächenfilm, der, obwohl er von Wellenbewegungen hin und her geschleudert wird, eine reiche Umgebung bietet und Bakterien, Pilzen, Mikroalgen, Protozoen, Fischeiern und verschiedenen Larven beheimatet. [88]

Die pelagische Zone enthält Makro- und Mikrofauna und unzählige Zooplankton, die mit den Strömungen treiben. Die meisten der kleinsten Organismen sind die Larven von Fischen und wirbellosen Meerestieren, die in großer Zahl Eier freisetzen, weil die Chance, dass ein Embryo bis zur Reife überlebt, so gering ist. [89] Das Zooplankton ernährt sich von Phytoplankton und voneinander und bildet einen grundlegenden Teil der komplexen Nahrungskette, die sich über verschieden große Fische und andere nektonische Organismen bis hin zu großen Tintenfischen, Haien, Schweinswalen, Delfinen und Walen erstreckt. [90] Einige Meeresbewohner machen große Wanderungen, entweder zu anderen Regionen des Ozeans auf einer saisonalen Basis oder täglich vertikale Wanderungen, oft aufsteigend, um nachts zu fressen, und absteigend am Tag in Sicherheit. [91] Schiffe können invasive Arten durch das Ablassen von Ballastwasser oder den Transport von Organismen einführen oder verbreiten, die sich als Teil der Fouling-Gemeinschaft auf den Schiffsrümpfen angesammelt haben. [92]

Die Grundzone unterstützt viele Tiere, die sich von benthischen Organismen ernähren oder Schutz vor Raubtieren suchen, und der Meeresboden bietet eine Reihe von Lebensräumen auf oder unter der Oberfläche des Substrats, die von an diese Bedingungen angepassten Lebewesen genutzt werden. Die Gezeitenzone mit ihrer periodischen Aussetzung an die austrocknende Luft ist die Heimat von Seepocken, Weichtieren und Krebstieren. In der neritischen Zone gibt es viele Organismen, die Licht brauchen, um zu gedeihen. Hier leben zwischen algenverkrusteten Gesteinen Schwämme, Stachelhäuter, Polychaetenwürmer, Seeanemonen und andere Wirbellose. Korallen enthalten oft photosynthetische Symbionten und leben in seichten Gewässern, in die Licht eindringt. Die ausgedehnten Kalkskelette, die sie extrudieren, bauen sich zu Korallenriffen auf, die ein wichtiges Merkmal des Meeresbodens sind. Diese bieten einen artenreichen Lebensraum für Riffbewohner. Auf dem Boden tieferer Meere gibt es weniger Meereslebewesen, aber das Meeresleben gedeiht auch um Seeberge, die aus der Tiefe aufsteigen, wo sich Fische und andere Tiere versammeln, um zu laichen und zu fressen. In der Nähe des Meeresbodens leben Grundfische, die sich hauptsächlich von pelagischen Organismen oder benthischen Wirbellosen ernähren. [93] Die Erforschung der Tiefsee durch Tauchboote enthüllte eine neue Welt von Kreaturen, die auf dem Meeresboden leben, von der Wissenschaftler zuvor nicht wussten, dass sie existiert. Einige wie die Detrivoren sind auf organisches Material angewiesen, das auf den Meeresboden fällt. Andere gruppieren sich um hydrothermale Tiefseeschlote, wo mineralreiche Wasserströme aus dem Meeresboden austreten, und unterstützen Gemeinschaften, deren Hauptproduzenten sulfidoxidierende chemoautotrophe Bakterien sind und deren Verbraucher häufig spezialisierte Muscheln, Seeanemonen, Seepocken, Krabben, Würmer und Fische sind nirgendwo anders gefunden. [3] ( S. 212 ) Ein toter Wal, der auf den Meeresgrund sinkt, bietet Nahrung für eine Ansammlung von Organismen, die ebenfalls weitgehend auf die Wirkung schwefelreduzierender Bakterien angewiesen sind. Solche Orte unterstützen einzigartige Biome, in denen viele neue Mikroben und andere Lebensformen entdeckt wurden. [94]

Geschichte der Navigation und Erkundung Bearbeiten

Die Menschen haben die Meere bereist, seit sie die ersten Seeschiffe gebaut haben. Mesopotamier benutzten Bitumen, um ihre Schilfboote abzudichten und wenig später Segel zu bemasten. [95] Von c. 3000 v. Chr. hatten Austronesier auf Taiwan begonnen, sich im maritimen Südostasien auszubreiten. [96] Anschließend zeigten die austronesischen "Lapita"-Völker große Navigationsleistungen und reichten vom Bismarck-Archipel bis nach Fidschi, Tonga und Samoa. [97] Ihre Nachkommen legten weiterhin Tausende von Meilen zwischen winzigen Inseln auf Auslegerkanus zurück [98] und fanden dabei viele neue Inseln, darunter Hawaii, die Osterinsel (Rapa Nui) und Neuseeland. [99]

Die alten Ägypter und Phönizier erforschten das Mittelmeer und das Rote Meer, wobei der Ägypter Hannu um 2750 v. Chr. die arabische Halbinsel und die afrikanische Küste erreichte. [100] Im 1. Jahrtausend v. Chr. gründeten Phönizier und Griechen Kolonien im gesamten Mittelmeerraum und im Schwarzen Meer. [101] Der karthagische Seefahrer Hanno hinterließ um 500 v. [102] [103] Im frühen Mittelalter überquerten die Wikinger den Nordatlantik und erreichten sogar die nordöstlichen Randgebiete Nordamerikas. [104] Die Novgorodianer segelten seit dem 13. Jahrhundert oder früher auch auf dem Weißen Meer. [105] Inzwischen wurden die Meere entlang der ost- und südasiatischen Küste von arabischen und chinesischen Händlern genutzt. [106] Die chinesische Ming-Dynastie hatte im frühen 15. Jahrhundert eine Flotte von 317 Schiffen mit 37.000 Mann unter Zheng He, die den Indischen und Pazifischen Ozean befuhren. [3] ( S. 12–13 ) Im späten 15. Jahrhundert begannen westeuropäische Seeleute, längere Erkundungsreisen auf der Suche nach Handel zu unternehmen. Bartolomeu Dias umrundete 1487 das Kap der Guten Hoffnung und Vasco da Gama erreichte 1498 Indien über das Kap. Christoph Kolumbus segelte 1492 von Cadiz aus und versuchte, die östlichen Länder Indiens und Japans auf dem neuartigen Weg nach Westen zu erreichen. Stattdessen landete er auf einer Insel im Karibischen Meer und einige Jahre später erreichte der venezianische Seefahrer John Cabot Neufundland. Der Italiener Amerigo Vespucci, nach dem Amerika benannt wurde, erkundete zwischen 1497 und 1502 die südamerikanische Küste und entdeckte die Mündung des Amazonas. [3] ( S. 12–13 ) 1519 führte der portugiesische Seefahrer Ferdinand Magellan die spanische Magellan-Elcano-Expedition an, die als erste die Welt umsegelte. [3] ( S. 12–13 )

Was die Geschichte der Navigationsinstrumente angeht, wurde ein Kompass zuerst von den alten Griechen und Chinesen verwendet, um anzuzeigen, wo Norden liegt und in welche Richtung das Schiff fährt.Der Breitengrad (ein Winkel, der von 0° am Äquator bis 90° an den Polen reicht) wurde durch Messung des Winkels zwischen Sonne, Mond oder einem bestimmten Stern und dem Horizont mit einem Astrolabium, Jakobsstab oder Sextanten bestimmt. Der Längengrad (eine Linie auf dem Globus, die die beiden Pole verbindet) konnte nur mit einem genauen Chronometer berechnet werden, um den genauen Zeitunterschied zwischen dem Schiff und einem festen Punkt wie dem Greenwich-Meridian anzuzeigen. 1759 entwarf John Harrison, ein Uhrmacher, ein solches Instrument und James Cook benutzte es auf seinen Entdeckungsreisen. [107] Heutzutage ermöglicht das Global Positioning System (GPS) mit mehr als dreißig Satelliten eine genaue Navigation weltweit. [107]

Was die für die Navigation wichtigen Karten betrifft, so kartierte Ptolemäus im zweiten Jahrhundert die gesamte bekannte Welt von den "Fortunatae Insulae", den Kapverden oder den Kanarischen Inseln, ostwärts bis zum Golf von Thailand. Diese Karte wurde 1492 verwendet, als Christoph Kolumbus zu seinen Entdeckungsreisen aufbrach. [108] Anschließend fertigte Gerardus Mercator 1538 eine praktische Weltkarte an, wobei seine Kartenprojektion praktischerweise Rhumb-Linien gerade machte. [3] ( S. 12–13 ) Bis zum 18. Jahrhundert wurden bessere Karten erstellt und ein Teil des Ziels von James Cook auf seinen Reisen war es, den Ozean weiter zu kartieren. Die wissenschaftliche Studie wurde mit den Tiefenaufnahmen der Tuscarora, die Meeresforschung der Challenger-Reisen (1872–1876), die Arbeit der skandinavischen Seeleute Roald Amundsen und Fridtjof Nansen, die Michael Sars-Expedition 1910, die deutsche Meteor-Expedition von 1925, die Antarktis-Vermessungsarbeiten von Entdeckung II 1932 und andere seither. [18] Darüber hinaus wurde 1921 die International Hydrographic Organization (IHO) gegründet, die die weltweite Autorität für hydrografische Vermessung und Seekarten darstellt. [109] Ein Entwurf der vierten Auflage wurde 1986 veröffentlicht, aber bisher haben mehrere Namensstreitigkeiten (wie der über das Japanische Meer) seine Ratifizierung verhindert.

Geschichte der Ozeanographie und Tiefseeforschung Bearbeiten

Die wissenschaftliche Ozeanographie begann mit den Reisen von Kapitän James Cook von 1768 bis 1779 und beschrieb den Pazifik mit beispielloser Präzision von 71 Grad Süd bis 71 Grad Nord. [3] ( S. 14 ) John Harrisons Chronometer unterstützten Cooks genaue Navigation und Kartierung auf zwei dieser Reisen und verbesserten permanent den erreichbaren Standard für die nachfolgenden Arbeiten. [3] ( S. 14 ) Im 19. Jahrhundert folgten weitere Expeditionen aus Russland, Frankreich, den Niederlanden und den USA sowie Großbritannien. [3] ( S. 15 ) Auf HMS Beagle, das Charles Darwin Ideen und Materialien für sein Buch von 1859 lieferte Zur Entstehung der Arten, der Kapitän des Schiffes, Robert FitzRoy, kartierte die Meere und Küsten und veröffentlichte 1839 seinen vierbändigen Bericht über die drei Reisen des Schiffes. [3] ( S. 15 ) Edward Forbes' Buch von 1854, Verteilung des Meereslebens argumentierte, dass unterhalb von etwa 600 Metern (2000 Fuß) kein Leben existieren könnte. Dies wurde von den britischen Biologen W. B. Carpenter und C. Wyville Thomson als falsch bewiesen, die 1868 durch Ausbaggern Leben in tiefen Gewässern entdeckten. [3] ( S. 15 ) Wyville Thompson wurde leitender Wissenschaftler auf der Challenger-Expedition von 1872–1876, die effektiv die Wissenschaft der Ozeanographie begründete. [3] ( S. 15 )

Auf ihrer 68.890 Seemeilen (127.580 km) langen Reise um den Globus HMS-Herausforderer entdeckte etwa 4.700 neue Meeresarten und führte 492 Tiefseesondierungen, 133 Bodenbagger, 151 offene Schleppnetze und 263 serielle Wassertemperaturbeobachtungen durch. [110] Im Südatlantik 1898/1899 Carl Chun auf der Valdivia brachte viele neue Lebensformen aus Tiefen von über 4.000 Metern (13.000 ft) an die Oberfläche. Die ersten Beobachtungen von Tiefseetieren in ihrer natürlichen Umgebung wurden 1930 von William Beebe und Otis Barton gemacht, die in der kugelförmigen stählernen Bathysphäre auf 434 Meter abstiegen. [111] Dieser wurde per Kabel abgesenkt, aber 1960 brachte ein von Jacques Piccard entwickeltes selbstangetriebenes Tauchboot, Trieste, Piccard und Don Walsh in den tiefsten Teil der Ozeane der Erde, den Marianengraben im Pazifik, und erreichte eine Rekordtiefe von etwa 10.915 Meter (35.810 ft), [112] eine Leistung, die sich bis 2012 nicht wiederholte, als James Cameron die Deepsea Challenger in ähnliche Tiefen steuerte. [113] Ein atmosphärischer Taucheranzug kann für Tiefseeoperationen getragen werden, wobei ein neuer Weltrekord im Jahr 2006 aufgestellt wurde, als ein Taucher der US Navy in einem dieser gegliederten Druckanzüge auf 2.000 Fuß (610 m) abstieg. [114]

In großen Tiefen dringt kein Licht von oben durch die Wasserschichten und der Druck ist extrem. Für die Erkundung der Tiefsee ist der Einsatz von Spezialfahrzeugen erforderlich, entweder ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge mit Licht und Kamera oder bemannte Tauchboote. Die batteriebetriebenen Mir-Tauchboote haben eine Drei-Mann-Besatzung und können bis zu 6.000 m absinken. Sie verfügen über Sichtfenster, 5.000-Watt-Lampen, Videogeräte und Manipulatorarme zum Sammeln von Proben, zum Platzieren von Sonden oder zum Schieben des Fahrzeugs über den Meeresboden, wenn die Triebwerke übermäßiges Sediment aufwirbeln würden. [115]

Bathymetrie ist die Kartierung und Untersuchung der Topographie des Meeresbodens. Zu den Methoden zur Messung der Meerestiefe gehören Ein- oder Mehrstrahlecholote, Laser-Luftecholote und die Berechnung von Tiefen aus Satelliten-Fernerkundungsdaten. Diese Informationen werden verwendet, um die Trassen von Seekabeln und Pipelines zu bestimmen, geeignete Standorte für die Aufstellung von Bohrinseln und Offshore-Windturbinen auszuwählen und um mögliche neue Fischereien zu identifizieren. [116]

Die laufende ozeanographische Forschung umfasst marine Lebensformen, den Naturschutz, die Meeresumwelt, die Chemie des Ozeans, die Untersuchung und Modellierung der Klimadynamik, der Luft-Meer-Grenze, Wettermuster, Meeresressourcen, erneuerbare Energien, Wellen und Strömungen sowie Design und Entwicklung neuer Werkzeuge und Technologien zur Erforschung der Tiefe. [117] Während sich in den 1960er und 1970er Jahren die Forschung auf Taxonomie und Grundlagenbiologie konzentrieren konnte, hat sich die Aufmerksamkeit in den 2010er Jahren auf größere Themen wie den Klimawandel verlagert. [118] Forscher nutzen satellitengestützte Fernerkundung für Oberflächengewässer mit Forschungsschiffen, festgemachten Observatorien und autonomen Unterwasserfahrzeugen, um alle Teile des Meeres zu untersuchen und zu überwachen. [119]

Gesetz Bearbeiten

"Freiheit der Meere" ist ein völkerrechtliches Prinzip aus dem 17. Jahrhundert. Er betont die Freiheit, durch die Ozeane zu navigieren, und missbilligt den Krieg, der in internationalen Gewässern geführt wird. [120] Dieses Konzept ist heute im Seerechtsübereinkommen der Vereinten Nationen (UNCLOS) verankert, dessen dritte Fassung 1994 in Kraft trat. Artikel 87 Absatz 1 besagt: „Die Hohe See steht allen offen Staaten, ob an der Küste oder im Binnenland." Artikel 87 (1) (a) bis (f) enthält eine nicht erschöpfende Liste von Freiheiten, einschließlich Navigation, Überflug, Verlegung von Seekabeln, Bau künstlicher Inseln, Fischerei und wissenschaftliche Forschung. [120] Die Sicherheit der Schifffahrt wird von der International Maritime Organization geregelt. Zu seinen Zielen gehören die Entwicklung und Aufrechterhaltung eines Rechtsrahmens für Schifffahrt, Seeverkehrssicherheit, Umweltbelange, Rechtsangelegenheiten, technische Zusammenarbeit und Seeverkehrssicherheit. [121]

UNCLOS definiert verschiedene Wasserbereiche. „Binnengewässer“ liegen auf der landseitigen Seite einer Basislinie und ausländische Schiffe haben kein Durchfahrtsrecht in diesen. „Territoriale Gewässer“ erstrecken sich bis zu 12 Seemeilen (22 Kilometer 14 Meilen) von der Küste entfernt und in diesen Gewässern steht es dem Küstenstaat frei, Gesetze zu erlassen, die Nutzung zu regulieren und jede Ressource auszubeuten. Eine „angrenzende Zone“, die sich über weitere 12 Seemeilen erstreckt, ermöglicht die Verfolgung von Schiffen, die im Verdacht stehen, Gesetze in vier spezifischen Bereichen zu verletzen: Zoll, Steuern, Einwanderung und Umweltverschmutzung. Eine „exklusive Wirtschaftszone“ erstreckt sich über 200 Seemeilen (370 Kilometer 230 Meilen) von der Basislinie. Innerhalb dieses Gebietes hat der Küstenstaat die alleinigen Nutzungsrechte über alle natürlichen Ressourcen. Der "Kontinentalschelf" ist die natürliche Verlängerung des Landgebiets bis zum äußeren Rand des Kontinentalrands oder 200 Seemeilen von der Basislinie des Küstenstaats entfernt, je nachdem, welcher Wert größer ist. Hier hat der Küstenstaat das ausschließliche Recht, Mineralien und auch lebende Ressourcen, die am Meeresboden „angehängt“ sind, zu ernten. [120]

Krieg Bearbeiten

Die Kontrolle über das Meer ist wichtig für die Sicherheit einer Seefahrernation, und die Seeblockade eines Hafens kann dazu verwendet werden, in Kriegszeiten Nahrungsmittel und Vorräte abzuschneiden. Auf dem Meer werden seit mehr als 3.000 Jahren Schlachten ausgetragen. Um 1210 v. Chr. besiegte Suppiluliuma II., der König der Hethiter, eine Flotte von Alashiya (dem heutigen Zypern) und verbrannte sie. [122] Im entscheidenden Jahr 480 v. In der Schlacht von Salamis schloss der griechische General Themistokles die weit größere Flotte des persischen Königs Xerxes in einem engen Kanal ein und griff energisch an, wobei er 200 persische Schiffe für den Verlust von 40 griechischen Schiffen zerstörte. [123] Am Ende des Zeitalters des Segelns brach die englische Marine unter der Führung von Horatio Nelson in der Schlacht von Trafalgar 1805 die Macht der vereinigten französischen und spanischen Flotten. [124]

Mit Dampf und der industriellen Herstellung von Stahlblech kam eine stark erhöhte Feuerkraft in Form der mit Langstreckengeschützen bewaffneten Dreadnought-Schlachtschiffe. 1905 besiegte die japanische Flotte die russische Flotte, die über 18.000 Seemeilen (33.000 km) zurückgelegt hatte, in der Schlacht von Tsushima entscheidend. [125] Dreadnoughts kämpften im Ersten Weltkrieg bei der Schlacht um Jütland 1916 zwischen der Großen Flotte der Royal Navy und der Hochseeflotte der Kaiserlichen Deutschen Marine ergebnislos. [126] Im Zweiten Weltkrieg zeigte der britische Sieg in der Schlacht von Taranto 1940, dass die Luftwaffe der See ausreichte, um die größten Kriegsschiffe zu besiegen, [127] was die entscheidenden Seeschlachten des Pazifikkrieges einschließlich der Schlachten an der Coral . vorwegnahm Sea, Midway, das philippinische Meer und die klimatische Schlacht am Golf von Leyte, bei denen die dominierenden Schiffe Flugzeugträger waren. [128] [129]

U-Boote wurden im Ersten Weltkrieg in der Seekriegsführung wichtig, als deutsche U-Boote, sogenannte U-Boote, fast 5.000 alliierte Handelsschiffe versenkten, [130] einschließlich der RMS Lusitania, die dazu beitrug, die Vereinigten Staaten in den Krieg zu bringen. [131] Im Zweiten Weltkrieg wurden fast 3.000 alliierte Schiffe von U-Booten versenkt, die versuchten, den Versorgungsfluss nach Großbritannien zu blockieren, [132] aber die Alliierten brachen die Blockade in der Schlacht im Atlantik, die die gesamte Länge von den Krieg, versenkte 783 U-Boote. [133] Seit 1960 haben mehrere Nationen Flotten von nuklearbetriebenen U-Booten mit ballistischen Raketen unterhalten, Schiffe, die ausgerüstet sind, um ballistische Raketen mit nuklearen Sprengköpfen unter dem Meer abzufeuern. Einige von ihnen werden permanent auf Patrouille gehalten. [134] [135]

Reise Bearbeiten

Segelschiffe oder Pakete transportierten Post nach Übersee, einer der frühesten war der niederländische Dienst nach Batavia in den 1670er Jahren. [136] Diese fügten Passagierunterkünfte hinzu, aber in beengten Verhältnissen. Später wurden Liniendienste angeboten, aber die Zeit der Fahrten hing stark vom Wetter ab. Als Dampfschiffe Segelschiffe ablösten, übernahmen Hochseeschiffe die Beförderung von Menschen. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts dauerte die Überquerung des Atlantiks etwa fünf Tage und die Reedereien wetteiferten um die größten und schnellsten Schiffe. Die Blue Riband war eine inoffizielle Auszeichnung für das schnellste Linienschiff, das den Atlantik im Linienverkehr überquerte. Das Mauretanien hielt den Titel ab 1909 zwanzig Jahre lang mit 26,06 Knoten (48,26 km/h). [137] Die Hales Trophy, eine weitere Auszeichnung für die schnellste kommerzielle Überquerung des Atlantiks, wurde von der Vereinigte Staaten 1952 für eine Überfahrt, die drei Tage, zehn Stunden und vierzig Minuten dauerte. [138]

Die großen Liner waren komfortabel, aber teuer in Treibstoff und Personal. Das Zeitalter der transatlantischen Linienschiffe ging zurück, als billige Interkontinentalflüge verfügbar wurden. 1958 geriet ein regelmäßiger Linienflugverkehr zwischen New York und Paris von sieben Stunden in Vergessenheit. Nach und nach wurden die Schiffe aufgelegt, einige wurden verschrottet, andere wurden zu Kreuzfahrtschiffen für die Freizeitindustrie und wieder andere schwimmende Hotels. [139]

Handel Bearbeiten

Der Seehandel existiert seit Jahrtausenden. Die ptolemäische Dynastie hatte über die Häfen des Roten Meeres den Handel mit Indien entwickelt und im ersten Jahrtausend v. Chr. Handelten Araber, Phönizier, Israeliten und Inder mit Luxusgütern wie Gewürzen, Gold und Edelsteinen. [140] Die Phönizier waren bekannte Seehändler und unter den Griechen und Römern florierte der Handel weiter. Mit dem Zusammenbruch des Römischen Reiches schwand der europäische Handel, aber er florierte weiterhin zwischen den Königreichen Afrika, des Nahen Ostens, Indiens, Chinas und Südostasiens. [141] Vom 16. bis zum 19. Jahrhundert wurden über einen Zeitraum von 400 Jahren etwa 12-13 Millionen Afrikaner über den Atlantik verschifft, um sie im Rahmen des atlantischen Sklavenhandels als Sklaven nach Amerika zu verkaufen. [142] [143] : 194

Vor allem über den Atlantik und rund um den Pazifik werden große Mengen Güter auf dem Seeweg transportiert. Eine wichtige Handelsroute führt durch die Säulen des Herkules, über das Mittelmeer und den Suezkanal zum Indischen Ozean und durch die Straße von Malakka geht auch viel Handel über den Ärmelkanal. [144] Schifffahrtswege sind die Routen auf offener See, die von Frachtschiffen genutzt werden, wobei traditionell Passatwinde und Strömungen genutzt werden. Über 60 Prozent des weltweiten Containerverkehrs werden auf den 20 wichtigsten Handelsrouten abgewickelt. [145] Das seit 2007 zunehmende Abschmelzen des arktischen Eises ermöglicht es Schiffen, die Nordwestpassage im Sommer für einige Wochen zu befahren und die längeren Routen über den Suezkanal oder den Panamakanal zu vermeiden. [146] Ergänzt wird der Versand durch die Luftfracht, ein teureres Verfahren, das meist bei besonders wertvollen oder verderblichen Gütern zum Einsatz kommt. Der Seehandel transportiert jedes Jahr Waren im Wert von mehr als 4 Billionen US-Dollar. [147] Schüttgut in Form von Flüssigkeiten, Pulver oder Partikeln wird in den Laderäumen von Massengutfrachtern lose befördert und umfasst Rohöl, Getreide, Kohle, Erze, Schrott, Sand und Kies. [148] Andere Fracht, wie zum Beispiel Industriegüter, wird normalerweise in verschließbaren Containern in Standardgröße transportiert, die auf speziell gebauten Containerschiffen an speziellen Terminals verladen werden. [149] Vor dem Aufkommen der Containerisierung in den 1960er Jahren wurden diese Güter stückweise als Stückgut verladen, transportiert und entladen. Die Containerisierung erhöhte die Effizienz erheblich und senkte die Kosten für den Transport von Gütern auf dem Seeweg und war ein wichtiger Faktor, der Mitte bis Ende des 20. [150]

Essen Bearbeiten

Fisch und andere Fischereierzeugnisse gehören zu den am häufigsten konsumierten Quellen für Protein und andere essentielle Nährstoffe. [151] Im Jahr 2009 stammten 16,6% der weltweiten Aufnahme von tierischem Protein und 6,5% des gesamten konsumierten Proteins aus Fisch. [151] Um diesen Bedarf zu decken, haben die Küstenländer die Meeresressourcen in ihrer ausschließlichen Wirtschaftszone ausgebeutet, obwohl Fischereifahrzeuge sich zunehmend ins Ausland wagen, um die Bestände in internationalen Gewässern auszubeuten. [152] Im Jahr 2011 wurde die weltweite Gesamtproduktion von Fisch, einschließlich Aquakultur, auf 154 Millionen Tonnen geschätzt, von denen der größte Teil für den menschlichen Verzehr bestimmt war. [151] Der Fang von Wildfischen machte 90,4 Millionen Tonnen aus, während die jährlich zunehmende Aquakultur den Rest beisteuert. [151] Der Nordwestpazifik ist mit 20,9 Millionen Tonnen (27 Prozent des weltweiten Meeresfangs) im Jahr 2010 mit Abstand das produktivste Gebiet. [151] Darüber hinaus erreichte die Zahl der Fischereifahrzeuge im Jahr 2010 4,36 Millionen, während die Zahl der im primären Sektor der Fischproduktion beschäftigten Personen belief sich im selben Jahr auf 54,8 Millionen. [151]

Zu den modernen Fischereifahrzeugen gehören Fischtrawler mit kleiner Besatzung, Hecktrawler, Ringwadenfänger, Langleinen-Fabrikschiffe und große Fabrikschiffe, die wochenlang auf See bleiben und große Mengen Fisch verarbeiten und einfrieren. Als Fanggeräte können Ringwaden, andere Waden, Schleppnetze, Dredgen, Stellnetze und Langleinen verwendet werden, und die am häufigsten gefangenen Fischarten sind Hering, Kabeljau, Sardelle, Thunfisch, Flunder, Meeräsche, Tintenfisch und Lachs. Die Überfischung ist zu einem ernsthaften Problem geworden, sie führt nicht nur zur Erschöpfung der Fischbestände, sondern verringert auch die Größe der Raubfischpopulationen erheblich. [153] Es wurde geschätzt, dass "die industrielle Fischerei in der Regel innerhalb von 15 Jahren nach der Nutzung die Biomasse der Gemeinschaft um 80 % reduziert hat." [153] Um eine Überfischung zu vermeiden, haben viele Länder Quoten in ihren eigenen Gewässern eingeführt. [154] Sanierungsbemühungen sind jedoch häufig mit erheblichen Kosten für die lokale Wirtschaft oder die Nahrungsmittelversorgung verbunden.

Handwerkliche Angelmethoden umfassen Rute und Schnur, Harpunen, Tauchen, Fallen, Wurfnetze und Schleppnetze. Traditionelle Fischerboote werden von Paddel-, Wind- oder Außenbordmotoren angetrieben und verkehren in küstennahen Gewässern. Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation fördert die Entwicklung der lokalen Fischerei, um den Küstengemeinden Ernährungssicherheit zu bieten und zur Linderung der Armut beizutragen. [155]

Aquakultur Bearbeiten

Rund 79 Millionen Tonnen (78 Millionen Tonnen lang, 87 Millionen Tonnen kurz) Lebensmittel und Non-Food-Produkte wurden 2010 von der Aquakultur produziert, ein Allzeithoch. Etwa sechshundert Pflanzen- und Tierarten wurden kultiviert, einige für die Aussaat wilder Populationen. Zu den aufgezogenen Tieren gehörten Flossenfische, Wasserreptilien, Krebstiere, Weichtiere, Seegurken, Seeigel, Seescheiden und Quallen. [151] Integrierte Marikultur hat den Vorteil, dass planktonische Nahrung im Meer leicht verfügbar ist und Abfälle auf natürliche Weise entfernt werden. [156] Es werden verschiedene Methoden verwendet. Netzgehege für Flossenfische können im offenen Meer aufgehängt werden, Käfige können in geschützteren Gewässern verwendet werden oder Teiche können bei jeder Flut mit Wasser aufgefrischt werden. Garnelen können in flachen Teichen aufgezogen werden, die mit dem offenen Meer verbunden sind. [157] Seile können in Wasser gehängt werden, um Algen, Austern und Muscheln zu züchten. Austern können auf Schalen oder in Gitterröhren aufgezogen werden. Seegurken können auf dem Meeresboden gezüchtet werden. [158] Zuchtprogramme in Gefangenschaft haben Hummerlarven gezüchtet, um Jungtiere in die Wildnis zu entlassen, was zu einer erhöhten Hummerernte in Maine führte. [159] Mindestens 145 Algenarten – Rot-, Grün- und Braunalgen – werden weltweit gegessen, und einige werden seit langem in Japan und anderen asiatischen Ländern gezüchtet, es besteht großes Potenzial für zusätzliche Algenkulturen. [160] Nur wenige maritime Blütenpflanzen werden häufig als Nahrung verwendet, aber ein Beispiel ist der Queller, der sowohl roh als auch gekocht gegessen wird. [161] Eine große Schwierigkeit für die Aquakultur ist die Tendenz zur Monokultur und das damit verbundene Risiko von Volkskrankheiten. Aquakultur ist auch mit Umweltrisiken verbunden, beispielsweise hat die Garnelenzucht in Südostasien zur Zerstörung wichtiger Mangrovenwälder geführt. [162]

Freizeit Bearbeiten

Die Freizeitnutzung des Meeres entwickelte sich im 19. Jahrhundert und wurde im 20. Jahrhundert zu einem bedeutenden Wirtschaftszweig. [163] Die maritimen Freizeitaktivitäten sind vielfältig und umfassen selbstorganisierte Fahrten Kreuzfahrten, Segeln, Motorbootrennen [164] und Angeln [165] kommerziell organisierte Fahrten auf Kreuzfahrtschiffen [166] und Fahrten mit kleineren Schiffen für Ökotourismus wie Walbeobachtung und Vogelbeobachtung an der Küste. [167]

Das Baden im Meer wurde im 18. Jahrhundert in Europa in Mode, nachdem Dr. William Buchan die Praxis aus gesundheitlichen Gründen befürwortet hatte. [168] Surfen ist eine Sportart, bei der eine Welle von einem Surfer mit oder ohne Surfbrett geritten wird. Andere Wassersportarten sind Kitesurfen, bei dem ein Powerkite ein bemanntes Board über das Wasser treibt, [169] Windsurfen, bei dem die Energie von einem festen, wendigen Segel bereitgestellt wird [170] und Wasserski, bei dem ein Motorboot zum Ziehen verwendet wird ein Skifahrer. [171]

Unter der Oberfläche ist das Freitauchen zwangsläufig auf flache Abstiege beschränkt.Perlentaucher können mit Körben bis zu 12 m tauchen, um Austern zu sammeln. [172] Das menschliche Auge ist nicht für den Gebrauch unter Wasser geeignet, aber das Sehvermögen kann durch das Tragen einer Tauchermaske verbessert werden. Andere nützliche Ausrüstung sind Flossen und Schnorchel, und Tauchausrüstung ermöglicht das Atmen unter Wasser und kann daher länger unter der Oberfläche verbracht werden. [173] Die Tiefen, die von Tauchern erreicht werden können, und die Dauer, die sie unter Wasser bleiben können, werden durch den Anstieg des Drucks, den sie beim Abtauchen erfahren, und die Notwendigkeit, eine Dekompressionskrankheit bei der Rückkehr an die Oberfläche zu verhindern, begrenzt. Freizeittaucher beschränken sich auf Tiefen von 30 m, ab denen die Gefahr einer Stickstoffnarkose zunimmt. Tiefere Tauchgänge können mit spezieller Ausrüstung und Ausbildung durchgeführt werden. [173]

Branche Bearbeiten

Stromerzeugung Bearbeiten

Das Meer bietet einen sehr großen Energievorrat, der von Meereswellen, Gezeiten, Salzgehaltsunterschieden und Meerestemperaturunterschieden getragen wird und zur Stromerzeugung genutzt werden kann. [174] Zu den Formen nachhaltiger Meeresenergie gehören Gezeitenkraft, Meereswärmeenergie und Wellenkraft. [174] [175] Stromkraftwerke werden oft an der Küste oder an einer Flussmündung platziert, um das Meer als Wärmesenke zu nutzen. Ein kälterer Kühlkörper ermöglicht eine effizientere Stromerzeugung, was insbesondere bei teuren Kernkraftwerken wichtig ist. [176]

Gezeitenkraft verwendet Generatoren, um Strom aus Gezeitenströmungen zu erzeugen, manchmal unter Verwendung eines Damms, um Meerwasser zu speichern und dann freizugeben. Das Rance-Sperrwerk, 1 Kilometer (0,62 Meilen) lang, in der Nähe von St Malo in der Bretagne, wurde 1967 eröffnet und erzeugt etwa 0,5 GW, aber es folgten nur wenige ähnliche Projekte. [3] ( S.111–112 )

Die große und stark veränderliche Energie von Wellen verleiht ihnen eine enorme Zerstörungskraft, was die Entwicklung erschwinglicher und zuverlässiger Wellenmaschinen erschwert. Ein kleines kommerzielles 2-MW-Wellenkraftwerk, "Osprey", wurde 1995 in Nordschottland etwa 300 Meter vor der Küste gebaut. Es wurde bald von Wellen beschädigt und dann von einem Sturm zerstört. [3] ( S. 112 )

Offshore-Windenergie wird durch Windturbinen auf See gewonnen. Dies hat den Vorteil, dass die Windgeschwindigkeiten höher sind als an Land, obwohl der Bau von Windparks auf See teurer ist. [177] Der erste Offshore-Windpark wurde 1991 in Dänemark errichtet, [178] und die installierte Leistung weltweiter Offshore-Windparks erreichte im Jahr 2020 34 GW, hauptsächlich in Europa. [179]

Rohstoffindustrie Bearbeiten

Der Meeresboden enthält große Reserven an Mineralien, die durch Baggerarbeiten ausgebeutet werden können. Dies hat gegenüber dem landgestützten Bergbau Vorteile, da die Ausrüstung auf spezialisierten Werften gebaut werden kann und die Infrastrukturkosten niedriger sind. Nachteile sind Probleme durch Wellen und Gezeiten, die Tendenz zur Verschlammung von Baugruben und das Abschwemmen von Abraumhalden. Es besteht die Gefahr von Küstenerosion und Umweltschäden. [180]

Massivsulfidvorkommen am Meeresboden sind seit ihrer Entdeckung in den 1960er Jahren potenzielle Quellen für Silber, Gold, Kupfer, Blei und Zink sowie Spurenmetalle. Sie bilden sich, wenn geothermisch erhitztes Wasser aus hydrothermalen Quellen der Tiefsee, den sogenannten "Schwarzen Rauchern", austritt. Die Erze sind von hoher Qualität, aber die Gewinnung ist unerschwinglich. [181]

In Gesteinen unter dem Meeresboden gibt es große Erdöl- und Erdgasvorkommen. Offshore-Plattformen und Bohrinseln fördern das Öl oder Gas und lagern es für den Transport an Land. Die Offshore-Öl- und Gasförderung kann aufgrund der abgelegenen, rauen Umgebung schwierig sein. [182] Das Bohren nach Öl im Meer hat Auswirkungen auf die Umwelt. Tiere können durch seismische Wellen, die zur Lokalisierung von Ablagerungen verwendet werden, desorientiert sein, und es wird diskutiert, ob dies zum Stranden von Walen führt. [183] ​​Es können giftige Stoffe wie Quecksilber, Blei und Arsen freigesetzt werden. Die Infrastruktur kann Schäden verursachen und Öl kann verschüttet werden. [184]

Auf dem Meeresboden und in Meeressedimenten existieren große Mengen an Methanclathrat, das als potenzielle Energiequelle von Interesse ist. [185] Auch auf dem Meeresboden befinden sich Manganknollen, die aus Schichten von Eisen, Mangan und anderen Hydroxiden um einen Kern herum gebildet werden. Im Pazifik können diese bis zu 30 Prozent des tiefen Meeresbodens bedecken. Die Mineralien fallen aus dem Meerwasser aus und wachsen sehr langsam. Ihre kommerzielle Gewinnung von Nickel wurde in den 1970er Jahren untersucht, jedoch zugunsten günstigerer Quellen aufgegeben. [186] An geeigneten Stellen werden Diamanten mit Saugschläuchen vom Meeresboden gesammelt, um Kies an Land zu bringen. In tieferen Gewässern werden mobile Meeresboden-Crawler eingesetzt und die Ablagerungen in ein darüber liegendes Schiff gepumpt. In Namibia werden mittlerweile mehr Diamanten aus Meeresquellen gesammelt als mit herkömmlichen Methoden an Land. [187]

Das Meer enthält große Mengen an wertvollen gelösten Mineralien. [188] Das wichtigste Salz für den Tafel- und Industriegebrauch wurde seit prähistorischer Zeit durch Sonnenverdunstung aus flachen Teichen gewonnen. Brom, das sich nach der Auswaschung vom Land ansammelt, wird wirtschaftlich aus dem Toten Meer gewonnen, wo es mit 55.000 Teilen pro Million (ppm) vorkommt. [189]

Süßwasserproduktion Bearbeiten

Entsalzung ist die Technik, Salze aus Meerwasser zu entfernen, um Süßwasser zu hinterlassen, das zum Trinken oder zur Bewässerung geeignet ist. Die beiden wichtigsten Verarbeitungsverfahren, Vakuumdestillation und Umkehrosmose, verbrauchen große Mengen an Energie. Entsalzung wird in der Regel nur dort vorgenommen, wo Frischwasser aus anderen Quellen knapp ist oder Energie reichlich vorhanden ist, wie bei der Überschusswärme von Kraftwerken. Die als Nebenprodukt anfallende Sole enthält einige giftige Stoffe und wird ins Meer zurückgeführt. [190]

Indigene Seevölker Bearbeiten

Mehrere nomadische indigene Gruppen im maritimen Südostasien leben in Booten und beziehen fast alles, was sie brauchen, aus dem Meer. Die Moken leben an den Küsten Thailands und Burmas sowie auf Inseln in der Andamanensee. [191] Die Bajau stammen ursprünglich aus dem Sulu-Archipel, Mindanao und Nord-Borneo. [192] Einige Sea Gypsies sind versierte Freitaucher, die bis zu einer Tiefe von 30 Metern (98 ft) abtauchen können, obwohl viele eine sesshaftere, landgestützte Lebensweise annehmen. [193] [194]

Die indigenen Völker der Arktis wie die Tschuktschen, Inuit, Inuvialuit und Yup'iit jagen Meeressäuger einschließlich Robben und Wale [195] und die Torres Strait Islanders of Australia zählen das Great Barrier Reef zu ihren Besitztümern. Sie leben ein traditionelles Leben auf den Inseln, das Jagd, Fischfang, Gartenarbeit und Handel mit benachbarten Völkern in Papua und den australischen Aborigines auf dem Festland umfasst. [196]

In der Kultur Bearbeiten

Das Meer erscheint in der menschlichen Kultur auf widersprüchliche Weise, sowohl als mächtig, aber heiter als auch als schön, aber gefährlich. [3] ( S. 10 ) Es hat seinen Platz in Literatur, Kunst, Poesie, Film, Theater, klassischer Musik, Mythologie und Traumdeutung. [197] Die Alten personifizierten es, weil sie glaubten, es sei unter der Kontrolle eines Wesens, das besänftigt werden musste, und symbolisch wurde es als eine feindliche Umgebung wahrgenommen, die von fantastischen Kreaturen bevölkert wurde, dem Leviathan der Bibel, [198] Scylla in Griechische Mythologie, [199] Isonade in der japanischen Mythologie, [200] und der Krake der spätnordischen Mythologie. [201]

Das Meer und die Schiffe wurden in der Kunst dargestellt, die von einfachen Zeichnungen an den Hüttenwänden in Lamu [197] bis hin zu Seestücken von Joseph Turner reicht. In der niederländischen Malerei des Goldenen Zeitalters feierten Künstler wie Jan Porcellis, Hendrick Dubbels, Willem van de Velde der Ältere und sein Sohn und Ludolf Bakhuizen das Meer und die niederländische Marine auf dem Höhepunkt ihrer militärischen Fähigkeiten. [202] [203] Der japanische Künstler Katsushika Hokusai schuf Farbdrucke der Stimmungen des Meeres, darunter Die Große Welle vor Kanagawa. [3] : 8

Auch die Musik wurde vom Meer inspiriert, manchmal von Komponisten, die in Küstennähe lebten oder arbeiteten und ihre vielen verschiedenen Aspekte sahen. Seemannslieder, Lieder, die von Seefahrern gesungen wurden, um ihnen bei der Bewältigung schwerer Aufgaben zu helfen, wurden zu Kompositionen verwoben und es wurden musikalische Eindrücke von ruhigen Gewässern, tosenden Wellen und Stürmen auf See geschaffen. [204] : 4–8

Als Symbol spielt das Meer seit Jahrhunderten eine Rolle in Literatur, Poesie und Träumen. Manchmal ist es nur als sanfter Hintergrund da, aber oft führt es Themen wie Sturm, Schiffbruch, Schlacht, Not, Katastrophe, Hoffnungslosigkeit und Tod ein. [204] : 45 In seinem epischen Gedicht the Odyssee, geschrieben im 8. Jahrhundert v. Chr., [205] Homer beschreibt die zehnjährige Reise des griechischen Helden Odysseus, der nach dem in der Ilias. [206] Das Meer ist ein wiederkehrendes Thema in den Haiku-Gedichten des japanischen Dichters Matsuo Bashō (松尾 芭蕉) (1644–1694). [207] In den Werken des Psychiaters Carl Jung symbolisiert das Meer in der Traumdeutung das persönliche und das kollektive Unbewusste, die Tiefen des Meeres die Tiefen des Unbewussten. [208]

Menschliche Aktivitäten beeinträchtigen das Leben im Meer und die Lebensräume im Meer durch Überfischung, Verlust von Lebensräumen, die Einführung invasiver Arten, Meeresverschmutzung, Ozeanversauerung und Ozeanerwärmung. Diese wirken sich auf Meeresökosysteme und Nahrungsnetze aus und können bisher unerkannte Folgen für die Biodiversität und den Fortbestand mariner Lebensformen haben. [209]

Versauerung Bearbeiten

Meerwasser ist leicht alkalisch und hatte in den letzten 300 Millionen Jahren einen durchschnittlichen pH-Wert von etwa 8,2. [210] In jüngerer Zeit hat der Klimawandel zu einem Anstieg des Kohlendioxidgehalts der Atmosphäre um etwa 30–40 % des hinzugefügten CO . geführt2 wird von den Ozeanen aufgenommen, bildet Kohlensäure und senkt den pH-Wert (jetzt unter 8,1 [210] ) durch einen Prozess, der als Ozeanversauerung bezeichnet wird. [211] [212] [213] Es wird erwartet, dass der pH-Wert bis zum Jahr 2100 7,7 erreicht (was einem 3-fachen Anstieg der Wasserstoffionenkonzentration entspricht), was eine signifikante Veränderung in einem Jahrhundert darstellt. [214] [e]

Ein wichtiges Element für die Bildung von Skelettmaterial bei Meerestieren ist Kalzium, aber Kalziumkarbonat wird mit Druck besser löslich, so dass sich Karbonatschalen und -skelette unterhalb seiner Kompensationstiefe auflösen. [216] Calciumcarbonat wird auch bei niedrigeren pH-Werten besser löslich, so dass die Ozeanversauerung wahrscheinlich tiefgreifende Auswirkungen auf Meeresorganismen mit kalkhaltigen Schalen wie Austern, Muscheln, Seeigel und Korallen hat, [217] wegen ihrer Fähigkeit, Muscheln zu bilden verringert, [218] und die Karbonatkompensationstiefe wird näher an der Meeresoberfläche ansteigen. Zu den betroffenen planktonischen Organismen gehören die schneckenartigen Weichtiere, die als Pteropoden bekannt sind, und einzellige Algen, die Coccolithophoriden und Foraminiferen genannt werden. All dies sind wichtige Teile der Nahrungskette, und eine Verringerung ihrer Zahl wird erhebliche Folgen haben. In tropischen Regionen sind Korallen wahrscheinlich stark betroffen, da es schwieriger wird, ihre Kalziumkarbonat-Skelette aufzubauen [219], was wiederum andere Riffbewohner nachteilig beeinflusst. [214]

Die aktuelle Geschwindigkeit der ozeanischen Chemie scheint in der geologischen Geschichte der Erde ohne Beispiel zu sein, was es unklar macht, wie gut sich marine Ökosysteme an die sich ändernden Bedingungen der nahen Zukunft anpassen können. [220] Besonders besorgniserregend ist die Art und Weise, in der sich die Kombination von Versauerung mit den erwarteten zusätzlichen Stressoren höherer Temperaturen und niedrigerer Sauerstoffkonzentrationen auf die Meere auswirkt. [221]

Meeresverschmutzung Bearbeiten

Viele Stoffe gelangen durch menschliche Aktivitäten ins Meer. Verbrennungsprodukte werden in der Luft transportiert und durch Niederschläge im Meer abgelagert. Industrielle Abflüsse und Abwässer tragen Schwermetalle, Pestizide, PCBs, Desinfektionsmittel, Haushaltsreiniger und andere synthetische Chemikalien bei. Diese reichern sich im Oberflächenfilm und in Meeressedimenten, insbesondere Mündungsschlamm, an. Das Ergebnis all dieser Kontaminationen ist aufgrund der Vielzahl der beteiligten Stoffe und der fehlenden Informationen über deren biologische Wirkung weitgehend unbekannt. [222] Die am meisten besorgniserregenden Schwermetalle sind Kupfer, Blei, Quecksilber, Cadmium und Zink, die von Meeresorganismen bioakkumuliert werden und in der Nahrungskette weitergegeben werden können. [223]

Viele schwimmende Plastikabfälle werden nicht biologisch abgebaut, sondern zerfallen mit der Zeit und zerfallen schließlich bis auf die molekulare Ebene. Hartplastik kann jahrelang schwimmen. [224] Im Zentrum des pazifischen Wirbels gibt es eine permanente schwimmende Ansammlung von hauptsächlich Plastikmüll [225] und es gibt einen ähnlichen Müllfleck im Atlantik. [226] Auf der Suche nach Seevögeln wie dem Albatros und dem Sturmvogel können Trümmer mit Nahrung verwechselt werden und unverdauliches Plastik in ihrem Verdauungssystem ansammeln. Schildkröten und Wale wurden mit Plastiktüten und Angelschnur im Magen gefunden. Mikroplastik kann absinken und Filtrierer auf dem Meeresboden bedrohen. [227]

Die meisten Ölverschmutzungen im Meer stammen aus Städten und der Industrie. [228] Öl ist für Meerestiere gefährlich. Es kann die Federn von Seevögeln verstopfen, ihre Isolierwirkung und den Auftrieb der Vögel verringern und aufgenommen werden, wenn sie sich putzen, um den Schadstoff zu entfernen. Meeressäuger sind weniger stark betroffen, können aber durch das Entfernen ihrer Isolierung ausgekühlt, geblendet, dehydriert oder vergiftet werden. Benthische Wirbellose werden überschwemmt, wenn das Öl sinkt, Fische werden vergiftet und die Nahrungskette unterbrochen. Kurzfristig führen Ölkatastrophen dazu, dass Wildtierbestände zurückgehen und aus dem Gleichgewicht geraten, Freizeitaktivitäten beeinträchtigt und die Lebensgrundlagen der vom Meer abhängigen Menschen zerstört werden. [229] Die Meeresumwelt hat selbstreinigende Eigenschaften und natürlich vorkommende Bakterien werden im Laufe der Zeit wirken, um Öl aus dem Meer zu entfernen. Im Golf von Mexiko, wo bereits ölfressende Bakterien vorhanden sind, brauchen sie nur wenige Tage, um verschüttetes Öl zu verzehren. [230]

Der Abfluss von Düngemitteln aus landwirtschaftlich genutzten Flächen ist in einigen Gebieten eine Hauptverschmutzungsquelle, und die Einleitung von Rohabwasser hat einen ähnlichen Effekt. Die zusätzlichen Nährstoffe, die von diesen Quellen bereitgestellt werden, können übermäßiges Pflanzenwachstum verursachen. Stickstoff ist oft der limitierende Faktor in Meeressystemen, und mit zusätzlichem Stickstoff können Algenblüten und rote Fluten den Sauerstoffgehalt des Wassers senken und Meerestiere töten. Solche Ereignisse haben tote Zonen in der Ostsee und im Golf von Mexiko geschaffen. [228] Einige Algenblüten werden durch Cyanobakterien verursacht, die Schalentiere, die sich von ihnen ernähren, giftig machen und Tieren wie Seeottern schaden. [231] Auch nukleare Anlagen können verschmutzen. Die Irische See wurde durch radioaktives Cäsium-137 aus der ehemaligen Kernbrennstoffaufbereitungsanlage Sellafield [232] kontaminiert, und auch nukleare Unfälle können dazu führen, dass radioaktives Material ins Meer gelangt, ebenso wie die Katastrophe im Kernkraftwerk Fukushima Daiichi im Jahr 2011. [ 233]

Das Abladen von Abfällen (einschließlich Öl, schädliche Flüssigkeiten, Abwasser und Müll) auf See unterliegt internationalem Recht. Das Londoner Übereinkommen (1972) ist ein Übereinkommen der Vereinten Nationen zur Bekämpfung der Versickerung im Meer, das bis zum 8. Juni 2012 von 89 Staaten ratifiziert wurde. [234] MARPOL 73/78 ist ein Übereinkommen zur Minimierung der Verschmutzung der Meere durch Schiffe. Bis Mai 2013 hatten 152 Seefahrtsnationen MARPOL ratifiziert. [235]

  1. ^ Es gibt keine anerkannte technische Definition von Meer unter Ozeanographen. Eine Definition ist, dass ein Meer eine Unterteilung eines Ozeans ist, was bedeutet, dass es auf seinem Boden eine ozeanische Beckenkruste haben muss. Diese Definition akzeptiert das Kaspische Meer als Meer, da es einst Teil eines alten Ozeans war. [5] Die Einführung in die Meeresbiologie definiert ein Meer als ein vom Land umschlossenes Gewässer und fügt hinzu, dass der Begriff „Meer“ nur einer Bequemlichkeit dient. [6]Das Glossar der Kartierungswissenschaften stellt in ähnlicher Weise fest, dass die Grenzen zwischen Meeren und anderen Gewässern willkürlich sind. [7]
  2. ^ Nach dieser Definition wäre das Kaspische Meer ausgeschlossen, da es sich rechtlich um einen "internationalen See" handelt. [10]
  3. ^ Wasserhaltiger Ringwoodit, der aus Vulkanausbrüchen gewonnen wurde, deutet darauf hin, dass die Übergangszone zwischen dem unteren und oberen Erdmantel zwischen einem [13] und drei [14] Mal so viel Wasser enthält wie alle Oberflächenozeane der Welt zusammen. Experimente zur Wiederherstellung der Bedingungen des unteren Erdmantels deuten darauf hin, dass er auch noch mehr Wasser enthält, bis zu fünfmal so viel Wasser wie in den Weltmeeren. [15] [16]
  4. ^ „Wenn die Wellen die Region verlassen, in der sie erzeugt wurden, übertreffen die längeren die kürzeren, weil ihre Geschwindigkeit größer ist. Allmählich fallen sie mit anderen Wellen zusammen, die sich mit ähnlicher Geschwindigkeit bewegen – wo verschiedene Wellen in Phase sind, verstärken sie sich gegenseitig, und Dort, wo sie phasenverschoben sind, werden sie reduziert. Schließlich entwickelt sich ein regelmäßiges Muster aus hohen und niedrigen Wellen (oder Dünung), das konstant bleibt, wenn es sich über den Ozean ausbreitet." [3] ( S. 83–84 )
  5. ^ Um eine Veränderung dieser Größenordnung zu relativieren, kommt es zum Tod, wenn der pH-Wert des menschlichen Blutplasmas von seinen normalen 7,4 auf einen Wert über 7,8 angehoben oder auf einen Wert unter 6,8 gesenkt wird. [215]
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