×
Log in to StudySoup
Get Full Access to UCR - Study Guide - Final
Join StudySoup for FREE
Get Full Access to UCR - Study Guide - Final

Already have an account? Login here
×
Reset your password

UCR / geosciences / GEO 9 / What is the definition of depth soundings?

What is the definition of depth soundings?

What is the definition of depth soundings?

Description

School: University of California Riverside
Department: geosciences
Course: Oceanography
Term: Fall 2018
Tags: Oceanography
Cost: 50
Name: Oceanography Final Study Guide
Description: Study guide for the Oceanography Final
Uploaded: 12/03/2018
23 Pages 69 Views 7 Unlocks
Reviews

yplat001 (Rating: )



Terms to Know:


What is the definition of depth soundings?



∙ Depth soundings: the original method of determining how deep the ocean is through the use of sound

∙ Isotopes: forms of elements that have the same number of  protons, but a different number of neutrons

∙ Radioactive decay: the process of an isotope losing energy  and therefore emitting radiation

∙ Half life: how long it takes for an isotope to decay half  way

∙ Absorption spectrum: used to tell the age of a star through  composition

∙ Condensation Theory: our solar system was created from the  dust and gas from an exploded star

∙ Nebulae: clouds of Helium, Hydrogen, and dust

∙ Uniformitarianism: the concept that present and past  physical and chemical processes happen in the same exact way ∙ Surface waves: waves that move along the surface during an  earthquake


What is the definition of radioactive decay?



∙ Body waves: waves that move through Earth during an  earthquake

∙ P­waves: can go through solids, liquids, and gases. Moves as though someone is compressing it (pushing inwards)

∙ S­waves: waves that can only go through solids. Move in a  side to side fashion

∙ Subduction zone: where the old crust is removed ∙ Plate tectonics: The Earth is covered in plates that float  on the asthenosphere. These plates move and interact with  one another, like puzzle pieces, and allows for the creation of plate edges Don't forget about the age old question of What is the definition of psychological disorder?

∙ Iceberg principle: the higher an object is above sea level,  the larger the root is

∙ Isostasy: creation of buoyant forces by gravity ∙ Divergent margin: where the plates move away from one  another


What is the definition of half life?



∙ Convergent margin: plates move towards one another ∙ Transform margin: plates slide past one another ∙ Outgassing: gases being added to the hydrosphere and  atmosphere after leaving the margin

∙ Trench: where the old crust returns to the mantle ∙ Active margins: coincident with plate boundaries, resulting  in earthquakes and volcanoes (Pacific type)

∙ Passive margins: do NOT coincide with plate boundaries,  resulting in no earthquakes (Atlantic type)

∙ Sediment: rocks, remains of dead organisms that are  deposited

∙ Marine sediments: deposited under oceans

∙ Settling rate: how  long it takes for a sediment to settle  ∙ Principle of superposition: the older rock is at the bottom  of the stack Don't forget about the age old question of What is evil?

∙ Principle of uniformitarianism: the laws of nature do NOT  change

∙ Heat: the total energy in an object We also discuss several other topics like What are the general characteristics of kingdom animalia?

∙ Temperature: the average kinetic energy

∙ Heat capacity: how much heat 1 gram can absorb before the  temperature is changed by 1℃

∙ Calorie: the amount of energy needed to raise the  temperature of water by 1℃

∙ Absolute age: How long ago the sediment was formed, NOT how  long ago it settled.

∙ Inverse square law: heat depends on the distance from the  sun

Other Important Things To Remember:

State change

Calories needed

Ice to water

80

Water to heated water

100

Heated water to steam

540

∙ Density = mass/volume

What radioactive decay looks like:

Time

Parent

Daughter

Time 0

100

0

Time 1 t/2

50

50

Time 2 t/2

25

75

Time 3 t/2

12.5

87.5

If you want to learn more check out How many days estrous lasts?

The layers of the Earth: 

∙ Crust: uppermost layer; lightweight

∙ Mantle: most of the mass

∙ Outer core:

∙ Inner Core:

Physical properties of the layers:

∙ Lithosphere: crust and upper mantle

∙ Asthenosphere: hot, melted upper mantle

∙ Lower mantle: more dense

∙ Outer core:  dense liquid

∙ Inner core: solid

Chemical composition of the layers: 

∙ Crust

o Continental: granite; lightweight

o Oceanic:  basalt; dense

∙ Mantle: Oxygen, iron, magnesium, silicone

∙ Core: Iron and nickel

The climate, biosphere, and lithosphere are all dynamic, meaning  they are constantly changing.

Learning goals of lectures 1­5:

Lecture 1: Don't forget about the age old question of What is the multi-adhesive matrix proteins?

∙ Reasons to care about the oceans: The ocean, believe it or  not, is a part of the daily life of humans. Every other  breath taken by humans comes from the ocean. Phytoplankton  create half of the oxygen that exists. The oceans also  influence the weather and temperature of the land. That is  one of the reasons why it is always cooler by the beach than

it is further inland. Half of the carbon dioxide is absorbed by the ocean. The ocean provides us with resources like  food. Throughout history, people have always had a culture  centered around the ocean, which causes them to cluster near the sea. Without the ocean, there would be no sea  exploration and therefore no latitude and longitude; nor  would there be clocks.

∙ Basic ocean trivia:  In 1884, the Prime Meridian was  established. Mount Everest is NOT as high as the ocean is  deep. The average depth of the ocean is 3.8 km, which is  about 4,000 meters deep. The average temperature is 3.9℃ or about 40℉. 

∙ History of ocean exploration: Originally, a process called  depth soundings was used in order to determine the depth of  the sea. Now satellites are used.Figuring out the topography of the Earth led to the discovery that Earth is 75% water.  Challenger Deep is the deepest point in the Mariana Trench  and has a psi of >15,000.

Lecture 2:

∙ How do we know the age of the oceans? We know the age of the oceans from the dating of the sediment that is settled on  the bottom of the ocean floor. The oldest sediment dates If you want to learn more check out Are orientalism and race the same?

back to 3.8 Ga, which means that the oceans would have had  to have been there in order to deposit the sediments. The  oceans are about 4 billion years old.

∙ How did Earth get its water and ocean? Earth is believed to  have gotten its water and ocean from three main factors: the release of gases from the crust, icy comets colliding with  the Earth’s surface, and the fact that the Earth cooled down enough to allow rains to fall. The rains falling applies  more so to the oceans, while the collision of comets and  gases applies more so to the surface water on Earth. 

∙  Why does Earth have a liquid ocean, but not the other  planets in our solar system?  Earth has a liquid ocean  because of the atmosphere it has and its distance from the  sun. Venus is too close to the sun to have water; the sun  will just vaporize it. Mars is too far from the sun; the  liquid water will just freeze. Venus has a cloudy atmosphere with a pressure of 90 atm and a lovely average temperature  of 462℃. Mars has a pressure of .006 atm (which is next to  nothing!) and an average temperature of ­55℃, keep in mind  that 0℃ is freezing. Much like Venus, it has a cloudy  atmosphere and much like Earth it has a secondary origin  atmosphere. However, the lack of gravity makes it hard to 

hold on to the gases needed for water. However, there is  evidence that at one point Mars did have running water. ∙ What did the earliest ocean and atmosphere look like on  Earth? Earth’s earliest atmosphere consisted of hydrogen and helium from the nebula. However, due to wind and radiation,  that was stripped away. After the nebula disappeared, a  second atmosphere was formed. This atmosphere was created by gas from icy comets,volcanic eruptions, and heavy molecules  were held in place by gravity. Carbon dioxide was dissolved  in the oceans and led to the formation of limestone in the  crust of the Earth. 

Lecture 3:

∙ What is the difference between the continents and the ocean  floor?  The continents consist of granite and are more  lightweight while the ocean floor is made of basalt and is  denser than the continents. 

∙ What is the anatomy of an ocean basin? The ocean basin  consists of the following components:

o Continental margin: not part of the ocean but has  continental shelves

o Ocean ridge: where the crust is created; usually found  in the center

o Abyssal plain:  a broad, flat area surrounded by  continental shelves, trenches, and ridges

o Trench: where oceanic crust returns to the mantle ∙ What physical forces shape the ocean basins (including  through time)?  The ocean basins are shaped by the movement  of lithospheric plates

∙ What is plate tectonics and what is the scientific evidence  for this theory? Plate tectonics is the theory that states  that the Earth has moving plates on its asthenosphere that  interact with one another like puzzle pieces do. When the  asthenosphere is hot enough, it expands and creates plate  edges. The scientific evidence that exists for this theory  is the location of volcanoes throughout Earth,the  distribution pattern of earthquakes, matching rocks in the  oceans, and fossils. 

∙ What happens at the boundaries between plates? At the  divergent margin crust is removed, at the convergent margin  crust is added, and at the transformation margin crust is  neither added nor is it removed.

Lecture 4: 

∙ What can be learned from sediments? Sediments can teach  scientists the age of the ocean or Earth, show historical 

information, and reveal the location of natural resources.  Sediment can be used to reconstruct the history of the ocean and the climate. If there is a change in color, then that  means something big has happened such as a sudden rise in  carbon dioxide. The increase carbon dioxide leads to global  warming and acidification in the ocean. 

Lecture 5:

∙ Earth’s main energy source is solar radiation

∙ The high heat capacity of water allows the absorption or  release of energy without too much temperature change ∙ Circulation in the ocean and atmosphere allows for the  regulation of temperature in the tropical zones (excess  energy) and polar zones (deficit of energy)

Lecture 6: Ocean Chemistry

Review:

H2O is polar. H is + while O is –

Makes it a good solvent for salt

Salt: ionic compound that is not made in nature. Atoms are  connected by ionic bonds

NaCl: Na wants to give up an electron; Cl wants one.  NaCl does NOT exist in seawater; only Na+ and Cl Covalent bond means sharing

Ionic bond means one taking the electrons

Dissolution: breaking apart salt into its ions

Solution: solvent and solute (dissolver; thing being dissolved)

Precipitation: occurs when ions get back together and form the  salt

Saturation: no longer being able to dissolve things (NaCl saturation rate: 25%)

Salinity: total quantity of dissolved inorganic solids in water (Measured in % or parts per thousand; or parts per million) Seawater is 3.5% inorganic solids

Where do the salts come from?

1. Erosion

2. Outgassing

Water carries ions from the continents in runoff to the oceans River water can be sampled to find where the materials come from Provide: Calcium, bicarbonate, magnesium, sodium

Lacks: Cl and sulfate 

Oceans: deficient in calcium, silicon, magnesium

Biological processes remove the calcium and silica Considered to be nonconservative constituents

Magnesium, chloride, sulfate:

Volcanoes release gases that contain Cl and Sulfur, carried into  the ocean by rains, but it’s not enough

Undersea volcanic activity removes Mg

Current composition of the ocean is a combination of processes  that link the atmosphere, lithosphere, and hydrosphere. 

How is salinity measured?

Measure all ions

Or

Use the principle of constant proportions (measure a few ions,  mainly Cl)

Ratio is constant even if concentration varies

Oceans are in chemical equilibrium

Balanced input and output but are NOT static

How do the oceans get salty?

At some point in > out

Comes from continental weathering or mantle outgassing How long does it stay in the ocean?

Residence time: amount/input or removal rate

Conservative elements: long residence time

Nonconservative elements: short residence time (tied to  biological or seasonal processes) 

Water is a nonconservative constituent! (has a residence time of  about ~4100 years)

Each molecule has been recycled about a million times What else is dissolved?

Oxygen

Nitrogen

Carbon dioxide

Nitrogen, oxygen, and carbon dioxide are the principle gases in  the atmosphere but have different proportions in air and in water

Biochemistry

Plants make oxygen and sugars from water and carbon dioxide

Life respire, breaking down sugars with oxygen and generating  energy, water, and carbon dioxide

Oxygen: Product of photosynthesis; used by animals Carbon dioxide: product of animals; used by plants

Solubility of gases is different with temperature than it is with solids

CO2 is a greenhouse gas 

CO2 from the atmosphere fast dissolving rate

CO2 from ocean to atmosphere slow dissolving 

Low in concentration near the surface

CO2 is stored in the ocean as carbonic acid, bicarbonate ion, and the carbonate ion = dissolved inorganic carbon 

Balance between the carbons determines pH

Deep water is slightly more acidic so it dissolves carbonate  better

Ocean has a relatively stable pH

Lecture 7: Atmospheric Circulation

Heat transfer

∙ Conduction: molecular agitation without motion of the  material as a whole

∙ Convection: mass motion (in gas or liquid)

∙ Radiation: by particles or waves through empty space ∙ Earth re­radiates as much heat in as it gets from the sun

∙ Thermal equilibrium: heat coming in is roughly equal to the  heat leaving

∙ 51% of the incoming energy is absorbed by land and water and ultimately radiated into space in the form of long­wave  infrared radiation

Greenhouse Effect:

∙ Earth has an average surface temp of 15 degrees Celsius ∙ Has an effective temp of ­18 degrees Celsius

∙ Due to greenhouse effect

The amount of heat (solar radiation) a point receives is  dependent on the position of the sun above the horizon

Heat is transferred when there is a surplus and a deficit

∙ Transferred by winds and ocean currents

∙ Molecules in warm air are farther; cool air molecules are  closure

∙ Air pressure: the weight of the column of air about you. ∙ As it rises, it decreases

∙ Cool air sinks due to expansion of air

∙ Convection: humid air is less dense than dry air leads to  cloud formation 

∙ Cold air holds less moisture 

Atmosphere is thin

∙ Cold air does not make it all the way to the pole before  it sinks

∙ Air sinks at about 30 degrees lat

∙ Dry, sinking air warms up and returns to equator, picking up moisture

∙ Warm, moist air rises at the equator

∙ Some air escapes north, warming as it moves. Gets enough  heat and moisture to rise

Hadley cells: tropical latitudes

Ferrel cells: mid­latitudes

Polar cells: high latitudes

ITCZ (Intertropical Convergence Zone) 

(Bang the) Doldrums

∙ Area where air moves upwards; weak surface winds, rain,  thunderstorms

Horse Latitudes:

∙ Subtropical areas with little surface wind and high atm  pressure

Trade Winds: centered 15 N or S

Westerlies: centered 45 N or S

Coriolis Effect: apparent deflection of a moving object from its  initial course when its speed and direction are measured in  reference to the surface of the rotating Earth

Northern Hemisphere: left

Southern Hemisphere: right

ITCZ changes seasonally more over land than ocean Storms

Extratropical cyclone: air masses collide

Tropical cyclone: single air mass acquires energy from warm water Lecture 8: Ocean Circulation

Mass Flow of Ocean Water

∙ 2 main types of currents

∙ Surface currents

o Driven by winds

o Affect 10% of the ocean volume

∙ Thermohaline currents

o Depend on density difference caused by temp and  salinity

o Affect all of ocean volume

∙ Geostrophic gyre: oceanwide circular current bounded by the  continents, westerly winds, and trade winds

∙ Clockwise in the north

∙ Counterclockwise in the south

∙ Gyres result from a balance of forces

o Wind friction (direction of wind)

o Coriolis effect 

o Pressure gradient effect

∙ Frictional force is felt less and less as you move down the  ocean

∙ Ekman transport

∙ Pressure gradient: difference between the center and the  outside that partially counteracts the movement of this  water towards the middle

∙ Gravity pulls water back down the slope

∙ Coriolis effect > pressure gradient so curvature and small  hill of water occurs

Gyre

∙ Western boundary currents: fastest and deepest; narrow (Gulf stream)

∙ Eastern boundary currents: slower, wider, shallower (Canary  Current)

∙ Transverse currents: move east and west; driven directly by  the wind 

∙ Centers are calm (unlike edges)

∙ Lots of plastic waste 

∙ Weather and climate affect surface temp

∙ Vertical currents: induced by wind at continental edges ∙ Coastal upwelling

∙ Costal downwelling

∙ Horizontal flow of surface water at coast causes vertical  circulation

∙ Big upwelling at the equator (brings nutrient­rich water to  support abundant life)

El Nino/La Nina

∙ Normal year: trade winds blow East to West

o High pressure off the south

o Low pressure near Australia

o Wind driven currents push water west and develop  pool of warmest water in world

o Upwelling brings nutrients

∙ El Nino

o Weak trade winds (west to east)

o Lack of wind

o Less rain in the west; more in the east

o No more nutrients for fishies ☹

o Warm water > more evaporation > more rain > more  landslides/flooding 

So far, we have talked about wind driven surface currents and the consequences of these currents

There are also currents driven by density differences between  water masses that affect the entire ocean. 

Denser water is usually colder and saltier

Two ways to form more saline water

∙ Freeze seawater: ice is pure water, so this leaves behind  denser, saltier water (brine)

∙ Evaporate seawater to increase salinity

∙ Combine this with cooling and water gets very dense

Distinct water masses form under ice and may keep their  identities for as long as 1600 (Antarctic bottom water) or longer in the deep Pacific

Return flow is much more gradual and slow

Sinking is often concentrated in a narrow zone

North Atlantic Deep Water: saline and relatively warm Antarctic Bottom Water: very cold and relatively fresh

Ocean Waves

Why do waves occur?

∙ Form at the interface between two fluid layers of different  densities

∙ In response to applied force and energy

Energy is transported by waves NOT water mass

∙ Wave energy travels ahead

∙ Molecules do not travel in orbits

∙ Gravitational potential energy: stored in an object when it  is raised above its resting height (gravitational force x  change in height) 

Period (T)= amount of time for adjacent crests to pass one point  in space

Frequency = 1/period = number of wave crests passing a point each second

Water particles have an orbital motion and orbit size decreases  with depth

Waves are “felt” to a depth of ½ of the distance between the  crests (wavelength)

Idealized: no net movement of water

Reality: small net forward movement

Stokes Drift is important in driving the ocean surface currents

Speed: (Celerity)

C=L/T 

Speed= (meters/sec) = wavelength(meters)/period(sec) Wave Types:

Capillary Waves: surface tension is restoring force Wind Waves: created by the wind. Start from tiny waves

∙ Speed

∙ How long wind blows

∙ Steadiness of wind direction (fetch)

∙ Above result in bigger wave height

Waves behave differently depending on if they are in deep or  shallow water

Deep: >L/2 (speed depends on wavelength)

Shallow: < L/20 (speed depends on depth of water) Longer wavelengths travel faster

Shorter wavelengths travel slower

Wavelength can be difficult to determine but wave period is easy  to find. Just time the movement of waves past you

Stable waves have a max height of 1/7 of the wavelength

Really big waves need interference (combination of two or more  waves into a single wave)

Waves can cancel one another out or they can add up to one  another

Constructive interference: come into the shore

Destructive: heading out to catch the waves

Rogue wave: rare, exceptionally large result from constructive  interference (Think HUGE waves in Deadliest Catch) 

“Perfect Storm” of Oct 1991 resulted in waves caused by  interference of waves from a dying hurricane and from an  extratropical low 

10­15 degree slope is ideal for plunging waves

Seiches (say­sh): water in a confided space will just slosh back  and forth at a specific resonant frequency

Triggered by wind, change atmospheric pressure, earthquakes

Tsunami: (seismic sea wave when triggered by earthquake)

Wave triggered by movement of seafloor (earthquake usually, but  landslides and volcanoes also) rapidly displacing huge volumes of ocean water vertically

Tsunami have periods of 1,000 s and wavelengths of 200 km  ALWAYS SHALLOW WATER WAVE

50% of the time, wave is proceeded by wave receding Tides­ The Great Wave

Tides are rhythmic variations in sea level that have periods of  12 or 24 hrs depending on where you are on Earth

Equilibrium Theory of Tides

Tides are caused by an imbalance between the gravitational  attraction and inertia of water on a rotating Earth

Gravity

Gravity pulls towards the moon

The other bulge is a result of the Earth and Moon orbiting around the common center of mass

Moon and earth rotate around the same axis

They do not crash into one another since they are both in a  stable orbit, with inertia opposing gravity

Tidal generating force: net force of gravity and inertia

Distance is the most important factor when determining the  gravitational force exerted by an object

The twelve­hour period in tides is due to the spin of the Earth  on its axis, one every revolution every 24 hours. They are not  due to the orbit of the moon

Earth rotates under bulges 

Complication:

Lunar tidal period is not exactly 12 hours

The tidal period is 12 hrs and 25 mins due to the rotation of the moon

Moon moves from being slightly above and slightly below the  equator 

The Sun influences the tides. Exerts a large tidal force  Combined gravity­inertia force = tidal force

Every two weeks the earth, the moon, the sun are all lined up Spring tides: two weeks intervals, not just in spring High and low tides are more extreme (remember interference)

Neap tides: high tides are not very high and low tides aren’t  very low every two weeks

Seasonal dependence. Earth is 3,700,000 km father than from the  sun in northern hemisphere.

Moon does not have a perfectly circular orbit

Closest: perigee

Farthest: apogee

Tides are shallow water waves that move at 444 m/s 

Continents, ocean basin shape and size, Coriolis effect, fluid  motion of water, many other factors all lead to complex tide  waters

Tides have lots of energy

Dynamic Theory of Tides (considers fluid motion of water)

Tides are shallow water waves and are forced waves because the  driving forces are always there

Local effects complicate factor:

Land

Ocean basin shape

Amphidromic points­ no tide point around which crest rotates

Tidal ranges generally increase away from points. Colors indicate where the tidal range is most extreme (reds) Pacific Ocean  contains 5/12 APs most complex

Tides get amplified in confined basins if the resonant period in  the basin is close to the tidal period 

Tidal waves in open ocean 2 m range

Costal tides up to 15 m range

Tidal bore: tidal wave moving up river inlet

Page Expired
5off
It looks like your free minutes have expired! Lucky for you we have all the content you need, just sign up here