szelf kontynentalny
Szelf kontynentalny – przybrzeżna część dna mórz i oceanów stanowiąca przedłużenie bloku kontynentalnego (kontynentu), zalana płytkimi wodami morskimi (tzw. morza szelfowego), rozciągająca się od wybrzeża do głębokości ok. 200 m p.p.m. Szelf kontynentalny cechuje się stosunkowo płaską oraz szeroką powierzchnią opadającą łagodnie w głąb morza (pod kątem 0,1-1°) do swej krawędzi, gdzie przechodzi gwałtownie w silnie nachylony stok kontynentalny sięgający do rzeczywistego dna oceanu, czyli równiny abisalnej.
Szelf kontynentalny, wraz ze stokiem kontynentalnym i jego podnóżem (tzw. wyniesieniem kontynentalnym) współtworzą podwodne obrzeże kontynentu powstałe na skorupie kontynentalnej wykazującej identyczną lub zbliżoną budowę geologiczną do otaczających je obszarów lądowych. Powierzchnia szelfu kontynentalnego jest przeważnie skalista (abrazyjna) bądź zbudowana jest z luźnych osadów pochodzenia lądowego, np. żwirów, piasków, mułów, mułków (tzw. osadów terygenicznych); często obecne są również nierówności wynikające z oddziaływania lodowców, dawnych rzek, pływów, fal i prądów morskich. Przybrzeżne, prześwietlone wody morskie zalegające ponad szelfem kontynentalnym (strefa nerytycznastrefą litoralnąlitoralem) stanowią ekosystem strefy przybrzeżnej (ekosystem litoralny) – jeden z najbardziej produktywnych i bioróżnorodnych ekosystemów na kuli ziemskiej. Szelfy kontynentalne mają duże znaczenie gospodarcze (gł. rybołówstwo, przemysł wydobywczy).
Położenie szelfu kontynentalnego
Szelf kontynentalny (ang. continental shelf – półka kontynentalna) jest przybrzeżną częścią dna mórz i oceanów stanowiącą przedłużenie bloku kontynentalnego (kontynentu) zalane płytkimi wodami morskimi (tzw. morzem szelfowym). Szelf kontynentalny rozciąga się od wybrzeży do głębokości wynoszącej ok. 200 m p.p.m. (średnio ok. 130 m p.p.m.). Cechuje się przeważnie stosunkowo szeroką, płaską bądź lekko pofałdowaną powierzchnią, która opada łagodnie w głąb morza (pod kątem 0,1-1°) do swej krawędzi, gdzie przechodzi gwałtownie w silnie nachylony stok kontynentalny (1-6°) sięgający do właściwego dna oceanu, czyli równiny abisalnej. Szelfy kontynentalne stanowią ok. 7% powierzchni dna wszystkich mórz i oceanów na kuli ziemskiej; ich średnia szerokość wynosi ok. 65 km. Najwęższe szelfy kontynentalne występują m.in. u wybrzeży Ameryki Południowej (Chile) i Północnej (Kalifornia) (ok. 2 km szerokości); najbardziej rozległym szelfem kontynentalnym jest szelf syberyjski u wybrzeży Morza Arktycznego, który miejscami osiąga ok. 1500 km szerokości.
Szelf kontynentalny stanowi przybrzeżną i prześwietloną (fotyczną) strefę denną morza lub oceanu (bentalu) określaną mianem strefy litoralnej (litoralu). Litoral zróżnicowany jest na graniczące z obszarami lądowymi pasmo oprysków (supralitoral) znajdujące się powyżej linii najwyższego przypływu; pasmo pływów (litoral właściwy, tzw. eulitoral) regularnie zalewane w czasie przypływu i odsłaniane podczas odpływu oraz stale znajdujące się pod wodą pasmo sublitoralu sięgające głębokości ok. 200 m p.p.m. Wody morskie zalegające ponad szelfami kontynentalnymi (czyli strefą litoralną) stanowią przybrzeżną strefę toni wodnej (pelagialu) zwaną strefą nerytyczną (nerytopelagialem). Głębokość wody w obrębie nerytopelagialu nie przekracza 200 m, w związku z czym w tej strefie toni wodnej panują bardzo dobre warunki świetlne i intensywnie zachodzą procesy fotosyntezy. Przeważającą część strefy nerytycznej stanowi więc prześwietlona warstwa płytkich wód powierzchniowych charakteryzująca się wysoką produkcją pierwotną, określana mianem strefy eufotycznej (trofogenicznej).
Budowa geologiczna szelfu kontynentalnego
Szelf kontynentalny, wraz ze stokiem kontynentalnym i jego podnóżem (tzw. wyniesieniem kontynentalnym), współtworzą podwodne obrzeże kontynentu leżące na skorupie ziemskiej kontynentalnej. Wykazuje ona identyczną lub zbliżoną budowę geologiczną (geomorfologię) do wchodzących w skład tego samego bloku kontynentalnego suchych obszarów lądowych. Skorupa ziemska kontynentów utworzona jest przez dwa główne kompleksy skał – kompleks krystaliczny (skały magmowe i skały metamorficzne) i kompleks osadowy (skały osadowe). Kompleks krystaliczny skorupy ziemskiej zróżnicowany jest na trzy warstwy – warstwę górną zbudowaną z granitów, granitognejsów, gnejsów (warstwa granitowa); warstwę środkową utworzoną z bazaltów, granodiorytów, diorytów kwarcowych i czarnokitów oraz warstwę dolną złożoną z diorytów, anortozytów, amfibolitów oraz skał gabrowych (warstwy środkowa i dolna razem tworzą warstwę bazaltową). Kompleks osadowy skorupy ziemskiej obejmuje luźne osady pochodzenia lądowego (tzw. osady terygeniczne), do których należą osady grubookruchowe (np. głazy, otoczaki, żwiry), średniookruchowe osady piaszczyste (piaski, piaskowce), drobnookruchowe osady muliste (muły, mułowce) i bardzo drobnookruchowe osady ilaste (iły, iłowce). Granulometryczny skład osadów ulega zmianie wraz z oddalaniem się od wybrzeża – od piasków, żwirów i otoczaków w części przybrzeżnej szelfu, przez osady muliste na stoku i wyniesieniu kontynentalnym do osadów ilastych na równinie abisalnej.
Powierzchnia szelfów kontynentalnych jest przeważnie skalista (abrazyjna) bądź zbudowana z luźnych osadów terygenicznych (głównie żwirów, piasków i mułów) formujących się pod wpływem działania prądów pływowych i falowo-wiatrowych bądź spiętrzeń sztormowych. Na ich powierzchni często występują nierówności (m.in. wzniesienia, grzbiety, zagłębienia, rynny) powstałe w wyniku różnych procesów geologicznych (np. erozji lodowcowej, rzecznej, morskiej bądź wiatrowej). Szelfy kontynentalne na obszarach polarnych odznaczają się dużą zawartością osadów grubookruchowych (żwirów, otoczaków), co wiąże się z oddziaływaniem lodowców; na obszarach tropikalnych utworzone są w dużej mierze z drobnookruchowych mułów i iłów nanoszonych przez rzeki. Strefa litoralna o wysokiej różnorodności organizmów przydennych (bentosu) charakteryzuje się dużą domieszką osadów szelfowych pochodzenia organicznego, czyli osadów biogenicznych (np. wapiennych osadów koralowo-glonowych). Zróżnicowana szerokość szelfów kontynentalnych wynika z historii geologicznej określonych obszarów kuli ziemskiej. Obrzeża kontynentów zbiegające się z granicami płyt litosfery (tzw. krawędzie aktywne) cechują się wąskimi i stromymi szelfami (pacyficzne wybrzeża Ameryki Płn. i Ameryki Płd.); natomiast szelfy tworzące obrzeża kontynentów położone we wnętrzu płyt litosfery (tzw. krawędzie pasywne) są zwykle szerokie i płaskie (np. atlantyckie wybrzeża Europy, Ameryki Płn. i Ameryki Płd., wybrzeża Afryki i Australii, wybrzeża mórz arktycznych).
Ekosystemy szelfu kontynentalnego
Płytkie, prześwietlone wody mórz i oceanów zalegające ponad szelfem kontynentalnym (strefa nerytyczna; nerytopelagial) wraz z dnem szelfu kontynentalnego (strefą litoralną; litoralem) współtworzą ekosystem strefy przybrzeżnej (ekosystem litoralny) – stanowiący jeden z najbardziej produktywnych i różnorodnych biologicznie układów ekologicznych na kuli ziemskiej. Warunki środowiskowe w obrębie ekosystemów szelfowych determinowane są głównie przez dostęp światła słonecznego (nasłonecznienie), temperaturę wody (zależną od natężenia światła), stopień zasolenia (zależny od intensywności parowania, ilości opadów atmosferycznych i dopływu wód słodkich z obszarów lądowych), zawartość tlenu, warunki troficzne (zasobność składników odżywczych, tzw. biogenów) oraz ruchy wody (pływy i prądy morskie). Wysoka produkcja pierwotna w obrębie ekosystemów szelfu kontynentalnego wynika głównie z obecności licznych organizmów fotosyntetyzujących (m.in. sinice, glony jednokomórkowe i kolonijne, wodorosty morskie) i występowaniem wstępujących prądów morskich wynoszących substancje biogenne z głębin mórz i oceanów na ich powierzchnię (tzw. zjawisko upwellingu przybrzeżnego).
Ekosystemy strefy przybrzeżnej położone w obrębie szelfów kontynentalnych charakteryzują się wysoką różnorodnością biologiczną. Dno szelfu kontynentalnego (litoral) pokrywają łąki podwodne stanowiące zbiorowiska glonów morskich (zielenic, brunatnic, krasnorostów) oraz lasy wodorostowe (tzw. lasy brunatnicowe) utworzone przez ogromne gatunki wodorostów z gromady brunatnic, m.in. wielkomorszcze i listownice. Licznie reprezentowana jest fauna przydenna (bentos), w skład której wchodzą osiadłe gąbki, koralowce (np. ukwiały), małże (np. ostrygi), mszywioły i skorupiaki (pąkle); zakopujące się w osadach dennych wieloszczety i szkarłupnie (np. strzykwy) oraz poruszające się po powierzchni dna skorupiaki (np. langusty, kraby) i szkarłupnie (np. jeżowce, rozgwiazdy). Szelfy kontynentalne ciepłych i płytkich wód przybrzeżnych mórz tropikalnych stanowią stabilne podłoże dla raf koralowych zbudowanych z wapiennych szkieletów koralowców. Wody zalegające ponad szelfami (strefa nerytyczna, nerytopelagial) są siedliskiem życia dla wielu gatunków ssaków pelagicznych (np. delfinów, fok, uchatek), ryb chrzęstnoszkieletowych (np. rekinów, płaszczek) i ryb kostnoszkieletowych (np. tuńczyków, makreli, dorszów, sardeli) oraz głowonogów (np. ośmiornic, kałamarnic).
Znaczenie szelfu kontynentalnego
Szelfy kontynentalne i związane z nimi ekosystemy strefy przybrzeżnej (np. łąki podwodne, lasy brunatnicowe, rafy koralowe) są unikalnymi ekosystemami morskimi cechującymi się wysoką różnorodnością biologiczną i odpowiadającymi za większość produkcji pierwotnej mórz i oceanów. Wody zalegające ponad szelfami (nerytopelagial) wraz ze strefą otwartej toni wodnej mórz i oceanów (pelagialem) wywierają ogromny wpływ na globalne warunki klimatyczne i kształtują lokalne wzorce pogodowe; woda parująca z ich powierzchni stanowi główne źródło opadów atmosferycznych na kuli ziemskiej. Występujące w płytkich, dobrze naświetlonych wodach fotosyntetyzujące prokarionty (np. sinice) i eukarionty (np. okrzemki, bruzdnice, zielenice) wytwarzają w procesie fotosyntezy większość zasobów tlenu na Ziemi, pochłaniając przy tym znaczne ilości ditlenku węgla.
Szelfy kontynentalne stanowią siedlisko życia dla licznych organizmów morskich – sinic (cyjanobakterii), protistów (np. okrzemek, bruzdnic, brunatnic, zielenic, krasnorostów, orzęsków, otwornic, promienic), bezkręgowców (np. parzydełkowców, skorupiaków, mięczaków, wieloszczetów, szkarłupni) oraz kręgowców (ryb, żółwi morskich, waleni, ssaków płetwonogich, wydr morskich). Szelfy kontynentalne są obszarami o dużym znaczeniu gospodarczym; stanowią cenne obszary połowowe licznych gatunków ryb (np. tuńczyków, dorszów, makreli, śledzi, sardeli, menhadenów atlantyckich) oraz skorupiaków (np. krewetek, langust, homarów). Szelfy kontynentalne są również istotne dla wielu gałęzi przemysłu wydobywczego; pozyskuje się z nich ropę naftową i gaz ziemny, węgiel kamienny, piaski i żwiry budowlane, surowce węglanowe oraz diamenty.
