EKSAMEN I: BI2061 Vannkjemi/Oseanografi BOKMÅL

Transkript

1 1 Side 1 av 5 Norges teknisknaturvitenskapelige universitet Fakultet for naturvitenskap og teknologi Institutt for biologi Faglig kontaktperson(er) under eksamen: Trond Peder Flaten ( ) Geir Johnsen ( ) Egil Sakshaug USA ( USA) EKSAMEN I: BI2061 Vannkjemi/Oseanografi BOKMÅL DATO: 27. mai 2006 Antall timer: 4 Studiepoeng: 7,5 Antall sider: 5 Tillatte hjelpemidler: Sensurdato: 3 uker fra eksamen Lommekalkulator VED SENSUR TELLER FYSIKK- OG KJEMIDELEN LIKT I. FYSISK OSEANOGRAFI (bare ett svar er riktig i hver fysikkoppgave) Oppgave 1. Hvilket utsagn om havbunnen er riktig? A: Kalksedimenter består stort sett av skall av kiselalger (diatomeer) B: Kontinentaldrift gjør Atlanterhavet stadig smalere og Stillehavet bredere C: Kontinentaldrift er den underliggende årsaken til flertallet av tsunamier D: Kontinentalranden (-kanten) domineres av fint sediment, mens kontinentalskråningen preges av grovt materiale E: Verdens største kontinentalsokkel ligger i Beringhavet Oppgave 2. Hvorfor dannes det bunnvann i Middelhavet? A: Ferskvannet fra Nilen presses ned i dypet av atmosfæriske høytrykk samtidig som det river sjøvann med seg til bunns B: Det kalde bunnvannet i Middelhavet sklir av egen tyngde ut gjennom Gibraltarstredet. Derfor synker overflatevann i Middelhavet til bunns for å erstatte tapet C: Golfstrømmen drar med seg bunnvannet som kommer ut gjennom Gibraltarstredet nordover. Derfor må overflatevann i Middelhavet synke til bunns for å erstatte tapet D: Høy saltholdighet på grunn av stor fordamping og liten ferskvannstilførsel) i Middelhavet Gir overflatevannet der så stor tetthet at det synker mot bunnen E: Det dannes ikke bunnvann i Middelhavet

2 2 Oppgave 3. Hvilket Coriolis-relaterte utsagn er riktig? A: Vannet som omgir de store, sentrale oseaniske virvlene (for eksempel Sargassohavet) sirkulerer med urviseren på den nordlige halvkule og mot urviseren på den sørlige B: Syklonisk sirkulasjon er typisk for høytrykk C: Coriolis akselerasjon er null ved polene og maksimal ved ekvator D: I norske farvann avbøyes overflatestrømmen i følge Ekmanspiralen ~10 til høyre E: Coriolis akselerasjon er sterkere nær kontinenter enn midt i oseanene Oppgave 4. Hvilket estuar-relaterte utsagn er riktig? A: Alle estuarier er fjorder og alle fjorder er estuarier B: Norske fjorder er preget av amfidrome tidevannssystemer C: Estuarin sirkulasjon er karakterisert av en utadgående overflate (brakkvanns-)strøm og en inngående kompensasjonsstrøm dypere ned D: Fjorder som mottar vann fra ikke-regulerte elver har alltid lavere saltholdighet i overflaten om vinteren om forsommeren E: Estuarier har alltid høyest saltinnhold i den innerste delen Oppgave 5. Hvordan forholder sjøvannets tetthet (ρ) seg til saltinnhold og temperatur? A: Øker lineært med saltholdigheten og avtar ikke-lineært med økende temperatur B: Øker lineært både med saltholdighet og temperatur C: Øker ikke-lineært med saltholdigheten og er uavhengig av temperaturen D: Øker lineært med saltholdigheten og er uavhengig av temperaturen E: Øker ikke-lineært både med saltholdighet og temperatur Oppgave 6. Hva skal til for å sette i gang bunnvannsdannelse? A: Mye fri CO 2 i overflatevannet B: Høy tetthet i overflatelaget C: Vindstille D: Liten Coriolis akselerasjon E: Stor ferskvannstilførsel Oppgave 7. Hvor er det mest intens bunnvannsdannelse? A: I Beringhavet og Middelhavet B: I Sørishavet og De nordiske hav C: I Rødehavet og Middelhavet D: Utenfor Peru og Vest-Afrika E: I Indiahavet og Det okhotske hav Oppgave 8. I hvilken retning vil en flaskepost utenfor Mørekysten drive når vinden er nordøstlig? A: Mot Romsdalsfjorden B: Mot Bergen C: Mot Trondheimsfjorden D: Mot Kairo E: Mot Island

3 3 Oppgave 9. Hvorfor er det høyere konsentrasjon av næringssalter i overflatelaget i Beringhavet enn i De nordiske hav om vinteren? A: Fordi overflatevann i Beringhavet er preget av dypvann som er eldre enn dypvann i De nordiske hav som et resultat av termohalin sirkulasjon B: Fordi Beringhavet ar høyere belastning av næringssalt enn De nordiske hav på grunn av høyere biologisk produksjon C: Fordi vann som tilføres Beringhavet gjennom Beringstredet har høy konsentrasjon av næringssalter på grunn av lite biologisk forbruk i Nordishavet D: Fordi økosystemet i Beringhavet er hemmet is sitt opptak av næringssalter på grunn av giftige forurensninger fra Sibir, Alaska og kanadisk Arktis E: Fordi Yukon River tilfører store mengder næringssalt til Beringhavet, mens ferskvannstilførselen til De nordiske hav er ubetydelig Oppgave 10. I hvilke områder er det utpreget jernbegrensning av primærproduksjonen? A: Nordatlanteren og Rødehavet B: Nordishavet og De nordiske hav C: Indiahavet og Den persiske bukt D: Østlige stillehav, Nordlige stillehav og dype (isfrie) deler av Sørishavet E: Middelhavet og Østersjøen Oppgave 11. En av disse prosessene er IKKE viktig for å bringe næringssaltrikt dypvann opp til overflaten. Hvilken? A: Estuarin sirkulasjon (entrainment) B: Vindgenerert turbulens C: Bank- og øyeffekt D: Stabilisering av overflatelaget E: Vindgenerert oppstrømming Oppgave 12. Hvorfor er tsunamier definert som grunne bølger ( shallow waves )? A: Fordi de eksisterer bare i havoverflaten B: Fordi de finnes bare på grunt vann C: Fordi bølger med bølgelengde på hundrevis eller tusenvis av kilometer, slik som tsunamier, blir påvirket av bunntopografien selv på de største havdyp D: Fordi de blir ekstra høye på grunt vann E: Fordi de er forårsaket av jordskjelv Oppgave 13. Hvilket utsagn om havbølger er korrekt? A: Bølger med stor bølgelengde forplanter seg saktere enn bølger med kort bølgelengde B: Tsunamier forplanter seg spesielt langsomt, men er til gjengjeld svært energirike C: Interne bølger dannes i grenselaget mellom vannmasser med forskjellig tetthet D: Bølger har målbar effekt ned til et dyp tilsvarende 30 % av bølgelengden E: Stående bølger forplanter seg med dobbel fart av andre bølger

4 4 Oppgave 14. Hvilket utsagn om tidevann er IKKE korrekt? A: Halvdøgnlige tidevannsbølger er sjeldne i Atlanterhavet B: Tidevannsforskjellen er mindre ved Lindesnes enn langs finnmarkskysten C: Springflo/springfjære skjer under fullmåne og nymåne D: Månen er av og til nord for ekliptikken, av og til på sørsiden E: Den største tidevannsbølgen som skyldes månen, er større enn den største tidevannsbølgen som skyldes sola Oppgave 15. Hvilket utsagn om amfidrome systemer er IKKE korrekt? A: I amfidrome systemer roterer tidevannsbølgene rundt et amfidromt punkt B: I det amfidrome punktet er det ingen tidevannsforskjell C: Det finnes flere amfidrome systemer i oseanene D: Det finnes et amfidromt system i Nordsjøen E: Amfidrome systemer danner seg der Coriolis akselerasjon er tilnærmet null Oppgave 16. Gjennom Drake-stredet mellom Kapp Horn og Antarktishalvøya passerer verdens største havstrøm østover med 160 Sverdrup. I gjennomsnitt inneholder vannet 350 milligram (mg) nitrogen m 3 i form av nitrat. Hvor mye nitrogen passerer stredet hvert sekund? A: 2 kilomol (kmol) (tusen) B: 4 gigamol (Gmol) (milliard) C: 4 megamol (Mmol) (million) D. 4 teramol (Tmol) (million millioner) E: 2 petamol (Pmol) (milliard millioner) Oppgave 17. Peder Aas skal starte med oppdrett av laks, men oppdager til sin forskrekkelse at på det planlagte stedet er det en dyphøl hvor vannet skiftes ut bare om vinteren. En forutsetning for driften er at oksygenkonsentrasjonen i dyphølen fra april til oktober ikke skal synke lavere enn 60 % av metningsverdien. Dyphølen inneholder m 3 vann, og oksygenkonsentrasjonen i vannet pr. 1. april er 0,3 mol O 2 m 3. Synkende (døende) planteplankton og naturlig forekommende bunnfauna i dyphølen bruker i gjennomsnitt til sammen 0,5 mmol O 2 m 3 døgn 1. Anta at for hvert mol organisk N som nedbrytes, går det med 7 mol O 2. Hvor stort daglig samlet sedimentering regnet som kilogram (kg) nitrogen kan tillates fra akvakulturdriften hvis ikke oksygenkonsentrasjonen skal synke under 60 % av metning ved utgangen av oktober? A: 0,65 B: 9,08 C: 90,8 D: 6,5 E: 14

5 5 II. VANNKJEMI Oppgave 1. Skriv reaksjonslikninger for følgende naturlig forekommende prosesser (Ligningene skal ikke balanseres, og det er tilstrekkelig å ta med de red-oks aktive stoffene) A. Nitrifikasjon B. Nitrogenfiksering C. Denitrifikasjon D. Sulfatreduksjon E. Sulfidoksidasjon Angi oksidasjonstall for de forbindelsene som deltar i red-oks prosessene. Oppgave 2. A. Forklar følgende begreper: species, ligand, kompleks, chelat, polynukleær. B. Nevn noen syntetiske forbindelser som kan danne chelater med metallioner i vann. C: Forklar kort hvordan kompleksdannelse kan påvirke løseligheten av et tungtløselig salt i vann. Illustrer med ett eller flere eksempler. D.Hva er humus, og hvordan kan humus påvirke metall-kjemien i vann?