EKSAMENSOPPGAVE I BI2061 FYSISK OSEANOGRAFI

Transkript

1 Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Institutt for Biologi EKSAMENSOPPGAVE I BI2061 FYSISK OSEANOGRAFI - Faglig kontakt under eksamen: Egil Sakshaug, tlf.: Torunn Berg, tlf.: Trond Peder Flaten, tlf.: Eksamensdato: 1 desember 2011 Eksamenstid: 4 Studiepoeng: 7,5 Tillatte hjelpemidler: Ingen Språkform: Bokmål Antall sider: 7 Antall vedlegg: 0 Sensurdato 21. desember 2011 Vannkjemi og fysikk teller 50 % hver I. Vannkjemi Oppgave 1 teller 50%, multiple choice-spørsmålene teller til sammen 50% Tradisjonell oppgave A. Gi en oversikt over de viktigste red-oks reaksjoner i akvatiske systemer B. Beskriv hvordan surt gruvevann oppstår. Skriv gjerne reaksjonslikninger. C. Nevn de viktigste menneskelige forstyrrelser av nitrogenkretsløpet i ferskvann. Merk! Studentene må primært gjøre seg kjent med sensur ved å bruke Studentweb. Eventuelle telefoner om sensur må rettes til instituttet. Eksamenskontoret vil ikke kunne svare på slike telefoner.

2 Multiple choice, vannkjemi: S. 1. Hvilken påstand er usann? A: Metallet som bindes til ligandet i et kompleks kalles sentralatom B: Norske ferskvann er normalt P-begrenset næringsmessig C: Mn foreligger hovedsakelig som MnO 2 i fravær av O 2 og som Mn 2+ i nærvær av O 2 D: N foreligger hovedsakelig som NO 3 i nærvær av O 2 og NH 4 + i fravær av O 2 E: ANC står for syrenøytraliserende kapasitet S. 2. Hvilken påstand om karbonatsystemet er sann? A: CO 2 er den viktigste svake basen i vann B: CO 2 er den amfotære basen til HCO 3 C: I et system vil [CO 2 ] være konstant D: I et lukket system vil total uorganisk [C] være konstant E: CO 3 2 er den amfotære syra til HCO 3 S. 3. Hvilken påstand er sann? A: N i norske ferskvann viser en sør-nord gradient B: Cr i norske innsjøsedimenter viser en sør-nord gradient C: Pb i norske innsjøsedimenter viser en sør-nord gradient D: S i norske ferskvann viser en sør-nord gradient E: Hg i norske innsjøsedimenter viser en sør-nord gradient S. 4. Hvilken påstand er sann? A: Et reduserende miljø kan uttrykkes ved høyt redokspotensial B: En halvreaksjon med pe = 2,87 vil oksidere en halvreaksjon med pe = 6,03 C: I vann hvor fotosyntesen dominerer, minsker O 2 og pe D: Når Fe korroderes, vil Fe(OH) 3 omdannes til Fe (s) E: Under nitrifikasjonen vil nitrat omdannes til ammonium S. 5. Hvilken påstand er IKKE sann? A: Zn er et essensielt metall for planter B: Cr er essensielt som Cr (III) og giftig som Cr (VI) C: Hg mobiliseres som CH 3 Hg av bakterier D: Ved ph <5,5 er Al i vann labilt bundet og dødelig for fisk E: Cu er giftig for planter også ved lave konsentrasjoner S. 6. Hvilken påstand om PCB er sann? A: Insecticid som er tillatt brukt ved malariabekjempning B: Persistent organisk komponent som brukes som råmateriale for syntese av andre pesticider C. Persistent organisk komponent som kan brytes ned aerobt eller anaerobt D: Persistent organisk komponent som er faset ut i I-land E: Syntetisk vaskemiddel S. 7. Hvilken påstand er sann? A: En hydrofob partikkel kan bestå av leire eller olje B: Kolloider kan stabiliseres ved å få negativ overflateladning C: Fe kan felles som FeSO 4 (svart) i anoksisk miljø og i nærvær av bakterier D: Organiske komponenter i sedimenter bindes til humus E: Organiske komponenters evne til sorbsjon er omvendt proporsjonal med deres løselighet Side 2 av 7

3 S. 8. Hvilken påstand er IKKE sann? A: Bruk av FeCl 3 til fosforrensing gir alkaliske avløp B: I et aktivt-slam renseanlegg fjernes organisk P og organisk N C: BOD kan fjernes ved oksidasjon og/eller syntese i et aktivt slamanlegg D: Den mest effektive rekkefølgen for kloakkrensing er: 1) mekanisk, 2) biologisk, 3) kjemisk E: HOCl + OCl desinfiserer drikkevann S. 9. Hvilken påstand er sann? A: Alkalinitet kan bestemmes ved potensiometrisk titrering med HCl B: Kaliumpermanganat og kaliumdikromat er de mest brukte oksidasjonsmidler for COD- analyser C: Konduktiviteten er proporsjonal med antall ioner som er i vannet. D: TOC kan bestemmes ved at organisk og uorganisk C omdannes til CO 2 som så måles med infrarød analysator E: Ved TOC-metoden oksideres som regel om lag 80 % av det organiske materialet II. Fysisk oseanografi S. 1. Hvilken av disse påstandene er SANN? A: Kysten av Nord-Europa er en tektonisk passiv randsone B: Langs San Andreas-forkastningen i California legger den nord-amerikanske platen seg over stillehavsplaten C: Grensen mellom den eurasiatiske og nordamerikanske platen ligger øst for Færøyane D: Den største landhevingen i Norden siden siste istid skjedde i Finnmark E: Marin leire (blåleire) danner seg bare på bunnen av store innsjøer S. 2. Hvilken av disse påstandene er IKKE sann? A: Vann har høyere varmekapasitet enn de fleste vanlige stoffer i naturen B: Vannets tetthet øker lineært med økende saltholdighet C: Vanntrykket betyr lite for tettheten i de øverste 1000 meter D: Temperatur i vannsøylen betyr mye for havnivået E: Vannets tetthet avtar lineært med synkende temperatur S. 3. Hvilken påstand om vannets kompressibilitet er sann? A: Hydrogenbindingene mellom vannmolekylene gjør at vann er en konsentrert væske med lite komprimerbart rom mellom molekylene B: Vann har høy kompressilitet fordi vann er flytende og ikke en gass C: Påstanden er ikke sann. Vann har null kompressibilitet D: Den høye kompressibiliteten gjør at det nesten ikke finnes løste gasser på store dyp E: Fordi vann har liten kompressibilitet, finnes det nesten ikke løste gasser på store dyp S. 4. Hvilken av disse påstandene er SANN? A: På grunn av den store bufferkapasiteten varierer ikke havets ph B: Alkalinitet uttrykker havets surhet C: Mesteparten av uorganisk karbon i havet utgjøres av CO 2 og karbonsyre D: Hvis vi antar metning, vil vann inneholde mer løst gass ved lav enn ved høy temperatur E: Partialtrykk og fugasitet er lineært avhengige av konsentrasjonen av gassen i vannet Side 3 av 7

4 S. 5. Hvilken av disse påstandene er IKKE sann? A: Kalsifisering i havet skjer praktisk talt bare hos levende organismer B: Kalsifisering hos marine organismer tilfører vannet CO 2 C: Kalsifisering påvirker alkaliniteten i havet D: Fotosyntese tar opp CO 2 fra vannet E: Elvevann preget av erosjon av kalkholdig berg minsker alkaliniteten i havet S. 6. 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 S. 7. 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 S 8. Hvilket Coriolis-relaterte utsagn er sant? 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 S 9. 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 S 10. 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 Side 4 av 7

5 S. 11. 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-effekt E: Stor ferskvannstilførsel S. 12. 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 S 13. I hvilken retning vil en flaskepost utenfor Mørekysten drive når vinden kommer fra nordøst? A: Mot Romsdalsfjorden B: Mot Bergen C: Mot Trondheimsfjorden D: Mot Kairo (Egypt) E: Mot Island S 14. 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 dypvannet i De nordiske hav B: Fordi den biologiske produksjonen er høyere i Beringhavet C: Fordi vann som kommer gjennom Beringstredet har høy konsentrasjon av næringssalter D: Fordi opptak av næringssalter i Beringhavet er hemmet av giftig forurensning E: Fordi Yukon River tilfører store mengder næringssalt til Beringhavet S. 15. I hvilke havområder er primærproduksjonen jernbegrenset? 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 S. 16. 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 Side 5 av 7

6 S. 17. Hvorfor er tsunamier definert som gruntvannsbølger? A: Fordi de eksisterer bare i havoverflaten B: Fordi de finnes bare på grunt vann C: Fordi tsunami-bølger har effekt selv på de største havdyp D: Fordi de blir ekstra høye på grunt vann E: Fordi de er forårsaket av jordskjelv S. 18. Hvilket utsagn om havbølger er sant? 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 S. 19. Hvilket utsagn om tidevann er IKKE sant? A: Halvdøgnlige tidevannsbølger er sjeldne i Atlanterhavet B: Tidevannsforskjellen er mindre ved Lindesnes enn langs kysten av Finnmark 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 S. 20. Hvilket utsagn om amfidrome systemer er IKKE sant? 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 ett amfidromt system i Nordsjøen E: Amfidrome systemer danner seg der Coriolis Effekt er tilnærmet null S. 21. Hvilket utsagn om havbølger er sant? A: Dønninger (swells) er bølger som skyldes undersjøiske jordskjelv B: Dønninger er korte bølger som kommer fra fjerne områder fordi de forplanter seg hurtig med lite energitap C: Sjakkbrettmønstre oppstår når to bølgetog forplanter seg parallelt D: På store havdyp er vindgenererte bølger dypvannsbølger E: Positiv interferens gir spesielt små bølger S. 22. Hvorfor defineres tidevannsbølger som gruntvannsbølger? A: Fordi de dannes av gravitasjonskrefter fra månen og solen B: Fordi de ikke har effekt på dypt vann C: Fordi de selv på de største havdyp har målbar effekt ned til bunnen D: Fordi de er like lave over grunt vann som over åpent hav E: Fordi de forårsaker pumpebevegelser i trange estuarier Side 6 av 7

7 S. 23. Hvilket utsagn om tidevann er sant? A: Halvdøgnlige tidevannsbølger er vanlige i Atlanterhavet B: Tidevannsforskjellen er større i Kristiansand enn i Trondheim C: Springflo/springfjære skjer under halvmåne D: Hvis resonansfrekvensen i et estuar er den samme som tidevannsfrekvensen, blir tidevannsforskjellen spesielt liten E: Tidevannsforskjellen er spesielt liten rundt jevndøgn S. 24. Hvilken av disse påstandene er IKKE sann? A: En hotspot er et sted med vulkansk aktivitet og som ikke beveger seg med kontinentalplaten B: Isostatisk landhevning er typisk for den tropiske sone C: Den atlantiske midtryggen er en spredningssone D: Middelhavet er et kollapsende randhav preget av sterke tektoniske krefter og vulkansk aktivitet E: Black smokers har fått navnet fordi sulfider i det superoppvarmede vannet feller ut straks det blir avkjølt av vannmassene rundt S. 25. Hvilken av disse påstandene er IKKE sann? A: Det skjer nesten ikke opptak av CO 2 i Atlanterhavsvannet på dets ferd nordover B: Partialtrykk (fugasitet) og konsentrasjonen av en gass står i et konstant forhold til hverandre C: Utgassingen av CO 2 er størst i ekvatorområdene, særlig Stillehavet D: Konsentrasjonen av CO 2 på store dyp er negativt korrelert til konsentrasjonen av nitrat E: India-havet er en betydelig sink for CO 2 S. 26. Hva er en gruntvannsbølge? En bølge som: A: Opptrer nær land, på dyp <125 m B: Opptrer bare nær vulkanske øyer og atoller i Stillehavet C: Har effekt bare i åpent hav der det finnes grunne banker D: Har effekt ned til et dyp tilsvarende halve bølgelengden E: Har effekt ned til bunnen S. 27. Hvilken av disse påstandene er SANN? A: Vindbølger på dyphavet er gruntvannsbølger B: Tsunamier og tidevannsbølger er dypvannsbølger C: Interne bølger oppstår mellom hav og atmosfære D: Virvler dannet av strømmer som passerer undersjøiske fjellkjeder er viktige for fornyelsen av bunnvann E: Tsunamier forplanter seg saktere enn dype vindbølger S. 28. Hvilken av disse påstandene er IKKE sann? A: En soliton er en sinusbølge som mangler sin nederste halvdel B: Derfor transporterer den vann C: En tidal bore i en elv er et eksempel på en soliton D: Kapillærbølger er langbølgete gruntvannsbølger som styres av Corioliseffekten E: Rip-currents flyter ut fra stranden der bølgene slår inn --- ooo --- Side 7 av 7