История на океанографията, област на обучение, клонове и примери за изследвания



на океанография е наука, която изучава океаните и моретата по физически, химически, геоложки и биологични аспекти. Познаването на океаните и моретата е от основно значение, тъй като според приетите теории моретата са център на произход на живота на Земята.

Думата океанография идва от гръцкия Океан (вода, която заобикаля земята) и graphein Използва се като синоним океанология (изследване на водни обекти), използван за първи път през 1864 г..

Тя започва да се развива от Древна Гърция с творби на Аристотел. Впоследствие през седемнадесети век Исак Нютон прави първите океанографски изследвания. От тези проучвания няколко изследователи са допринесли значително за развитието на океанографията.

Океанографията е разделена на четири основни раздела: физика, химия, геология и морска биология. Взети заедно, тези клонове на изследването ни позволяват да обърнем внимание на сложността на океаните.

Най-новите изследвания в океанографията се съсредоточиха върху ефектите от глобалното изменение на климата върху динамиката на океаните. Интерес представлява и изследването на екосистемите, присъстващи в морските ями.

индекс

  • 1 История
    • 1.1 Началото
    • 1.2
    • 1.3 ХХ век
  • 2 Област на изследване
  • 3 Клонове на океанографията
    • 3.1 Физическа океанография
    • 3.2 Химична океанография
    • 3.3 Геоложка океанография или морска геология
    • 3.4 Биологична океанография или морска биология
  • 4 Последни проучвания
    • 4.1 Физическа океанография и изменение на климата
    • 4.2 Химична океанография
    • 4.3 Морска геология
    • 4.4 Биологична океанография или морска биология
  • 5 Препратки

история

Началото

От самото си начало човекът е имал връзка с моретата и океаните. Първите му подходи към разбирането на морския свят са практични и утилитарни, защото са източник на храна и средства за комуникация.

Моряците се интересуваха от фиксирането на морските маршрути чрез разработването на навигационни карти. Също така, в началото на океанографията беше много важно да се знае движението на морските течения.

В биологичното поле, вече в Древна Гърция, философът Аристотел описва 180 вида морски животни.

Някои от първите теоретични океанографски изследвания се дължат на Нютон (1687) и Лаплас (1775), които изучават приливите и отливите. Също така навигатори като Кук и Ванкувър направиха важни научни наблюдения в края на 18-ти век.

19 век

Смята се, че бащата на биологичната океанография е британският натуралист Едуард Форбс (1815-1854). Този автор е първият, който извършва проби от морска биота на различни нива на дълбочина. По този начин мога да установя, че организмите са разпределени по различен начин на тези нива.

Много други учени по това време допринесоха значително за океанографията. Сред тях Чарлз Дарвин е първият, който обяснява как произхождат атолите (кораловите океански острови), докато Бенджамин Франклин и Луи Антоан дьо Бугенвил допринасят за познаването на морските течения на Северния и Южния Атлантик..

Матю Фонтен Мори е северноамерикански учен, смятан за баща на физическата океанография. Този изследовател е първият, който систематично и широкомащабно събира океански данни. Техните данни са получени главно от корабните записи за навигация.

През този период започват да се организират морски експедиции за научни цели. Първият беше английският кораб H.M.S. претендент, водена от шотландския Чарлз Уивил Томсън. Този плавателен съд плавал от 1872 до 1876 г. и получените в него резултати се съдържали в произведение от 50 тома.

20-ти век

По време на Втората световна война океанографията има голяма приложимост за планиране на мобилизирането на флоти и разтоварвания. От това произтичат изследвания върху динамиката на набъбването, разпространението на звука във водата, морската морфология, наред с други аспекти.

През 1957 г. се отбелязва Международната геофизична година, която има голямо значение за насърчаване на океанографските изследвания. Това събитие е от решаващо значение за насърчаване на международното сътрудничество при провеждането на океанографски изследвания в световен мащаб.

Като част от това сътрудничество, през 1960 г. беше осъществена съвместна подводна експедиция между Швейцария и САЩ; батискаф (малък кораб с дълбоко потапяне) Триест достига дълбочина от 10,916 метра в гробовете на марианците.

Друга важна подводна експедиция е извършена през 1977 г. с подводницата Алвин, на САЩ. Тази експедиция позволява откриването и изучаването на дълбоководните хидротермални ливади.

Накрая, ролята на командващия Жак-Ив Кусто в познаването и разпространението на океанографията е забележителна. Кусто оглавява в продължение на много години френския океанографски кораб Калипсо, където се правят многобройни океанографски експедиции. Също така в информационното поле са заснети няколко документални филма, които формират серията, известна като Подводният свят на Жак Кусто.

Област на обучение

Проучването на океанографията обхваща всички аспекти, свързани с океаните и моретата на света, включително крайбрежните зони.

Океаните и моретата са физико-химични среди, които съдържат голямо разнообразие от живот. Те представляват водна среда, която заема около 70% от повърхността на планетата. Водата и нейното удължаване, плюс астрономическите и климатичните сили, които го засягат, определят неговите особени характеристики.

Има три големи океана на планетата; Тихия, Атлантическия и Индийския. Тези океани са взаимосвързани и отделни големи континентални региони. Атлантическият океан разделя Азия и Европа от Америка, а Тихия океан разделя Азия и Океания от Америка. Индийският отделя Африка от Азия в района близо до Индия.

Океанските басейни започват по крайбрежието, свързано с континенталния шелф (потопена част от континентите). Платформата достига максимални дълбочини от 200 м и завършва с рязък наклон, който се свързва с морското дъно.

Дъното на океаните има планини със средна височина 2000 м (морски хребети) и централен канал. От тук магмата идва от астеносферата (вътрешен слой от земята, образуван от вискозни материали), който отлага и образува океанското дъно.

Клонове на океанографията

Съвременната океанография е разделена на четири клона на изследване. Въпреки това морската среда е силно интегрирана и затова океанографите управляват тези зони, без да достигат прекомерна специализация.

Физическа океанография

Този клон на океанографията изследва физическите и динамичните свойства на водата в океаните и моретата. Основната му цел е да разбере циркулацията на океана и начина, по който се разпределя топлината в тези водни обекти.

Вземете под внимание аспекти като температура, соленост, плътност на водата. Други релевантни свойства са цвят, светлина и разпространение на звука в океаните и моретата.

Този клон на океанографията също изследва взаимодействието на динамиката на атмосферата с водните маси. В допълнение, тя включва движението на морски течения в различни мащаби.

Химична океанография

Изследва химическия състав на морските води и седиментите, основните химични цикли и техните взаимодействия с атмосферата и литосферата. От друга страна, той се занимава с изследването на промените, произведени от добавянето на антропни вещества.

Освен това химическата океанография изследва как химичният състав на водата влияе върху физическите, геоложките и биологичните процеси на океаните. В конкретния случай на морската биология той интерпретира как химичната динамика влияе върху живите организми (морската биохимия).

Геоложка океанография или морска геология

Този клон е отговорен за изследването на океанския субстрат, включително и на по-дълбоките му слоеве. Разгледани са динамичните процеси на този субстрат и неговото влияние върху структурата на морското дъно и бреговете.

Морската геология изследва минералогичния състав, структура и динамика на различните океански пластове, особено свързани с подводни вулканични дейности и субдукционни явления, включени в континентален дрейф.

Изследванията, проведени в тази област, позволяват да се проверят подходите на теорията на континенталния дрейф.

От друга страна, този отрасъл има изключително практическо приложение в съвременния свят, поради голямото му значение за добива на минерални ресурси..

Проучванията на геоложките проучвания на морското дъно позволяват експлоатацията на офшорни находища, особено на природен газ и нефт.

Биологична океанография или морска биология

Този клон на океанографията изследва морския живот, така че обхваща всички отрасли на биологията, прилагани в морската среда.

В областта на морската биология се изучават както класификацията на живите същества и тяхната среда, така и тяхната морфология и физиология. В допълнение, той взема предвид екологичните аспекти, свързани с това биологично разнообразие с неговата физическа среда.

Морската биология е разделена на четири клона според областта на моретата и океаните, които изучава. Това са:

  • Пелагична океанография: фокусира се върху изучаването на екосистемите в открити води, далеч от континенталния шелф.
  • Неритична океанография: Взети са под внимание живите организми, намиращи се в районите близо до брега, в континенталния шелф.
  • Бентосна океанография: отнася се до проучването на екосистемите, открити на повърхността на морското дъно.
  • Дънна океанография: изучават се живи организми, които живеят в близост до морското дъно в крайбрежните зони и в континенталния шелф. Предвижда се максимална дълбочина от 500 m.

Последни проучвания

Физическа океанография и изменение на климата

Последните изследвания подчертават тези, които оценяват ефектите от глобалното изменение на климата върху динамиката на океана. Например, доказано е, че основната система от океански течения (Атлантическия ток) променя своята динамика.

Известно е, че системата на морските течения се генерира от плътността на водните маси, определена главно от температурни градиенти. Така масата на горещата вода е по-лека и остава в повърхностните слоеве, докато студените маси потъват.

В Атлантическия океан, масите с гореща вода се движат на север от Карибите през Гълфстрийм и докато се движат на север, те се охлаждат и потъват, връщайки се на юг. Както споменахме в редакционната статия на списанието природа (556, 2018), този механизъм се забави.

Твърди се, че забавянето на сегашната система се дължи на топенето, причинено от глобалното затопляне. Това води до увеличаване на приноса на прясна вода и промяна на концентрацията на солите и плътността на водата, което влияе върху движението на водните маси..

Потокът от токове допринася за регулирането на глобалната температура, разпределението на хранителните вещества и газове, а неговото изменение носи сериозни последствия за планетарната система..

Химична океанография

Една от направленията на изследванията, които в момента заемат вниманието на океанографите, е изследването на подкисляването на моретата, главно поради влиянието на нивото на рН върху морския живот..

Нива на СО2 в атмосферата рязко са се увеличили през последните години поради високата консумация на изкопаеми горива чрез различни човешки дейности.

Този CO2 той се разтваря в морска вода, което води до намаляване на рН на океаните. Подкисляването на океаните влияе негативно върху оцеляването на много морски видове.

През 2016 г. Олбрайт и сътрудници проведоха първия експеримент за окисляване на океана в естествена екосистема. В това изследване е доказано, че подкисляването може да намали калцирането на коралите до 34%.

Морска геология

В този клон на океанографията е изследвано движението на тектонските плочи. Тези плочи са фрагменти от литосферата (външен и твърд слой на мантията на Земята), които се движат по астеносферата.

Неотдавнашно разследване, проведено от Ли и сътрудници, публикувано през 2018 г., установи, че големите тектонски плочи могат да възникнат чрез сливане на по-малки плочи. Авторите правят класификация на тези микроплаки въз основа на техния произход и изучават динамиката на техните движения.

Освен това те откриват, че има голям брой микроплаки, свързани с големите тектонски плочи на Земята. Показано е, че връзката между тези два вида плочи може да спомогне за консолидирането на теорията за континенталния дрейф.

Биологична океанография или морска биология

През последните години едно от най-забележителните открития на морската биология е наличието на организми в морските ями. Едно от тези проучвания е проведено в ямата на Галапагоските острови, показваща сложна екосистема, където се срещат много безгръбначни и бактерии (Yong-Jin 2006)..

Морските ями нямат достъп до слънчева светлина поради тяхната дълбочина (2500 м.н.в.), така че трофичната верига зависи от автотрофни хемосинтетични бактерии. Тези организми определят СО2 от сероводород, получен от хидротермални отвори.

Установено е, че общностите на макробезгръбначните, които обитават дълбоки води, са много разнообразни. Освен това се предлага разбирането на тези екосистеми да предостави необходимата информация за изясняване на произхода на живота на планетата..

препратки

  1. Олбрайт и сътрудници. (2017). Обратното окисляване на океана увеличава чистото калциране на кораловия риф. Nature 531: 362-365.
  2. Калдейра К и М. Е. Уикетт (2003) Антропогенни въглеродни и океански рН. Nature 425: 365-365
  3. Редактор (2018) Гледайте океана. Nature 556: 149
  4. Lalli CM и TR Parsons (1997) Биологична океанография. Въведение. Второ издание. Отвореният университет. Elsevier. Оксфорд, Великобритания. 574 p.
  5. Li S, Y Suo, X Lia, B Liu, L Dai, Уанг Уанг, Джоу J, Ли Y, Лю L, X Cao, Somerville I, Mu D, Джао S, Лю J, Meng F, Zhen L, Zhao L , J Zhu, S Yu, и Liu и G Zhang (2018) Тектоника на микроплаките: нови прозрения от микроблокове в световните океани, континентални граници и дълбока мантия Земни науки 185: 1029-1064
  6. Pickerd GL и WL Emery. (1990) Описателна физическа океанография. Въведение. Пето увеличено издание. Pergamon Press. Оксфорд, Великобритания. 551 p.
  7. Riley JP и R Chester (1976). Химична океанография. Второ издание. Том 6. Академична преса. Лондон, Великобритания. 391 p.
  8. Wiebe PH и MC Benfield (2003) От мрежата на Hensen до четириизмерна биологична океанография. Напредък в океанографията. 56: 7-136.
  9. Zamorano P и ME Hendrickx. (2007) Биоценоза и разпространение на дълбоководни мекотели в Мексиканския Тихи океан: оценка на напредъка. 48-49. В: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González и CM Galvín-Villa (ред.). Изследвания по малакология и конхология в Мексико. Университет в Гуадалахара, Мексико.
  10. Йонг-Джин W (2006) Дълбокоморски хидротермални отвори: екология и еволюция J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.