Історія океанографії, галузь дослідження, галузі та приклади досліджень



The океанографія це наука, яка вивчає океани і моря в їх фізичних, хімічних, геологічних і біологічних аспектах. Знання океанів і морів є фундаментальним, оскільки згідно з прийнятими теоріями моря є центром походження життя на Землі.

Слово океанографія походить від грецького okeanos (вода, що оточує землю) і графейн Вона використовується як синонім океанології (вивчення водних об'єктів), що вперше використовується в 1864 р..

Він почав розвиватися з Древньої Греції з творів Аристотеля. Згодом у XVII столітті Ісаак Ньютон зробив перші океанографічні дослідження. З цих досліджень кілька дослідників зробили вагомий внесок у розвиток океанографії.

Океанографія поділена на чотири основні галузі: фізика, хімія, геологія та морська біологія. У сукупності ці галузі дослідження дозволяють комплексно розглянути складність океанів.

Останні дослідження океанографії зосереджувалися на впливі глобальних змін клімату на динаміку океанів. Крім того, було цікаво вивчення екосистем, присутніх у морських ямах.

Індекс

  • 1 Історія
    • 1.1 Початки
    • 1.2 ХІХ ст
    • 1.3 ХХ століття
  • 2 Область дослідження
  • 3 Філії океанографії
    • 3.1 Фізична океанографія
    • 3.2 Хімічна океанографія
    • 3.3 Геологічна океанографія або морська геологія
    • 3.4 Біологічна океанографія або морська біологія
  • 4 Останні дослідження
    • 4.1 Фізична океанографія та зміна клімату
    • 4.2 Хімічна океанографія
    • 4.3 Морська геологія
    • 4.4 Біологічна океанографія або морська біологія
  • 5 Посилання

Історія

Початок

З самого початку свого існування людина мала відносини з морями та океанами. Його перші підходи до розуміння морського світу були практичними і утилітарними, оскільки вони були джерелом їжі та засобами комунікації.

Моряки були зацікавлені у встановленні морських шляхів шляхом розробки навігаційних карт. Також на початку океанографії було дуже важливо знати рух морських течій.

У біологічному полі, вже в Стародавній Греції, філософ Аристотель описав 180 видів морських тварин.

Деякі з перших теоретичних океанографічних досліджень пов'язані з Ньютоном (1687) і Лапласом (1775), які вивчали припливи поверхні. Крім того, в кінці 18-го століття такі важливі наукові спостереження зробили такі мореплавці, як Кук та Ванкувер.

19 століття

Вважається, що батьком біологічної океанографії був британський натураліст Едуард Форбс (1815-1854). Цей автор вперше здійснив вибірки морської біоти на різних рівнях глибини. Таким чином, я можу визначити, що організми були розподілені по-різному на цих рівнях.

Багато інших вчених того часу робили важливий внесок у океанографію. Серед них Чарльз Дарвін першим пояснив, як зародилися атоли (коралові океанічні острови), а Бенджамін Франклін і Луї Антуан де Бугенвіль сприяли знанню морських течій Північної і Південної Атлантики, відповідно..

Метью Фонтейн Морі був північноамериканським вченим, який вважався батьком фізичної океанографії. Цей дослідник першим систематично збирав океанічні дані та масово. Їх дані були отримані в основному з суднових навігаційних записів.

У цей період почали організовуватися морські експедиції для наукових цілей. Першим з них був англійський корабель H.M.S. Challenger, на чолі з шотландським Чарльзом Уівілом Томсоном. Це судно відпливало з 1872 по 1876 рік, а отримані в ньому результати містилися в роботі 50 томів.

20-го століття

Під час Другої світової війни океанографія мала велике застосування для планування мобілізації флотів і посадок. З цього виникли дослідження динаміки набухання, поширення звуку у воді, прибережної морфології, серед інших аспектів.

У 1957 році відзначався Міжнародний геофізичний рік, який мав велике значення для просування океанографічних досліджень. Ця подія мала вирішальне значення для сприяння міжнародному співробітництву у проведенні океанографічних досліджень у всьому світі.

У рамках цієї співпраці протягом 1960 року було проведено спільну підводну експедицію між Швейцарією та США; батискаф (невелике глибоке занурення судна) Трієст досягала глибини 10,916 метрів у могилах Маріан.

Ще одна важлива підводна експедиція була проведена в 1977 році з підводним Елвін, Сполучених Штатів. Ця експедиція дозволила виявити і вивчити глибоководні гідротермальні луки.

Нарешті, роль командувача Жака-Іва Кусто у знанні та поширенні океанографії заслуговує на увагу. Кусто багато років керував французьким океанографічним судном Каліпсо, де робилися численні океанографічні експедиції. Крім того, в інформаційному полі було знято кілька документальних фільмів, які утворили серію, відому як Підводний світ Жака Кусто.

Область дослідження

Область вивчення океанографії охоплює всі аспекти, пов'язані з океанами і морями світу, включаючи прибережні райони.

Океани і моря - це фізико-хімічні середовища, які охоплюють велику різноманітність життя. Вони являють собою водне середовище, яке займає близько 70% поверхні планети. Вода та її розширення, а також астрономічні та кліматичні сили, які впливають на неї, визначають її особливі характеристики.

На планеті є три великих океану; Тихий, Атлантичний і Індійський. Ці океани взаємопов'язані і відокремлені великими континентальними регіонами. Атлантика відокремлює Азію від Європи від Америки, в той час як Тихий океан розділяє Азію та Океанію з Америки. Індійський відділяє Африку від Азії в районі, близькому до Індії.

Океанічні басейни починаються на узбережжі, пов'язаному з континентальним шельфом (затопленою частиною материків). Площа платформи досягає максимальної глибини 200 м і закінчується крутим схилом, який з'єднується з морським дном.

Дно океанів має гори з середньою висотою 2000 м (морські хребти) і центральний паз. Звідси магма походить з астеносфери (внутрішній шар землі, утворений з в'язких матеріалів), який відкладає і утворює дно океану.

Відділення океанографії

Сучасна океанографія підрозділяється на чотири гілки дослідження. Проте, морське середовище є високо інтегрованим і тому океанографи керують цими районами, не досягаючи надмірної спеціалізації.

Фізична океанографія

Ця галузь океанографії вивчає фізичні та динамічні властивості води в океанах і морях. Її головною метою є розуміння циркуляції океану і способу розподілу тепла в цих водах.

Врахуйте такі аспекти, як температура, солоність, щільність води. Іншими відповідними властивостями є колір, світло і поширення звуку в океанах і морях.

Ця галузь океанографії також вивчає взаємодію динаміки атмосфери з водними масами. Крім того, він включає рух морських течій на різних масштабах.

Хімічна океанографія

Досліджено хімічний склад морських вод і відкладень, фундаментальні хімічні цикли та їх взаємодія з атмосферою і літосферою. З іншого боку, мова йде про вивчення змін, що відбуваються при додаванні антропних речовин.

Крім того, хімічна океанографія вивчає, як хімічний склад води впливає на фізичні, геологічні та біологічні процеси океанів. У конкретному випадку морської біології він тлумачить, як хімічна динаміка впливає на живі організми (морська біохімія).

Геологічна океанографія або морська геологія

Ця гілка відповідальна за вивчення океанічного субстрату, включаючи його більш глибокі шари. Розглянуто динамічні процеси цього субстрату та його вплив на структуру морського дна та берегів.

Морська геологія досліджує мінералогічний склад, структуру і динаміку різних океанічних шарів, особливо пов'язані з вулканічною діяльністю підводних човнів і явищами субдукції, що беруть участь у дрейфі континентів.

Дослідження, проведені в цій галузі, дозволили перевірити підходи теорії дрейфу континентів.

З іншого боку, ця галузь має дуже актуальне практичне застосування в сучасному світі через велике значення, яке вона має для отримання мінеральних ресурсів..

Дослідження геологорозвідувальних робіт на морському дні дозволяють експлуатацію морських родовищ, зокрема природного газу та нафти.

Біологічна океанографія або морська біологія

Ця галузь океанографії вивчає морське життя, тому вона охоплює всі галузі біології, що застосовуються до морського середовища.

Сфера морської біології вивчає як класифікацію живих істот, так і їх середовища, їх морфологію та фізіологію. Крім того, він враховує екологічні аспекти, що стосуються цього біорізноманіття, до його фізичного середовища.

Морська біологія ділиться на чотири гілки за площею морів і океанів, які вона вивчає. Це:

  • Пелагічна океанографія: фокусується на вивченні екосистем, присутніх у відкритих водах, далеко від континентального шельфу.
  • Неретична океанографія: враховуються живі організми, присутні в районах біля узбережжя, в межах континентального шельфу.
  • Бентосні океанографії: згадано дослідження екосистем, знайдених на поверхні морського дна.
  • Прибережна океанографія: вивчаються живі організми, які живуть поблизу морського дна в прибережних районах і в межах континентального шельфу. Передбачена максимальна глибина 500 м.

Останні дослідження

Фізична океанографія та зміна клімату

Недавні дослідження підкреслюють ті, які оцінюють вплив глобальних змін клімату на динаміку океану. Наприклад, доведено, що основна система океанічних течій (атлантичний струм) змінює її динаміку.

Відомо, що система морських течій породжується різницями щільності водних мас, що визначаються головним чином температурними градієнтами. Таким чином, маси гарячої води світліші і залишаються в поверхневих шарах, а холодні маси тонуть.

У Атлантиці маса гарячої води рухається на північ від Карибського басейну через Гольфстрім, а коли вони рухаються на північ, вони охолоджуються і занурюються, повертаючись на південь. Як згадується в редакції журналу Природа (556, 2018) цей механізм став повільнішим.

Стверджується, що уповільнення нинішньої системи пояснюється таненням, викликаним глобальним потеплінням. Це призводить до того, що внесок прісної води більший і змінюється концентрація солей і щільність води, що впливає на рух мас води..

Потік струмів сприяє регулюванню глобальної температури, розподілу поживних речовин і газів, а її зміна приносить серйозні наслідки для планетної системи.

Хімічна океанографія

Одним з напрямків досліджень, що зараз займає увагу океанографів, є вивчення підкислення морів, головним чином через вплив рівня рН на морське життя..

Рівні CO2 в атмосфері різко зросли в останні роки внаслідок високого споживання викопного палива різними видами діяльності людини.

Це CO2 він розчиняється в морській воді, породжуючи зниження рН океанів. Підкислення океанів негативно впливає на виживання багатьох морських видів.

У 2016 році Олбрайт та співробітники провели перший експеримент із закислення океану в природній екосистемі. У цьому дослідженні було доведено, що підкислення може знизити кальцифікацію коралів до 34%..

Морська геологія

У цій галузі океанографії досліджено рух тектонічних плит. Ці пластини - фрагменти літосфери (зовнішній і жорсткий шар мантії Землі), що рухаються по астеносфері.

Нещодавнє дослідження, проведене Лі і співавторами, опубліковані у 2018 році, показало, що великі тектонічні плити можуть виникнути шляхом злиття менших пластин. Автори роблять класифікацію цих мікропланшетів на основі їх походження та вивчають динаміку їх руху.

Крім того, вони виявляють, що існує велика кількість мікропланшетів, пов'язаних з великими тектонічними плитами Землі. Вказано, що зв'язок між цими двома типами пластин може сприяти зміцненню теорії дрейфу континентів.

Біологічна океанографія або морська біологія

В останні роки одним з найбільш яскравих відкриттів морської біології стала наявність у морських ямах організмів. Одне з цих досліджень було проведено в ямці Галапагоських островів, що демонструє складну екосистему, де зустрічаються численні безхребетні та бактерії (Yong-Jin 2006)..

Морські ями не мають доступу до сонячного світла завдяки своїй глибині (2500 мкл), тому трофічний ланцюг залежить від автотрофних хемосинтетичних бактерій. Ці організми фіксують СО2 з сірководню, отриманого з гідротермальних вентиляційних отворів.

Виявлено, що угруповання макронехребетних, які населяють глибокі води, дуже різноманітні. Крім того, пропонується, щоб розуміння цих екосистем забезпечило відповідну інформацію для з'ясування походження життя на планеті.

Список літератури

  1. Олбрайт і співавтори. (2017). Зміна підкислення океану підвищує чистоту кальцифікації коралових рифів. Nature 531: 362-365.
  2. Caldeira K and ME Wickett (2003) Антропогенний вуглець і pH океану. Nature 425: 365-365
  3. Редактор (2018) Спостерігайте за океаном. Nature 556: 149
  4. Lalli CM and TR Parsons (1997) Біологічна океанографія. Вступ. Друге видання. Відкритий університет. ELSEVIER Оксфорд, Великобританія. 574 с.
  5. Li S, Y Suo, X Лія, B Лю, L Дай, Ван Ван, Чжоу J, Li Y, Лю L, X Цао, Сомервіль I, Му D, Чжао S, Лю J, Мен F, Чжень L, Чжао L , J Zhu, S Yu, і Лю і G Zhang (2018) Тектоніка мікропланшетів: нові уявлення про мікроблоки в глобальних океанах, континентальних полях і глибокій мантії Земля-Наука Відгуки 185: 1029-1064
  6. Pickerd GL та WL Emery. (1990) Описова фізична океанографія. Вступ. П'яте розширене видання. Pergamon Press. Оксфорд, Великобританія. 551 стор.
  7. Riley JP та R Честер (1976). Хімічна океанографія. 2-е видання. Том 6. Академічна преса. Лондон, Великобританія. 391 стор.
  8. Wiebe PH та MC Benfield (2003) Від мережі Hensen до чотиривимірної біологічної океанографії. Прогрес в океанографії. 56: 7-136.
  9. Zamorano P і ME Hendrickx. (2007) Біоценоз і розподіл глибоководних молюсків у Мексиканському Тихому океані: оцінка прогресу. 48-49. У: Ріос-Яра Е, MC Esqueda-González і CM Galvín-Villa (ред.). Дослідження з малякології та конхології в Мексиці. Університет Гвадалахари, Мексика.
  10. Yong-Jin W (2006) Глибоководні гідротермальні вентиляційні отвори: екологія та еволюція J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.