Oceanografska zgodovina, študijsko področje, veje in primeri raziskav



The oceanografijo je veda, ki proučuje oceane in morja v svojem fizikalne, kemijske, geoloških in bioloških vidikov. Poznavanje oceanov in morij, je bistvenega pomena, saj morja so v skladu s sprejetimi teorijami središče izvora življenja na Zemlji.

Beseda oceanografija prihaja iz grščine okeanos (voda, ki obdaja zemljo) in graphein (opisuje) in je bil skovan leta 1584. Uporablja se kot sinonim oceanologije (študija vodnih teles), ki se prvič uporablja leta 1864.

Začela se je razvijati iz stare Grčije z deli Aristotela. Nato je Isaac Newton v sedemnajstem stoletju izvedel prve oceanografske študije. Iz teh študij je več raziskovalcev pomembno prispevalo k razvoju oceanografije.

Oceanografija je razdeljena na štiri glavne veje študija: fizika, kemija, geologija in morska biologija. Te veje raziskav nam omogočajo celovito obravnavo kompleksnosti oceanov.

Najnovejše raziskave o oceanografiji so se osredotočile na učinke globalnih podnebnih sprememb na dinamiko oceanov. Prav tako je zanimiva raziskava ekosistemov, prisotnih v morskih jamah.

Indeks

  • 1 Zgodovina
    • 1.1 Začetki
    • 1.2
    • 1.3 20. stoletje
  • 2 Področje študija
  • 3 Podružnice oceanografije
    • 3.1 Fizikalna oceanografija
    • 3.2 Kemijska oceanografija
    • 3.3 Geološka oceanografija ali morska geologija
    • 3.4 Biološka oceanografija ali morska biologija
  • 4 Nedavne raziskave
    • 4.1 Fizikalna oceanografija in podnebne spremembe
    • 4.2 Kemijska oceanografija
    • 4.3 Morska geologija
    • 4.4 Biološka oceanografija ali morska biologija
  • 5 Reference

Zgodovina

Začetki

Človek je že od samega začetka povezan z morji in oceani. Njegov prvi pristop k razumevanju morskega sveta je bil praktičen in uporaben, saj je bil vir hrane in komunikacijskih sredstev.

Navigatorji so bili zainteresirani za določitev pomorskih poti z izdelavo navigacijskih kart. Prav tako je bilo na začetku oceanografije zelo pomembno poznati gibanje morskih tokov.

V biološkem polju, že v antični Grčiji, je filozof Aristotel opisal 180 vrst morskih živali.

Nekateri od prvih oceanografskih teoretičnih študijah so zaradi Newton (1687) in Laplace (1775), ki je študiral na površini plimovanje. Prav tako navtike kot Cook in Vancouver je pomembna znanstvena stališča v poznem osemnajstem stoletju.

19. stoletje

Šteje se, da je bil oče biološke oceanografije britanski naturalist Edward Forbes (1815-1854). Avtor je prvi izvedel vzorčenje morske biote na različnih globinah. Tako lahko ugotovim, da so bili organizmi na teh ravneh različno porazdeljeni.

Mnogi drugi znanstveniki tistega časa so pomembno prispevali k oceanografije. Med njimi je bil Charles Darwin je prvi razložiti, kako se atolov (koralni oceanske otoki) izvira, medtem ko je Benjamin Franklin in Louis Antoine de Bougainville prispevali k poznavanju oceanskih tokov v severnem Atlantiku in jugom oziroma.

Mathew Fontaine Maury je bil severnoameriški znanstvenik, ki se je štel za očeta fizikalne oceanografije. Ta raziskovalec je bil prvi, ki je sistematično in obsežno zbiral oceanske podatke. Njihovi podatki so bili pridobljeni predvsem iz zapisov plovbe.

V tem obdobju so se začele organizirati pomorske odprave v znanstvene namene. Prva je bila angleška ladja H.M.S. Challenger, vodil ga je škotski Charles Wyville Thomson. To plovilo pluje od leta 1872 do 1876, rezultati, dobljeni v njem, pa so vsebovani v delu 50 zvezkov.

20. stoletje

Med drugo svetovno vojno je bila oceanografija zelo uporabna pri načrtovanju mobilizacije flot in iztovarjanj. Iz tega so se pojavile raziskave o dinamiki nabrekanja, širjenju zvoka v vodi, morski obali, med drugim \ t.

Leta 1957 je bilo praznovano mednarodno geofizično leto, ki je imelo velik pomen pri spodbujanju oceanografskih študij. Ta dogodek je bil ključen za spodbujanje mednarodnega sodelovanja pri izvajanju oceanografskih študij po vsem svetu.

V okviru tega sodelovanja je bila leta 1960 izvedena skupna podmorska ekspedicija med Švico in Združenimi državami; Bathyscaphe (majhna plovila z globoko potopitvijo) Trst je dosegel globino 10.916 metrov v grobovih Marijancev.

Še ena pomembna podvodna ekspedicija je bila izvedena leta 1977 s potopnim plovilom Alvin, Združenih držav. Ta ekspedicija je omogočila odkrivanje in preučevanje globokomorskih hidrotermalnih travnikov.

Na koncu je treba omeniti vlogo poveljnika Jacquesa-Yvesa Cousteauja pri poznavanju in razširjanju oceanografije. Cousteau je dolga leta vodil francosko oceanografsko plovilo Calypso, kjer so bile izvedene številne oceanografske ekspedicije. Na informativnem področju je bilo posnetih tudi več dokumentarnih filmov, ki so sestavljali serijo znano kot Podvodni svet Jacquesa Cousteauja.

Področje študija

Področje študija oceanografije zajema vse vidike, povezane z oceani in morji sveta, vključno z obalnimi območji.

Oceani in morja so fizikalno-kemijska okolja, v katerih je veliko raznolikosti življenja. Predstavljajo vodno okolje, ki zavzema približno 70% površine planeta. Voda in njeno raztezanje ter astronomske in klimatske sile, ki vplivajo nanj, določajo njene posebne značilnosti.

Na planetu so trije veliki oceani; Pacifik, Atlantik in Indijane. Ti oceani so med seboj povezani in ločujejo velike celinske regije. Atlantik loči Azijo in Evropo od Amerike, medtem ko Pacifik deli Azijo in Oceanijo iz Amerike. Indija loči Afriko od Azije na območju blizu Indije.

Oceanski bazeni se začnejo na obali, ki je povezana s epikontinentalnim pasom (potopljeni del celin). Območje perona doseže največje globine 200 m in se konča z nenadnim naklonom, ki se povezuje z morskim dnom.

Dno oceanov predstavlja gore s povprečno višino 2000 m (morski latsih) in osrednji utor. Zato prihaja magma iz astenosfera (notranjo plastjo zemlje tvorjen iz viskoznih materialov), ki se ga nanaša in tvori oceanskem dnu.

Področja oceanografije

Sodobna oceanografija je razdeljena na štiri veje študije. Vendar je morsko okolje zelo integrirano in zato oceanografi upravljajo ta območja, ne da bi dosegli pretirano specializacijo.

Fizična oceanografija

Ta veja oceanografije preučuje fizične in dinamične lastnosti vode v oceanih in morjih. Njen glavni cilj je razumeti kroženje oceana in način, kako se toplota distribuira v teh vodnih telesih.

Upoštevajte vidike, kot so temperatura, slanost, gostota vode. Druge pomembne lastnosti so barva, svetloba in širjenje zvoka v oceanih in morjih.

Ta veja oceanografije preučuje tudi interakcijo atmosferske dinamike z vodnimi masami. Poleg tega vključuje premikanje morskih tokov v različnih lestvicah.

Kemijska oceanografija

Raziskuje kemijsko sestavo morskih voda in sedimentov, temeljne kemijske cikle in njihove interakcije z atmosfero in litosfero. Po drugi strani pa obravnava preučevanje sprememb, ki so nastale z dodajanjem antropičnih snovi.

Poleg tega kemijska oceanografija preučuje, kako kemična sestava vode vpliva na fizične, geološke in biološke procese oceanov. V posebnem primeru morske biologije razlaga, kako kemijska dinamika vpliva na žive organizme (morska biokemija)..

Geološka oceanografija ali morska geologija

Ta veja je odgovorna za preučevanje oceanskega substrata, vključno z njegovimi globljimi plasti. Obravnavani so dinamični procesi tega substrata in njegov vpliv na strukturo morskega dna in obale.

Morsko geološko preiskuje mineraloško sestavo, strukturo in dinamiko različnih plasti oceanov, zlasti povezane z podmorskih vulkanski aktivnosti in pojavov, ki sodelujejo pri subduction kopenskega škropiva.

Raziskave, ki so bile izvedene na tem področju, so omogočile preverjanje pristopov teorije kontinentovskega drifta.

Po drugi strani pa ima ta veja zelo pomembno praktično uporabo v sodobnem svetu zaradi velikega pomena za pridobivanje mineralnih surovin..

Študije geoloških raziskav na morskem dnu omogočajo izkoriščanje odlagališč na morju, zlasti zemeljskega plina in nafte.

Biološka oceanografija ali morska biologija

Ta veja oceanografije preučuje morsko življenje, tako da zajema vse veje biologije, ki se uporabljajo v morskem okolju.

Področje morske biologije preučuje klasifikacijo živih bitij in njihovega okolja, njihovo morfologijo in fiziologijo. Poleg tega upošteva ekološke vidike, ki to biotsko raznovrstnost povezujejo s svojim fizičnim okoljem.

Morska biologija je razdeljena na štiri veje glede na področje morij in oceanov, ki jih preučuje. To so:

  • Pelagična oceanografija: osredotoča se na proučevanje ekosistemov v odprtih vodah, daleč od epikontinentalnega pasu.
  • Neritska oceanografija: upoštevajo se živi organizmi, prisotni na območjih blizu obale, znotraj epikontinentalnega pasu.
  • Bentoška oceanografija: nanašal se je na študijo ekosistemov na površini morskega dna.
  • Pridnena oceanografija: preučujejo se živi organizmi, ki živijo blizu morskega dna v obalnih območjih in znotraj epikontinentalnega pasu. Predvidena je največja globina 500 m.

Nedavne raziskave

Fizična oceanografija in podnebne spremembe

Nedavne raziskave poudarjajo tiste, ki ocenjujejo učinke globalnih podnebnih sprememb na dinamiko oceanov. Na primer, dokazano je, da glavni sistem oceanskih tokov (atlantski tok) spreminja njegovo dinamiko.

Znano je, da je sistem morskih tokov nastal z razlikami v gostoti vodnih mas, ki jih določajo predvsem temperaturni gradienti. Tako so mase vroče vode lažje in ostanejo v površinskih plasteh, hladne mase pa se potopijo.

V Atlantiku se masa tople vode premakne severno od Karibov skozi zalivski tok, in ko se premikajo proti severu, se ohladijo in potopijo in se vrnejo na jug. Kot je omenjeno v uvodniku revije Narava (556, 2018), je ta mehanizem postal počasnejši.

Trdi se, da je upočasnitev sedanjega sistema posledica taljenja, ki ga povzroča globalno segrevanje. To povzroča, da je prispevek sveže vode večji in da se spremeni koncentracija soli in gostota vode, kar vpliva na gibanje vodnih mas..

Tok tokov prispeva k regulaciji globalne temperature, porazdelitvi hranil in plinov, njena sprememba pa ima resne posledice za planetarni sistem..

Kemijska oceanografija

Ena od linij raziskav, ki jih trenutno zanimajo oceanografi, je študija zakisljevanja morij, predvsem zaradi vpliva pH na morsko življenje..

Ravni CO2 v ozračju so se v zadnjih letih strmo povečale zaradi visoke porabe fosilnih goriv z različnimi človeškimi dejavnostmi.

Ta CO2 raztopi se v morski vodi, kar povzroči zmanjšanje pH oceanov. Zakisovanje oceanov negativno vpliva na preživetje mnogih morskih vrst.

Leta 2016 sta Albright in sodelavci izvedli prvi poskus zakisljevanja oceanov v naravnem ekosistemu. V teh raziskavah je bilo dokazano, da zakisljevanje lahko zmanjša kalcifikacijo koral do 34%..

Morska geologija

V tej veji oceanografije so raziskovali gibanje tektonskih plošč. Te plošče so fragmenti litosfere (zunanje in toge plasti zemeljskega plašča), ki se premikajo po astenosferi.

Nedavna raziskava, ki jo je izvedel Li in sodelavci, objavljena leta 2018, je pokazala, da lahko velike tektonske plošče izvirajo iz zlitja manjših plošč. Avtorji razvrščajo te mikroploščice glede na njihov izvor in preučujejo dinamiko njihovega gibanja.

Poleg tega ugotavljajo, da obstaja veliko število mikropločic, povezanih z velikimi tektonskimi ploščami Zemlje. Navedeno je, da lahko razmerje med tema dvema vrstama plošč pomaga utrditi teorijo kontinentalnega odnašanja.

Biološka oceanografija ali morska biologija

V zadnjih letih je bila ena najbolj opaznih odkritij morske biologije prisotnost organizmov v morskih jamah. Ena od teh študij je bila izvedena v jami Galapaških otokov, ki prikazuje kompleksen ekosistem, kjer se pojavljajo številni nevretenčarji in bakterije (Yong-Jin 2006)..

Morske jame nimajo dostopa do sončne svetlobe zaradi svoje globine (2.500 m), zato je trofična veriga odvisna od avtotrofnih kemosintetičnih bakterij. Ti organizmi določajo CO2 iz vodikovega sulfida, pridobljenega iz hidrotermalnih odprtin.

Ugotovljeno je bilo, da so skupnosti makro nevretenčarjev, ki živijo v globokih vodah, zelo raznolike. Poleg tega se predlaga, da bo razumevanje teh ekosistemov zagotovilo ustrezne informacije za pojasnitev izvora življenja na planetu..

Reference

  1. Albright in sodelavci. (2017). Obrnjenost zakisljevanja oceana poveča čisto kalcifikacijo koralnega grebena. Nature 531: 362-365.
  2. Caldeira K in ME Wickett (2003) Antropogeni ogljik in morski pH. Nature 425: 365-365
  3. Urednik (2018) Pazi na ocean. Nature 556: 149
  4. Lalli CM in TR Parsons (1997) Biološka oceanografija. Uvod. Druga izdaja. Odprta univerza. ELSEVIER Oxford, Velika Britanija. 574 str.
  5. Li S, Y Suo, X Lia, B Liu, L Dai, Wang Wang, Zhou J, Li Y, Liu L, X Cao, Somerville I, Mu D, Zhao S, Liu J, Meng F, Zhen L, Zhao L , J Zhu, S Yu, Liu in G Zhang (2018) Tektonika mikroplošče: nova spoznanja iz mikro-blokov v svetovnih oceanih, kontinentalnih robovih in globokem plašču
  6. Pickerd GL in WL Emery. (1990) Opisna fizikalna oceanografija. Uvod. Peta razširjena izdaja. Pergamon Press. Oxford, Velika Britanija. 551 str.
  7. Riley JP in R Chester (1976). Kemijska oceanografija. 2. izdaja. 6. 6. Academic Press. London, Velika Britanija. 391 str.
  8. Wiebe PH in MC Benfield (2003) Od mreže Hensen do štiridimenzionalne biološke oceanografije. Napredek v oceanografiji. 56: 7-136.
  9. Zamorano P in ME Hendrickx. (2007) Biocenoza in distribucija globokomorskih mehkužcev v mehiškem Pacifiku: ocena napredka. 48-49. V: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González in CM Galvín-Villa (ur.). Študije o malakologiji in konhologiji v Mehiki. Univerza v Guadalajari, Mehika.
  10. Yong-Jin W (2006) Deep-sea Hydrothermal vents: ekologija in evolucija J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.