История океанографии, область исследования, отрасли и примеры исследований



океанография это наука, которая изучает океаны и моря в их физическом, химическом, геологическом и биологическом аспектах. Знание океанов и морей является фундаментальным, поскольку согласно принятым теориям моря являются центром происхождения жизни на Земле..

Слово океанография происходит от греческого Океанос (вода, которая окружает землю) и graphein (описать), и был придуман в 1584 году. Он используется как синоним океанологии (изучение водоемов), впервые использованный в 1864 году..

Он начал развиваться из Древней Греции с работ Аристотеля. Впоследствии, в семнадцатом веке Исаак Ньютон провел первые океанографические исследования. Из этих исследований несколько исследователей внесли важный вклад в развитие океанографии.

Океанография делится на четыре основных раздела исследований: физика, химия, геология и морская биология. Взятые вместе, эти разделы исследования позволяют нам всесторонне рассмотреть сложность океанов.

Самые последние исследования в области океанографии были посвящены влиянию глобального изменения климата на динамику океанов. Кроме того, интерес представляет изучение экосистем, присутствующих в морских ямах..

индекс

  • 1 История
    • 1.1 Начало
    • 1.2 19 век
    • 1.3 XX век
  • 2 Область исследования
  • 3 Отрасли океанографии
    • 3.1 Физическая океанография
    • 3.2 Химическая океанография
    • 3.3 Геологическая океанография или морская геология
    • 3.4 Биологическая океанография или морская биология
  • 4 Недавние исследования
    • 4.1 Физическая океанография и изменение климата
    • 4.2 Химическая океанография
    • 4.3 Морская геология
    • 4.4 Биологическая океанография или морская биология
  • 5 ссылок

история

Начала

С самого своего возникновения человек был связан с морями и океанами. Его первые подходы к пониманию морского мира были практическими и утилитарными, поскольку они были источником пищи и средством коммуникации..

Моряки были заинтересованы в определении морских маршрутов путем разработки навигационных карт. Кроме того, в начале океанографии было очень важно знать движение морских течений..

В биологической области, уже в Древней Греции, философ Аристотель описал 180 видов морских животных.

Некоторые из первых теоретических океанографических исследований принадлежат Ньютону (1687) и Лапласу (1775), которые изучали поверхностные приливы. Аналогичным образом, такие навигаторы, как Кук и Ванкувер, сделали важные научные наблюдения в конце 18-го века..

19 век

Считается, что отцом биологической океанографии был британский натуралист Эдвард Форбс (1815-1854). Этот автор был первым, кто провел отбор проб морской биоты на разных уровнях глубины. Таким образом, я могу определить, что организмы были распределены по-разному на этих уровнях..

Многие другие ученые того времени внесли важный вклад в океанографию. Среди них Чарльз Дарвин был первым, кто объяснил, как возникли атоллы (коралловые океанические острова), а Бенджамин Франклин и Луи Антуан де Бугенвиль внесли свой вклад в знание морских течений Северной и Южной Атлантики соответственно..

Мэтью Фонтейн Мори был североамериканским ученым, которого считали отцом физической океанографии. Этот исследователь был первым, кто систематически и в больших масштабах собирал данные об океане. Их данные были получены в основном из судовых навигационных записей.

В этот период начали организовываться морские экспедиции в научных целях. Первым был английский корабль H.M.S. претендент, во главе с шотландским Чарльзом Уивиллом Томсоном. Это судно проплыло с 1872 по 1876 год, и полученные в нем результаты содержатся в работе из 50 томов..

20 век

Во время Второй мировой войны океанография имела большое значение для планирования мобилизации флотов и десантов. Из этого возникли исследования по динамике зыби, распространению звука в воде, морфологии побережья и другим аспектам..

В 1957 году был отмечен Международный геофизический год, который имел большое значение для развития океанографических исследований. Это событие имело решающее значение для развития международного сотрудничества в проведении океанографических исследований во всем мире..

В рамках этого сотрудничества в течение 1960 г. была проведена совместная подводная экспедиция между Швейцарией и США; батискаф (небольшой глубокий погружной сосуд) Триест достиг глубины 10 916 метров в могилах Мариан.

Еще одна важная подводная экспедиция была проведена в 1977 году с подводным Alvin, Соединенных Штатов. Эта экспедиция позволила открыть и изучить глубоководные гидротермальные луга.

Наконец, роль командира Жака-Ива Кусто в познании и распространении океанографии заслуживает внимания. Кусто много лет возглавлял французское океанографическое судно Calypso, где совершались многочисленные океанографические экспедиции. Кроме того, в информационном поле было снято несколько документальных фильмов, которые составили сериал, известный как Подводный мир Жака Кусто.

Область исследования

Область изучения океанографии охватывает все аспекты, связанные с океанами и морями мира, включая прибрежные районы.

Океаны и моря представляют собой физико-химические среды, в которых обитает большое разнообразие людей. Они представляют водную среду, которая занимает около 70% поверхности планеты. Вода и ее расширение, а также астрономические и климатические силы, влияющие на нее, определяют ее особые характеристики.

На планете три великих океана; Тихий, Атлантический и Индийский. Эти океаны взаимосвязаны и разделяют большие континентальные районы. Атлантика отделяет Азию и Европу от Америки, а Тихий океан отделяет Азию и Океанию от Америки. Индиец отделяет Африку от Азии в районе, близком к Индии.

Океанические бассейны начинаются на побережье, связанном с континентальным шельфом (подводная часть континентов). Площадь платформы достигает максимальных глубин 200 м и заканчивается крутым уклоном, который соединяется с морским дном.

Дно океанов имеет горы со средней высотой 2000 м (морские хребты) и центральную бороздку. Отсюда магма происходит из астеносферы (внутренний слой земли, образованный из вязких материалов), который осаждает и образует дно океана.

Океанография филиалов

Современная океанография подразделяется на четыре направления исследований. Однако морская среда сильно интегрирована, и поэтому океанографы управляют этими районами, не достигая чрезмерной специализации..

Физическая океанография

Эта ветвь океанографии изучает физические и динамические свойства воды в океанах и морях. Его главная цель - понять циркуляцию океана и то, как тепло распространяется в этих водоемах..

Примите во внимание такие аспекты, как температура, соленость, плотность воды. Другими важными свойствами являются цвет, свет и распространение звука в океанах и морях..

Эта ветвь океанографии также изучает взаимодействие динамики атмосферы с водными массами. Кроме того, оно включает движение морских течений в разных масштабах..

Химическая океанография

Он изучает химический состав морских вод и осадков, основные химические циклы и их взаимодействие с атмосферой и литосферой. С другой стороны, речь идет об изучении изменений, вызванных добавлением антропных веществ..

Кроме того, химическая океанография изучает, как химический состав воды влияет на физические, геологические и биологические процессы океанов. В частном случае морской биологии это объясняет, как химическая динамика влияет на живые организмы (морская биохимия).

Геологическая океанография или морская геология

Эта ветвь отвечает за изучение океанического субстрата, в том числе его более глубоких слоев. Рассмотрены динамические процессы этого субстрата и его влияние на структуру морского дна и побережья..

Морская геология изучает минералогический состав, структуру и динамику различных слоев океана, особенно связанных с подводной вулканической деятельностью и явлениями субдукции, связанными с дрейфом континента..

Исследования, проведенные в этой области, позволили проверить подходы теории дрейфа континентов..

С другой стороны, эта отрасль имеет весьма актуальное практическое применение в современном мире, потому что она имеет большое значение для получения минеральных ресурсов..

Исследования геологоразведочных работ на морском дне позволяют разрабатывать морские месторождения, в частности, природный газ и нефть..

Биологическая океанография или морская биология

Эта ветвь океанографии изучает морскую флору и фауну, поэтому охватывает все области биологии, применяемые к морской среде..

В области морской биологии изучаются как классификация живых существ и окружающей их среды, так и их морфология и физиология. Кроме того, в нем учитываются экологические аспекты, связанные с этим биоразнообразием и его физической средой..

Морская биология делится на четыре ветви в зависимости от области морей и океанов, которые она изучает. Это:

  • Пелагическая океанография: фокусируется на изучении экосистем, присутствующих в открытых водах, вдали от континентального шельфа.
  • Неритовая океанография: живые организмы, присутствующие в районах вблизи побережья, в пределах континентального шельфа, учитываются.
  • Бентическая океанография: относится к изучению экосистем, обнаруженных на поверхности морского дна.
  • Демерсальная океанография: изучены живые организмы, обитающие вблизи морского дна в прибрежных районах и на континентальном шельфе. Максимальная глубина 500 м.

Недавние исследования

Физическая океанография и изменение климата

Недавние исследования подчеркивают те, которые оценивают влияние глобального изменения климата на динамику океана. Например, было доказано, что основная система океанических течений (атлантическое течение) меняет свою динамику.

Известно, что система морских течений порождается разностями плотностей водных масс, определяемыми в основном температурными градиентами. Таким образом, массы горячей воды легче и остаются в поверхностных слоях, в то время как холодные массы тонут.

В Атлантике массы горячей воды движутся к северу от Карибского бассейна через Гольфстрим, и, двигаясь на север, они охлаждаются и тонут, возвращаясь на юг. Как упомянуто редакцией журнала природа (556, 2018), этот механизм стал медленнее.

Утверждается, что замедление существующей системы связано с плавлением, вызванным глобальным потеплением. Это приводит к тому, что вклад пресной воды больше, а концентрация солей и плотность воды изменяются, влияя на движение массы воды..

Поток течений способствует регулированию глобальной температуры, распределению питательных веществ и газов, а его изменение влечет за собой серьезные последствия для планетной системы..

Химическая океанография

Одним из направлений исследований, которое в настоящее время привлекает внимание океанографов, является изучение подкисления морей, главным образом из-за влияния уровня pH на морскую жизнь..

Уровни СО2 в атмосферу резко возросли в последние годы из-за высокого потребления ископаемого топлива различными видами деятельности человека.

Это CO2 он растворяется в морской воде, вызывая снижение pH океанов. Подкисление океанов отрицательно влияет на выживание многих морских видов.

В 2016 году Олбрайт и его коллеги провели первый эксперимент по подкислению океана в естественной экосистеме. В этом исследовании было доказано, что подкисление может снизить кальцификацию кораллов до 34%.

Морская геология

В этой области океанографии было исследовано движение тектонических плит. Эти плиты представляют собой фрагменты литосферы (внешнего и жесткого слоя мантии Земли), которые движутся по астеносфере..

Недавнее исследование, проведенное Ли и его сотрудниками, опубликованное в 2018 году, показало, что большие тектонические плиты могут возникать при слиянии более мелких плит. Авторы делают классификацию этих микропланшетов на основе их происхождения и изучают динамику их движений..

Кроме того, они обнаруживают, что существует большое количество микропластинок, связанных с большими тектоническими плитами Земли. Указано, что взаимосвязь между этими двумя типами плит может помочь консолидировать теорию континентального дрейфа..

Биологическая океанография или морская биология

В последние годы одним из самых ярких открытий морской биологии стало присутствие организмов в морских ямах. Одно из этих исследований было проведено на ямках Галапагосских островов, показывая сложную экосистему, в которой встречаются многочисленные беспозвоночные и бактерии (Yong-Jin 2006).

Морские ямы не имеют доступа к солнечному свету из-за их глубины (2500 м над уровнем моря), поэтому трофическая цепь зависит от автотрофных хемосинтетических бактерий. Эти организмы фиксируют СО2 из сероводорода, полученного из гидротермальных жерл.

Было обнаружено, что сообщества макробеспозвоночных, обитающих в глубоких водах, очень разнообразны. Кроме того, предполагается, что понимание этих экосистем предоставит соответствующую информацию для выяснения происхождения жизни на планете..

ссылки

  1. Олбрайт и соавторы. (2017). Изменение подкисления океана усиливает чистую кальцификацию коралловых рифов. Природа 531: 362-365.
  2. Caldeira K и ME Wickett (2003). Антропогенный углерод и pH океана. Природа 425: 365-365
  3. Editoral (2018) Смотреть на океан. Природа 556: 149
  4. Lalli CM и TR Parsons (1997) Биологическая океанография. Введение. Второе издание. Открытый университет. ELSEVIER. Оксфорд, Великобритания. 574 р.
  5. Ли С, Ю Суо, Х Лия, Б Лю, Л Дай, Ван Ван, Чжоу Дж, Ли Й, Лю Л, Х Цао, Сомервилль I, Му Д, Чжао С, Лю Дж, Мэн Ф, Чжэнь Л, Чжао Л , Дж. Чжу, С.Ю., Лю и Г.Жанг (2018). Тектоника микропластин: новое понимание микроблоков в глобальных океанах, континентальных окраинах и глубокой мантии. Обзоры наук о Земле 185: 1029-1064
  6. Пикерд Г.Л. и Э.Л. Эмери. (1990) Описательная физическая океанография. Введение. Пятое увеличенное издание. Пергамон Пресс. Оксфорд, Великобритания. 551 р.
  7. Райли Дж. П. и Р. Честер (1976). Химическая океанография. 2-е издание. Том 6. Академическая пресса. Лондон, Великобритания. 391 р.
  8. Wiebe PH и MC Benfield (2003) От сети Хензена до четырехмерной биологической океанографии. Прогресс в океанографии. 56: 7-136.
  9. Заморано П и Ме Хендрикс. (2007) Биоценоз и распространение глубоководных моллюсков в мексиканском Тихом океане: оценка прогресса. С. 48-49. В: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González и CM Galvín-Villa (ред.). Исследования по малакологии и конхологии в Мексике. Университет Гвадалахары, Мексика.
  10. Yong-Jin W (2006) Глубоководные гидротермальные жерла: экология и эволюция J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.