História oceánografie, študijný odbor, odbory a príklady vyšetrovaní



oceánografie je veda, ktorá skúma oceány a moria v ich fyzikálnych, chemických, geologických a biologických aspektoch. Poznanie oceánov a morí je základom, pretože podľa akceptovaných teórií sú moria centrom života na Zemi.

Slovo oceánografia pochádza z gréčtiny Okeanos (voda, ktorá obklopuje zem) a graphein (popísať), a bol vytvorený v roku 1584. Používa sa ako synonymum oceánografie (štúdium vodných útvarov), ktorý sa prvýkrát použil v roku 1864.

Začalo sa rozvíjať od starovekého Grécka s dielami Aristotela. Následne v sedemnástom storočí urobil Isaac Newton prvé oceánografické štúdie. Z týchto štúdií niekoľko výskumníkov významne prispelo k rozvoju oceánografie.

Oceánografia je rozdelená do štyroch hlavných odborov štúdia: fyzika, chémia, geológia a morská biológia. Tieto študijné odbory nám umožňujú komplexne riešiť komplexnosť oceánov.

Najnovší výskum oceánografie sa zameral na účinky globálnej zmeny klímy na dynamiku oceánov. Pozornosť sa venovala aj štúdiu ekosystémov prítomných v morských jamách.

index

  • 1 História
    • 1.1 Počiatky
    • 1.2 19. storočie
    • 1.3 20. storočie
  • 2 Študijný odbor
  • 3 Pobočky oceánografie
    • 3.1 Fyzická oceánografia
    • 3.2 Chemická oceánografia
    • 3.3 Geologická oceánografia alebo morská geológia
    • 3.4 Biologická oceánografia alebo morská biológia
  • 4 Nedávne vyšetrovania
    • 4.1 Fyzická oceánografia a klimatické zmeny
    • 4.2 Chemická oceánografia
    • 4.3 Morská geológia
    • 4.4 Biologická oceánografia alebo morská biológia
  • 5 Referencie

histórie

Začiatky

Ľudská bytosť má od svojho vzniku vzťah s morami a oceánmi. Jeho prvé prístupy k pochopeniu morského sveta boli praktické a úžitkové, pretože boli zdrojom potravy a komunikačných prostriedkov.

Námorníci sa zaujímali o stanovenie námorných trás prostredníctvom vypracovania navigačných máp. Aj na začiatku oceánografie bolo veľmi dôležité poznať pohyb morských prúdov.

V biologickom poli, už v starovekom Grécku, opísal filozof Aristoteles 180 druhov morských živočíchov.

Niektoré z prvých teoretických oceánografických štúdií sú spôsobené Newtonom (1687) a Laplaceom (1775), ktorí študovali povrchové prílivy. Podobne navigátori ako Cook a Vancouver urobili na konci 18. storočia dôležité vedecké pozorovania.

19. storočie

Predpokladá sa, že otcom biologickej oceánografie bol britský prírodovedec Edward Forbes (1815-1854). Tento autor bol prvý, kto odoberal vzorky morskej bioty na rôznych úrovniach hĺbky. Môžem teda určiť, že organizmy boli na týchto úrovniach distribuované odlišne.

Mnohí ďalší vedci z tohto obdobia významne prispeli k oceánografii. Charles Darwin ako prvý vysvetlil, ako vznikli atoly (koralové oceánske ostrovy), zatiaľ čo Benjamin Franklin a Louis Antoine de Bougainville prispeli k poznaniu morských prúdov Severného a Južného Atlantiku..

Mathew Fontaine Maury bol severoamerický vedec považovaný za otca fyzickej oceánografie. Tento výskumník systematicky a vo veľkom meradle zbieral údaje o oceánoch. Ich údaje boli získané najmä z lodných navigačných záznamov.

Počas tohto obdobia sa námorné výpravy začali organizovať na vedecké účely. Prvou bola anglická loď H.M.S. vyzývateľ, viedol Scottish Charles Wyville Thomson. Toto plavidlo sa plavilo od roku 1872 do roku 1876 a výsledky v ňom obsiahnuté sú obsiahnuté v diele 50 zväzkov.

20. storočie

Počas druhej svetovej vojny mala oceánografia veľký význam pri plánovaní mobilizácie flotíl a pristátí. Z toho vyplynulo vyšetrovanie dynamiky bobtnania, šírenia zvuku vo vode, morfológie pobrežia, okrem iných aspektov..

V roku 1957 bol oslavovaný Medzinárodný geofyzikálny rok, ktorý mal veľký význam pri podpore oceánografických štúdií. Toto podujatie bolo rozhodujúce pre podporu medzinárodnej spolupráce pri vedení oceánografických štúdií po celom svete.

V rámci tejto spolupráce sa v roku 1960 uskutočnila spoločná ponorková výprava medzi Švajčiarskom a Spojenými štátmi; bathyscaphe (malá hlboká ponorná nádoba) Trieste do hĺbok Marianas dosiahol hĺbku 10 916 metrov.

Ďalšia dôležitá podvodná expedícia sa uskutočnila v roku 1977 s ponorným Alvin, Spojených štátov. Táto expedícia umožnila objavovať a študovať hlbokomorské hydrotermálne lúky.

Nakoniec, pozoruhodná je úloha veliteľa Jacquesa-Yvesa Cousteaua v poznaní a šírení oceánografie. Cousteau viedol dlhé roky francúzsku oceánografickú loď Calypso, kde sa uskutočnili početné oceánografické výpravy. Aj v informatívnom poli bolo natočených niekoľko dokumentárnych filmov, ktoré tvorili sériu známu ako Podvodný svet Jacquesa Cousteaua.

Študijný odbor

Študijný odbor oceánografia pokrýva všetky aspekty súvisiace s oceánmi a morami sveta vrátane pobrežných oblastí.

Oceány a moria sú fyzikálno-chemické prostredie, v ktorom sa nachádza veľká rozmanitosť života. Predstavujú vodné prostredie, ktoré zaberá približne 70% povrchu planéty. Voda a jej rozšírenie, plus astronomické a klimatické sily, ktoré ho ovplyvňujú, určujú jeho špecifické vlastnosti.

Na planéte sú tri veľké oceány; v Atlantiku a Indii. Tieto oceány sú vzájomne prepojené a oddeľujú veľké kontinentálne regióny. Atlantik oddeľuje Áziu a Európu od Ameriky, zatiaľ čo Pacifik delí Áziu a Oceánii od Ameriky. Indická oblasť oddeľuje Afriku od Ázie v oblasti v blízkosti Indie.

Oceánske povodia začínajú na pobreží spojenom s kontinentálnym šelfom (ponorená časť kontinentov). Plocha plošiny dosahuje maximálnu hĺbku 200 ma končí v prudkom svahu, ktorý je spojený s morským dnom.

Dno oceánov má hory s priemernou výškou 2000 m (morské hrebene) a centrálnou drážkou. Odtiaľ pochádza magma z asthenospéry (vnútorná vrstva zeme vytvorená z viskóznych materiálov), ktorá ukladá a tvorí dno oceánu.

Pobočky oceánografie

Moderná oceánografia je rozdelená do štyroch študijných odborov. Morské prostredie je však vysoko integrované a preto oceánografi riadia tieto oblasti bez toho, aby dosiahli nadmernú špecializáciu.

Fyzická oceánografia

Toto odvetvie oceánografie študuje fyzikálne a dynamické vlastnosti vody v oceánoch a moriach. Jej hlavným cieľom je pochopiť morský obeh a spôsob, akým sa teplo rozdeľuje v týchto vodných útvaroch.

Zohľadnite také aspekty ako teplota, slanosť, hustota vody. Ďalšími relevantnými vlastnosťami sú farba, svetlo a šírenie zvuku v oceánoch a moriach.

Tento odbor oceánografie tiež skúma interakciu dynamiky atmosféry s vodnými hmotami. Okrem toho zahŕňa pohyb morských prúdov v rôznych mierkach.

Chemická oceánografia

Skúma chemické zloženie morských vôd a sedimentov, základné chemické cykly a ich interakcie s atmosférou a litosférou. Na druhej strane sa zaoberá štúdiom zmien vytvorených pridaním antropických látok.

Okrem toho chemická oceánografia skúma, ako chemické zloženie vody ovplyvňuje fyzikálne, geologické a biologické procesy oceánov. V konkrétnom prípade morskej biológie interpretuje, ako chemická dynamika ovplyvňuje živé organizmy (morská biochémia)..

Geologická oceánografia alebo morská geológia

Táto vetva je zodpovedná za štúdium oceánskeho substrátu, vrátane jeho hlbších vrstiev. Riešia sa dynamické procesy tohto substrátu a jeho vplyv na štruktúru morského dna a pobrežia.

Morská geológia skúma mineralogické zloženie, štruktúru a dynamiku rôznych oceánskych vrstiev, najmä v súvislosti s ponorkovými sopečnými činnosťami a subdukčnými javmi v kontinentálnom drifte..

Vyšetrovania vykonané v tejto oblasti umožnili overiť prístupy teórie kontinentálneho driftu.

Na druhej strane má táto pobočka veľmi dôležité praktické uplatnenie v modernom svete, pretože má veľký význam pre získavanie nerastných surovín..

Štúdie geologického prieskumu na morskom dne umožňujú využívanie pobrežných ložísk, najmä zemného plynu a ropy.

Biologická oceánografia alebo morská biológia

Táto vetva oceánografie študuje morský život, takže pokrýva všetky odvetvia biológie aplikované na morské prostredie.

V oblasti morskej biológie sa študuje klasifikácia živých bytostí a ich prostredia, ich morfológia a fyziológia. Okrem toho zohľadňuje ekologické aspekty súvisiace s touto biodiverzitou a jej fyzikálnym prostredím.

Morská biológia je rozdelená do štyroch vetiev podľa oblasti morí a oceánov, ktoré študuje. Sú to:

  • Pelagická oceánografiaZameriava sa na štúdium ekosystémov prítomných v otvorených vodách, ďaleko od kontinentálneho šelfu.
  • Neritická oceánografia: do úvahy sa berú živé organizmy prítomné v oblastiach v blízkosti pobrežia v rámci kontinentálneho šelfu.
  • Bentická oceánografia: odkazuje na štúdiu ekosystémov nachádzajúcich sa na povrchu morského dna.
  • Demersačná oceánografia: študujú sa živé organizmy, ktoré žijú v blízkosti morského dna v pobrežných oblastiach av rámci kontinentálneho šelfu. Predpokladá sa maximálna hĺbka 500 m.

Nedávne vyšetrovania

Fyzická oceánografia a klimatické zmeny

Nedávny výskum poukazuje na tie, ktoré hodnotia účinky globálnej zmeny klímy na dynamiku oceánu. Napríklad sa dokázalo, že hlavný systém morských prúdov (atlantický prúd) mení svoju dynamiku.

Je známe, že systém morských prúdov je vytvorený hustotnými rozdielmi hmotností vody, ktoré sú určené najmä teplotnými gradientmi. Hmoty horúcej vody sú teda ľahšie a zostávajú v povrchových vrstvách, zatiaľ čo chladné hmoty klesajú.

V Atlantickom oceáne sa masy horúcej vody pohybujú na sever od Karibiku cez Gulf Stream a keď sa pohybujú na sever, ochladzujú sa a klesajú, vracajúc sa na juh. Ako sa uvádza v redakcii časopisu príroda (556, 2018), tento mechanizmus sa stal pomalším.

Tvrdí sa, že spomalenie súčasného systému je spôsobené tavením spôsobeným globálnym otepľovaním. To spôsobuje, že príspevok sladkej vody je väčší a koncentrácia solí a hustota vody sa mení, čo ovplyvňuje pohyb masy vody..

Prúdenie prúdov prispieva k regulácii globálnej teploty, distribúcii živín a plynov a jej zmena prináša vážne dôsledky pre planétový systém..

Chemická oceánografia

Jednou z línií výskumu, ktorá v súčasnosti zaujíma pozornosť oceánografov, je štúdia okysľovania morí, najmä kvôli vplyvu úrovne pH na morský život..

Hladiny CO2 V atmosfére sa v posledných rokoch prudko zvýšil kvôli vysokej spotrebe fosílnych palív rôznymi ľudskými činnosťami.

Tento CO2 rozpúšťa sa v morskej vode a spôsobuje pokles pH oceánov. Okysľovanie oceánov negatívne ovplyvňuje prežitie mnohých morských druhov.

V roku 2016 Albright a spolupracovníci uskutočnili prvý pokus o acidifikáciu oceánov v prirodzenom ekosystéme. V tomto výskume sa preukázalo, že okysľovanie môže znížiť kalcifikáciu koralov až na 34%..

Morská geológia

V tejto oblasti oceánografie sa skúmal pohyb tektonických dosiek. Tieto dosky sú fragmenty litosféry (vonkajšia a tuhá vrstva plášťa Zeme), ktoré sa pohybujú na asthenosfére.

Nedávne výskumy, ktoré uskutočnili Li a spolupracovníci, uverejnené v priebehu roku 2018, zistili, že veľké tektonické dosky môžu vzniknúť fúziou menších platní. Autori klasifikujú tieto mikroplatne na základe ich pôvodu a študujú dynamiku ich pohybov.

Okrem toho zistili, že existuje veľké množstvo mikrodoštičiek spojených s veľkými tektonickými doskami Zeme. Je naznačené, že vzťah medzi týmito dvoma typmi dosiek môže pomôcť upevniť teóriu kontinentálneho driftu.

Biologická oceánografia alebo morská biológia

V posledných rokoch bol jedným z najvýraznejších objavov morskej biológie prítomnosť organizmov v morských jamách. Jedna z týchto štúdií bola vykonaná vo fosse na Galapágoch, čo ukazuje komplexný ekosystém, kde sa vyskytujú početné bezstavovce a baktérie (Yong-Jin 2006)..

Morské jamy nemajú prístup k slnečnému žiareniu v dôsledku ich hĺbky (2500 masl), takže trofický reťazec závisí od autotrofných chemosyntetických baktérií. Tieto organizmy fixujú CO2 zo sírovodíka získaného z hydrotermálnych prieduchov.

Bolo zistené, že spoločenstvá makrobezvercov, ktoré obývajú hlboké vody, sú veľmi rôznorodé. Okrem toho sa navrhuje, aby pochopenie týchto ekosystémov poskytlo relevantné informácie na objasnenie pôvodu života na planéte..

referencie

  1. Albright a spolupracovníci. (2017). Reverzácia okyslenia oceánu zvyšuje kalcifikáciu čistého koralového útesu. Nature 531: 362-365.
  2. Caldeira K a ME Wickett (2003) Antropogénne uhlíkové a oceánske pH. Nature 425: 365-365
  3. Editoral (2018) Sledujte oceán. Nature 556: 149
  4. Lalli CM a TR Parsons (1997) Biologická oceánografia. Úvod. Druhé vydanie. Otvorená univerzita. ELSEVIER. Oxford, UK. 574 s.
  5. LiS, 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 a Liu a G Zhang (2018) Tektonika mikrodoštičiek: nové pohľady z mikroblokov v globálnych oceánoch, kontinentálne okraje a hlboké plášte Earth-Science Reviews 185: 1029-1064
  6. Pickerd GL a WL Emery. (1990) Popisná fyzikálna oceánografia. Úvod. Piate zväčšené vydanie. Pergamon Press. Oxford, UK. 551 s.
  7. Riley JP a R Chester (1976). Chemická oceánografia. 2. vydanie. Vol. 6. Akademická tlač. Londýn, Spojené kráľovstvo. 391 s.
  8. Wiebe PH a MC Benfield (2003) Od siete Hensen po štvorrozmernú biologickú oceánografiu. Pokrok v oceánografii. 56: 7-136.
  9. Zamorano P a ME Hendrickx. (2007) Biocenóza a distribúcia hlbokomorských mäkkýšov v mexickom Pacifiku: hodnotenie pokroku. 48-49. In: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González a CM Galvín-Villa (eds.). Štúdie o malakológii a konchológii v Mexiku. University of Guadalajara, Mexiko.
  10. Yong-Jin W (2006) Deep-sea Hydrotermálne prieduchy: ekológia a evolúcia J. Ecol Field Biol 29: 175-183.