Okeanografijos istorija, studijų sritis, šakos ir tyrimų pavyzdžiai



The okeanografija yra mokslas, tiriantis vandenynus ir jūrą jų fiziniais, cheminiais, geologiniais ir biologiniais aspektais. Žinios apie vandenynus ir jūrą yra labai svarbios, nes pagal priimtas teorijas jūrų yra Žemės kilmės pagrindas.

Žodis okeanografija kilęs iš graikų kalbos okeanos (vanduo, kuris supa žemę) ir graphein (apibūdinkite) ir buvo sukurta 1584. metais. Jis naudojamas kaip sinonimų okeanologija (vandens telkinių tyrimas), pirmą kartą naudojamas 1864 m..

Jis pradėjo vystytis iš Senovės Graikijos su Aristotelio kūriniais. Vėliau, XVII amžiuje Isaac Newton atliko pirmuosius okeanografijos tyrimus. Iš šių tyrimų keli mokslininkai labai prisidėjo prie okeanografijos plėtros.

Okeanografija suskirstyta į keturias pagrindines studijų kryptis: fiziką, chemiją, geologiją ir jūrų biologiją. Apibendrinant, šios studijų šakos leidžia mums išsamiai spręsti vandenynų sudėtingumą.

Naujausiuose okeanografijos tyrimuose daugiausia dėmesio skiriama pasaulio klimato kaitos poveikiui vandenynų dinamikai. Be to, buvo įdomi jūrų dugne esančių ekosistemų tyrimas.

Indeksas

  • 1 Istorija
    • 1.1 Pradžia
    • 1.2 XIX a
    • 1.3 XX a
  • 2 Studijų sritis
  • 3 Okeanografijos šakos
    • 3.1 Fizinė okeanografija
    • 3.2 Cheminė okeanografija
    • 3.3 Geologinė okeanografija arba jūrų geologija
    • 3.4 Biologinė okeanografija arba jūrų biologija
  • 4 Naujausi tyrimai
    • 4.1 Fizinė okeanografija ir klimato kaita
    • 4.2 Cheminė okeanografija
    • 4.3 Jūrų geologija
    • 4.4 Biologinė okeanografija arba jūrų biologija
  • 5 Nuorodos

Istorija

Pradžia

Nuo pat pradžios žmogus turėjo ryšį su jūromis ir vandenynais. Jo pirmieji požiūriai į jūrų pasaulio supratimą buvo praktiški ir naudingi, nes jie buvo maisto ir ryšio priemonių šaltinis.

Jūrininkai buvo suinteresuoti nustatyti jūrų maršrutus rengiant navigacines schemas. O okeanografijos pradžioje labai svarbu žinoti jūrinių srovių judėjimą.

Biologinėje srityje, jau senovės Graikijoje, filosofas Aristotelis aprašė 180 jūrų gyvūnų rūšių.

Kai kurie pirmieji teoriniai okeanografijos tyrimai yra susiję su Niutonu (1687) ir Laplasu (1775 m.), Tiriančiais paviršiaus potvynius. Panašiai 18-ojo amžiaus pabaigoje tokie navigatoriai kaip „Cook“ ir „Vancouver“ padarė svarbių mokslinių pastabų.

XIX a

Manoma, kad biologinės okeanografijos tėvas buvo britų gamtininkas Edvardas Forbesas (1815-1854). Šis autorius buvo pirmasis, kuris įvairiuose gylio lygiuose atliko mėginių tyrimus. Taigi, galiu nustatyti, kad organizmai buvo paskirstyti skirtingai šiuose lygiuose.

Daugelis kitų to meto mokslininkų labai prisidėjo prie okeanografijos. Tarp jų Charles Darwin pirmą kartą paaiškino, kaip atsirado atoliai (koralų vandenyno salos), o Benjamin Franklin ir Louis Antoine de Bougainville prisidėjo prie žinių apie Šiaurės ir Pietų Atlanto jūrų sroves..

Mathew Fontaine Maury buvo Šiaurės Amerikos mokslininkas, laikomas fizinės okeanografijos tėvu. Šis tyrėjas pirmą kartą rinko vandenynų duomenis sistemingai ir plačiu mastu. Jų duomenys buvo gauti daugiausia iš laivo navigacijos įrašų.

Per šį laikotarpį buvo pradėtos organizuoti jūrų ekspedicijos moksliniais tikslais. Pirmasis buvo anglų laivas H.M.S. „Challenger“, Charles Wyville Thomson. Šis laivas plaukė nuo 1872 m. Iki 1876 m.

XX a

Antrojo pasaulinio karo metu okeanografija turėjo didelę progą planuoti laivynų ir iškrovimų mobilizavimą. Iš to kilo tyrimas dėl patinimo dinamikos, garso sklidimo vandenyje, pakrantės morfologijos, be kitų aspektų..

1957 m. Buvo švenčiamas Tarptautinis geofizikos metai, kurie buvo labai svarbūs skatinant okeanografinius tyrimus. Šis renginys buvo labai svarbus skatinant tarptautinį bendradarbiavimą vykdant okeanografinius tyrimus visame pasaulyje.

Šio bendradarbiavimo metu 1960 m. Buvo vykdoma bendra Šveicarijos ir JAV povandeninė ekspedija; pirtis (mažas giliai panardinantis laivas) Triestas Mariano kapuose buvo pasiekta 10 916 metrų gylio.

Kita svarbi povandeninė ekspedija buvo atlikta 1977 m Alvinas, JAV. Ši ekspedicija leido atrasti ir mokytis giliavandenių hidroterminių pievų.

Galiausiai pažymėtina, kad vadas Jacques-Yves Cousteau žino ir skleidžia okeanografiją. „Cousteau“ daugelį metų vadovavo Prancūzijos okeanografijos laivui „Calypso“, kur buvo atlikta daugybė okeanografijos ekspedicijų. Be to, informaciniame lauke buvo nufilmuoti keli dokumentiniai filmai, sudarantys seriją, žinomą kaip Jacques Cousteau povandeninis pasaulis.

Studijų sritis

Okeanografijos studijų sritis apima visus aspektus, susijusius su pasaulio vandenynais ir jūromis, įskaitant pakrančių zonas.

Vandenynai ir vandenys yra fizinė-cheminė aplinka, kurioje gyvena labai įvairi gyvenimo sritis. Jie yra vandens aplinka, kuri užima apie 70% planetos paviršiaus. Vanduo ir jo išplėtimas, taip pat astronominės ir klimatinės jėgos, kurios ją veikia, lemia jo ypatybes.

Planetoje yra trys dideli vandenynai; Ramiojo vandenyno, Atlanto ir Indijos. Šie vandenynai yra tarpusavyje susiję ir atskiri dideli kontinentiniai regionai. Atlanto vandenynas atskiria Aziją ir Europą iš Amerikos, o Ramiojo vandenyno dalis Aziją ir Okeaniją skiria iš Amerikos. Indija atskiria Afriką nuo Azijos, netoli Indijos.

Vandenyno baseinai prasideda krante, susijusiame su kontinentiniu šelfu (žemyninė dalis). Platformos plotas pasiekia didžiausią 200 m gylyje ir baigiasi stačiu nuolydžiu, jungiančiu jūros dugną.

Vandenynų apačioje yra kalnai, kurių vidutinis aukštis yra 2000 m (jūrų grioveliai) ir centrinis griovelis. Iš čia magma kyla iš astenosferos (vidinis žemės sluoksnis, susidedantis iš klampių medžiagų), kuris kaupia ir formuoja vandenyną.

Okeanografijos šakos

Šiuolaikinė okeanografija suskirstyta į keturias studijų šakas. Tačiau jūrų aplinka yra labai integruota, todėl okeanografai šias teritorijas valdo nesiekdami pernelyg didelės specializacijos.

Fizinė okeanografija

Šis okeanografijos skyrius tiria fizines ir dinamines vandenų ir vandenų savybes. Jo pagrindinis tikslas - suprasti vandenyno cirkuliaciją ir būdą, kuriuo šiluma yra paskirstyta šiuose vandens telkiniuose.

Atkreipkite dėmesį į tokius aspektus kaip temperatūra, druskingumas, vandens tankis. Kitos svarbios savybės yra spalva, šviesa ir garso sklaida vandenynuose ir jūroje.

Šis okeanografijos skyrius taip pat tiria atmosferos dinamikos sąveiką su vandens masėmis. Be to, tai apima jūrų srovių judėjimą skirtingose ​​skalėse.

Cheminė okeanografija

Ji tiria jūrų vandenų ir nuosėdų cheminę sudėtį, pagrindinius cheminius ciklus ir jų sąveiką su atmosfera ir litosfera. Kita vertus, jame nagrinėjami antropinių medžiagų papildymo padariniai.

Be to, cheminė okeanografija tiria, kaip cheminė vandens sudėtis veikia fizinius, geologinius ir biologinius vandenynų procesus. Konkrečiu jūrų biologijos atveju ji aiškina, kaip cheminė dinamika veikia gyvus organizmus (jūrų biochemija)..

Geologinė okeanografija arba jūrų geologija

Šis filialas yra atsakingas už vandenyno substrato tyrimą, įskaitant jo gilesnį sluoksnį. Nagrinėjami šio substrato dinaminiai procesai ir jo įtaka jūros dugno ir pakrančių struktūrai.

Jūrų geologija tiria įvairių vandenynų sluoksnių mineraloginę sudėtį, struktūrą ir dinamiką, ypač susijusią su povandeniniais vulkaniniais veiksmais ir subdukcijos reiškiniais, susijusiais su kontinentiniu dreifu.

Šioje srityje atlikti tyrimai leido patikrinti kontinentinio dreifo teorijos metodus.

Kita vertus, šis filialas yra labai svarbus praktinis pritaikymas šiuolaikiniame pasaulyje, nes jis labai svarbus mineralinių išteklių įsigijimui..

Geologinio žvalgymo jūros dugne tyrimai leidžia panaudoti jūrinius indėlius, ypač gamtines dujas ir naftą.

Biologinė okeanografija arba jūrų biologija

Ši okeanografijos sritis tiria jūrų gyvenimą, taigi ji apima visas jūrų aplinkos šakas.

Jūrų biologijos sritis tiria gyvų būtybių klasifikaciją ir jų aplinką, jų morfologiją ir fiziologiją. Be to, jame atsižvelgiama į ekologinius aspektus, susijusius su šia biologine įvairove ir jos fizine aplinka.

Jūrų biologija yra suskirstyta į keturias šakas pagal jūrą ir vandenynus, kuriuos ji tiria. Tai yra:

  • Pelaginė okeanografija: pagrindinis dėmesys skiriamas ekosistemų, esančių atviruose vandenyse, toli nuo kontinentinio šelfo, tyrimui.
  • Neritinė okeanografija: atsižvelgiama į gyvus organizmus, esančius netoli kranto esančiuose regionuose kontinentiniame šelfe.
  • Bentinė okeanografija: nurodė jūros dugno paviršiaus ekosistemų tyrimą.
  • Priedinė okeanografija: Ištirti gyvi organizmai, gyvenantys netoli jūros dugno pakrantės zonose ir kontinentiniame šelfe. Galimas maksimalus 500 m gylis.

Naujausi tyrimai

Fizinė okeanografija ir klimato kaita

Naujausi tyrimai parodo tuos, kurie vertina pasaulio klimato kaitos poveikį vandenyno dinamikai. Pavyzdžiui, buvo įrodyta, kad pagrindinė vandenynų srovių sistema (Atlanto srovė) keičia jo dinamiką.

Yra žinoma, kad jūrinių srovių sistema susidaro dėl vandens masių tankio skirtumų, kuriuos lemia daugiausia temperatūros gradientai. Taigi karšto vandens masė yra lengvesnė ir lieka paviršiaus sluoksniuose, o šaltoji masė kriaukle.

Atlanto vandenyne karšto vandens masė perkelia į šiaurę nuo Karibų jūros per Persijos įlankos srautą ir juda į šiaurę, jie atvėsina ir nusausina, grįžta į pietus. Kaip minėjo žurnalo redakcija Gamta (556, 2018), šis mechanizmas tapo lėtesnis.

Teigiama, kad dabartinės sistemos lėtėjimas susijęs su visuotinio atšilimo lydymu. Dėl šios priežasties gėlo vandens indėlis yra didesnis, o druskų koncentracija ir vandens tankis keičiasi, darant įtaką vandens masių judėjimui..

Srovių srautas padeda reguliuoti pasaulinę temperatūrą, maistinių medžiagų ir dujų pasiskirstymą, o jo pakitimas kelia rimtų pasekmių planetinei sistemai..

Cheminė okeanografija

Viena iš šiuo metu okeanografų dėmesio skiriančių mokslinių tyrimų krypčių yra jūros rūgštėjimo tyrimas, daugiausia dėl to, kad vandens lygis daro poveikį jūros gyvybei..

CO lygiai2 atmosferoje pastaraisiais metais smarkiai išaugo dėl didelio iškastinio kuro vartojimo įvairiose žmogaus veiklos srityse.

Šis CO2 jis ištirpsta jūros vandenyje, mažindamas vandenynų pH. Vandenynų rūgštėjimas neigiamai veikia daugelio jūrų rūšių išlikimą.

2016 m. „Albright“ ir bendradarbiai atliko pirmąjį vandenyno rūgštėjimo eksperimentą natūralioje ekosistemoje. Šiame tyrime buvo įrodyta, kad rūgštėjimas gali sumažinti koralų susikaupimą iki 34%..

Jūrų geologija

Šioje okeanografijos šakoje buvo tiriamas tektoninių plokščių judėjimas. Šios plokštės yra litosferos fragmentai (išorinis ir standus Žemės mantijos sluoksnis), judantys astenosferoje..

Neseniai atliktas tyrimas, kurį atliko Li ir bendradarbiai, paskelbtas 2018 m., Parodė, kad didelės tektoninės plokštės gali atsirasti susiliejant mažesnėms plokštelėms. Autoriai klasifikuoja šiuos mikroplatus pagal jų kilmę ir tiria jų judėjimo dinamiką.

Be to, jie pastebi, kad yra daug mikroplokštelių, susijusių su didelėmis tektoninėmis Žemės plokštėmis. Nurodyta, kad šių dviejų tipų plokštelių santykis gali padėti įtvirtinti kontinentinio dreifo teoriją.

Biologinė okeanografija arba jūrų biologija

Pastaraisiais metais vienas iš ryškiausių jūros biologijos atradimų buvo organizmų buvimas jūros dugne. Vienas iš šių tyrimų buvo atliktas Galapagų salų fossa, parodant sudėtingą ekosistemą, kurioje atsiranda daugybė bestuburių ir bakterijų (Yong-Jin 2006).

Jūrų duobės neturi prieigos prie saulės spindulių dėl jų gylio (2500 m), todėl trofinė grandinė priklauso nuo autotrofinių chemosintetinių bakterijų. Šie organizmai surenka CO2 iš vandenilio sulfido, gauto iš hidroterminių angų.

Nustatyta, kad giluminiuose vandenyse gyvenančių makro-bestuburių bendruomenės yra labai įvairios. Be to, siūloma, kad šių ekosistemų supratimas suteiktų svarbią informaciją, kad būtų galima išsiaiškinti planetos gyvenimo kilmę..

Nuorodos

  1. Albright ir bendradarbiai. (2017). Vandenyno rūgštėjimo atstatymas padidina koralų rifų kalcifikaciją. Nature 531: 362-365.
  2. Caldeira K ir ME Wickett (2003) Antropogeninės anglies ir vandenyno pH. Nature 425: 365-365
  3. Redaktorius (2018) Žiūrėti vandenyną. Nature 556: 149
  4. Lalli CM ir TR Parsons (1997) Biologinė okeanografija. Įvadas. Antrasis leidimas. Atvirasis universitetas. ELSEVIER Oksfordas, Jungtinė Karalystė. 574 p.
  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, Zhen L, Zhao L , J Zhu, S Yu ir Liu ir G Zhang (2018) Mikroplokštelių tektonika: naujos įžvalgos iš mikroklubų pasauliniuose vandenynuose, kontinentinės ribos ir giliosios mantijos Žemės mokslų apžvalgos 185: 1029-1064
  6. Pickerd GL ir WL Emery. (1990) Aprašomoji fizinė okeanografija. Įvadas. Penktas padidintas leidimas. Pergamon Press. Oksfordas, Jungtinė Karalystė. 551 p.
  7. Riley JP ir R Chester (1976). Cheminė okeanografija. 2. leidimas. Vol. 6. Academic Press. Londonas, Jungtinė Karalystė. 391 p.
  8. Wiebe PH ir MC Benfield (2003) Nuo Henseno tinklo iki keturių dimensijų biologinės okeanografijos. Okeanografijos pažanga. 56: 7-136.
  9. Zamorano P ir ME Hendrickx. (2007) Biocenozė ir giliavandenių moliuskų pasiskirstymas Meksikos Ramiojo vandenyno regione: pažangos vertinimas. 48-49 psl. In: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González ir CM Galvín-Villa (red.). Malakologijos ir konchologijos tyrimai Meksikoje. Gvadalacharos universitetas, Meksika.
  10. Yong-Jin W (2006) Giliavandenės hidroterminės angos: ekologija ir evoliucija J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.