Povijest oceanografije, područje studija, grane i primjeri istraživanja



okeanografija je znanost koja proučava oceane i mora u njihovim fizičkim, kemijskim, geološkim i biološkim aspektima. Poznavanje oceana i mora je temeljno, budući da su prema prihvaćenim teorijama mora izvorište života na Zemlji..

Riječ oceanografija dolazi od grčkog okeanos (voda koja okružuje zemlju) i graphein (opisao), a skovao je 1584. godine. Koristi se kao sinonim oceanologije (proučavanje vodenih tijela), prvi put korišten 1864..

Počeo se razvijati iz antičke Grčke s djelima Aristotela. Kasnije, u sedamnaestom stoljeću, Isaac Newton je napravio prve oceanografske studije. Iz tih je studija nekoliko istraživača dalo važan doprinos razvoju oceanografije.

Oceanografija je podijeljena u četiri glavne grane istraživanja: fizika, kemija, geologija i biologija mora. Uzete zajedno, ove grane istraživanja omogućuju nam sveobuhvatno rješavanje složenosti oceana.

Najnovija istraživanja o oceanografiji usredotočila su se na učinke globalnih klimatskih promjena na dinamiku oceana. Također je zanimljivo proučavanje ekosustava prisutnih u morskim jama.

indeks

  • 1 Povijest
    • 1.1 Počeci
    • 1.2
    • 1.3. 20. stoljeće
  • 2 Područje studija
  • 3 Podružnice oceanografije
    • 3.1 Fizička oceanografija
    • 3.2 Kemijska oceanografija
    • 3.3 Geološka oceanografija ili morska geologija
    • 3.4 Biološka oceanografija ili biologija mora
  • 4 Nedavna istraživanja
    • 4.1 Fizikalna oceanografija i klimatske promjene
    • 4.2 Kemijska oceanografija
    • 4.3 Morska geologija
    • 4.4 Biološka oceanografija ili biologija mora
  • 5 Reference

povijest

Počeci

Od samog početka, ljudsko biće je u vezi s morima i oceanima. Njegovi prvi pristupi razumijevanju morskog svijeta bili su praktični i utilitarni, jer su bili izvor hrane i sredstva komunikacije.

Pomorci su bili zainteresirani za popravljanje pomorskih putova kroz izradu navigacijskih karata. Također, na početku oceanografije bilo je vrlo važno poznavati kretanje morskih struja.

U biološkom polju, već u antičkoj Grčkoj, filozof Aristotel opisao je 180 vrsta morskih životinja.

Neke od prvih teoretskih oceanografskih studija nastale su zbog Newtona (1687.) i Laplacea (1775.) koji su proučavali površinske plime i oseke. Isto tako, nautičari kao što su Cook i Vancouver napravili su važna znanstvena zapažanja krajem 18. stoljeća.

19. stoljeće

Smatra se da je otac biološke oceanografije britanski prirodoslovac Edward Forbes (1815.-1854.). Autorica je prva izvršila uzorkovanje morske biote na različitim dubinskim razinama. Prema tome, mogu utvrditi da su organizmi bili različito raspoređeni na tim razinama.

Mnogi znanstvenici toga vremena dali su važan doprinos oceanografiji. Među njima, Charles Darwin je prvi objasnio kako su nastali atoli (koraljni okeani), dok su Benjamin Franklin i Louis Antoine de Bougainville pridonijeli poznavanju morskih struja Sjevernog i Južnog Atlantika..

Mathew Fontaine Maury bio je sjevernoamerički znanstvenik koji se smatra ocem fizičke oceanografije. Ovaj je istraživač bio prvi koji je sustavno i široko prikupljao podatke o oceanu. Njihovi su podaci uglavnom dobiveni iz brodskih navigacijskih zapisa.

Tijekom tog razdoblja počele su se organizirati pomorske ekspedicije u znanstvene svrhe. Prvi je bio engleski brod H.M.S. izazivač, predvodio je škotski Charles Wyville Thomson. Plovilo je plovilo od 1872. do 1876., a rezultati dobiveni u njemu sadržani su u djelu od 50 svezaka.

20. stoljeće

Tijekom Drugog svjetskog rata, oceanografija je imala veliku primjenjivost u planiranju mobilizacije flota i iskrcavanja. Iz toga je proizašlo istraživanje dinamike nabubrenja, širenja zvuka u vodi, morske morske obale, između ostalog..

Godine 1957. obilježena je Međunarodna geofizička godina, koja je imala veliku važnost u promicanju oceanografskih studija. Ovaj događaj bio je ključan za promicanje međunarodne suradnje u provođenju oceanografskih studija širom svijeta.

Kao dio te suradnje, tijekom 1960. godine provedena je zajednička podmorska ekspedicija između Švicarske i Sjedinjenih Država; bathyscaphe (mali brod dubokog uranjanja) Trst dostigla je dubinu od 10.916 metara u grobovima Marije.

Još jedna važna podvodna ekspedicija provedena je 1977. s podmornicom Alvin, SAD-a. Ova ekspedicija omogućila je otkrivanje i proučavanje dubokomorskih hidrotermalnih livada.

Naposljetku, uloga zapovjednika Jacques-Yvesa Cousteaua u poznavanju i širenju oceanografije je vrijedna pažnje. Cousteau je dugi niz godina vodio francuski oceanografski brod Calypso, gdje su nastale brojne oceanografske ekspedicije. Također, u informativnom području snimljeno je nekoliko dokumentarnih filmova koji su činili seriju poznatu kao Podvodni svijet Jacquesa Cousteaua.

Područje studija

Područje proučavanja oceanografije obuhvaća sve aspekte koji se odnose na oceane i mora svijeta, uključujući i obalna područja.

Oceani i mora su fizikalno-kemijska okruženja koja nose veliku raznolikost života. Oni predstavljaju vodeni okoliš koji zauzima oko 70% površine planeta. Voda i njezino produljenje, plus astronomske i klimatske sile koje utječu na nju, određuju njezine posebne osobine.

Postoje tri velika oceana na planeti; Pacifik, Atlantik i Indijanac. Ti su oceani međusobno povezani i razdvajaju velike kontinentalne regije. Atlantik dijeli Aziju i Europu od Amerike, dok Pacifik dijeli Aziju i Oceaniju od Amerike. Indijac odvaja Afriku od Azije na području blizu Indije.

Oceanski bazeni počinju na obali povezani s epikontinentalnim pojasom (potopljeni dio kontinenata). Područje perona doseže maksimalne dubine od 200 m i završava naglim padinama koje se spajaju s morskim dnom.

Dno oceana ima planine prosječne visine 2000 m (morski grebeni) i središnji žlijeb. Odavde magma dolazi iz astenosfere (unutarnji sloj zemlje formiran od viskoznih materijala), koji taloži i oblikuje oceansko dno.

Ogranci oceanografije

Moderna oceanografija podijeljena je na četiri grane istraživanja. Međutim, morski okoliš je visoko integriran i zato oceanografi upravljaju tim područjima bez pretjerane specijalizacije.

Fizikalna oceanografija

Ova grana oceanografije proučava fizička i dinamička svojstva vode u oceanima i morima. Njegov glavni cilj je razumjeti cirkulaciju oceana i način na koji se toplina distribuira u tim vodenim tijelima.

Uzmite u obzir aspekte kao što su temperatura, salinitet, gustoća vode. Ostala važna svojstva su boja, svjetlo i širenje zvuka u oceanima i morima.

Ova grana oceanografije također proučava interakciju dinamike atmosfere s vodenim masama. Osim toga, uključuje kretanje morskih struja u različitim razmjerima.

Kemijska oceanografija

Istražuje se kemijski sastav morskih voda i sedimenata, temeljni kemijski ciklusi i njihove interakcije s atmosferom i litosferom. S druge strane, bavi se proučavanjem promjena nastalih dodavanjem antropičkih tvari.

Osim toga, kemijska oceanografija proučava kako kemijski sastav vode utječe na fizičke, geološke i biološke procese oceana. U posebnom slučaju biologije mora interpretira kako kemijska dinamika utječe na žive organizme (morska biokemija)..

Geološka oceanografija ili morska geologija

Ova grana je odgovorna za proučavanje oceanskog supstrata, uključujući njegove dublje slojeve. Obrađuju se dinamički procesi ovog supstrata i njegov utjecaj na strukturu morskog dna i obale.

Morska geologija istražuje mineraloški sastav, strukturu i dinamiku različitih oceanskih slojeva, posebno vezanih za podmorske vulkanske aktivnosti i pojave subdukcije uključene u kontinentalni pomak.

Istraživanja provedena u ovom području omogućila su provjeru pristupa teorije kontinentalnog drifta.

S druge strane, ova grana ima vrlo relevantnu praktičnu primjenu u suvremenom svijetu, zbog velike važnosti za dobivanje mineralnih resursa..

Studije o geološkim istraživanjima na morskom dnu dopuštaju iskorištavanje nalazišta na moru, osobito prirodnog plina i nafte.

Biološka oceanografija ili biologija mora

Ova grana oceanografije proučava morski život, tako da obuhvaća sve grane biologije koje se primjenjuju u morskom okolišu.

Područje biologije mora proučava klasifikaciju živih bića i njihovo okruženje, njihovu morfologiju i fiziologiju. Osim toga, on uzima u obzir ekološke aspekte vezane uz tu bioraznolikost u odnosu na fizičku okolinu.

Morska biologija podijeljena je na četiri grane prema području mora i oceana koje proučava. To su:

  • Pelagička oceanografija: usredotočuje se na proučavanje ekosustava prisutnih u otvorenim vodama, daleko od epikontinentalnog pojasa.
  • Neritska oceanografija: uzimaju se u obzir živi organizmi prisutni u područjima blizu obale, unutar epikontinentalnog pojasa.
  • Bentička oceanografija: upućuje na proučavanje ekosustava pronađenih na površini morskog dna.
  • Prizemna oceanografija: proučavaju se živi organizmi koji žive blizu morskog dna u obalnim područjima i unutar kontinentalnog pojasa. Razmatra se maksimalna dubina od 500 m.

Nedavna istraživanja

Fizička oceanografija i klimatske promjene

Nedavna istraživanja ističu one koji procjenjuju učinke globalnih klimatskih promjena na dinamiku oceana. Na primjer, dokazano je da glavni sustav oceanskih struja (atlantska struja) mijenja njegovu dinamiku.

Poznato je da sustav morskih struja nastaje zbog razlika u gustoći vodenih masa, koje se uglavnom određuju temperaturnim gradijentima. Tako su mase vruće vode svjetlije i ostaju u površinskim slojevima, dok hladne mase tonu.

U Atlantiku se masa tople vode kreće sjeverno od Kariba kroz Golfsku struju i dok se kreću na sjever, oni se ohlađuju i tonu, vraćajući se na jug. Kao što je spomenuto u uvodniku časopisa priroda (556, 2018), taj je mehanizam postao sporiji.

Tvrdi se da je usporavanje sadašnjeg sustava posljedica topljenja uzrokovanog globalnim zatopljenjem. To dovodi do toga da je doprinos slatke vode veći i da se mijenja koncentracija soli i gustoća vode, što utječe na kretanje vode..

Protok struja doprinosi regulaciji globalne temperature, raspodjeli hranjivih tvari i plinova, a njezina promjena donosi ozbiljne posljedice za planetarni sustav..

Kemijska oceanografija

Jedna od linija istraživanja koja trenutno zauzimaju okeanoge jest proučavanje zakiseljavanja mora, uglavnom zbog utjecaja razine pH na morski život..

Razine CO2 u atmosferi su posljednjih godina naglo porasle zbog visoke potrošnje fosilnih goriva raznim ljudskim aktivnostima.

Ovaj CO2 otapa se u morskoj vodi, uzrokujući smanjenje pH oceana. Zakiseljavanje oceana negativno utječe na opstanak mnogih morskih vrsta.

U 2016. godini Albright i suradnici proveli su prvi eksperiment zakiseljavanja oceana u prirodnom ekosustavu. U ovom istraživanju dokazano je da zakiseljavanje može smanjiti kalcifikaciju koralja do 34%..

Morska geologija

U ovoj grani oceanografije istraženo je kretanje tektonskih ploča. Ove ploče su fragmenti litosfere (vanjski i kruti sloj Zemljinog plašta) koji se kreću po astenosferi.

Nedavno istraživanje koje je proveo Li i suradnici, objavljeno tijekom 2018. godine, otkrilo je da velike tektonske ploče mogu nastati spajanjem manjih ploča. Autori klasificiraju ove mikroploče na temelju njihova podrijetla i proučavaju dinamiku njihovih kretanja.

Osim toga, otkrivaju da postoji veliki broj mikropločica povezanih s velikim tektonskim pločama Zemlje. Pokazalo se da odnos između ove dvije vrste ploča može pomoći u učvršćivanju teorije kontinentalnog drifta.

Biološka oceanografija ili biologija mora

Posljednjih godina jedno od najupečatljivijih otkrića biologije mora je prisutnost organizama u morskim jamama. Jedna od tih studija provedena je u jami Galapagoskog otočja, gdje je prikazan složeni ekosustav u kojem se pojavljuju brojni beskralježnjaci i bakterije.

Morske jame nemaju pristup sunčevoj svjetlosti zbog svoje dubine (2.500 m), pa trofički lanac ovisi o autotrofnim bakterijama. Ovi organizmi popravljaju CO2 iz vodikovog sulfida dobivenog iz hidrotermalnih otvora.

Otkriveno je da su zajednice makroinvertebrata koje naseljavaju duboke vode vrlo raznovrsne. Osim toga, predlaže se da će razumijevanje tih ekosustava pružiti relevantne informacije za rasvjetljavanje porijekla života na planeti.

reference

  1. Albright i suradnici. (2017). Ukidanje zakiseljavanja oceana povećava čistoću kalcifikacije koraljnih grebena. Nature 531: 362-365.
  2. Caldeira K i ME Wickett (2003) Antropogeni pH ugljika i oceana. Nature 425: 365-365
  3. Urednik (2018) Pazite na ocean. Nature 556: 149
  4. Lalli CM i TR Parsons (1997) Biološka oceanografija. Uvod. Drugo izdanje. Otvoreno sveučilište. Elsevier. Oxford, UK. 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, i Liu i G Zhang (2018) tektonika mikroploče: novi uvidi iz mikro-blokova u globalnim oceanima, kontinentalnim rubovima i dubokim plaštem Zemljopisne znanosti 185: 1029-1064
  6. Pickerd GL i WL Emery. (1990) Deskriptivna fizikalna oceanografija. Uvod. Peto uvećano izdanje. Pergamon Press. Oxford, UK. 551 str.
  7. Riley JP i R Chester (1976). Kemijska oceanografija. 2. izdanje. 6. 6. Academic Press. London, UK. 391 str.
  8. Wiebe PH i MC Benfield (2003.) Od mreže Hensen do četverodimenzionalne biološke oceanografije. Napredak u oceanografiji. 56: 7-136.
  9. Zamorano P i ME Hendrickx. (2007) Biocenoza i distribucija dubokomorskih mekušaca u meksičkom Pacifiku: procjena napretka. 48-49. U: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González i CM Galvín-Villa (ur.). Studije o malakologiji i konhologiji u Meksiku. Sveučilište u Guadalajari, Meksiko.
  10. Yong-Jin W (2006) Hidrotermalni otvori u dubokom moru: ekologija i evolucija J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.