Oceanografihistorie, studieretning, grene og forskning

2351
Basil Manning

Det oceanografi Det er videnskaben, der studerer havene i deres fysiske, kemiske, geologiske og biologiske aspekter. Kendskab til havene og havene er vigtig, da havene ifølge accepterede teorier er livets oprindelsessted på Jorden.

Ordet oceanografi kommer fra græsk okeanos (vand, der omgiver jorden) og graphein (beskriver) og blev præget i 1584. Det bruges som et synonym oceanologi (undersøgelse af vandmasser), der blev brugt for første gang i 1864.

Oceanografisk fartøj og autonomt køretøj i Lorne, Skotland. Kilde: StifynTonna [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], fra Wikimedia Commons

Det begyndte at udvikle sig fra det antikke Grækenland med værkerne fra Aristoteles. Senere i det syttende århundrede gennemførte Isaac Newton de første oceanografiske undersøgelser. Fra disse undersøgelser har forskellige forskere ydet vigtige bidrag til udviklingen af ​​oceanografi.

Oceanografi er opdelt i fire hovedstudier: fysik, kemi, geologi og havbiologi. Samlet set giver disse undersøgelsesgrene os mulighed for omfattende at adressere havenes kompleksitet.

Den seneste forskning inden for oceanografi har fokuseret på virkningerne af globale klimaforandringer på havenes dynamik. Ligeledes har undersøgelsen af ​​de økosystemer, der findes i havgravene, været af interesse..

Artikelindeks

  • 1 Historie
    • 1.1 Begyndelsen
    • 1.2 19. århundrede
    • 1.3 20. århundrede
  • 2 Studieområde
  • 3 grene af oceanografi
    • 3.1 Fysisk oceanografi
    • 3.2 Kemisk oceanografi
    • 3.3 Geologisk oceanografi eller havgeologi
    • 3.4 Biologisk oceanografi eller havbiologi
  • 4 Nyere forskning
    • 4.1 Fysisk oceanografi og klimaændringer
    • 4.2 Kemisk oceanografi
    • 4.3 Marin geologi
    • 4.4 Biologisk oceanografi eller havbiologi
  • 5 Referencer

Historie

Begyndelsen

Fra sin oprindelse har mennesket haft et forhold til havene og havene. Hans første tilgange til forståelse af havverdenen var praktisk og utilitaristisk, da den var en kilde til mad og kommunikationsmidler..

Sejlerne var interesserede i at fastlægge de maritime ruter ved hjælp af udarbejdelsen af ​​navigationsskemaer. I starten af ​​oceanografien var det ligeledes af stor relevans at kende bevægelsen af ​​havstrømme.

På det biologiske felt, allerede i det antikke Grækenland, beskrev filosofen Aristoteles 180 arter af havdyr.

Nogle af de første oceanografiske teoretiske studier skyldes Newton (1687) og Laplace (1775), der studerede overfladevand. På samme måde foretog navigatorer som Cook og Vancouver vigtige videnskabelige observationer i slutningen af ​​det 18. århundrede..

XIX århundrede

Faren til biologisk oceanografi anses for at have været den britiske naturforsker Edward Forbes (1815-1854). Denne forfatter var den første til at udføre undersøgelser af marine biota i forskellige dybdeniveauer. Således var jeg i stand til at bestemme, at organismerne var fordelt forskelligt på disse niveauer..

Mange andre videnskabsmænd fra den tid leverede vigtige bidrag til oceanografien. Blandt disse var Charles Darwin den første til at forklare, hvordan atollerne (korallerhavsøerne) opstod, mens Benjamin Franklin og Louis Antoine de Bougainville bidrog til kendskabet til havstrømmene i henholdsvis Nord- og Sydatlanten..

Mathew Fontaine Maury var en amerikansk videnskabsmand, der betragtes som far til fysisk oceanografi. Denne forsker var den første til systematisk at indsamle havdata i stor skala. Deres data blev hovedsageligt hentet fra skibsnavigationsregistre..

Mathew Fontaine. Kilde: Maury Brendann [Public domain] via Wikimedia Commons

I denne periode begyndte marine ekspeditioner at blive organiseret til videnskabelige formål. Den første af disse var den af ​​det engelske skib H.M.S. Udfordrer, ledet af skotten Charles Wyville Thomson. Denne båd sejlede fra 1872 til 1876, og de opnåede resultater i den er indeholdt i et værk på 50 bind.

Tyvende århundrede

Under anden verdenskrig havde oceanografi en stor anvendelighed til at planlægge mobilisering af flåder og landinger. Derfra kom forskning på bølgedynamik, lydformering i vand, kystmorfologi, blandt andre aspekter..

I 1957 blev det internationale geofysiske år fejret, hvilket havde stor betydning for at fremme oceanografiske studier. Denne begivenhed var afgørende for at fremme internationalt samarbejde om at gennemføre oceanografiske studier over hele verden..

Som en del af dette samarbejde blev der i løbet af 1960 gennemført en fælles ubådsekspedition mellem Schweiz og USA; el bathiscafo (lille dybdykbåd) Trieste nåede dybden på 10.916 meter i Mariana Trench.

Bathyscaphe Trieste. Kilde: Se side for forfatter [Public domain] via Wikimedia Commons.

En anden vigtig undersøisk ekspedition blev udført i 1977 med undervandsfartøjet Alvin, fra USA. Denne ekspedition gjorde det muligt at opdage og undersøge hydrotermiske enge på dybhavet.

Endelig er det værd at fremhæve kommandør Jacques-Yves Cousteaus rolle i viden og formidling af oceanografi. Cousteau instruerede det franske oceanografiske skib Calypso i mange år, hvor der blev udført adskillige oceanografiske ekspeditioner. På det informative felt blev der også filmet forskellige dokumentarfilm, der udgjorde serien kendt som Jacques Cousteaus undervandsverden.

Studieområde

Studiet inden for oceanografi omfatter alle aspekter af verdens oceaner og have, herunder kystområder..

Havene og havene er fysisk-kemiske miljøer, der er vært for en stor mangfoldighed i livet. De repræsenterer et vandmiljø, der optager omkring 70% af planetens overflade. Vandet og dets udvidelse plus astronomiske og klimatiske kræfter, der påvirker det, bestemmer dets særlige egenskaber.

Der er tre store oceaner på planeten; Stillehavet, Atlanterhavet og det Indiske Ocean. Disse oceaner er indbyrdes forbundne og adskiller store kontinentale regioner. Atlanterhavet adskiller Asien og Europa fra Amerika, mens Stillehavet adskiller Asien og Oceanien fra Amerika. Det Indiske Ocean adskiller Afrika fra Asien i området nær Indien.

Havbassiner begynder ved kysten forbundet med kontinentalsoklen (nedsænket del af kontinenterne). Platformsområdet når maksimal dybde på 200 m og ender i en stejl skråning, der forbinder havbunden.

Bunden af ​​havene har bjerge med en gennemsnitlig højde på 2000 m (kamme) og en central fure. Herfra kommer magma fra asthenosfæren (jordens indre lag bestående af tyktflydende materialer), som er deponeret og danner havbunden.

Grene af oceanografi

Moderne oceanografi er opdelt i fire studieretninger. Havmiljøet er imidlertid meget integreret, og derfor administrerer oceanografer disse områder uden at nå for stor specialisering..

Fysisk oceanografi

Denne gren af ​​oceanografi studerer de fysiske og dynamiske egenskaber ved vand i havene. Dets hovedmål er at forstå havets cirkulation og den måde, hvorpå varme fordeles i disse vandområder..

Tag højde for aspekter som temperatur, saltholdighed og tætheden af ​​vandet. Andre relevante egenskaber er farve, lys og lydudbredelse i havene..

Også denne gren af ​​oceanografi studerer samspillet mellem atmosfærisk dynamik og vandmasser. Derudover inkluderer det bevægelsen af ​​havstrømme i forskellige skalaer..

Kemisk oceanografi

Det studerer den kemiske sammensætning af marine farvande og sedimenter, de grundlæggende kemiske cyklusser og deres interaktioner med atmosfæren og litosfæren. På den anden side behandler det studiet af de ændringer, der er frembragt ved tilsætning af antropiske stoffer.

Ligeledes undersøger kemisk oceanografi, hvordan den kemiske sammensætning af vand påvirker havenes fysiske, geologiske og biologiske processer. I det særlige tilfælde af havbiologi fortolker det, hvordan kemisk dynamik påvirker levende organismer (havbiokemi).

Geologisk oceanografi eller havgeologi

Denne gren er ansvarlig for undersøgelsen af ​​det oceaniske substrat, herunder dets dybere lag. De dynamiske processer i dette substrat og dets indflydelse på strukturen af ​​havbunden og kysterne behandles..

Marin geologi undersøger den mineralogiske sammensætning, struktur og dynamik af de forskellige oceaniske lag, især dem, der er relateret til undervands vulkanske aktiviteter og subduktionsfænomener involveret i kontinentaldrift.

Undersøgelserne udført på dette felt tillod at verificere tilgange til teorien om kontinentaldrift.

På den anden side har denne gren en yderst relevant praktisk anvendelse i den moderne verden på grund af den store betydning, den har for at opnå mineralressourcer..

Geologiske prospekteringsundersøgelser på havbunden tillader udnyttelse af offshore felter, især naturgas og olie..

Biologisk oceanografi eller havbiologi

Denne gren af ​​oceanografi studerer havliv, derfor omfatter den alle grene af biologi anvendt på det marine miljø..

Marken for havbiologi studerer både klassificeringen af ​​levende væsener og deres miljøer, deres morfologi og fysiologi. Derudover tager det hensyn til de økologiske aspekter, der vedrører denne biodiversitet med dets fysiske miljø..

Koralrev i Andamanøerne (Indien) Ritiks [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], fra Wikimedia Commons

Havbiologi er opdelt i fire grene efter det område af havene og oceaner, du studerer. Disse er:

  • Pelagisk oceanografi: fokuserer på undersøgelsen af ​​økosystemer, der findes i åbent vand, langt fra kontinentalsokkelen.
  • Neritisk oceanografi: der tages hensyn til de levende organismer, der findes i områder nær kysten inden for kontinentalsoklen.
  • Bentisk oceanografi: henvist til undersøgelsen af ​​økosystemer fundet på havbundens overflade.
  • Demersal oceanografi: levende organismer, der lever nær havbunden i kystnære områder og inden for kontinentalsoklen, undersøges. Der overvejes en maksimal dybde på 500 m.

Nyere forskning

Fysisk oceanografi og klimaændringer

Nyere forskning inkluderer dem, der vurderer virkningerne af globale klimaændringer på havets dynamik. For eksempel er det blevet fundet, at det primære system af havstrømme (Atlanterhavsstrømmen) ændrer dens dynamik.

Det er kendt, at systemet med havstrømme genereres af forskelle i tætheden af ​​vandmasser, hovedsageligt bestemt af temperaturgradienter. Således er varme vandmasser lettere og forbliver i overfladelagene, mens kolde masser synker.

I Atlanterhavet bevæger sig masser af varmt vand nordpå fra Caribien ved Golfstrømmen, og når de bevæger sig nordpå, køler de ned og synker og vender tilbage mod syd. Som nævnt af magasinet Natur (556, 2018), er denne mekanisme blevet bremset.

Det antydes, at decelerationen af ​​det nuværende system skyldes optøning forårsaget af global opvarmning. Dette får tilførslen af ​​ferskvand til at blive større, og koncentrationen af ​​salte og vandets tæthed ændres, hvilket påvirker vandmassernes bevægelse..

Strømmen af ​​strømme bidrager til reguleringen af ​​verdens temperatur, distribution af næringsstoffer og gasser, og deres ændring har alvorlige konsekvenser for planetariske system.

Kemisk oceanografi

En af de forskningslinjer, der i øjeblikket optager oceanografernes opmærksomhed, er undersøgelsen af ​​forsuring af havene, hovedsageligt på grund af pH-niveauets indvirkning på havlivet.

CO niveauerto i atmosfæren er steget kraftigt i de senere år på grund af det høje forbrug af fossile brændstoffer ved forskellige menneskelige aktiviteter.

Dette coto det opløses i havvand og genererer et fald i havenes pH. Forsuring af havet påvirker overlevelsen af ​​mange marine arter negativt.

I 2016 gennemførte Albright og kolleger det første forsuring af havet i et naturligt økosystem. Denne undersøgelse viste, at forsuring kan reducere forkalkningen af ​​koraller med op til 34%.

Marine geologi

I denne gren af ​​oceanografi er der forsket i bevægelse af tektoniske plader. Disse plader er fragmenter af lithosfæren (stive ydre lag af jordens kappe), der bevæger sig over asthenosfæren.

Nyere undersøgelser foretaget af Li og kolleger offentliggjort i 2018 viste, at store tektoniske plader kan stamme fra sammensmeltningen af ​​mindre plader. Forfatterne foretager en klassificering af disse mikroplader baseret på deres oprindelse og studerer dynamikken i deres bevægelser..

Desuden finder de, at der er et stort antal mikroplader forbundet med Jordens store tektoniske plader. Det er angivet, at forholdet mellem disse to typer plader kan hjælpe med at konsolidere teorien om kontinentaldrift..

Biologisk oceanografi eller havbiologi

I de senere år har en af ​​de mest chokerende opdagelser inden for havbiologi været tilstedeværelsen af ​​organismer i havgravene. En af disse undersøgelser blev udført i skyttegraven på Galapagosøerne og viste et komplekst økosystem, hvor mange hvirvelløse dyr og bakterier er til stede (Yong-Jin 2006).

Marine skyttegrave har ikke adgang til sollys i betragtning af deres dybde (2500 meter over havets overflade), så den trofiske kæde afhænger af autotrofiske kemosyntetiske bakterier. Disse organismer fikserer COto fra hydrogensulfid opnået fra hydrotermiske åbninger.

Makrovirvelløse samfund, der bebor dybe farvande, har vist sig at være meget forskellige. Derudover foreslås det, at komprimering af disse økosystemer giver relevant information for at belyse livets oprindelse på planeten..

Referencer

  1. Albright et al. (2017). Tilbageførsel af forsuring af havet forbedrer forkalkning af koralrev. Natur 531: 362-365.
  2. Caldeira K og ME Wickett (2003) Anthropogenic carbon and ocean pH. Natur 425: 365-365
  3. Editoral (2018) Se havet. Natur 556: 149
  4. Lalli CM og TR Parsons (1997) Biologisk oceanografi. En introduktion. Anden version. Det åbne universitet. ELSEVIER. Oxford, Storbritannien. 574 s.
  5. Li S, Y Suo, X Lia, B Liu, L Dai, G Wang, J Zhou, Y Li, Y Liu, X Cao, I Somerville, D Mu, S Zhao, J Liu, F Meng, L Zhen, L Zhao , J Zhu, S Yu, Y Liu og G Zhang (2018) Mikropladetektonik: ny indsigt fra mikroblokke i de globale oceaner, kontinentale margener og dyb kappe Earth-Science Reviews 185: 1029-1064
  6. Pickerd GL og WL ​​Emery. (1990) Beskrivende fysisk oceanografi. En introduktion. Femte udvidede udgave. Pergamon Press. Oxford, Storbritannien. 551 s.
  7. Riley JP og R Chester (1976). Kemisk oceanografi. 2. udgave. Bind 6. Academic Press. London, Storbritannien. 391 s.
  8. Wiebe PH og MC Benfield (2003) Fra Hensen-nettet mod firedimensionel biologisk oceanografi. Fremskridt inden for oceanografi. 56: 7-136.
  9. Zamorano P og ME Hendrickx. (2007) Biocenose og distribution af dybhavsbløddyr i det mexicanske Stillehav: en evaluering af fremskridt. Pp. 48-49. I: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González og CM Galvín-Villa (red.). Undersøgelser af malakologi og conchiliologi i Mexico. University of Guadalajara, Mexico.
  10. Yong-Jin W (2006) Dybhavs hydrotermiske ventilationskanaler: økologi og evolution J. Ecol Field Biol.29: 175-183.

Endnu ingen kommentarer