Historie oceánografie, obor studia, odvětví a příklady vyšetřování



oceánografie je věda, která studuje oceány a moře v jejich fyzikálních, chemických, geologických a biologických aspektech. Znalost oceánů a moří je zásadní, protože podle přijatých teorií jsou moře centrem života na Zemi.

Slovo oceánografie pochází z řečtiny okeanos (voda, která obklopuje zem) a graphein (popsat), a byl vytvořen v roce 1584. Používá se jako synonymum oceánografie (studium vodních útvarů), který byl poprvé použit v roce 1864.

To začalo se vyvíjet od Ancient Řecka s pracemi Aristotle. Následně, v sedmnáctém století Isaac Newton dělal první oceánografická studia. Z těchto studií několik vědců významně přispělo k rozvoji oceánografie.

Oceánografie je rozdělena do čtyř hlavních oborů studia: fyzika, chemie, geologie a mořská biologie. Tyto studijní obory nám umožňují komplexně řešit složitost oceánů.

Nejnovější výzkum oceánografie se zaměřil na dopady globální změny klimatu na dynamiku oceánů. Pozornost byla věnována také studiu ekosystémů přítomných v mořských jámách.

Index

  • 1 Historie
    • 1.1 Počátky
    • 1.2 19. století
    • 1.3 20. století
  • 2 Studijní obor
  • 3 Pobočky oceánografie
    • 3.1 Fyzická oceánografie
    • 3.2 Chemická oceánografie
    • 3.3 Geologická oceánografie nebo mořská geologie
    • 3.4 Biologická oceánografie nebo mořská biologie
  • 4 Nedávná šetření
    • 4.1 Fyzická oceánografie a změna klimatu
    • 4.2 Chemická oceánografie
    • 4.3 Námořní geologie
    • 4.4 Biologická oceánografie nebo mořská biologie
  • 5 Odkazy

Historie

Počátky

Lidská bytost má od samého počátku vztah s mořem a oceány. Jeho první přístupy k pochopení mořského světa byly praktické a utilitární, protože byly zdrojem potravy a komunikačních prostředků.

Námořníci se zajímali o stanovení námořních tras vypracováním navigačních map. Také na začátku oceánografie bylo velmi důležité znát pohyb mořských proudů.

V biologickém poli, již ve starověkém Řecku, popsal filozof Aristoteles 180 druhů mořských živočichů.

Některé z prvních teoretických oceánografických studií jsou způsobeny Newtonem (1687) a Laplaceem (1775), kteří studovali povrchové přílivy. Podobně, navigátoři takový jako Cook a Vancouver dělal důležitá vědecká pozorování u konce 18. století.

19. století

To je zvažováno, že otec biologické oceánografie byl britský naturalista Edward Forbes (1815-1854). Tento autor jako první provedl odběr vzorků mořské bioty na různých úrovních hloubky. Můžu tedy určit, že organismy byly na těchto úrovních distribuovány odlišně.

Mnoho jiných vědců času dělalo důležité příspěvky k oceánografii. Mezi nimi, Charles Darwin byl první vysvětlit jak atoly vznikly (korálové oceánské ostrovy), zatímco Benjamin Franklin a Louis Antoine de Bougainville přispěl k poznání mořských proudů severu a jižního Atlantiku, příslušně..

Mathew Fontaine Maury byl severoamerický vědec považovaný za otce fyzické oceánografie. Tento výzkumník systematicky a ve velkém rozsahu sbíral oceánská data. Jejich data byla získána hlavně z lodních navigačních záznamů.

Během tohoto období, námořní expedice začaly být organizován pro vědecké účely. První z nich byla anglická loď H.M.S. Challenger, vedl o skotský Charles Wyville Thomson. Toto plavidlo se plavilo od roku 1872 do roku 1876 a výsledky získané v něm jsou obsaženy v díle 50 svazků.

20. století

Během druhé světové války, oceánografie měla velkou použitelnost plánovat mobilizaci loďstev a přistání. Z toho vzešlo vyšetřování dynamiky bobtnání, šíření zvuku ve vodě, morfologie pobřeží, mimo jiné.

V roce 1957 byl slaven Mezinárodní geofyzikální rok, který měl velký význam při podpoře oceánografických studií. Tato akce byla zásadní pro podporu mezinárodní spolupráce při vedení oceánografických studií po celém světě.

V rámci této spolupráce byla v průběhu roku 1960 uskutečněna společná expedice mezi Švýcarskem a Spojenými státy; bathyscaphe (malá hluboká ponorná nádoba) Terst dosáhl hloubky 10,916 metrů v hrobech Marianas.

Další významná podvodní expedice byla provedena v roce 1977 s ponorným ponorem Alvine, Spojených států. Tato expedice umožnila objevovat a studovat hlubinné hydrotermální louky.

Konečně, role velitele Jacques-Yves Cousteau ve znalostech a šíření oceánografie je pozoruhodná. Cousteau mířil po mnoho let francouzskou oceánografickou lodí Calypso, kde se uskutečnily četné oceánografické výpravy. Také v informativním poli bylo natočeno několik dokumentárních filmů, které tvořily sérii známou jako Podmořský svět Jacquese Cousteaua.

Studijní obor

Studijní obor oceánografie pokrývá všechny aspekty týkající se oceánů a moří světa, včetně pobřežních oblastí.

Oceány a moře jsou fyzicko-chemická prostředí, která skýtají velkou rozmanitost života. Představují vodní prostředí, které zabírá asi 70% povrchu planety. Voda a její rozšíření, plus astronomické a klimatické síly, které ji ovlivňují, určují její specifické vlastnosti.

Na planetě jsou tři velké oceány; v Atlantiku a Indii. Tyto oceány jsou propojené a oddělují velké kontinentální regiony. Atlantik odděluje Asii a Evropu od Ameriky, zatímco Pacifik rozděluje Asii a Oceánii od Ameriky. Indián odděluje Afriku od Asie v oblasti blízko Indie.

Oceánské pánve začínají na pobřeží spojené s kontinentálním šelfem (ponořená část kontinentů). Plocha plošiny dosahuje maximální hloubky 200 ma končí v prudkém svahu, který spojuje s mořským dnem.

Dno oceánů má hory s průměrnou výškou 2000 m (námořní hřebeny) a centrální drážkou. Odtud pochází magma z asthenosféry (vnitřní vrstva zeminy z viskózních materiálů), která usazuje a tvoří dno oceánu.

Pobočky oceánografie

Moderní oceánografie je rozdělena do čtyř studijních oborů. Mořské prostředí je však vysoce integrované a proto oceánografové tyto oblasti spravují, aniž by dosáhli přílišné specializace.

Fyzická oceánografie

Toto odvětví oceánografie studuje fyzikální a dynamické vlastnosti vody v oceánech a mořích. Jeho hlavním cílem je porozumět oběhu oceánu a způsobu, jakým je teplo rozptýleno v těchto vodních útvarech.

Vezměte v úvahu aspekty jako teplota, slanost, hustota vody. Dalšími relevantními vlastnostmi jsou barva, světlo a šíření zvuku v oceánech a mořích.

Toto odvětví oceánografie také studuje interakci dynamiky atmosféry s hmotami vody. Kromě toho zahrnuje pohyb mořských proudů v různých měřítcích.

Chemická oceánografie

Studuje chemické složení mořských vod a sedimentů, základní chemické cykly a jejich interakce s atmosférou a litosférou. Na druhé straně se zabývá studiem změn vzniklých přidáním antropických látek.

Kromě toho chemická oceánografie studuje, jak chemické složení vody ovlivňuje fyzikální, geologické a biologické procesy oceánů. V konkrétním případě biologie moří interpretuje, jak chemická dynamika ovlivňuje živé organismy (mořská biochemie)..

Geologická oceánografie nebo mořská geologie

Tato větev je zodpovědná za studium oceánského substrátu, včetně jeho hlubších vrstev. Jsou řešeny dynamické procesy tohoto substrátu a jeho vliv na strukturu mořského dna a pobřeží.

Námořní geologie zkoumá mineralogické složení, strukturu a dynamiku různých oceánských vrstev, zejména v souvislosti s podmořskými sopečnými činnostmi a subduktivními jevy, které se účastní kontinentálního driftu..

Šetření prováděná v této oblasti umožnila ověřit přístupy teorie kontinentálního driftu.

Na druhé straně má tato pobočka v moderním světě velmi významnou praktickou aplikaci, a to díky velkému významu, který má pro získávání nerostných surovin..

Studie geologického průzkumu na mořském dně umožňují využívání pobřežních ložisek, zejména zemního plynu a ropy.

Biologická oceánografie nebo mořská biologie

Toto odvětví oceánografie studuje mořský život, tak to pokryje všechna odvětví biologie aplikovala na mořské prostředí.

Obor biologie mořských věd studuje jak klasifikaci živých bytostí, tak jejich prostředí, jejich morfologii a fyziologii. Kromě toho bere v úvahu ekologické aspekty související s touto biologickou rozmanitostí s jejím fyzickým prostředím.

Marine biologie je rozdělena do čtyř větví podle oblasti moří a oceánů to studuje. Jsou to:

  • Pelagická oceánografieZaměřuje se na studium ekosystémů přítomných v otevřených vodách, daleko od kontinentálního šelfu.
  • Neritická oceánografie: zohledňují se živé organismy přítomné v oblastech v blízkosti pobřeží, uvnitř kontinentálního šelfu.
  • Bentická oceánografie: odkazoval se na studii o ekosystémech nalezených na povrchu mořského dna.
  • Dermální oceánografie: studují se živé organismy, které žijí v blízkosti mořského dna v pobřežních oblastech a uvnitř kontinentálního šelfu. Předpokládá se maximální hloubka 500 m.

Nedávné vyšetřování

Fyzická oceánografie a změna klimatu

Nedávný výzkum upozorňuje na ty, které hodnotí dopady globální změny klimatu na dynamiku oceánu. Bylo například prokázáno, že hlavní systém oceánských proudů (atlantický proud) mění svou dynamiku.

Je známo, že systém mořských proudů je vytvářen rozdíly v hustotě vodních hmot, které jsou určeny především teplotními gradienty. Hmoty horké vody jsou tak lehčí a zůstávají v povrchových vrstvách, zatímco chladné hmoty klesají.

V Atlantiku se masy horké vody pohybují na sever od Karibiku přes Gulf Stream a jak se pohybují na sever, chladí a klesají a vracejí se na jih. Jak zmínil redakce časopisu Příroda (556, 2018), tento mechanismus se stal pomalejším.

Tvrdí se, že zpomalení současného systému je způsobeno táním způsobeným globálním oteplováním. To způsobuje, že podíl sladké vody je větší a koncentrace solí a hustota vody se mění, což ovlivňuje pohyb hmot vody.

Tok proudů přispívá k regulaci globální teploty, rozložení živin a plynů a jeho změna přináší vážné důsledky pro planetární systém..

Chemická oceánografie

Jedním z výzkumných oborů, které v současné době zaujímá pozornost oceánografů, je studium acidifikace moří, zejména vlivem úrovně pH na mořský život..

Hladiny CO2 v atmosféře se v posledních letech prudce zvýšil kvůli vysoké spotřebě fosilních paliv různými lidskými činnostmi.

Tento CO2 rozpouští se v mořské vodě, což vede k poklesu pH oceánů. Okyselení oceánů negativně ovlivňuje přežití mnoha mořských druhů.

V roce 2016 Albright a spolupracovníci provedli první pokus o acidifikaci oceánu v přirozeném ekosystému. V tomto výzkumu bylo prokázáno, že okyselení může snížit kalcifikaci korálů až o 34%..

Námořní geologie

V této oblasti oceánografie byl zkoumán pohyb tektonických desek. Tyto desky jsou fragmenty litosféry (vnější a tuhá vrstva zemského pláště), které se pohybují na asthenosféře.

Nedávné vyšetřování provedené Li a spolupracovníky, publikované v průběhu roku 2018, zjistilo, že velké tektonické desky mohou vzniknout fúzí menších desek. Autoři provádějí klasifikaci těchto mikrodestiček na základě jejich původu a studují dynamiku jejich pohybů.

Kromě toho zjistili, že existuje velké množství mikrodestiček spojených s velkými tektonickými deskami Země. Je naznačeno, že vztah mezi těmito dvěma typy desek může pomoci upevnit teorii kontinentálního driftu.

Biologická oceánografie nebo mořská biologie

V posledních letech byl jedním z nejpozoruhodnějších objevů mořské biologie přítomnost organismů v mořských jámách. Jedna z těchto studií byla provedena ve fosse na Galapágských ostrovech, což ukazuje komplexní ekosystém, kde se vyskytuje mnoho bezobratlých a bakterií (Yong-Jin 2006)..

Mořské jámy nemají přístup k slunečnímu záření kvůli jejich hloubce (2500 masl), tak trofický řetězec závisí na autotrophic chemosynthetic baktériích. Tyto organismy opravují CO2 ze sirovodíku získaného z hydrotermálních průduchů.

Bylo zjištěno, že komunity makrobezobratlovců, které obývají hluboké vody, jsou velmi rozmanité. Dále se navrhuje, aby porozumění těmto ekosystémům poskytlo relevantní informace, které by objasnily původ života na planetě..

Odkazy

  1. Albright a spolupracovníci. (2017). Reverzace okyselení oceánu zvyšuje kalcifikaci čistého korálového útesu. Nature 531: 362-365.
  2. Caldeira K a ME Wickett (2003) Antropogenní uhlík a pH oceánu. Nature 425: 365-365
  3. Editoral (2018) Sleduj oceán. Nature 556: 149
  4. Lalli CM a TR Parsons (1997) Biologická oceánografie. Úvod. Druhé vydání. Otevřená univerzita. 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, a Liu a G Zhang (2018) Tektonika mikrodestiček: nové pohledy z mikrobloků v globálních oceánech, kontinentální okraje a hluboké pláště Zemské vědy 185: 1029-1064
  6. Pickerd GL a WL Emery. (1990) Popisná fyzikální oceánografie. Úvod. Páté rozšířené vydání. Pergamon Press. Oxford, UK. 551 str.
  7. Riley JP a R Chester (1976). Chemická oceánografie. 2. vydání. Vol. 6. Academic Press. Londýn, Velká Británie. 391 s.
  8. Wiebe PH a MC Benfield (2003) Od sítě Hensen po čtyřrozměrnou biologickou oceánografii. Pokrok v oceánografii. 56: 7-136.
  9. Zamorano P a ME Hendrickx. (2007) Biocenóza a distribuce hlubinných měkkýšů v mexickém Pacifiku: hodnocení pokroku. Str. 48-49. V: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González a CM Galvín-Villa (eds.). Studium malacologie a conchology v Mexiku. Univerzita Guadalajara, Mexiko.
  10. Yong-Jin W (2006) Deep-sea Hydrotermální průduchy: ekologie a evoluce J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.