Historie oceánografie, studijní obor, obory a výzkum

1154
Basil Manning

The oceánografie Je to 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 původu života na Zemi.

Slovo oceánografie pochází z řečtiny okeanos (voda, která obklopuje Zemi) a graphein (popsat) a byla ražena v roce 1584. Používá se jako synonymum oceánologie (studie vodních útvarů), používá se poprvé v roce 1864.

Oceánografická loď a autonomní vozidlo v Lorne ve Skotsku. Zdroj: StifynTonna [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], z Wikimedia Commons

Začalo se to vyvíjet ze starověkého Řecka pomocí děl Aristotela. Později, v sedmnáctém století, provedl Isaac Newton první oceánografické studie. Z těchto studií různí vědci významně přispěli k rozvoji oceánografie.

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

Nejnovější výzkum oceánografie se zaměřil na dopady globálních změn klimatu na dynamiku oceánů. Rovněž byla zajímavá studie ekosystémů přítomných v mořských příkopech..

Rejstřík článků

  • 1 Historie
    • 1.1 Počátky
    • 1.2 19. století
    • 1.3 20. století
  • 2 Studijní obor
  • 3 větve oceánografie
    • 3.1 Fyzická oceánografie
    • 3.2 Chemická oceánografie
    • 3.3 Geologická oceánografie nebo mořská geologie
    • 3.4 Biologická oceánografie nebo mořská biologie
  • 4 Nedávný výzkum
    • 4.1 Fyzická oceánografie a změna klimatu
    • 4.2 Chemická oceánografie
    • 4.3 Mořská geologie
    • 4.4 Biologická oceánografie nebo mořská biologie
  • 5 Reference

Příběh

Počátky

Od samého počátku měla lidská bytost vztah s moři a oceány. Jeho první přístupy k porozumění mořskému světu byly praktické a utilitární, protože byly zdrojem potravy a komunikačních prostředků..

Námořníci se zajímali o stanovení námořních cest pomocí zpracování navigačních map. Podobně 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 oceánografických teoretických studií mají na svědomí Newton (1687) a Laplace (1775), kteří studovali povrchové přílivy. Podobně navigátoři jako Cook a Vancouver provedli důležitá vědecká pozorování na konci 18. století..

XIX století

Za otce biologické oceánografie je považován britský přírodovědec Edward Forbes (1815-1854). Tento autor jako první provedl průzkumy mořské bioty na různých úrovních hloubky. Tak jsem byl schopen určit, že organismy byly na těchto úrovních distribuovány odlišně..

Mnoho dalších vědců té doby významně přispělo k oceánografii. Mezi nimi Charles Darwin jako první vysvětlil, jak vznikly atoly (ostrovy korálových oceánů), zatímco Benjamin Franklin a Louis Antoine de Bougainville přispěli ke znalostem mořských proudů v severním a jižním Atlantiku..

Mathew Fontaine Maury byl americký vědec považovaný za otce fyzické oceánografie. Tento výzkumník jako první systematicky sbíral oceánská data ve velkém měřítku. Jejich data byla získána hlavně z navigačních záznamů lodí..

Mathew Fontaine. Zdroj: Maury Brendann [public domain], přes Wikimedia Commons

Během tohoto období se začaly organizovat námořní expedice pro vědecké účely. První z nich byla loď anglické lodi H.M.S.. Vyzývatel, vedený Skotem Charlesem Wyvilleem Thomsonem. Tato loď plula v letech 1872 až 1876 a výsledky v ní obsažené jsou obsaženy v díle o 50 svazcích.

Dvacáté století

Během druhé světové války byla oceánografie velmi dobře použitelná pro plánování mobilizace flotil a přistání. Odtud pocházel mimo jiné výzkum dynamiky vln, šíření zvuku ve vodě, pobřežní morfologie..

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

V rámci této spolupráce proběhla v průběhu roku 1960 společná ponorková expedice mezi Švýcarskem a Spojenými státy; el bathiscafo (malý hluboký potápěčský člun) Terst dosáhl hloubky 10 916 metrů v Mariánské příkopě.

Batyskaf Terst. Zdroj: Viz stránka autora [Public domain], prostřednictvím Wikimedia Commons.

Další důležitá podvodní expedice byla provedena v roce 1977 s ponorkou Alvin, ze Spojených států. Tato expedice umožnila objevovat a studovat hlubinné hydrotermální louky.

Nakonec stojí za to zdůraznit roli velitele Jacques-Yves Cousteaua ve znalostech a šíření oceánografie. Cousteau mnoho let řídil francouzskou oceánografickou loď Calypso, kde se konaly četné oceánografické expedice. Podobně v informační oblasti byly natočeny různé dokumenty, které tvořily sérii známou jako Podvodní svět Jacques Cousteau.

Obor studia

Studijní obor oceánografie zahrnuje všechny aspekty světových oceánů a moří, včetně pobřežních oblastí..

Oceány a moře jsou fyzikálně-chemickým prostředím, které hostí velkou rozmanitost života. Představují vodní prostředí, které zabírá asi 70% povrchu planety. Voda a její prodloužení, plus astronomické a klimatické síly, které ji ovlivňují, určují její konkrétní vlastnosti.

Na planetě jsou tři velké oceány; Tichý, Atlantický a Indický oceán. Tyto oceány jsou vzájemně propojeny a oddělují velké kontinentální oblasti. Atlantik odděluje Asii a Evropu od Ameriky, zatímco Tichomoří odděluje Asii a Oceánii od Ameriky. Indický oceán odděluje Afriku od Asie v oblasti poblíž Indie.

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

Na dně oceánů jsou hory s průměrnou výškou 2 000 m (hřebeny) a centrální brázda. Odtud pochází magma z astenosféry (vnitřní vrstva Země složená z viskózních materiálů), která je uložena a tvoří dno oceánu.

Větve oceánografie

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

Fyzická oceánografie

Tato větev oceánografie studuje fyzikální a dynamické vlastnosti vody v oceánech a mořích. Jeho hlavním cílem je pochopit cirkulaci oceánu a způsob distribuce tepla v těchto vodních útvarech..

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

Také toto odvětví oceánografie studuje interakci atmosférické dynamiky s vodními hmotami. Kromě toho zahrnuje pohyb oceánských 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 způsobených přidáním antropických látek.

Podobně chemická oceánografie studuje, jak chemické složení vody ovlivňuje fyzikální, geologické a biologické procesy oceánů. V konkrétním případě mořské biologie 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. Řeší se dynamické procesy tohoto substrátu a jeho vliv na strukturu mořského dna a pobřeží..

Mořská geologie zkoumá mineralogické složení, strukturu a dynamiku různých oceánských vrstev, zejména těch, které souvisejí s podmořskými vulkanickými aktivitami a subdukčními jevy podílejícími se na kontinentálním driftu.

Výzkumy prováděné v této oblasti umožnily ověřit přístupy teorie kontinentálního driftu.

Na druhou stranu má toto odvětví mimořádně relevantní praktické uplatnění v moderním světě, a to kvůli velkému významu, který má pro získávání nerostných surovin..

Geologické průzkumné studie na mořském dně umožňují využívat pobřežní pole, zejména zemní plyn a ropu..

Biologická oceánografie nebo mořská biologie

Toto odvětví oceánografie studuje mořský život, a proto zahrnuje všechna biologická odvětví aplikovaná na mořské prostředí..

Pole mořské biologie studuje jak klasifikaci živých bytostí a jejich prostředí, jejich morfologii a fyziologii. Kromě toho bere v úvahu ekologické aspekty spojené s touto biologickou rozmanitostí s jejím fyzickým prostředím..

Korálový útes na Andamanských ostrovech (Indie) Ritiks [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], Wikimedia Commons

Mořská biologie je rozdělena do čtyř větví podle oblasti moří a oceánů, kterou studujete. Tyto jsou:

  • Pelagická oceánografie: se zaměřuje na studium ekosystémů přítomných v otevřených vodách, daleko od kontinentálního šelfu.
  • Neritická oceánografie: jsou brány v úvahu živé organismy přítomné v oblastech blízko pobřeží v kontinentálním šelfu.
  • Bentická oceánografie: odkazoval se na studium ekosystémů nalezených na povrchu mořského dna.
  • Mořská oceánografie: studovány jsou živé organismy, které žijí v blízkosti mořského dna v pobřežních oblastech a v kontinentálním šelfu. Uvažuje se o maximální hloubce 500 m.

Nedávný výzkum

Fyzická oceánografie a změna klimatu

Nedávný výzkum zahrnuje ty, kteří hodnotí dopady globální změny klimatu na dynamiku oceánů. Bylo například zjištěno, že hlavní systém oceánských proudů (atlantický proud) mění svou dynamiku.

Je známo, že systém mořských proudů je generován rozdíly v hustotě vodních hmot, určovaných hlavně teplotními gradienty. Horkovodní hmoty jsou tedy lehčí a zůstávají v povrchových vrstvách, zatímco studené masy klesají.

V Atlantiku se masy teplé vody pohybují na sever od Karibiku Golfským proudem a jak se pohybují na sever, ochlazují se a potápí se a vracejí se na jih. Jak uvádí úvodník časopisu Příroda (556, 2018), tento mechanismus byl zpomalen.

Předpokládá se, že zpomalení současného systému je způsobeno roztátím způsobeným globálním oteplováním. To způsobí větší přísun čerstvé vody a změnu koncentrace solí a hustoty vody, což ovlivní pohyb vodních hmot..

Tok proudů přispívá k regulaci světové teploty, distribuce živin a plynů a jejich změna má vážné důsledky pro planetární systém.

Chemická oceánografie

Jednou z linií výzkumu, která v současné době věnuje pozornost oceánografům, je studium acidifikace moří, zejména kvůli vlivu úrovně pH na mořský život.

Úrovně COdva v atmosféře v posledních letech prudce vzrostly kvůli vysoké spotřebě fosilních paliv různými lidskými činnostmi.

Tohledva rozpouští se v mořské vodě a způsobuje pokles pH oceánů. Okyselení oceánu negativně ovlivňuje přežití mnoha mořských druhů.

V roce 2016 provedli Albright a kolegové první experiment okyselování oceánů v přírodním ekosystému. Tento výzkum zjistil, že okyselení může snížit kalcifikaci korálů až o 34%.

Mořská geologie

V této oblasti oceánografie byl prováděn výzkum pohybu tektonických desek. Tyto desky jsou fragmenty litosféry (tuhá vnější vrstva zemského pláště), které se pohybují po astenosféře.

Nedávný výzkum Li a kolegů publikovaný v roce 2018 zjistil, že velké tektonické desky mohou pocházet z fúze menších desek. Autoři klasifikují tyto mikroplatny na základě jejich původu a studují dynamiku jejich pohybů..

Dále zjistili, že s velkými tektonickými deskami Země je spojeno velké množství mikrodestiček. Je naznačeno, že vztah mezi těmito dvěma typy desek může pomoci upevnit teorii kontinentálního driftu..

Biologická oceánografie nebo mořská biologie

V posledních letech byla jedním z nejvíce šokujících objevů v mořské biologii přítomnost organismů v mořských příkopech. Jedna z těchto studií byla provedena v zákopu Galapágských ostrovů a ukázala složitý ekosystém, kde je přítomno mnoho bezobratlých a bakterií (Yong-Jin 2006).

Mořské příkopy nemají vzhledem ke své hloubce (2 500 metrů nad mořem) přístup k slunečnímu světlu, takže trofický řetězec závisí na autotrofních chemosyntetických bakteriích. Tyto organismy fixují COdva ze sirovodíku získaného z hydrotermálních průduchů.

Bylo zjištěno, že společenství makrobezobratlých, která obývají hluboké vody, jsou velmi různorodá. Kromě toho se navrhuje, že komprese těchto ekosystémů poskytne relevantní informace k objasnění původu života na planetě..

Reference

  1. Albright a kol. (2017). Zvrat 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) Watch the ocean. Příroda 556: 149
  4. Lalli CM a TR Parsons (1997) Biologická oceánografie. Úvod. Druhé vydání. Otevřená univerzita. JINÉ. Oxford, Velká Británie. 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 a G Zhang (2018) Microplate tectonics: new insights from micro-blocks in the global ocean, continental margins and deep mantle Earth-Science Reviews 185: 1029-1064
  6. Pickerd GL a WL Emery. (1990) Deskriptivní fyzická oceánografie. Úvod. Páté rozšířené vydání. Pergamon Press. Oxford, Velká Británie. 551 str.
  7. Riley JP a R Chester (1976). Chemická oceánografie. 2. vydání. Svazek 6. Academic Press. Londýn, Velká Británie. 391 s.
  8. Wiebe PH a MC Benfield (2003) Od Hensenovy sítě k čtyřrozměrné biologické 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. In: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González a CM Galvín-Villa (eds.). Studie o malakologii a konchiliologii v Mexiku. University of Guadalajara, Mexiko.
  10. Yong-Jin W (2006) Hlubinné hydrotermální průduchy: ekologie a evoluce J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.

Zatím žádné komentáře