Oceanografi historie, fagområde, filialer og eksempler på undersøgelser



den oceanografi er den videnskab, der studerer oceanerne og haven i deres fysiske, kemiske, geologiske og biologiske aspekter. Kendskabet til oceanerne og havet er grundlæggende, da havene ifølge de accepterede teorier er livets centrum for jordens oprindelse på jorden.

Ordet oceanografi kommer fra græsk Okeanos (vand der omgiver jorden) og graphein (beskrives) og blev udarbejdet i 1584. Den bruges som en synonym oceanology (undersøgelse af vandkroppe), der blev brugt til første gang i 1864.

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

Oceanografi er opdelt i fire hovedgrener af studier: fysik, kemi, geologi og havbiologi. Samlet set giver disse grene af studie os mulighed for at tage fat på kompleksiteten af ​​oceanerne.

Den seneste forskning i oceanografi har fokuseret på virkningerne af globale klimaændringer på oceanernes dynamik. Undersøgelsen af ​​de økosystemer, der er til stede i havgraven, har også været af interesse.

indeks

  • 1 historie
    • 1.1 begyndelsen
    • 1.2 19. århundrede
    • 1.3 20. århundrede
  • 2 Studieretning
  • 3 filialer af oceanografi
    • 3.1 Fysisk oceanografi
    • 3.2 Kemisk oceanografi
    • 3.3 Geologisk oceanografi eller marine geologi
    • 3.4 Biologisk oceanografi eller havbiologi
  • 4 Nylige undersøgelser
    • 4.1 Fysisk oceanografi og klimaændringer
    • 4.2 Kemisk oceanografi
    • 4.3 Marine geologi
    • 4.4 Biologisk oceanografi eller havbiologi
  • 5 referencer

historie

Begyndelsen

Fra sin oprindelse har mennesket haft forhold til havene og oceanerne. Hans første tilgang til forståelsen af ​​havverdenen var praktisk og utilitaristisk for at være en kilde til mad og kommunikationsmidler.

Sejlerne var interesserede i at fastsætte maritime ruter gennem udarbejdelse af navigationsdiagrammer. Også i begyndelsen af ​​oceanografi var det meget vigtigt at kende bevægelsen af ​​havstrømme.

På det biologiske område, allerede i det antikke Grækenland, beskrev filosofen Aristoteles 180 arter af marine dyr.

Nogle af de første teoretiske oceanografiske undersøgelser skyldes Newton (1687) og Laplace (1775), som studerede overfladisk tidevand. På samme måde gjorde navigatører som Cook og Vancouver vigtige videnskabelige observationer i slutningen af ​​det 18. århundrede.

19. århundrede

Det antages, at far til den biologiske oceanografi var den britiske naturforsker Edward Forbes (1815-1854). Denne forfatter var den første til at udføre prøver af marine biota på forskellige dybde niveauer. Således kan jeg bestemme, at organismerne blev fordelt forskelligt på disse niveauer.

Mange andre videnskabsmænd af tiden gjorde vigtige bidrag til oceanografi. Blandt disse var Charles Darwin den første til at forklare, hvordan atollerne stammer fra (coral oceanic islands), mens Benjamin Franklin og Louis Antoine de Bougainville bidrager til kendskabet til de marine strømme i henholdsvis Nord- og Sydatlanten..

Mathew Fontaine Maury var en nordamerikansk videnskabsmand betragtet som far til fysisk oceanografi. Denne forsker var den første til at indsamle havdata systematisk og i stor skala. Deres data blev hovedsageligt hentet fra skibets navigationsrekord.

I løbet af denne periode begyndte marine ekspeditioner at blive organiseret til videnskabelige formål. Den første var det engelske skib H.M.S. Challenger, ledet af skotske Charles Wyville Thomson. Dette fartøj sejlede fra 1872 til 1876, og de opnåede resultater er indeholdt i et arbejde på 50 volumener.

20. århundrede

Under anden verdenskrig havde oceanografi en stor anvendelighed til at planlægge mobilisering af flåder og landinger. Derefter opstod der undersøgelser af svulmens dynamik, udbredelsen af ​​lyden i vandet, kystmorfologien, blandt andet.

I 1957 blev det internationale geofysiske år fejret, hvilket havde stor betydning for fremme af oceanografiske studier. Denne begivenhed var afgørende for at fremme internationalt samarbejde i udførelsen af ​​oceanografiske undersøgelser verden over.

Som led i dette samarbejde blev en fælles ubådsekspedition mellem Schweiz og USA udført i 1960; bathyscaphe (lille dybdypfartøj) Trieste nåede dybden på 10.916 meter i Marianas grave.

En anden vigtig undervands ekspedition blev udført i 1977 med nedsænkningen Alvin, i USA. Denne ekspedition fik lov til at opdage og studere dybhavshydrotermiske enge.

Endelig er kommissær Jacques-Yves Cousteaus rolle i viden og formidling af oceanografi bemærkelsesværdig. Cousteau ledede i mange år det franske oceanografiske fartøj Calypso, hvor der blev lavet talrige oceanografiske ekspeditioner. Også i det informative felt blev der filmet flere dokumentarer, der dannede serien kendt som Undervandsverdenen Jacques Cousteau.

Studieområde

Studieområdet for oceanografi dækker alle aspekter relateret til verdens oceaner og hav, herunder kystområder.

Hav og hav er fysisk-kemiske miljøer, der har en stor mangfoldighed af liv. De repræsenterer et vandmiljø, der optager ca. 70% af overfladen af ​​planeten. 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 indiske. Disse oceaner er sammenkoblet og adskiller store kontinentale regioner. Atlanterhavet adskiller Asien og Europa fra Amerika, mens Stillehavet deler Asien og Oceanien fra Amerika. Den indiske adskiller Afrika fra Asien i området tæt på Indien.

Havbasserne begynder på kysten i forbindelse med kontinentalsokkelen (nedsænket del af kontinenterne). Platformsområdet når maksimalt dybder på 200 m og slutter i en brat hældning, som forbinder havbunden.

Havets bund har bjerge med en gennemsnitlig højde på 2000 m (marine højder) og en central rille. Herfra kommer magmaen fra asthenosfæren (indre lag af jord dannet af viskose materialer), som aflejrer og danner havbunden.

Oceanografi grene

Moderne oceanografi er opdelt i fire grene af undersøgelsen. Havmiljøet er dog stærkt integreret, og derfor håndterer oceanograferne disse områder uden at nå en overdreven specialisering.

Fysisk oceanografi

Denne filial af oceanografi studerer de fysiske og dynamiske egenskaber ved vand i hav og hav. Hovedformålet er at forstå havcirkulationen og den måde, hvorpå varmen fordeles i disse vandkroppe.

Tage hensyn til aspekter som temperatur, saltholdighed, vandtæthed. Andre relevante egenskaber er farve, lys og udbredelse af lyd i oceanerne og haverne.

Denne filial af oceanografi studerer også interaktionen mellem atmosfærisk dynamik og vandmasserne. Derudover omfatter den bevægelse af havstrømme i forskellige skalaer.

Kemisk oceanografi

Den studerer den kemiske sammensætning af marine farvande og sedimenter, de grundlæggende kemiske cyklusser og deres interaktioner med atmosfæren og litosfæren. På den anden side handler det om undersøgelsen af ​​de ændringer, der er frembragt ved tilsætning af antropiske stoffer.

Desuden studerer kemisk oceanografi, hvordan den kemiske sammensætning af vand påvirker oceanernes fysiske, geologiske og biologiske processer. I det særlige tilfælde af marinebiologi fortolker den hvordan kemisk dynamik påvirker levende organismer (marine biokemi).

Geologisk oceanografi eller marine geologi

Denne gren er ansvarlig for undersøgelsen af ​​det oceaniske substrat, herunder dets dybere lag. De dynamiske processer i dette substrat og dets indflydelse på havbundens og kystens struktur er rettet.

Marine geologi undersøger mineralogiske sammensætninger, struktur og dynamik i de forskellige oceaniske lag, især relateret til ubåds vulkanske aktiviteter og subduktionsfænomener involveret i kontinental drift.

Undersøgelserne udført på dette område fik lov til at verificere tilgange til den kontinentale drivteori.

På den anden side har denne filial en meget relevant praktisk anvendelse i den moderne verden på grund af den store betydning det har for at opnå mineralressourcer..

Undersøgelserne af geologisk prospektering på havbunden muliggør udnyttelse af offshore-indskud, især naturgas og olie.

Biologisk oceanografi eller marine biologi

Denne gren af ​​oceanografi studerer havets liv, så det dækker alle grene af biologi anvendt på havmiljøet.

Området for marinebiologi studerer både klassificering af levende væsener og deres omgivelser, deres morfologi og fysiologi. Derudover tager den hensyn til de økologiske aspekter af denne biodiversitet til dets fysiske miljø.

Marine biologi er opdelt i fire grene i henhold til havets og oceanernes område, som den studerer. Disse er:

  • Pelagisk oceanografi: fokuserer på undersøgelsen af ​​økosystemer til stede i åbne farvande langt fra kontinentalsoklen.
  • Neritisk oceanografi: Der tages hensyn til levende organismer, der findes i områder nær kysten, inden for kontinentalsoklen.
  • Benthic oceanography: henvist til undersøgelsen af ​​de økosystemer, der findes på havbundens overflade.
  • Demersal oceanografi: Levende organismer, der bor tæt på havbunden i kystområder og inden for kontinentalsoklen, studeres. En maksimal dybde på 500 m overvejes.

Nylige undersøgelser

Fysisk oceanografi og klimaændringer

Nylig forskning fremhæver de der evaluerer virkningerne af globale klimaændringer på havdynamikken. For eksempel er det blevet bevist, at det vigtigste system af havstrømme (Atlanterhavsstrømmen) ændrer dets dynamik.

Det er kendt, at systemet med havstrømme genereres af tæthedsforskelle i vandmasser, der hovedsagelig bestemmes af temperaturgradienter. Således er masserne af varmt vand lettere og forbliver i overfladelagene, mens de kolde masser synker.

I Atlanterhavet, masserne af varmt vand bevæger sig nord fra Caribien og Golfstrømmen når de bevæger sig nord cool og synke, vender tilbage syd. Som nævnt i bladets redaktionelle natur (556, 2018) er denne mekanisme blevet langsommere.

Det hævdes, at decelerationen af ​​det nuværende system skyldes smeltning forårsaget af global opvarmning. Dette medfører, at friskvandets bidrag er større, og koncentrationen af ​​salte og densitet af vandet ændres, hvilket påvirker bevægelsen af ​​masserne af vand.

Strømmen bidrager til reguleringen af ​​den globale temperatur, fordeling af næringsstoffer og gasser, og dens ændring medfører alvorlige konsekvenser for planetarisk system.

Kemisk oceanografi

Et af de forskningsområder, som i øjeblikket har opmærksomhed havforskere er studiet af havforsuring, primært som følge af effekten af ​​pH-niveau på livet i havet.

CO niveauer2 i atmosfæren er steget kraftigt de seneste år på grund af det høje forbrug af fossile brændstoffer ved forskellige menneskelige aktiviteter.

Dette CO2 det opløses i havvand, hvilket giver et fald i havets pH. Syringen af ​​oceanerne har negativ indflydelse på mange marine arters overlevelse.

I 2016 gennemførte Albright og samarbejdspartnere det første ocean forsuringseksperiment i et naturligt økosystem. I denne undersøgelse blev det bevist, at forsuring kan reducere forkalkningen af ​​koraller op til 34%.

Marine geologi

I denne filial af oceanografi er bevægelsen af ​​tektoniske plader undersøgt. Disse plader er fragmenter af litosfæren (ydre og stive lag af jordens mantel), der bevæger sig på asthenosfæren.

En nylig undersøgelse, udført af Li og samarbejdspartnere, offentliggjort i 2018, viste, at store tektoniske plader kan stamme ved fusion af mindre plader. Forfatterne klassificerer disse mikroplader baseret på deres oprindelse og studerer deres bevægelses dynamik.

Derudover finder de, at der er et stort antal mikroplader forbundet med jordens store tektoniske plader. Det er angivet, at forholdet mellem disse to typer af plader kan hjælpe med at konsolidere teorien om kontinental drift.

Biologisk oceanografi eller marine biologi

I de senere år har en af ​​de mest slående opdagelser af marinbiologi været tilstedeværelsen af ​​organismer i havgrave. En sådan undersøgelse blev gennemført i pit af Galapagos-øerne, som viser et komplekst økosystem, hvor mange hvirvelløse dyr og bakterier (Yong-Jin 2006) præsenteres.

Renderne har ikke adgang til sollys grundet dens dybde (2.500 meter), så fødekæden er afhængig af chemosynthetic autotrofe bakterier. Disse organismer fastsætter CO2 fra hydrogensulfid opnået fra hydrotermiske ventilationskanaler.

Det er blevet opdaget, at de makroinvertebrater, der befinder sig i dybe farvande, er meget forskellige. Derudover foreslås det, at forståelsen af ​​disse økosystemer giver relevant information for at belyse livets oprindelse på planeten.

referencer

  1. Albright og samarbejdspartnere. (2017). Tilbagevenden af ​​havsurringning øger netto koralrevkalkning. Nature 531: 362-365.
  2. Caldeira K og ME Wickett (2003) Antropogen kulstof og hav pH. Nature 425: 365-365
  3. Editoral (2018) Se havet. Nature 556: 149
  4. Lalli CM og TR Parsons (1997) Biologisk oceanografi. En introduktion. Anden udgave. Det åbne universitet. ELSEVIER. Oxford, UK. 574 s.
  5. Li S, og Suo, X Lia, B Liu, L Dai, G Wang, J Zhou, Y li, og Liu, X Cao, I Somerville, D Mu, S Zhao, J Liu, F Meng, L Zhen, L Zhao Zhu J, S Yu, Liu og Zhang G (2018) Mikroplademetode tektonik: nye indsigter fra mikro-blokke i de overordnede oceaner, kontinentale marginer og dybe kappe Jord-Science anmeldelser 185: 1029-1064
  6. Pickerd GL og WL ​​Emery. (1990) Beskrivende fysisk oceanografi. En introduktion. Femte udvidede udgave. Pergamon Press. Oxford, UK. 551 s.
  7. Riley JP og R Chester (1976). Kemisk oceanografi. 2. udgave. Vol. 6. Academic Press. London, UK. 391 s.
  8. Wiebe PH og MC Benfield (2003) Fra Hensen net til fire-dimensionelle biologiske oceanografi. Fremskridt i Oceanografi. 56: 7-136.
  9. Zamorano P og ME Hendrickx. (2007) Biokenose og distribution af dybhavsbløddyr i Det mexicanske Stillehav: en vurdering af fremskridtene. S. 48-49. I: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González og CM Galvín-Villa (eds.). Undersøgelser af malakologi og konchologi i Mexico. University of Guadalajara, Mexico.
  10. Yong-Jin W (2006) Deep Sea Hydrothermal Ventilation: Økologi og Evolution J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.