Oseanografian historia, opiskeluala, haarat ja esimerkit tutkimuksista



merentutkimus on tiede, joka tutkii valtamerten ja merien fyysisiä, kemiallisia, geologisia ja biologisia näkökohtia. Osoitus valtameristä ja meristä on olennainen, koska hyväksyttyjen teorioiden mukaan meri on maan alkuperän keskus.

Sana Oceanography tulee kreikasta Okeanos (vesi, joka ympäröi maata) ja graphein (kuvaile), ja se on luotu vuonna 1584. Sitä käytetään synonyyminä oceanologiana (vesistöjen tutkimus), jota käytetään ensimmäistä kertaa vuonna 1864.

Se alkoi kehittyä muinaisesta Kreikasta Aristoteleen teoksilla. Myöhemmin, 1700-luvulla, Isaac Newton teki ensimmäiset okeanografiset tutkimukset. Näistä tutkimuksista useat tutkijat ovat tehneet merkittävää panosta okeanografian kehittämiseen.

Oceanografia on jaettu neljään pääalaan: fysiikka, kemia, geologia ja meribiologia. Kokonaisuutena nämä opiskelualat antavat meille mahdollisuuden käsitellä kattavasti valtamerien monimutkaisuutta.

Viimeaikainen merenkulkualan tutkimus on keskittynyt maailmanlaajuisen ilmastonmuutoksen vaikutuksiin valtamerien dynamiikkaan. Myös merikaivoissa esiintyvien ekosysteemien tutkimus on ollut kiinnostavaa.

indeksi

  • 1 Historia
    • 1.1 Alku
    • 1.2 19. vuosisata
    • 1.3 20th Century
  • 2 Opintojakso
  • 3 Oceanografian haarat
    • 3.1 Fyysinen okeanografia
    • 3.2 Kemiallinen okeanografia
    • 3.3 Maantieteellinen merenkulkutiede tai meriekologia
    • 3.4 Biologinen okeanografia tai meribiologia
  • 4 Viimeaikaiset tutkimukset
    • 4.1 Fyysinen okeanografia ja ilmastonmuutos
    • 4.2 Kemiallinen okeanografia
    • 4.3 Meri geologia
    • 4.4 Biologinen okeanografia tai meribiologia
  • 5 Viitteet

historia

Alku

Sen alkuperästä lähtien ihminen on ollut yhteydessä meriin ja valtameriin. Hänen ensimmäinen lähestymistapa merimaailman ymmärrykseen oli käytännöllistä ja utilitaristista, sillä se oli elintarvikkeiden ja viestintävälineiden lähde.

Merimiehet olivat kiinnostuneita vahvistamaan merireittejä navigointikaavioiden avulla. Oceanografian alussa oli hyvin tärkeää tietää merivirtojen liikkuminen.

Biologisella alalla filosofi Aristoteles kuvaili jo antiikin Kreikassa 180 merieläinlajia.

Jotkut ensimmäisistä teoreettisista Oceanographic-tutkimuksista johtuvat Newton (1687) ja Laplace (1775), jotka tutkivat pintavedet. Samoin Cookin ja Vancouverin kaltaiset navigaattorit tekivät merkittäviä tieteellisiä havaintoja 1800-luvun lopulla.

1800-luvulla

Biologisen okeanografian isänä pidetään brittiläistä luonnontieteilijää Edward Forbesia (1815-1854). Tämä kirjailija teki ensimmäisenä näytteitä meren eliöstöstä eri syvyystasoilla. Siten voin määrittää, että organismit jakautuivat eri tasoilla näillä tasoilla.

Monet muut tämän ajan tutkijat ovat vaikuttaneet merkittävästi merenkulkuun. Näiden joukossa Charles Darwin selitti ensimmäisenä, miten atollit ovat peräisin (korallin valtameren saarten), kun taas Benjamin Franklin ja Louis Antoine de Bougainville osallistuivat Pohjois-Atlantin merivirtojen tietoon..

Mathew Fontaine Maury oli Pohjois-Amerikan tutkija, jota pidettiin fyysisen Oceanografian isänä. Tämä tutkija keräsi ensimmäistä kertaa meritietoja systemaattisesti ja laajamittaisesti. Niiden tiedot saatiin lähinnä aluksen navigointitietueista.

Tänä aikana merenkulkumatkoja alkoi järjestää tieteellisiin tarkoituksiin. Ensimmäinen oli englantilainen alus H.M.S. haastaja, Charles Wyville Thomsonin johdolla. Tämä alus purjehti 1872–1876, ja siinä saadut tulokset sisältyvät 50 tilavuuteen.

20th Century

Toisen maailmansodan aikana okeanografialla oli suuri soveltuvuus suunnitella laivastojen ja purkamoiden käyttöönottoa. Tästä syntyi tutkimuksia turvotuksen dynamiikasta, äänen leviämisestä vedessä, rannikkomorfologia, muun muassa.

Vuonna 1957 vietettiin kansainvälistä geofysikaalista vuotta, jolla oli suuri merkitys merenkulun tutkimuksen edistämisessä. Tämä tapahtuma oli ratkaisevan tärkeää edistääkseen kansainvälistä yhteistyötä merentutkimuksen tutkimuksessa maailmanlaajuisesti.

Osana tätä yhteistyötä vuonna 1960 toteutettiin Sveitsin ja Yhdysvaltojen välinen yhteinen sukellusvene-retkikunta; kylpylä (pieni syvälle upottava alus) Trieste Marianasin haudoissa saavutti 10 916 metrin syvyyden.

Toinen tärkeä vedenalainen retkikunta tehtiin vuonna 1977 upotettavalla Alvin, Yhdysvalloissa. Tämä retkikunta sai selville ja tutkia syvänmeren hydrotermisiä niittyjä.

Lopuksi on huomattava, että komentajan Jacques-Yves Cousteaun rooli merenkulkualan tiedossa ja levittämisessä on huomattava. Cousteau johti monta vuotta ranskalaisen Oceanographic-aluksen Calypso, jossa tehtiin lukuisia merenkulun retkikuntia. Lisäksi informatiivisessa kentässä kuvattiin useita dokumentteja, jotka muodostivat sarjan tunnetaan nimellä Jacques Cousteaun vedenalainen maailma.

Opintojakso

Oceanografian tutkimusala kattaa kaikki maailman valtameriin ja meriin liittyvät näkökohdat, rannikkoalueet mukaan lukien.

Meret ja meret ovat fysikaalis-kemiallisia ympäristöjä, joilla on suuri elämänlaatu. Ne edustavat vesiympäristöä, joka on noin 70% planeetan pinnasta. Vesi ja sen laajennus sekä siihen vaikuttavat tähtitieteelliset ja ilmastolliset voimat määräävät sen erityispiirteet.

Planeetalla on kolme suurta valtamerta; Tyynenmeren, Atlantin ja Intian. Nämä valtameret ovat toisiinsa yhdistettyjä ja erillisiä suuria manneralueita. Atlantti erottaa Aasian ja Euroopan Amerikasta, kun taas Tyynenmeren alue jakaa Aasian ja Oseanian Amerikasta. Intia erottaa Intian Afrikasta Intian lähellä.

Merialueet alkavat rannikolla, joka liittyy mannerjalustaan ​​(upotettu osa mantereista). Tason pinta-ala saavuttaa korkeimman 200 m syvyyden ja päättyy äkilliseen rinteeseen, joka yhdistyy merenpohjaan.

Merien pohjalla on vuoret, joiden keskikorkeus on 2000 m (meren harjat) ja keskellä oleva ura. Täältä magma tulee asthenosfääristä (viskoosisista materiaaleista muodostuva maan sisäkerros), joka tallettaa ja muodostaa merenpohjan.

Okeanografiahaarukat

Moderni okeanografia on jaettu neljään opiskelualaan. Meriympäristö on kuitenkin hyvin integroitu, ja siksi Oceanographers hallitsee näitä alueita saavuttamatta liiallista erikoistumista.

Fyysinen okeanografia

Tämä okeanografian haara tutkii veden fyysisiä ja dynaamisia ominaisuuksia valtamerissä ja merissä. Sen päätavoitteena on ymmärtää valtamerenkiertoa ja tapaa, jolla lämpö jakautuu näihin vesistöihin.

Ota huomioon sellaiset näkökohdat kuin lämpötila, suolapitoisuus, vesitiheys. Muita merkityksellisiä ominaisuuksia ovat väri, valo ja äänen leviäminen valtameriin ja meriin.

Tämä okeanografian haara tutkii myös ilmakehän dynamiikan vuorovaikutusta vesimassojen kanssa. Lisäksi se sisältää merivirtojen liikkumisen eri asteikoissa.

Kemiallinen okeanografia

Se tutkii merivesien ja sedimenttien kemiallista koostumusta, perustavaa laatua olevia kemiallisia syklejä ja niiden vuorovaikutusta ilmakehän ja litosfäärin kanssa. Toisaalta se käsittelee antropisten aineiden lisäämisen tuottamia muutoksia.

Lisäksi kemiallinen Oceanography tutkii, miten veden kemiallinen koostumus vaikuttaa valtamerien fyysisiin, geologisiin ja biologisiin prosesseihin. Erityisesti meribiologian osalta se tulkitsee, miten kemiallinen dynamiikka vaikuttaa eläviin organismeihin (meren biokemia).

Geologinen okeanografia tai meriekologia

Tämä haara on vastuussa valtamerialustan tutkimuksesta, mukaan lukien sen syvemmät kerrokset. Tämän substraatin dynaamisia prosesseja ja sen vaikutusta merenpohjan ja rannikon rakenteeseen käsitellään.

Meri geologia tutkii eri valtamerikerrosten mineralogista koostumusta, rakennetta ja dynamiikkaa, erityisesti merenalaisessa tulivuoren toiminnassa ja mantereen siirtymisessä mukana olevissa subduktiominaisuuksissa..

Tällä alalla tehdyt tutkimukset mahdollistivat mannermaisen ajelehtien teorian tarkastamisen.

Toisaalta tällä toimialalla on erittäin käytännöllinen sovellus nykymaailmassa, koska sillä on suuri merkitys mineraalivarojen hankinnassa..

Merenpohjan geologisen etsinnän tutkimukset mahdollistavat offshore-talletusten, erityisesti maakaasun ja öljyn, hyödyntämisen.

Biologinen okeanografia tai meribiologia

Tämä okeanografian ala tutkii meren elämää, joten se kattaa kaikki merialueen biologian alat.

Meribiologian ala tutkii sekä elävien olentojen luokitusta että niiden ympäristöä, niiden morfologiaa ja fysiologiaa. Lisäksi siinä otetaan huomioon ekologiset näkökohdat, jotka liittyvät tähän biologiseen monimuotoisuuteen sen fyysiseen ympäristöön.

Meribiologia on jaettu neljään sivukonttoriin merien ja valtamerien alueen mukaan. Nämä ovat:

  • Pelaginen okeanografia: keskittyy ekosysteemien tutkimukseen avoimilla vesillä, kaukana mannerjalustasta.
  • Neriitti Oceanografia: otetaan huomioon elävien organismien esiintyminen rannikon läheisyydessä mantereella.
  • Bentinen okeanografia: viittasi merenpohjan pinnalla olevien ekosysteemien tutkimukseen.
  • Pohjakalvotutkimus: Tutkitaan merenpohjan läheisyydessä rannikkoalueilla ja mannerjalustassa eläviä eläviä organismeja. Suurin syvyys on 500 m.

Viimeaikaiset tutkimukset

Fyysinen okeanografia ja ilmastonmuutos

Viimeaikaiset tutkimukset korostavat niitä, jotka arvioivat maailmanlaajuisen ilmastonmuutoksen vaikutuksia meren dynamiikkaan. Esimerkiksi on osoitettu, että valtamerivirtojen pääjärjestelmä (Atlantin virta) muuttaa sen dynamiikkaa.

On tunnettua, että merivirtojen järjestelmä muodostuu vesimassojen tiheyseroista, jotka määräytyvät pääasiassa lämpötila-gradienttien perusteella. Kuuman veden massat ovat siten kevyempiä ja pysyvät pintakerroksissa, kun taas kylmät massat uppoavat.

Atlantilla kuuman veden massat kulkevat Karibian pohjoispuolella Persianlahden virtauksen kautta ja kun he liikkuvat pohjoiseen, ne jäähtyvät ja uppoavat, palaten etelään. Kuten aikakauslehden toimituksellinen mainitsi luonto (556, 2018), tämä mekanismi on hidastunut.

Väitetään, että nykyisen järjestelmän hidastuminen johtuu ilmaston lämpenemisen aiheuttamasta sulamisesta. Tämä aiheuttaa sen, että makean veden osuus on suurempi ja suolojen pitoisuus ja veden tiheys muuttuvat, mikä vaikuttaa veden massojen liikkumiseen.

Virtojen virtaus vaikuttaa globaalin lämpötilan säätelyyn, ravinteiden ja kaasujen jakautumiseen, ja sen muutos aiheuttaa vakavia seurauksia planeetajärjestelmälle..

Kemiallinen okeanografia

Yksi merenkulkijoiden huomion kohteena olevista tutkimuslinjoista on merien happamoitumisen tutkimus, joka johtuu pääasiassa pH-tason vaikutuksesta meren elämään..

CO-tasot2 ilmakehässä on viime vuosina kasvanut jyrkästi fossiilisten polttoaineiden suuren kulutuksen vuoksi.

Tämä CO2 se liukenee merivesiin, mikä vähentää valtamerien pH: ta. Merien happamoituminen vaikuttaa kielteisesti monien meren lajien eloonjäämiseen.

Vuonna 2016 Albright ja yhteistyökumppanit suorittivat ensimmäisen meren happamoituskokeen luonnollisessa ekosysteemissä. Tässä tutkimuksessa todettiin, että happamoituminen voi vähentää korallien kalkkeutumista jopa 34%: iin..

Meri geologia

Tässä okeanografian haarassa on tutkittu tektonisten levyjen liikettä. Nämä levyt ovat litosfäärin fragmentteja (maapallon vaipan ulkopinta ja jäykkä kerros), jotka liikkuvat asthenosfäärissä.

Viime aikoina Li ja yhteistyökumppanien tekemä tutkimus, joka julkaistiin vuoden 2018 aikana, osoitti, että suuret tektoniset levyt voivat olla peräisin pienempien levyjen fuusioinnista. Kirjoittajat luokittelevat nämä mikrolevyt niiden alkuperän perusteella ja tutkivat niiden liikkeiden dynamiikkaa.

Lisäksi he havaitsevat, että maapallon suuriin tektonisiin levyihin liittyy suuri määrä mikrolevyjä. On osoitettu, että näiden kahden tyyppisten levyjen välinen suhde voi auttaa vahvistamaan mantereen ajautumisen teorian.

Biologinen okeanografia tai meribiologia

Viime vuosina yksi meriekologian merkittävimmistä löytöistä on ollut organismien läsnäolo merenkulussa. Yksi näistä tutkimuksista tehtiin Galapagossaarien lohkossa, jossa oli monimutkainen ekosysteemi, jossa esiintyy lukuisia selkärangattomia ja bakteereja (Yong-Jin 2006).

Merisyvennyksillä ei ole auringonvaloa, koska niiden syvyys on 2 500 m, joten troofinen ketju riippuu autotrofisista kemosynteettisistä bakteereista. Nämä organismit korjaavat CO: n2 vedyn sulfidista, joka on saatu hydrotermisistä tuuletusaukoista.

On havaittu, että syvänmeren asukkaiden makro-selkärankaisten yhteisöt ovat hyvin erilaisia. Lisäksi ehdotetaan, että näiden ekosysteemien ymmärtäminen antaa asiaankuuluvia tietoja, jotta selvitetään planeetan elämän alkuperää..

viittaukset

  1. Albright ja yhteistyökumppanit. (2017). Meren happamoitumisen kääntäminen lisää koralliriuttojen kalkkeutumista. Nature 531: 362-365.
  2. Caldeira K ja ME Wickett (2003) Antropogeeninen hiili ja meren pH. Nature 425: 365-365
  3. Toimittaja (2018) Katso merta. Nature 556: 149
  4. Lalli CM ja TR Parsons (1997) Biologinen okeanografia. Johdanto. Toinen painos. Avoin yliopisto. ELSEVIER. Oxford, Iso-Britannia. 574 s.
  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, Zhen L, Zhao L , J Zhu, S Yu ja Liu ja G Zhang (2018) Microplate tectonics: uusia oivalluksia mikro-lohkoista maailmanlaajuisissa valtamerissä, mannermaissa ja syvässä mantelissa Earth-Science Arvostelut 185: 1029-1064
  6. Pickerd GL ja WL Emery. (1990) Kuvaileva fyysinen okeanografia. Johdanto. Viides suurennettu painos. Pergamon Press. Oxford, Iso-Britannia. 551 s.
  7. Riley JP ja R Chester (1976). Kemiallinen okeanografia. 2. painos. Vol. 6. Academic Press. Lontoo, Yhdistynyt kuningaskunta. 391 s.
  8. Wiebe PH ja MC Benfield (2003) Hensen-verkosta nelikulmaiseen biologiseen merenkulkuun. Edistyminen Oceanografiassa. 56: 7-136.
  9. Zamorano P ja ME Hendrickx. (2007) Biokenoosi ja syvänmeren nilviäisten jakautuminen Meksikon Tyynenmeren alueella: edistymisen arviointi. S. 48-49. Julkaisussa: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González ja CM Galvín-Villa (toim.). Malakologian ja kongologian tutkimukset Meksikossa. Guadalajaran yliopisto, Meksiko.
  10. Yong-Jin W (2006) Syvänmeren hydrotermiset tuuletusaukot: ekologia ja evoluutio J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.