Oceanografie geschiedenis, vakgebied, branches en voorbeelden van onderzoeken

de oceanografie is de wetenschap die de oceanen en zeeën bestudeert in hun fysische, chemische, geologische en biologische aspecten. De kennis van de oceanen en zeeën is fundamenteel, omdat volgens de aanvaarde theorieën de zeeën het centrum van oorsprong van het leven op aarde zijn.

Het woord oceanografie komt van het Grieks Okeanos (water dat de aarde omringt) en graphein (beschrijven), en werd bedacht in 1584. Het wordt gebruikt als een synoniem oceanologie (studie van waterlichamen), voor de eerste keer gebruikt in 1864.

Het begon zich te ontwikkelen vanuit het oude Griekenland met werken van Aristoteles. Vervolgens maakte Isaac Newton in de zeventiende eeuw de eerste oceanografische studies. Uit deze studies hebben verschillende onderzoekers een belangrijke bijdrage geleverd aan de ontwikkeling van oceanografie.

Oceanografie is onderverdeeld in vier hoofdstudies: natuurkunde, scheikunde, geologie en mariene biologie. Alles bij elkaar genomen, laten deze takken van onderzoek ons ​​toe om de complexiteit van de oceanen uitvoerig aan te pakken.

Het meest recente onderzoek in de oceanografie richtte zich op de effecten van de wereldwijde klimaatverandering op de dynamiek van de oceanen. Ook is de studie van de ecosystemen in de zeekuilen van belang geweest.

index

• 1 Geschiedenis
  • 1.1 Het begin
  • 1.2 19e eeuw
  • 1.3 20e eeuw
• 2 Studiegebied
• 3 takken van oceanografie
  • 3.1 Fysieke oceanografie
  • 3.2 Chemische oceanografie
  • 3.3 Geologische oceanografie of mariene geologie
  • 3.4 Biologische oceanografie of mariene biologie
• 4 Recent onderzoek
  • 4.1 Fysieke oceanografie en klimaatverandering
  • 4.2 Chemische oceanografie
  • 4.3 Mariene geologie
  • 4.4 Biologische oceanografie of mariene biologie
• 5 Referenties

geschiedenis

Het begin

Vanaf zijn ontstaan ​​heeft de mens een relatie gehad met de zeeën en oceanen. Zijn eerste benaderingen van het begrip van de mariene wereld waren praktisch en utilitair, als een bron van voedsel en communicatiemiddelen.

De zeilers waren geïnteresseerd in het vaststellen van de maritieme routes door het uitwerken van navigatiekaarten. Aan het begin van de oceanografie was het ook erg belangrijk om de stroming van zeestromingen te kennen.

Op het biologische gebied, al in het oude Griekenland, beschreef de filosoof Aristoteles 180 soorten zeedieren.

Sommige van de eerste theoretische oceanografische studies zijn te danken aan Newton (1687) en Laplace (1775), die de vloedgolven hebben bestudeerd. Evenzo maakten navigators zoals Cook en Vancouver belangrijke wetenschappelijke waarnemingen aan het einde van de 18e eeuw.

19e eeuw

Er wordt aangenomen dat de vader van de biologische oceanografie de Britse naturalist Edward Forbes (1815-1854) was. Deze auteur was de eerste die monsters van mariene biota op verschillende diepteniveaus uitvoerde. Zodoende kan ik vaststellen dat de organismen op deze niveaus verschillend zijn verdeeld.

Veel andere wetenschappers van die tijd hebben belangrijke bijdragen geleverd aan de oceanografie. Onder hen was Charles Darwin de eerste om uit te leggen hoe de atollen ontstonden (koraal-oceanische eilanden), terwijl Benjamin Franklin en Louis Antoine de Bougainville bijdroegen aan de kennis van de zeestromingen van respectievelijk de Noord- en Zuid-Atlantische Oceaan..

Mathew Fontaine Maury was een Noord-Amerikaanse wetenschapper die de vader van de fysische oceanografie beschouwde. Deze onderzoeker was de eerste die oceaangegevens systematisch en op grote schaal verzamelde. Hun gegevens werden voornamelijk verkregen uit de navigatie-overzichten van het schip.

Tijdens deze periode, werden mariene expedities georganiseerd voor wetenschappelijke doeleinden. De eerste was het Engelse schip H.M.S. uitdager, geleid door Schotse Charles Wyville Thomson. Dit schip voer van 1872 tot 1876, en de resultaten die erin zijn verkregen, zijn vervat in een werk van 50 delen.

20e eeuw

Tijdens de Tweede Wereldoorlog had oceanografie een grote toepasbaarheid om de mobilisatie van vloten en landingen te plannen. Hieruit ontstonden onderzoeken naar de dynamiek van de deining, de voortplanting van het geluid in het water, de kustmorfologie, onder andere aspecten.

In 1957 werd het Internationale Geofysische Jaar gevierd, wat van groot belang was bij het promoten van oceanografische studies. Dit evenement was cruciaal om internationale samenwerking te bevorderen bij het uitvoeren van oceanografische studies over de hele wereld.

Als onderdeel van deze samenwerking werd in 1960 een gezamenlijke onderzeese expeditie tussen Zwitserland en de Verenigde Staten uitgevoerd; de bathyscaphe (klein diep onderdompelingsvaartuig) Trieste bereikte de diepte van 10.916 meter in de graven van de Marianas.

Een andere belangrijke onderwaterexpeditie werd in 1977 met de dompelpomp uitgevoerd Alvin, van de Verenigde Staten. Deze expeditie liet toe om de diepzee hydrothermale weiden te ontdekken en te bestuderen.

Ten slotte is de rol van commandant Jacques-Yves Cousteau in de kennis en verspreiding van oceanografie opmerkelijk. Cousteau leidde vele jaren het Franse oceanografisch schip Calypso, waar talloze oceanografische expedities werden uitgevoerd. Ook werden in het informatieve veld verschillende documentaires gefilmd die de serie vormden die bekend staat als De onderwaterwereld van Jacques Cousteau.

Studiegebied

Het vakgebied van de oceanografie bestrijkt alle aspecten die verband houden met de oceanen en zeeën van de wereld, inclusief kustgebieden.

Oceanen en zeeën zijn fysisch-chemische omgevingen met een grote diversiteit aan leven. Ze vertegenwoordigen een wateromgeving die ongeveer 70% van het oppervlak van de planeet beslaat. Het water en de uitbreiding ervan, plus astronomische en klimatologische krachten die het beïnvloeden, bepalen de specifieke kenmerken ervan.

Er zijn drie grote oceanen op de planeet; de Stille, Atlantische en Indische. Deze oceanen zijn met elkaar verbonden en scheiden grote continentale regio's. De Atlantische Oceaan scheidt Azië en Europa van Amerika, terwijl de Stille Oceaan Azië en Oceanië van Amerika scheidt. De Indiaan scheidt Afrika van Azië in het gebied dicht bij India.

De oceaanbekkens beginnen aan de kust in verband met het continentale plat (onder water liggend deel van de continenten). Het platformoppervlak bereikt maximale diepten van 200 m en eindigt in een abrupte helling die aansluit op de zeebodem.

De bodem van de oceanen heeft bergen met een gemiddelde hoogte van 2000 m (zeebruggen) en een centrale groef. Van hieruit komt het magma uit de asthenosfeer (binnenste laag van aarde gevormd uit viskeuze materialen), die de oceaanbodem afzet en vormt.

Oceanografietakken

De moderne oceanografie is onderverdeeld in vier takken van onderzoek. Het mariene milieu is echter sterk geïntegreerd en daarom controleren oceanografen deze gebieden zonder een overmatige specialisatie te bereiken.

Fysieke oceanografie

Deze tak van de oceanografie bestudeert de fysische en dynamische eigenschappen van water in oceanen en zeeën. Het hoofddoel is om de oceaancirculatie te begrijpen en de manier waarop warmte wordt verspreid in deze waterlichamen.

Houd rekening met aspecten zoals temperatuur, zoutgehalte, waterdichtheid. Andere relevante eigenschappen zijn kleur, licht en de voortplanting van geluid in de oceanen en zeeën.

Deze tak van de oceanografie bestudeert ook de interactie van atmosferische dynamiek met watermassa's. Daarnaast omvat het de beweging van zeestromingen op verschillende schalen.

Chemische oceanografie

Het bestudeert de chemische samenstelling van mariene wateren en sedimenten, de fundamentele chemische cycli en hun interacties met de atmosfeer en de lithosfeer. Aan de andere kant gaat het over de studie van de veranderingen die door de toevoeging van antropogene stoffen zijn veroorzaakt.

Bovendien bestudeert chemische oceanografie hoe de chemische samenstelling van water de fysische, geologische en biologische processen van de oceanen beïnvloedt. In het specifieke geval van de mariene biologie, interpreteert het hoe de chemische dynamiek levende organismen beïnvloedt (mariene biochemie).

Geologische oceanografie of mariene geologie

Deze tak is verantwoordelijk voor de studie van het oceanische substraat, inclusief de diepere lagen. De dynamische processen van dit substraat en de invloed ervan op de structuur van de zeebodem en kusten komen aan de orde.

Mariene geologie onderzoekt de mineralogische samenstelling, structuur en dynamiek van de verschillende oceanische lagen, vooral gerelateerd aan onderzeese vulkanische activiteiten en subductieverschijnselen betrokken bij continentale drift.

De onderzoeken die op dit gebied werden uitgevoerd, lieten toe de benaderingen van de continentale driftentheorie te verifiëren.

Aan de andere kant heeft deze branche een zeer relevante praktische toepassing in de moderne wereld, vanwege het grote belang dat het heeft voor het verkrijgen van minerale hulpbronnen..

De studies van geologische prospectie op de zeebodem laten toe om offshore-afzettingen, met name aardgas en olie, te exploiteren.

Biologische oceanografie of mariene biologie

Deze tak van de oceanografie bestudeert het zeeleven, dus het dekt alle takken van de biologie die worden toegepast op het mariene milieu.

Het gebied van de zeebiologie bestudeert zowel de classificatie van levende wezens en hun omgeving, hun morfologie en fysiologie. Bovendien houdt het rekening met de ecologische aspecten van deze biodiversiteit in zijn fysieke omgeving.

Mariene biologie is verdeeld in vier takken volgens het gebied van de zeeën en oceanen dat het bestudeert. Dit zijn:

• Pelagische oceanografie: richt zich op de studie van ecosystemen die aanwezig zijn in open water, ver van het continentaal plat.
• Neritic oceanografie: levende organismen aanwezig in gebieden dichtbij de kust, binnen het continentaal plat, worden in aanmerking genomen.
• Benthische oceanografie: verwees naar de studie van de ecosystemen op het zeebodemoppervlak.
• Demersale oceanografie: levende organismen die dicht bij de zeebodem leven in kustgebieden en binnen het continentale plat worden bestudeerd. Een maximale diepte van 500 m wordt overwogen.

Recent onderzoek

Fysieke oceanografie en klimaatverandering

Recent onderzoek belicht diegenen die de effecten van de wereldwijde klimaatverandering op de dynamiek van de oceaan evalueren. Het is bijvoorbeeld bewezen dat het hoofdsysteem van zeestromingen (de Atlantische stroom) haar dynamiek verandert.

Het is bekend dat het systeem van zeestromingen wordt gegenereerd door dichtheidsverschillen van watermassa's, voornamelijk bepaald door temperatuurgradiënten. De massa's heet water zijn dus lichter en blijven in de oppervlaktelagen, terwijl de koude massa's zinken.

In de Atlantische Oceaan bewegen de warme watermassa's zich noordwaarts van het Caribisch gebied door de Golfstroom en als ze naar het noorden trekken, koelen ze af en zinken ze terug naar het zuiden. Zoals vermeld in het hoofdartikel van het tijdschrift natuur (556, 2018), is dit mechanisme langzamer geworden.

Er wordt geargumenteerd dat de vertraging van het huidige systeem te wijten is aan het smelten veroorzaakt door het broeikaseffect. Dit zorgt ervoor dat de bijdrage van zoet water groter is en de concentratie van zouten en dichtheid van het water verandert, waardoor de beweging van de watermassa's wordt beïnvloed.

De stroom van stromen draagt ​​bij aan de regulering van de temperatuur op aarde, de verdeling van voedingsstoffen en gassen, en de verandering ervan heeft ernstige gevolgen voor het planetaire systeem.

Chemische oceanografie

Een van de onderzoekslijnen die op dit moment de aandacht van oceanografen inneemt, is de studie van de verzuring van de zeeën, voornamelijk als gevolg van het effect van de pH-waarde op het leven in zee.

CO-niveaus₂ in de atmosfeer zijn de laatste jaren sterk gestegen als gevolg van het hoge verbruik van fossiele brandstoffen door verschillende menselijke activiteiten.

Deze CO₂ het lost op in zeewater, waardoor de pH van de oceanen afneemt. De verzuring van de oceanen heeft een negatief effect op de overleving van veel mariene soorten.

In 2016 voerden Albright en medewerkers het eerste oceaanverzuringsexperiment uit in een natuurlijk ecosysteem. In dit onderzoek werd bewezen dat verzuring de verkalking van koralen tot 34% kan verminderen.

Mariene geologie

In deze tak van de oceanografie is de beweging van tektonische platen onderzocht. Deze platen zijn fragmenten van lithosfeer (buitenste en stijve laag van de aardmantel) die bewegen op de asthenosfeer.

Een recent onderzoek, uitgevoerd door Li en medewerkers, gepubliceerd in 2018, vond dat grote tektonische platen kunnen ontstaan ​​door fusie van kleinere platen. De auteurs maken een classificatie van deze microplaten op basis van hun oorsprong en bestuderen de dynamiek van hun bewegingen.

Bovendien vinden ze dat er een groot aantal microplaatjes is gekoppeld aan de grote tektonische platen van de aarde. Er wordt aangegeven dat de relatie tussen deze twee typen platen kan helpen de theorie van continentale drift te consolideren.

Biologische oceanografie of mariene biologie

De afgelopen jaren was een van de meest opvallende ontdekkingen van de mariene biologie de aanwezigheid van organismen in zeekuilen. Een van deze studie werd uitgevoerd in de put van de Galapagos-eilanden, met een complex ecosysteem waar veel ongewervelde dieren en bacteriën (Yong-Jin 2006) worden gepresenteerd.

De loopgraven hebben geen toegang tot de zon als gevolg van de diepte (2500 meter), zodat de voedselketen is afhankelijk van chemosynthetic autotrofe bacteriën. Deze organismen fixeren CO₂ uit waterstofsulfide verkregen uit hydrothermale ventilatieopeningen.

Er is ontdekt dat de gemeenschappen van macro-invertebraten die in diepe wateren leven zeer divers zijn. Daarnaast wordt voorgesteld dat het begrip van deze ecosystemen relevante informatie zal verschaffen om de oorsprong van het leven op de planeet te verduidelijken..

referenties

1. Albright en medewerkers. (2017). Omkering van oceaanverzuring verbetert de netto koraalrifverkalking. Nature 531: 362-365.
2. Caldeira K en ME Wickett (2003) Antropogene koolstof- en oceaan-pH. Nature 425: 365-365
3. Editoriaal (2018) Bekijk de oceaan. Nature 556: 149
4. Lalli CM en TR Parsons (1997) Biologische oceanografie. Een introductie. Tweede editie. De Open Universiteit. ELSEVIER. Oxford, VK. 574 p.
5. Li S, en suo X Lia, B Liu, L Dai, G Wang, J Zhou, Y Li en Liu, X Cao, I Somerville, D Mu, S Zhao, J. Liu, F Meng, L Zhen, L Zhao , Zhu J, S Yu, Liu en Zhang G (2018) Microplate tektoniek: nieuwe inzichten uit micro-blokken in de algemene oceanen, continentale randen en diepe aardmantel-Science Reviews 185: 1029-1064
6. Pickerd GL en WL Emery. (1990) Descriptieve fysische oceanografie. Een introductie. Vijfde uitgebreide editie. Pergamon Press. Oxford, VK. 551 p.
7. Riley JP en R Chester (1976). Chemische oceanografie. 2e editie. Deel 6. Academische pers. Londen, VK. 391 p.
8. Wiebe PH en MC Benfield (2003) Van de netto tot de vierdimensionale biologische oceanografie van Hensen. Vooruitgang in oceanografie. 56: 7-136.
9. Zamorano P en ME Hendrickx. (2007) Biocenose en verspreiding van diepzeeweekdieren in de Mexicaanse Pacific: beoordeling van de vooruitgang. Pp 48-49. In: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González en CM Galvín-Villa (red.). Studies over malacologie en conchologie in Mexico. Universiteit van Guadalajara, Mexico.
10. Yong-Jin W (2006) Deep-sea hydrothermale ventilatieopeningen: ecologie en evolutie J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.