Lịch sử hải dương học, lĩnh vực nghiên cứu, các ngành và ví dụ về điều tra



các hải dương học là khoa học nghiên cứu các đại dương và biển cả về các khía cạnh vật lý, hóa học, địa chất và sinh học của chúng. Kiến thức về đại dương và biển là cơ bản, vì theo các lý thuyết được chấp nhận, biển là trung tâm của sự sống trên Trái đất.

Hải dương học xuất phát từ tiếng Hy Lạp okeanos (nước bao quanh trái đất) và graphein (mô tả), và được đặt ra vào năm 1584. Nó được sử dụng như một đại dương học đồng nghĩa (nghiên cứu về các vùng nước), được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1864.

Nó bắt đầu phát triển từ Hy Lạp cổ đại với các tác phẩm của Aristotle. Sau đó, vào thế kỷ thứ mười bảy, Isaac Newton đã thực hiện các nghiên cứu hải dương học đầu tiên. Từ những nghiên cứu này, một số nhà nghiên cứu đã đóng góp quan trọng cho sự phát triển của hải dương học.

Hải dương học được chia thành bốn ngành nghiên cứu chính: vật lý, hóa học, địa chất và sinh học biển. Được kết hợp với nhau, các nhánh nghiên cứu này cho phép chúng ta giải quyết toàn diện sự phức tạp của các đại dương.

Nghiên cứu gần đây nhất về hải dương học đã tập trung vào các tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu đối với sự năng động của các đại dương. Ngoài ra, nghiên cứu về các hệ sinh thái có mặt trong các hố biển đã được quan tâm.

Chỉ số

  • 1 Lịch sử
    • 1.1 Sự khởi đầu
    • Thế kỷ 19
    • 1.3 Thế kỷ 20
  • 2 ngành học
  • 3 ngành hải dương học
    • 3.1 Hải dương học vật lý
    • 3.2 Hải dương học hóa học
    • 3.3 Hải dương học địa chất hoặc địa chất biển
    • 3.4 Hải dương học sinh học hoặc sinh học biển
  • 4 cuộc điều tra gần đây
    • 4.1 Hải dương học vật lý và biến đổi khí hậu
    • 4.2 Hải dương học hóa học
    • 4.3 Địa chất biển
    • 4.4 Hải dương học sinh học hoặc sinh học biển
  • 5 tài liệu tham khảo

Lịch sử

Sự khởi đầu

Từ nguồn gốc của nó, con người đã có mối quan hệ với biển và đại dương. Cách tiếp cận đầu tiên của ông đối với sự hiểu biết về thế giới biển là thực tế và thực dụng, vì là nguồn thực phẩm và phương tiện truyền thông.

Các thủy thủ đã quan tâm đến việc sửa chữa các tuyến hàng hải thông qua việc xây dựng các biểu đồ điều hướng. Ngoài ra, khi bắt đầu hải dương học, điều rất quan trọng là phải biết sự chuyển động của dòng hải lưu.

Trong lĩnh vực sinh học, đã có ở Hy Lạp cổ đại, triết gia Aristotle đã mô tả 180 loài động vật biển.

Một số nghiên cứu hải dương học lý thuyết đầu tiên là do Newton (1687) và Laplace (1775), người đã nghiên cứu thủy triều bề mặt. Tương tự như vậy, các nhà hàng hải như Cook và Vancouver đã có những quan sát khoa học quan trọng vào cuối thế kỷ 18.

Thế kỷ 19

Người ta coi rằng cha đẻ của hải dương học sinh học là nhà tự nhiên học người Anh Edward Forbes (1815-1854). Tác giả này là người đầu tiên thực hiện lấy mẫu biota biển ở các độ sâu khác nhau. Vì vậy, tôi có thể xác định rằng các sinh vật được phân phối khác nhau ở các cấp độ này.

Nhiều nhà khoa học khác thời đó đã có những đóng góp quan trọng cho hải dương học. Trong số này, Charles Darwin là người đầu tiên giải thích các đảo san hô có nguồn gốc như thế nào (đảo san hô đại dương), trong khi Benjamin Franklin và Louis Antoine de Bougainville đóng góp vào kiến ​​thức về các dòng hải lưu ở Bắc và Nam Đại Tây Dương..

Mathew Fontaine Maury là một nhà khoa học Bắc Mỹ được coi là cha đẻ của hải dương học vật lý. Nhà nghiên cứu này là người đầu tiên thu thập dữ liệu đại dương một cách có hệ thống và trên quy mô lớn. Dữ liệu của họ được lấy chủ yếu từ hồ sơ điều hướng của tàu.

Trong thời kỳ này, các cuộc thám hiểm biển bắt đầu được tổ chức cho các mục đích khoa học. Chiếc đầu tiên là tàu Anh H.M.S. Người thách thức, dẫn đầu bởi Scotland Charles Wyville Thomson. Tàu này đi thuyền từ năm 1872 đến 1876 và kết quả thu được trong đó được chứa trong một tác phẩm gồm 50 tập.

Thế kỷ 20

Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, hải dương học có khả năng ứng dụng rất lớn để lên kế hoạch huy động các đội tàu và đổ bộ. Từ đó phát sinh các cuộc điều tra về động lực học của sự phình ra, sự lan truyền của âm thanh trong nước, hình thái ven biển, trong số các khía cạnh khác.

Năm 1957, Năm Địa vật lý quốc tế được tổ chức, có liên quan lớn trong việc thúc đẩy các nghiên cứu hải dương học. Sự kiện này rất quan trọng để thúc đẩy hợp tác quốc tế trong việc thực hiện các nghiên cứu hải dương học trên toàn thế giới.

Là một phần của sự hợp tác này, một cuộc thám hiểm tàu ​​ngầm chung giữa Thụy Sĩ và Hoa Kỳ đã được thực hiện trong năm 1960; nhà tắm (tàu ngâm sâu nhỏ) Trieste đạt đến độ sâu 10.916 mét trong các ngôi mộ của người Marianas.

Một cuộc thám hiểm dưới nước quan trọng khác đã được thực hiện vào năm 1977 với tàu lặn Alvin, của Hoa Kỳ. Đoàn thám hiểm này cho phép khám phá và nghiên cứu các đồng cỏ thủy nhiệt dưới biển sâu.

Cuối cùng, vai trò của Chỉ huy Jacques-Yves Cousteau trong kiến ​​thức và phổ biến về hải dương học là rất đáng chú ý. Cousteau đứng đầu trong nhiều năm, tàu hải dương học Calypso của Pháp, nơi có nhiều cuộc thám hiểm hải dương học được thực hiện. Ngoài ra, trong lĩnh vực thông tin, một số phim tài liệu đã được quay để tạo thành loạt phim được gọi là Thế giới dưới nước của Jacques Cousteau.

Ngành học

Lĩnh vực nghiên cứu về hải dương học bao gồm tất cả các khía cạnh liên quan đến đại dương và biển trên thế giới, bao gồm cả các khu vực ven biển.

Đại dương và biển là môi trường hóa học vật lý chứa đựng sự đa dạng lớn của cuộc sống. Chúng đại diện cho một môi trường dưới nước chiếm khoảng 70% bề mặt hành tinh. Nước và phần mở rộng của nó, cộng với các lực lượng thiên văn và khí hậu ảnh hưởng đến nó, xác định các đặc điểm riêng của nó.

Có ba đại dương trên hành tinh; Thái Bình Dương, Đại Tây Dương và Ấn Độ. Các đại dương này được liên kết và tách rời các khu vực lục địa lớn. Đại Tây Dương tách Châu Á và Châu Âu khỏi Châu Mỹ, trong khi Thái Bình Dương phân chia Châu Á và Châu Đại Dương khỏi Châu Mỹ. Người Ấn Độ tách Châu Phi khỏi Châu Á trong khu vực gần Ấn Độ.

Các lưu vực đại dương bắt đầu trên bờ biển liên kết với thềm lục địa (phần chìm của các lục địa). Khu vực nền tảng đạt độ sâu tối đa 200 m và kết thúc ở độ dốc đột ngột nối với đáy biển.

Đáy đại dương có những ngọn núi có chiều cao trung bình 2000 m (những rặng biển) và một rãnh trung tâm. Từ đây, magma đến từ asthenosphere (lớp bên trong của trái đất hình thành từ các vật liệu nhớt), lắng đọng và tạo thành đáy đại dương.

Chi nhánh hải dương học

Hải dương học hiện đại được chia thành bốn nhánh nghiên cứu. Tuy nhiên, môi trường biển được tích hợp cao và do đó các nhà hải dương học quản lý các khu vực này mà không đạt được sự chuyên môn hóa quá mức.

Hải dương học vật lý

Chi nhánh hải dương học này nghiên cứu các tính chất vật lý và động của nước trong đại dương và biển. Mục tiêu chính của nó là tìm hiểu sự lưu thông của đại dương và cách thức phân phối nhiệt trong các vùng nước này.

Hãy tính đến các khía cạnh như nhiệt độ, độ mặn, mật độ nước. Các thuộc tính khác có liên quan là màu sắc, ánh sáng và sự lan truyền của âm thanh trong đại dương và biển.

Chi nhánh hải dương học này cũng nghiên cứu sự tương tác của động lực học khí quyển với các khối nước. Ngoài ra, nó bao gồm sự di chuyển của dòng hải lưu ở các quy mô khác nhau.

Hải dương học hóa học

Nó nghiên cứu thành phần hóa học của nước biển và trầm tích, các chu kỳ hóa học cơ bản và tương tác của chúng với khí quyển và thạch quyển. Mặt khác, nó liên quan đến việc nghiên cứu các thay đổi được tạo ra bằng cách bổ sung các chất nhân học.

Ngoài ra, hải dương học hóa học nghiên cứu cách thành phần hóa học của nước ảnh hưởng đến các quá trình vật lý, địa chất và sinh học của đại dương. Trong trường hợp cụ thể của sinh học biển, nó giải thích động lực hóa học ảnh hưởng đến sinh vật sống như thế nào (sinh hóa biển).

Hải dương học địa chất hoặc địa chất biển

Chi nhánh này chịu trách nhiệm nghiên cứu về chất nền đại dương, bao gồm các lớp sâu hơn của nó. Các quy trình động của chất nền này và ảnh hưởng của nó đến cấu trúc của đáy biển và bờ biển được đề cập.

Địa chất biển nghiên cứu thành phần khoáng vật học, cấu trúc và động lực của các lớp đại dương khác nhau, đặc biệt liên quan đến các hoạt động núi lửa dưới biển và hiện tượng hút chìm liên quan đến trôi dạt lục địa.

Các cuộc điều tra được thực hiện trong lĩnh vực này cho phép xác minh các phương pháp của lý thuyết trôi dạt lục địa.

Mặt khác, chi nhánh này có một ứng dụng thực tế có liên quan cao trong thế giới hiện đại, do tầm quan trọng lớn của nó đối với việc có được tài nguyên khoáng sản..

Các nghiên cứu về khảo sát địa chất dưới đáy biển đang cho phép khai thác các mỏ ngoài khơi, đặc biệt là khí đốt và dầu mỏ.

Hải dương học sinh học hoặc sinh học biển

Chi nhánh hải dương học này nghiên cứu sinh vật biển, vì vậy nó bao gồm tất cả các ngành sinh học áp dụng cho môi trường biển.

Lĩnh vực sinh học biển nghiên cứu cả việc phân loại sinh vật sống và môi trường, hình thái và sinh lý học của chúng. Ngoài ra, nó còn tính đến các khía cạnh sinh thái liên quan đến đa dạng sinh học này với môi trường vật lý của nó.

Sinh học biển được chia thành bốn nhánh theo khu vực của biển và đại dương mà nó nghiên cứu. Đó là:

  • Hải dương học Pelagic: tập trung vào nghiên cứu các hệ sinh thái có mặt ở vùng nước mở, cách xa thềm lục địa.
  • Hải dương học Neritic: các sinh vật sống hiện diện ở các khu vực gần bờ biển, trong thềm lục địa được tính đến.
  • Hải dương học Benthic: đề cập đến nghiên cứu các hệ sinh thái được tìm thấy trên bề mặt đáy biển.
  • Hải dương học Demersal: các sinh vật sống gần đáy biển ở các khu vực ven biển và trong thềm lục địa được nghiên cứu. Độ sâu tối đa 500 m được dự tính.

Điều tra gần đây

Hải dương học vật lý và biến đổi khí hậu

Nghiên cứu gần đây nhấn mạnh những nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu đối với động lực học đại dương. Ví dụ, người ta đã chứng minh rằng hệ thống chính của các dòng hải lưu (dòng Đại Tây Dương) đang thay đổi động lực học của nó.

Được biết, hệ thống dòng hải lưu được tạo ra bởi sự chênh lệch mật độ của khối nước, được xác định chủ yếu bởi độ dốc nhiệt độ. Do đó, khối lượng nước nóng nhẹ hơn và tồn tại trong các lớp bề mặt, trong khi khối lạnh chìm xuống.

Ở Đại Tây Dương, những khối nước nóng di chuyển về phía bắc từ vùng biển Caribbean qua Vịnh Stream và khi chúng di chuyển về phía bắc, chúng nguội dần và chìm xuống, trở về phía nam. Như đã đề cập bởi biên tập của tạp chí Thiên nhiên (556, 2018), cơ chế này đã trở nên chậm hơn.

Có ý kiến ​​cho rằng sự giảm tốc của hệ thống hiện tại là do sự tan chảy gây ra bởi sự nóng lên toàn cầu. Điều này gây ra sự đóng góp của nước ngọt lớn hơn và nồng độ muối và mật độ của nước bị thay đổi, ảnh hưởng đến sự chuyển động của khối lượng nước.

Dòng chảy góp phần điều hòa nhiệt độ toàn cầu, phân phối chất dinh dưỡng và khí và sự thay đổi của nó mang lại hậu quả nghiêm trọng cho hệ thống hành tinh.

Hải dương học hóa học

Một trong những nghiên cứu hiện đang thu hút sự chú ý của các nhà hải dương học là nghiên cứu về sự axit hóa của biển, chủ yếu là do ảnh hưởng của mức độ pH đối với sinh vật biển.

Mức CO2 trong khí quyển đã tăng mạnh trong những năm gần đây do mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch cao bởi các hoạt động khác nhau của con người.

CO này2 nó hòa tan trong nước biển, tạo ra sự giảm độ pH của đại dương. Sự axit hóa các đại dương đang ảnh hưởng tiêu cực đến sự sống còn của nhiều loài sinh vật biển.

Năm 2016, Albright và cộng tác viên đã thực hiện thí nghiệm axit hóa đại dương đầu tiên trong một hệ sinh thái tự nhiên. Trong nghiên cứu này đã chứng minh rằng axit hóa có thể làm giảm sự vôi hóa của san hô lên đến 34%.

Địa chất biển

Trong nhánh hải dương học này, sự di chuyển của các mảng kiến ​​tạo đã được nghiên cứu. Những tấm này là những mảnh thạch quyển (lớp ngoài và lớp cứng của lớp phủ Trái đất) di chuyển trên tầng quyển astheno.

Một cuộc điều tra gần đây, được thực hiện bởi Li và cộng tác viên, được công bố trong năm 2018, đã phát hiện ra rằng các mảng kiến ​​tạo lớn có thể bắt nguồn từ sự hợp nhất của các mảng nhỏ hơn. Các tác giả đã phân loại các tấm vi mô này dựa trên nguồn gốc của chúng và nghiên cứu động lực học của các chuyển động của chúng.

Ngoài ra, họ phát hiện ra rằng có một số lượng lớn các tấm vi mô liên kết với các mảng kiến ​​tạo lớn của Trái đất. Nó được chỉ ra rằng mối quan hệ giữa hai loại mảng này có thể giúp củng cố lý thuyết trôi dạt lục địa.

Hải dương học sinh học hoặc sinh học biển

Trong những năm gần đây, một trong những khám phá nổi bật nhất về sinh học biển là sự hiện diện của các sinh vật trong hố biển. Một trong những nghiên cứu này được thực hiện tại fossa của Quần đảo Galapagos, cho thấy một hệ sinh thái phức tạp nơi có nhiều động vật không xương sống và vi khuẩn xảy ra (Yong-Jin 2006).

Các hố biển không được tiếp cận với ánh sáng mặt trời do độ sâu của chúng (2.500 masl), vì vậy chuỗi trophic phụ thuộc vào vi khuẩn tổng hợp tự dưỡng. Những sinh vật sửa chữa CO2 từ hydro sunfua thu được từ các lỗ thông thủy nhiệt.

Người ta đã phát hiện ra rằng các cộng đồng động vật có xương sống sống ở vùng nước sâu rất đa dạng. Ngoài ra, đề xuất rằng sự hiểu biết về các hệ sinh thái này sẽ cung cấp thông tin liên quan để làm sáng tỏ nguồn gốc sự sống trên hành tinh.

Tài liệu tham khảo

  1. Albright và cộng tác viên. (2017). Sự đảo ngược của axit hóa đại dương tăng cường vôi hóa rạn san hô ròng. Thiên nhiên 531: 362-365.
  2. Caldeira K và ME Wickett (2003) Carbon nhân tạo và pH đại dương. Thiên nhiên 425: 365-365
  3. Biên tập (2018) Ngắm đại dương. Thiên nhiên 556: 149
  4. Lalli CM và TR Parsons (1997) Hải dương học sinh học. Giới thiệu. Tái bản lần thứ hai. Đại học mở. ELSEVIER Oxford, Vương quốc Anh. 574 p.
  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, và Liu và G Zhang (2018) Kiến tạo vi mô: những hiểu biết mới về các khối vi mô trong các đại dương toàn cầu, rìa lục địa và lớp phủ sâu của Tạp chí Khoa học Trái đất 185: 1029-1064
  6. Pickerd GL và Emery. (1990) Mô tả hải dương học vật lý. Giới thiệu. Phiên bản mở rộng thứ năm. Báo chí Pergamon. Oxford, Vương quốc Anh. 551 p.
  7. Riley JP và R Chester (1976). Hải dương học hóa học. Phiên bản 2. Tập 6. Báo chí học thuật. Luân Đôn, Vương quốc Anh. 391 p.
  8. Wiebe PH và MC Benfield (2003) Từ lưới Hensen đến hải dương học sinh học bốn chiều. Tiến bộ trong Hải dương học. 56: 7-136.
  9. Zamorano P và ME Hendrickx. (2007) Biocenosis và phân bố động vật thân mềm dưới biển sâu ở Mexico Thái Bình Dương: một đánh giá về sự tiến bộ. Trang 48-49. Trong: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González và CM Galvín-Villa (chủ biên). Các nghiên cứu về malacology và conchology ở Mexico. Đại học Guadalajara, Mexico.
  10. Yong-Jin W (2006) Các lỗ thông thủy nhiệt dưới biển sâu: sinh thái và tiến hóa J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.