OSEANOGRAFI: HISTORIE, STUDIERETNING, GRENER OG FORSKNING - VITENSKAP - 2026

Den oseanografi er vitenskapen som studerer hav og sjø i deres fysiske, kjemiske, geologiske og biologiske. Kunnskap om havene og havene er avgjørende, siden havene ifølge aksepterte teorier er sentrum for livets opprinnelse på jorden.

Ordet oseanografi kommer fra de greske okeanosene (vann som omgir jorden) og graphein (beskriver), og ble myntet i 1584. Det brukes som et synonym oseanologi (studie av vannmasser), brukt for første gang i 1864.

Oceanografisk fartøy og autonom kjøretøy, i Lorne, Skottland. Kilde: StifynTonna, fra Wikimedia Commons

Det begynte å utvikle seg fra det gamle Hellas med verkene fra Aristoteles. Senere, på 1600-tallet, gjennomførte Isaac Newton de første oseanografiske studiene. Fra disse studiene har forskjellige forskere gitt viktige bidrag til utviklingen av oseanografi.

Oseanografi er delt inn i fire hovedgrener av studier: fysikk, kjemi, geologi og marinbiologi. Sammensatt lar disse grenene av studiene oss omfatte å adressere havets kompleksitet.

Den siste forskningen innen oseanografi har fokusert på effektene av globale klimaendringer på havdynamikken. På samme måte har studiet av økosystemer som er til stede i marine skyttergraver vært av interesse.

Historie

Begynnelsen

Fra sitt opphav har mennesket hatt et forhold til havene og havene. Hans første tilnærminger til å forstå den marine verdenen var praktisk og utilitaristisk, ettersom det var en kilde til mat- og kommunikasjonskanaler.

Seilerne var interessert i å fikse de maritime rutene ved hjelp av utdyping av navigasjonskart. På samme måte var det i begynnelsen av oseanografien av stor relevans å kjenne bevegelsen til havstrømmer.

På det biologiske feltet, allerede i antikkens Hellas, beskrev filosofen Aristoteles 180 arter av marine dyr.

Noen av de første oseanografiske teoretiske studiene skyldes Newton (1687) og Laplace (1775), som studerte tidevann. Tilsvarende gjorde navigatører som Cook og Vancouver viktige vitenskapelige observasjoner på slutten av 1700-tallet.

XIX århundre

Faren til biologisk oseanografi regnes for å være den britiske naturforskeren Edward Forbes (1815-1854). Denne forfatteren var den første som gjennomførte undersøkelser av marin biota på forskjellige dyp. Dermed var jeg i stand til å bestemme at organismer var fordelt annerledes på disse nivåene.

Mange andre forskere på den tiden ga viktige bidrag til oseanografi. Blant disse var Charles Darwin den første som forklarte hvordan atoller (korale havøyer) oppsto, mens Benjamin Franklin og Louis Antoine de Bougainville bidro til kunnskapen om havstrømmene i henholdsvis Nord- og Sør-Atlanteren.

Mathew Fontaine Maury var en nordamerikansk forsker som regnes som far til fysisk oseanografi. Denne forskeren var den første som systematisk samlet store havdata. Deres data ble hovedsakelig hentet fra skipets navigasjonsposter.

Mathew Fontaine. Kilde: Maury Brendann, via Wikimedia Commons

I løpet av denne perioden begynte marine ekspedisjoner å bli organisert for vitenskapelige formål. Den første av disse var det av det engelske skipet HMS Challenger, ledet av skotten Charles Wyville Thomson. Dette fartøyet seilte fra 1872 til 1876, og resultatene oppnådd i det er inneholdt i et verk på 50 volum.

Tjuende århundre

Under andre verdenskrig hadde oseanografi stor anvendbarhet til å planlegge mobilisering av flåter og landinger. Derfra kom forskning på bølgedynamikk, lydutbredelse i vann, kystmorfologi, blant andre aspekter.

I 1957 ble det internasjonale geofysiske året feiret, noe som hadde stor relevans for å fremme oseanografiske studier. Denne begivenheten var avgjørende for å fremme internasjonalt samarbeid for å gjennomføre oseanografiske studier over hele verden.

Som en del av dette samarbeidet ble det i løpet av 1960 gjennomført en felles ubåtekspedisjon mellom Sveits og USA; Bathyscaphe (det lille dyptdykkerfartøyet) Trieste nådde en dybde på 10.916 meter i Mariana-grøften.

Bathyscaphe Trieste. Kilde: Se side for forfatter, via Wikimedia Commons.

En annen viktig ekspedisjon under vann ble utført i 1977 med USAs nedsenkbare Alvin. Denne ekspedisjonen gjorde det mulig å oppdage og studere dyphavs hydrotermiske enger.

Til slutt er det verdt å fremheve rollen som kommandør Jacques-Yves Cousteau i kunnskapen og formidlingen av oseanografi. Cousteau dirigerte det franske oseanografiske fartøyet Calypso i mange år, hvor det ble utført mange oseanografiske ekspedisjoner. På samme måte ble det i det informative feltet filmet forskjellige dokumentarer som utgjorde serien kjent som The Underwater World av Jacques Cousteau.

Fagfelt

Studiet av oseanografi omfatter alle aspekter av verdens hav og hav, inkludert kystområder.

Havene og havene er fysisk-kjemiske miljøer som er vert for et stort mangfold av liv. De representerer et vannmiljø som opptar omtrent 70% av planetens overflate. Vannet og dets forlengelse, pluss astronomiske og klimatiske krefter som påvirker det, bestemmer dets spesielle egenskaper.

Det er tre store hav på planeten; Stillehavet, Atlanterhavet og indisk. Disse havene er sammenkoblet og skiller store kontinentale regioner. Atlanterhavet skiller Asia og Europa fra Amerika, mens Stillehavet skiller Asia og Oceania fra Amerika. Det indiske hav skiller Afrika fra Asia i området nær India.

Havbassenger begynner på kysten tilknyttet kontinentalsokkelen (nedsenket del av kontinentene). Plattformområdet når maksimale dybder på 200 m og ender i en bratt skråning som forbinder seg med havbunnen.

Havbunnen har fjell med en gjennomsnittlig høyde på 2000 m (rygger) og en sentral fure. Herfra kommer magmaen som kommer fra asthenosfæren (det indre sjiktet av jorden dannet av tyktflytende materialer), som er avsatt og danner havbunnen.

Grener av oseanografi

Moderne oseanografi er inndelt i fire grener av studier. Det marine miljøet er imidlertid sterkt integrert, og derfor forvalter oseanografer disse områdene uten å bli altfor spesialiserte.

Fysisk oseanografi

Denne grenen av oseanografi studerer de fysiske og dynamiske egenskapene til vann i hav og hav. Hovedmålet er å forstå havets sirkulasjon og hvordan varme distribueres i disse vannmassene.

Ta hensyn til aspekter som temperatur, saltholdighet og tettheten av vannet. Andre relevante egenskaper er farge, lys og forplantning av lyd i hav og hav.

Denne grenen av oseanografi studerer også samspillet mellom atmosfærisk dynamikk og vannmasser. I tillegg inkluderer det bevegelse av havstrømmer på forskjellige skalaer.

Kjemisk oseanografi

Den studerer den kjemiske sammensetningen av marine farvann og sedimenter, de grunnleggende kjemiske syklusene og deres interaksjoner med atmosfæren og litosfæren. På den annen side adresserer den studien av endringene som er produsert ved tilsetning av antropiske stoffer.

På samme måte studerer kjemisk oseanografi hvordan den kjemiske sammensetningen av vann påvirker de fysiske, geologiske og biologiske prosessene i havene. I det spesielle tilfellet av marinbiologi, tolker det hvordan kjemisk dynamikk påvirker levende organismer (marin biokjemi).

Geologisk oseanografi eller marin geologi

Denne grenen er ansvarlig for studiet av det oseaniske underlaget, inkludert dets dypeste lag. De dynamiske prosessene til dette underlaget og deres innflytelse på strukturen på havbunnen og kystene blir adressert.

Marin geologi undersøker den mineralogiske sammensetningen, strukturen og dynamikken i de forskjellige havlagene, spesielt de som er relatert til vulkansk ubåtaktivitet og subduksjonsfenomener involvert i kontinental drift.

Undersøkelsene som ble utført på dette feltet tillot å verifisere tilnærmingene til teorien om kontinental drift.

På den annen side har denne grenen en ekstremt relevant praktisk anvendelse i den moderne verden, på grunn av den store viktigheten den har for å skaffe mineralressurser.

Geologiske undersøkelser på havbunnen gjør det mulig å utnytte offshore felt, særlig naturgass og olje.

Biologisk oseanografi eller marinbiologi

Denne grenen av oseanografi studerer marint liv, derfor omfatter den alle grener av biologi brukt på det marine miljøet.

Feltet av marinbiologi studerer både klassifisering av levende vesener og deres miljøer, deres morfologi og fysiologi. I tillegg tar den hensyn til de økologiske aspektene knyttet til dette biologiske mangfoldet med dets fysiske miljø.

Korallrev på Andamanøyene (India) Ritiks, fra Wikimedia Commons

Marinbiologi er delt inn i fire grener i henhold til området med hav og hav som du studerer. Disse er:

• Pelagisk oseanografi : den fokuserer på studiet av økosystemer som er til stede i åpent farvann, langt fra kontinentalsokkelen.
• Nerittisk oseanografi : levende organismer som er til stede i områder nær kysten, innenfor kontinentalsokkelen, tas med i betraktningen.
• Botnisk oseanografi : referert til studien av økosystemene som er funnet på overflaten av havbunnen.
• Demersal oseanografi : levende organismer som lever nær havbunnen i kystområder og innenfor kontinentalsokkelen blir studert. En maksimal dybde på 500 m er tenkt.

Nyere forskning

Fysisk oseanografi og klimaendringer

Nyere forskning inkluderer de som evaluerer effekten av globale klimaendringer på havdynamikken. For eksempel har det blitt funnet at det viktigste havstrømssystemet (Atlanterhavsstrømmen) endrer dynamikken.

Det er kjent at systemet med marine strømmer genereres av forskjeller i tettheten av vannmasser, hovedsakelig bestemt av temperaturgradienter. Dermed er varme vannmasser lettere og forblir i de overfladiske lagene, mens kalde masser synker.

I Atlanterhavet beveger varme vannmasser seg nordover fra Karibien ved Golfstrømmen, og når de beveger seg nordover kjøler de seg ned og synker, og vender tilbake til sør. I følge redaksjonen for tidsskriftet Nature (556, 2018) har denne mekanismen avtatt.

Det antydes at retardasjonen i det nåværende systemet skyldes tining forårsaket av global oppvarming. Dette fører til at tilførselen av ferskvann blir større og konsentrasjonen av salter og tetthet av vannet blir endret, noe som påvirker bevegelsen av vannmasser.

Strømmen av strømmer bidrar til regulering av verdens temperatur, distribusjon av næringsstoffer og gasser, og endring av disse har alvorlige konsekvenser for planetsystemet.

Kjemisk oseanografi

En av forskningslinjene som for øyeblikket opptar oppmerksomheten til oseanografer er studiet av forsuring av havene, hovedsakelig på grunn av pH-nivåets innvirkning på marint liv.

Nivåene av CO ₂ i atmosfæren har økt kraftig de siste årene på grunn av det høye forbruket av fossilt brensel fra forskjellige menneskelige aktiviteter.

Denne CO ₂ løses opp i sjøvann, og gir en reduksjon i pH i havene. Forsuringen av verdenshavene påvirker overlevelsen for mange marine arter negativt.

I 2016 gjennomførte Albright og kolleger det første forsuring av havet i et naturlig økosystem. I denne forskningen ble det funnet at forsuring kan redusere forkalkningen av koraller med opptil 34%.

Marin geologi

Denne grenen av oseanografi har undersøkt bevegelsen av tektoniske plater. Disse platene er fragmenter av litosfæren (stivt ytre lag av jordens mantel) som beveger seg over asthenosfæren.

Nyere undersøkelser, av Li og kolleger, publisert i 2018, fant at store tektoniske plater kan stamme fra sammensmeltingen av mindre plater. Forfatterne lager en klassifisering av disse mikroplatene basert på deres opprinnelse og studerer dynamikken i bevegelsene deres.

Videre opplever de at det er et stort antall mikroplater assosiert med jordas store tektoniske plater. Det er indikert at forholdet mellom disse to platetypene kan bidra til å befeste teorien om kontinental drift.

Biologisk oseanografi eller marinbiologi

De siste årene har et av de mest slående funnene innen marinbiologi vært tilstedeværelsen av organismer i marine skyttergraver. En av disse studiene ble utført i grøften på Galapagosøyene, og viser et komplekst økosystem der mange virvelløse dyr og bakterier er til stede (Yong-Jin 2006).

Marine skyttergraver har ikke tilgang til sollys gitt deres dybde (2500 moh), så den trofiske kjeden er avhengig av autotrofiske kjemosyntetiske bakterier. Disse organismer fikser CO ₂ fra hydrogensulfid oppnådd fra hydrotermiske ventilasjonsåpninger.

Makroinvertebrattsamfunn som bor på dypt farvann har vist seg å være svært mangfoldige. I tillegg foreslås det at komprimering av disse økosystemene vil gi relevant informasjon for å belyse livets opprinnelse på planeten.

referanser

1. Albright et al. (2017). Tilbakeføring av forsuring av havet forbedrer forkalkningen av korallrev. Natur 531: 362-365.
2. Caldeira K og ME Wickett (2003) Anthropogenic carbon and ocean pH. Naturen 425: 365–365
3. Editoral (2018) Se havet. Naturen 556: 149
4. Lalli CM og TR Parsons (1997) Biologisk oseanografi. En introduksjon. Andre utgave. Det åpne universitetet. ELSEVIER. Oxford, Storbritannia. 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 og G Zhang (2018) Mikroplatetektonikk: ny innsikt fra mikroblokker i de globale havene, kontinentale marginer og dype mantler Earth-Science Reviews 185: 1029–1064
6. Pickerd GL og WL ​​Emery. (1990) Beskrivende fysisk oseanografi. En introduksjon. Femte forstørrede utgave. Pergamon Press. Oxford, Storbritannia. 551 s.
7. Riley JP og R Chester (1976). Kjemisk oseanografi. 2. utgave. Vol. 6. Academic Press. London, Storbritannia. 391 s.
8. Wiebe PH og MC Benfield (2003) Fra Hensen-nettet mot firedimensjonal biologisk oseanografi. Fremgang i oseanografi. 56: 7–136.
9. Zamorano P og ME Hendrickx. (2007) Biocenose og distribusjon av dyphavs bløtdyr i det meksikanske stillehavet: en evaluering av fremgangen. S. 48-49. I: Ríos-Jara E, MC Esqueda-González og CM Galvín-Villa (red.). Studier om malakologi og conchiliology i Mexico. Universitetet i Guadalajara, Mexico.
10. Yong-Jin W (2006) Dyphavshydrotermiske ventilasjonsåpninger: økologi og evolusjon J. Ecol Field Biol. 29: 175-183.