علم المحيطات

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 23 صور
الموسوعة الحرة

الدورة الحرارية الملحية

علم المحيطات (من اللغة اليونانية القديمة ὠκεανός ( ōkeanós )  ' محيط ' و γραφή ( graphḗ )  ' كتابة ')، والمعروف أيضًا باسم علم المحيطات ، وعلم البحار ، وعلم المحيطات ، والعلوم البحرية ، هو الدراسة العلمية للمحيط ، بما في ذلك الفيزياء والكيمياء والأحياء والجيولوجيا .

إنه أحد علوم الأرض ، والذي يغطي مجموعة واسعة من المواضيع، بما في ذلك التيارات المحيطية ، والأمواج ، وديناميكيات السوائل الجيوفيزيائية ؛ وتدفقات المواد الكيميائية المختلفة والخصائص الفيزيائية داخل المحيط وعبر حدوده؛ وديناميكيات النظام البيئي ؛ وتكتونيات الصفائح وجيولوجيا قاع البحر .

يستعين علماء المحيطات بمجموعة واسعة من التخصصات لتعميق فهمهم لمحيطات العالم، من خلال دمج الأفكار المستمدة من علم الفلك ، وعلم الأحياء ، والكيمياء ، والجغرافيا ، والجيولوجيا ، وعلم المياه ، والأرصاد الجوية ، والفيزياء .

تاريخ

خريطة بنجامين فرانكلين لتيار الخليج عام 1770

التاريخ المبكر

اكتسب البشر المعرفة الأولى بالأمواج والتيارات في البحار والمحيطات في عصور ما قبل التاريخ. وقد سجل أرسطو وسترابو ملاحظات حول المد والجزر في الفترة من 384 إلى 322 قبل الميلاد. [1] كان الاستكشاف المبكر للمحيطات في المقام الأول من أجل رسم الخرائط وكان يقتصر بشكل أساسي على أسطحها والحيوانات التي يربيها الصيادون في الشباك، على الرغم من إجراء قياسات العمق باستخدام خط الرصاص.

إن الحملة البرتغالية للملاحة عبر المحيط الأطلسي هي أقدم مثال على مشروع علمي منهجي كبير، استمر على مدى عقود عديدة، لدراسة التيارات والرياح في المحيط الأطلسي.

يُذكَر عمل بيدرو نونيس (1502-1578) في سياق الملاحة لتحديد المنحنى اللوكسودرومي: أقصر مسار بين نقطتين على سطح كرة ممثلة على خريطة ثنائية الأبعاد. [2] [3] عندما نشر "أطروحته عن الكرة" (1537)، والتي كانت في الغالب ترجمة مع تعليق لأعمال سابقة قام بها آخرون، فقد أدرج أطروحة حول الأساليب الهندسية والفلكية للملاحة. هناك يذكر بوضوح أن الملاحة البرتغالية لم تكن مسعى مغامرًا:

"نحن نفكر في شيء ما: ما نشاركه هو شغفنا الشديد وخلاصات الفلك وقواعد التنجيم والهندسة التي تعجب عالمنا الفلكي (...) ونكتب بطاقات خاصة جدًا رومادا وما إلى ذلك de que os antigos vsauam" (لم يتم ذلك عن طريق الصدفة: لكن البحارة لدينا غادروا وهم تعلموا جيدًا وزودوا بأدوات وقواعد علم التنجيم (علم الفلك) والهندسة التي كانت من الأمور التي سيوفرها علماء الكون (...) وأخذوا مخططات بدقة الطرق ولم تعد تلك التي استخدمها القدماء). [4]

تعتمد مصداقيته على مشاركته الشخصية في تعليم الطيارين وكبار البحارة من عام 1527 فصاعدًا بتعيين ملكي، إلى جانب كفاءته المعترف بها كعالم رياضيات وفلك. [2] المشكلة الرئيسية في العودة من جنوب جزر الكناري (أو جنوب بوجدور ) بالشراع وحده، ترجع إلى التغيير في نظام الرياح والتيارات: ستدفع دوامة شمال الأطلسي والتيار الاستوائي المضاد [5] جنوبًا على طول الانتفاخ الشمالي الغربي لأفريقيا، بينما تترك الرياح غير المؤكدة حيث تلتقي تجارة الشمال الشرقي بتجارة الجنوب الشرقي (الركود) [6] سفينة الإبحار لرحمة التيارات. معًا، يجعل التيار السائد والرياح التقدم شمالًا صعبًا للغاية أو مستحيلًا. كان من أجل التغلب على هذه المشكلة وتطهير الممر إلى الهند حول إفريقيا كطريق تجاري بحري قابل للتطبيق، ابتكر البرتغاليون خطة منهجية للاستكشاف. أصبح طريق العودة من المناطق الواقعة جنوب جزر الكناري هو " فولتا دو لارجو" أو "فولتا دو مار ". إن "إعادة اكتشاف" جزر الأزور في عام 1427 ما هو إلا انعكاس للأهمية الاستراتيجية المتزايدة للجزر، التي تقع الآن على طريق العودة من الساحل الغربي لأفريقيا (المسمى تسلسليًا "فولتا دي غويني" و"فولتا دا مينا")؛ والإشارات إلى بحر سارجاسو (المسمى أيضًا في ذلك الوقت "مار دا باجا")، إلى الغرب من جزر الأزور ، في عام 1436، تكشف عن المدى الغربي لطريق العودة. [7] وهذا ضروري، تحت الشراع، للاستفادة من الرياح الجنوبية الشرقية والشمالية الشرقية بعيدًا عن الساحل الغربي لأفريقيا، حتى خطوط العرض الشمالية حيث ستجلب الرياح الغربية البحارة نحو السواحل الغربية لأوروبا. [8]

السرية التي تحيط بالملاحة البرتغالية، مع عقوبة الإعدام لتسريب الخرائط والطرق، ركزت جميع السجلات الحساسة في الأرشيف الملكي، الذي دمره زلزال لشبونة عام 1775 بالكامل . ومع ذلك، فإن الطبيعة المنهجية للحملة البرتغالية، ورسم خرائط التيارات والرياح في المحيط الأطلسي، تتجلى من خلال فهم الاختلافات الموسمية، حيث تبحر البعثات في أوقات مختلفة من العام وتتخذ طرقًا مختلفة لمراعاة الرياح السائدة الموسمية. حدث هذا منذ أواخر القرن الخامس عشر وأوائل القرن السادس عشر: اتبع بارتولوميو دياس الساحل الأفريقي في طريقه جنوبًا في أغسطس 1487، بينما سلك فاسكو دا جاما طريقًا بحريًا مفتوحًا من خط عرض سيراليون ، وقضى ثلاثة أشهر في البحر المفتوح في جنوب المحيط الأطلسي للاستفادة من الانحراف الجنوبي للتيار الجنوبي الغربي على الجانب البرازيلي (والتيار البرازيلي المتجه جنوبًا - غادر جاما في يوليو 1497)؛ واتخذ بيدرو ألفاريس كابرال (المغادر في مارس 1500) قوسًا أكبر إلى الغرب، من خط عرض الرأس الأخضر، وبالتالي تجنب الرياح الموسمية الصيفية (التي كانت ستمنع الطريق الذي سلكه جاما في وقت إبحاره). [9] علاوة على ذلك، كانت هناك بعثات منهجية تدفع إلى غرب شمال الأطلسي (تيفي، 1454؛ فوغادو، 1462؛ تيليس، 1474؛ أولمو، 1486). [10] تشير الوثائق المتعلقة بتزويد السفن، وترتيب جداول انحراف الشمس لجنوب الأطلسي في وقت مبكر من عام 1493-1496، [11] إلى نشاط مخطط جيدًا ومنهجي حدث خلال الفترة التي استمرت عقدًا من الزمان بين اكتشاف بارتولوميو دياس للطرف الجنوبي لأفريقيا ورحيل جاما؛ بالإضافة إلى ذلك، هناك دلائل على المزيد من الرحلات التي قام بها بارتولوميو دياس في المنطقة. [7] كانت النتيجة الأكثر أهمية لهذه المعرفة المنهجية هي التفاوض على معاهدة توردسيلاس في عام 1494، والتي نقلت خط ترسيم الحدود 270 فرسخًا إلى الغرب (من 100 إلى 370 فرسخًا غرب جزر الأزور)، مما أدى إلى دخول ما يُعرف الآن بالبرازيل إلى منطقة الهيمنة البرتغالية. سمحت المعرفة التي تم جمعها من استكشاف البحر المفتوح بفترات الإبحار الطويلة الموثقة جيدًا دون رؤية الأرض، ليس عن طريق الصدفة ولكن كطريق مخطط محدد مسبقًا؛ على سبيل المثال، 30 يومًا لبارتولوميو دياس بلغت ذروتها في خليج موسيل ، أو الأشهر الثلاثة التي قضاها جاما في جنوب المحيط الأطلسي لاستخدام تيار البرازيل (جنوبًا)، أو 29 يومًا استغرقها كابرال من الرأس الأخضر حتى الهبوط في مونتي باسكوال ، البرازيل.

يمكن القول إن البعثة الدنماركية إلى شبه الجزيرة العربية 1761-1767 هي أول بعثة محيطية في العالم، حيث كانت السفينة جرونلاند على متنها مجموعة من العلماء، بما في ذلك عالم الطبيعة بيتر فورسكول ، الذي كلفه الملك فريدريك الخامس بمهمة صريحة لدراسة ووصف الحياة البحرية في البحر المفتوح، بما في ذلك إيجاد سبب ظاهرة الماريل ، أو البحار اللبنية. ولتحقيق هذا الغرض، تم تجهيز البعثة بشباك وكاشطات مصممة خصيصًا لجمع عينات من المياه المفتوحة والقاع على عمق كبير. [12]

على الرغم من أن خوان بونس دي ليون كان أول من حدد تيار الخليج في عام 1513 ، وكان التيار معروفًا جيدًا للبحارة، إلا أن بنيامين فرانكلين أجرى أول دراسة علمية له وأطلق عليه اسمه. قام فرانكلين بقياس درجات حرارة المياه أثناء عدة عبور للمحيط الأطلسي وشرح بشكل صحيح سبب تيار الخليج. طبع فرانكلين وتيموثي فولجر أول خريطة لتيار الخليج في عامي 1769 و1770. [13] [14]

خريطة للتيارات في المحيط الأطلسي والمحيط الهندي تعود إلى عام 1799 ، بقلم جيمس رينيل

تم جمع معلومات عن تيارات المحيط الهادئ من قبل المستكشفين في أواخر القرن الثامن عشر، بما في ذلك جيمس كوك ولويس أنطوان دي بوغانفيل . كتب جيمس رينيل أول الكتب المدرسية العلمية في علم المحيطات، والتي توضح تدفقات التيارات في المحيطين الأطلسي والهندي . أثناء رحلة حول رأس الرجاء الصالح في عام 1777، رسم خريطة " للضفاف والتيارات في لاغولاس " . وكان أيضًا أول من فهم طبيعة التيار المتقطع بالقرب من جزر سيلي ، (المعروف الآن باسم تيار رينيل). [15] المد والجزر والتيارات في المحيط متميزان. المد والجزر هو ارتفاع وانخفاض مستوى سطح البحر الناتج عن الجمع بين قوى الجاذبية للقمر جنبًا إلى جنب مع الشمس (الشمس بدرجة أقل بكثير) ويحدث أيضًا بسبب دوران الأرض والقمر حول بعضهما البعض . التيار المحيطي هو حركة مستمرة وموجهة لمياه البحر تولدها عدد من القوى المؤثرة على الماء، بما في ذلك الرياح، وتأثير كوريوليس ، والأمواج المتكسرة ، والانجراف ، والاختلافات في درجات الحرارة والملوحة . [16]

أجرى السير جيمس كلارك روس أول مسح حديث في أعماق البحار في عام 1840، ونشر تشارلز داروين ورقة بحثية عن الشعاب المرجانية وتكوين الجزر المرجانية نتيجة للرحلة الثانية لسفينة إتش إم إس بيجل في الفترة من 1831 إلى 1836. ونشر روبرت فيتزروي تقريرًا من أربعة مجلدات عن رحلات بيجل الثلاث . وفي الفترة من 1841 إلى 1842، قام إدوارد فوربس بأعمال التجريف في بحر إيجه والتي أسست علم البيئة البحرية.

كان ماثيو فونتين موري أول مشرف على المرصد البحري للولايات المتحدة (1842-1861)، وقد كرس وقته لدراسة الأرصاد الجوية البحرية والملاحة ورسم خرائط الرياح والتيارات السائدة. وكان كتابه الجغرافيا الطبيعية للبحر الصادر عام 1855 أحد أوائل الدراسات الشاملة في علم المحيطات. وقد أرسلت العديد من الدول ملاحظات أوقيانية إلى موري في المرصد البحري، حيث قام هو وزملاؤه بتقييم المعلومات وتوزيع النتائج في جميع أنحاء العالم. [17]

علم المحيطات الحديث

ظلت المعرفة بالمحيطات مقتصرة على بضعة قامات من سطح الماء وجزء صغير من القاع، وخاصة في المناطق الضحلة. ولم يكن معروفًا أي شيء تقريبًا عن أعماق المحيطات. وقد عززت جهود البحرية الملكية البريطانية لرسم خرائط لجميع سواحل العالم في منتصف القرن التاسع عشر الفكرة الغامضة بأن معظم المحيط عميق للغاية، على الرغم من أنه لم يكن معروفًا سوى القليل. ومع إشعال الاستكشاف للاهتمام الشعبي والعلمي بالمناطق القطبية وأفريقيا ، فقد اشتعلت أيضًا ألغاز المحيطات غير المستكشفة.

قامت السفينة الحربية HMS  Challenger بأول رحلة بحثية بحرية عالمية في عام 1872.

كان الحدث المحوري في تأسيس علم المحيطات الحديث هو رحلة تشالنجر 1872-1876 . وباعتبارها أول رحلة بحرية حقيقية لعلوم المحيطات، أرست هذه الرحلة الأساس لتخصص أكاديمي وبحثي كامل. [18] واستجابة لتوصية من الجمعية الملكية ، أعلنت الحكومة البريطانية في عام 1871 عن رحلة استكشافية لاستكشاف محيطات العالم وإجراء تحقيق علمي مناسب. أطلق تشارلز وايفيل تومسون والسير جون موراي رحلة تشالنجر . تم تعديل تشالنجر ، المستأجرة من البحرية الملكية، للعمل العلمي وتجهيزها بمختبرات منفصلة للتاريخ الطبيعي والكيمياء . [19] وتحت الإشراف العلمي لثومبسون، سافرت تشالنجر ما يقرب من 70.000 ميل بحري (130.000 كم) للمسح والاستكشاف. في رحلتها حول العالم، [19] تم إجراء 492 عملية مسح لأعماق البحار، و133 عملية تجريف قاعية، و151 عملية جر في المياه المفتوحة، و263 عملية مراقبة متسلسلة لدرجة حرارة المياه. [20] تم اكتشاف حوالي 4700 نوع جديد من الحياة البحرية. وكانت النتيجة تقرير النتائج العلمية لرحلة استكشاف إتش إم إس تشالنجر خلال الأعوام 1873-1876 . وصف موراي، الذي أشرف على النشر، التقرير بأنه "أعظم تقدم في معرفة كوكبنا منذ الاكتشافات الشهيرة في القرنين الخامس عشر والسادس عشر". ثم واصل تأسيس التخصص الأكاديمي في علم المحيطات في جامعة إدنبرة ، والتي ظلت مركزًا للأبحاث الأوقيانوغرافية حتى القرن العشرين. [21] كان موراي أول من درس الخنادق البحرية وخاصة سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي ، ورسم خرائط الرواسب الرسوبية في المحيطات. لقد حاول رسم خريطة لتيارات المحيطات في العالم استناداً إلى ملاحظات الملوحة ودرجة الحرارة، وكان أول من فهم بشكل صحيح طبيعة تطور الشعاب المرجانية .

في أواخر القرن التاسع عشر، أرسلت دول غربية أخرى أيضًا بعثات علمية (كما فعل الأفراد والمؤسسات الخاصة). تم بناء أول سفينة محيطية مخصصة لهذا الغرض، Albatros ، في عام 1882. في عام 1893، سمح Fridtjof Nansen لسفينته، ​​Fram ، بالتجميد في جليد القطب الشمالي. مكنه هذا من الحصول على بيانات محيطية وأرصاد جوية وفلكية في مكان ثابت لفترة طويلة.

تيارات المحيط (1911)
لوحة تذكارية للكاتب والجغرافي جون فرانكون ويليامز من FRGS، مقبرة كلاكمانان 2019

في عام 1881 نشر الجغرافي جون فرانكون ويليامز كتابًا رائدًا بعنوان جغرافية المحيطات . [22] [23] [24] بين عامي 1907 و1911 نشر أوتو كروميل كتاب Handbuch der Ozeanographie ، والذي كان مؤثرًا في إثارة الاهتمام العام بعلم المحيطات. [25] كانت رحلة شمال الأطلسي التي استمرت أربعة أشهر عام 1910 بقيادة جون موراي ويوهان هيورت هي المشروع البحثي الأوقيانوسي والحيواني البحري الأكثر طموحًا على الإطلاق حتى ذلك الحين، وأدت إلى كتاب أعماق المحيط الكلاسيكي عام 1912 .

تم إجراء أول قياس صوتي لعمق البحر في عام 1914. وفي الفترة ما بين عامي 1925 و1927، جمعت بعثة "ميتيور" 70 ألف قياس لعمق المحيط باستخدام جهاز قياس الصدى، وذلك لمسح سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي.

في عام 1934، أكملت إيستر إلين كوب ، أول امرأة تحصل على درجة الدكتوراه (في سكريبس) في الولايات المتحدة، عملًا رئيسيًا على الدياتومات [26] والذي ظل التصنيف القياسي في هذا المجال حتى بعد وفاتها في عام 1999. في عام 1940، تم الاستغناء عن كوب من منصبها في سكريبس. أشاد سفيردروب على وجه التحديد بكوب باعتبارها عاملة ضميرية ومجتهدة وعلق على أن قراره لا يعكس قدرتها كعالمة. استخدمت سفيردروب وظيفة المدرب التي أخلاها كوب لتوظيف مارستون سارجنت، عالم الأحياء الذي يدرس الطحالب البحرية، والذي لم يكن برنامجًا بحثيًا جديدًا في سكريبس. لم تمنع الضغوط المالية سفيردروب من الاحتفاظ بخدمات اثنين آخرين من طلاب ما بعد الدكتوراه الشباب، والتر مونك وروجر ريفيل . وجدت شريكة كوب، دوروثي روزنبيري، لها منصبًا لتدريس المدرسة الثانوية، حيث بقيت لبقية حياتها المهنية. (راسل، 2000)

نشر سفيردروب وجونسون وفليمنج كتاب المحيطات في عام 1942، [27] والذي كان معلمًا رئيسيًا. نُشر كتاب البحر (في ثلاثة مجلدات، يغطي المحيطات الطبيعية ومياه البحر والجيولوجيا) الذي حرره إم إن هيل في عام 1962، بينما نُشرت موسوعة رودس فيربريدج لعلوم المحيطات في عام 1966.

تم اكتشاف الصدع العالمي العظيم، الذي يمتد على طول سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي، بواسطة موريس إيوينج وبروس هيزن في عام 1953 ورسم خريطة لهيزن وماري ثارب باستخدام بيانات قياس الأعماق؛ وفي عام 1954، عثر معهد القطب الشمالي التابع للاتحاد السوفييتي على سلسلة جبال تحت المحيط المتجمد الشمالي. تم تطوير نظرية انتشار قاع البحر في عام 1960 بواسطة هاري هاموند هيس . بدأ برنامج حفر المحيطات في عام 1966. تم اكتشاف فتحات أعماق البحار في عام 1977 بواسطة جاك كورليس وروبرت بالارد في الغواصة DSV  Alvin .

في الخمسينيات من القرن العشرين، اخترع أوغست بيكارد غواصة الأعماق واستخدم غواصة الأعماق ترييست للتحقيق في أعماق المحيط. قامت الغواصة النووية الأمريكية نوتيلوس بأول رحلة تحت الجليد إلى القطب الشمالي في عام 1958. في عام 1962، تم نشر FLIP (منصة الأدوات العائمة)، وهي عبارة عن عوامة بطول 355 قدمًا (108 أمتار) لأول مرة.

في عام 1968، قادت تانيا أتووتر أول رحلة استكشافية لعلوم المحيطات مكونة بالكامل من نساء. وحتى ذلك الوقت، كانت سياسات النوع الاجتماعي تقيد مشاركة عالمات المحيطات من النساء في الرحلات إلى حد كبير.

منذ سبعينيات القرن العشرين، كان هناك تركيز كبير على تطبيق أجهزة الكمبيوتر واسعة النطاق على علم المحيطات للسماح بالتنبؤات الرقمية لظروف المحيطات وكجزء من التنبؤ بالتغير البيئي الشامل. تضمنت التقنيات المبكرة أجهزة الكمبيوتر التناظرية (مثل جهاز كمبيوتر Ishiguro Storm Surge ) والتي تم استبدالها الآن عمومًا بالطرق الرقمية (مثل SLOSH ). تم إنشاء مجموعة عوامات محيطية في المحيط الهادئ للسماح بالتنبؤ بأحداث النينيو .

شهد عام 1990 بداية تجربة دوران المحيطات العالمية (WOCE) والتي استمرت حتى عام 2002. وأصبحت بيانات رسم خرائط قاع البحر بواسطة الأقمار الصناعية الجيولوجية متاحة في عام 1995.

دراسة المحيطات أمر بالغ الأهمية لفهم التحولات في توازن طاقة الأرض جنبًا إلى جنب مع التغيرات العالمية والإقليمية ذات الصلة في المناخ والمحيط الحيوي والكيمياء الحيوية . يرتبط الغلاف الجوي والمحيط بسبب التبخر وهطول الأمطار وكذلك التدفق الحراري ( والإشعاع الشمسي ). لقد تقدمت الدراسات الحديثة في المعرفة حول حموضة المحيطات ومحتوى الحرارة في المحيط والتيارات المحيطية وارتفاع مستوى سطح البحر ودورة الكربون المحيطية ودورة المياه وانحدار الجليد البحري في القطب الشمالي وتبييض المرجان وموجات الحر البحرية والطقس المتطرف وتآكل السواحل والعديد من الظواهر الأخرى فيما يتعلق بتغير المناخ المستمر وردود الفعل المناخية .

بشكل عام، فإن فهم محيطات العالم من خلال المزيد من الدراسة العلمية يمكّن من إدارة أفضل واستغلال مستدام لموارد الأرض. [28] أفادت اللجنة الحكومية الدولية لعلوم المحيطات أن 1.7٪ من إجمالي الإنفاق البحثي الوطني لأعضائها يركز على علوم المحيطات. [29]

الفروع

الأنظمة الجبهية المحيطية في نصف الكرة الجنوبي
مبنى الفيزياء البحرية التطبيقية في كلية روزنستيل للعلوم البحرية والغلاف الجوي والأرضية بجامعة ميامي في فيرجينيا كي ، في سبتمبر 2007

تنقسم دراسة علم المحيطات إلى الفروع الخمسة التالية:

علم المحيطات البيولوجية

علم المحيطات البيولوجية يدرس بيئة وبيولوجيا الكائنات البحرية في سياق الخصائص الفيزيائية والكيميائية والجيولوجية لبيئتها المحيطية.

المحيطات الكيميائية

علم المحيطات الكيميائي هو دراسة كيمياء المحيطات . في حين أن علم المحيطات الكيميائي يهتم في المقام الأول بدراسة وفهم خصائص مياه البحر وتغيراتها، فإن كيمياء المحيطات تركز في المقام الأول على الدورات الجيوكيميائية . فيما يلي موضوع رئيسي يتم التحقيق فيه من خلال علم المحيطات الكيميائي.

تحمض المحيطات

يصف تحمض المحيطات الانخفاض في درجة حموضة المحيط الناجم عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من صنع الإنسان (CO 2 ) في الغلاف الجوي . [30] مياه البحر قلوية قليلاً وكان لها درجة حموضة ما قبل الصناعة حوالي 8.2. في الآونة الأخيرة، أدت الأنشطة البشرية إلى زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل مطرد؛ تمتص المحيطات حوالي 30-40٪ من ثاني أكسيد الكربون المضاف، مما يشكل حمض الكربونيك ويخفض درجة الحموضة (الآن أقل من 8.1 [31] ) من خلال تحمض المحيطات. [32] [33] [34] ومن المتوقع أن يصل الرقم الهيدروجيني إلى 7.7 بحلول عام 2100. [35]

يعد الكالسيوم عنصرًا مهمًا لهياكل الحيوانات البحرية ، ولكن كربونات الكالسيوم تصبح أكثر قابلية للذوبان تحت الضغط، لذا تذوب أصداف الكربونات والهياكل تحت عمق تعويض الكربونات . [36] تصبح كربونات الكالسيوم أكثر قابلية للذوبان عند درجة حموضة أقل، لذا من المرجح أن يؤثر تحمض المحيطات على الكائنات البحرية ذات الأصداف الجيرية، مثل المحار والمحار وقنافذ البحر والشعاب المرجانية، [37] [38] وسيرتفع عمق تعويض الكربونات أقرب إلى سطح البحر. ستشمل الكائنات العوالقية المتأثرة الأجنحة الجناحية والكوكوليتوفوريدات والفورامينيفيرا ، وكلها مهمة في السلسلة الغذائية . في المناطق الاستوائية، من المرجح أن تتأثر الشعاب المرجانية بشدة حيث تصبح أقل قدرة على بناء هياكلها الكربونية الكالسيوم، [39] مما يؤثر سلبًا بدوره على سكان الشعاب المرجانية الآخرين . [35]

يبدو أن المعدل الحالي لتغير كيمياء المحيطات غير مسبوق في التاريخ الجيولوجي للأرض، مما يجعل من غير الواضح مدى قدرة النظم البيئية البحرية على التكيف مع الظروف المتغيرة في المستقبل القريب. [40] ومن الأمور المثيرة للقلق بشكل خاص الطريقة التي سيؤثر بها الجمع بين الحموضة والضغوط الإضافية المتوقعة من ارتفاع درجات حرارة المحيطات وانخفاض مستويات الأكسجين على البحار. [41]

المحيطات الجيولوجية

علم المحيطات الجيولوجي هو دراسة جيولوجيا قاع المحيط بما في ذلك الصفائح التكتونية وعلم المحيطات القديمة .

المحيطات الفيزيائية

تدرس المحيطات الفيزيائية السمات الفيزيائية للمحيط بما في ذلك درجة الحرارة وتركيب الملوحة والاختلاط والأمواج السطحية والأمواج الداخلية والمد والجزر السطحي والمد والجزر الداخلي والتيارات . فيما يلي الموضوعات الرئيسية التي تبحثها المحيطات الفيزيائية.

علم المحيطات الزلزالية

التيارات المحيطية

منذ البعثات البحرية المبكرة في علم المحيطات، كان الاهتمام الرئيسي هو دراسة تيارات المحيطات وقياسات درجة الحرارة. تعد المد والجزر وتأثير كوريوليس والتغيرات في اتجاه وقوة الرياح والملوحة ودرجة الحرارة العوامل الرئيسية التي تحدد تيارات المحيطات. تربط الدورة الحرارية الملحية (THC) ( الحرارية تشير إلى درجة الحرارة والمالحة تشير إلى محتوى الملح ) أحواض المحيطات وتعتمد في المقام الأول على كثافة مياه البحر . أصبح من الشائع الإشارة إلى هذا النظام باسم "الدورة الانقلابية الزوالية" لأنه يأخذ في الاعتبار بشكل أكثر دقة عوامل أخرى دافعة بخلاف درجة الحرارة والملوحة.

محتوى الحرارة في المحيط

محيطات التغير المناخي وكالة ناسا

يشير محتوى الحرارة المحيطية (OHC) إلى الحرارة الزائدة المخزنة في المحيط من التغيرات في توازن طاقة الأرض . تلعب الزيادة في حرارة المحيط دورًا مهمًا في ارتفاع مستوى سطح البحر ، بسبب التمدد الحراري . يمثل ارتفاع درجة حرارة المحيط 90٪ من تراكم الطاقة المرتبط بالاحتباس الحراري العالمي منذ عام 1971. [42] [43]

علم المحيطات القديمة

علم المحيطات القديمة هو دراسة تاريخ المحيطات في الماضي الجيولوجي فيما يتعلق بالدورة والكيمياء والأحياء والجيولوجيا وأنماط الترسيب والإنتاجية البيولوجية. تمكن دراسات المحيطات القديمة باستخدام نماذج البيئة والوكلاء المختلفين المجتمع العلمي من تقييم دور العمليات المحيطية في المناخ العالمي من خلال إعادة بناء المناخ الماضي على فترات زمنية مختلفة. يرتبط البحث في المحيطات القديمة ارتباطًا وثيقًا بعلم المناخ القديم.

المؤسسات الأوقيانوغرافية

Stazione Zoologica في نابولي في تسعينيات القرن التاسع عشر

تأسست أقدم المنظمات الدولية لعلم المحيطات في مطلع القرن العشرين، بدءًا من المجلس الدولي لاستكشاف البحار الذي تأسس عام 1902، وتلته لجنة علوم البحر الأبيض المتوسط ​​في عام 1919. وكانت معاهد البحوث البحرية موجودة بالفعل، بدءًا من محطة أنطون دوهرن لعلم الحيوان في نابولي بإيطاليا (1872)، والمحطة البيولوجية في روسكوف بفرنسا (1876)، ومختبر أراغو في بانيولس سور مير بفرنسا (1882)، ومختبر الجمعية البيولوجية البحرية في بليموث بالمملكة المتحدة (1884)، والمعهد النرويجي لبحوث البحار في بيرغن بالنرويج (1900)، ومختبر البحوث البحرية الدولية في كيل بألمانيا (1902). وعلى الجانب الآخر من المحيط الأطلسي، تأسست مؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات في عام 1903، تلتها مؤسسة وودز هول لعلوم المحيطات في عام 1930، ومعهد فرجينيا لعلوم البحار في عام 1938، ومرصد لامونت دوهيرتي للأرض في جامعة كولومبيا في عام 1949، وفي وقت لاحق كلية علوم المحيطات في جامعة واشنطن . وفي أستراليا ، سرعان ما أصبح المعهد الأسترالي لعلوم البحار (AIMS)، الذي تأسس في عام 1972، لاعباً رئيسياً في مجال البحوث الاستوائية البحرية.

في عام 1921 تم إنشاء المكتب الهيدروغرافي الدولي ، والذي أصبح يسمى منذ عام 1970 المنظمة الهيدروغرافية الدولية ، بهدف تطوير معايير رسم الخرائط الهيدروغرافية والملاحية.

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "تاريخ دراسة علم الأحياء البحرية ~ جمعية الحفاظ على الأحياء البحرية". 17 يونيو 2018. تم الاسترجاع في 17 مايو 2021 .
  2. ^ من تأليف بيدرو نونيس سالاسيينسي في أرشيف تاريخ الرياضيات على موقع MacTutor (تم استرجاعه في 13/06/2020)
  3. ^ دبليو جي إل راندلز، "بيدرو نونيس واكتشاف منحنى لوكسودروميك، أو كيف فشلت الملاحة باستخدام الكرة الأرضية في القرن السادس عشر في حل الصعوبات التي واجهتها مع الرسم البياني المستوي"، مجلة جامعة كويمبرا، 35 (1989)، 119-130.
  4. ^ بيدرو نونيس سالاسينسي، Tratado da Esfera، cap. "Carta de Marear com o Regimento da Altura" ص 2 - https://archive.org/details/tratadodaspherac00sacr/page/n123/mode/2up (تم استرجاعه في 13/06/2020)
  5. ^ http://ksuweb.kennesaw.edu/~jdirnber/oceanography/LecuturesOceanogr/LecCurrents/LecCurrents.html (تم الاسترجاع في 13/06/2020)
  6. ^ https://kids.britannica.com/students/assembly/view/166714 (تم الاسترجاع في 13/06/2020)
  7. ^ أب كارلوس كاليناس كوريا، A Arte de Navegar na Época dos Descobrimentos، Colibri، Lisboa 2017؛ ردمك 978-989-689-656-0 
  8. ^ "الخريطة" (PDF) . upload.wikimedia.org . تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2020 .
  9. ^ كارلوس فيجاس جاجو كوتينيو، فياجيم دي بارتولوميو دياس، أنيس (نادي ميليتار البحري) مايو 1946
  10. ^ كارلوس فيغاس غاغو كوتينيو، بصفته Primeiras Travessia Atlanticas – محاضرة، Academia Portuguesa de História، 22/04/1942 - في: Anais (APH) 1949، السلسلة الثانية، المجلد 2
  11. ^ لويس أداو دا فونسيكا، بيدرو ألفاريس كابرال – أوما فياجيم، INAPA، Lisboa، 1999، p.48
  12. ^ وولف، توربن (1969). البعثات الدنمركية في البحار السبعة . كوبنهاجن: رودس.
  13. ^ "1785: ملاحظات بنجامين فرانكلين البحرية المتنوعة". مؤرشف من الأصل في 18 ديسمبر 2005.
  14. ^ ويلكنسون، جيري. تاريخ تيار الخليج 1 يناير 2008
  15. ^ لي، سيدني ، محرر (1896). "رينيل، جيمس"  . قاموس السيرة الوطنية . المجلد 48. لندن: سميث، إلدر وشركاه.
  16. ^ وزارة التجارة الأمريكية، الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي. "المد والجزر والتيارات". oceanservice.noaa.gov . تم الاسترجاع في 25 أبريل 2024 .
  17. ^ ويليامز، فرانسيس إل. ماثيو فونتين موري، عالم البحار. (1969) ISBN 0-8135-0433-3 
  18. ^ ثم والآن: رحلة إتش إم إس تشالنجر ورحلة "الجبال في البحر"، موقع Ocean Explorer (NOAA)، تاريخ الوصول 2 يناير 2012
  19. ^ ab Rice, AL (1999). "بعثة تشالنجر". فهم المحيطات: العلوم البحرية في أعقاب إتش إم إس تشالنجر . روتليدج . ص 27-48. ISBN 978-1-85728-705-9.
  20. ^ علم المحيطات: مقدمة للبيئة البحرية (بيتر ك. ويل، 1970)، ص 49
  21. ^ "السير جون موراي (1841–1914) – مؤسس علم المحيطات الحديث". مجلة العلوم والهندسة في جامعة إدنبرة. مؤرشف من الأصل في 28 مايو 2013. تم الاسترجاع في 7 نوفمبر 2013 .
  22. ^ ويليامز، ج. فرانكون (1881) جغرافية المحيطات: الفيزيائية والتاريخية والوصفية جورج فيليب وابنه.
  23. ^ جغرافية المحيطات ، جون فرانكون ويليامز، 1881، OCLC  561275070
  24. ^ جون فرانكون ويليامز يحتفل بذكراه (مقال) ( Alloa Advertiser ، تم استرجاعه في 26 سبتمبر 2019): https://www.alloaadvertiser.com/news/17928655.long-awaiting-tribute-pioneering-writer-buried-clacks/
  25. ^ أوتو كرومل (1907). "Handbuch der Ozeanographie". جي إنجلهورن.
  26. ^ "نساء ينجحن في الاختبار؛ يصبحن عالمات محيطات". صحيفة ويتير نيوز . 10 مايو 1934. ص. 13. تم الاسترجاع في 11 فبراير 2023 .
  27. ^ سفيردروب، هارالد أولريك ؛ جونسون، مارتن ويغو ؛ فليمنج، ريتشارد هـ. (1942). المحيطات، فيزيائها، كيمياءها، وعلم الأحياء العام. نيويورك: برنتيس هول .
  28. ^ "علم المحيطات | العلوم". موسوعة بريتانيكا . تم استرجاعه في 13 أبريل 2019 .
  29. ^ Isensee, Kirsten. محرر. اللجنة الحكومية الدولية لعلوم المحيطات. (2020). تقرير علوم المحيطات العالمي 2020: رسم خريطة للقدرات اللازمة لاستدامة المحيطات. الملخص التنفيذي. ISBN 978-92-3-100424-7 . موقع مكتبة اليونسكو الرقمية، ص 16. تم الاسترجاع في 21 سبتمبر 2022. 
  30. ^ كالديرا، ك.؛ ويكيت، مي (2003). "الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية ودرجة حموضة المحيط" (PDF) . نيتشر . 425 (6956): OS11C–0385. رمز Bibcode :2001AGUFMOS11C0385C. doi :10.1038/425365a. PMID  14508477. S2CID  4417880. مؤرشف من الأصل (PDF) في 4 يونيو 2007.
  31. ^ "حموضة المحيطات". وكالة حماية البيئة . 13 سبتمبر 2013. تم الاسترجاع في 1 نوفمبر 2013 .
  32. ^ Feely, RA; et al. (يوليو 2004). "تأثير ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الأنشطة البشرية على نظام كربونات الكالسيوم في المحيطات". مجلة العلوم . 305 (5682): 362–366. رمز Bibcode :2004Sci...305..362F. doi :10.1126/science.1097329. PMID  15256664. S2CID  31054160.
  33. ^ Zeebe, RE; Zachos, JC; Caldeira, K.; Tyrrell, T. (4 يوليو 2008). "المحيطات: انبعاثات الكربون والتحمض". مجلة العلوم . 321 (5885): 51–52. doi :10.1126/science.1159124. PMID  18599765. S2CID  206513402.
  34. ^ Gattuso, J.-P.; Hansson, L. (15 September 2011). Ocean Acidification. Oxford University Press . ISBN 978-0-19-959109-1. OCLC  730413873.
  35. ^ ab "تحمض المحيطات". وزارة الاستدامة والبيئة والمياه والسكان والمجتمعات المحلية: القسم الأسترالي للقطب الجنوبي. 28 سبتمبر 2007. تم الاسترجاع في 17 أبريل 2013 .
  36. ^ بينيت، بول ر. (1996). دعوة إلى علم المحيطات. شركة ويست للنشر . ص 126، 134-135. رقم ISBN 978-0-314-06339-7.
  37. ^ "ما هو تحمض المحيطات؟". برنامج PMEL Carbon التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي . تم استرجاعه في 15 سبتمبر 2013 .
  38. ^ أور، جيمس سي؛ وآخرون (2005). "تحمض المحيطات الناتج عن الأنشطة البشرية على مدار القرن الحادي والعشرين وتأثيره على الكائنات الحية المتكلسة" (PDF) . نيتشر . 437 (7059): 681–686. رمز Bibcode :2005Natur.437..681O. doi :10.1038/nature04095. PMID  16193043. S2CID  4306199. مؤرشف من الأصل (PDF) في 25 يونيو 2008.
  39. ^ Cohen, A.; Holcomb, M. (2009). "لماذا تهتم الشعاب المرجانية بحمضية المحيطات: الكشف عن الآلية". Oceanography . 24 (4): 118–127. doi : 10.5670/oceanog.2009.102 . hdl : 1912/3179 .
  40. ^ Hönisch, Bärbel ; Ridgwell, Andy; Schmidt, Daniela N.; Thomas, E.; et al. (2012). "The Geological Record of Ocean Acidification" (PDF) . Science . 335 (6072): 1058–1063. Bibcode :2012Sci...335.1058H. doi :10.1126/science.1208277. hdl :1983/24fe327a-c509-4b6a-aa9a-a22616c42d49. PMID  22383840. S2CID  6361097.
  41. ^ جروبر، ن. (18 أبريل 2011). "التسخين، والتحول إلى الحموضة، وفقدان النفس: الكيمياء الحيوية للمحيطات في ظل التغير العالمي". المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية . 369 (1943): 1980-96. رمز Bibcode : 2011RSPTA.369.1980G. doi : 10.1098/rsta.2011.0003 . PMID  21502171.
  42. ^ IPCC (2013). تغير المناخ 2013: الأساس العلمي الفيزيائي (PDF) (تقرير). مطبعة جامعة كامبريدج . ص. 8. مؤرشف من الأصل (PDF) في 29 أكتوبر 2014.
  43. ^ لورا سنيدر (13 يناير 2021). "كان عام 2020 عامًا قياسيًا لحرارة المحيطات - تساهم مياه المحيطات الأكثر دفئًا في ارتفاع مستوى سطح البحر وتعزيز العواصف". المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي .

المصادر والقراءات الإضافية

  • بولينج جو، دايوين هوانج. الأنظمة الديناميكية اللانهائية الأبعاد في علوم الغلاف الجوي والمحيطات، 2014، النشر العلمي العالمي، ISBN 978-981-4590-37-2 . فصل نموذجي 
  • هامبلين، جاكوب داروين (2005) علماء المحيطات والحرب الباردة: أتباع علوم البحار. مطبعة جامعة واشنطن. رقم ISBN 978-0-295-98482-7 
  • لانج، مايكل أ.، وإيان ج. ماكنتاير، وكلاوس روتزلر، محررون. وقائع ندوة علوم البحار التابعة لمؤسسة سميثسونيان. مساهمات سميثسونيان في علوم البحار، العدد 38. واشنطن العاصمة: مطبعة مؤسسة سميثسونيان العلمية (2009)
  • روردا، إريك بول، محرر، قارئ المحيط: التاريخ والثقافة والسياسة (دار نشر جامعة ديوك، 2020) 523 صفحة مراجعة عبر الإنترنت
  • ستيل، جيه، كيه توريكيان وس. ثورب. (2001). موسوعة علوم المحيطات. سان دييغو: أكاديميك بريس. (6 مجلدات). ISBN 0-12-227430-X 
  • سفيردروب، كيث أ.، داكسبيري، ألين سي.، داكسبيري، أليسون بي. (2006). أساسيات علم المحيطات ، ماكجرو هيل، ISBN 0-07-282678-9 
  • راسل، جويلين لويز. إيستر إلين كوب، 2000، مجلس أمناء جامعة كاليفورنيا.
ويكي مصدر لديه نص 1922 Encyclopædia Britannica مقالة - سلعة " علم المحيطات ".
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بـ علم المحيطات .
  • مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا – مركز الأرشيف النشط الموزع للمحيطات الفيزيائية (PO.DAAC). مركز بيانات مسؤول عن أرشفة وتوزيع البيانات حول الحالة الفيزيائية للمحيط.
  • مؤسسة سكريبس لعلوم المحيطات. واحدة من أقدم وأكبر وأهم مراكز أبحاث علوم المحيطات والأرض والتعليم والخدمة العامة في العالم.
  • مؤسسة وودز هول لعلوم المحيطات (WHOI). واحدة من أكبر المنظمات الخاصة غير الربحية في العالم في مجال أبحاث المحيطات والهندسة والتعليم.
  • مركز البيانات الأوقيانوغرافية البريطاني. مصدر للبيانات والمعلومات الأوقيانوغرافية.
  • مستكشف بيانات المحيطات والطقس التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي. رسم بيانات المحيطات وتنزيلها.
  • فيديو مجاني بعنوان "رحلة إلى قاع البحر العميق" برنامج علم المحيطات الذي أعدته مؤسسة فيجا للعلوم وهيئة الإذاعة البريطانية / الجامعة المفتوحة .
  • أطلس المحيطات الإسبانية بواسطة InvestigAdHoc.
  • مسرد مصطلحات علم المحيطات الفيزيائية والتخصصات ذات الصلة بقلم ستيفن ك. باوم، قسم علم المحيطات، جامعة تكساس إيه آند إم
  • Barcelona-Ocean.com . تعليم ملهم في علوم البحار
  • CFOO: Sea Atlas. مصدر للبيانات المحيطية الحية (مراقبة العوامات) والتعليم للسواحل في جنوب أفريقيا.
  • علم المحيطات في برنامج "في عصرنا" على هيئة الإذاعة البريطانية
  • الموقع التذكاري لـ USNS Bowditch، وUSNS Dutton، وUSNS Michelson، وUSNS HH Hess
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=علم المحيطات&oldid=1252179323"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate