Биологическая океанография - Biological oceanography

Вступление

Биологическая океанография это исследование того, как организмы влияют и на них влияют физика, химия, и геология из океанографическая система. Биологическую океанографию можно также назвать экологией океана, в которой корнем слова «экология» является ойкос (oικoσ), что по-гречески означает «дом» или «среда обитания». Имея это в виду, неудивительно, что основное внимание биологической океанографии уделяется микроорганизмы в океане; глядя на то, как на них влияет окружающая среда и как это влияет на более крупных морских существ и их экосистему.[1] Биологическая океанография похожа на Морская биология, но отличается из-за перспективы, используемой для изучения океана. Биологическая океанография использует подход снизу вверх (с точки зрения пищевой сети ), в то время как морская биология изучает океан сверху вниз. Биологическая океанография в основном фокусируется на экосистеме океана с акцентом на планктон: их разнообразие (морфология, источники питания, подвижность и метаболизм); их производительность и то, как это играет роль в глобальном цикл углерода; и их распространение (хищничество и жизненный цикл).[1][2][3]

Некоторые из основных вопросов, на которые пытаются ответить биологи-океанологи, могут включать в себя: какие виды организмов населяют различные сектора и глубины океана и почему? Многие биологические океанографические исследования изучают производство органическая материя океанской жизнью и исследует, какие факторы влияют на их рост, и, как следствие, скорость производства органическая материя. Некоторые биологи-океанографы изучают взаимоотношения между самими организмами, от микробов до китов, а некоторые смотрят на отношения между определенными организмами и химическими или физическими характеристиками океана. Биологи-океанографы также стремятся ответить на вопросы, которые имеют более непосредственное и непосредственное влияние на людей, например, спрашивают, что мы можем ожидать от добычи в море, и как погода, времена года или недавние стихийные бедствия могут повлиять на уловы рыболовства. Некоторые из основных вопросов на данный момент и на будущее связаны с тем, как изменение климата повлияет на океан биота.

История

HMS Претендент во время своего пионерская экспедиция 1872–76 гг.
Основная статья: История морской биологии

В 325 г. до н.э. Пифей из Массалии, греческий географ, исследовал большую часть побережья Англии и Норвегии и разработал способы определения широта от склонения Полярная звезда. Его описание приливов и отливов также является одним из самых ранних рассказов о связи между ними и Луной. Эти отношения позже были развиты английским монахом. Беда в De Temporum Ratione (Расчет времени ) около 700 г. н.э.

Понимание океана началось с общих исследований и торговых путешествий. Некоторые заметные события, близкие к нашему времени, включают Принц Генрих мореплаватель Исследование океана в 1400-х годах. В 1513 г. Понсе де Леон описал Флоридское течение. В 1674 г. Роберт Бойл исследовал взаимосвязь между соленостью, температурой и давлением в глубинах океана. Капитан Джеймс Кук Поездки были ответственны за сбор обширных данных о географии, геологии, биоте, течениях, приливах и температуре воды в Атлантическом и Тихом океанах в 1760-х и 1770-х годах. В 1820 г. Александр Марсет отметил различный химический состав морской воды в разных океанах. Вскоре, в 1843 году, Эдвард Форбс, британский натуралист, заявил, что морские организмы не могут существовать глубже 300 саженей (хотя многие уже собирали организмы гораздо глубже, многие следовали влиянию Форбса). Теория Форбса, наконец, была признана массами неверной, когда подводный кабель был поднят с глубины 1830 м и покрыт животными. Это открытие положило начало планам Экспедиция претендента.

В Экспедиция претендента имел решающее значение для биологической океанографии и океанографии в целом. Экспедицию Challenger возглавил Чарльз Вивилл Томсон в 1872-1876 гг.[1] В экспедицию также входили два других натуралиста, Генри Н. Мозли и Джон Мюррей. До экспедиции океан, хотя и был интересен для многих, считался непредсказуемым и в основном безжизненным водоемом, и эта экспедиция заставила их пересмотреть свое отношение к океану. Королевское общество чтобы посмотреть, смогут ли они проложить кабели по дну океана. Они также принесли оборудование для систематического сбора данных о биологических, химических и геологических свойствах океана.[1] Они нанесли на карту океанические отложения и собрали данные.[1] Данные, собранные во время этого рейса, доказали, что жизнь существовала на больших глубинах (5500 метров) и что состав воды в океане неизменен.[1] Успех Экспедиция претендента привел к множеству других экспедиций немцев, французов, США и других британских исследователей.

Мотивация

Океаны занимают около 71% поверхности Земли. В то время как средняя глубина океанов составляет около 3800 м, самые глубокие части - почти 11000 м. Морская среда имеет общий объем (примерно 1370 x 106 км3), что в 300 раз больше для жизни, чем объем земли и пресной воды вместе взятых.[1][4] Считается, что самые ранние организмы возникли в древних океанах задолго до того, как на суше появились какие-либо формы жизни. В биологии океана преобладают организмы, которые фундаментально отличаются от организмов на суше, а временные масштабы океана сильно отличаются от атмосферы (в то время как атмосфера глобально обменивается каждые 3 недели, океан может длиться 1000 лет).[2] По этим причинам мы не можем делать предположения об океанской жизни, основываясь на том, что мы знаем из моделей суши и атмосферы. Разнообразие форм жизни в океане - одна из главных причин продолжения изучения биологической океанографии. Такой диапазон разнообразия означает, что существует потребность в разнообразном оборудовании и инструментах, используемых для изучения разнообразия. Поскольку океанические организмы гораздо более недоступны и нелегко наблюдать (по сравнению с земными организмами), наблюдается более медленный рост знаний и постоянная потребность в дальнейших исследованиях и изучении.

Вторая основная причина продолжения изучения биологической океанографии - это изменение климата. Биологическая океанография тесно связана с физической и химической океанографией, и детали, которые мы узнаем из биологической океанографии, рассказывают нам информацию о более широкой картине и помогают нам строить модели более масштабных процессов. Такие модели становятся еще более важными, когда глобальная среда меняется с беспрецедентной скоростью. Существуют глобальные закономерности в условиях окружающей среды, такие как изменения pH, температуры, солености и CO.2, но не везде наблюдаются одинаковые изменения. Океан делает Землю пригодной для жизни за счет регулирования климата Земли и таких процессов, как основное производство которые обеспечивают кислород в качестве побочного продукта. Биология играет центральную роль в содействии некоторым из этих процессов, но с изменением климата и антропогенными воздействиями окружающая среда океана постоянно меняется, что требует постоянных и постоянных исследований.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм Лалли, Кэрол М. и Тимоти Р. Парсонс. "Вступление." Биологическая океанография: Введение. Издание первое изд. Тарритаун, Нью-Йорк: Пергамон, 1993. 7–21. Распечатать.
  2. ^ а б Менден-Дойер, Сюзанна. "Информация о курсе". OCG 561 Биологическая океанография. <http://mendendeuerlab.com/ >
  3. ^ Миллер, Чарльз Б. и Патрисия А. Уиллер. Биологическая океанография. Второе изд. Чинчестер, Западный Суссекс: John Wiley & Sons, 2012. Печать.
  4. ^ Mann, K.H .; Лазье, Дж. Р. Н. (2006). Динамика морских экосистем (Третье изд.). Департамент рыболовства и океанов, Бедфордский институт океанографии, Дартмут, Новая Шотландия, Канада: Blackwell Publishing.