Oceanología. Ciencias Naturales ¿Qué ciencias estudian el océano mundial?
Recordemos:¿Qué es el océano mundial? ¿En qué partes se divide? ¿Cuáles son las principales formas del fondo del océano? ¿Cómo cambia la temperatura de las aguas del océano? ¿Cuáles son los tipos de movimiento del agua en el océano? ¿Bajo la influencia de qué causas se forman las olas del mar, los tsunamis, las corrientes oceánicas, los flujos y reflujos? ¿Cuáles son las características de las plantas y animales marinos y cómo se distribuyen en el océano? ¿Qué recursos del océano mundial utilizan los humanos? ¿Cuáles son los impactos negativos de los humanos en el océano? ¿Cómo combatir la contaminación de los océanos del mundo?
Palabras clave:barcos de expedición, estaciones a la deriva, vehículos submarinos, satélites artificiales y naves espaciales.
1. Estudio del océano en el pasado. El océano siempre ha asombrado a la gente por su inmensidad, su poder y sus misteriosas distancias. Los antiguos intentaron explicar a su manera los extraños fenómenos en el océano. En su imaginación, no surgieron procesos naturales, sino espíritus marinos y luego deidades. Para los antiguos griegos era Poseidón y para los romanos era Neptuno.
Actualmente, los marineros de todos los países no se olvidan de su patrón Neptuno y organizan unas vacaciones en su honor.
Si no quedan muchos territorios inexplorados en la tierra, en las profundidades del océano todavía hay muchas cosas desconocidas e incluso misteriosas. En primer lugar, la gente se familiarizó con lo que sucede en la superficie del océano y en sus partes costeras y poco profundas.
Los primeros exploradores del océano fueron buceadores en busca de perlas y esponjas marinas. Se sumergieron sin ningún equipo y sólo pudieron permanecer bajo el agua unos minutos.
2. Investigación moderna del océano mundial. Pasó mucho tiempo antes de que los investigadores tuvieran trajes duros y pesados: trajes espaciales conectados mediante una manguera y un cable a la nave. En los años cuarenta del siglo XX, J.I. Cousteau inventó el equipo de buceo. Esto abrió el camino para la exploración de las profundidades del mar a una amplia gama de personas: arqueólogos, geólogos, oceanólogos y submarinistas (Fig. 110).
A pesar de los peligros que aguardan a los investigadores en el océano, su estudio no cesa.
La exploración oceánica se lleva a cabo utilizando barcos de expedición especiales, estaciones a la deriva, satélites terrestres artificiales y vehículos submarinos. Uno de ellos, el batiscafo, se llama dirigible submarino (Fig. 111).
Arroz. 111. Batiscafo
En el batiscafo "Trieste" en 1960, el científico suizo Jacques Picard y su asistente descendieron a la Fosa de las Marianas a una profundidad de unos 10.500 m. A veces se instalan casas submarinas - laboratorios a una profundidad de 10 a 20 metros.
Un papel importante en el estudio de los océanos y mares corresponde a los satélites terrestres y las naves espaciales artificiales. Desde satélites, por ejemplo, estudian las corrientes marinas, monitorean la cálida Corriente del Golfo, las olas del mar y el hielo.
El océano se está estudiando exhaustivamente. Se determinan las propiedades del agua, su movimiento a diferentes profundidades, las características de los organismos marinos y su distribución, se miden las profundidades y se toman y examinan muestras de los sedimentos del fondo.
Cuando es necesario estudiar grandes áreas del océano, científicos de diferentes países unen fuerzas. En estas investigaciones participan decenas de embarcaciones especiales, aviones, vehículos submarinos y satélites terrestres artificiales.
Los resultados de la investigación son de gran importancia para el transporte marítimo, la pesca, la exploración y extracción de minerales.
1. ¿Cómo estudian el océano mundial? 2. ¿Qué papel desempeñan los satélites terrestres artificiales y las naves espaciales en la exploración de los océanos? 3. ¿Por qué es necesario estudiar el océano? 4* ¿Sabes cuándo se celebra el festival de Neptuno y con qué ritual se acompaña?
El océano mundial, que cubre el 71% de la superficie de la Tierra, sorprende por la complejidad y diversidad de los procesos que en él se desarrollan.
Desde la superficie hasta las mayores profundidades, las aguas del océano están en continuo movimiento. Estos complejos movimientos de agua, desde enormes corrientes oceánicas hasta los más pequeños remolinos, son excitados por las fuerzas de las mareas y sirven como manifestación de la interacción entre la atmósfera y el océano.
La masa de agua del océano en latitudes bajas acumula el calor recibido del sol y lo transfiere a latitudes altas. La redistribución del calor, a su vez, excita ciertos procesos atmosféricos. Así, en la zona de convergencia de las corrientes frías y cálidas en el Atlántico Norte surgen potentes ciclones. Llegan a Europa y a menudo determinan el clima en todo su territorio hasta los Urales.
La materia viva del océano está distribuida de manera muy desigual en las profundidades. En diferentes zonas del océano, la biomasa depende de las condiciones climáticas y del suministro de sales de nitrógeno y fósforo a las aguas superficiales. El océano alberga una gran variedad de plantas y animales. Desde las bacterias y las algas verdes unicelulares del fitoplancton hasta los mamíferos más grandes de la Tierra, las ballenas, cuyo peso alcanza las 150 toneladas, todos los organismos vivos forman un único sistema biológico con sus propias leyes de existencia y evolución.
Los sedimentos sueltos se acumulan muy lentamente en el fondo del océano. Esta es la primera etapa en la formación de rocas sedimentarias. Para que los geólogos que trabajan en tierra puedan descifrar correctamente la historia geológica de un territorio determinado, es necesario estudiar en detalle los procesos modernos de sedimentación.
Como resultó en las últimas décadas, la corteza terrestre bajo el océano es muy móvil. En el fondo del océano se forman cadenas montañosas, profundos valles y conos volcánicos. En una palabra, el fondo del océano "vive" violentamente y, a menudo, allí se producen terremotos tan fuertes que enormes olas de tsunami devastadoras recorren rápidamente la superficie del océano.
Al intentar explorar la naturaleza del océano, esta grandiosa esfera de la tierra, los científicos encuentran ciertas dificultades, para superarlas tienen que utilizar los métodos de todas las ciencias naturales básicas: física, química, matemáticas, biología, geología. Se suele hablar de la oceanología como una unión de varias ciencias, una federación de ciencias unidas por el tema de investigación. Este enfoque del estudio de la naturaleza del océano se refleja en el deseo natural de profundizar en sus secretos y en la urgente necesidad de conocer profunda y exhaustivamente los rasgos característicos de su naturaleza.
Estos problemas son muy complejos y deben ser resueltos por un gran equipo de científicos y especialistas. Para imaginar exactamente cómo se hace esto, consideremos las tres áreas más actuales de la ciencia oceanológica:
- interacción entre el océano y la atmósfera;
- estructura biológica del océano;
- Geología del fondo del océano y sus recursos minerales.
El buque de investigación soviético más antiguo "Vityaz" ha cumplido muchos años de trabajo incansable. Llegó al puerto marítimo de Kaliningrado. Finalizó el 65º vuelo de despedida, que duró más de dos meses.
Aquí está la última entrada "en ejecución" en el diario de a bordo de un veterano de nuestra flota oceanográfica, que durante más de treinta años de viajes dejó más de un millón de millas detrás de la popa.
En una conversación con un corresponsal de Pravda, el jefe de la expedición, el profesor A. A. Aksenov, señaló que el 65º vuelo del Vityaz, como todos los anteriores, fue un éxito. Una investigación exhaustiva en las zonas de aguas profundas del mar Mediterráneo y el océano Atlántico ha arrojado nuevos datos científicos que enriquecerán nuestro conocimiento de la vida marina.
Vityaz tendrá su base temporal en Kaliningrado. Se espera que luego sirva de base para la creación de un museo del Océano Mundial.
Desde hace varios años, científicos de muchos países trabajan en el proyecto internacional PIGAP (programa para el estudio de los procesos atmosféricos globales). El objetivo de este trabajo es encontrar un método fiable para la predicción del tiempo. No es necesario explicar lo importante que es esto. Se podrá saber de antemano sobre sequías, inundaciones, precipitaciones, fuertes vientos, calor y frío...
Hasta el momento nadie puede dar tal pronóstico. ¿Cuál es la principal dificultad? Es imposible describir con precisión mediante ecuaciones matemáticas los procesos de interacción entre el océano y la atmósfera.
Casi toda el agua que cae sobre la tierra en forma de lluvia y luz ingresa a la atmósfera desde la superficie del océano. Las aguas del océano en los trópicos se calientan mucho y las corrientes transportan este calor a latitudes altas. Sobre el océano surgen enormes vórtices: ciclones, que determinan el clima en tierra.
El océano es la cocina del tiempo... Pero hay muy pocas estaciones permanentes de observación del tiempo en el océano. Se trata de algunas islas y varias estaciones flotantes automáticas.
Los científicos están intentando construir un modelo matemático de la interacción entre el océano y la atmósfera, pero debe ser real y preciso, y para ello faltan datos sobre el estado de la atmósfera sobre el océano.
Se encontró una solución tomando medidas de forma muy precisa y continua en una pequeña zona del océano desde barcos, aviones y satélites meteorológicos. En 1974 se llevó a cabo en el océano Atlántico tropical un experimento internacional llamado "Tropex", del que se obtuvieron datos muy importantes para construir un modelo matemático.
Es necesario conocer todo el sistema de corrientes del océano. Las corrientes transportan calor (y frío), sales minerales nutritivas necesarias para el desarrollo de la vida. Hace mucho tiempo, los marineros empezaron a recopilar información sobre las corrientes. Comenzó en los siglos XV-XVI, cuando los veleros entraron en mar abierto. Hoy en día, todos los navegantes saben que existen mapas detallados de corrientes superficiales y los utilizan. Sin embargo, en los últimos 20 o 30 años se han realizado descubrimientos que han demostrado lo inexactos que son los mapas actuales y lo complejo que es el panorama general de la circulación oceánica.
En la zona ecuatorial de los océanos Pacífico y Atlántico se han explorado, medido y cartografiado poderosas corrientes profundas. Se les conoce como Corriente de Cromwell en el Pacífico y Corriente de Lomonosov en el Océano Atlántico.
En el Océano Atlántico occidental se descubrió la profunda contracorriente Antilo-Guayana. Y bajo la famosa Corriente del Golfo estaba la Contracorriente del Golfo.
En 1970, los científicos soviéticos realizaron un estudio muy interesante. Se instalaron una serie de estaciones de boyas en el Océano Atlántico tropical. En cada estación se registraron continuamente las corrientes a distintas profundidades. Las mediciones duraron seis meses y periódicamente se realizaron estudios hidrológicos en la zona de medición para obtener datos sobre el patrón general del movimiento del agua. Después de procesar y resumir los materiales de medición, surgió un patrón general muy importante. Resulta que la idea previamente existente sobre la naturaleza relativamente uniforme de la corriente constante de los vientos alisios, excitada por los vientos alisios del norte, no se corresponde con la realidad. Este arroyo, este enorme río de riberas líquidas, no existe.
En la zona de la corriente de los vientos alisios se mueven enormes vórtices y remolinos, de decenas e incluso cientos de kilómetros de tamaño. El centro de dicho vórtice se mueve a una velocidad de aproximadamente 10 cm/s, pero en la periferia del vórtice la velocidad del flujo es mucho mayor. Este descubrimiento de los científicos soviéticos fue confirmado más tarde por investigadores estadounidenses, y en 1973 se rastrearon vórtices similares en expediciones soviéticas que trabajaban en el Océano Pacífico Norte.
En 1977-1978 Se llevó a cabo un experimento especial para estudiar la estructura de los vórtices de las corrientes en la región del Mar de los Sargazos en el Atlántico Norte occidental. Las expediciones soviéticas y estadounidenses midieron continuamente las corrientes en una gran superficie durante 15 meses. Este enorme material aún no ha sido analizado completamente, pero la formulación del problema en sí requirió mediciones masivas especialmente diseñadas.
Se presta especial atención a los llamados remolinos sinópticos en el océano porque son ellos los que transportan la mayor parte de la energía actual. En consecuencia, su cuidadoso estudio puede acercar significativamente a los científicos a resolver el problema de la predicción meteorológica a largo plazo.
En los últimos años se ha descubierto otro fenómeno interesante asociado a las corrientes oceánicas. Al este y al oeste de la poderosa corriente oceánica Corriente del Golfo se han descubierto los llamados anillos (anillos) muy estables. Como un río, la Corriente del Golfo tiene fuertes curvas (meandros). En algunos lugares, los meandros se cierran y se forma un anillo en el que la temperatura del fondo difiere marcadamente en la periferia y en el centro. Estos anillos también se han localizado en la periferia de la poderosa corriente de Kuroshio en la parte noroeste del Océano Pacífico. Observaciones especiales de los anillos en los océanos Atlántico y Pacífico mostraron que estas formaciones son muy estables y mantienen una diferencia significativa en la temperatura del agua en la periferia y dentro del anillo durante 2 a 3 años.
En 1969 se utilizaron por primera vez sondas especiales para medir continuamente la temperatura y la salinidad a distintas profundidades. Antes, la temperatura se medía con termómetros de mercurio en varios puntos a diferentes profundidades y el agua se elevaba desde las mismas profundidades en batómetros. Luego se determinó la salinidad del agua y se representaron en un gráfico los valores de salinidad y temperatura. Se obtuvo la distribución de estas propiedades del agua en profundidad. Las mediciones en puntos individuales (discretos) ni siquiera nos permitieron suponer que la temperatura del agua cambia con la profundidad de manera tan compleja como lo demuestran las mediciones continuas con una sonda.
Resultó que toda la masa de agua desde la superficie hasta grandes profundidades está dividida en capas delgadas. La diferencia de temperatura entre capas horizontales adyacentes alcanza varias décimas de grado. Estas capas, de varios centímetros a varios metros de espesor, a veces existen durante varias horas y otras desaparecen en unos minutos.
Las primeras mediciones, realizadas en 1969, a muchos les parecieron un fenómeno aleatorio en el océano. Es imposible, decían los escépticos, que las poderosas olas y corrientes del océano no mezclen el agua. Pero en los años siguientes, cuando se realizaron sondeos de la columna de agua con instrumentos precisos en todo el océano, resultó que la estructura de capas delgadas de la columna de agua se encontraba en todas partes y siempre. Las razones de este fenómeno no están del todo claras. Hasta ahora lo explican de esta manera: por una razón u otra, en la columna de agua aparecen numerosos límites bastante claros que separan capas con diferentes densidades. En el límite de dos capas de diferente densidad, muy fácilmente surgen ondas internas que mezclan el agua. En el proceso de destrucción de las ondas internas, aparecen nuevas capas homogéneas y los límites de las capas se forman en otras profundidades. Así, este proceso se repite muchas veces, la profundidad y el espesor de las capas con límites definidos cambian, pero el carácter general de la columna de agua permanece sin cambios.
En 1979 se inició la fase experimental del Programa Internacional para el Estudio de Procesos Atmosféricos Globales (PIGAP). Varias docenas de barcos, estaciones automáticas de observación en el océano, aviones especiales y satélites meteorológicos: toda esta amplia gama de equipos de investigación opera en todo el Océano Mundial. Todos los participantes en este experimento trabajan según un programa único acordado para que, comparando los materiales del experimento internacional, sea posible construir un modelo global del estado de la atmósfera y el océano.
Si tenemos en cuenta que, además de la tarea general de encontrar un método fiable para la predicción meteorológica a largo plazo, es necesario conocer muchos hechos particulares, entonces la tarea general de la física oceánica parecerá muy, muy compleja: métodos de medición, los instrumentos cuyo funcionamiento se basa en el uso de los circuitos electrónicos más modernos suponen un procesamiento bastante complicado de la información recibida con el uso obligatorio de una computadora; construcción de modelos matemáticos muy complejos y originales de procesos que se desarrollan en la columna de agua del océano y en el límite con la atmósfera; realizando extensos experimentos en áreas características del océano. Éstas son las características generales de la investigación moderna en el campo de la física oceánica.
Surgen dificultades especiales al estudiar la materia viva en el océano. Hace relativamente poco tiempo que se han obtenido los materiales necesarios para una caracterización general de la estructura biológica del océano.
Sólo en 1949 se descubrió vida a profundidades de más de 6.000 m. Posteriormente, la fauna de las profundidades marinas, la fauna ultraabismal, resultó ser un objeto muy interesante de investigación especial. A tales profundidades, las condiciones de vida son muy estables en una escala de tiempo geológico. A partir de la similitud de la fauna ultraabismal, es posible establecer las antiguas conexiones de cuencas oceánicas individuales y restaurar las condiciones geográficas del pasado geológico. Por ejemplo, al comparar la fauna de las profundidades del Mar Caribe y el Océano Pacífico oriental, los científicos han determinado que en el pasado geológico no existió el Istmo de Panamá.
Un poco más tarde, se hizo un descubrimiento sorprendente: se descubrió una nueva especie de animal en el océano: la pogonophora. Un estudio exhaustivo de su anatomía y clasificación sistemática formó el contenido de una de las obras más destacadas de la biología moderna: la monografía "Pogonóforos" de A. V. Ivanov. Estos dos ejemplos muestran lo difícil que ha sido estudiar la distribución de la vida en el océano y, más aún, los patrones generales de funcionamiento de los sistemas biológicos del océano.
Al comparar hechos dispares y comparar la biología de los principales grupos de plantas y animales, los científicos han llegado a conclusiones importantes. La producción biológica total del Océano Mundial resultó ser algo menor que el valor similar que caracteriza a toda la superficie terrestre, a pesar de que la superficie del océano es 2,5 veces mayor que la de la tierra. Esto se debe al hecho de que las áreas de alta productividad biológica son la periferia del océano y las áreas de aguas profundas en aumento. El resto del océano es un desierto casi sin vida, en el que sólo se pueden encontrar grandes depredadores. Sólo los pequeños atolones de coral resultan ser oasis aislados en el desierto oceánico.
Otro hallazgo importante se refiere a las características generales de las redes alimentarias oceánicas. El primer eslabón de la cadena alimentaria es el fitoplancton de algas verdes unicelulares. El siguiente eslabón es el zooplancton, luego los peces planctívoros y los depredadores. Los animales lecheros (el bentos, que también sirve de alimento para los peces) son esenciales.
La reproducción en cada nivel de valor alimentario es tal que la biomasa producida es 10 veces mayor que su consumo. Es decir, el 90%, por ejemplo, del fitoplancton muere de forma natural y sólo el 10% sirve de alimento al zooplancton. También se ha establecido que los crustáceos del zooplancton realizan migraciones verticales diarias en busca de alimento. Más recientemente, se encontraron coágulos de bacterias en la dieta de los crustáceos del zooplancton, y este tipo de alimento representaba hasta el 30% del volumen total. El resultado general de la investigación moderna en biología oceánica es que se ha encontrado un enfoque y se ha construido el primer modelo matemático de bloque del sistema ecológico del océano abierto. Este es el primer paso hacia la regulación artificial de la productividad biológica del océano.
¿Qué métodos utilizan los biólogos en el océano?
En primer lugar, una variedad de artes de pesca. Los pequeños organismos de plancton se capturan con redes especiales de conos. Como resultado de la pesca se obtiene una cantidad media de plancton en unidades de peso por unidad de volumen de agua. Estas redes se pueden utilizar para pescar horizontes individuales de la columna de agua o para "filtrar" agua desde una profundidad determinada hasta la superficie. Los animales del fondo son capturados con varias herramientas remolcadas por el fondo. Los peces y otros organismos necton se capturan con redes de arrastre de media agua.
Se utilizan métodos únicos para estudiar las relaciones nutricionales de diferentes grupos de plancton. Los organismos se "marcan" con sustancias radiactivas y luego se determina la cantidad y el ritmo de pastoreo en el siguiente eslabón de la cadena alimentaria.
En los últimos años se han utilizado métodos físicos para determinar indirectamente la cantidad de plancton en el agua. Uno de estos métodos se basa en el uso de un rayo láser, que sondea la capa superficial del agua en el océano y proporciona datos sobre la cantidad total de fitoplancton. Otro método físico se basa en el uso de la capacidad de los organismos del plancton para brillar: la bioluminiscencia. Se sumerge en agua un batómetro de sonda especial y, mientras se sumerge, se registra la intensidad de la bioluminiscencia como indicador de la cantidad de plancton. Estos métodos caracterizan muy rápida y completamente la distribución del plancton en múltiples puntos de sondeo.
Un elemento importante en el estudio de la estructura biológica del océano es la investigación química. El contenido de nutrientes (sales minerales de nitrógeno y fósforo), oxígeno disuelto y otras características importantes del hábitat de los organismos se determinan mediante métodos químicos. Las determinaciones químicas cuidadosas son especialmente importantes cuando se estudian áreas costeras altamente productivas: zonas de afloramiento. Aquí, con vientos regulares y fuertes provenientes de la costa, se produce una fuerte acumulación de agua, acompañada del ascenso de aguas profundas y su distribución en la zona somera de la plataforma. Las aguas profundas contienen cantidades disueltas de cantidades significativas de sales minerales de nitrógeno y fósforo. Como resultado, el fitoplancton florece en la zona de afloramiento y, en última instancia, se forma un área de agregaciones de peces comerciales.
La predicción y el registro de las características específicas del hábitat en la zona de surgencia se realizan mediante métodos químicos. Así, en biología, la cuestión de los métodos de investigación aceptables y aplicables se está resolviendo de manera integral en nuestro tiempo. Si bien utilizan ampliamente los métodos tradicionales de la biología, los investigadores utilizan cada vez más métodos de la física y la química. El procesamiento de materiales, así como su generalización en forma de modelos optimizados, se lleva a cabo utilizando los métodos de las matemáticas modernas.
En el campo del estudio de la geología oceánica durante los últimos 30 años, se han obtenido tantos datos nuevos que muchas ideas tradicionales tuvieron que cambiarse radicalmente.
Hace apenas 30 años, medir la profundidad del fondo del océano era extremadamente difícil. Fue necesario bajar al agua un lote pesado con una carga suspendida de un largo cable de acero. Además, los resultados eran a menudo erróneos y los puntos con las profundidades medidas estaban separados por cientos de kilómetros entre sí. Por lo tanto, la idea predominante era la de ver las vastas extensiones del fondo del océano como llanuras gigantescas.
En 1937 se utilizó por primera vez un nuevo método para medir la profundidad, basado en el efecto de reflexión de una señal sonora desde el fondo.
El principio de medir la profundidad con una ecosonda es muy sencillo. Un vibrador especial montado en la parte inferior del casco del barco emite señales acústicas pulsantes. Las señales se reflejan desde la superficie inferior y son captadas por el dispositivo receptor de la ecosonda. El tiempo de ida y vuelta de la señal depende de la profundidad, y en la cinta se dibuja un perfil continuo del fondo a medida que el barco se mueve. Una serie de estos perfiles, separados por distancias relativamente cortas, permite trazar líneas de igual profundidad en el mapa (isobatas) y representar el relieve del fondo.
Las mediciones de profundidad con ecosondas cambiaron la comprensión previa de los científicos sobre la topografía del fondo del océano.
Cómo se ve?
Desde la costa se extiende una franja, que se llama plataforma continental. Las profundidades en la plataforma continental no suelen superar los 200-300 m.
En la zona superior de la plataforma continental se produce una continua y rápida transformación del relieve. La orilla retrocede bajo la presión de las olas y, al mismo tiempo, aparecen grandes acumulaciones de escombros bajo el agua. Es aquí donde se forman grandes depósitos de arena, grava y guijarros, un excelente material de construcción, triturado y clasificado por la propia naturaleza. Varios asadores, terraplenes, barras, a su vez, construyen la costa en otro lugar, separan lagunas y bloquean las desembocaduras de los ríos.
En la zona tropical del océano, donde el agua es muy limpia y cálida, crecen grandiosas estructuras de coral: arrecifes costeros y de barrera. Se extienden por cientos de kilómetros. Los arrecifes de coral brindan refugio a una gran variedad de organismos y juntos forman un sistema biológico complejo y extraordinario. En una palabra, la zona de la plataforma superior "vive" con una vibrante vida geológica.
A profundidades de 100 a 200 m, los procesos geológicos parecen congelarse. El relieve se nivela y en el fondo aparecen numerosos afloramientos de lecho rocoso. La destrucción de las rocas es muy lenta.
En el borde exterior de la plataforma, frente al océano, la caída de la superficie del fondo se vuelve más pronunciada. A veces las pendientes alcanzan los 40-50°. Este es un talud continental. Su superficie está atravesada por cañones submarinos. Aquí tienen lugar procesos intensos y a veces catastróficos. El limo se acumula en las laderas de los cañones submarinos. En ocasiones, la estabilidad de las acumulaciones se rompe repentinamente y una corriente de lodo cae por el fondo del cañón.
El flujo de lodo llega a la boca del cañón, y aquí la mayor parte de la arena y los grandes escombros depositados forman un cono aluvial: un delta submarino. Una corriente de turbidez emerge más allá del pie continental. A menudo, los abanicos aluviales individuales están conectados y se forma una franja continua de sedimentos sueltos de gran espesor en el pie continental.
El 53% de la superficie del fondo está ocupada por el fondo del océano, una zona que hasta hace poco se consideraba una llanura. De hecho, el relieve del fondo del océano es bastante complejo: levantamientos de diversas estructuras y orígenes lo dividen en enormes cuencas. El tamaño de las cuencas oceánicas se puede estimar a partir de al menos un ejemplo: las cuencas norte y este del Océano Pacífico ocupan un área mayor que toda América del Norte.
En una gran superficie de las propias cuencas, domina el terreno montañoso, a veces hay montes submarinos individuales. La altura de las montañas oceánicas alcanza los 5-6 km y sus picos a menudo se elevan por encima del agua.
En otras zonas, el fondo del océano está atravesado por enormes y suaves olas de varios cientos de kilómetros de ancho. Normalmente, en estas murallas se encuentran islas volcánicas. En el Océano Pacífico, por ejemplo, se encuentra la Muralla Hawaiana, en la que se encuentra una cadena de islas con volcanes activos y lagos de lava.
En muchos lugares los conos volcánicos se elevan desde el fondo del océano. A veces la cima de un volcán llega a la superficie del agua y luego aparece una isla. Algunas de estas islas están siendo destruidas gradualmente y ocultadas bajo el agua.
En el Océano Pacífico se han descubierto varios cientos de conos volcánicos con evidentes huellas de la acción de las olas en sus cimas planas, sumergidos a una profundidad de 1000-1300 m.
La evolución de los volcanes puede ser diferente. Los corales formadores de arrecifes se asientan en la cima del volcán. A medida que los corales se hunden lentamente, construyen el arrecife y, con el tiempo, se forma una isla circular: un atolón con una laguna en el medio. El crecimiento de un arrecife de coral puede continuar durante mucho tiempo. Se han realizado perforaciones en algunos atolones del Pacífico para determinar el espesor de las calizas coralinas. Resultó que llega al año 1500. Esto significa que la cima del volcán se hundió lentamente, durante unos 20 mil años.
Al estudiar la topografía del fondo y la estructura geológica de la corteza sólida del océano, los científicos llegaron a nuevas conclusiones. La corteza terrestre bajo el fondo del océano resultó ser mucho más delgada que en los continentes. En los continentes, el espesor de la capa sólida de la Tierra, la litosfera, alcanza los 50-60 km, y en el océano no supera los 5-7 km.
También resultó que la litosfera terrestre y oceánica difiere en la composición de las rocas. Debajo de la capa de rocas sueltas, producto de la destrucción de la superficie terrestre, se encuentra una gruesa capa de granito, sobre la cual se encuentra una capa de basalto. En el océano no hay ninguna capa de granito y los sedimentos sueltos se encuentran directamente sobre los basaltos.
Aún más importante fue el descubrimiento de un vasto sistema de cadenas montañosas en el fondo del océano. El sistema montañoso de dorsales oceánicas se extiende por todos los océanos a lo largo de 80.000 km. En tamaño, las crestas submarinas sólo son comparables a las montañas más grandes terrestres, por ejemplo el Himalaya. Las crestas de las crestas submarinas suelen estar cortadas a lo largo por profundos desfiladeros, que se han denominado valles de rift o fisuras. Su continuación se puede rastrear en tierra.
Los científicos se han dado cuenta de que el sistema global de rift es un fenómeno muy importante en el desarrollo geológico de todo nuestro planeta. Comenzó un período de estudio cuidadoso del sistema de zonas de ruptura y pronto se obtuvieron datos tan importantes que hubo un cambio brusco en las ideas sobre la historia geológica de la Tierra.
Ahora los científicos han vuelto a recurrir a la hipótesis medio olvidada de la deriva continental, expresada por el científico alemán A. Wegener a principios de siglo. Se hizo una cuidadosa comparación de los contornos de los continentes separados por el Océano Atlántico. Al mismo tiempo, el geofísico Ya. Bullard combinó los contornos de Europa y América del Norte, África y América del Sur, no a lo largo de las costas, sino a lo largo de la línea media del talud continental, aproximadamente a lo largo de una isóbata de 1000 m. océano coincidieron con tanta precisión que incluso los escépticos empedernidos no podían dudar del enorme movimiento horizontal real de los continentes.
Particularmente convincentes fueron los datos obtenidos durante los estudios geomagnéticos en la zona de las dorsales oceánicas. Resultó que la lava basáltica que hizo erupción se mueve gradualmente hacia ambos lados de la cresta de la cresta. Así, se obtuvo evidencia directa de la expansión de los océanos, la expansión de la corteza terrestre en la región del rift y, en consecuencia, la deriva continental.
Las perforaciones profundas en el océano realizadas desde hace varios años por el buque estadounidense Glomar Challenger han confirmado una vez más la expansión de los océanos. Incluso establecieron la expansión promedio del Océano Atlántico: varios centímetros por año.
También fue posible explicar el aumento de la sismicidad y el vulcanismo en la periferia de los océanos.
Todos estos nuevos datos sirvieron de base para crear una hipótesis (a menudo llamada teoría, sus argumentos son muy convincentes) sobre la tectónica (movilidad) de las placas litosféricas.
La formulación original de esta teoría pertenece a los científicos estadounidenses G. Hess y R. Dietz. Posteriormente fue desarrollado y complementado por científicos soviéticos, franceses y otros. El significado de la nueva teoría se reduce a la idea de que la capa rígida de la Tierra, la litosfera, está dividida en placas separadas. Estas placas experimentan movimientos horizontales. Las fuerzas que ponen en movimiento las placas litosféricas son generadas por corrientes convectivas, es decir, flujos de la sustancia líquida ardiente profunda de la Tierra.
La extensión de las placas hacia los lados va acompañada de la formación de dorsales en medio del océano, en cuyas crestas aparecen enormes grietas. La lava basáltica fluye a través de grietas.
En otras zonas, las placas litosféricas se acercan y chocan. En estas colisiones, por regla general, el borde de una placa se mueve debajo de la otra. En la periferia de los océanos se conocen zonas de subcompresión modernas, donde a menudo se producen fuertes terremotos.
La teoría de la tectónica de placas está respaldada por muchos datos obtenidos durante los últimos quince años en el océano.
La base general de las ideas modernas sobre la estructura interna de la Tierra y los procesos que ocurren en sus profundidades es la hipótesis cosmogónica del académico O. Yu. Schmidt. Según sus ideas, la Tierra, al igual que otros planetas del sistema solar, se formó por la unión de la sustancia fría de una nube de polvo. Un mayor crecimiento de la Tierra se produjo al capturar nuevas porciones de materia de meteoritos mientras pasaban a través de la nube de polvo que una vez rodeó al Sol. A medida que el planeta crecía, los meteoritos pesados (de hierro) se hundían y los ligeros (de piedra) flotaban. Este proceso (separación, diferenciación) fue tan poderoso que dentro del planeta la sustancia se fundió y se dividió en una parte refractaria (pesada) y una parte fusible (más liviana). Al mismo tiempo, también en el interior de la Tierra funcionaba la calefacción radiactiva. Todos estos procesos llevaron a la formación de un núcleo interior pesado, un núcleo exterior más ligero y un manto superior e inferior. Los datos y cálculos geofísicos muestran que en las entrañas de la Tierra se esconde una energía enorme, verdaderamente capaz de transformar decisivamente la capa sólida: la litosfera.
Basado en la hipótesis cosmogónica de O. 10. Schmidt, el académico A.P. Vinogradov desarrolló una teoría geoquímica del origen del océano. A.P. Vinogradov, mediante cálculos precisos, así como experimentos para estudiar la diferenciación de la sustancia fundida de los meteoritos, estableció que la masa de agua del océano y la atmósfera terrestre se formó en el proceso de desgasificación de la sustancia del manto superior. Este proceso continúa en nuestro tiempo. En el manto superior se produce una diferenciación continua de materia y su parte más fusible penetra en la superficie de la litosfera en forma de lava basáltica.
Las ideas sobre la estructura de la corteza terrestre y su dinámica son cada vez más precisas.
En 1973 y 1974 Se llevó a cabo una inusual expedición submarina en el Océano Atlántico. En una zona preseleccionada de la Cordillera del Atlántico Medio se llevaron a cabo inmersiones en aguas profundas con sumergibles y se exploró en detalle una pequeña pero muy importante sección del fondo del océano.
Al explorar el fondo desde embarcaciones de superficie durante la preparación de la expedición, los científicos estudiaron en detalle la topografía del fondo y descubrieron un área dentro de la cual había un profundo desfiladero que cortaba a lo largo de la cresta de una cresta submarina: el valle del rift. En la misma zona hay una falla transformante, claramente expresada en el relieve, transversal a la cresta de la cresta y al desfiladero del rift.
Esta típica estructura del fondo (un desfiladero, una falla transformante, volcanes jóvenes) fue examinada desde tres barcos submarinos. La expedición incluía el batiscafo francés "Arquímedes" con el buque especial "Marseille Le Bihan" que apoyaba su trabajo, el submarino francés "Siana" con el buque "Norua", el buque de investigación estadounidense "Knorr", el submarino estadounidense "Alvin" con el barco "Lulu" .
Se realizaron un total de 51 inmersiones en aguas profundas a lo largo de dos temporadas.
Al realizar inmersiones en aguas profundas hasta 3000 m, las tripulaciones de los barcos submarinos encontraron algunas dificultades.
Lo primero que inicialmente complicó mucho la investigación fue la imposibilidad de determinar la ubicación del vehículo submarino en condiciones de terreno muy disecado.
El vehículo submarino debía moverse manteniendo una distancia del fondo de no más de 5 m En pendientes pronunciadas y atravesando valles estrechos, el batiscafo y los submarinos no podían utilizar el sistema de balizas acústicas, ya que las montañas submarinas impedían el paso de las señales. Por este motivo, en los buques de apoyo se puso en funcionamiento un sistema a bordo con el que se pudo determinar la ubicación exacta del buque submarino. El buque de apoyo siguió el vehículo submarino y controló su movimiento. A veces existía un peligro directo para el vehículo submarino, y un día surgió tal situación.
El 17 de julio de 1974, el submarino Alvin quedó literalmente atrapado en una estrecha grieta y pasó dos horas y media intentando salir de la trampa. La tripulación de Alvin mostró un ingenio y una compostura sorprendentes: después de abandonar la trampa no salieron a la superficie, sino que continuaron explorando durante otras dos horas.
Además de las observaciones directas y mediciones desde sumergibles, fotografías y tomas de muestras, en la zona de expedición se llevaron a cabo perforaciones desde el famoso buque especial Glomar Challenger.
Por último, se tomaron periódicamente mediciones geofísicas desde el buque de investigación Knorr, complementando el trabajo de los observadores sumergibles.
Como resultado, se realizaron 91 km de observaciones de ruta, se tomaron 23 mil fotografías en una pequeña zona del fondo, se recolectaron más de 2 toneladas de muestras de rocas y se realizaron más de 100 grabaciones de video.
Los resultados científicos de esta expedición (conocida como Famosa) son muy importantes. Por primera vez, los vehículos submarinos se utilizaron no sólo para observar el mundo submarino, sino también para investigaciones geológicas específicas, similares a los estudios detallados que realizan los geólogos en tierra.
Por primera vez se obtuvo evidencia directa del movimiento de placas litosféricas a lo largo de los límites. En este caso se exploró el límite entre las placas americana y africana.
Se determinó la anchura de la zona situada entre las placas litosféricas en movimiento. Inesperadamente resultó que esta zona, donde la corteza terrestre forma un sistema de grietas y donde la lava basáltica fluye hacia la superficie inferior, es decir, se forma una nueva corteza terrestre, esta zona tiene menos de un kilómetro de ancho.
Se realizó un descubrimiento muy importante en las laderas de cerros submarinos. En una de las inmersiones del sumergible Siana se descubrieron en la ladera de una colina fragmentos sueltos fisurados, muy diferentes a varios fragmentos de lava basáltica. Luego de la salida a la superficie del Siana, se determinó que se trataba de mineral de manganeso. Un examen más detallado de la zona donde se distribuyen los minerales de manganeso llevó al descubrimiento de un antiguo depósito hidrotermal en la superficie del fondo. Las inmersiones repetidas arrojaron nuevos materiales que demuestran que, de hecho, debido a la aparición de aguas termales desde las profundidades del fondo hasta la superficie del fondo, en esta pequeña zona del fondo se encuentran minerales de hierro y manganeso.
Durante la expedición surgieron muchos problemas técnicos y hubo fracasos, pero la valiosa experiencia de la investigación geológica intencionada adquirida durante dos temporadas es también un resultado importante de este extraordinario experimento oceanológico.
Los métodos para estudiar la estructura de la corteza terrestre en el océano difieren en algunas características. La topografía del fondo se estudia no sólo con la ayuda de ecosondas, sino también con localizadores de barrido lateral y ecosondas especiales, que dan una imagen del relieve dentro de una franja de igual ancho a la profundidad del lugar. Estos nuevos métodos proporcionan resultados más precisos y permiten representar el relieve con mayor precisión en los mapas.
En los buques de investigación se realizan estudios gravimétricos con gravímetros a bordo y se examinan las anomalías magnéticas. Estos datos permiten juzgar la estructura de la corteza terrestre bajo el océano. El principal método de investigación es el sondeo sísmico. Se coloca una pequeña carga explosiva en la columna de agua y se genera una explosión. Un dispositivo receptor especial registra la hora de llegada de las señales reflejadas. Los cálculos determinan la velocidad de propagación de las ondas longitudinales provocadas por una explosión en la corteza terrestre. Los valores de velocidad característicos permiten dividir la litosfera en varias capas de diferente composición.
Actualmente se utilizan como fuente dispositivos neumáticos o de descarga eléctrica. En el primer caso, se libera al agua (casi instantáneamente) un pequeño volumen de aire comprimido en un dispositivo especial con una presión de 250-300 atm. A poca profundidad, la burbuja de aire se expande bruscamente, simulando así una explosión. La repetición frecuente de tales explosiones, causadas por un dispositivo llamado pistola de aire comprimido, proporciona un perfil de sondeo sísmico continuo y, por lo tanto, un perfil bastante detallado de la estructura de la corteza terrestre a lo largo de toda la tachuela.
De forma similar se utiliza un perfilógrafo con un descargador eléctrico (chispa). En esta versión del equipo sísmico, la potencia de la descarga que provoca oscilaciones suele ser pequeña, y se utiliza una chispa para estudiar la potencia y distribución de las capas no consolidadas de sedimentos del fondo.
Para estudiar la composición de los sedimentos del fondo y obtener muestras de ellos se utilizan varios sistemas de tubos de suelo y cucharas de fondo. Los tubos de suelo tienen, dependiendo de la tarea de investigación, diferentes diámetros, normalmente soportan una carga pesada para una máxima penetración en el suelo, a veces tienen un pistón en su interior y llevan uno u otro contactor (rompe núcleos) en el extremo inferior. El tubo se sumerge en agua y sedimento en el fondo a una profundidad particular (pero generalmente no más de 12 a 15 m), y el núcleo así extraído, generalmente llamado núcleo, se eleva a la cubierta del barco.
Los captadores de fondo, que son dispositivos de tipo cuchara, parecen recortar un pequeño monolito de la capa superficial del suelo del fondo, que se entrega a la cubierta del barco. Se han desarrollado modelos de dragas autoflotantes. Eliminan la necesidad de un cable y un cabrestante y simplifican enormemente el método de obtención de una muestra. En las zonas costeras del océano a poca profundidad, se utilizan tubos de suelo de pistón vibratorio. Con su ayuda es posible obtener columnas de hasta 5 m de largo en suelos arenosos.
Obviamente, no todos los dispositivos enumerados se pueden utilizar para obtener muestras (núcleos) de rocas del fondo que están compactadas y tienen un espesor de decenas y cientos de metros. Estas muestras se obtienen utilizando plataformas de perforación convencionales montadas en barcos. Para profundidades de plataforma relativamente pequeñas (hasta 150-200 m), se utilizan embarcaciones especiales que llevan una plataforma de perforación y se instalan en el punto de perforación sobre varios anclajes. La embarcación se mantiene en un punto ajustando la tensión de las cadenas que van a cada una de las cuatro anclas.
A miles de metros de profundidad en mar abierto, fondear un barco es técnicamente imposible. Por ello, se ha desarrollado un método especial de posicionamiento dinámico.
El barco perforador se dirige a un punto determinado y la precisión de la determinación de la ubicación está garantizada por un dispositivo de navegación especial que recibe señales de satélites terrestres artificiales. Luego se instala en la parte inferior un dispositivo bastante complejo, como una baliza acústica. Las señales de esta baliza son recibidas por un sistema instalado en el barco. Después de recibir la señal, dispositivos electrónicos especiales determinan el desplazamiento de la embarcación y envían instantáneamente una orden a los propulsores. Se enciende el grupo requerido de hélices y se restablece la posición de la embarcación. En la cubierta de un buque de perforación profunda se encuentra una torre de perforación con una unidad de perforación giratoria, un gran conjunto de tubos y un dispositivo especial para levantar y atornillar los tubos.
El buque perforador Glomar Challenger (hasta ahora el único) está realizando trabajos en un proyecto internacional de perforación en aguas profundas en mar abierto. Ya se han perforado más de 600 pozos, cuya profundidad máxima es de 1300 m. Los materiales obtenidos de las perforaciones en aguas profundas han revelado tantos hechos nuevos e inesperados que existe un extraordinario interés en estudiarlos. Al estudiar el fondo del océano se utilizan muchas técnicas y métodos diferentes, y podemos esperar la aparición de nuevos métodos que utilicen nuevos principios de medición en un futuro próximo.
En conclusión, cabe mencionar brevemente una tarea del programa general de investigación oceánica: el estudio de la contaminación. Las fuentes de contaminación de los océanos son variadas. Descarga de aguas residuales industriales y domésticas de empresas y ciudades costeras. La composición de los contaminantes aquí es extremadamente diversa: desde residuos de la industria nuclear hasta los modernos detergentes sintéticos. Una contaminación significativa es generada por las descargas de barcos que navegan por el océano y, a veces, por derrames de petróleo catastróficos durante accidentes de petroleros y pozos de petróleo en alta mar. Hay otra forma de contaminar el océano: a través de la atmósfera. Las corrientes de aire transportan a grandes distancias, por ejemplo, el plomo que llega a la atmósfera con los gases de escape de los motores de combustión interna. Durante el intercambio de gases con la atmósfera, el plomo ingresa al agua y se encuentra, por ejemplo, en aguas antárticas.
Las definiciones de contaminación ahora están organizadas en un sistema de observación internacional especial. En este caso, las observaciones sistemáticas del contenido de contaminantes en el agua se asignan a los buques correspondientes.
La contaminación más extendida en el océano son los productos derivados del petróleo. Para controlarlo no sólo se utilizan métodos químicos de determinación, sino principalmente métodos ópticos. En aviones y helicópteros se instalan dispositivos ópticos especiales, con la ayuda de los cuales se determinan los límites del área cubierta por la película de aceite e incluso el espesor de la película.
La naturaleza del Océano Mundial, este enorme sistema ecológico, en sentido figurado, de nuestro planeta, aún no se ha estudiado lo suficiente. Prueba de ello son los descubrimientos recientes en diversos campos de la oceanología. Los métodos para estudiar el océano mundial son bastante diversos. Sin duda, en el futuro, a medida que se encuentren y apliquen nuevos métodos de investigación, la ciencia se enriquecerá con nuevos descubrimientos.
Si encuentra un error, resalte un fragmento de texto y haga clic en Ctrl+Entrar.
Incluso los pueblos primitivos comenzaron a acumular conocimientos sobre lo que les rodeaba. A medida que la humanidad se desarrolló, este conocimiento se hizo cada vez más abundante. La gente buscaba comprender el mundo que los rodeaba lo más profundamente posible. Poco a poco, surgieron y comenzaron a desarrollarse diversas ciencias. Algunos exploran la naturaleza, otros, la vida de las personas, su mundo espiritual, su historia, su cultura y su economía.
Antiguamente a la naturaleza se la llamaba “naturaleza”. Por tanto, las ciencias de la naturaleza recibieron el nombre general de ciencias naturales. Estudian una variedad de cuerpos, sustancias y fenómenos naturales. Cualquier objeto, cualquier ser vivo puede llamarse cuerpo. Las sustancias son de lo que están hechos los cuerpos. Y los fenómenos, como ya saben, son cualquier cambio que ocurre en la naturaleza.
Conozcamos las ciencias básicas de la naturaleza.
Astronomía
El nombre de esta ciencia proviene de las palabras griegas "astron" - "estrella", "nomos" - "ley".
La astronomía es la ciencia de los cuerpos celestes: su origen, estructura, composición, movimiento en el espacio exterior.
El mundo de los cuerpos celestes quizás nos parezca una parte particularmente misteriosa de la naturaleza. Y probablemente todos, más de una vez mirando hacia el distante y fascinante cielo estrellado, se sintieron a sí mismos, a todas las personas y a toda la Tierra como una pequeña parte de un mundo enorme y vasto: el Universo. La astronomía ya ha revelado muchos misterios del Universo y continúa desvelándolos, sorprendiendo la imaginación de la gente con nuevos descubrimientos.
Física
Traducido del griego, la palabra "physis" significa. "la naturaleza llama.
La física es una ciencia que estudia diversos fenómenos naturales.
A menudo nos encontramos con muchos de estos fenómenos en la vida cotidiana. Por ejemplo, el movimiento de los cuerpos, los cambios que se producen en los cuerpos cuando se calientan y enfrían, la electricidad, el sonido, la luz. Es la física la que responde a las preguntas de por qué brillan los relámpagos y rugen los truenos, cómo se produce un eco, qué es un arco iris... Pero la física no sólo explica lo que se puede ver en la naturaleza. Es la base de la tecnología. Sin conocimientos de física es imposible crear un coche, un avión, un frigorífico, una grúa o un ordenador. Es difícil siquiera imaginar cómo sería nuestra vida si no existiera la ciencia de la física.
Química
El origen del nombre de esta ciencia no se conoce con precisión, quizás de la palabra griega "himeusis" - "mezcla".
La química es la ciencia de las sustancias y sus transformaciones.
Ya sabes que los cuerpos están hechos de sustancias. El agua, el oxígeno, el dióxido de carbono, el azúcar, el almidón y la sal de mesa son ejemplos de sustancias. Se conocen muchos de ellos ahora: varios millones. Cada sustancia tiene sus propias propiedades. Bajo ciertas condiciones, otras pueden surgir de una sustancia. No hay milagro ni magia en tales transformaciones. Gracias a la química, la gente ha aprendido a obtener en laboratorios y plantas químicas aquellas sustancias que se necesitan en el hogar y en la vida cotidiana.
Geografía
Esta es otra ciencia de la tierra. Su nombre proviene de las palabras griegas "geo" - "tierra", "grapho" - "escritura", es decir, "descripción de la tierra".
De hecho, la geografía describe nuestro planeta: qué océanos y continentes hay, mares, lagos y ríos, tierras bajas, colinas y montañas, qué países, ciudades y pueblos surgieron en la Tierra, cuál es la vida y la economía de los pueblos que habitan nuestro planeta. La geografía estudia muchas cuestiones. Como puede ver, se refieren no sólo a la naturaleza, sino también a la vida y las actividades económicas de las personas. En qué secciones principales se divide la geografía y qué estudian, así como qué ciencias geográficas existen, aprenderá en el siguiente párrafo.
Biología
Traducido del griego, la palabra "bios" significa "vida", "logos" significa "ciencia, enseñanza".
La biología es la ciencia de la naturaleza viva.
Es imposible imaginar nuestro planeta sin seres vivos. Una variedad de criaturas (bacterias, protozoos, hongos, plantas, animales) habitaban los océanos y la tierra, las llanuras y las montañas, el suelo e incluso cuevas profundas y misteriosas. Nosotros mismos somos parte de la naturaleza viva. La biología responde a muchas preguntas: qué seres vivos hay en la Tierra y cuántos hay, cómo está estructurado y funciona un cuerpo vivo, cómo se reproducen y se desarrollan los organismos, cómo están conectados entre sí y con la naturaleza inanimada.
Ecología
El nombre de esta ciencia proviene de las palabras griegas "ekos" - "casa", "logos" - "ciencia, enseñanza".
La ecología es la ciencia de las relaciones de los organismos entre sí y con su entorno, de la interacción entre el hombre y la naturaleza.
La ecología surgió como parte de la biología, pero ahora se habla cada vez más de ella como una ciencia independiente: la ciencia del hogar natural de la humanidad. La palabra “ecología” se escucha a menudo en la radio, la televisión y aparece en los periódicos. Esto se debe a que nuestro hogar natural está en peligro. Para salvarlo, cada persona debe estar al menos un poco familiarizada con el medio ambiente.
La gente siempre ha buscado comprender el mundo que les rodea. Poco a poco, surgieron y comenzaron a desarrollarse diversas ciencias. Las ciencias de la naturaleza se llaman ciencias naturales. Estudian una variedad de cuerpos, sustancias y fenómenos naturales. Las ciencias naturales básicas incluyen astronomía, física, química, geografía, biología, geología y ecología. La astronomía es la ciencia de los cuerpos celestes. La física examina diversos fenómenos naturales. La química es la ciencia de las sustancias y sus transformaciones. La geografía estudia nuestro planeta. La biología es la ciencia de la naturaleza viva. La ecología es la ciencia de las relaciones de los organismos entre sí y con su entorno, de la interacción entre el hombre y la naturaleza.
- ¿Cuál es el nombre común de las ciencias naturales?
- ¿Qué son los cuerpos, las sustancias y los fenómenos naturales? Da ejemplos de cuerpos y sustancias que encuentres en la vida cotidiana.
- Enumera las ciencias naturales que conoces.
- ¿Qué estudia cada una de las ciencias naturales (astronomía, física, química, geografía, biología, ecología)?
- El gran científico inglés Isaac Newton escribió: “No sé de los demás, pero me siento como un niño que deambula todo el día a la orilla del agua, encontrando ahora una concha, ahora un guijarro pulido por las olas, mientras el vasto océano de la verdad se extiende ante él, ilimitada, inexplorada”. ¿Cómo explicas estas palabras?
Búsqueda de sitio.
HISTORIA, ESTADO ACTUAL Y PERSPECTIVAS
Se pueden distinguir varios períodos en la historia de la exploración oceánica y el desarrollo de la oceanología. Primer periodo La investigación desde la antigüedad hasta la era de los grandes descubrimientos geográficos está asociada con los descubrimientos de los egipcios, fenicios, habitantes de la isla de Creta y sus sucesores. Tenían una buena idea de los vientos, las corrientes y las costas de las aguas que conocían. El primer viaje históricamente probado lo realizaron los egipcios a lo largo del Mar Rojo desde el Golfo de Suez hasta el Golfo de Adén, abriendo el estrecho de Bab el-Mandeb.
Los fenicios, mitad mercaderes y mitad piratas, navegaban lejos de sus puertos de origen. Como todos los marineros de la antigüedad, nunca se alejaron voluntariamente de la costa más allá de su visibilidad y no navegaron ni en invierno ni de noche. El objetivo principal de sus viajes era extraer metales y cazar esclavos para Egipto y Babilonia, pero al mismo tiempo contribuyeron a la difusión del conocimiento geográfico del océano. El principal objeto de su investigación en el segundo milenio antes de Cristo fue el mar Mediterráneo. Además, navegaron por el mar Arábigo y el océano Índico hacia el este, donde, sorteando el estrecho de Malaca, pudieron haber llegado al océano Pacífico. Entre el 609 y el 595 a. C., los fenicios cruzaron el Mar Rojo en galeras, rodearon África y regresaron al Mar Mediterráneo a través del Estrecho de Gibraltar.
El descubrimiento del Océano Índico está asociado con los marineros de la antigua civilización Harappa que existió en la cuenca del Indo en el tercer y segundo milenio antes de Cristo. Utilizaban aves con fines de navegación y tenían un conocimiento claro de los monzones. Fueron los primeros en dominar la navegación costera en el Mar Arábigo y el Golfo de Omán, y abrieron el Estrecho de Ormuz. Posteriormente, los antiguos indios, navegando por la Bahía de Bengala, entraron en el Mar de China Meridional en el siglo VII a.C. y descubrieron la Península de Indochina. A finales del primer milenio antes de Cristo, tenían una flota enorme, lograron éxitos significativos en la ciencia de la navegación y descubrieron el archipiélago malayo, Laquedivas, Maldivas, Andamán, Nicobar y otras islas del Océano Índico. Las rutas marítimas de los antiguos chinos discurrían principalmente por las aguas del sur de China, el este de China y el mar Amarillo.
Entre los antiguos navegantes de Europa, cabe destacar a los cretenses, quienes en los siglos XV-XV a. C. fueron los primeros en penetrar a través del mar de Mármara y el Bósforo hasta el mar Negro (Ponto) y se convirtieron en los descubridores de un parte importante del sur de Europa.
En la antigüedad, los horizontes geográficos se ampliaron significativamente. La superficie de tierras y aguas conocidas ha aumentado significativamente. La ciencia geográfica ha logrado éxitos asombrosos. Originario de Massalia, Piteas a mediados del siglo V a. C. realizó viajes al Atlántico Norte, donde exploró por primera vez los fenómenos de las mareas y descubrió las Islas Británicas e Islandia. Aristóteles expresó la idea de la unidad del Océano Mundial, y Posidonio desarrolló esta idea y describió claramente la teoría de un solo océano. Los científicos antiguos sabían mucho sobre la geografía del Océano Mundial, tenían una descripción bastante detallada de su naturaleza y mapas con mediciones de profundidad.
A mediados del siglo VI, los monjes irlandeses navegaron hacia el norte y el oeste del Atlántico Norte. No estaban interesados en el comercio. Los impulsaban motivos piadosos, sed de aventuras y deseo de soledad. Incluso antes que los escandinavos, visitaron Islandia y aparentemente llegaron en sus viajes a la isla de Groenlandia y a la costa oriental de América del Norte. Los normandos desempeñaron un papel importante en el descubrimiento, a menudo secundario al de los antiguos irlandeses, y en la exploración del Atlántico Norte en los siglos VII-X. La principal ocupación de los antiguos normandos era la cría de ganado y el comercio marítimo. En busca de peces y animales marinos, realizaron largos viajes a través de los mares del norte. Además, salían al extranjero para comerciar con países europeos, combinándolo con la piratería y la trata de esclavos. Los normandos navegaron por los mares Báltico y Mediterráneo. Originario de Noruega, Eirik Thorvaldson (Eirik Raudi), que se estableció en Islandia, descubrió Groenlandia en 981. A su hijo Leif Eirikson (Leif el Feliz) se le atribuye el descubrimiento de la bahía de Baffin, Labrador y Terranova. Como resultado de las expediciones marítimas, los normandos también descubrieron el mar de Baffin, la bahía de Hudson marcó el comienzo del descubrimiento del archipiélago ártico canadiense.
Los marineros árabes dominaron el Océano Índico en la segunda mitad del siglo XV. Navegaron por los mares Rojo y Arábigo, el Golfo de Bengala y los mares del Sudeste Asiático hasta la isla de Timor. El navegante árabe hereditario Ibn Majid creó en 1462 “Haviyat al-ikhtisar...” (“Colección de resultados sobre los principios fundamentales del conocimiento sobre el mar”), y en 1490 completó el poema “Kitab al-fawaid...” (“Libro de bondades sobre fundamentos y reglas de las ciencias marinas”). Estos trabajos de navegación contenían información sobre las costas del Océano Índico, sus mares marginales y las islas más grandes.
En los siglos XII y XIII, los industriales rusos pomor, en busca de animales marinos y "dientes de pez", exploraron los mares del Océano Ártico Azufre. Descubrieron el archipiélago de Spitsbergen (Grumand) y el mar de Kara.
En el siglo XV, Portugal era una de las potencias marítimas más fuertes. En esta época, en el Mediterráneo, catalanes, genoveses y venecianos monopolizaban todo el comercio europeo con la India. La Unión Genovesa dominó los mares del Norte y Báltico. Por tanto, los portugueses llevaron a cabo su expansión marítima principalmente en dirección sur, a lo largo de la costa de África. Exploraron las costas occidental y meridional de África, descubrieron las islas de Cabo Verde, las Azores, las Islas Canarias y muchas otras. En 1488, Bartolomeu Dias descubrió el Cabo de Buena Esperanza.
Segundo período El estudio del Océano Mundial está asociado a la era de los grandes descubrimientos geográficos, cuyo marco cronológico se limita a mediados de los siglos XV y XVII. Importantes descubrimientos geográficos fueron posibles gracias a los éxitos de la ciencia y la tecnología: la creación de veleros lo suficientemente fiables para la navegación oceánica, la mejora de la brújula y las cartas náuticas, la formación de ideas sobre la esfericidad de la Tierra, etc.
Uno de los acontecimientos más importantes de este período fue el descubrimiento de América como resultado de las expediciones de Cristóbal Colón (1492-1504). Nos obligó a reconsiderar las opiniones que existían anteriormente sobre la distribución de la tierra y el mar. En el Océano Atlántico, se estableció con bastante precisión la distancia desde la costa de Europa al Caribe, se midió la velocidad de la corriente de los vientos alisios del norte, se realizaron las primeras mediciones de profundidad, se tomaron muestras de suelo y se describieron los huracanes tropicales por primera vez. tiempo, y se establecieron anomalías de declinación magnética cerca de las Bermudas. En 1952 se publicó en España el primer mapa batimétrico, indicando arrecifes, bancos y aguas poco profundas. En esta época se descubrieron las corrientes de Brasil y Guayana y la corriente del Golfo.
En el Océano Pacífico, en relación con la búsqueda intensiva de nuevas tierras, se recopiló una gran cantidad de material fáctico sobre la naturaleza del océano, principalmente de navegación. Pero las campañas militares y los barcos mercantes de este período también aportaron información científica. Entonces F. Magallanes, durante su primera circunnavegación del mundo (1519-1522), intentó medir la profundidad del Océano Pacífico.
En 1497-1498, el portugués Vasco da Gama descubrió una ruta marítima hacia la India a lo largo de la costa occidental de África. Siguiendo a los navegantes portugueses, holandeses, franceses, españoles e ingleses se adentraron en el Océano Índico, recorriendo con sus viajes sus distintas zonas.
El principal objetivo de los viajes por el Océano Ártico es el descubrimiento de nuevas tierras y vías de comunicación. En aquella época, marineros rusos, ingleses y holandeses intentaban llegar al Polo Norte, recorrer la ruta Noreste a lo largo de la costa de Asia y la ruta Noroeste a lo largo de la costa de América del Norte. Por regla general, no tenían planes claros, prácticas de navegación en hielo ni equipo adecuado para las latitudes polares. Por tanto, sus esfuerzos no produjeron los resultados deseados. Las expediciones de G. Thorne (1527), H. Willoughby (1553), V. Barents (1594-96) y G. Hudson (1657) terminaron en un completo fracaso. A principios del siglo XVII, W. Baffin, tratando de encontrar el Paso del Noroeste, navegó a lo largo de la costa occidental de Groenlandia hasta 77 ° 30 "N y descubrió las desembocaduras de los estrechos de Lancoster y Smith, la isla de Ellesmere y Devon. No le permitieron penetrar en el estrecho, y Baffin concluyó que no había paso.
Los investigadores rusos hicieron una contribución significativa al estudio del Pasaje del Noreste. En 1648, S. Dezhnev cruzó por primera vez el estrecho que conecta los océanos Ártico y Pacífico, que más tarde recibió el nombre de Bering. Sin embargo, la carta informativa de S. Dezhnev estuvo perdida en los archivos de Yakut durante 88 años y sólo se conoció después de su muerte.
Los grandes descubrimientos geográficos tuvieron un profundo impacto en el desarrollo del conocimiento geográfico. Pero, en la época que nos ocupa, fueron llevadas a cabo principalmente por personas que tenían una relación muy lejana con la ciencia. Por tanto, el proceso de acumulación de conocimientos fue muy difícil. En 1650, el destacado científico de la época, Bernhard Varenius, escribió el libro "Geografía general", donde resumió todos los nuevos conocimientos sobre la Tierra, prestando especial atención a los océanos y mares.
Tercer periodo La exploración oceánica abarca la segunda mitad del siglo XVII y todo el siglo XVIII. Los rasgos distintivos de esta época fueron la expansión colonial, la lucha por los mercados y el dominio de los mares. Gracias a la construcción de veleros fiables y a la mejora de los instrumentos de navegación, los viajes por mar se han vuelto menos difíciles y relativamente rápidos. Desde principios del siglo XVIII, el nivel del trabajo expedicionario fue cambiando gradualmente. Los viajes, cuyos resultados tienen importancia científica, comienzan a predominar. Algunos descubrimientos geográficos de este período fueron acontecimientos de importancia histórica mundial. Se estableció la costa del norte de Asia, se descubrió el noroeste de América, se identificó toda la costa oriental de Australia y se descubrieron numerosas islas en Oceanía. Los horizontes espaciales de los pueblos europeos se ampliaron significativamente gracias a la literatura de viajes. Diarios de viaje, bitácoras de barco, cartas, informes, notas, ensayos y otros trabajos compilados por los propios viajeros y marinos, y por otras personas a partir de sus palabras o basándose en sus materiales.
En el Océano Ártico, continuó la rivalidad marítima entre Rusia e Inglaterra en la apertura de los Pasajes del Noroeste y del Noreste. Entre los siglos XVII y XIX, los británicos organizaron unas 60 expediciones, algunos de cuyos resultados nunca pasaron a ser propiedad de científicos y navegantes.
Una de las expediciones rusas más importantes de este período fue la Gran Expedición al Norte (1733-1742), dirigida por V. Bering. Como resultado de esta expedición, se cruzó el estrecho de Bering hasta las costas de América del Norte, se cartografiaron las islas Kuriles, se describieron las costas euroasiáticas del Océano Ártico y se estableció la posibilidad de navegar por ellas, etc. , el cabo y el estrecho recibieron su nombre en honor a V. Bering. Los nombres de otros miembros de la expedición son el cabo Chirikov, el mar de Laptev, el cabo Chelyuskin, la costa de Pronchishchev, el estrecho de Malygina, etc.
La primera expedición rusa a altas latitudes al Océano Ártico se organizó en 1764-1766 por iniciativa de M.V. Lomonosov. Durante esta expedición, bajo el liderazgo de V. Ya. Chichagov, se alcanzó una latitud de 80° 30" N, se obtuvo material interesante sobre las condiciones naturales del Mar de Groenlandia, el archipiélago de Spitsbergen e información sobre las condiciones y detalles de La navegación en condiciones de hielo se generalizó.
En los años 60 del siglo XVIII estalló la rivalidad anglo-francesa en los océanos. Una tras otra, las expediciones alrededor del mundo de D. Byron (1764-1767), S. Wallis (1766-1768), F. Carter (1767-1769), A. Bougainville (1766-1769), etc. Una gran contribución a la crónica de los descubrimientos territoriales la hizo el navegante inglés D. Cook, quien realizó tres viajes alrededor del mundo (1768-1771, 1772-1775, 1776-1780). Una de las principales tareas de sus expediciones fue la búsqueda del continente sur. Cruzó el Círculo Polar Ártico tres veces y se convenció de que en la zona del Polo existía el Continente Sur, pero no pudo descubrirlo. Como resultado de las expediciones, Cook descubrió que Nueva Zelanda es una isla doble, descubrió la costa este de Australia, las islas Sandwich del Sur, Nueva Caledonia, Hawai y otras islas.
A pesar del gran número de expediciones y viajes, a principios del siglo XIX muchos problemas geográficos no se habían resuelto. El continente sur no fue descubierto, la costa ártica de América del Norte y el archipiélago ártico canadiense no fueron identificados, había muy pocos datos sobre las profundidades, el relieve y las corrientes del Océano Mundial.
El cuarto periodo El estudio de los océanos abarca el siglo XIX y la primera mitad del siglo XX. Se caracteriza por una mayor expansión colonial y guerras coloniales, una feroz lucha por los mercados para productos industriales y fuentes de materias primas, y importantes migraciones intercontinentales de personas desde Europa a otras partes del mundo. Los descubrimientos geográficos y las investigaciones en el siglo XIX y la primera mitad del XX se llevaron a cabo en condiciones más favorables que en períodos anteriores. En relación con el desarrollo de la construcción naval, los nuevos buques mejoraron la navegabilidad y garantizaron una mayor seguridad de la navegación. Desde los años 20 del siglo XIX, los veleros fueron reemplazados por veleros con una máquina de vapor como dispositivo de propulsión adicional, y luego por barcos de vapor con armas auxiliares de navegación. La introducción de una hélice desde los años 40 del siglo XIX y la construcción de barcos con casco de hierro y luego de acero, y el uso de un motor de combustión interna desde finales de siglo han acelerado y facilitado significativamente el trabajo de investigación, reduciendo significativamente la influencia de las condiciones climáticas sobre ellos. Una etapa cualitativamente nueva en la navegación comenzó después de la invención de la radio (1895), la creación de una girocompás y un registro mecánico a principios del siglo XX. Las condiciones de vida y de trabajo en los viajes largos por mar han mejorado enormemente gracias a los avances de la tecnología y la medicina. Aparecieron las cerillas, se estableció la producción industrial de conservas y medicinas, se mejoraron las armas de fuego y se inventó la fotografía.
Algunos de los descubrimientos geográficos de este período fueron de importancia histórica mundial. Se ha descubierto el sexto continente del planeta: la Antártida. Se ha trazado toda la costa ártica de América del Norte, se ha completado el descubrimiento del archipiélago ártico canadiense, se ha establecido el verdadero tamaño y configuración de Groenlandia y se ha identificado plenamente la costa del continente australiano. La literatura sobre viajes y viajes en el siglo XIX se está volviendo casi infinita. A partir de él, las fuentes más importantes de nueva información geográfica fueron los informes de circunnavegadores y exploradores polares, los trabajos de geógrafos y naturalistas.
Aproximadamente desde mediados del siglo XIX, la importancia de la investigación colectiva organizada por academias nacionales, diversos museos, servicios de inteligencia, numerosas sociedades científicas, institutos e individuos aumentó considerablemente. Los límites de la actividad humana se han ampliado enormemente, todos los mares y océanos se han convertido en objetos de estudio sistemático por parte de expediciones en las que se llevaron a cabo investigaciones geográficas generales y oceanológicas especiales.
A principios del siglo XIX, durante la circunnavegación del mundo bajo el liderazgo de I.F. Krusenstern y Yu. F. Lisyansky (1803-1806) midieron la temperatura del agua en diferentes profundidades del océano y observaron la presión atmosférica. La expedición de O. E. Kotzebue (1823-1826) llevó a cabo mediciones sistemáticas de temperatura, salinidad y densidad del agua a diferentes profundidades. En 1820, F. Bellingshausen y M. Lazarev descubrieron la Antártida y 29 islas. Una gran contribución al desarrollo de la ciencia fue el viaje de Charles Darwin en el barco Beagle (1831-1836). A finales de los años 40 del siglo XIX, el estadounidense Matthew Fontaine Maury resumió información sobre los vientos y las corrientes del océano mundial y la publicó en forma de libro "Instrucciones para marineros". También escribió la obra "Geografía física del océano", que tuvo muchas ediciones.
El acontecimiento más importante que marcó el comienzo de una nueva era de la investigación oceanográfica fue la expedición inglesa alrededor del mundo en el barco Challenger especialmente equipado (1872-1876). Durante esta expedición se llevó a cabo un estudio oceanográfico exhaustivo del Océano Mundial. Se realizaron 362 estaciones de aguas profundas, en las que se midió la profundidad, se realizaron dragados y arrastres y se determinaron diversas características del agua del mar. Durante este viaje, se descubrieron 700 géneros de nuevos organismos, se descubrieron la cresta submarina de Kerguelen en el Océano Índico, la Fosa de las Marianas, las dorsales submarinas de Lord Howe, Hawai, el Pacífico Oriental y Chile, y se continuó el estudio de las cuencas de aguas profundas.
A principios del siglo XIX se llevaron a cabo estudios de la topografía del fondo del Océano Atlántico para tender un cable submarino entre Europa y América del Norte. Los resultados de estos trabajos se resumieron en forma de mapas, atlas, artículos científicos y monografías. Al desarrollar un proyecto para un cable telegráfico submarino transpacífico entre América del Norte y Asia, desde 1873, se comenzaron a utilizar buques de guerra para estudiar la topografía del fondo del océano. Medidas que se realizaron a lo largo de la línea aproximadamente. Vancouver - Las islas japonesas permitieron obtener el primer perfil latitudinal del fondo del Océano Pacífico. La corbeta "Tuscarora" bajo el mando de D. Belknap descubrió por primera vez los montes submarinos Marcus Necker, la cordillera de las Aleutianas, las trincheras japonesas, Kuril-Kamchatka y Aleutianas, las cuencas noroccidental y central, etc.
Desde finales del siglo XIX hasta los años 20 del siglo XX se organizaron varias grandes expediciones oceanográficas, entre las que destacan las americanas en los barcos “Albatross” y “Nero”, las alemanas en el “Edi”, "Planet" y "Gazelle", inglés en "Terra-Nova", ruso en "Vityaz", etc. Como resultado del trabajo de estas expediciones, se identificaron nuevas crestas, elevaciones, fosas y cuencas submarinas, Se compilaron mapas del relieve y los sedimentos del fondo y se recopiló mucho material sobre el mundo orgánico de los océanos.
A partir de la década de 1920 se inició un estudio aún más detallado del océano. El uso de ecosondas y registradores de aguas profundas permitió determinar las profundidades mientras el barco estaba en movimiento. Estos estudios han ampliado significativamente el conocimiento sobre la estructura del fondo del océano. Las mediciones de la gravedad en el océano mundial aclararon ideas sobre la forma de la Tierra. Mediante sismógrafos se identificó el anillo sísmico del Pacífico. Se desarrollaron aún más los estudios biológicos, hidroquímicos y de otro tipo de los océanos.
Expedición británica en el barco "Discovery - ??" Descubrió la elevación del Pacífico Sur, la meseta de Nueva Zelanda y la elevación antártica-australiana. Durante la Segunda Guerra Mundial, los estadounidenses a bordo del transporte militar Cape Johnson descubrieron más de cien guyots en el Pacífico occidental.
Los exploradores polares, especialmente los rusos, han hecho una enorme contribución al estudio geográfico del océano mundial. A principios del siglo XIX, N.P. Rumyantsev e I.F. Kruzenshtern propusieron un proyecto para buscar el Paso del Noroeste y un estudio detallado de la costa de América del Norte. La implementación de estos planes fue impedida por la Guerra de 1812. Pero ya en 1815, O. E. Kotzebue, a bordo del bergantín Rurik, partió para explorar las latitudes polares y descubrió las bahías de Kotzebue, San Lorenzo y otras. En la primera mitad del siglo X, F.P. Wrangel y F.P. Litke llevaron a cabo sus expediciones. Los resultados de estas expediciones hicieron una contribución significativa al estudio del régimen hidrológico y del hielo del Océano Ártico. Grandes logros en el estudio de este océano pertenecen al almirante S. O. Makarov. Según sus diseños y dibujos se construyó el primer rompehielos "Ermak", en el que la expedición de Makarov alcanzó la latitud 81°29" N.
La primera expedición polar internacional en la historia de la civilización humana fue de gran importancia para el estudio geográfico de la Tierra. Se le conoce como Primer Año Polar Internacional y fue realizado en 1882-1883 por representantes de 12 países de Europa y América del Norte. El primer viaje del Atlántico al Pacífico a través del Paso del Noroeste lo realizó en 1903-1906 R. Amundsen en el pequeño yate “Joa”. Descubrió que en 70 años el Polo Norte Magnético se había desplazado 50 km hacia el noreste. El 6 de abril de 1909, el estadounidense R. Peary fue el primero en llegar al Polo Norte.
En 1909, se construyeron los primeros barcos hidrográficos de acero tipo rompehielos, "Vaigach" y "Taimyr", para estudiar el Océano Ártico. Con su ayuda, en 1911, bajo el liderazgo de I. Sergeev y B. Vilkitsky, se llevaron a cabo trabajos batimétricos desde el mar de Bering hasta la desembocadura del Kolyma. En 1912, los investigadores rusos emprendieron tres expediciones a cargo de G. Brusilov, V. Rusanov y G. Sedov para estudiar el paso a lo largo de la costa de Siberia y llegar al Polo Norte. Sin embargo, ninguno de ellos tuvo éxito. En 1925, R. Amundsen y L. Ellsworth organizaron la primera expedición aérea al Ártico y descubrieron que no había tierra al norte de Groenlandia.
En 1932-1933 se llevaron a cabo importantes investigaciones en Groenlandia, Barents, Kara y Chukotka como parte del Año Polar Internacional. En 1934-1935, se llevaron a cabo expediciones complejas a altas latitudes en los barcos "Litke", "Persei", "Sedov". La primera navegación a lo largo de la Ruta del Mar del Norte en una sola navegación la realizó una expedición en el barco "Sibiryakov" encabezada por O.Yu. Schmidt. En 1937, bajo el liderazgo de I.D. Papanin, la estación hidrometeorológica "Polo Norte - 1" comenzó a funcionar en el hielo del Ártico.
Y, sin embargo, al final de este período, muchos problemas geográficos seguían sin resolverse: no se había establecido si la Antártida es un solo continente, el descubrimiento del Ártico no se había completado, la naturaleza del Océano Mundial estaba poco estudiada, etc.
A partir de mediados del siglo XX quinto – período moderno estudiando el océano mundial. En esta etapa de la historia de la humanidad, la ciencia se ha convertido en la fuerza principal en el desarrollo de la sociedad. Los avances en las geociencias han permitido resolver una serie de problemas globales. Obtener evidencia directa de la movilidad de la litosfera terrestre y su divisibilidad planetaria. Establecer las características estructurales de la corteza terrestre. Encuentra la proporción de superficies terrestres y océanos en la Tierra. Revelar la existencia y significado de los geosistemas. Utilizando la tecnología espacial, comience a recopilar información sobre geosistemas en diferentes niveles durante cualquier período de tiempo.
Después de la Segunda Guerra Mundial, se mejoró la tecnología oceanográfica. Tres expediciones alrededor del mundo, equipadas con nuevos equipos, partieron hacia las inmensidades del Océano Mundial: la sueca en el Albatros (1947-1948), la danesa en el Galatea (1950-1952) y la británica en el Challenger - ? ? (1950-1952). Durante estas y otras expediciones, se midió el espesor de la corteza de los océanos, se midió el flujo de calor en el fondo y se estudiaron los guyots y la fauna del fondo de las fosas marinas. Se descubrieron y estudiaron las dorsales oceánicas de los océanos y las fallas gigantes de Mendocino, Murray, Clarion y otros (1950-1959). Toda una era de investigación oceanográfica está asociada al trabajo del buque científico "Vityaz". Durante numerosas expediciones de Vityaz desde 1949, se realizaron importantes descubrimientos en el campo de la geología, geofísica, geoquímica y biología del Océano Mundial. En este barco se realizaron por primera vez observaciones a largo plazo de las corrientes, se estableció el punto más profundo del océano en la Fosa de las Marianas, se descubrieron formas de relieve previamente desconocidas, etc. El trabajo del Vityaz fue continuado por el científico barcos Dmitry Mendeleev, Ob y Akademik Kurchatov ”, etc. El período de posguerra se caracteriza por el desarrollo de la cooperación internacional en el campo del estudio del Océano Mundial. El primer trabajo conjunto fue el programa NORPAC en el Océano Pacífico, que fue realizado por barcos de Japón, Estados Unidos y Canadá. A esto le siguieron los programas internacionales del Año Geofísico Internacional (IGY, 1957-1959), EVAPAC, KUROSHIO, WESTPAC, MIOE, PIGAP, POLIMODE y otros. Se han desarrollado observaciones estacionarias en mar abierto. El mayor descubrimiento de los años 50 fue el descubrimiento de contracorrientes ecuatoriales subsuperficiales en los océanos Atlántico, Pacífico e Índico. La acumulación y generalización de datos científicos obtenidos durante las expediciones marítimas permitió identificar patrones de circulación del aire a escala planetaria. Los estudios geológicos y geofísicos del océano mundial en los años 60 contribuyeron al desarrollo de la teoría global de la tectónica de placas litosféricas. Desde 1968, el programa internacional de perforación en aguas profundas se lleva a cabo utilizando el barco estadounidense Glomar Challenger. Las investigaciones realizadas en el marco de este programa han ampliado significativamente el conocimiento sobre la estructura del fondo del Océano Mundial y sus rocas sedimentarias.
En el Océano Ártico de Azufre, junto con expediciones especializadas, durante este período se llevaron a cabo investigaciones teóricas y de laboratorio. Se estudiaron las características de la capa de hielo del océano, la estructura de las corrientes, la topografía del fondo y las propiedades acústicas y ópticas de las aguas del Ártico. Se llevaron a cabo estudios internacionales conjuntos. Los materiales recogidos por las expediciones permitieron eliminar los últimos “puntos en blanco” del mapa del Ártico. El descubrimiento de las crestas de Lomonosov y Mendeleev y de varias cuencas de aguas profundas cambió la idea de la topografía del fondo del océano.
En 1948-1949, con la ayuda de la aviación, se llevaron a cabo numerosos estudios de corta duración en el hielo del Ártico, de tres horas a varios días. Continuó el trabajo de las estaciones del Polo Norte. En 1957, una expedición dirigida por L. Gakkel descubrió una dorsal en medio del océano que lleva su nombre en el Océano Ártico. En 1963, el submarino Leninsky Komsomolets navegó bajo el hielo hacia el Polo Norte. En 1977, una expedición a altas latitudes del Instituto Ártico y Antártico en el rompehielos nuclear Arktika llegó al polo, lo que permitió por primera vez obtener información moderna y fiable sobre el hielo del Océano Central.
En los años 70 y 80, se llevaron a cabo importantes investigaciones científicas en el Océano Mundial en el marco del programa "Cuts". El principal objetivo de este programa es estudiar el impacto del océano en las fluctuaciones a corto plazo del clima de la Tierra. En el marco del programa "Secciones" se realizaron observaciones oceanográficas, meteorológicas, radiactivas y aerológicas en las zonas energéticamente activas del océano. Anualmente se realizaron más de 20 viajes de buques de investigación. El programa fue llevado a cabo principalmente por científicos de la URSS. Se obtuvieron datos únicos sobre la naturaleza del Océano Mundial y se publicaron muchos artículos científicos y monografías. Actualmente, bajo los auspicios del Comité Internacional sobre Cambio Climático y Oceanografía, se llevan a cabo investigaciones oceánicas en el marco de dos programas principales, WOCE y TOGA, que prevén una investigación exhaustiva del océano mundial.
El futuro desarrollo de la investigación oceanológica está determinado por las exigencias de la práctica y la mejora de los métodos técnicos para su estudio. La expansión de métodos y formas de utilizar el océano aumenta los requisitos para pronosticar su estado, lo que conduce a la necesidad de un seguimiento integral del océano mundial. Consiste en el registro continuo de la temperatura de la superficie, olas, viento cercano a la superficie, zonas frontales, corrientes, hielo, etc. Para implementarlo es necesario, en primer lugar, desarrollar métodos de observación espacial, redes de comunicación para la transmisión de información y sistemas electrónicos. Computadoras para procesamiento y análisis. También es necesario desarrollar métodos tradicionales de investigación oceánica. El uso de toda la información permitirá desarrollar modelos matemáticos de la estructura del océano y su dinámica.
La mayor escala del impacto antropogénico, el aumento de la extracción de recursos naturales del Océano Mundial, el desarrollo del transporte marítimo y la recreación requieren un estudio detallado de su naturaleza. La tarea principal de estos estudios debería ser el desarrollo de modelos matemáticos específicos que describan procesos y fenómenos naturales individuales que ocurren en el Océano Mundial, y la creación de su modelo complejo. Resolver este problema permitirá revelar muchos de los secretos del Océano Mundial y permitirá utilizar de manera más efectiva sus enormes recursos naturales que son absolutamente necesarios para el ser humano.
Exploración de las profundidades marinas del océano mundial. Desde tiempos inmemoriales, el hombre ha buscado familiarizarse con el mundo submarino del océano. La información sobre los dispositivos de buceo más simples se encuentra en muchos monumentos literarios del mundo antiguo. Como dice la leyenda, el primer buceador fue Alejandro Magno, que descendió al submarino en una pequeña cámara que parecía un barril. La creación de la primera campana de buceo debe atribuirse al XV? siglo. El primer descenso al agua tuvo lugar en 1538 en la ciudad de Toledo, a orillas del río Tajo. En 1660, el físico alemán Sturm construyó una campana de buceo. Esta campana medía unos 4 metros de altura. Se añadió aire fresco a partir de botellas que se llevaron y rompieron según fue necesario. ¿Construyó el primer submarino primitivo a principios del siglo XV? siglo en Londres por el holandés K. Van Drebbel. En Rusia, Efim Nikonov propuso el primer equipo de buceo autónomo en 1719. También propuso el diseño del primer submarino. Pero no fue hasta finales del siglo X que aparecieron verdaderos submarinos. El aparato de buceo de Klingert, inventado en 1798, ya tenía cualidades características de los trajes espaciales modernos. Se le conectaron dos tubos flexibles para suministrar aire fresco y eliminar el aire exhalado. En 1868, los ingenieros franceses Rouqueirol y Denayrouz desarrollaron un traje espacial rígido. El equipo de buceo moderno fue inventado en 1943 por los franceses Jacques Yves Cousteau y E. Gagnan.
Paralelamente a los trajes espaciales, se desarrollaron vehículos submarinos en los que el investigador podía trabajar tranquilamente a grandes profundidades, estudiar el entorno desde la ventana, recoger muestras de suelo mediante manipuladores, etc. La primera batisfera bastante exitosa fue creada por el científico estadounidense O. Barton. Era una esfera de acero sellada con una ventanilla de cristal de cuarzo, capaz de soportar alta presión. Dentro de la esfera había cilindros con aire fresco y absorbentes especiales que eliminaban el dióxido de carbono y el vapor de agua exhalados por las personas dentro de la cámara. Paralelo al cable de acero discurría un cable telefónico que conectaba a los participantes de la expedición submarina con el barco de superficie. En 1930, Barton y Beebe realizaron 31 inmersiones en la zona de las Bermudas, alcanzando una profundidad de 435 metros. En 1934 descendieron a una profundidad de 923 metros y en 1949 Barton llevó el récord de buceo a 1375 metros.
Este fue el fin de las inmersiones batisféricas. El testigo pasó a un barco submarino autónomo más avanzado: el batiscafo. Fue inventado en 1905 por el profesor suizo Auguste Picard. En 1953, él y su hijo Jacques alcanzaron una profundidad de 3.150 metros en el batiscafo de Trieste. En 1960, Jacques Piccard se hundió en el fondo de la Fosa de las Marianas. Desarrollando las ideas de su padre, inventó y construyó un mesoscafo. Era un batiscafo avanzado que podía realizar viajes autónomos utilizando las corrientes oceánicas. En 1969, Jacques Piccard realizó en su mesopaisaje con una tripulación de seis personas un viaje de varios días a lo largo de la Corriente del Golfo a una profundidad de unos 400 metros. Se han realizado muchas observaciones interesantes sobre los procesos geofísicos y biológicos que ocurren en el océano.
Desde la década de 1970, el interés por los recursos naturales del Océano Mundial ha aumentado considerablemente, lo que ha llevado al rápido desarrollo de la tecnología para explorar sus profundidades. Todos los vehículos de aguas profundas se dividen en dos grandes grupos: vehículos submarinos deshabitados (UUV) y vehículos submarinos tripulados (UUV). Los NPA se dividen en dos clases: observación y fuerza. Los primeros son más sencillos y fáciles. Pesan desde varias decenas hasta varios cientos de kilogramos. Su tarea es el estudio óptico detallado del fondo, la inspección de las instalaciones técnicas del fondo, especialmente tuberías, la identificación de averías, la búsqueda de objetos hundidos, etc. Para ello, los vehículos recreativos cuentan con cámaras de televisión y fotográficas que transmiten imágenes al barco, sonares, orientación. sistemas (girobrújulas) y navegación, detectores de fallas ultrasónicos que permiten detectar grietas en estructuras metálicas. Los UUV de potencia son más potentes y su peso alcanza varias toneladas. Tienen un sistema desarrollado de manipuladores para la autofijación en las áreas requeridas de estructuras metálicas y para realizar trabajos de reparación: corte, soldadura, etc. Las profundidades de trabajo de la mayoría de los vehículos recreativos actualmente oscilan entre varios cientos de metros y 7 km. El ROV se controla mediante cable, hidroacústico o canal de radio. Pero no importa cuán amplia sea la gama de tareas realizadas por vehículos deshabitados, es imposible prescindir de bajar a una persona a las profundidades. Actualmente, existen en el mundo varios cientos de vehículos submarinos tripulados de diversos diseños. Entre ellos se encuentran los dispositivos Pisis (profundidad máxima de buceo 2000 m), con los que los científicos soviéticos exploraron el fondo del lago Baikal, el Mar Rojo y las zonas del rift del Atlántico Norte. El aparato francés "Siana" (hasta 3000 m de profundidad), el americano "Alvin" (hasta 4000 m de profundidad), con la ayuda del cual se hicieron muchos descubrimientos en las profundidades del océano. En los años 80 aparecieron dispositivos que operaban a profundidades de hasta 6000 metros. Dos de estos sumergibles pertenecen a Rusia (“Mir – 1” y “Mir – 2”), uno a Francia, uno a Estados Unidos y uno a Japón (“Mitsubishi”, profundidad hasta 6500 m).
Métodos, instrumentos y equipos utilizados en el estudio del Océano Mundial. El océano se estudia utilizando una amplia variedad de medios: desde barcos, aviones y desde el espacio. También se utilizan medios autónomos.
Recientemente se han construido barcos de investigación según proyectos especiales. Su arquitectura está subordinada a un único objetivo: aprovechar al máximo los instrumentos sumergidos en profundidad, así como los utilizados en el estudio de la capa de la atmósfera cercana al agua. Los barcos cuentan con una amplia gama de tecnología informática moderna diseñada para planificar experimentos y procesar rápidamente los resultados obtenidos.
Para estudiar el océano, los barcos utilizan sondas para diversos fines. La sonda de temperatura, salinidad y profundidad es una combinación de tres sensores en miniatura que miden la temperatura (termistor), la salinidad (sensor de conductividad, a partir del cual se calcula el contenido de sal en el agua) y la presión hidrostática (para determinar la profundidad). Los tres sensores se combinan en un solo dispositivo montado en el extremo de un cable. Al bajar el dispositivo, el cable se desenrolla de un cabrestante instalado en la cubierta del barco. Los datos sobre temperatura, salinidad y profundidad se envían a una computadora. Existen sondas similares diseñadas para registrar la concentración de gases disueltos en el agua, la velocidad del sonido y las corrientes. En algunos casos, las sondas funcionan según el principio de caída libre. Las sondas perdidas (desechables) se utilizan ampliamente. Uno de los tipos de sonda, el "pez", es un medidor de temperatura, salinidad y velocidad de corriente remolcado detrás de un barco. Como resultado del desarrollo de la tecnología para sondear las profundidades del océano, los métodos más antiguos de bajar y subir termómetros y tomar muestras de agua de diferentes profundidades se utilizan cada vez menos.
Una clase importante de instrumentos son los molinetes capaces de funcionar a profundidades máximas. Recientemente, en lugar de varios "tocadiscos", se utilizan cada vez más molinetes electromagnéticos y acústicos. En el primero de ellos, la velocidad del flujo viene determinada por la diferencia de potencial entre los electrodos situados en el agua de mar. En segundo lugar, se utiliza el efecto Doppler: un cambio en la frecuencia de una onda sonora a medida que se propaga en un medio en movimiento.
Al explorar el fondo del océano, todavía se utilizan ampliamente dos instrumentos tradicionales: una pala y un tubo geológico. Se toma una muestra de suelo de la capa superficial del fondo con una pala. La tubería geológica puede penetrar mucho más profundamente, hasta 16-20 metros. Para estudiar la topografía del fondo y su estructura interna, se utilizan ampliamente ecosondas de nuevos diseños: ecosondas multihaz, sonares de barrido lateral, etc. Al estudiar la estructura interna del fondo del mar a profundidades de varios kilómetros, se utilizan perfiladores sísmicos.
También es importante la gama de herramientas autónomas para la exploración oceánica. La más común de ellas es la estación de boyas. Se trata de una boya que flota en la superficie del agua, desde la que desciende hasta el fondo un cable de acero o sintético que finaliza con un ancla pesada situada en el fondo. Los dispositivos que funcionan de forma autónoma están conectados al cable a ciertas profundidades: medidores de temperatura, salinidad y velocidad de corriente. También se utilizan boyas de otros tipos: boya acústica de flotabilidad neutra, boyas con vela submarina o de superficie, boyas de laboratorio, etc. Los medios autónomos importantes son las estaciones de fondo autónomas, los submarinos de investigación y los batiscafos.
El uso de aviones y helicópteros permite estudiar las corrientes y las olas en la superficie del océano. La fotografía aérea permite obtener datos interesantes sobre la topografía del fondo a poca profundidad y detectar rocas, arrecifes y bajíos submarinos. La fotografía aérea magnética del océano permite identificar áreas de distribución de ciertos minerales en el fondo del océano. Mediante sofisticadas fotografías aéreas que utilizan una variedad de ondas de luz, se puede detectar y monitorear la contaminación en las aguas costeras. Pero los aviones, y especialmente los helicópteros, están atados a sus bases en tierra, y la fotografía aérea se basa en ondas electromagnéticas que no pueden penetrar profundamente en el agua. Por tanto, los métodos espaciales de investigación oceánica son más prometedores.
Sin excepción, todas las técnicas de observación espacial se basan en el uso de uno de tres rangos de ondas electromagnéticas: luz visible, rayos infrarrojos y ondas electromagnéticas de frecuencias ultraaltas. El parámetro más importante que caracteriza el estado del océano, la temperatura de su superficie, se mide desde el espacio mediante radiómetros que utilizan la radiación natural de esta superficie con una precisión de 1° C. El régimen de la capa de aire superficial se puede determinar simplemente con la misma precisión. Para las mediciones se utiliza el proceso de dispersión de ondas electromagnéticas en la superficie del océano. Un haz estrecho de ondas de radio se dirige a la superficie del océano en un cierto ángulo. Por la fuerza de su dispersión en la dirección opuesta se juzga la intensidad de las ondulaciones superficiales, es decir, la fuerza del viento. Actualmente, se puede lograr una precisión de medición del viento en superficie de hasta 1 m/s. Uno de los instrumentos más importantes instalados en los satélites oceanográficos es el altímetro. Opera en modo de localización, enviando periódicamente pulsos de radio. Al distorsionar la forma del pulso del radar del altímetro reflejado por las olas del mar, es posible, con una precisión de 10 cm, determinar la altura de las olas del mar. Además, desde el espacio es relativamente fácil registrar aguas con mayor productividad biológica, observar cambios a gran escala en sus características geofísicas, monitorear la contaminación del Océano Mundial, etc.
Cuando me gradué de la escuela, el Examen Estatal Unificado aún no se había inventado. Ahora escucho a menudo que los exámenes son muy difíciles y decidí ponerme a prueba mirando la lista de temas y tareas aproximados en geografía. Eso es lo que salió de esto.
Ciencias Oceánicas
Terminé en la sección de ciencias geográficas. La primera pregunta se refería a la ciencia que estudia los procesos que ocurren en el océano mundial. Sabía que su nombre era oceanología. Esta ciencia abarca tantos puntos en este ámbito que se ha dividido en otros más especializados:
- Oceanología química.
- Físico.
- Técnico.
- Interacción entre el océano y la atmósfera.
- Marina.
- Promyslovaya.
Suelos para estructuras
La ingeniería geológica estudia el comportamiento de los suelos destinados a estructuras y su interacción con elementos de la tecnosfera. Su estructura incluye tres secciones componentes: ingeniería geodinámica, ciencia del suelo e ingeniería geológica regional.
Clima y topografía de la Tierra.
La ciencia de la climatología estudia las condiciones climáticas de la Tierra, los patrones de formación del clima y su ubicación en el planeta.
La geomorfología estudia el relieve, la naturaleza de la superficie, la historia del desarrollo y el origen de los accidentes geográficos, los patrones de su distribución. En esta ciencia se estudian en detalle los niveles de relieve: elementos, formas y complejos.
la corteza terrestre
La composición, estructura, naturaleza de la superficie, así como los patrones de desarrollo de la corteza terrestre de nuestro planeta están incluidos en el círculo de intereses de la ciencia de la geología. Abarca muchas ciencias distintas, que tienen sus propios objetos de estudio específicos y utilizan sus propios métodos de investigación. Ejemplos de estas ciencias: tectónica, vulcanología, mineralogía, paleontología e incluso la ya mencionada ingeniería geológica.
La población y la influencia de las particularidades del territorio en su salud.
La ciencia que se centra en la población de la Tierra, los patrones de distribución y reproducción, su migración, números y composición se llama demografía.
La geografía médica estudia la influencia de las características del entorno geográfico en la salud de las personas y el orden de propagación de las enfermedades.
