Авторизация / Регистрация 

Океанология

Океанология (от океан и ...логия), океанография, совокупность научных дисциплин о физических, химических, геологических и биологических процессах в Мировом океане. Целесообразность объединения физики, химии, геологии и биологии океана в единую науку определяется единством среды, в которой происходят разнородные процессы, многообразными взаимодействиями между ними, общей методологической основой их изучения - исследованием трансформации и обмена энергии и веществ в океане, единством основных технических средств исследования (см. Суда научно-исследовательские). Главные практические цели океанологии - обеспечение безопасности и повышение эффективности надводного и подводного мореплавания, использование биологических минеральных и энергетических ресурсов вод и дна океана, усовершенствование методов прогноза погоды.
Океанология базируется главным образом на данных судовых измерений - эхолотного промера глубин с определением места судна методами астрономии, с помощью радио- и специальных навигационных спутников Земли; гидрологических станций, на которых на разных глубинах измеряется температура и берутся пробы воды для определения ее солености и др. химических, а также оптических характеристик; измерений поверхностных течений (по сносу судов и методом бутылочной почты) и течений на глубинах (вертушками, подвешиваемыми к заякоренным буям, и поплавками нейтральной плавучести с акустическим прослеживанием); визуальных оценок волнения и его измерений волнографами; специальных гидроакустических измерений; оценок цвета воды и измерений ее прозрачности по глубине видимости погружаемого белого диска; характеристик льдов, проб грунтов, биологических образцов. Ряд измерений производится на береговых и островных станциях (уровень моря, приливы, волнение, температура и др.). Мировой океанографический каталог (1973) содержит данные около 200000 гидрологических станций (выполненных преимущественно в Северном полушарии, в прибрежных акваториях океанов, до глубин 500-2000 м и в спокойные сезоны года); буйковых станций с инструментальным измерением течений выполнено около 1000 (большинство сведений о глубинных течениях получено расчетным, так называемым динамическим, методом по данным гидрологических станций). Накопленные данные промера глубин обеспечивают составление батиметрических карт основной доли площади океанов не детальнее масштаба 1 : 10000000.
Ряд морей и прибрежных акваторий океанов описан более подробно. Описательные данные океанологии являются научной основой работы гидрографических служб по составлению навигационных карт, таблиц, пособий и лоций. Перспективными методами океанологических исследований являются непрерывные измерения автоматическими буйковыми станциями; измерения характеристик поверхности океана с помощью искусственных спутников Земли - ее рельефа, температуры, ледовитости, волнения, цвета; непосредственное проникновение человека в пределы шельфа в подводных лабораториях (в режиме насыщения дыхательными смесями) и на океанские глубины в герметичных подводных аппаратах.
Физика океана (физическая океанография, физика моря) включает гидротермодинамику, акустику и оптику океана, исследование его радиоактивности (ядерную гидрофизику) и электромагнитного поля в нем. Гидротермодинамика океана занимается исследованием его теплового и водного баланса и вариаций уровня; формирования его температурной, соленостной и плотностной стратификации; вертикальной тонкослойной микроструктуры; ледовых условий околополярных морей; синоптических, суточных, сезонных и междугодичных колебаний; динамики ветровых, внутренних и гироскопических волн (волн Россби); инерционных и приливных колебаний и волн цунами; турбулентности и конвекции; молекулярных процессов на поверхности океана. Акустика океана исследует закономерности распространения в нем звуковых волн (главных средств подводного наблюдения и связи) и природные шумы.
Оптика океана занимается изучением распространения, рассеяния и поглощения света в водах океана. Крупнейшая проблема физики океана - выяснение закономерностей взаимодействия океана и атмосферы (мелкомасштабного - формирования потоков количества движения, тепла и влаги на поверхности океана и крупномасштабного - взаимосвязи между долгосрочной глобальной изменчивостью океана и атмосферы), образующих основу для долгосрочного прогноза погоды и океанской изменчивости и для теории климата.
Химия океана (химическая океанография) включает гидрохимию его вод и геохимию донных осадков.
Гидрохимия занимается количественным исследованием веществ, содержащихся в растворе или во взвеси в водах океана, их элементарного и изотопного состава, ионных и молекулярных форм, физико-химических и биохимических превращений. Особое внимание уделяется солености воды, растворенным кислороду и углекислому газу, растворам соединений фосфора и азота, кремнекислоте, органическому углероду. Основные проблемы - химический баланс океана (его химический обмен с континентами через речной сток, с атмосферой и дном); идентификация различных водных масс; происхождение и геохимическая эволюция вод океана; извлечение ценных веществ из морской воды; химическое загрязнение океана (нефтью, ДДТ, ртутью, свинцом и др.).
Геохимия донных осадков занимается изучением их химического состава, миграций, превращений и концентрирования веществ в них, химических процессов их диагенеза (превращения в горные породы) и формирования осадочных месторождений полезных ископаемых.
Геология океана включает все разделы геологии, геофизики и геохимии в применении к земной коре в области Мирового океана. Непосредственно изучаются рельеф океанского дна; состав и процессы образования современных осадков; стратиграфия, литология, минералогия и геохимия осадочной толщи (с использованием колонок донных отложений, получаемых грунтовыми трубками, и кернов океанского бурения), петрография магматических пород дна; структура слоев земной коры (методами сейсмического зондирования и непрерывного сейсмопрофилирования); тепловой поток через дно, гравитационные и магнитные аномалии и др. геофизические характеристики. Крупнейшие проблемы - исследование полезных ископаемых поверхности и недр океанского дна (нефти, газа, минеральных россыпей, железо-марганцево-полиметаллических конкреций, металлоносных осадков, фосфоритов и др.) и закономерностей формирования их месторождений; геологическая история океанов и глобальная тектоника Земли (формирование срединно-океанических хребтов, океанских плит и глубоководных желобов; раздвижение дна океана, дрейф континентов).
Биология океана занимается изучением его живого населения - планктона, нектона, бентоса и микроорганизмов. Изучается их систематика, физиология, биология развития, биохимия, экология, биогеография, эволюционная история, пищевые взаимоотношения, структура и функционирование биологических сообществ, динамика популяций промысловых организмов. Промысловая океанография исследует влияние океанических факторов на урожайность, численность и поведение морских промысловых организмов, имеет целью разработку океанологических основ промысловых прогнозов. Крупнейшие проблемы биологии океана - бонитировка его акваторий, т. е. оценка биомассы и годовой продукции важнейших видов организмов; управление биологической продуктивностью океана, т. е. искусственное создание повышенной продукции ценных организмов (аквакультура). Об истории О. см. ст. Океан.





Консультации специалистов