Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Наука о воде - это изучение различных водоемов, составляющих нашу планету, включая океаническую и пресноводную среду. [1] Ученые-водники изучают , среди прочего, движение воды , химический состав воды, водные организмы, водные экосистемы , перемещение материалов в водные экосистемы и из них, а также использование воды людьми. Ученые-водники исследуют текущие процессы, а также исторические процессы, и водные объекты, которые они изучают, могут варьироваться от крошечных участков, измеряемых в миллиметрах, до целых океанов. Кроме того, ученые-водники работают в междисциплинарныхгруппы. Например, физический океанограф может работать с биологом-океанологом, чтобы понять, как физические процессы, такие как тропические циклоны или отрывные течения , влияют на организмы в Атлантическом океане . С другой стороны, химики и биологи могут работать вместе, чтобы увидеть, как химический состав определенного водоема влияет на растения и животных, которые там обитают. Ученые-водники могут работать над решением глобальных проблем, таких как глобальные изменения океана, и местных проблем, например, пытаясь понять, почему источники питьевой воды в определенной области загрязнены. [1]

Есть две основные области исследований, которые относятся к области водных наук. Эти области исследования включают океанографию и лимнологию .

Океанография [ править ]

Береговая эрозия

Океанография относится к изучению физических, химических и биологических характеристик океанической среды. Океанографы изучают историю, текущее состояние и будущее океанов планеты. [2] Они также изучают морскую жизнь и экосистемы, циркуляцию океана, тектонику плит , геологию морского дна, а также химические и физические свойства океана.

Океанография носит междисциплинарный характер. Например, есть биологи-океанографы и морские биологи. Эти ученые специализируются на морских организмах. Они изучают, как эти организмы развиваются, их отношения друг с другом, а также как они взаимодействуют и адаптируются к окружающей среде. Биологи-океанографы и морские биологи часто используют для своих исследований полевые наблюдения , компьютерные модели , лабораторные или полевые эксперименты . В области океанографии есть также химики-океанографы и морские химики. Эти ученые уделяют особое внимание составу морской воды . Они изучают процессы и циклы морской воды, а также то, как морская вода химически взаимодействует сатмосфера и морское дно. Некоторые примеры работы, которую выполняют химики-океанологи и морские химики, - это анализ компонентов морской воды, изучение воздействия загрязнителей на морскую воду и анализ воздействия химических процессов на морских животных. Кроме того, химический океанограф может использовать химию, чтобы лучше понять, как океанские течения перемещают морскую воду и как океан влияет на климат. Они также могут искать полезные ресурсы океана, например продукты, обладающие лечебными свойствами.

Сфера океанографии также состоит из геологов-океанографов и морских геологов, изучающих дно океана и то, как образовались его горы , каньоны и долины . Геологи-океанографы и морские геологи используют отбор проб для изучения истории распространения морского дна, тектоники плит, термохалинной циркуляции и климата. Кроме того, они изучают подводные вулканы, а также мантию (геологию) и гидротермальную циркуляцию . Их исследования помогают нам лучше понять события, которые привели к созданию океанических бассейнов, и то, как океан взаимодействует с морским дном.. Наконец, в области океанографии есть океанографы-физики. Физические океанологи являются экспертами в физических условиях и процессах, которые происходят в океане в естественных условиях. К ним относятся волны , течения , водовороты , круговороты , приливы и прибрежная эрозия . Физические океанологи также изучают такие темы, как передача света и звука через воду и влияние океана на погоду и климат . Все эти поля взаимосвязаны. Чтобы океанолог преуспел в своей области, он должен иметь адекватное понимание других смежных наук, таких как биология ,химия и физика . [3]

Лимнология [ править ]

река Нил

Лимнология - это изучение пресноводной среды, такой как реки , ручьи , озера , водохранилища , грунтовые воды и болота . Лимнологи работают, чтобы понять различные природные и антропогенные факторы, которые влияют на наши естественные водоемы, такие как пестициды, температура , сток и водная жизнь . Например, лимнолог может изучить влияние пестицидов на температуру озера или попытаться понять, почему некоторые виды рыб в реке Нил сокращаются.

Чтобы лучше понять, что они изучают, лимнологи используют три основных метода исследования. Первый метод исследования связан с наблюдениями . Лимнологи проводят описательные наблюдения за условиями и отмечают, как эти условия менялись с течением времени. Эти наблюдения позволяют лимнологам формировать теории и гипотезы . Второй метод исследования, который используют лимнологи, связан с экспериментированием . Лимнологи проводят контролируемые эксперименты в лабораторных условиях, чтобы лучше понять влияние небольших индивидуальных изменений в экосистеме . Наконец, лимнологи делают прогнозы.. После проведения экспериментов они могут применять полученные знания к известным данным о более широкой экосистеме и делать прогнозы о природной среде .

В области лимнологии есть более конкретные области изучения. Одно из таких направлений - экология , особенно экология водных систем. Экология водных систем фокусируется на организмах, которые живут в пресноводной среде, и на том, как на них влияют изменения в их среде обитания. Например, лимнолог, специализирующийся на экологии, может изучить, как химические или температурные изменения в водоеме подавляют или поддерживают новый органический рост . Другой аспект, который они могут изучить, - это влияние чужеродных видов.на местных популяциях водных организмов. Большинство экологических лимнологов проводят свои исследования в лабораторных условиях, где их гипотезы можно проверять, проверять и контролировать. Еще одна область изучения лимнологии - биология. Лимнологи, специализирующиеся в области биологии, изучают только живые водные организмы, которые присутствуют в определенной пресноводной среде. Они стремятся понять различные аспекты организмов, такие как их история, жизненные циклы и их популяции. Эти ученые изучают живые организмы, чтобы поддерживать надлежащее управление пресными водоемами и их экосистемами. [4]

Водные среды [ править ]

Фитопланктон

В большинстве водных сред обитают как растения, так и животные. Водные растения - это растения, которые растут в воде. Примеры водных растений - кувшинки , плавающие сердца, решетчатые растения, водоросли и фитопланктон. Водные растения могут укорениться в грязи, например цветок лотоса, или их можно найти плавающими на поверхности воды, например водным гиацинтом . [5] Водные растения обеспечивают кислород, пищу и убежище для многих водных животных. Кроме того, подводная растительность предоставляет нескольким видам морских животных основания для нереста, кормления грудью, укрытия и кормления. [6]

Например, водоросли - жизненно важный источник пищи для промысловых и любительских рыб. Морская трава стабилизирует отложения, производит органический материал, в котором нуждаются маленькие водные беспозвоночные , и добавляет в воду кислород. Фитопланктон также является важным классом водных растений. Фитопланктон похож на наземные растения в том, что для роста им требуется хлорофилл и солнечный свет. Большинство фитопланктона плавучие, они плавают в верхней части океана, где солнечный свет проникает в воду. Существует два основных класса фитопланктона: динофлагелляты и диатомеи. У динофлагеллят хвост, похожий на хлыст, называется жгутиком., которые они используют для передвижения по воде, а их тела покрыты сложными панцирями. У диатомовых водорослей есть раковины, но они состоят из другого вещества. Вместо того, чтобы полагаться на жгутики, чтобы путешествовать по воде, диатомовые водоросли используют океанские течения . Оба класса фитопланктона служат пищей для множества морских существ, таких как креветки , улитки и медузы . [7]

Как водные животные, так и растения вносят свой вклад в здоровье окружающей среды и качество жизни человека. Человечество зависит от своих экологических функций для нашего выживания. Люди используют поверхностные воды и их жителей для переработки наших отходов. [8] Водные растения и животные обеспечивают нас всем необходимым, например, лекарствами, едой, энергией, кровом и некоторыми видами сырья. Сегодня более 40% лекарств получают из водных растений и животных. [9] Более того, водные животные являются важным источником пищи для многих людей. [10] Кроме того, водные животные являются большим источником атмосферного кислорода и играют большую роль в предотвращении заражения людей новыми болезнями , вредителями,хищники , нехватка пищи и глобальное изменение климата . [11]

Водные животные [ править ]

Мозговой коралл

Водные животные - это организмы, которые большую часть жизни проводят под водой. Эти животные состоят из ракообразных , рептилий , моллюсков , водных птиц , водных насекомых и даже морских звезд и кораллов . [12] Водные животные, к сожалению, сталкиваются с множеством угроз, большинство из которых связано с человеческим поведением. Одной из основных угроз, с которыми сталкиваются водные животные, является чрезмерный вылов рыбы . Ученые придумали способ пополнить запасы видов рыб, на которые люди чрезмерно охотились, путем создания охраняемых морских территорий или зон восстановления рыб [13]Эти зоны восстановления рыб помогают защитить их экосистемы и восстановить их численность. [14] Еще одна угроза, с которой сталкиваются водные животные, - это загрязнение , особенно загрязнение прибрежных районов. Это загрязнение вызвано промышленным сельским хозяйством . Эти методы ведения сельского хозяйства приводят к тому, что реактивный азот и фосфор выливаются в реки, а затем переносятся в океан. Эти химические вещества создали так называемые «мертвые зоны», когда в воде меньше кислорода . Более того, еще одна пагубная угроза, с которой сталкиваются водные животные, - это угроза разрушения среды обитания . Это можно проиллюстрировать очисткоймангровые леса для выращивания креветок и очистка подводных горных хребтов с помощью глубоководного траления . Другие угрозы, с которыми сталкиваются водные животные, - это глобальное потепление и закисление . Глобальное потепление несет ответственность за гибель водорослей, которые поддерживают жизнь кораллов, изгнание видов из их естественной среды обитания в новые районы, а также за повышение уровня моря. Подкисление, с другой стороны, снижает уровень pH океанов. Высокий уровень кислотности воды не позволяет морским кальцифицирующим организмам , таким как кораллы, образовывать раковины. [15]

Всемирный день водных животных [ править ]

Хотя в настоящее время существует не так много официальных праздников, посвященных водным наукам, был объявлен новый - Всемирный день водных животных. Всемирный день водных животных был учрежден 3 апреля 2020 года, чтобы привлечь внимание к этим часто забытым животным. [16] Праздник начался как проект Инициативы Закона о водных животных и Клиники Закона о животных в Школе права Льюиса и Кларка в рамках Центра исследований законодательства о животных. Помимо повышения осведомленности об этих животных, этот праздник направлен на то, чтобы мы стали больше ценить и понимать их. В рамках этого праздника определение водных животных не ограничивается рыбой. [17]

См. Также [ править ]

  • ГИС и водные науки
  • Панамериканский журнал водных наук

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b "Что такое водные науки?" . ASLO . Проверено 20 октября 2020 .
  2. ^ Общество, National Geographic (2019-10-24). «Океанография» . Национальное географическое общество . Проверено 20 октября 2020 .
  3. ^ Министерство торговли США, Национальное управление океанических и атмосферных исследований. "Чем занимается океанограф?" . oceanservice.noaa.gov . Проверено 21 октября 2020 .
  4. ^ "Что изучает лимнолог?" . Работа - Chron.com . Проверено 29 октября 2020 .
  5. ^ «Определение ВОДНОГО ЗАВОДА» . www.merriam-webster.com . Проверено 29 октября 2020 .
  6. ^ Министерство торговли США, Национальное управление океанических и атмосферных исследований. "Почему водные растения так важны?" . oceanservice.noaa.gov . Проверено 29 октября 2020 .
  7. ^ Министерство торговли США, Национальное управление океанических и атмосферных исследований. "Что такое фитопланктон?" . oceanservice.noaa.gov . Проверено 7 декабря 2020 .
  8. ^ Helfrich Луи (2009). «Поддержание водного биоразнообразия Америки» (PDF) . Совместное расширение штата Вирджиния . Проверено 12-6-20 . Проверить значения даты в: |access-date=( помощь )
  9. ^ Луи, Луи (2009). «Поддержание водного биоразнообразия Америки» (PDF) . Совместное расширение штата Вирджиния . Проверено 12-6-20 . Проверить значения даты в: |access-date=( помощь )
  10. ^ Helfrich Луи (2009). «Поддержание водного биоразнообразия Америки» (PDF) . Совместное расширение штата Вирджиния . Проверить значения даты в: |archive-date=( помощь )
  11. ^ Helfrich Луи (2009). «Поддержание водного биоразнообразия Америки» (PDF) . Совместное расширение штата Вирджиния . Архивировано (PDF) с оригинала на 2009 год . Проверено 29 октября 2020 .
  12. ^ Льюис; Портл, юридическая школа Кларка, 10101 бульвар С. Тервиллигер; США 503-768-6600, Орегон 97219. «Всемирный день водных животных» . law.lclark.edu . Проверено 29 октября 2020 .
  13. ^ Стоун, Грег; Океаны, главный научный сотрудник; Международный, Сохранение (2014-06-05). «Пять самых серьезных угроз нашим океанам» . HuffPost . Проверено 29 октября 2020 .
  14. ^ «Поддержка зон регенерации океана» . Океан - дело каждого . Проверено 29 октября 2020 .
  15. ^ Стоун, Грег; Океаны, главный научный сотрудник; Международный, Сохранение (2014-06-05). «Пять самых серьезных угроз нашим океанам» . HuffPost . Проверено 29 октября 2020 .
  16. ^ Льюис; Портл, юридическая школа Кларка, 10101 бульвар С. Тервиллигер; США 503-768-6600, Орегон 97219. «Всемирный день водных животных» . law.lclark.edu . Проверено 7 декабря 2020 .
  17. ^ Льюис; Портл, юридическая школа Кларка, 10101 бульвар С. Тервиллигер; США 503-768-6600, Орегон 97219. «Всемирный день водных животных» . law.lclark.edu . Проверено 21 ноября 2020 .

Внешние ссылки [ править ]