Водные науки - Aquatic science
Наука о воде - это изучение различных водоемов, составляющих нашу планету, включая океаническую и пресноводную среду. Ученые-водники изучают , среди прочего, движение воды , химию воды, водные организмы, водные экосистемы , перемещение материалов в водные экосистемы и из них, а также использование воды людьми. Ученые-водники изучают 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 локальных проблем, например, пытаясь понять, почему источники питьевой воды в определенной области загрязнены.
Есть две основные области исследований, которые относятся к области водных наук. Эти области исследования включают океанографию и лимнологию .
Океанография
Океанография относится к изучению физических, химических и биологических характеристик океанической среды. Океанографы изучают историю, текущее состояние и будущее океанов планеты. 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 с атмосферой и морским дном. Некоторые примеры работы, которую выполняют химики-океанографы 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 .
Лимнология
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 неместных видов на местные популяции 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.
Водные среды
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 . 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.
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 есть хлыстоподобный хвост, называемый жгутиком , который они используют для передвижения по воде, а их тела покрыты сложными панцирями. С другой стороны, у диатомовых водорослей есть раковины, но они состоят из другого вещества. Вместо того, чтобы полагаться на жгутики, чтобы путешествовать по воде, диатомеи используют океанские течения . Оба класса фитопланктона служат пищей для множества морских существ, таких как креветки , улитки и медузы .
И водные животные, 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. Водные растения и животные дают нам все необходимое, такие как лекарства, пищу, энергию, кров и некоторые виды сырья. Сегодня более 40% лекарств получают из водных растений и животных. Более того, водные животные являются важным источником пищи для многих людей. Кроме того, водные животные являются большим источником атмосферного кислорода и играют большую роль в предотвращении воздействия на людей новых болезней , вредителей, хищников (значения) , нехватки продовольствия и глобального изменения климата .
Водные животные
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 . К сожалению, водные животные 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 рыбы. Эти зоны восстановления рыбы помогают защитить их экосистемы и восстановить их численность. 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 . Примером может служить расчистка мангровых лесов 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 , поддерживающих 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 организмам , вызывающим кальцинирование , например кораллам, образовывать раковины.
Всемирный день водных животных
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. Праздник начался как проект Инициативы Закона о водных животных и Клиники Закона о животных при Школе права Льюиса и Кларка в рамках Центра исследований законодательства о животных. Этот праздник не только способствует повышению осведомленности об этих животных, но и направлен на то, чтобы мы стали больше ценить и понимать их. В рамках этого праздника определение водных животных не ограничивается рыбой.