Χημική Ωκεανογραφία

Abstract

Η Ωκεανογραφία είναι ο επιστημονικός κλάδος που μελετά το ευρύτερο θαλάσσιο περιβάλλον, δηλ. τους ωκεανούς, τις θάλασσες, τις ακτές, τον πυθμένα, αλλά και κάθε μορφή ζωής που απαντάται σε αυτό, με σκοπό την κατανόηση των φαινομένων και των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα εκεί. Σκοπός της είναι η γνώση, η έρευνα, η προστασία, και η διαχείριση του θαλάσσιου περιβάλλοντος με βάση τις αρχές της αειφορίας. Η Ωκεανογραφία αξιοποιεί βασικές έννοιες, γνώσεις και τεχνικές από όλες τις θετικές επιστήμες. Η Χημική Ωκεανογραφία μελετά τις χημικές διεργασίες στην υδάτινη στήλη, στα θαλάσσια ιζήματα και στα οικοσυστήματα. Επίσης, στις διεπιφάνειες της θάλασσας με την ατμόσφαιρα, τον βυθό και τα γλυκά νερά ποταμών και παγετώνων. Ιδιαίτερο βάρος δίνει στη μελέτη και αντιμετώπιση της θαλάσσιας ρύπανσης αλλά και στη διαχείριση πρώτων υλών και ορυκτού πλούτου που βρίσκονται στις θάλασσες. Η βασική ύλη του βιβλίου περιέχει θέματα που αφορούν όλες τις φάσεις του θαλάσσιου περιβάλλοντος. Το υδάτινο περιβάλλον και οι χημικές διεργασίες σε αυτό απασχολούν τα Κεφάλαια 2, 3, 6 και 7. Το Κεφάλαιο 4 αναφέρεται στον θαλάσσιο βυθό και στα ιζήματα, το Κεφάλαιο 5 στη θαλάσσια ζωή και στη φωτοσύνθεση, ενώ το Κεφάλαιο 8 στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ θάλασσας και ατμόσφαιρας, πυθμένα, γλυκών νερών και οικοσυστημάτων. Το βιβλίο περιλαμβάνει, εκτός από τη βασική χημική του ύλη, και θέματα από τη Φυσική (στο Κεφάλαιο 3), Βιολογική (στο Κεφάλαιο 5) και Γεωλογική (στα Κεφάλαια 2 και 4) Ωκεανογραφία, που συνδέονται με τις χημικές διεργασίες στο θαλάσσιο περιβάλλον. Βασικά θέματα της θαλάσσιας ρύπανσης συζητούνται στο Κεφάλαιο 9. Το Κεφάλαιο 10 αναφέρεται στη μεθοδολογία της ωκεανογραφικής έρευνας και στις εργασίες πεδίου, ενώ στο Κεφάλαιο 11 περιγράφονται βασικές αναλυτικές τεχνικές και μέθοδοι για τη Χημική Ωκεανογραφία. Στο Κεφάλαιο 1 του βιβλίου έχουν προστεθεί και πληροφορίες για την εξέλιξη της Ωκεανογραφίας τόσο γενικότερα όσο και στη νεότερη Ελλάδα. Το πρώτο μέρος αποτελείται από 4 κεφάλαια που πραγματεύονται εισαγωγικές έννοιες της Ωκεανογραφίας με έμφαση στη Θαλάσσια Χημεία. Γίνεται μια σύντομη περιγραφή των Ωκεανών και της εξέλιξής τους στην σημερινή μορφή με αναφορά στα κύρια φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του θαλασσινού νερού, συζητείται ο υδρολογικός κύκλος, η σταθερότητα της χημικής σύστασης των ωκεανών, η θαλάσσια κυκλοφορία και περιγράφεται η μορφή του θαλάσσιου πυθμένα και τα θαλάσσια ιζήματα όπως επίσης η ζωή στο θαλάσσιο περιβάλλον και η ταξινόμησή της. Γίνεται ακόμα σύντομη ιστορική ανασκόπηση της εξέλιξης της Ωκεανογραφικής Επιστήμης. Το δεύτερο μέρος αποτελείται από 4 κεφάλαια που πραγματεύονται τη μορφή, και τη χημική συμπεριφορά στοιχείων και ενώσεων στο θαλάσσιο περιβάλλον, περιγράφονται οι σημαντικότεροι βιογεωχημικοί κύκλοι (αζώτου,φωσφόρου,πυριτίου,θείου) και εξετάζονται βασικές χημικές διεργασίες όπως η συμπλοκοποίηση, η οξειδοαναγωγή, η καθίζηση και η διαλυτοποίηση. Ακόμα περιγράφονται οι διεργασίες στις μεσεπιφάνειες μεταξύ ατμόσφαιρας–θάλασσας, θάλασσας–βυθού, γλυκών–αλμυρών νερών. Τέλος συζητούνται οι πηγές, οι επιπτώσεις και ή έκταση της χημικής θαλάσσιας ρύπανσης. Το τρίτο μέρος αποτελείται από 2 κεφάλαια. Στο πρώτο περιγράφεται η μεθοδολογία κατάστρωσης και ο τρόπος οργάνωσης μιας ωκεανογραφικής έρευνας και παρουσιάζονται όργανα που χρησιμοποιούνται για συλλογή και επεξεργασία των δειγμάτων. Το δεύτερο απαρτίζεται από 9 εργαστηριακές ασκήσεις προσδιορισμού των πλέον σημαντικών χημικών ωκεανογραφικών παραμέτρων με κλασσικές και σύγχρονες ενόργανες μεθόδους.

The science of Oceanography deals with the entire marine environment, i.e. seawater (coastal – open sea, shallow -deep systems), marine ecosystems (plankton, fishes, mammals etc), sea bottom (coastal and deep zones), currents, waves, marine pollution etc. The main target of Oceanography is to increase our knowledge about the marine environment in order to ensure proper management following the principles of sustainable development all over our planet. In order to achieve its goal Oceanography incorporates techniques from other sciences, i.e. Chemistry, Biology, Physics, Geology, Economy, Law etc. Chemical Oceanography (or Marine Chemistry) studies the chemical processes taking place in the marine environment, including sea bottom, marine ecosystems, estuaries, lagoons, air-sea exchanges etc. The study of marine pollution is of high priority in the research of Chemical Oceanography in parallel with the study of the exploitation of marine resources without affecting the marine ecosystems. This book includes subjects concerning all parts of the marine environment and the processes taking place there. Chapter 1 provides information about the history of Oceanography in general and especially in Greece at the 20th and 21th centuries. The main chemical processes in seawater are discussed in chapters 2,3,6,7. The main characteristics of sea bottom and marine sediments are presented in chapter 4. Chapter 5 contains a brief overview of marine life and ecosystems as well as the processes of photosynthesis and chemosynthesis. Some of the processes taking place at interfaces of sea water with marine sediments, fresh water, atmosphere, and marine organisms are presented in chapter 8. This book contains chapters relative to geology (chapters 2 & 4), biology (chapter 5) and physics (chapter 3). The significant problem of marine pollution is presented at length in chapter 9 with emphasis to the Mediterranean Sea. The methodology of Chemical Oceanography research and the main techniques that are used at field work are presented in chapter 10, whereas some key laboratory analytical techniques concerning seawater and sediments are present in chapter 11.