Table of Contents
Введение: Огромная шкала и глобальное значение Тихого океана
Тихий океан, охватывающий более 63,8 миллиона квадратных миль, охватывает почти треть поверхности Земли и содержит более половины свободной воды планеты. Его средняя глубина превышает 13 000 футов, а его самая глубокая точка - Challenger Deep в Марианской впадине - погружается почти на 36 000 футов ниже уровня моря, что делает его самой экстремальной бездной на Земле. Тихий океан - это не просто огромное пространство соленой воды; это динамический двигатель, который управляет глобальными климатическими моделями, поддерживает беспрецедентное разнообразие морской жизни и влияет на геологические и экономические реалии каждого континента, который граничит с ним. От цикла Эль-Ниньо - Южное колебание (ENSO) до вулканической и сейсмической активности Огненного кольца, Тихий океан играет центральную роль в формировании естественного мира и человеческой цивилизации. Европейское исследование этого огромного водоема, начиная с начала 16-го века, было одним из величайших достижений в морской истории. В течение следующих веков европейские исследователи, картографы и ученые систематически раскрывали острова Тихого океана, течения, глубины и экосистемы, превращая таинственную и опасную границу в один из самых изученных океанов на планете. Эта статья
Историческое исследование Тихого океана
Первые европейские пионеры: Магеллан и испанские экспедиции
Первым европейцем, вступившим в Тихий океан из Атлантики, был португальский исследователь Фердинанд Магеллан, плававший под испанским флагом.В 1520 году, после плавания в коварном проливе, который теперь носит его имя на южной оконечности Южной Америки, Магеллан вышел в огромный, спокойный океан, который он назвал «Мар Пасифико» — «Мирное море».Хотя название застряло, собственный переход Магеллана был совсем не мирным: его экипаж пережил 98 дней голода, цинги и смертельных трудностей, прежде чем достичь Гуама и Филиппин.Магеллан сам был убит в местном конфликте на Филиппинах, но его экспедиция завершила первое кругосветное плавание в 1522 году, доказав огромную протяженность Тихого океана и соединив мировые океаны в единой морской системе.
В течение следующего столетия испанские галеоны регулярно пересекали Тихий океан на торговом пути Манила-Акапулько, устанавливая устойчивый контакт между Америками и Азией. Испанские исследователи, такие как Альваро де Менданья и Педро Фернандес де Кирос , обнаружили многие из островов Полинезии и Меланезии в конце 1500-х годов, полагая, что они нашли большой южный континент. Quirós назвал большой остров La Australia del Espíritu Santo — название, позже повторяемое континентом Австралии. Эти путешествия, хотя часто жестокие и отмеченные конфликтом, заложили первые систематические карты центральной и западной части Тихого океана и познакомили европейцев со сложными обществами и экосистемами тихоокеанских островов.
Голландские исследователи: Тасман и южные земли
В середине 17-го века Голландская Ост-Индская компания отправила Абеля Тасмана в два эпических путешествия, которые добавили очертания Австралии, Новой Зеландии и нескольких тихоокеанских островных групп к европейским картам.В 1642—1643 годах Тасман стал первым европейцем, увидевшим Новую Зеландию, которую он назвал , который позже изменился на Ньоу Зееланд после голландской провинции.Он также нанес на карту части Тонга, Фиджи и побережья Тасмании (названные в его честь).Наблюдения Тасмана за преобладающими западными ветрами и формой южной суши помогли более поздним мореплавателям понять ритмы Южного океана и обширный прилив Тихого океана.
Джеймс Кук и систематическое картирование Тихого океана
Наиболее преобразующей фигурой в исследовании Тихого океана был британский капитан Джеймс Кук. Между 1768 и 1779 годами Кук командовал тремя монументальными путешествиями, которые принесли европейские знания об океане на новый уровень точности и научного понимания. В своем первом путешествии (1768-1771) Кук отправился на Таити, чтобы наблюдать транзит Венеры, а затем продолжил путь в Новую Зеландию и восточное побережье Австралии, которое он претендовал на Британию и назвал Новым Южным Уэльсом. Его второе путешествие (1772-1775) перенесло его через Антарктический круг, где он опроверг существование обитаемого южного континента и нанес на карту Южный Сандвич и Южную Георгию. В своем третьем и последнем путешествии (1776-1779) Кук искал Северо-Западный проход с Тихоокеанской стороны, наметив Гавайские острова и побережье Аляски перед своей смертью в противостоянии на Гавайях. Использование Куком хронометра — точное устройство хронографии,
Французский и более поздний европейский вклад
Франция также играла значительную роль в тихоокеанском исследовании. Луи-Антуан де Бугенвиль обогнул земной шар с 1766 по 1769 год, посетив Таити, Самоа и Соломоновы острова. Его опубликованный рассказ, Voyage autour du monde, пленил Европу описаниями таитянского общества и природной красоты. Жан-Франсуа де Лаперуз возглавил научную экспедицию в Тихий океан в 1785—1788 годах, наметив части азиатского побережья и восточного побережья Австралии, прежде чем исчезнуть вблизи Соломоновых островов. К началу 19 века европейские и американские исследователи — в том числе из России, Великобритании и недавно независимых Соединенных Штатов — систематически наметили большую часть береговых линий Тихого океана и основных островных групп, превратив обширную неизвестную в хорошо картированный регион мира.
Основные открытия и вклад в науку
Картографирование островов и архипелагов
Европейские исследования показали Тихий океан как мозаику из тысяч островов, охватывающих область больше, чем общая площадь суши планеты. Среди наиболее значительных открытий: Гавайские острова (Кук, 1778), Остров Пасхи (Роггевен, 1722), Галапагосские острова (Испанские мореплаватели, 16 век) и Маркизы (Менданья, 1595). Каждая из этих островных групп предложила уникальные биологические и культурные среды. Картирование этих островов позволило позже торговые пути, колониальные владения и научные экспедиции. Сегодня многие из этих островов являются жизненно важными местами обитания для эндемичных видов, и их системы коралловых рифов поддерживают некоторые из самых богатых морских биоразнообразий на Земле.
Глубокий океан: экспедиция Challenger
Первая глобальная научная океанографическая экспедиция, экспедиция FLT:0 HMS Challenger (1872-1876), сделала Тихий океан центральным центром своей работы. Британское исследовательское судно пересекло океан, принимая глубинные звуки, собирая морские организмы с поверхности на глубокое морское дно и измеряя температуру, соленость и течения. Экипаж обнаружил Марианскую впадину и получил ее первые точные звуки, подтверждающие глубины, превышающие 26 000 футов. Они также каталогизировали почти 4700 новых видов морской жизни, продемонстрировали, что жизнь существовала в глубоком океане, и создали систематическую основу для современной океанографии. Работа Challenger в Тихом океане остается эталоном для глубоководных исследований.
Геологические открытия: распространение морского дна и огненное кольцо
Исследование Тихого океана сыграло определяющую роль в развитии теории тектоники плит. В середине 20-го века исследования тихоокеанского морского дна выявили существование срединно-океанических хребтов — подводных горных хребтов длиной в тысячи миль — где создается новая океаническая кора. Восход Восточно-Тихоокеанского хребта, быстро распространяющаяся система хребтов, стала лабораторией для понимания распространения на полу. Одновременно картирование траншей и вулканических островных дуг вокруг периферии Тихого океана привело к понятию зон субдукции. «Огненное кольцо», подковообразный пояс активных вулканов и эпицентров землетрясений, который окружает Тихий океан, является прямым результатом движений плит. Это знание трансформировало геофизику, прогнозирование опасности и понимание интерьера Земли.
Проблемы, с которыми сталкиваются исследователи Тихого океана
Огромные размеры Тихого океана преподносили исследователям ошеломляющие логистические и навигационные препятствия.Переход океана из Южной Америки в Азию мог занять месяцы, и судам приходилось переносить достаточное количество пищи и пресной воды для всего плавания.Песчаная вода, вызванная дефицитом витамина С, отключала и убивала бесчисленное количество моряков до того, как британский флот принял цитрусовые в конце 18 века.Даже после того, как цингу лучше поняли, такие болезни, как сыпной тиф, дизентерия и желтая лихорадка, оставались постоянной угрозой.
Навигационная технология была примитивной по современным стандартам. Ранние исследователи полагались на мертвый расчёт и небесную навигацию с астролябией или квадрантом, которые были неточны на катящемся корабле.Разработка морского хронометра в 18 веке дала морякам возможность точно рассчитать долготу, но лишь несколько экспедиций несли такие инструменты в первые годы. Облачный покров и бурные моря часто блокировали наблюдения Солнца и звёзд в течение нескольких дней или недель, оставляя капитанов неуверенными в их местонахождении.
Погодные условия Тихого океана были еще одним грозным противником. Тайфуны в западной части Тихого океана и умеренном регионе могут генерировать ветры более 150 миль в час, способные потопить даже большие суда. Экваториальные депрессивные зоны — области спокойных ветров и интенсивной жары — могут задерживать корабль в течение нескольких недель, что приводит к нормированию воды и тепловому удару. Ревущие сороковые годы и Форсажные пятидесятые годы к югу от широты 40° были печально известны мощными западными ветрами и массивными волнами, которые испытывали самые сильные корабли и самые жесткие экипажи.
Наконец, столкновения с тихоокеанскими островными популяциями могут быть непредсказуемыми. В то время как некоторые общины приветствовали незнакомцев и торговали едой и пресной водой, другие сопротивлялись вторжению с силой. Языковые барьеры, культурные недоразумения и передача болезней часто приводили к насилию. Магеллан погиб в бою на Филиппинах; Кук был убит на Большом острове Гавайи в стычке из-за украденной лодки. Эти конфликты подчеркивали риски навигации не только по океанской среде, но и по сложной человеческой географии Тихого океана.
Современное научное исследование Тихого океана
Спутниковая и дистанционная сенсорная технология
Современное исследование Тихого океана переместилось с палуб кораблей в космос. Спутниковая альтиметрия, которая измеряет точную высоту поверхности моря, позволяет океанографам картировать топографию морского дна, отслеживать океанские течения и отслеживать повышение уровня моря с замечательной точностью. TOPEX/Poseidon и последующие Спутниковые миссии Джейсона обеспечили непрерывные записи высоты поверхности Тихого океана с 1992 года, что позволяет ученым прогнозировать события ENSO за несколько месяцев. Эти спутниковые данные необходимы для понимания роли океана в глобальном климате и для управления рыболовством, судоходством и прибрежным планированием.
Глубоководные подводные аппараты и ROV
Самые глубокие траншеи Тихого океана оставались недоступными до разработки пилотируемых и роботизированных подводных аппаратов. В 1960 году триест Триест ] батискаф спустился в Челленджерскую глубину на дне Марианской впадины, подвиг, который не повторился, пока кинорежиссер Джеймс Кэмерон не совершил сольный спуск в 2012 году с использованием специализированного подводного аппарата Deepsea Challenger . Более привычные, дистанционно управляемые транспортные средства (ROV) и автономные подводные аппараты (AUV) теперь исследуют гидротермальные вентиляционные отверстия, подводные горы и системы каньонов в глубокой части Тихого океана. Эти технологии выявили процветающие экосистемы гигантских трубчатых червей, вентиляционных крабов и экстремофильных микробов, которые выживают без солнечного света, полагаясь на хемосинтез — открытие, которое произвело революцию в биологии и астробиологии.
Сети наблюдения за океаном и исследования климата
Тихий океан покрыт массивом пришвартованных буев, дрейфующих профилеров и корабельных обзоров, которые формируют Глобальную систему наблюдения за океаном . Программа Argo развертывает более 3800 свободно дрейфующих поплавков по всему миру, каждый из которых способен измерять температуру, соленость и давление до 6500 футов. В экваториальной части Тихого океана массив Тропического океана атмосферы (TAO) предоставляет данные в реальном времени об океанических и атмосферных условиях, поддерживая прогнозы ENSO, которые влияют на сельское хозяйство, водные ресурсы и готовность к бедствиям по всей Земле. Климатологи также используют данные Тихого океана для изучения окисления океана, теплового содержания и способности глубокого океана поглощать углекислый газ.
Геологическое значение тихоокеанского бассейна
Кольцо огня / The Ring of Fire
Ни один другой регион океана не является столь геологически активным, как Тихоокеанский регион. Огненное кольцо включает в себя более 450 активных вулканов и является местом примерно 90 процентов землетрясений в мире. Эта активность происходит вдоль зон субдукции, где Тихоокеанская плита вынуждена под соседними плитами, создавая магму, которая поднимается, чтобы сформировать вулканические дуги, такие как Алеутские острова, полуостров Камчатка, Япония, Филиппины и Анды. В этой зоне также находятся некоторые из самых разрушительных цунами в истории, включая цунами в Индийском океане в 2004 году, цунами в Тохоку в Японии в 2011 году и чилийское цунами 1960 года, все из которых происходят из землетрясений субдукции в Тихом океане.
Марианская впадина и зона Хадал
Марианская впадина, расположенная к востоку от Марианских островов, является самой глубокой океанической впадиной в мире, простирающейся почти на 36 000 футов (около 11 000 метров) ниже уровня моря в самой глубокой точке, Challenger Deep. Эта экстремальная среда принадлежит к [[FLT: 2]] Хадальной зоне [[FLT: 3]] (глубины более 20 000 футов), царству огромного давления, почти замерзающих температур и полной темноты. Несмотря на суровые условия, здесь выживает гораздо больше, чем микробы: хедаловые улитки, амфиподы и другие специально адаптированные существа были собраны глубоководными посадочными аппаратами и подводными аппаратами. Отложения впадины также содержат запись об изменении климата, вулканической активности и тектонической истории, охватывающей миллионы лет.
Вулканизм Хотспота и гавайско-императорская цепь Seamount
В центральной части Тихого океана Гавайские острова образованы стационарной точкой раскачки мантии. По мере того, как Тихоокеанская плита движется на северо-запад над этой точкой, была создана цепь вулканов, простирающаяся от активных вулканов Большого острова Гавайи до утопленных подводных гор Императорской цепи подводных гор, которая простирается к Алеутской впадине. Эта цепь является одним из самых длинных и ясных примеров пути горячей точки в любой точке на Земле. Возрастная прогрессия этих вулканов - от 80 миллионов лет на северном конце до активных сегодня на Большом острове - обеспечивает решающее испытание моделей движения плит и глубоких земных процессов.
Морская жизнь и экосистемы Тихого океана
Коралловые рифы и тропическое биоразнообразие
Тихий океан содержит некоторые из самых обширных и разнообразных экосистем коралловых рифов на планете, включая Большой Барьерный риф у Австралии, в восточной части Тихого океана, и много атоллов и окаймляющих рифов Французской Полинезии, Микронезии и Меланезии.Коралловые рифы поддерживают приблизительно 25 процентов всех морских видов, несмотря на покрытие менее чем 1 процента дна океана. Тихоокеанские рифы являются домом для рифовых акул, попугаев, морских черепах, рыб-анемонов и тысяч видов кораллов, губок и моллюсков. Эти экосистемы сталкиваются с серьезными угрозами от потепления океана, подкисления и загрязнения, что приводит к широко распространенным событиям обесцвечивания кораллов, которые опустошили большие площади Большого Барьерного рифа и других Тихоокеанских рифов в последние годы.
Глубоководные сообщества: гидротермальные жилые помещения и холодные просачивания
Открытие гидротермальных жерл вдоль Восстания Восточной части Тихого океана в 1977 году коренным образом изменило биологию. Эти глубоководные горячие источники, испускающие воду при температуре свыше 750°F, поддерживают хемосинтетические бактериальные сообщества, служащие основой пищевой сети для гигантских туберкулёзов, моллюсков, крабов и рыб. Целые оазисы жизни существуют в вечной темноте глубокой части Тихого океана, поддерживаемые геотермальной энергией, а не солнечным светом. Подобные сообщества были обнаружены при холодных просачиваниях вдоль зон субдукции западной части Тихого океана. Эти экосистемы дали ферменты и химические соединения с потенциальными биотехнологическими приложениями, и они продолжают информировать теории о происхождении жизни на Земле и потенциале жизни на других планетах.
Большое тихоокеанское мусорное пятно
В Тихом океане также находится одно из самых заметных наследий человеческой деятельности: Большое тихоокеанское мусорное пятно , массивное накопление пластикового мусора в северной части Тихого океана. По оценкам, оно охватывает площадь, примерно равную площади Аляски, пластырь состоит в основном из микропластика — крошечных фрагментов разбитых потребительских пластмасс — наряду с более крупными предметами, такими как рыболовные сети и бутылки. Это загрязнение вредит морской жизни за счет проглатывания, запутывания и транспортировки инвазивных видов. Усилия по очистке, такие как те, которые предпринимаются Очистка океана , продолжаются, но масштаб проблемы подчеркивает необходимость резкого сокращения использования пластика и улучшения управления отходами в странах Тихоокеанского региона.
Тихий океан в глобальном климате
Эль-Ниньо – Южное колебание (ENSO)
Тихоокеанский регион является сердцебиением климатической системы Земли, в основном из-за ENSO. События Эль-Ниньо - периодическое потепление температуры поверхности моря в центральной и восточной экваториальной части Тихого океана - нарушают нормальные погодные условия, вызывая засухи в Австралии и Индонезии, наводнения в Перу и Калифорнии и изменения ураганной активности через Атлантику и Тихий океан. События Ла-Нинья, фаза охлаждения, имеют противоположные эффекты. Способность контролировать и прогнозировать ENSO резко улучшилась в последние десятилетия благодаря массиву буев TAO и спутниковым наблюдениям, обеспечивая критическое время для готовности к стихийным бедствиям и сельскохозяйственного планирования. Частота и интенсивность событий Эль-Ниньо могут меняться в ответ на глобальное потепление, что делает продолжение исследований необходимым.
Тихоокеанское десятилетнее колебание (PDO)
Действуя в более длительном масштабе времени 20–30 лет, тихоокеанское десятилетнее колебание (PDO) модулирует температурные модели поверхности моря в северной части Тихого океана. Фазы влияния PDO лососей проходит на Аляске по сравнению с Тихоокеанским Северо-Западом, влияют на частоту атмосферных рек вдоль западного побережья Соединенных Штатов и взаимодействуют с ENSO способами, которые усиливают или подавляют воздействие климата. Понимание PDO имеет решающее значение для долгосрочного управления водными ресурсами, оценки риска лесных пожаров и управления экосистемами в Тихоокеанском регионе.
Океанские течения и тепловой транспорт
Большие течения Тихого океана — Курошио у берегов Японии, Калифорнийское течение у побережья Северной Америки и Хумбольдт (Перу) Ток у берегов Южной Америки — перераспределяют тепло от экватора к полюсам, смягчая глобальные температуры. Эти течения также приводят к некоторым из самых продуктивных в мире рыболовных промыслов, поддерживая жизнедеятельность миллионов людей. Потепление океана вызывает сдвиг этих течений, потенциально изменяя морские экосистемы и распределение рыбы. Тихий океан также поглощает значительную долю антропогенного углекислого газа, выделяемого в атмосферу, что приводит к окислению океана, что угрожает формирующим раковины организмам, таким как кораллы и птероподы, с потенциальными каскадными эффектами через морскую пищевую сеть.
Экономическое и геополитическое значение Тихого океана
Судоходство и торговля
Тихоокеанский океан является глобальной торговой магистралью. Самые загруженные судоходные маршруты в мире пересекают его воды, соединяя производственные мощности Восточной Азии (Китай, Япония, Южная Корея) с потребительскими рынками Северной Америки и за ее пределами. Порты, такие как Шанхай, Сингапур, Пусан, Лос-Анджелес и Лонг-Бич, обрабатывают миллионы контейнеров ежегодно. Экономика Тихоокеанского региона представляет собой значительную и растущую долю мирового ВВП, а безопасность морских торговых путей является центральной проблемой для правительств и предприятий во всем мире.
Рыболовство и продовольственная безопасность
Тихоокеанский регион поддерживает более 60 процентов мирового вылова морской рыбы по стоимости, включая тунца, лосося, минтая и кальмаров. Западная и Центральная Тихоокеанская комиссия по рыболовству управляет крупнейшим в мире промыслом тунца, что имеет важное значение для продовольственной безопасности и экономики многих островных государств Тихого океана. Перелов, незаконный промысел и изменение климата ставят эти рыбные запасы под чрезвычайное давление, требуя коллективных международных действий и научно обоснованного управления для обеспечения устойчивости.
Территориальные споры и безопасность
Контроль над водными и морскими ресурсами Тихого океана стал точкой вспышки в международных отношениях. Споры в Южно-Китайском море включают перекрывающиеся претензии нескольких стран к островам, рифам и исключительным экономическим зонам (ИЭЗ), которые могут содержать запасы нефти и газа. Восточно-Китайское море видит напряженность между Японией и Китаем из-за островов Сенкаку/Дяоюйдао. Арбитражное дело Южно-Китайского моря , возбужденное Филиппинами против Китая в 2016 году, подтвердило права государств в соответствии с Конвенцией Организации Объединенных Наций по морскому праву (UNCLOS), но соблюдение остается оспариваемым. Стратегическое значение Тихого океана привело к увеличению военного присутствия и военно-морских учений глобальных держав, включая Соединенные Штаты, Китай, Австралию и другие.
Заключение: Тихий океан как непрерывная граница
От деревянных кораблей Магеллана до роботизированных подводных аппаратов 21-го века исследование Тихого океана было историей мужества, изобретательности и неустанного любопытства. Огромные масштабы, глубина и сложность Тихого океана означают, что даже сегодня большая часть его обширного интерьера остается неизученной и плохо изученной. Новые виды обнаруживаются каждый год, новые гидротермальные вентиляционные отверстия отображаются, и новые связи между океаном и климатической системой раскрываются. В то же время Тихий океан сталкивается с беспрецедентными угрозами от загрязнения, чрезмерного вылова рыбы, окисления океана и потепления - проблемы, которые требуют международного научного сотрудничества и скоординированных политических мер. Наследие европейских исследований - это значительно расширенное человеческое понимание самой большой физической особенности планеты, но это понимание теперь должно применяться к защите океана, который поддерживает жизнь на Земле. Тихий океан - это не просто географический факт; это живая, изменяющаяся система, которая требует нашего постоянного уважения, изучения и управления.