సముద్ర శాస్త్రం

Oceanography (ఓషనోగ్రఫీ) అనగా ocean (సముద్రం) గురించి చేసే శాస్త్రీయ అధ్యయనం. దీనిని తెలుగులో సముద్ర శాస్త్రం అని పిలుస్తారు. దీనికి ఇతర పేర్లు oceanology (ఓషనాలజీ) లేదా marine science (మెరైన్ సైన్స్). సముద్రం గురించి పరిశోధనలు చేసే శాస్త్రవేత్తలను ఓషనోగ్రాఫర్లు (oceanographers) అంటారు. వీరు సముద్రానికి సంబంధించిన అనేక విషయాలను పరిశీలిస్తారు. సముద్రపు నీరు ఎలా కదులుతుంది, సముద్రంలో నివసించే మొక్కలు మరియు జంతువులు ఏమిటి, నీటిలో ఉండే రసాయనాలు ఏవి, మరియు సముద్రం అడుగున ఉండే రాళ్లు ఎలా ఉన్నాయి అనే విషయాలను వీరు లోతుగా అధ్యయనం చేస్తారు.

సముద్ర శాస్త్రం అనేది Earth science (భూ విజ్ఞాన శాస్త్రం) లో ఒక ముఖ్యమైన భాగం. మన భూమి ఉపరితలంలో సుమారు 70 శాతం కంటే ఎక్కువ భాగం సముద్రపు నీటితోనే నిండి ఉంది, కాబట్టి దీనిని చదవడం చాలా అవసరం. మన వాతావరణం, వర్షాలు మరియు మనం పీల్చే గాలి కూడా సముద్రం మీద ఆధారపడి ఉంటాయి. సముద్రం ప్రపంచవ్యాప్తంగా కోట్లాది మందికి ఆహారాన్ని మరియు ఉపాధిని కూడా ఇస్తుంది. సముద్రాన్ని సరిగ్గా అర్థం చేసుకోవడానికి శాస్త్రవేత్తలు వేరే శాస్త్రాల సహాయం తీసుకుంటారు. వీటిలో biology (జీవశాస్త్రం), chemistry (రసాయన శాస్త్రం), physics (భౌతిక శాస్త్రం) మరియు geology (భూగర్భ శాస్త్రం) వంటివి ఉన్నాయి.

చరిత్ర (History)

ప్రారంభ చరిత్ర (Early history)

మనుషులకు సముద్రం గురించి వేల ఏళ్ల నుండి అవగాహన ఉంది. పాత కాలంలో ప్రజలు తీర ప్రాంతాల్లో నివసిస్తూ tides (పోటుపాట్లు) గమనించే వారు. పోటుపాట్లు అంటే చంద్రుని ఆకర్షణ వల్ల సముద్రపు నీటి మట్టం పెరగడం మరియు తగ్గడం. ప్రాచీన కాలంలో Aristotle (అరిస్టాటిల్) వంటి గొప్ప గ్రీకు తత్వవేత్తలు సముద్ర జీవుల గురించి ఎన్నో విషయాలు రాశారు."A History Of The Study Of Marine Biology". 17 June 2018. Retrieved 17 May 2021. అప్పట్లో ప్రయాణికులు సముద్రం మీద ప్రయాణం చేస్తూ కొత్త భూభాగాలను కనుగొనడానికి మ్యాపులు తయారు చేసేవారు. అయితే వారు కేవలం సముద్రం పైభాగంలోనే ఉండేవారు, లోపల ఏముందో వారికి అప్పట్లో అంతగా తెలిసేది కాదు.

సముద్రాన్ని ఒక పద్ధతి ప్రకారం చదవడంలో పోర్చుగీసు వారు మార్గదర్శకులుగా నిలిచారు. 1400 మరియు 1500 సంవత్సరాల కాలంలో వారు భారతదేశానికి సముద్ర మార్గాన్ని కనుక్కోవాలని ప్రయత్నించారు. ఇందుకోసం వారు ocean currents (సముద్ర ప్రవాహాలు) మరియు గాలి వీచే దిశల గురించి తెలుసుకోవాల్సి వచ్చింది. Pedro Nunes (పెడ్రో నూన్స్) అనే ఒక గొప్ప గణిత శాస్త్రవేత్త నావికులకు ఎంతో సహాయం చేశాడు. ఓడ ప్రయాణంలో లెక్కల సహాయంతో దిశలను ఎలా కనుక్కోవాలో ఆయన నేర్పించాడు.Pedro Nunes at the MacTutor History of Mathematics archive

ఆఫ్రికా తీరం వెంబడి ప్రయాణించడం అప్పట్లో చాలా కష్టంగా ఉండేది. గాలి మరియు ప్రవాహాలు ఓడలను వెనక్కి నెట్టేసేవి. మంచి గాలి కోసం అట్లాంటిక్ సముద్రం లోపలికి ప్రయాణించి, ఒక వృత్తాకార మార్గంలో వెళ్లాలని పోర్చుగీసు వారు కనిపెట్టారు. దీనినే "Volta do mar" (వోల్టా డొ మార్) అని పిలిచేవారు. ఇలా ప్రయాణించడం వల్ల వారు Azores (అజోర్స్) దీవులను మరియు Sargasso Sea (సర్గాస్సో సముద్రం) కనుగొన్నారు.Carlos Calinas Correia, A Arte de Navegar na Época dos Descobrimentos, Colibri, Lisboa 2017 ఇతర దేశాల నావికులు తమ దారిని కనిపెట్టకుండా ఉండటానికి వారు తమ మ్యాపులను చాలా రహస్యంగా ఉంచేవారు.

శాస్త్రీయ అన్వేషణల ప్రారంభం

1760లో డెన్మార్క్ దేశం అరేబియాకు ఒక పరిశోధన బృందాన్ని పంపింది. కేవలం శాస్త్రీయ అధ్యయనం కోసమే ఒక ఓడను పంపడం చరిత్రలో అదే మొదటిసారి. వారు సముద్రం లోతుల్లో ఉండే జీవులను పట్టుకోవడానికి నెట్లను ఉపయోగించారు.Wolff, Torben (1969). Danish Expeditions on the Seven Seas. Rhodos. ఆ తర్వాత కాలంలో అమెరికాకు చెందిన Benjamin Franklin (బెంజమిన్ ఫ్రాంక్లిన్) అట్లాంటిక్ సముద్రంలో ఉన్న ఒక వెచ్చని ప్రవాహం గురించి పరిశోధన చేశాడు. దీనినే Gulf Stream (గల్ఫ్ స్ట్రీమ్) అంటారు. ఆయన తన ప్రయాణాల్లో సముద్రపు నీటి వేడిని (temperature) నిరంతరం కొలిచేవాడు. ఆయన మరియు తిమోతీ ఫోల్జర్ కలిసి 1769లో ఈ ప్రవాహానికి సంబంధించిన మొదటి మ్యాపును తయారు చేశారు."1785: Benjamin Franklin's Maritime Observations". {{cite web}}: |archive-date= requires |archive-url= (help)

1800 సంవత్సరాల కాలంలో సముద్రం మీద పరిశోధనలు వేగం పుంజుకున్నాయి. James Rennell (జేమ్స్ రెన్నెల్) సముద్ర ప్రవాహాల గురించి లోతుగా అధ్యయనం చేసి పుస్తకాలు రాశారు. Charles Darwin (చార్లెస్ డార్విన్) తన ప్రసిద్ధ 'బీగిల్' ఓడ ప్రయాణంలో coral reefs (పగడపు దీవులు) ఎలా ఏర్పడతాయో వివరించారు. అమెరికాకు చెందిన Matthew Fontaine Maury (మాథ్యూ ఫోంటైన్ మౌరీ) వేలాది ఓడల రికార్డులను పరిశీలించి గాలి మరియు ప్రవాహాల మ్యాపులను రూపొందించారు. ఆయన 1855లో 'Physical Geography of the Sea' అనే పుస్తకాన్ని ప్రచురించారు. అందుకే ఆయనను "ఆధునిక సముద్ర శాస్త్ర పితామహుడు" అని పిలుస్తారు.

ఆధునిక సముద్ర శాస్త్రం (Modern oceanography)

చాలా కాలం వరకు సముద్రం అడుగున కేవలం ఇసుక మాత్రమే ఉంటుందని, అది సమానంగా ఉంటుందని అందరూ అనుకునేవారు. 1872లో Template:HMS అనే ఒక బ్రిటిష్ ఓడ తన చారిత్రాత్మక ప్రయాణాన్ని మొదలుపెట్టింది. దీనినే Challenger expedition (ఛాలెంజర్ యాత్ర) అంటారు. ప్రపంచవ్యాప్తంగా సముద్రాల గురించి తెలుసుకోవడానికి చేపట్టిన మొదటి భారీ యాత్ర ఇదే.The HMS Challenger Expedition, NOAA website

ఈ ఓడ సుమారు మూడున్నర ఏళ్లలో 70,000 మైళ్లు ప్రయాణించింది. ఈ యాత్రలో శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్న ముఖ్యమైన విషయాలు ఇవి:

వారు వందలాది చోట్ల సముద్రం ఎంత లోతుగా ఉందో కొలిచారు.

సముద్రం అడుగున ఉన్న మట్టి నమూనాలను (samples) సేకరించారు.

అప్పటివరకు ప్రపంచానికి తెలియని సుమారు 4,700 కొత్త రకాల సముద్ర జీవులను కనుగొన్నారు.

సముద్రం అడుగున కేవలం మైదానాలే కాకుండా, Mid-Atlantic Ridge (మిడ్-అట్లాంటిక్ రిడ్జ్) వంటి అతిపెద్ద పర్వత శ్రేణులు ఉన్నాయని గుర్తించారు.

ఛాలెంజర్ యాత్ర ఇచ్చిన స్ఫూర్తితో చాలా దేశాలు సముద్ర పరిశోధన కోసం ప్రత్యేకమైన ఓడలను తయారు చేయడం మొదలుపెట్టాయి. 1882లో అమెరికా 'అల్బాట్రోస్' అనే ఓడను కేవలం సైన్స్ కోసం నిర్మించింది. 1893లో నార్వేకు చెందిన Fridtjof Nansen (ఫ్రిడ్జోఫ్ నాన్సెన్) తన ఓడను ఆర్కిటిక్ మంచులో గడ్డకట్టేలా చేసి, అక్కడి ప్రవాహాలను అధ్యయనం చేశారు.

1900లలో సాంకేతికత మరింత పెరిగింది. మొదటి ప్రపంచ యుద్ధం సమయంలో శత్రువుల సబ్ మెరైన్లను కనిపెట్టడానికి 'సోనార్' (SONAR) అనే పరికరాన్ని తయారు చేశారు. ఇది శబ్ద తరంగాల ద్వారా సముద్రం లోతును మరియు లోపల ఉన్న వస్తువులను గుర్తిస్తుంది. 1925లో 'మెటియోర్' అనే జర్మన్ ఓడ సోనార్ సహాయంతో అట్లాంటిక్ సముద్రం అడుగున ఉన్న నేల మ్యాపును తయారు చేసింది.

మహిళలు కూడా ఈ రంగంలో ఎంతో కృషి చేశారు. 1934లో Easter Ellen Cupp (ఈస్టర్ ఎల్లెన్ కప్) అమెరికాలో సముద్ర శాస్త్రంలో పీహెచ్‌డీ సాధించిన మొదటి మహిళ. ఆమె సముద్రంలోని సూక్ష్మ జీవులైన diatoms (డయాటమ్స్) గురించి పరిశోధన చేశారు."Women passes test; become oceanographer". The Whittier News. 10 May 1934. 1968లో Tanya Atwater (టానియా అట్వాటర్) సముద్రం అడుగున భూమి పలకల కదలికల గురించి కొత్త విషయాలను వెల్లడించారు.

సముద్ర శాస్త్రంలోని ముఖ్య విభాగాలు (Branches of oceanography)

సముద్రం అనేది చాలా పెద్ద విషయం, కాబట్టి శాస్త్రవేత్తలు దీనిని నాలుగు ప్రధాన విభాగాలుగా విభజించి అధ్యయనం చేస్తారు.

సముద్ర శాస్త్ర విభాగాలు మరియు వాటి పనితీరు
విభాగం	ఏమి అధ్యయనం చేస్తారు?	ముఖ్యమైన అంశాలు
Biological Oceanography	సముద్రంలోని జీవరాశులు	ప్లాంక్టన్, చేపలు, తిమింగలాలు, పగడపు దీవులు.
Chemical Oceanography	నీటిలోని రసాయనాలు	ఉప్పు శాతం, ఆక్సిజన్, కార్బన్ డయాక్సైడ్, కాలుష్యం.
Geological Oceanography	సముద్రపు నేల నిర్మాణం	అగ్నిపర్వతాలు, లోయలు, శిలాజాలు, ప్లేట్ టెక్టోనిక్స్.
Physical Oceanography	నీటి కదలికలు	అలలు, పోటుపాట్లు, ప్రవాహాలు, ఉష్ణోగ్రత.

1. జీవ సముద్ర శాస్త్రం (Biological oceanography)

ఈ విభాగంలో సముద్రంలోని ప్రాణుల గురించి అధ్యయనం చేస్తారు. సముద్రంలో ఉండే అతి చిన్న సూక్ష్మ జీవులైన plankton (ప్లాంక్టన్) నుండి అతిపెద్ద నీలి తిమింగలాల వరకు అన్నింటినీ పరిశీలిస్తారు. సముద్రపు వాతావరణం ఈ జీవుల పెరుగుదలకు ఎలా సహాయపడుతుందో, ఆహారపు గొలుసు (food chain) ఎలా ఉంటుందో వీరు వివరిస్తారు. ఇది దాదాపు marine biology (మెరైన్ బయాలజీ) లాగే ఉంటుంది.

2. రసాయన సముద్ర శాస్త్రం (Chemical oceanography)

సముద్రపు నీటిలో ఏయే రసాయనాలు ఉన్నాయి, అవి ఎంత మోతాదులో ఉన్నాయనేది ఈ విభాగం చెబుతుంది. సముద్రపు నీరు ఉప్పగా ఉండటానికి కారణం అందులో కరిగి ఉన్న సోడియం క్లోరైడ్ వంటి లవణాలు. రసాయన శాస్త్రవేత్తలు నీటిలోని ఆక్సిజన్ స్థాయిలను కూడా కొలుస్తారు, ఎందుకంటే చేపలు బ్రతకడానికి ఆక్సిజన్ అవసరం. ప్రస్తుతం వీరు అధ్యయనం చేస్తున్న ఒక పెద్ద సమస్య 'సముద్ర ఆమ్లీకరణం'.

సముద్ర ఆమ్లీకరణం (Ocean acidification)

మనుషులు ఫ్యాక్టరీలు మరియు వాహనాల ద్వారా గాలిలోకి carbon dioxide (CO2) విడుదల చేస్తున్నారు. సముద్రం ఈ గాలిని పీల్చుకోవడం వల్ల నీరు ఆమ్లంలా (acidic) మారుతుంది.Caldeira, K. (2003). "Anthropogenic carbon and ocean pH". Nature. 425. దీనివల్ల పగడపు జీవులు మరియు నత్తలు వంటి జంతువుల పెంకులు బలహీనపడి అవి చనిపోతున్నాయి."What is Ocean Acidification?". NOAA.

3. భూగర్భ సముద్ర శాస్త్రం (Geological oceanography)

సముద్రం అడుగున ఉన్న నేల గురించి ఈ విభాగం వివరిస్తుంది. సముద్రం అడుగున కూడా ఎత్తైన పర్వతాలు, బద్ధలయ్యే అగ్నిపర్వతాలు మరియు చాలా లోతైన లోయలు ఉంటాయి. శాస్త్రవేత్తలు సముద్రపు నేల నుండి మట్టిని సేకరించి పరీక్షించడం ద్వారా భూమి కొన్ని లక్షల ఏళ్ల క్రితం ఎలా ఉండేదో తెలుసుకుంటారు. సముద్రం అడుగున చమురు (oil) మరియు గ్యాస్ నిల్వలు ఎక్కడ ఉన్నాయో కనుగొనడం కూడా వీరి పని.

4. భౌతిక సముద్ర శాస్త్రం (Physical oceanography)

సముద్రపు నీటి కదలికలను ఈ విభాగం చదువుతుంది. ఇందులో నాలుగు ముఖ్య అంశాలు ఉంటాయి:

అలలు (Waves): గాలి నీటి ఉపరితలంపై వీచినప్పుడు అలలు ఏర్పడతాయి.

పోటుపాట్లు (Tides): సూర్యుడు మరియు చంద్రుని గురుత్వాకర్షణ వల్ల నీరు రోజుకు రెండుసార్లు పెరగడం, తగ్గడం జరుగుతుంది.

ప్రవాహాలు (Currents): సముద్రంలో నీరు ఒక నిర్దిష్ట దిశలో ప్రవహించడాన్ని ప్రవాహాలు అంటారు. ఇవి భూమిపై వేడిని ఒక చోటు నుండి మరో చోటుకు చేరుస్తాయి.

ఉష్ణోగ్రత మరియు వేడి: సముద్రం సూర్యుని నుండి వచ్చే వేడిని చాలా వరకు గ్రహిస్తుంది. దీనినే oceanic heat content అంటారు. వాతావరణ మార్పుల వల్ల సముద్రం వేడెక్కి మంచు కరగడం వల్ల sea level (సముద్ర మట్టం) పెరుగుతోంది.Template:Cite report

సముద్రపు అడుగుభాగం నిర్మాణం (Bathymetry)

సముద్రపు అడుగున ఉన్న నేల ఆకారం మనకు పైన కనిపించే భూమి కంటే చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది. దీనిని అర్థం చేసుకోవడానికి కొన్ని ముఖ్య ప్రాంతాలు ఉన్నాయి:

కాంటినెంటల్ షెల్ఫ్ (Continental Shelf): ఇది తీరానికి ఆనుకుని ఉండే తక్కువ లోతున్న భాగం. ఇక్కడ సముద్రం సుమారు 200 మీటర్ల లోతు మాత్రమే ఉంటుంది. మనం చూసే ఎక్కువ శాతం చేపలు ఇక్కడే ఉంటాయి. అబిసల్ ప్లెయిన్ (Abyssal Plain): ఇది సముద్రం మధ్యలో ఉండే చాలా విశాలమైన మైదానం. ఇది భూమి మీద ఉన్న ఏ మైదానం కంటే కూడా చాలా పెద్దదిగా మరియు నిశ్శబ్దంగా ఉంటుంది. మిడ్-ఓషన్ రిడ్జ్ (Mid-ocean Ridge): ఇది సముద్రం అడుగున సుమారు 65,000 కిలోమీటర్ల పొడవున సాగే పర్వతాల వరుస. ట్రెంచ్ (Ocean Trench): ఇవి సముద్రంలో ఉండే అతి లోతైన గోతులు. పసిఫిక్ మహాసముద్రంలోని 'మరియానా ట్రెంచ్' లోతు సుమారు 11,000 మీటర్లు. అంటే ఎవరెస్ట్ పర్వతాన్ని అందులో వేసినా అది పూర్తిగా మునిగిపోతుంది.

సముద్ర పరిశోధనలో అత్యాధునిక సాంకేతికత

పూర్వం కేవలం తాడు కట్టిన బరువులతో లోతు చూసేవారు. కానీ ఇప్పుడు శాస్త్రవేత్తల దగ్గర అద్భుతమైన యంత్రాలు ఉన్నాయి.

సబ్ మెరైన్లు (Submersibles): మనుషులు కూర్చుని సముద్రం లోతుల్లోకి వెళ్లే చిన్న ఓడలు. 1960లో 'ట్రైస్టే' అనే యంత్రం మొదటిసారిగా మరియానా ట్రెంచ్ లోతుకు వెళ్లింది.

ROV (Remotely Operated Vehicles): ఇవి రిమోట్ కంట్రోల్ ద్వారా నడిచే రోబోలు. మనుషులు వెళ్లలేని ప్రమాదకరమైన చోట్ల ఇవి పని చేస్తాయి."What is an ROV?". NOAA.

శాటిలైట్లు (Satellites): అంతరిక్షం నుండి సముద్రపు ఉపరితలాన్ని ఫోటోలు తీస్తాయి. నీటి రంగును బట్టి అక్కడ ప్లాంక్టన్ ఎంత ఉందో, నీటి ఎత్తును బట్టి ప్రవాహాలు ఎలా ఉన్నాయో తెలుసుకోవచ్చు.

అర్గో ఫ్లోట్లు (Argo Floats): ఇవి సముద్రంలో తేలియాడే రోబోట్లు. ఇవి నీటి లోపలికి వెళ్లి ఉష్ణోగ్రత మరియు ఉప్పు శాతాన్ని కొలిచి, ఆ సమాచారాన్ని శాటిలైట్లకు పంపిస్తాయి.

సముద్రాన్ని మనం ఎందుకు రక్షించుకోవాలి?

సముద్రం మన భూమికి ప్రాణనాడి వంటిది. మనం దానిని కాపాడుకోవాల్సిన కారణాలు ఇక్కడ ఉన్నాయి:

ఆక్సిజన్: మనం పీల్చే ఆక్సిజన్ లో దాదాపు సగం సముద్రంలోని చిన్న మొక్కల (Phytoplankton) నుండే వస్తుంది.

వాతావరణ నియంత్రణ: సముద్రం భూమిని మరీ వేడిగా అవ్వకుండా చూస్తుంది. వేడిని గ్రహించి ప్రపంచమంతా సమానంగా పంచుతుంది.

ఆహారం: ప్రపంచవ్యాప్తంగా వందల కోట్ల మందికి సముద్రం ఆహారాన్ని అందిస్తోంది.

వనరులు: మనకు కావలసిన చాలా ఖనిజాలు మరియు ఇంధనం సముద్రం అడుగున దొరుకుతాయి.

ప్రస్తుతం సముద్రం కాలుష్యం (pollution) వల్ల ఇబ్బంది పడుతోంది. ప్లాస్టిక్ వ్యర్థాలు సముద్ర జీవులకు శాపంగా మారాయి. అలాగే అతిగా చేపలు పట్టడం వల్ల కొన్ని జాతులు అంతరించిపోతున్నాయి. అందుకే సముద్ర శాస్త్రాన్ని చదివి, సముద్రాన్ని ఎలా కాపాడుకోవాలో తెలుసుకోవడం ప్రతి ఒక్కరి బాధ్యత.

ప్రపంచ ప్రసిద్ధ సముద్ర పరిశోధనా కేంద్రాలు

ప్రపంచంలో సముద్రం గురించి పరిశోధనలు చేసే గొప్ప సంస్థలు కొన్ని ఉన్నాయి:

కాలిఫోర్నియాలోని Scripps Institution of Oceanography.

మసాచుసెట్స్ లోని Woods Hole Oceanographic Institution.

భారతదేశంలోని నేషనల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ ఓషనోగ్రఫీ (National Institute of Oceanography - NIO), గోవా. ఇది హిందూ మహాసముద్రం గురించి పరిశోధనలు చేస్తుంది.

సంబంధిత పేజీలు (Related pages)

Marine biology (సముద్ర జీవశాస్త్రం)

Hydrology (జల విజ్ఞాన శాస్త్రం)

Climatology (శీతోష్ణస్థితి శాస్త్రం)

Seafloor spreading (సముద్ర అడుగుభాగం విస్తరణ)

Tsunami (సునామీ)

మూలాలు (References)

Thurman, H. V. (1997). Introductory Oceanography. Prentice Hall. Tom Garrison (2005). Oceanography: An Invitation to Marine Science. Brooks Cole. Robert Stewart (2008). Introduction To Physical Oceanography. Texas A&M University. National Ocean Service, NOAA. "What does an oceanographer do?" Church, J.A. (2006). A 20th century acceleration in global sea-level rise. Geophysical Research Letters. Sverdrup, K. A. (2006). Fundamentals of Oceanography. McGraw-Hill. National Geographic. "The History of Oceanography".