Ocean Literacy opiera się na 7 założeniach. Sposób w jaki są sformułowane obrazuje interdyscyplinarność wiedzy o morzu.

a) Wszechocean i jego podział

Ocean pokrywa około 70% powierzchni Ziemi i odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu naszej planety. Choć jest jednym połączonym systemem wodnym, dzieli się na kilka głównych basenów: Północny i Południowy Pacyfik, Północny i Południowy Atlantyk, Ocean Indyjski, Ocean Południowy oraz Ocean Arktyczny.

b) Struktura basenów oceanicznych

Każdy basen oceaniczny składa się z dna morskiego oraz form geologicznych, takich jak wyspy, rowy oceaniczne, grzbiety śródoceaniczne i doliny ryftowe. Te struktury różnią się wielkością, kształtem i właściwościami w zależności od ruchów litosfery. To właśnie w Oceanie znajdują się najwyższe góry, najgłębsze doliny i najbardziej płaskie równiny na Ziemi.

c) Cyrkulacja oceaniczna

W Oceanie działa jeden globalny system cyrkulacyjny, napędzany przez wiatr, pływy, obrót Ziemi (efekt Coriolisa), energię słoneczną oraz różnice w gęstości wody. Kształt basenów oceanicznych oraz otaczających je lądów wpływa na kierunek cyrkulacji wód. Globalny „pas transmisyjny” transportuje ciepło, materię i organizmy przez wszystkie oceany, wpływając na klimat i ekosystemy morskie.

d) Poziom morza i jego zmienność

Poziom morza to średnia wysokość Oceanu względem lądu, uwzględniająca wpływ pływów. Zmienia się on na skutek ruchów płyt tektonicznych, które modyfikują pojemność basenów oceanicznych i wysokość lądów, topnienia lub wzrostu czap lodowych na lądzie oraz rozszerzalności termicznej wody, związanej z jej ogrzewaniem i ochładzaniem.

e) Właściwości wody oceanicznej

Woda oceaniczna stanowi 97% całej wody na Ziemi i wyróżnia się unikalnymi właściwościami. Jest słona i bardziej zasadowa niż woda słodka, ma niższą temperaturę zamarzania, jest gęstsza i przewodzi prąd elektryczny znacznie lepiej niż woda słodka. Równowaga pH Oceanu jest kluczowa dla zdrowia ekosystemów morskich i wpływa na zdolność Oceanu do pochłaniania oraz neutralizowania zmian poziomu atmosferycznego CO₂.

a) Ocean jako źródło substancji i cykli biogeochemicznych

Wiele substancji i cykli biogeochemicznych ma swój początek w Oceanie. Znaczna część skał osadowych obecnych na Ziemi została ukształtowana w wodach morskich. Życie w Oceanie stanowiło także podstawę do powstania dużych pokładów skał węglanowych i krzemionkowych.

b) Zmiany poziomu morza a kształtowanie lądów

Wraz z upływem czasu zmiany poziomu morza wpływały na rozszerzanie się i kurczenie półek kontynentalnych, tworzenie oraz zanikanie mórz śródziemnych, a także na kształtowanie powierzchni lądu.

c) Erozja i transport osadów

Erozja, czyli proces wietrzenia skał, gleb i innych elementów biotycznych oraz abiotycznych, zachodzi szczególnie w obszarach przybrzeżnych. Wiatry, pływy, fale oraz ruchy płyt tektonicznych powodują transport osadów. Większość piasku na plażach, składającego się z drobnych fragmentów zwierząt, roślin, skał i minerałów, pochodzi ze źródeł lądowych i jest przenoszona na wybrzeże przez rzeki oraz fale przybrzeżne. Sezonowe zmiany warunków hydrodynamicznych rozprowadzają piasek wzdłuż wybrzeży.

d) Ocean jako magazyn węgla

Ocean jest największym rezerwuarem cyrkulującego węgla na Ziemi. Wiele organizmów wykorzystuje węgiel rozpuszczony w wodzie do budowy muszli, szkieletów oraz raf koralowych.

e) Wpływ procesów geologicznych na wybrzeża

Aktywność tektoniczna, zmiany poziomu morza i siła fal kształtują strukturę fizyczną oraz formy lądowe wybrzeża.

a) Ocean jako czynnik kształtujący klimat

Interakcja procesów atmosferycznych i oceanicznych wpływa na pogodę oraz klimat, kontrolując przepływ energii, wody i węgla na Ziemi.

b) Absorpcja energii słonecznej i wymiana ciepła

Ocean modyfikuje pogodę i klimat, pochłaniając większość promieniowania słonecznego docierającego na Ziemię. Wymiana ciepła między oceanem a atmosferą napędza cykl wodny oraz cyrkulację oceaniczną i atmosferyczną.

c) Globalne i lokalne zjawiska pogodowe

Wymiana cieplna między oceanem a atmosferą może prowadzić do gwałtownych zjawisk pogodowych, takich jak susze i ulewy. Przykładami są Oscylacja Południowa, El Niño i La Niña, które powodują znaczące zmiany w globalnych wzorcach pogodowych oraz wpływają na temperatury wód powierzchniowych Pacyfiku.

d) Rola oceanu w powstawaniu burz tropikalnych

Kondensacja wody odparowanej z ciepłych mórz dostarcza energii huraganom i cyklonom. Większość opadów na Ziemi pochodzi z rejonów tropikalnych.

e) Obieg węgla w oceanie

Ocean odgrywa kluczową rolę w globalnym obiegu węgla. Połowa ziemskiej produkcji pierwotnej zachodzi w warstwach oceanu, do których dociera światło. Ocean absorbuje znaczną część dwutlenku węgla i metanu obecnych w atmosferze.

f) Ocean a zmiany klimatyczne

Ocean miał i nadal ma istotny wpływ na zmiany klimatyczne, pochłaniając, magazynując i transportując ciepło, węgiel oraz wodę. W ciągu ostatnich 50 000 lat duże i nagłe zmiany klimatu były wynikiem zmian w cyrkulacji oceanicznej.

g) Wzajemne oddziaływanie oceanu i atmosfery

Zmiany w układzie ocean-atmosfera mogą prowadzić do zmian klimatycznych, które następnie wpływają na kolejne transformacje w oceanie i atmosferze. Te interakcje mają dalekosiężne konsekwencje fizyczne, chemiczne, biologiczne, ekonomiczne i społeczne.

a) Ocean jako źródło tlenu

Większość tlenu atmosferycznego pochodzi z procesów fotosyntezy prowadzonych przez organizmy morskie. Akumulacja tlenu w atmosferze była kluczowa dla rozwoju i utrzymania życia na lądzie.

b) Ocean jako kolebka życia

Najstarsze dowody na istnienie życia pochodzą z oceanu. Miliony współczesnych gatunków lądowych wyewoluowało od wspólnych przodków żyjących w wodzie, a proces ewolucji nadal trwa.

c) Wpływ oceanu na warunki życia

Ocean dostarcza wodę, tlen i składniki odżywcze niezbędne do życia. Kształtuje także klimat, tworząc warunki umożliwiające istnienie organizmów na Ziemi.

a) Skala życia w Oceanie

Organizmy morskie obejmują formy o niezwykle zróżnicowanych rozmiarach – od mikroskopijnych mikrobów po największe zwierzęta na Ziemi, takie jak płetwale błękitne.

b) Mikroby jako podstawa ekosystemów oceanicznych

Większość organizmów i biomasy Oceanu stanowią mikroby, które są kluczowym ogniwem wszystkich łańcuchów pokarmowych. To najważniejsi producenci pierwotni w środowisku morskim. Charakteryzują się szybkim tempem wzrostu i cyklu życiowego oraz produkują ogromne ilości węgla i tlenu.

c) Różnorodność organizmów morskich

Większość największych grup organizmów na Ziemi to gatunki żyjące wyłącznie w Oceanie. Różnorodność grup organizmów jest znacznie większa w wodzie niż na lądzie. Wiele unikalnych cyklów życiowych, adaptacji oraz relacji ekologicznych, takich jak symbioza, dynamika drapieżnik-ofiara i transfer energii, występuje wyłącznie w ekosystemach morskich.

d) Przestrzeń życiowa w Oceanie

Ocean oferuje ogromną przestrzeń życiową obejmującą różnorodne ekosystemy – od powierzchni, przez toń wodną, aż po dno morskie i osady pod dnem. Stanowi największą część środowiska życia na Ziemi.

e) Czynniki wpływające na ekosystemy oceaniczne

Ekosystemy oceaniczne są kształtowane przez warunki środowiskowe i organizmy je zamieszkujące. Życie w Oceanie nie jest rozmieszczone równomiernie w czasie i przestrzeni, ponieważ zależy od zmiennych czynników abiotycznych, takich jak stężenie tlenu, zasolenie, temperatura, pH, światło, dostępność składników odżywczych, ciśnienie, typ podłoża i cyrkulacja wód. Niektóre obszary Oceanu są jednymi z najbardziej biologicznie produktywnych na Ziemi, podczas gdy inne nie zapewniają odpowiednich warunków do rozwoju organizmów.

f) Głębinowe ekosystemy niezależne od światła

W Oceanie istnieją głębinowe systemy ekologiczne, które funkcjonują bez dostępu do światła słonecznego. Kominy hydrotermalne, podwodne gorące źródła i chłodne wysięki metanu opierają się na energii chemicznej i organizmach chemosyntetyzujących, które stanowią podstawę tamtejszych ekosystemów.

g) Czynniki wpływające na rozmieszczenie organizmów

Pływy, fale, drapieżnictwo, typ podłoża oraz inne czynniki determinują pionowy rozkład organizmów w otwartych wodach Oceanu. Struktura tego rozkładu wpływa na rozmieszczenie oraz różnorodność biologiczną.

h) Rola estuariów

Estuaria to jedne z najważniejszych i najbardziej produktywnych środowisk życia. Stanowią kluczowe miejsca rozrodu oraz wychowu wielu gatunków morskich i słodkowodnych.

a) Rola Oceanu w codziennym życiu

Ocean wpływa na życie każdego człowieka. Jest głównym źródłem wody słodkiej, ponieważ większość opadów atmosferycznych pochodzi z parowania wód oceanicznych. Ocean produkuje także niemal cały tlen dostępny na Ziemi. Kształtuje klimat i pogodę, a tym samym wpływa na zdrowie ludzi.

b) Zasoby i korzyści płynące z Oceanu

Ocean dostarcza pożywienia, leków, minerałów i energii. Stanowi także ważne źródło miejsc pracy i wspiera gospodarki wielu krajów. Jest kluczową drogą transportu towarów i ludzi oraz pełni istotną rolę w zapewnianiu bezpieczeństwa narodowego.

c) Ocean jako źródło inspiracji i odkryć

Ocean inspiruje, zapewnia przestrzeń do rekreacji i sprzyja regeneracji psychicznej oraz fizycznej. Odgrywa istotną rolę w dziedzictwie kulturowym wielu społeczności.

d) Wpływ działalności człowieka na Ocean

Człowiek oddziałuje na Ocean na różne sposoby. Prawa, regulacje i zarządzanie zasobami określają, co jest z niego pozyskiwane, a co do niego trafia. Działalność ludzka prowadzi do powstawania zanieczyszczeń – zarówno punktowych, jak i rozproszonych, w tym hałasu podwodnego. Powoduje także zmiany chemiczne, takie jak zakwaszenie Oceanu, oraz modyfikacje jego właściwości fizycznych, wpływając na plaże, strefy brzegowe i ujścia rzek. Działania człowieka przyczyniły się również do znacznego spadku liczebności dużych kręgowców morskich.

e) Skutki zmian klimatycznych dla Oceanu

Zmiany temperatury i pH wód oceanicznych mogą zagrozić istnieniu niektórych organizmów i wpłynąć na ich różnorodność biologiczną. Przykładami są bielenie koralowców wywołane wzrostem temperatury oraz trudności w tworzeniu muszli przez organizmy wapienne w wyniku zakwaszenia Oceanu.

f) Wrażliwość obszarów przybrzeżnych

Znaczna część ludzkiej populacji zamieszkuje strefy przybrzeżne, które są szczególnie narażone na klęski żywiołowe, takie jak tsunami, huragany, cyklony, podnoszenie się poziomu morza i fale sztormowe.

g) Odpowiedzialność za ochronę Oceanu

Ocean podtrzymuje życie na Ziemi, dlatego każdy człowiek ma obowiązek troski o jego zdrowie. Zarówno indywidualne działania, jak i wspólne wysiłki społeczne są niezbędne do skutecznego zarządzania zasobami Oceanu z myślą o dobru przyszłych pokoleń.

a) Niezbadane obszary Oceanu

Ocean jest największym niepoznanym obszarem na Ziemi — dotychczas zbadano mniej niż 5% jego powierzchni. Kolejne pokolenia badaczy będą miały ogromne pole do odkryć, innowacji i prac badawczych.

b) Znaczenie eksploracji Oceanu

Zrozumienie Oceanu to nie tylko kwestia ciekawości. Eksploracja, doświadczenia i odkrycia są kluczowe dla lepszego poznania systemów oceanicznych i zachodzących w nich procesów. To wiedza niezbędna dla przetrwania ludzkości.

c) Nowoczesne technologie w badaniach Oceanu

W ciągu ostatnich 50 lat wykorzystanie zasobów oceanicznych znacznie wzrosło. Przyszłe zrównoważone zarządzanie tymi zasobami zależy od lepszego zrozumienia ich potencjału. Nowe technologie, takie jak czujniki, drony i zaawansowane narzędzia badawcze, poszerzają nasze możliwości eksploracji. Coraz częściej w badaniach wykorzystywane są satelity, dryftery, pławy, obserwatoria podwodne i bezzałogowe jednostki pływające.

d) Modele matematyczne w badaniach Oceanu

Modele matematyczne odgrywają kluczową rolę w rozumieniu systemów oceanicznych. Pozwalają one analizować złożone zależności między Oceanem, wnętrzem Ziemi, atmosferą, klimatem i kontynentami.

e) Interdyscyplinarność badań oceanicznych

Eksploracja Oceanu to dziedzina wymagająca współpracy specjalistów z wielu branż. Biolodzy, chemicy, klimatolodzy, programiści, inżynierowie, geolodzy, meteorolodzy, fizycy, a także animatorzy i ilustratorzy łączą siły, aby rozwijać nowe idee i odkrywać nowe perspektywy badawcze.