L'oceano è in gran parte inesplorato

Principio 7: l’oceano è in gran parte inesplorato.

La Vita sulla Terra dipende dall’Oceano

A. Tutte le forme viventi dipendono dalle risorse dell’oceano quali l’ossigeno, il cibo, l’acqua, l’energia, ecc.

A.1. Le risorse dell’oceano sono limitate. La gente ha bisogno di conoscere queste risorse attraverso l’esplorazione e la ricerca scientifica.

Le persone Esplorano l’Oceano

B. Le persone sono sempre state interessate all’oceano. Le persone esplorano l’oceano per rispondere alle domande che si pongono su di esso.

B.1. Le persone scoprono tutti i giorni nuove cose a proposito dell’oceano.

B.2. L’esplorazione dell’oceano ci aiuta sia a capire la sua salute che a trovare nuovi farmaci, cibo e nuove fonti di energia (ad es. gas, petrolio e vento).

B.3. Le persone esplorano l’oceano attraverso la pratica di molti hobby e la realizzazione di carriere lavorative. Scienziati, pescatori, ingegneri, surfisti, nuotatori, fotografi, cineasti, artisti, esploratori, tutti dedicano tempo ad esplorare l’oceano.

B.4. Le persone usano creatività, curiosità, strumenti e tecnologie per migliorare l’osservazione dell’oceano.

Principio 7: l’oceano è in gran parte inesplorato.

Le Persone Esplorano l’Oceano

A. L’interesse dell’umanità ha portato all’esplorazione dell’oceano e delle sue risorse e alla ricerca marina. Il 95% di esso però rimane inesplorato.

A.1. Le persone esplorano l’oceano per scoprirlo e conoscerlo meglio per diverse ragioni: politiche, economiche, scientifiche e sociali.

A.2. Nel passato, le persone hanno esplorato l’oceano per ragioni che includevano la scoperta di nuovi territori, l’individuazione di vie commerciali, la ricerca di oro e argento, la diffusione della religione e l’espansione del potere politico.

A.3. Oggi, noi esploriamo l’oceano per ragioni quali comprendere il clima, valutarne la salute, trovare farmaci e cibo per l’uomo e cercare fonti energetiche (ad es. petrolio, gas naturali, vento, onde e maree).

A.4. La salute futura dell’oceano e la nostra abilità di utilizzare e beneficiare delle sue risorse dipende dalla nostra comprensione dell’oceano stesso.

A.5. L’oceano ha influenza su tutta la vita del pianeta Terra perché interagisce con tutti gli altri sistemi terrestri: l’atmosfera, la biosfera e la litosfera.

A.6. L’oceano fornirà alle future generazioni molteplici opportunità di esplorazione, scoperta, indagine e ricerca.

L’Esplorazione dell’Oceano richiede Collaborazione

B. L’esplorazione degli oceani è un processo collaborativo. Richiede che persone provenienti da diverse aree di competenza e da luoghi e/o paesi diversi lavorino insieme condividendo la conoscenza e utilizzando molti tipi di tecnologie per costruire una migliore comprensione del complesso sistema oceano.

B.1. Le persone sviluppano competenze specifiche per carriere e/o hobby nel campo dell’esplorazione dell’oceano. Queste carriere e hobby possono essere nel campo scientifico, ingegneristico, cinematografico, fotografico, ricreativo, architettonico, della pesca e della nautica.

B.2. Gli scienziati si specializzano in diversi aspetti dell’esplorazione dell’oceano attraverso la varietà delle tematiche scientifiche che studiano (ad es. meteo, clima, animali, piante, rocce).

B.3. Gli ingegneri si specializzano nei diversi aspetti dell’esplorazione del mare attraverso la varietà dei temi che studiano (ad es. ingegneria chimica, meccanica ed elettronica). Essi condividono la loro competenza quando lavorano con altri ingegneri e scienziati.

B.4. La comunicazione di informazioni accurate e tempestive da parte di gruppi di lavoro collaborativi permette al pubblico di prendere decisioni informate che promuovono l’uso sostenibile dell’oceano.

L’Esplorazione dell’Oceano richiede Innovazioni Tecnologiche

C. L’esplorazione degli oceani richiede che le persone usino creatività e conoscenza per sviluppare strumenti specializzati perché l’oceano è molto grande e il corpo umano ed i suoi sensi non sono ben adattati per la vita sott’acqua.

C.1. L’uomo necessita di un equipaggiamento specifico per immergersi nell’acqua o per raccogliere informazioni sull’oceano senza necessariamente dover andare sott’acqua.

C.2. Le persone sono adattate a respirare l’aria e quindi necessitano uno speciale equipaggiamento per poter stare sott’acqua (ad es. il boccaglio e le bombole da immersione).

C.3. Gli occhi umani sono adattati per funzionare in presenza di aria e quindi necessitano di strumenti speciali per vedere sott’acqua (ad es. maschera da sub e macchina fotografica subacquea).

C.4. Le persone hanno bisogno di una certa quantità di luce per vedere e quindi necessitano di strumenti di illuminazione adatti alle profondità dell’oceano (ad es. i faretti dei subacquei).

C.5.  Gli esseri umani si sono adattati a vivere sulla terraferma e quindi hanno bisogno di strumenti speciali di protezione contro l’aumento della pressione che si trova esplorando in profondità (ad es. i sottomarini).

C.6. Gli esseri umani si sono adattati a vivere in un particolare intervallo di temperatura e quindi hanno bisogno di un equipaggiamento speciale per proteggersi dal freddo delle acque dell’oceano (ad es. le mute stagne, le mute bagnate ed i sottomarini).

C.7. Gli scienziati marini e gli ingegneri marittimi hanno sviluppato tecnologie specializzate che permettono loro la raccolta di informazioni complesse su vaste aree dell’oceano senza doversi recare sott’acqua di persona, come ad es. satelliti, sensori, computer e robot.

Principio 7: l’oceano è in gran parte inesplorato.

Le Persone Esplorano l’Oceano

A. L’esplorazione porta ad una migliore comprensione del sistema oceano.

A.1. Ci sono molte opportunità di esplorare l’oceano che possono condurre a nuove domande scientifiche.

A.2. Gli esploratori oceanici stanno scoprendo nuove aree geografiche, sia in superficie che sott’acqua, così come nuovi aspetti fisici, biologici e geochimici dell’oceano.

A.3. Le esplorazioni portano ad avanzamenti della ricerca che ci aiutano a capire meglio i cambiamenti nel tempo del clima, l’acidificazione dell’oceano e la sua salute.

A.4. Nuovi metodi e nuove tecnologie sono stati sviluppati per utilizzare l’oceano come fonte di risorse minerali e biologiche e come fonte di energia (ad es. energia delle maree e delle onde e conversione dell’energia termica del mare).

A.5. Nuovi habitat e nuove specie continuano ad essere scoperti nell’oceano.

A.6. I dati raccolti grazie a tecnologie avanzate permettono agli scienziati di fare stime e previsioni più accurate dei fenomeni fisici e biologici.

A.7. Analizzare serie temporali di dati ci permette di comprendere meglio la complessità ed i modelli di cambiamento dell’oceano (ad es. inquinamento acustico, condizioni meteo, temperatura superficiale del mare e zone di anossia).

A.8. L’attuale esplorazione degli organismi marini sta portando a nuove scoperte utili per la salute umana e per la comprensione dei nostri legami col mare.

A.9. Ci sono molti modi in cui gli esseri umani traggono beneficio dalle scoperte sull'oceano (ad es. ricerca sul cancro, nuovi farmaci e fonti energetiche, ecc.).

A.10. Ci sono molti modi in cui le attività umane hanno un impatto negativo sull'oceano che non sono completamente comprese.

L’Esplorazione dell’Oceano richiede Collaborazione

B. L’esplorazione degli oceani e l’analisi dei sistemi oceanici implica collaborazione e condivisione delle informazioni su innumerevoli piani diversi: locale, regionale, nazionale e internazionale.

B.1. L'esplorazione dell'oceano richiede che persone e organizzazioni di diverse discipline scientifiche, tecniche, ingegneristiche e matematiche e persone portatrici di conoscenze tradizionali, che potrebbero trovarsi in diverse parti del mondo, collaborino e condividano informazioni.

B.2. La comunicazione di informazioni accurate e tempestive sulle nuove scoperte permette al pubblico di prendere decisioni informate che promuovono l’uso sostenibile dell’oceano.

B.3. Le persone costruiscono il loro sapere e le proprie competenze nelle diverse discipline, così come le proprie carriere e gli hobby. Queste carriere possono essere nel campo scientifico, ingegneristico, cinematografico, fotografico, architettonico, della pesca e della nautica.

B.5. I governi locali, regionali e nazionali giocano un grande ruolo nell’esplorazione degli oceani attraverso la regolamentazione e i finanziamenti.

B.6. Ci sono molti gruppi e comunità ambientalisti/e che giocano un ruolo nel sensibilizzare sull’importanza dell’esplorazione degli oceani.

B.7. I giovani possono influenzare e anche partecipare all’esplorazione dell’oceano lavorando con gli scienziati ed i gruppi ambientali e di comunità, aggregandosi a spedizioni virtuali online e attraverso la comunicazione con ufficiali governativi.

L’Esplorazione dell’Oceano richiede Innovazioni Tecnologiche

C. L’oceano ha proprietà fisiche quali profondità, pressione, luce, temperatura e salinità che rendono l’esplorazione difficoltosa. Meno del 5% di esso è stato esplorato.

C.1. L’esplorazione degli oceani richiede equipaggiamento e strumentazione che possano raccogliere dati e lavorare in ambienti che sono vasti, ad alta densità, alta salinità, temperature estreme e una pressione che aumenta con la profondità.

C.2. Sono stati sviluppati equipaggiamenti speciali per permettere all’uomo di rimanere a lungo sott’acqua a grandi profondità (ad es. le mute e le apparecchiature da sub e i piccoli sottomarini).

C.3. I sottomarini, i Remotely-Operated Vehicles (ROV) e gli Autonomous Underwater Vehicles (AUV) sono strumenti utilizzati per prolungare l’esplorazione degli oceani.

C.4. Le tecnologie acustiche come i sonar possono essere utilizzate per effettuare misure su lunghe distanze e per localizzare caratteristiche subacquee uniche.

C.5. I sistemi osservativi dell’oceano (OOS) utilizzano strumenti quali satelliti, sensori, Geographic Information Systems (GIS), boe ed equipaggiamenti acustici per studiare vaste aree dell’oceano.

C.6. I dati ricavati da questi sistemi possono essere accessibili su internet cosa che permette una esplorazione in tempo reale dell’oceano.

Principio 7: l’oceano è in gran parte inesplorato.

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Le Persone Esplorano l’Oceano

A. L’esplorazione porta ad una migliore comprensione del sistema oceano.

A.1. Ci sono molte opportunità di esplorazione dell’oceano che possono condurre a nuove domande scientifiche.

A.2. Dal 1970, l’utilizzo delle risorse marine è aumentato significativamente. La sostenibilità delle risorse marine dipende perciò dalla nostra comprensione del potenziale e dei limiti di tali risorse.

A.3. Nuovi metodi e nuove tecnologie sono stati sviluppati per utilizzare l’oceano come fonte di risorse minerali e biologiche e come fonte di energia (ad es. energia delle maree e delle onde e conversione dell’energia termica del mare).

A.4. Nuovi habitat e nuove specie continuano ad essere scoperti nell’oceano.

A.5. I dati raccolti grazie a tecnologie avanzate permettono agli scienziati di fare stime e previsioni più accurate dei fenomeni fisici e biologici.

A.6. Analizzare le serie temporali di dati ci permette di comprendere meglio la complessità ed i modelli di cambiamento dell’oceano (ad es. inquinamento acustico, condizioni meteo, temperatura superficiale del mare e zone di anossia).

A.7. L’attuale studio degli organismi marini sta portando a nuove scoperte utili per la salute umana e per la comprensione dei nostri legami col mare.

A.8. Ci sono molti modi in cui gli esseri umani traggono beneficio dalle scoperte sull'oceano (ad es. ricerca sul cancro, nuovi farmaci, energia, ecc.).

A.9. Ci sono molti modi in cui le attività umane hanno un impatto negativo sull'oceano che non sono completamente comprese.

L’Esplorazione dell’Oceano richiede Collaborazione

B. L’esplorazione degli oceani implica collaborazione tra persone con differenti carriere, competenze, nazionalità e organizzazioni tra cui università, istituti di ricerca, agenzie governative e industrie private.

B.1. Persone in diversi paesi con conoscenze e competenze in una vasta gamma di carriere e discipline propongono idee e sviluppano metodi per esplorare e comprendere l'oceano.

B.2. Comprendere l’oceano richiede l’utilizzo di dati e tecnologie provenienti da molti campi del sapere quali informatica, ingegneria, biologia, geologia, chimica e fisica.

B.3. L’impegno politico, sociale e scientifico a livello nazionale ed internazionale può influenzare l'opportunità, la consapevolezza e le direzioni future dell'esplorazione dell'oceano.

B.4. Le carriere nell'esplorazione degli oceani richiedono interesse e impegno personale e anni di studio e apprendistato che possono includere l'istruzione e la formazione nelle scuole professionali, nei licei e nelle università.

B.5. L'esplorazione dell'oceano implica la partecipazione globale perché esiste un solo oceano che collega e sostiene tutta la vita.

Principio 7: l’oceano è in gran parte inesplorato.

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L’Esplorazione dell’Oceano richiede Innovazioni Tecnologiche

C. L’oceano copre il 70% della Terra, ma meno del 5% di esso è stato esplorato a causa delle sue proprietà fisiche estreme che rendono l’esplorazione difficoltosa, quali ad es. temperatura, luce, salinità, profondità, vastità e pressione. L’abilità di esplorare l’oceano dipende dallo sviluppo e dall’utilizzo di nuove tecnologie che presentano tutte punti di forza e limitazioni.

C.1.I modelli scientifici e le simulazioni vengono creati per rappresentare i sistemi dell’oceano.

C.2. I modelli scientifici e le simulazioni vengono utilizzati per descrivere, manipolare e sperimentare i sistemi marini così come le loro interazioni, interconnessioni e interdipendenze con lo scopo di comprenderli meglio.

C.3. I modelli scientifici sono rappresentazioni fisiche, matematiche o logiche di entità, processi e fenomeni che li rendono comprensibili (ad es. visualizzazione al computer dei modelli di circolazione oceanica).

C.4. Le simulazioni sono l'implementazione di questi modelli nel tempo per testare, analizzare e sperimentare le rappresentazioni dei sistemi oceanici reali.

C.5. I modelli scientifici sono limitati dall’accuratezza con cui riusciamo a rappresentare la complessità dei sistemi oceanici che a sua volta è limitata dalla nostra conoscenza scientifica del sistema, dall’abilità di trasformare il sapere in equazioni matematiche precise, dalla nostra abilità di raccogliere sufficienti quantità e tipologie di serie temporali di dati in diverse aree geografiche, dalla potenza di calcolo dei computer necessaria per ricreare i sistemi e fare simulazioni.

C.6. L’avanzamento tecnologico, quale l’uso di satelliti, sistemi osservativi delle acque superficiali e del fondale e di strumenti digitali, ha favorito un miglioramento dei modelli scientifici e delle simulazioni perché fornisce agli scienziati una grande quantità di dati in tempo reale a varie scale spazio-temporali.

C.7. Sono stati sviluppati e impiegati strumenti e tecnologie per raccogliere una grande varietà di serie temporali di dati dai sistemi oceanici in diverse zone geografiche.

C.8. I sottomarini permettono agli scienziati di osservare e raccogliere dati sotto la superficie dell’oceano. Questi mezzi comprendono gli Human-Occupied Vehicles (HOV), i Remotely-Operated Vehicles (ROV) e gli Autonomous Underwater Vehicles (AUV).

C.9. Gli HOV permettono agli scienziati di raggiungere grandi profondità per osservazioni e raccolta di campioni. Questi veicoli dipendono dalle navi di supporto di superficie.

C.10. Ricerche innovative, quali la scoperta di forme di vita nelle sorgenti idrotermali, sono state fatte grazie agli HOV. Tuttavia, essi non sono in grado di raggiungere le profondità oceaniche, sono costosi da utilizzare e mancano della versatilità e della resistenza degli altri veicoli (ROV e AUV).

C.11. I ROV sono robot subacquei connessi tramite cavo ad una imbarcazione e manovrati da un operatore di bordo. I cavi trasmettono l’energia elettrica, le immagini video e gli altri segnali avanti e indietro tra il ROV e il pilota.

C.12. I ROV possono essere equipaggiati con ulteriori sensori e strumenti quali sonar, magnetometri, bracci meccanici e campionatori di acqua per permettere agli scienziati di prelevare acqua e campioni e condurre esperimenti in profondità sott’acqua.

C.13. Gli AUV sono sistemi computerizzati subacquei. Non c’è una connessione fisica con l’operatore che può trovarsi a terra o a bordo di una imbarcazione. Essi sono a guida autonoma e autoalimentati, resistono in cattive condizioni meteo e possono raggiungere sia profondità più basse rispetto ad una barca che più alte rispetto a un subacqueo o a un ROV.

C.14. Gli AUV possono essere equipaggiati con sensori per misurare diversi aspetti fisici e biologici dell’oceano. La copertura geografica e la durata dell’immersione degli AUV non sono condizionate dalla presenza di un cavo o di un pilota.

C.15. Gli scienziati e i gestori delle risorse naturali usano questi dati per comprendere i processi oceanici e climatici, per monitorare la qualità dell’acqua e per altre attività attorno alle aree marine protette.

C.16. I satelliti raccolgono e trasmettono dati in continuo a larga scala dai sensori (ad es. immagini satellitari) o da trasmittenti montate su boe posizionate in punti fissi nell’oceano, oppure dagli AUV o da organismi viventi che si muovono attraversando gli oceani.

C.17. I cittadini, così come gli scienziati, utilizzano i dati satellitari provenienti da boe ancorate nei punti fissi per ottenere informazioni a scala locale o regionale e per capirne gli andamenti giornalieri, stagionali o annuali.

C.18. Gli AUV come i glider possono essere programmati per raccogliere informazioni a specifiche profondità lungo percorsi predeterminati. I satelliti ricevono i dati dagli AUV per avere informazioni sulla superficie dell’oceano e sulla colonna d’acqua di una determinata zona dell’oceano.

C.19. I dati satellitari ottenuti da organismi viventi (ad es. ricevuti da trasmittenti attaccate a elefanti marini, tonni e tartarughe marine) forniscono informazioni sulle loro abitudini di vita. Gli scienziati usano questi dati per comprenderne l’area geografica e la distribuzione, l’habitat ed i modelli migratòri.

C.20. I satelliti con macchine fotografiche e radiometri forniscono estese immagini della superficie dell’oceano. Per esempio i dati dei satelliti NOAA e NASA sono utilizzati per mappare la temperatura superficiale dell’oceano e la sua produttività.

C.21. I sistemi osservativi dell’oceano (OOS) rappresentano un nuovo tipo di approccio al loro studio. Essi forniscono agli scienziati estesi dati continui della Terra, dell’oceano e dell’atmosfera, così che essi possano investigare le interazioni e interconnessioni dei processi marini e climatici e gli impatti delle attività antropiche.

C.22. Un sistema OOS utilizza sia sensori da remoto che in situ per raccogliere dati. Quelli da remoto includono sensori, fonti di alimentazione e trasmittenti montati su satelliti o aerei o posizionati a terra. Quelli in situ includono strumenti di campionatura, fonti di alimentazione e trasmittenti montati su piattaforme (navi, boe o glider). Queste apparecchiature raccolgono una gran varietà di dati quali salinità, temperatura superficiale dell’acqua e copertura nuvolosa che vengono trasmessi nei laboratori a terra.

C.23. Gli avanzamenti delle tecnologie per condurre analisi molecolari (ad es. le tecnologie genetiche) e l’analisi isotopica forniscono agli scienziati informazioni più dettagliate sugli organismi nei sistemi a grande scala (ad es. struttura delle popolazioni, catene trofiche e migrazioni).