Χημική Ωκεανογραφία

Στόχος του μαθήματος της Χημικής Ωκεανογραφίας είναι:  

• Να εισάγει τις βασικές έννοιες που χρησιμοποιούνται στη χημική ωκεανογραφία. 

• Να παρέχει μια βασική γνώση των χημικών διεργασιών που συμβαίνουν στον ωκεανό. 

• Να παρέχει το γνωστικό υπόβαθρο για την μελλοντική ενασχόληση με μαθήματα υποχρεωτικά/επιλογής που εμβαθύνουν τόσο στην χημεία όσο και στις βιογεωχημικές διεργασίες του θαλασσινού νερού. 

• Να εισαγάγει ορισμένες από τις τεχνικές και τις πρακτικές δεξιότητες που απαιτούνται για την δειγματοληψία και ανάλυση  βασικών χημικών παραμέτρων που συνήθως απαιτούνται για μια ωκεανογραφική μελέτη και την αποτύπωση μιας πρώτης εικόνας ενός θαλάσσιου συστήματος. 

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο φοιτητής αναμένεται να: 

• Γνωρίζει και να κατανοεί τις βασικές έννοιες, τις αρχές, τις θεωρίες και τα δεδομένα που σχετίζονται με τη χημεία του θαλασσινού νερού 

• είναι εξοικειωμένος με τον υδρολογικό κύκλο και τις μοναδικές ιδιότητες του νερού. 

• γνωρίζει και να αιτιολογεί τις διαφορές μεταξύ γλυκού και θαλασσινού νερού. 

• είναι εξοικειωμένος με τα στοιχεία που επιδεικνύουν συντηρητική και μη συντηρητική συμπεριφορά στους ωκεανούς και να χρησιμοποιεί κατάλληλα παραδείγματα (θρεπτικά άλατα, κύρια και δευτερεύοντα στοιχεία, ιχνημέταλλα). 

• γνωρίζει τους βιογεωχημικούς κύκλους των κύριων θρεπτικών συστατικών και του άνθρακα στον ωκεανό. 

• είναι εξοικειωμένος με τη συμπεριφορά των διαλυμένων αερίων στον ωκεανό και την σχέση τους με τον εμπλουτισμό των βαθιών νερών των ωκεανών και το χημικό σύστημα του διοξειδίου του άνθρακα. 

• είναι σε θέση να κάνει μετατροπές μεταξύ των διαφόρων μονάδων που χρησιμοποιούνται στη χημική ωκεανογραφία. 

• είναι εξοικειωμένος με αρκετές από τις αναλυτικές μεθόδους που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των βασικών χημικών παραμέτρων στο θαλασσινό νερό και τα ιζήματα. 

• να κατέχει τη γνωστική βάση και εμπειρία για την μελλοντική του ενασχόληση με μαθήματα υποχρεωτικά/επιλογής που εμβαθύνουν στην χημεία και στις βιογεωχημικές διεργασίες του θαλασσινού νερού αλλά και για  τη μελλοντική επαγγελματική του σταδιοδρομία. 

• να αλληλεπιδρά με άλλους σε ζητήματα διεπιστημονικής φύσης σχετιζόμενα με το θαλάσσιο περιβάλλον 

Εφαρμογή της θεωρίας στην πράξη 
Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με χρήση των απαραίτητων τεχνολογιών 
Αυτόνομη εργασία 
Ομαδική εργασία 
Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον 
Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον 
Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής 
Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης 

Ιστορική ανασκόπηση της εξέλιξης της Επιστήμης της Ωκεανογραφίας, Κατανομή υδάτων και υδρολογικός κύκλος, ο ωκεανός σαν χημικό σύστημα, το νερό σαν διαλύτης, το θαλασσινό νερό και οι επιδράσεις των ηλεκτρολυτών στη δομή του νερού, ιδιότητες του θαλασσινού νερού. Χημική σύσταση του θαλασσινού νερού - Κύρια συστατικά. Ιχνοστοιχεία στο θαλασσινό νερό, πηγές, μορφές και κατανομές τους. Διαλυμένα αέρια στο θαλασσινό νερό με ιδιαίτερη έμφαση στο οξυγόνο – κατανομές σε σχέση με τη θερμόαλη κυκλοφορία, υποξικές/ανοξικές συνθήκες. pH και αλκαλικότητα, κύκλος του άνθρακα και το χημικό σύστημα του διοξειδίου του άνθρακα, οξίνιση του ωκεανού. Θρεπτικά συστατικά στο θαλασσινό νερό - Κύκλοι αζώτου, φωσφόρου και πυριτίου – κατανομές θρεπτικών σε σχέση με τη θερμόαλη κυκλοφορία - ευτροφισμός. Βιολογική Παραγωγή, αποδόμηση και  εξαγωγή οργανικής ύλης. 

Το μάθημα συνοδεύεται από εργαστηριακές ασκήσεις προσδιορισμού βασικών χημικών και βιολογικών παραμέτρων σε δείγματα θαλασσινού νερού, οι οποίες είναι: μέτρηση pH και αλκαλικότητας, διαλυμένου οξυγόνου, θρεπτικών αλάτων (φωσφορικών, πυριτικών, νιτρικών, νιτρωδών), χλωροφύλλης καθώς και οργανικού άνθρακα και φωσφόρου στα ιζήματα

Θεωρία: 

Σκούλλος Μιχαήλ, 2015. Χημική Ωκεανογραφία-μια εισαγωγή στη χημεία του θαλάσσιου περιβάλλοντος. Εκδόσεις Συμμετρία, 256 σελ.: 

Δασενάκης, Μ., Λαδάκης, Μ.,  Καραβόλτσος, Σ., Παρασκευοπούλου, Β., 2015. Χημική Ωκεανογραφία (e-book) Αθήνα: Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών. Διαθέσιμο στο https://repository.kallipos.gr/handle/11419/4683 

Σακελλαριάδου Φ., 2007.  Ωκεανογραφία. Εκδόσεις Σταμούλη Α.Ε., 354 σελ. 

Libes, S.M., 1992. An Introduction to Marine Biogeochemistry, John Wiley and Sons, New York. 

Pilson, M.E.Q., 1998. An introduction to the chemistry of the sea. Prentice Hall. 

Millero, F.J., 2002. Chemical Oceanography (2nd edition), CRC Press, Boca Raton. 

Emerson S.R., Hedges J.I. 2008. Chemical oceanography and the marine carbon cycle, Cambridge University Press 

Εργαστήριο: 

Εργαστηριακές σημειώσεις διδάσκουσας 

Strickland, J.D.H., Parsons, T.R., 1968. A Practical Handbook of Seawater Analyses. Bulletin of Fisheries Research Board of Canada 167, 310pp. 

Methods of seawater analysis, 1983. Grasshoff, K., Ehrhardt, M., Kremling, K., (eds), Verlag Chemie, Weinheim. 

Parsons, T.R., Maita, Y., Lalli, C.M., 1984. A manual of chemical and biological methods for seawater analysis. Pergamon Press, New York. 

Συναφή επιστημονικά περιοδικά: 
Progress in Oceanography - https://www.journals.elsevier.com/progress-in-oceanography   
Marine Chemistry - https://www.journals.elsevier.com/marine-chemistry   
Biogeosciences - https://www.biogeosciences.net/   
Journal of Marine Systems - https://www.journals.elsevier.com/journal-of-marine-systems   
Continental Shelf Research - https://www.journals.elsevier.com/continental-shelf-research   
Mediterranean Marine Science -  https://ejournals.epublishing.ekt.gr/index.php/hcmr-med-mar-sc