資源簡介

海洋概述
1.2 人類對海洋的探索與認(rèn)識
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海洋科學(xué)是研究海洋的自然現(xiàn)象、性質(zhì)及其變化規(guī)律，以及與開發(fā)利用海洋有關(guān)的知識體系。它的研究對象是占地球表面71%的海洋，包括海水、溶解和懸浮于海水中的物質(zhì)、海洋中的生物、海底沉積和海底巖石圈，以及海面上的大氣邊界層和河口海岸帶等。
　　海洋科學(xué)的研究領(lǐng)域十分廣泛，其主要內(nèi)容包括對海洋的物理、化學(xué)、生物和地質(zhì)過程的基礎(chǔ)研究，海洋資源開發(fā)利用，以及海上軍事活動等的應(yīng)用研究。
　　由于海洋本身的整體性、海洋中各種自然過程相互作用的復(fù)雜性和主要研究方法、手段的共同性而統(tǒng)一起來，使海洋科學(xué)成為一門綜合性很強(qiáng)的科學(xué)。[來源:21世紀(jì)教育網(wǎng)][來源:21世紀(jì)教育網(wǎng)]
　　在太陽系的行星中，地球處于“得天獨(dú)厚”的位置。地球的大小和質(zhì)量、地球與太陽的距離、地球的繞日運(yùn)行軌道以及自轉(zhuǎn)周期等因素相互的作用和良好配合，使得地球表面大部分區(qū)域的平均溫度適中 (約15℃)，以致它的表面同時存在著三種狀態(tài)(液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài))的水，且絕大部分是以液態(tài)海水的形式形成一個全球規(guī)模的含鹽水體——世界大洋。因此，我們的地球又稱為“水的行星”。
　　全球海洋總面積約3.6億平方公里，約占地表總面積的71%。全球海洋的平均深度約3800米，最大深度11,033米。全球海洋的容積約為13.7億立方公里，占地球總水量的97%以上。如果地球的地殼是一個平坦光滑的球面，那么就會是一個表面被2600多米深的海水所覆蓋的“水球”。[來源:21世紀(jì)教育網(wǎng)]
　　世界海洋每年約有50.5萬立方公里的海水在太陽輻射作用下被蒸發(fā)，向大氣供應(yīng)87.5%的水汽。從海洋或陸地蒸發(fā)的水汽上升凝結(jié)后，又作為雨或雪降落在海洋和陸地上。陸地上每年約有4.7萬立方公里的水在重力的作用下，或沿地面注入河流，或滲入土壤形成地下水，最終注入海洋，從而構(gòu)成了地球上周而復(fù)始的水文循環(huán)。
　　海水是—種含有多種溶解鹽類的水溶液。在海水中，水占96.5%左右，其余則主要是各種各樣的溶解鹽類和礦物，還有來自大氣中的氧、二氧化碳和氮等溶解氣體。世界海洋的平均含鹽量約2.5%，而世界大洋的總鹽量約為4.8億億噸。假若將全球海水里的鹽分全部提煉出來，均勻地鋪在地球表面上，便會形成厚約40米的鹽層。
　　目前在海水中已發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素超出80種。組成海水的化學(xué)元素，除了構(gòu)成水的氫和氧以外，絕大部分呈離子狀態(tài)，主要有氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、溴、碳、鍶、硼、氟等11種，它們占海水中全部溶解元素含量的99%；其余的元素含量甚微，稱為海水微量元素。
　　溶解于海水中的氧、二氧化碳等氣體，以及磷、氮、硅等營養(yǎng)鹽元素，對海洋生物的生存極為重要。海水中的溶解物質(zhì)不僅影響著海水的物理化學(xué)特征，而且也為海洋生物提供了營養(yǎng)物質(zhì)和生態(tài)環(huán)境。
　　海洋對于生命具有特別重要的意義。海水中主要元素的含量和組成，與許多低等動物的體液幾乎一致，而一些陸地高等動物，甚至人的血清所含的元素成分也與海水類似。研究證明，地球上的生命起源于海洋，而且絕大多數(shù)的動物生活在海洋中。在陸地上，生物集中棲息在地表上下數(shù)十米的范圍內(nèi)，可是在海洋中，生物棲息范圍可深達(dá)一萬米。因此，研究生命起源的學(xué)者把海洋稱作“生命的搖籃”。
　　海洋作為地球水圈的重要組成部分，同大氣圈、巖石圈以及生物圈相互依存，相互作用，成為控制地球表面的環(huán)境和生命特征的一個基本環(huán)節(jié)。
　　由于水具有很高的熱容量，因此世界海洋是大氣中水汽和熱量的重要來源，并參與整個地表物質(zhì)和能量平衡過程，成為地球上太陽輻射能的一個巨大的儲存器。在同一緯度上，由于海陸反射率的固有差異，海面單位面積所吸收的太陽輻射能約比陸地多25～50%。因此，全球大洋表層海水的年平均溫度要比全球陸地上的平均溫度約高10℃。
　　由于太陽輻射能在地球表面上分布的固有差異，赤道附近的水溫顯著地高于高緯度海區(qū)，因此，在海洋中導(dǎo)致暖流從赤道流向高緯度、寒流從高緯度流向赤道的大尺度循環(huán)。從而引起能量重新分布，使得赤道地區(qū)和兩極的氣候不致過分懸殊。
　　海面蒸發(fā)產(chǎn)生的大量水汽，可被大氣環(huán)流及其他局部空氣運(yùn)動攜帶至數(shù)千公里以外，重新凝結(jié)成雨雪降落到所有大陸的表面，成為地球表面淡水的源泉。由此可見，海洋對全球天氣和氣候的形成，以至地球表面形態(tài)的塑造都有深遠(yuǎn)的影響。
　　海洋中的動物約16～20萬種，植物一萬多種。海洋中的生物，如同整個生物圈中的生物一樣，絕大多數(shù)直接地或間接地依賴于光合作用而生存。海洋生物由海洋光合植物、食植性動物和食肉性動物逐級依賴和制約，組成了海洋食物鏈。
　　海洋作為一個物理系統(tǒng)，其中發(fā)生著各種不同類型和不同深度的海水運(yùn)動和過程，對于海洋中的生物、化學(xué)和地質(zhì)過程有著顯著的影響。海水運(yùn)動按其成因，大致分為：海水密度變化產(chǎn)生的“熱鹽”運(yùn)動，如海面蒸發(fā)、冷卻和結(jié)冰，以及海水混合等；海面風(fēng)應(yīng)力驅(qū)動形成的風(fēng)生運(yùn)動，如風(fēng)海流和風(fēng)生環(huán)流等；天體引力作用產(chǎn)生的潮汐運(yùn)動；海水運(yùn)動速度切變產(chǎn)生的湍流運(yùn)動；各種擾動產(chǎn)生的波動，如風(fēng)浪、慣性波和行星波等。
　　海洋是生物的生存環(huán)境，海水運(yùn)動等物理過程會導(dǎo)致生物環(huán)境的改變。因此，不同的流系、水團(tuán)具有不同的生物區(qū)系和不同的生物群落。海水運(yùn)動或波動是海洋中的溶解物質(zhì)、懸浮物和海底沉積物搬運(yùn)的重要動力因素，因此，海洋中化學(xué)元素的分布和海洋沉積，以及海岸地貌的塑造過程都是不能脫離海洋動力環(huán)境的。反過來，海水的運(yùn)動狀況也與特定的地理環(huán)境、化學(xué)環(huán)境有關(guān)。這就是海洋自然環(huán)境的統(tǒng)一性的具體表現(xiàn)。
　　大洋地殼作為全球地殼的一個結(jié)構(gòu)單元，具有不同于大陸地殼的一系列特點(diǎn)。陸殼較輕、較厚，比較古老；洋殼較重、較薄(缺失花崗巖層)，相對年輕。在地殼的均衡作用下，陸殼質(zhì)輕而浮起，洋殼質(zhì)重而深陷。地球之所以存在著如此深廣的海洋，是與洋殼的物質(zhì)組成有關(guān)的。[來源:21世紀(jì)教育網(wǎng)][來源:21世紀(jì)教育網(wǎng)]
　　由于海水的覆蓋，海底地殼是難以直接觀察的。近半個世紀(jì)以來，深海考察發(fā)現(xiàn)了海洋中有深度超過萬米的海溝，長達(dá)上千公里的斷裂帶以及眾多的海山：而給人印象最深的是存在著一條環(huán)繞全球、縱貫大洋盆地、延伸達(dá)80000公里的水下山脈體系。這條水下山脈縱貫大西洋和印度洋的洋盆中部，所以稱為大洋中脊。在大洋中脊頂部發(fā)育有一條被斷裂帶錯開的縱向的大裂谷，稱為中央裂谷。
　　20世紀(jì)70年代以來，海洋學(xué)者乘坐潛水器考察大洋中脊和裂谷，發(fā)現(xiàn)從裂谷底噴涌出來的熱泉。原來，冷海水沿裂隙滲入熾熱的新生洋殼內(nèi)部，變成熱海水，熱海水和洋殼玄武巖之間發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。玄武巖中的鐵、錳、銅、鋅等被淋濾出來進(jìn)入熱海水，從而噴出富含金屬的熱泉。由河流帶入海洋中的鎂、硫酸根，在上述過程中也大部分被中脊軸部的洋殼所吸收。據(jù)估計，沿著八萬公里長的大洋中脊只需800～1000萬年，與世界海洋等量的海水就可以經(jīng)過脊軸洋殼循環(huán)一遍。這對于海水化學(xué)成分的演化，產(chǎn)生了十分深遠(yuǎn)的影響。
　　總之，海洋中發(fā)生的各種自然過程，在不同程度上同大氣圈、巖石圈和生物圈都有耦合關(guān)系，并且同全球構(gòu)造運(yùn)動以及某些天文因素密切相關(guān)，這些自然過程本身也相互制約，彼此間通過各種形式的物質(zhì)和能量循環(huán)結(jié)合在一起，構(gòu)成一個具有全球規(guī)模的、多層次的海洋自然系統(tǒng)。正是這樣一個系統(tǒng)，決定著海洋中各種過程的存在條件，制約著它們的發(fā)展方向。
　　海洋科學(xué)研究的目的，就在于通過觀察、實(shí)驗(yàn)、比較、分析、綜合、歸納、該繹以及科學(xué)抽象方法，去揭示這個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，認(rèn)識海洋中各種自然現(xiàn)象和過程的發(fā)展規(guī)律，并利用這些規(guī)律為人類服務(wù)。

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