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第2章 人类最后的资源宝库:海洋资源(1)

海洋动物、植物、微生物共同组成了广阔海洋中充满生机的庞大水族。世界各大渔场是资源丰富的“鱼仓”。海洋药物种类繁多、各显奇效。海床和底土的石油、天然气、多金属结核和热液硫化物等蕴藏丰富,是人类的“聚宝盆”。海洋中的潮汐、海浪、海流、温差一样能被驯化,为人类带来无穷的能量,从而造福人类。

§§§第一节蔚蓝的海洋世界

辽阔的海洋

海洋是指由作为海洋主体的海水水体,生活于其中的海洋生物,邻近海面上空的大气和围绕海洋周边的海岸及海底等几部分组成的统一体。

海洋的面积为36105.9万平方千米,占地球表面面积的70.78%(一般视为70.8%)。其中,大陆架上的海洋面积为2743.8万平方千米,占全部海洋面积的7.6%;大陆坡上的海洋面积为5524.3万平方千米,占全部海洋面积的15.3%;大洋底上的海洋面积为27404.4万平方千米,占全部海洋面积的75.9%;超过6000米深沟的海洋面积为433.4万平方千米,占全部海洋面积的1.2%。

海洋的体积为137032.3万立方千米,全部海水的总质量为13×108亿吨,海水占地球上所有水量的97.2%,冰占地球上所有水量的2.15%,淡水占地球上所有水量的0.63%。海洋在地球表面上并不是均匀分布的,它与陆地分布有对称的现象。如南极洲为大陆,北极为海;欧、亚、非大部分陆地与南太平洋的面积成对称;北半球的大陆部分成环状分布,南半球的海洋也成环状分布。北半球有陆半球之称南半球有水半球之称。这是因为:世界陆地的67%分布在北半球,而世界海洋的57%分布在南半球;在北半球,海洋面积约占60.7%;而在南半球,海洋面积却占了80.9%。

海、陆在各个纬度上的分布也不均匀。除了北纬45°~70°,以及南纬高于70°的南极洲地区,陆地面积大于海洋之外,其余大多数纬度上,海洋面积均大于陆地。而在南纬56°~65°,几乎没有陆地,整个地球都被汪洋大海包围着。

海洋从哪里来

海洋到底在什么年代产生,又因何种原因产生的呢?这是人们迫切需要了解的问题。实际上,对于海洋的身世,自古至今,一直是人们苦苦探索和研究的问题。只是由于受到各种研究条件的限制。往往不同的年代有不同的结论。随着科技的进步,人们对海洋的解释就越科学。

1.海洋的产生

远古的人们生活在陆地上,对桀骜不驯、神秘莫测的大海敬而远之,认为海是神灵,是凶险恐惧之地。于是编造了不少美丽动听的神话。如《圣经》中对海的产生是如此描述的:神灵出现的第一天,带来了光明,形成了白天和黑夜;神灵出现的第二天,塑造了蓝蓝的天空,形成了天与地;神灵出现的第三天,就把地上的水聚集在一起,大叫一声:“陆地,出现吧!”于是陆地诞生,海洋也出现了。我国古代人们认为“海为龙世界”,海中有龙王居住的宫殿,海龙王主宰着水的世界。上述思想,反映了在科学技术落后的时代,人们对海洋神秘现象的恐惧感与求助于神灵保佑的美好愿望。

后来,生活在海边的人们,看到水中漂浮的树叶和木头,受这种自然现象的启发,就尝试着用木头制作出了简单的木船和木筏。古人曾有“古者观落叶因以为舟”,“见窾木浮而知为舟”的记载。《易经》也曾说过:“刳木为舟,剡木为楫”。有了这些简单的水上航行工具后,一些勇士们便开始在海上进行小规模的探险活动,对海洋的认识逐步深入。另外,一些先哲们也开始了对海洋的研究。如被誉为“自然研究之父”的古希腊哲学家泰勒斯(公元前624~公元前565年)根据水的循环理论,提出了“水是万物之源”的观点。另一位古希腊哲学家恩培多克勒认为:“海洋是如同地球汗水的盐水的集合体。”有“古代海洋学之父”之称的古希腊学者亚里士多德也指出:“由于太阳的热,从海面蒸发的水蒸气,再次凝结而形成降水,从而形成河川水、喷泉、地下水。这些水流入海中,以此反复循环,但水的总量是不变的。”这些观点完全摒弃了各种迷信思想,渐渐揭开了海洋的神秘面纱,把人们带入了对海洋科学认识的正确轨道。

海洋到底有多大的年龄,多数学者认为距今18亿~45亿年,最大年龄约为45亿年。海洋的形成离不开凸凹不平的地球表面和海水两个基本因素。一方面,地表低洼的部分为洋盆,用来存放海水;另一方面,海水贮存在洋盆之中,有水才能叫海洋。因此,两个基本因素缺一不可。

2.关于洋盆产生的三种学说

凸凹不平的地表与地壳的变动分不开。关于这个问题学术界一般有三种观点,即大陆漂移学说、海底扩张学说、板块构造学说。“泛大陆”周围被海水包围,称为“泛大洋”。到距今约2亿年,“泛大陆”开始分裂后漂移,逐步形成了现在我们看到的海洋中水、陆“支离破碎”、交错分布的形式。

(1)海底扩张

海底扩张学说:20世纪60年代初期,由美国学者提出。假定海底本身在运动。由于地球内部蕴藏着大量的放射性元素,放射性元素的衰变,产生了许多热能。地球内部受热很不均衡,靠近地核附近的地幔受热大,温度高,而地壳附近的地幔温度较低。两者的温差在地球内部产生了循环对流。这种缓慢而巨大的对流运动带动了部分较轻的地壳,并形成了大洋脊,海底运动则从中央洋脊开始,逐步向外进行。

现在海洋磁力测量的成果已经证实了海底扩张理论,计算结果表明,海底扩展速度一般为每千年1~5厘米,即1亿年为1000~5000米。按照这样的扩展速度来算,大约再过5000万年的时间,大西洋宽度将增大1000千米,而太平洋将缩小1000千米,雄伟的喜马拉雅山将超过1万米。再过6000万年,美国洛杉矶将潜入阿留申海沟,永远消失在海洋之中。

(2)大陆漂移说

早在1620年,英国人培根就已经发现,在地球仪上,南美洲东岸同非洲西岸可以很完美地衔接在一起。到了1912年,德国科学家魏格纳根据大洋岸弯曲形状的某些相似性,提出了大陆漂移的假说。数十年后,大量的研究表明,大陆的确是漂移的。人们根据地质、古地磁、古气候及古生物地理等方面的研究,重塑了古代时期大陆与大洋的分布。大约在2.4亿年前,地球上的大陆是汇聚在一起的,这个大陆从北极附近延至南极,地质学上叫泛大陆。在泛大陆周围则是统一的泛大洋。此后,又经过了漫长的岁月,泛大陆开始解体,北部的劳亚古陆和南部的冈瓦纳古陆开始分裂。大陆中间出现了特提斯洋(1.8亿年前)。此后,大陆继续分裂,印度洋陆块脱离澳大利亚-南极陆块,南美陆块与非洲陆块分裂;此时的印度洋、大西洋扩张开始。到了6000万年前,已经出现现代大陆和大洋的格局雏形。以后,澳大利亚裂离南极北上,阿拉伯板块与非洲板块分离,红海、亚丁湾张开,形成现代大洋和大陆的分布格局。

大陆的漂移由扩张的海底也能得到证实。纵贯大洋底部的洋中脊,是形成新洋底的地方;地幔物质上升涌出,冷凝形成新的洋底,并推动先形成的洋底向两侧对称地扩张;海底与大陆结合部的海沟,是洋底灭亡的场所。当洋底扩展移至大陆边缘的海沟处时,向下俯冲潜没在大陆地壳之下,使之重新返回到地幔中去。

从地图上可以看出,大西洋两岸海岸线弯曲形状非常相似,但细究起来,并不十分吻合。这是因为海岸线并不是真正的大陆边缘,它在地质历史中随着海平面升降和侵蚀堆积作用发生过很大的变迁。1965年,英国科学家布拉德借助计算机,按1000米等深线,将大西洋两者完美地拼合起来。如此完美的大陆拼合,只能说明它们曾经连在一起。此外,美洲和非洲、欧洲在地质构造、古生物化石的分布方面都有密切联系。例如,北美洲纽芬兰一带的褶皱山系与西北欧斯堪的纳维亚半岛的褶皱山系遥相呼应;美国阿巴拉契亚山的海西褶皱带,其东端没入大西洋,延至英国西南部和中欧一带又重出现;非洲西部的古老岩层可与巴西的古老岩层相衔接。这就好比两块撕碎了的报纸,按其参差的毛边可以拼接起来,而且其上的印刷文字也可以相互连接。我们不能不承认这样的两片破报纸是由一大张撕开来的。

古生物化石,也同样证实大陆曾是连在一起的。比如广布于澳大利亚、印度、南美和非洲等南方大陆晚古生代地层中的羊齿植物化石,在南极洲也有分布。此外,被大洋隔开的南极洲、南非和印度的水龙兽类和迷齿类动物群,具有惊人的相似性。这些动物也见于劳亚大陆。如果这些大陆曾经不是连在一起,很难设想这些陆生动物和植物是怎样远涉重洋、分布于世界各地的。

(3)板块构造说

板块构造理论,是从海底研究得出的,是了解地球形态的一把钥匙。地球表层是由一些板块合并而成的。这些板块就像浮在海面的冰山,在熔融的地幔岩浆上漂浮运动。所谓板块构造,讲的就是这些坚硬的岩石板块以及它们的运动体系。地球表层主要有六个基本板块。板块坚如磐石,内部稳定,地壳处于比较宁静的环境之中;而板块之间的交界处是地壳运动激烈的地带,经常发生火山喷发、地震、岩层的挤压褶皱及断裂。

六大板块中,太平洋板块完全由大洋岩石圈组成;而大西洋由洋中央海底山脉分开,一半属于亚欧板块和非洲板块,一半属于美洲板块;印度洋,也由人字形的海底山脉分开,使印度洋洋底分别属于非洲板块、印度板块和南极板块。所以,这些板块是由大洋岩石圈及大陆岩石圈组成,包含了海洋与大陆。

板块为什么会运动?它的动力来自何处?目前的科学知识告诉我们,主要是地幔深处的热对流作用。地球深部的核心称地核,它是高温熔融的。它给地核外围的地幔加热,致使温度很高,靠近地核的岩层也熔化。地幔下部的导热性不能有效地将地核的热量散发出去,使热量积聚,致使地幔逐渐升高温度。地幔物质成为塑性状态,形成对流形式的运动。地幔的热对流是在大洋中的海底山脉(又称洋中脊)处上升,沿着海底水平运动,到大洋边缘的海沟岛弧带,经过水平长距离运动后冷却,而沿海沟带下沉,又回到高温的地幔层中消失。

由于地幔的对流运动,使得漂浮在它上面的板块也被带动做水平运动。所以,地幔的热对流是带动板块运动的传送带。板块从洋中脊两侧各自做分离的运动。这些运动的板块最终总会相遇的,相遇时会相互碰撞。当大洋板块与大陆板块相碰撞,大洋板块密度大而且重,就插到大陆板块之下,在碰撞向下插入处就形成大洋边缘的深海沟。假使是两个大陆板块相碰撞,则互相挤压,使两个板块的接触带挤压变形,形成巨大的山系。如喜马拉雅山系就是由于欧亚板块与印度板块挤压而形成的。因此,大洋底部的运动,形成大洋边缘岛弧海沟复杂的地貌,也构成大陆上巨大的山系。板块构造控制了整个地球的地表形态。

3.海水的形成

俗话说:“海水不可斗量”。其意指海水数量之多。海洋海水的总体积到底有多少,很难准确计算,据粗略估算,全球海洋贮存着约13.38亿立方千米的水资源,约占地球所有水量的97%。如此巨大容量的海水是怎样形成的呢?科学界对此也有几种观点。

最早的也是大多数人认同的观点是海水主要来自地球内部。其实在远古时期,海洋中的储水量并不太多,相当于现代海洋的1/10左右,当时地球上的水主要以岩石结晶水的形式储藏在地球内部。在漫长的地球演化过程中,地球内部释放出大量的热量,加热了地壳,于是地球内部产生出非常多的水汽,这些气体通过岩浆活动或火山喷发,流“窜”到地球外部,据推断,主要在距今45亿~25亿年之间排出的,大量的气态水存在于大气之中,凝结后以雨或雪降落到地球表面,使海洋中的水量逐渐增加,另外,陆地上的河流也把水源源不断地输送到海洋。经过了大约十几亿乃至几十亿年的漫长积累,才有了现在的海水规模。

近几十年来,少数学者认为海水并非来自地球内部,而是来自宇宙。1983年4月11日,中国无锡市东门区,从天上落下许多冰块,经科学家分析化验,证实这些冰块是来自宇宙的陨冰。美国1996年曾发射过一颗名为“波拉”的卫星,从其所收集的资料证实,宇宙每天都有大量雪球般的小天体陨落到地球上。美国爱德华大学路易斯·福兰克博士研究了大量的卫星观测资料,进一步指出来自宇宙的雪球重量约为2万~4万千克,大小像一间小房屋,在1000~3000千米的高空分解成云。每天都有几千个这样的雪球来到地球,大约经过0.1万~2万年,地球表面积水可达到3厘米。照此推算,自地球诞生后,每天接收到大量来自太空的“宇宙之雨”,日积月累,形成了现在13亿多立方千米的海水。

这一新观点引起了科学界的注意和争论,对海水来自地球本身的传统观点发起了强烈冲击和挑战。到底谁是谁非,现在还难以下结论,因为真理有时掌握在少数人的手中。相信随着时间的推移和科学实验的验证,海水来源的真相必将大白于天下。

海与洋一样吗

根据海洋要素特点及形态特征,海洋又可分为主要部分和附属部分,前者称为洋,后者是洋的边缘附属部分,称为海、海湾和海峡。

洋是海洋的主体部分,占海洋总面积的89%。远离陆地的水体部分为洋,洋一般较深,平均水深在2000~4000米;洋内有独立的洋流和潮汐系统,主要海洋要素,海则与洋不同了,海濒临大陆,面积比较小,各大洋海的面积只占海洋总面积的11%。由于海是大洋的边缘附属部分,从地理形态上看,一般的海,多分布在大陆架上,其海水深度较浅;靠近陆地部分,还有海湾、海峡等。海又分两大类:一类是边缘海;另一类是地中海。地中海的地理特征是海水水域介于大陆之间,或深入大陆的内部,例如,在欧亚大陆之间的地中海,还有伸入美洲大陆的加勒比海等。边缘海则位于大陆边缘,例如,我国的黄海、东海等。由于边缘海靠近大陆,因此,边缘海靠大陆一侧受陆地影响较大。而靠大洋一侧,明显受大洋水体的影响。

大洋具有面积广阔、深度较大、水体相对稳定、很少受大陆影响的特点,是全球气候的调节中枢。

世界大洋是相互沟通的,但是,由于洋与洋地理位置等因素不同,各大洋之间又有较明显的差别。根据水文特征、海岸线的轮廓、洋底地貌特点等,人们把世界大洋分为太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋和南大洋五大洋区。

1.太平洋

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