第2章 認(rèn)識(shí)神秘的海洋(2)
- 海水為什么不再藍(lán)
- 宋學(xué)軍 崔峰濤主編
- 5601字
- 2015-04-23 00:41:06
海洋與陸地、大氣共同組成了地球的基本環(huán)境。地球演化學(xué)說(shuō)表明,地球上的水主要是從大氣中分化出來(lái)的。早期的大氣含有大量的水氣,由于溫度逐漸降低以及大氣中含有大量的塵埃,一部分水氣便凝結(jié)成液態(tài)水降落至地面,匯聚在洼地中形成原始的水圈。以后由于水量的增加和地殼形態(tài)的變化,原始水圈的絕大部分演化成海洋。有關(guān)資料表明,地球表面積為5.1億平方千米,其中,海洋面積為3.61億平方千米,約占地球表面積的70.8%,其平均深度為3795米;陸地面積有1.49億平方千米,約占地球表面積的29.2%。
海洋在人類賴以生存的地球上,以其巨大的分布面積,足以給人類的生活造成巨大而深遠(yuǎn)的影響。海洋創(chuàng)造了一個(gè)充滿生機(jī)的生物世界,也創(chuàng)造了地球上的生命。沒(méi)有海洋,地球也會(huì)像月球和其他人類已探知的星球一樣,成為死寂的、沒(méi)有生命存在的星球。海洋調(diào)節(jié)著全球的氣候,創(chuàng)造了人類能夠生存的自然環(huán)境。科學(xué)家們?yōu)榱颂剿骱Q螅M(jìn)行過(guò)現(xiàn)代海一氣交換的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,海洋以其占地球98%的水體(沒(méi)有海洋,陸地上的2%的水體也不會(huì)存在)和巨大的熱容量,通過(guò)海洋與大氣的相互作用,不僅控制著氣候的狀態(tài),而且影響著氣候的變異;產(chǎn)生于海洋的熱帶低氣壓、熱帶風(fēng)暴以及臺(tái)風(fēng)等,對(duì)調(diào)節(jié)地球的氣候起著重大作用;海洋吸收4/5的太陽(yáng)能,海洋植物通過(guò)太陽(yáng)能每年生產(chǎn)360億噸氧,大氣中70%的氧是海洋產(chǎn)生的,海洋是二氧化碳等溫室效應(yīng)氣體的儲(chǔ)存器,大氣中剩余的二氧化碳部分被海洋吸收,海洋中的二氧化碳比大氣中的含量高60倍;海洋每年蒸發(fā)出淡水44億立方千米,以降雨的形式返回陸地和海洋,大氣中的水分每10~15天完成一次更新;海洋還有很強(qiáng)的凈化能力,分解和消除著各種有害物質(zhì)。
生命起源于海洋①。海洋,生命的搖籃,萬(wàn)物的母親。生命演化的過(guò)程大體為:無(wú)生命的小分子有機(jī)物(甲烷、乙炔)→有活性大分子(海洋)→生命的“胚胎”→原生動(dòng)植物→多細(xì)胞后生動(dòng)植物→無(wú)脊椎動(dòng)物→脊椎動(dòng)物(造山運(yùn)動(dòng))→些生兩棲動(dòng)物→鳥(niǎo)類→哺乳類(300萬(wàn)年前)→人類。至今,地球上生存著近60億人口,100多萬(wàn)種動(dòng)物,30多萬(wàn)種植物,10多萬(wàn)種微生物,這些完全來(lái)源于海洋。
從人類血液和海水成分的比較,可看出人類海洋的烙印。
海洋不僅創(chuàng)造了人類生存的基本條件,孕育了人類,還是人類潛在的巨大資源寶庫(kù)。據(jù)有關(guān)專家測(cè)算,地球上的初級(jí)生產(chǎn)力每年約為1540億噸有機(jī)碳,其中的1350億噸來(lái)自海洋,約占87.7%。海洋中的生物多達(dá)20余萬(wàn)種,其中動(dòng)物約18萬(wàn)種,植物2萬(wàn)余種。在動(dòng)物中有魚(yú)類2.5萬(wàn)種,可供人類食用的魚(yú)類有200余種。海洋每年繁殖各種生物約400億噸,據(jù)專家測(cè)算,其中魚(yú)類年生產(chǎn)量估計(jì)為6億噸(鮮重)。海洋中含有儲(chǔ)量極為豐富的礦藏。海水中含有80種元素,其中鎂、溴、碘、鉀、鈾、金、銀等含量豐富。世界各大洋中的錳結(jié)核礦總儲(chǔ)量可達(dá)3萬(wàn)億噸左右。這種礦含有多種稀有金屬元素,其中鎳為164億噸、銅為88億噸、鈷為58億噸、錳為2000億噸。據(jù)專家分析,除銅可供使用近千年外,其他幾種金屬元素可供人類使用2萬(wàn)~3萬(wàn)年。近海的礦藏,如砂礫(建筑材料)、甲殼和文石(水泥原料)、錫礦砂、煤炭等也極其豐富。海洋中的無(wú)機(jī)鹽類約5億億噸,淡水資源約13億立方千米。據(jù)計(jì)算,每立方千米海水中僅氯化鈉(食鹽)就有2700余噸。如果把海水中的鹽類全部提取出來(lái)的話,那么,用它將北冰洋填平還有余。地球上的石油資源,估計(jì)有一半埋藏在海底。海洋儲(chǔ)藏石油資源的沉積盆地面積大約有5000萬(wàn)平方千米,估計(jì)石油資源儲(chǔ)量為1350億噸左右,如將天然氣計(jì)算在內(nèi),儲(chǔ)量更是大得驚人。
海洋中蘊(yùn)藏著豐富的能量。海洋能資源潛力相當(dāng)大,其中包括潮汐能、波浪能、溫差能、鹽差能、海流能、潮流能等。據(jù)美國(guó)學(xué)者估計(jì),世界海洋能源的理論蘊(yùn)藏量為1500多億千瓦,可以開(kāi)發(fā)利用的為73.8億千瓦,其中波浪能27億千瓦、溫差能20億千瓦、鹽差能26億千瓦、海流能0.5億千瓦、潮汐能0.3億千瓦。
海洋還是人類生存發(fā)展的廣闊空間。海洋空間包括海面、海洋水體、海底和海岸帶。整個(gè)海洋水體空間比高出海平面的陸地體積大十幾倍。海洋空間可以用于海洋交通運(yùn)輸,也可以用于生產(chǎn)、生活、娛樂(lè)、儲(chǔ)藏、傾廢、通信和電力輸送等。
總之,海洋是人類可持續(xù)發(fā)展的寶貴財(cái)富。海洋作為人類生命系統(tǒng)的基本支柱,不論過(guò)去、現(xiàn)在還是將來(lái),對(duì)人類的生存、發(fā)展都起著決定性的作用。
海洋是怎樣劃分的
我們常說(shuō)的海洋,是人們的習(xí)慣性稱謂,它作為一個(gè)統(tǒng)稱,其主體是海水,同時(shí)還包括海里的生物、臨近海面的大氣、圍繞海洋邊緣的海岸以及海底等。同時(shí),海和洋也是有區(qū)別的,它們是兩個(gè)不同的概念。“洋”猶如地球水域的軀體,是海洋的中心部分;而“海”則是肢體,是海洋的邊緣部分,與陸地相連。海與洋彼此溝通,組成統(tǒng)一的世界海洋。
洋和海的主要差別體現(xiàn)在五個(gè)方面:即面積、水深、潮汐系統(tǒng)、受陸地影響程度以及沉積物。
洋遠(yuǎn)離大陸,面積廣闊,約占海洋總面積的89%,水深一般在2000—3000米以上,最深達(dá)10000米。水文要素如溫度、鹽度等不受大陸影響,水色多為藍(lán)色,透明度較大。洋一般都有獨(dú)立的潮汐系統(tǒng)和強(qiáng)大的洋流系統(tǒng)。其沉積物多為鈣質(zhì)軟泥、硅質(zhì)軟泥和紅黏土等海相沉積。
海作為洋的邊緣部分,它緊靠陸地,深度較淺,一般在2000米以下,與洋相比,它面積較小,約占海洋總面積的11%。水溫和鹽度受大陸影響較大,并有明顯的季節(jié)變化。在淡水流入少、蒸發(fā)量大、降水量少的海區(qū),鹽度較高;在有大量河水流入、蒸發(fā)量較小、降水豐富的海區(qū),鹽度較低。海一般沒(méi)有獨(dú)立的潮汐系統(tǒng)和洋流系統(tǒng)。海底沉積物多為砂、泥沙、淤泥等陸相沉積物。
按所處的地理位置不同,海可以分為邊緣海、陸間海和內(nèi)海。位于大陸邊緣,以半島、島嶼或群島與大洋分隔,但是水流交換通暢的海,被稱為邊緣海,如阿拉伯海,日本海以及我國(guó)的黃海、東海、南海等。深入大陸內(nèi)部,僅有狹窄的水道與大洋相通的海被稱為內(nèi)海,如紅海、黑海以及我國(guó)的渤海等。處于幾個(gè)大陸之間的海,是陸間海,如歐亞非大陸之間的地中海和中美洲的加勒比海。
地球表面的海洋面積為36100萬(wàn)平方千米,太平洋占49.8%。大西洋占26%,印度洋占20%,北冰洋占4.2%。太平洋占世界海洋面積的將近一半,其他三大洋合起來(lái)占一半。
太平洋是面積最大的大洋。東西最寬19900千米,南北最寬15900千米。北有白令海峽與北冰洋相通,東有巴拿馬運(yùn)河,麥哲倫海峽,德雷克海峽溝通大西洋,西經(jīng)馬六甲海峽,巽它海峽和龍目海峽,東南印度洋海丘,托萊斯海峽,帝汶海等溝通印度洋。
太平洋是最深的大洋。平均水深為3957米,最大深度在馬里亞納海溝,水深為11034米。全世界有6條萬(wàn)米以上的海溝全部集中在太平洋。太平洋海水容量為70710萬(wàn)立方千米,居世界大洋之首。
太平洋是島嶼和邊緣海最多的大洋,有島嶼1萬(wàn)多個(gè),面積440多萬(wàn)平方千米,主要分布在其西部和中部。東部岸線平直,陸架狹窄;西海岸分布著島嶼,岸線曲折,海灣眾多,陸架寬廣。
“太平”一詞即“和平”之意,據(jù)資料記載,最早是由西班牙探險(xiǎn)家巴斯科發(fā)現(xiàn)并命名的。16世紀(jì),西班牙的航海學(xué)家麥哲倫從大西洋進(jìn)入太平洋,航行其間,天氣晴朗,風(fēng)平浪靜,于是也把這一海域不約而同地取名為“太平洋”。但太平洋并不太平,它是世界大洋中發(fā)生地震、火山最頻繁的大洋。
大西洋是世界第二大洋。其面積是太平洋的一半稍多一點(diǎn)。呈南北走向,似“s”形的洋帶,南北長(zhǎng),東西窄,因此,大西洋是跨緯度最多的大洋。該大洋位于南、北美洲和歐洲、非洲、南極洲之間,北以冰島一法羅島海丘和威維爾一湯姆森海嶺與北冰洋分界,南臨南極洲并與太平洋、印度洋南部水域相通;西南以通過(guò)南美洲最南端合恩角的經(jīng)線同太平洋分界,東南以通過(guò)南非厄加勒斯角的經(jīng)線同印度洋分界;西部通過(guò)南、北美洲之間的巴拿馬運(yùn)河與太平洋溝通,東部經(jīng)歐洲和非洲之間的直布羅陀海峽通過(guò)地中海,以及亞洲和非洲之間的蘇伊士運(yùn)河與印度洋的附屬海紅海溝通。
印度洋位于亞洲、非洲、大洋洲和南極洲之間,全部水域都在東半球,是世界第三大洋,因位于亞洲印度半島南面,故名印度洋。
印度洋北邊封閉,南邊開(kāi)闊,其北部海岸線曲折,東、西、南三面海岸陡峭平直;印度洋底有復(fù)雜的地貌景色:比如“人”字型大洋中脊。特殊的東經(jīng)90度海嶺,巨大的水下沖積錐等。由于印度洋主體位于赤道帶、熱帶和亞熱帶范圍內(nèi),故被冠以“熱帶海洋’,的名稱。由于印度洋與亞洲大陸的交互作用,印度洋北部形成世界上特有的季風(fēng)洋流。
北冰洋大致以北極為中心,介于亞歐和北美洲之間,故有人稱其為北極地中海;其面積最小,水深最淺,常年覆蓋冰層,是最寒冷的大洋;它海岸線曲折,具有世界上最寬的大陸架。北冰洋有兩大奇觀,第一大奇觀是那里一年中幾乎’二半的時(shí)間是漫漫長(zhǎng)夜,而另一半則只有自晝而元黑夜,從而形成北冰洋上的一年仿佛只是一天的神仙境界;第二大奇觀是北冰洋可常見(jiàn)極光現(xiàn)象,變幻無(wú)窮、絢麗奪目。
南大洋從海洋學(xué)而不是從地理學(xué)的角度,一般把三大洋在南極洲附近連成一片的水域稱為南大洋或南極海域。南大洋是世界上唯一一個(gè)完全環(huán)繞地球而沒(méi)有被大陸分隔開(kāi)的大洋。由于南極洲有2—2.5千米厚的冰覆蓋,致使陸架深而窄,陸坡陡峭,洋底很深。它具有獨(dú)特的潮波系統(tǒng)和環(huán)流系統(tǒng),既是世界大洋底層水團(tuán)的主要形成區(qū),又對(duì)大洋環(huán)流起著重要作用。南極洋流是世界上最長(zhǎng)的洋流,總長(zhǎng)21000千米,流量為每秒1億3千萬(wàn)立方米,等于全世界所有河流流量總和的100倍。
可愛(ài)的海峽和海灣
海峽是位于兩個(gè)大陸或大陸與鄰近的沿岸島嶼以及島嶼與島嶼之間,兩端連接兩大海域的狹窄通道。它是由海水通過(guò)地峽的裂縫經(jīng)長(zhǎng)期侵蝕,或海水淹沒(méi)下沉的陸地低凹處而形成。一般水較深,水流急且多渦流。海峽內(nèi)的海水溫度、鹽度、水色、透明度等水文要素的垂直和水平方向的變化較大,其底質(zhì)多為堅(jiān)硬的巖石或砂礫,較少細(xì)小的沉積物。
海峽不僅是交通要道、航運(yùn)樞紐,而且歷來(lái)是兵家必爭(zhēng)之地。它們有的溝通兩海(如臺(tái)灣海峽溝通東海與南海),有的溝通兩洋(如麥哲倫海峽溝通大西洋與太平洋),有的溝通海和洋(如直布羅陀海峽溝通地中海與大西洋)。因此,人們常把它稱之為“海上走廊”、“黃金水道”。全世界有上千個(gè)海峽,其中著名的約有50個(gè)。
世界上最長(zhǎng)的海峽是位于非洲東南部國(guó)家莫桑比克與馬達(dá)加斯加之間的莫桑比克海峽,長(zhǎng)達(dá)1670千米。因它又寬又深,可通巨輪,因此成為南大西洋和印度洋之間的重要通道。
頭戴兩項(xiàng)“世界之最”桂冠的是位于南美大陸和南極洲之間的德雷克海峽。它是世界上最深的海峽,最深處達(dá)5248米,同時(shí)它又是世界上最寬的海峽,南北寬達(dá)9704米,成為世界各地通向南極的重要通道。
瓊州海峽:位于海南島與廣東省的雷州半島之間,東西長(zhǎng)約B0千米,南北寬度20~40千米不等,平均寬度為29.5千米。瓊州海峽西接北部灣,東連南海北部,呈東西向延伸,是東南沿海進(jìn)入北部灣的海上要沖。
海或洋伸入陸地、深度逐漸變淺形成明顯水區(qū)的海域稱為海灣。通常三面為陸,一面為海,呈“U”形及圓弧形等,可與其主體部分進(jìn)行自由的水體交換。其深人大陸的最遠(yuǎn)處稱為灣頂,與外海相通的地方稱灣口,灣口兩岸海角間的連線為海灣與外海的分界線。
海灣由于特定的地形條件,即它的深度和寬度向陸地逐漸變小,其水文狀況具有某些獨(dú)特的性質(zhì),主要表現(xiàn)為潮差較大。例如,北美洲的芬迪灣,是世界上潮差最大的地方。
由于海灣兩側(cè)岸線的遮擋,在灣內(nèi)形成波影區(qū),使波浪、潮汐的能量幅散、降低,風(fēng)浪擾動(dòng)小,水體平靜。易于泥沙堆積。沉積物在灣頂沉積而形成海灘。當(dāng)運(yùn)移沉積物的能量不足時(shí),可在灣口、灣中形成“攔灣壩”,分別稱為“灣口壩”、“灣中壩”。
海灣地處陸地邊緣,是人類開(kāi)發(fā)利用海洋的重要區(qū)域。過(guò)去,人們?cè)诤巢遏~(yú)、航海,今天,它是現(xiàn)代海洋開(kāi)發(fā)的基地。大的海灣,可以進(jìn)行海洋的綜合開(kāi)發(fā);較小的海灣,人們則根據(jù)其資源優(yōu)勢(shì)來(lái)從事不同類型的海洋開(kāi)發(fā)活動(dòng)。例如,以海港為主的海灣,往往水深浪小,適宜于船只停泊;以石油開(kāi)采為主的海灣,則應(yīng)是油氣資源豐富的地方;發(fā)展海濱旅游的海灣,則氣候宜人、風(fēng)景秀麗;適宜灘涂養(yǎng)殖的海灣,則需地勢(shì)平坦、潮間帶遼闊。
隨著現(xiàn)代海洋開(kāi)發(fā)的迅速興起和陸地上工業(yè)區(qū)向海岸帶遷移,沿岸海區(qū)污染日益嚴(yán)重,海灣因其自然條件而首當(dāng)其沖成為最容易污染的地方。因此,在開(kāi)發(fā)利用海灣的同時(shí),保護(hù)海灣環(huán)境已刻不容緩。
世界上大大小小的海灣甚多,主要分布于北美、歐洲和亞洲沿岸,其中較大的有240多個(gè)。有些海灣,如北大西洋的墨西哥灣、印度洋的孟加拉灣和波斯灣等實(shí)質(zhì)上是海。
中國(guó)海岸線曲折,海灣眾多,大體而言,面積在10平方千米以上的海灣有150余個(gè)。中國(guó)海灣的特征是:杭州灣以北,以平原性海灣為主,數(shù)量少,規(guī)模面積大,開(kāi)闊壯觀,如遼東灣、渤海灣、萊州灣、海州灣等;而杭州灣以南,多為山地丘陵基巖性海灣,數(shù)量多,范圍小,狹長(zhǎng)而海岸曲折,如三門灣、羅源灣、欽州灣等。
海水的世界
海水的透明度
海水透明度是根據(jù)什么來(lái)規(guī)定的呢?在陽(yáng)光不能直接照射的地方,用直徑為30厘米的白色圓板,把它垂直沉入水中,直到看不見(jiàn),這時(shí)的深度稱為海水透明度。它是海水能見(jiàn)程度的一個(gè)量度。
海水顏色與透明度之間存在著必然的聯(lián)系。決定水色和透明度分布和變化的主要因素是懸浮物質(zhì),包括浮游生物。此外,海流的性質(zhì)、入海徑流的多少和季節(jié)變化等都將影響透明度和水色。
一般說(shuō)來(lái),淺海的透明度比大洋低。這是因?yàn)樵跍\海,從大陸帶來(lái)的泥沙最多,潮汐、波浪和徑流的作用強(qiáng)烈,由此所引起的混合常常能直達(dá)海底。另外,淺海受大陸的影響,溫度變化劇烈,促使海水發(fā)生垂直對(duì)流,因此,淺海海水的運(yùn)動(dòng)較大洋劇烈,使已有的懸浮物質(zhì)難以沉淀。同時(shí),徑流也帶來(lái)大量的營(yíng)養(yǎng)鹽類,使海洋生物的繁殖遠(yuǎn)比大洋高,這就使淺海水色多呈黃色、淺藍(lán)或綠色,透明度低,而大洋水多呈藍(lán)色,透明度高。
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