人类对海洋的探索

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2021年02月18日 02:08
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2021年2月18日发(作者:陈书涵)















人类对海洋的探索































目录



为什么要探索海洋





人类目前对海洋的认识





人类探索海洋所面临的难题









从古到今我们不难发现人类从未停止过探索的脚步,


也许这正是证明了人类强大


的求知欲,


探索未知 可以说是人类的本能,


随着科技的发展人类能借助的工具越


来越 多也越来越强大,


现在对太空的探索显然成为一大热点,


相比于 浩瀚无垠的


外太空,


存在于地球本身的海洋就显得小了,


而对海洋人类又了解多少,


这是值


得探讨的问 题。














1


、为什么要探索海洋



对人类而言,海洋与人类生活息息相关,紧密相连。那一览无际的蓝色大地,其


所蕴含的生物、


矿物、


可再生能源及空间资源等都是我们无法 想象的,


其给我们


的生活带来的价值更是无法估量的,


由此可见海洋对我们人类的生活有着极其重


要的作用,以下为海洋对人类 生活的重要性的相关数据及其表述。



覆盖地球表

< p>


71%


的海洋,


是太阳 系其它星球所见不到的最为独特地理景观。


尽管月球表面


上的某 些区域,也被人类冠以“风暴海”等地名,但事实上那里连一滴海水也没


有。海洋是云雨 的故乡、生命的摇篮、资源的宝库、人类生存与发展的“第二空


间”

。随着世界经济发展、科技进步和人民生活水平的不断提高,人类对资源的


需求与日 俱增,人口、资源、环境问题进一步加剧,海洋环境的研究,海洋资源


开发利用、


保护和管理,


以及海洋教育已受到各国普遍重视。

海洋中含有丰富的


资源。海洋生物资源、海水化学资源、海洋矿产资源、海洋能源以 及海上航运交


通皆对人类的生存发展和世界文明的振兴进步产生重大的影响。

< p>
自古以来,


人类


对海洋开发利用就极其投入,


随着世界技术革命的不断深入和陆地资源的日趋匮


乏,


开发利用海洋资源日益成为今后世界新的潮流。


近些年来,

< br>人类对海洋的认


识和开发利用的成就是以往任何时期都无法比拟的。


海洋的多种资源和产生的巨


大经济效益越来越引起人类的关注,


实践证明,


海洋是人类生产和生活不可缺少


的领域,


海洋对人类的影响随着时间的推移将会成倍的增长,


海洋是人类 社会持


续发展的希望所在,


正像众多专家预言的一样,


未来世纪是人类的海洋世纪。





了蕴藏丰富的海洋资源以外,


辽阔的海域还是交通 的通道、


防御外敌入侵的天然


屏障,开发利用海洋、发展海洋事 业与人类的文明发展息息相关。特别是


21


< br>纪中叶,世界人口将达到


60


亿的高峰期,由于陆地资源 人均占有量少,环境压


力大,


海洋客观上已成为世界后备资源基 地及某些主要战略资源的接替区。


大力


发展海洋产业,是解决世 界人口、资源、环境压力最现实、有效的途径之一。



具体来讲海洋对人类的贡献则有这几个方面。



1


、海底矿产



海水中最普通的是



,即


氯化钠


,是人类最早从海水中提出的


矿物质


之一。


另外还有一种镁盐,


它们是造成海水又咸又苦的主要原因。


除了这两种外,


还有


钾盐

< br>、





等几十种


稀有元素







< br>等,它们一般在陆地上比较少,而


且分布较分散,但又极具价值,对人类用处很大 。



据估计海水中含有的黄金可达


55 0


万吨,银


5500


万吨,钡


27


亿吨,



40


亿吨,锌


70


亿吨,钼

137


亿吨,锂


2470


亿吨,钙


560


万亿吨,


1767


万亿


吨等等。


这些东西,


大都是国防工农业生产及生活的必需品。


例如镁是制造飞机


快艇的材料,又可以做火箭的燃料及照明弹等,是金属中的



后起之秀



,而世界


上目前有一半以上的镁来自海水。



海水是宝,


海洋矿砂也是宝。


海洋矿砂主要有滨海矿砂和浅海矿砂。


它们都


是在水深不超过几十米的海滩和浅海中的由矿物富集而具有工业价值的矿砂,< /p>



开采最方便的矿藏。


从这些砂子中,< /p>


可以淘出黄金,


而且还能淘出比金子更有价


值的金刚石、石英、钻石、


独居石



钛铁矿


、磷



矿、

金红石


、磁铁矿等,所以


海洋矿砂成为增加


矿产储量


的最大的潜在资源之一,愈来愈受到人们的利用。


这种矿砂主要分布在浅海部分,


而在那深海底处,


更有着许多令人惊喜的发


现:多金属结核


锰结 核


就是其中最有经济价值的一种。它是


1872-1876


年英国


一艘名为



挑战号



考察船在北大西洋的深海底处首次发现的。这些黑乎乎 的,或


者呈褐色的


锰结核


鹅卵团块,有 的像土豆,有的像皮球,直径一般不超过


20



米,呈高度富集状态分布于


300-6000


米水深的 大洋底表层


沉积物


上。



据估计整个大洋底锰结核的蕴藏量约


3


万亿吨,


如果开采得当,


它将是世界


上一项取之不尽 ,


用之不竭的宝贵资源。


目前,


锰结核 矿成为世界许多国家的开


发热点。


在海洋这一表层矿产中,


还有许多


沉积物


软泥,

也是一种非同小可的矿


产,


含有丰富的

金属元素


和浮游生物残骸。


例如覆盖一亿多平方公里的海底 红粘


土中,富含铀、铁、锰、锌、钴、银、金等,具有较大的经济价值。



2


、生物资源


< p>
大型藻类有人们熟悉的紫菜、海带等。它们在海底构成


海底农场



,有森林,又


有草原。有 一种巨藻,堪称世界植物之最,从几十米,至上百米,最高可达


500

< br>米高,重达


180


多公斤,生长速度之快,一年可长


50


余米,而且它的年龄可长


< p>
12


年之久。海藻在工业、农业、食品及药用方面有很重要的价值,除食用 外,


可从中提取褐藻胶、琼脂、甘露醇、碘等,可作为一种新的生物能源。





< br>海洋生物中最重要、最活泼的当属动物资源,其中有


1.5-4

< br>万种鱼类,对虾


等壳类


2


万多种 ,贝壳等软体动物


8


万多种,还有鲸、海参、海豹、海象、海鸟


等,


构成了生机盎然的海洋世界,


也构 成了经济效益很好的海洋水产业,


其中鱼


类是水产品的主体,也 最重要。





目前,全世界从海洋中捕捞的


6000


万吨水产品中,


90%


是鱼类,其余为鲸


类、甲壳类和软体动 物等。鱼类种类较多,可供食用的就有


1500


多种。鱼类可< /p>


谓全身是宝,营养经济价值很高,含有大量的蛋白质,味道鲜美。据说,吃鱼可

< p>
使人大脑聪明,还有的具有医疗价值和作为精细化工业的贵重原料。






在水产 上,鱼、虾、蟹总是相提并论的,它们不仅是席上珍馐,而且可从它


们的甲壳中提取许多 有用的东西


--


甲壳质,在工业上用途很广。其中生长在南极< /p>


的一种磷虾被誉为



世纪的流行食品



因为它有着极为惊人的资源量和很高的


营养价 值,在南极是鲸类吞食的对象,小小磷虾喂巨鲸,这也是一种奇闻吧。





贝类种类繁多,遍布于各个海区, 又比较容易找到,所以在过去,人们早已


开始捕获它们,


其中比 较有经济价值的是鲍鱼、


贻贝、


扇贝、


蛏子、


牡蛎、


乌贼、


章鱼、鱿鱼等。它 们都是味道鲜美,营养丰富的人们喜爱的食品。而且,有的贝


壳可以从中取药,


有的也有观赏价值,


是贝雕的优良材料。


我国特 产的美术工艺


品之一,大珠母贝座雕,其美丽精细,令人叹为观止。在贝类中,还有一点 值得


惊奇的是那就是珍珠,我国是珍珠发祥地,尤其是南海珍珠在世界上最负盛名,


它主要是由生活在热带、


亚热带海区的珠母贝和珍珠贝生成的,


那一粒粒晶莹皎


洁的珍珠,是海洋引以为豪的结晶。





在海洋中,有一个不可忽视的部分就是海洋微生物,主要是细菌、放线菌、


雪菌、< /p>


酵母菌、


病毒等,


它们数量极大,


分布不均。


假设海洋中没有微生物存在,


那么 海洋中一切物质就不能循环,


但它们的活动,


也使渔业生产受到 一定的损失。


近年来,


研究表明,


在海 洋微生物中可以提取一些特殊的生物活性物质,


对治疗


疾病有奇 效。






有一位美国作者提出:



下个世纪,谁来 养活中国人



的问题:世界上没有哪


个国 家有这样的能力,


而海洋产业可以将这一任务分担起来,


而传统 的渔业已达


到或超过它的再生能力,所以人们只有转向于研究海洋生物资源开发技术上来 ,


巨大的海洋生物资源,等着开发时代的到来



3


、海洋能源



潮汐能



潮汐能就是潮汐运动时产生的 能量,


是人类利用最早的海洋动力资源。


中国

< br>在唐朝沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。


后来,


到了


11-12


世纪,


法、


英等国也出现了潮汐磨坊。


到了二十世纪,


潮汐 能的魅力达到了高峰,


人们开始


懂得利用海水上涨下落的


潮差


能来发电。


据估计,

全世界的海洋潮汐能约有二十


亿多千瓦,每年可发电


124 00


万亿度。



今天,


世界上第一个也是最大的潮汐发电厂就处于法国的英吉利海峡的朗斯


河河口,年 供电量达


5.44


亿度。一些专家断言,未来无污染的廉价能源 是永恒


的潮汐。而另一些专家则着眼于普遍存在的,浮泛在全球潮汐之上的波浪。



波浪能



波浪能主 要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。


波浪能是巨大的,一个巨浪就可以把


13


吨重的岩石抛出< /p>


20


米高,一个波


5


米,波长


100


米的海浪,在一 米长的波峰片上就具有


3120


千瓦的能量,由


此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。


据计算,


全球海洋的波


浪能达


700


亿千瓦,可供开发利用的为


20-30


亿千瓦。每年发电量可达


9-


万亿


度。



海流



除了潮汐与波浪能,海流可以作 出贡献,由于海流遍布大洋,纵横交错,川


流不息,


所以它们蕴 藏的能量也是可观的。


例如世界上最大的暖流


——


墨西哥洋


流,


在流经北欧时为


1


厘米长海岸线上提供的热量大约相当于燃烧


600


吨煤的热


量。


据估算世界上可利用的

< p>
海流能


约为


0.5


亿千瓦 。


而且利用海流发电并不复杂。


因此要海流做出贡献还是有利可 图的事业,当然也是冒险的事业。



海洋温差能



把温度的差异作为海洋能 源的想法倒是很奇妙。


这就是海洋温差能,


又叫



洋热能



由于海水是一种热 容量很大的物质,


海洋的体积又如此之大,


所以海水

< p>
容纳的热量是巨大的。


这些热能主要来自


太阳辐射



另外还有地球内部向海水放


出的热量 ;


海水中放射性物质的放热;


海流摩擦产生的热,


以及其他天体的辐射


能,



99.99%


来自太阳辐射。


因此,


海 水热能


随着海域位置的不同而差别较大。


海洋热能


是电能的来源之一,可转换为电能的为


20


亿千瓦。 但


1881


年法国科


学家德尔松石首次 大胆提出海水发电的设想竟被埋没了近半个世纪,直到


1926


年,他的学生克劳德才实现了老师的夙愿。



盐度差能



此外,

在江河入海口,


淡水与海水之间还存在着鲜为人知的盐度差能。

全世


界可利用的盐度差能约


26


亿 千瓦,其


能量


甚至比温差能还要大。盐差能发电原


理实际上是利用


浓溶液


扩散到稀溶液中释放出的


能量



可燃冰


< /p>


可燃冰是天然气和水结合在一起的固体化合物,


外形与冰相似。< /p>


由于含有大


量甲烷等


可燃气体

< p>
,因此极易燃烧。同等条件下,可燃冰燃烧产生的


能量




石油



天然气


要多出数十倍,


而且燃烧后 不产生任何残渣和废气,


避免了最让人


们头疼的污染问题。科学 家们如获至宝,把可燃冰称作



属于未来的能源





可燃冰这种宝贝可是来 之不易,


它的诞生至少要满足三个条件:


第一是温度

< p>
不能太高,如果温度高于


20


℃,它就会



烟消云散



,所以, 海底的温度最适合可


燃冰的形成;第二是压力要足够大,海底越深压力就越大,可燃冰也 就越稳定;


第三是要有甲烷气源,


海底古生物尸体的沉积物,< /p>


被细菌分解后会产生甲烷。



以,可燃冰 在世界各大洋中均有分布。



世界上绝大部分的天然气水合物分 布在海洋里,


据估算,


海洋里天然气水合


物的资源量是陆地上的



100


倍 以上。据最保守的统计,全世界海底天然气水合


物中贮存的


甲烷


总量约为



1.8


亿亿


立方米


(18000 ×


10^12m3 )


,约合



1.1



亿吨



(11 ×


10^12t)



如此数量巨大的能源是人类未来动力的希望,



21


世纪


具有良好前景的后续能源。



可燃冰被西方学者称为


“21


世纪能源





未来新能源



。迄今为止,在世界各


地的海洋及大 陆地层中,已探明的



可燃冰



储量已相当于全球传统


化石能源


(

< p>
煤、


石油、天然气、油页岩等


)

< br>储量的两倍以上,其中海底可燃冰的储量够人类使用


1000

年。










2


、人类目前对海洋的认识



1


、海洋的构造



•太平洋——


the


Pacific


(Ocean)


,世界第一大洋,面积约


1.8


亿


KM2


,占世界大


洋总面积一半,


也是世界最深的大洋,


它的平均 深度


4028m



世界上最深的马里< /p>

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