張杰-現(xiàn)代海洋科學(xué)的誕生B課件

海洋科學(xué)與技術(shù)§1蔚藍(lán)色的世界的魅力§1.1蔚藍(lán)色的世界的魅力提起海洋，人們并不陌生。有時它碧波萬頃，美麗壯觀。有時它波濤洶涌澎湃，巨浪此起彼伏，顯示出無窮的力量。海洋上變幻無窮的景象，自古以來引發(fā)了人們的種種奇思異想。詩：?？驼勫?煙濤微茫信難求。忽聞海上有仙山,山在虛無縹緲間。歌：海濱之歌

海韻

大海啊故鄉(xiāng)我們的地球海洋占地球表面積的70.8％，而陸地僅占29.2％海洋有多重要海洋是生命的搖籃

海洋使人類對地球地質(zhì)地理的認(rèn)識完善和統(tǒng)一起來人類社會的發(fā)展離不開海洋

海洋是生命的搖籃地球上的生命在水的世界里誕生。根據(jù)古生物學(xué)的研究，地球上的生物至少在30億年前即已在海洋中誕生，從原核生物開始，發(fā)展到真核生物。在5.7億年前，海洋中才出現(xiàn)了各種動植物。直到4.4億年前才有植物和動物向陸地移居，開始了陸上動植物的進(jìn)化。在陸生動物的發(fā)展進(jìn)化中，人類的出現(xiàn)是距今大約300萬年前的事。至今，地球上的動物中，仍有80%的成員生活在海洋中。人類身上多少還保留著一些海洋的印記。35億年前存在光合微生物的生命活動35億年前絲狀原核生物總鰭魚—向爬行類過渡4.4億年前，地球進(jìn)入冰期時代，海平面急劇降低，植物、動物向陸地移居，開始了陸上動植物的進(jìn)化。潮間帶幫了大忙海洋使人類對地球地質(zhì)地理的認(rèn)識

完善和統(tǒng)一起來大陸漂移說→海底擴(kuò)張說→大陸板塊構(gòu)造說

世界海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值時間世界海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值海洋經(jīng)濟(jì)在世界經(jīng)濟(jì)中的比重60年代末130億美元70年代初1100億美元2%1980年3400億美元1992年6700億美元5%2001年13000億美元10%左右中國海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值時間中國海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值海洋經(jīng)濟(jì)在GDP中的比重2004年12841億元3.9%2010年38439億元9.7%左右§1.2年輕的海洋科學(xué)海洋科學(xué)是研究發(fā)生在海洋中各種自然現(xiàn)象和過程的性質(zhì)及其變化規(guī)律的知識體系。早期的海洋研究，以人們的探險和地理大發(fā)現(xiàn)為主。主要是描述海洋的范圍、狀態(tài)、分布和自然特征等，屬于自然地理學(xué)的范疇。

20世紀(jì)中葉后，由于海洋探測技術(shù)的進(jìn)步，人們有條件對海洋的廣度和深度進(jìn)行研究，從傳統(tǒng)的自然地理學(xué)發(fā)展成為一個獨(dú)立的新科學(xué)——海洋科學(xué)。天文學(xué)、地球科學(xué)：P1天文學(xué)

P2測繪學(xué)

P3地球物理學(xué)

P4大氣科學(xué)（氣象學(xué)）

P5地質(zhì)學(xué)

P7海洋學(xué)

P9自然地理學(xué)海洋學(xué)>海洋基礎(chǔ)科學(xué)：P731海洋水文學(xué)P732海洋氣象學(xué)P733海洋物理學(xué)P734海洋化學(xué)P735海洋生物學(xué)P736海洋地質(zhì)學(xué)P737海洋地貌學(xué)P738海洋地球物理學(xué)海洋科學(xué)分類物理海洋學(xué)

生物海洋學(xué)

海洋地質(zhì)與地球物理科學(xué)

化學(xué)海洋學(xué)

物理海洋學(xué)研究海洋自身的物理現(xiàn)象和過程，尤其是海洋水體物理過程及其與大氣關(guān)系的變化規(guī)律。海洋地質(zhì)與地球物理科學(xué)現(xiàn)代板塊構(gòu)造學(xué)說的誕生，是依靠海洋地質(zhì)與地球物理學(xué)研究所取得的成果才得以突破；古海洋環(huán)境研究的重大成果，也主要來自洋底巖心取樣的分析和研究。人們更為重視，由構(gòu)造運(yùn)動所導(dǎo)致的海陸分布格局和海洋通道變化，對全球環(huán)境改變，引起生物群變遷，闡明新生代全球逐漸變冷和各地質(zhì)時代交替的原因?；瘜W(xué)海洋學(xué)現(xiàn)代化學(xué)海洋學(xué)已從認(rèn)識海水中元素和物質(zhì)的含量、組成和分布的研究，進(jìn)入到以研究元素存在形式的研究及其化學(xué)性質(zhì)，即海水化學(xué)模型研究階段。從原有的簡單無機(jī)物存在形式的研究，發(fā)展到比較復(fù)雜的有機(jī)物、海洋高分子化合物、懸浮離子和沉積物的研究上。從而形成新的研究方向，即與全球（環(huán)境）變化研究有關(guān)的海洋生物地球化學(xué)過程研究和海洋界面化學(xué)過程研究。

§2近代海洋科學(xué)的誕生

§2.1地理大發(fā)現(xiàn)和海洋的外貌

自15世紀(jì)始，在以后的200多年時間里，那些以航海探險家為標(biāo)志的地理大發(fā)現(xiàn)，成為人類社會進(jìn)步的主要推動力。地理大發(fā)現(xiàn)鄭和船隊在15世紀(jì)上半葉(1405-1433)的航海，為當(dāng)時世界之最。

1488年，葡萄牙人駕駛船只，沿大西洋南下，首次航行至好望角。10年后，達(dá)·伽瑪經(jīng)過好望角，發(fā)現(xiàn)了通往印度的航路。哥倫布于1492年，橫渡大西洋，發(fā)現(xiàn)美洲大陸。1519～1522年，葡萄牙航海家麥哲倫，從歐洲出發(fā)，完成了人類歷史上的第一次環(huán)球航行。

大陸架、大陸坡和峽谷

易北河、

萊茵河、威悉河

在大陸架匯合注入北海

2007年8月2日俄羅斯俄知名北極專家、國家杜馬副主席奇林加羅夫率領(lǐng)俄艦隊，潛到北冰洋海面下,插上他們的國旗，意在宣布他們對北冰洋的主權(quán)。海岸示意圖大陸架大陸坡海底峽谷長江三峽科羅拉多大峽谷太平洋西側(cè)的島弧和海溝

馬里亞納海溝海溝剖面圖大陸邊緣剖面的三種類型nmi（nauticalmile，海里）赤道上緯度1′的平均長度1nmi=1852m1節(jié)=1海里/小時§2.2早期的海洋科學(xué)探險

德國博物學(xué)家馮·洪堡1799至1804年和法國植物學(xué)家邦普蘭德一起考察秘魯海流；英國博物學(xué)家，生物進(jìn)化論創(chuàng)始人查理·達(dá)爾文隨“貝格爾”號的遠(yuǎn)航（1831～1836年）；挪威海洋學(xué)家南森領(lǐng)導(dǎo)“弗雷姆號”號，發(fā)現(xiàn)北冰洋海流的環(huán)流模式（19世紀(jì)末）；美國“信天翁”號1888～1920年首次獲得東太平洋海域環(huán)境諸要素；德國“流星”號（20世紀(jì)初）對大西洋深度進(jìn)行了測量。馮·洪堡的貢獻(xiàn)

1799年，德國博物學(xué)家洪堡和法國植物學(xué)家邦普蘭德一起，乘一艘科學(xué)考察船駛往南美洲。他們花了整整5年時間，對南美地區(qū)的河流、山川、海洋進(jìn)行了全面考察。收集了大約8,000種以上的植物標(biāo)本，出版了《洪堡和邦普蘭德美洲內(nèi)陸旅行》的宏篇巨著共17卷。第一次對秘魯海流進(jìn)行科學(xué)調(diào)查，并命名為洪堡海流，又稱秘魯海流。

查理·達(dá)爾文與“貝格爾”號

英國的博物學(xué)家查理·達(dá)爾文隨“貝格爾”號的遠(yuǎn)洋航行五年，利用一切機(jī)會在地質(zhì)、動植物和生物特征等方面，做了許多原始的觀測與記錄。并著進(jìn)化論的不朽著作：《物種起源：通過自然選擇或生存斗爭中適者生存》

達(dá)爾文達(dá)爾文隨“貝格爾”號的

遠(yuǎn)洋航行§2.3兩艘“挑戰(zhàn)者”號

的功績

第一艘是英國的“HMS挑戰(zhàn)者”號考察船。1872～1876年，英國科學(xué)家利用這艘考察船進(jìn)行環(huán)球科學(xué)考察。它所使用的研究方法和取得的海洋觀測資料，為近代海洋科學(xué)的建立打下了基礎(chǔ)。

另一艘海洋考察船——“格洛瑪·挑戰(zhàn)者”號，是美國海洋鉆探船，建成于1968年。這艘海洋鉆探船所獲取的資料，為現(xiàn)代海洋科學(xué)，特別是對于人們認(rèn)識深海盆地的形成及沉積物，驗證“海底擴(kuò)張”造成大陸漂移，提供了有力的證據(jù)。

HMSChallenger.這次環(huán)球考察的成功，標(biāo)志著近代海洋科學(xué)的開始。

英國皇家地理學(xué)會科學(xué)巨匠與即將隨

“HMS挑戰(zhàn)者”出海探險的六位科學(xué)家合影在不同海域發(fā)現(xiàn)地新魚種棉蘭老島三寶顏的摩洛族人湯加女皇夏洛特各種取樣瓶HMSChallenger的重大發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)4,700多種海洋生物新品種；第一次在太平洋深海海底采集到錳結(jié)核(多金屬結(jié)核)樣品；在馬里亞納海域測得8,180米的最大深度在所到的港口、地域畫下或拍攝下當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)土人情。

這次考察所獲取的大量資料，經(jīng)過20年的分析整理才告完成，最后整理出版了50卷巨作。

GlomarChallenger“格洛瑪·挑戰(zhàn)者”號是第一艘設(shè)計用來進(jìn)行深海鉆探和在大洋底上鉆取巖芯的美國海洋鉆探船。

GlomarChallenger在海上鉆探GlomarChallenger的貢獻(xiàn)經(jīng)過巖芯取樣，證明海底擴(kuò)張造成大陸漂移；在墨西哥和西非近海海底發(fā)現(xiàn)了具有石油開發(fā)前景的鹽穹；