海洋是人类的宝藏库

    蔚蓝色的海洋，辽阔宽广。人们生活在陆地上，陆地好像也是无边无沿的，其实，地球表面上只有29％是陆地，其余的71％却是海洋。海水的总量就更可观了，有13.5亿立方千米。格陵兰的冰盖海水占了全球总水量的97％，剩下的淡水绝大部分还冻结在南极洲和格陵兰的冰盖中，河流湖泊里的淡水不足海洋水量的两千分之一，大气层里的水蒸气只有海水的八万分之一。我国东南濒临太平洋和它所属的渤海、黄海、东海和南海，面积有400多万平方千米，其中我国管辖海域面积有300万平方千米，这片占陆地领土大约1／3的海疆是我国的蓝色国土。

    海洋空间本身就是宝贵的资源，海洋既把陆地分开，也把分隔开的陆地联系在一起。海上运输是运量最大、成本最低的运输方式，它使沿海成为经济最发达的地区。随着世界人口增长和经济的发展，淡水越来越不够用，人类不得不想方设法从海水中获得淡水。

    海盐海水中溶解了大量的无机盐，其中绝大部分是氯化钠，就是食盐。如果把海水中的盐全部提炼出来铺在陆地表面，可以铺成厚153米的盐层。在海洋里几乎能找到所有元素的踪迹，地球上的溴和碘主要存在于海水中；海水中镁、钾和硫等的含量也较高；有些贵重的元素如钠、金等，虽然在海水中含量很低，可是由于它们的身价高，从海水中提取也是有诱人前景的。

    海上石油井台在漫长的年代里，生活在海洋里的生物的残骸不断沉积在海底，形成石油和天然气，储藏在合适的地质结构中。全球海上石油的探明储量为200亿吨以上，天然气储量80万亿立方米。100多个国家和地区从事海上石油勘探开发，投入开发的经费每年达850亿美元，我国沿海有渤海、东海、珠江口和莺歌海等7个主要的海上含油气盆地。2005年我国海洋原油产量317，521吨，是1994年的4.4倍，海洋天然气产量62.7亿立方米，是1994年16.7倍。

    海底的表面上也有丰富的矿产。砂石是主要的建筑材料，在许多海滩上都有。有些海滩上还有磷、钛、锆、锡、钨、金、金刚石、金红石和独居石等砂矿，品位比陆地的矿山还高。

    大洋3，000～6，000米深处的海盆底面上广泛分布着多金属结核，小的像黄豆，大的像鸡蛋，估计总量达3万多亿吨，其中以太平洋底的储量最丰富，有1.7万多亿吨。结核里含有锰、铜、镍和钴等金属，因为锰的含量较高，所以一般都称为锰结核。仅就太平洋的储量而论，锰结核中含锰4，000亿吨，镍164亿吨，铜88亿吨，钴58亿吨，比陆上已经发现的这些金属矿的储量高出几十倍到几百倍。更为神奇的是，锰结核现在还以每年1，000万吨的速度生长着。单单每年从太平洋底新生长出来的锰结核中的铜就够全世界用3年，钴够全世界用4年，镍够全世界用1年。

    海底世界景观地球上的地壳不断运动，在海洋底部形成很多大裂缝。从红海等处的海底裂缝中不断喷出热泉，泉水中富含多种金属，遇水冷却形成一些块状或枕状的金属结壳，钴的含量很高，达到1％～2％，有人把它叫做钴结壳。这种高品位的矿藏数量也相当可观。因为这种矿的矿区离海岸比锰结核近，水也比较浅一些，开采起来比锰结核要容易些。

    海洋是生命的摇篮，现在海洋中还生活着5，000多种生物。海面附近的透光层里漂浮着无数的微小的浮游植物，它们靠光合作用产生有机物，这是海洋有机物的初级生产力，一切海洋生物都是直接或间接靠它们来养活的。别看不起这些用肉眼分辨不出的小小的各种浮游的藻类，每年的产量竟有1，350亿吨！而陆地上生物的年产量才190亿吨。可是人不能直接从浮游植物中吸取需要的蛋白质和热量，还得靠高级一些的海洋生物把它们浓缩，人再去吃高级一些的海洋生物。大约1，000吨浮游植物才能养活1吨高级海洋生物。即便如此，海洋能够提供人类食物的潜力还是很大的，可以达到陆地全部农牧产品的1，000倍，有人估计海洋可以捕捞的水产品就有30亿吨，可以毫不夸张地把海洋叫做巨大的食品库。

    海洋生物为了生存下去，会在它们体内生产出各种各样的活性物质，有些活性物质有剧毒。用这些活性物质可以制成高效的药物和保健食品。癌症、艾滋病至今还是绝症，没有特效药医治，但现在已经从海洋生物中找到能杀灭癌细胞和艾滋病病毒的物质，很有可能将来能从海洋生物体内提取出这两种绝症的克星。

    海上石油钻井台海洋在不断地运动和变化，海洋与大气之间水和热量的交换是全球气候变化的主要原因。从海洋吹来的季风周期性地带来温暖湿润的气候，在作物最需要水的季节降下雨来；暖流流过的海域温度比同纬度的其他地方高5～10℃；寒暖流交汇的地方和有上升流的地方会形成大的渔场。这些都给人类带来巨大的利益。有的科学家把海洋比做“地球的肺”、“空调器”、“锅炉”，这些比喻相当贴切。可是海洋也有发怒的时候，它会引起风暴潮、海啸和厄尔尼诺现象，带来水旱等灾害。

    海洋吸收了大量的太阳能，月球和太阳的引力也给予海洋巨大的能量，于是形成了潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、温差能和盐差能等能源。我们知道举世闻名的三峡每年能发出800多万千瓦的电力。可是全球潮汐能有27亿千瓦，即使只算沿海容易开发的部分也超过1亿千瓦；100亿千瓦的波浪能中有1／10可以开发利用，也就是10亿千瓦；海流和潮流带有50亿千瓦的能量，其中3亿千瓦有可能开发；温差能发电潜力达20亿千瓦；盐差能有26亿千瓦。这些能源是可以再生的，因此是用之不竭的。开发它们还不会产生环境污染，是干净的能源。

    你看，海洋不正是人间的聚宝盆吗？人类可以从海洋得到生存空间，通过海洋进行交往交流，可以从海洋得到维持生命和生产的水，还有各种矿产和燃料，海洋将营养丰富的食物和高效的药物提供给人类，将来还能供给清洁的能源。总之，海洋这个聚宝盆里几乎聚集着人类生存和发展所需要的一切宝物。

    近百年来，人类社会生产力飞速发展，其代价是陆地上的许多资源几乎被消耗殆尽，连淡水和粮食也告急了。地球上的陆地已难以承受60亿人的压力，海洋资源恰恰能解决人类的需要，人类未来的发展将要依靠海洋里的宝物。

    人类还得回到海洋中去

    海盐生产基地海洋孕育了生命。最初的生物是几十亿年前在海水里产生的浮游生物和细菌，它们以后逐步进化成各种植物和动物。其中一部分在海平面下降的地质年代习惯了陆地生活，登陆成为两栖或陆生生物；一部分仍然留在海里；还有些陆地生物又从陆上回到海里生活。

    人类也是从海洋微生物进化而来的有智慧的动物。有的科学家认为人类从胚胎发展成婴儿的过程是整个进化过程的缩影，围绕在胎儿周围的羊水的成分与海水几乎一样。还有些医生建议妇女在水中分娩，教给婴儿游泳和在水中生活的能力，居然也成功了。小孩差不多都喜欢玩水，人的血液成分也与海水相似。

    海洋对人类越来越重要，人类不得不回到海洋中去，重新学会在海洋里生存，靠海洋的富饶资源养活自己。一位美国科学家说：“人类终究必须依赖海洋，我们只有在海洋里才找得到充分的食物、矿产和水，来应付世界上迫切的需求。”可是人类已经进化成陆地上的动物，已不能适应海洋里的生活了，人类回到海洋的过程将是困难和漫长的。

    盐是海洋给人类最大的礼物我国自古以来就兴渔盐之利，行舟楫之便，在利用海洋资源方面走在世界前列。现在传统的海洋产业——渔业和盐业仍是世界第一，运输业也居世界前几名。而现代海洋产业的建立比国外发达国家晚了10～20年，传统产业所用的技术也相当落后。但是自改革开放以来，海洋产业发展很快，20世纪80年代以每年17％的速度增长，90年代又提高到每年20％的增长速度，2006年已达18，408亿元。

    青少年是21世纪的主人。首先，要认识海洋，了解海洋有哪些宝藏；然后要学会从海洋中获取宝贵资源的知识和本领，也就是说要掌握打开海洋宝库的金钥匙。

    寻找打开宝库的金钥匙

    打开海洋宝库的金钥匙在哪里呢？古人告诉我们：“工欲善其事，必先利其器。”这把金钥匙就是“器”——技术，包括认识海洋、开发海洋和保护海洋的技术。海洋科学可使人类掌握海洋发展变化的规律，电子、机械、化工和生物工程的飞速发展更使海洋开发技术如虎添翼。各种相关的新技术、高技术在海洋开发中都有用武之地。可是，海洋环境有很多特殊的条件，无论多么高明的技术，都不能直接搬过来就用，必须考虑到海洋的特点，克服许多困难，才能形成海洋开发的新技术、高技术。

    海水有很高的压力海洋渔业捕捞海洋环境是严酷的：海水有很高的压力，每10米水深增加0.1兆帕，10，000米深的海沟底上的压力有100兆帕，连深潜器的钢壳都会被压缩。海水对电磁波和光波的吸收本领特别大，只有表面的几十米海水层照得进太阳光，100米以下就是漆黑一团了；由于电磁波难以在海水中传播，在大气中使用的一切通信手段在海水中就都失灵了。海水的温度随着深度而变，从海面到温跃层之间温度缓缓降低。温跃层位于水深500～1，000米之间，是很薄的一层，在温跃层以下，温度保持在4℃左右，是一个寒冷的世界。海水中溶解的盐对大多数金属，尤其是钢铁有腐蚀作用，海水和大气交界的海面附近氧气很充足，腐蚀作用更强。海水中溶解氧的成分远远不能满足人呼吸的需要，人的肺也无法在海水中呼吸。放置在海水里的仪器、设备的外壳必须是抗压性和水密性很好的，否则强大的压力会使外壳破裂，海水漏进去，腐蚀里面的仪器、设备，使其不能工作。海洋里有些生物（如藤壶）会在仪器、设备上附着、生长，影响透光、透声，使仪器、设备变“瞎”、变“聋”；这些粗糙的附着生物会使船航行时阻力增大，它们分泌的物质还会腐蚀金属、水泥材料表面。海水有潮汐涨落变化，发生风暴潮时水位变化会大大超过一般情况，造成灾害。海流、波浪会冲击置放在海中的设备和建在岸边的工程，甚至可把巨轮打成两截，把重达60千克重的石块抛到28米高。海水结冰时产生很大的膨胀力，大到能把海上的采油平台挤塌，一般船舶都不能在冰冻的海面航行。严酷的海洋环境，使许多科学家发出感叹：“登天难，下海比登天更难。”

    但人类不能望洋兴叹。为了开发海洋中的各种资源，自20世纪60年代以来，人们坚持不懈地进行研究，克服了种种困难，开发出一大批海洋高新技术。在这些高新技术的基础上，不但海洋捕捞业、海盐业、造船业和海运业这四项传统海洋产业得到更新，还兴起了海洋生物工程、海洋药物开发、海洋油气开发、海底矿产开采、海水淡化、海水直接利用、海岸工程、近海工程、海洋可再生能源利用、海洋观测技术和海洋环保技术等新兴的产业部门。

    被污染的海洋人类已经繁衍到60亿这样的天文数字，发展了大规模的工业、农业和服务业，除了消耗了陆地上大量的矿物、化石燃料（煤、石油和天然气）等不能再生的资源以外，还破坏了陆地上的土地、森林资源，工业废水、废渣、废气、汽车的尾气、生活污水和化学农药等直接、间接地排到海洋里，采油和运输事故使成万吨的石油溢入海洋中，造成大面积污染。可是海洋的自净能力是有限的，如果我们不警觉起来，采取防治污染的措施，就会破坏海洋这座宝库，而且会危及人类自海洋资源分布于整个海洋的海水中身的存在。

    1992年，联合国在巴西的里约热内卢召开了环境发展首脑会议，会后发布的里约宣言中提出了“可持续发展”的概念，呼吁世界各国在发展经济的同时，要注意保持环境的健康，以使社会、经济的发展能够永远、持续地进行。人类必须未雨绸缪，在开发海洋资源、发展海洋开发技术的同时，保护好海洋环境，大力发展海洋环境保护技术，以使海洋永葆青春。

    丰富多样的海洋资源

    海洋资源十分丰富，种类繁多，其基本属性和用途均具多样性。因此，对海洋资源还没有形成完善的、公认的分类方案。

    由于海洋资源属于自然资源，按照自然资源是否可能耗竭的特征，将海洋资源分成耗竭性资源和非耗竭性资源两大类；耗竭性资源按其是否可以更新或再生，又分为再生性资源和非再生性资源。再生性资源主要指由各种生物及由生物和非生物组成的生态系统。再生性资源在正确的管理和维护下，可以不断更新和利用，如果使用管理不当则可能退化、解体并且有耗竭的可能。

    海洋资源是一类特殊的自然资源，为强调和突出海洋资源本身的属性和用途，采用根据属性和用途对海洋资源进行分类的方法，以便于对海洋资源的研究、开发利用和保护。

    根据属性和用途，将海洋资源分为：海水及水化学资源、海洋生物资源、海洋固体矿产资源、海洋油气资源、海洋能资源、海洋空间资源和海洋旅游资源7大类。每一大类可根据属性和用途进一步细分类别。

    海洋地理基本知识

    红树林是宝贵的海洋资源按地貌形态与水文的特征，海洋可以分为海与洋两部分，海与洋连接处并无明显的界限，所以常统称为海洋。海洋不只是代表一个地区，还代表着一个空间，可以自上而下被划分为4个部分：表层水、水体、海床和底土，整个区域都是海洋资源的赋存环境。

    （1）海洋的面积、深度和分布

    地球表面的面积大约为5.1×108千米2，海洋的面积为3.61×108千米2，大约占地球表面积的70.8％。尽管海洋面积占的比例很大，但海水只是地球表面上的一层薄膜。世界海洋的平均深度为3，795米，仅相当于地球半径的1／1，600，海洋的体积约为13.7×108千米3，相当于地球总体积的1／800。海水的总质量约为13.7×1017吨，占地球总水量的97.2％。

    以赤道为标准，把地球分为南北两个半球，北半球海洋占其地表总面积的60.7％，南半球海洋占其地表总面积的80.9％。

    （2）海洋地理单元划分和特征

    海洋由洋、海、海湾和海峡等几部分组成，主要部分为洋，其余可视为附属部分。

    洋：远离大陆，面积广阔，水深一般在3，000米以上，并具有独立的海流、潮汐、温度、盐度和密度的体系，不受大陆影响的水域称为洋。大洋约占地球表面积的63％，水色深，透明度大，盐度较高，表面盐度的平均值约为3.5%，年变化小。洋底的沉积物多为钙质、硅质软泥和红黏土。根据海岸线的轮廓等特征，全世界的大洋可以分为太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋4个部分，它们大约占据了海洋总面积的89％。

    海洋海：介于大陆与大洋之间的水域称为海。海约占地球总面积的7.8％，水色浅，透明度小，各海区具有各自的海流体系，海的潮汐没有独立的系统，一般从大洋传来，但其涨落幅度比大洋明显。海的水深较浅，一般在2，000～3，000米，面积较小。海水温度受大陆影响大，随季节更替有显著的变化，盐度则易受大陆径流的影响，其透明度也较大洋低。海底沉积物多为陆生的砂、泥等。海底与海岸的形态，由于受到侵蚀与堆积的影响，变化较大。

    根据海与洋的连接情况与一些地理标志的识别，人们又把深入大陆，或者位于大陆之间，有海峡连接毗邻海区的海域称为地中海；把位于大陆边缘，一面以大陆为界，另一面以半岛、岛屿或以群岛与大洋分开的海域叫做边缘海。

    海湾和海峡：是海或洋的附属部分。海的一部分延伸入大陆，且其宽度深度逐渐减小的水域称为海湾，海湾的外部通常以入口处海角与海角之间的连线为界限。海湾中的海水性质一般与其相邻海洋的海水性质相近，在海湾中常出现最大潮差，例如：我国杭州湾的钱塘江潮驰名世界，潮差一般可达6～8米，最大时可达到12米。海洋中相邻海区之间宽度较窄、深度较大的狭长条带称为海峡。海峡的主要特征是急流，尤其是潮流很大。海峡中的海流又常常上下或左右流向相反，底质则多为基岩或沙砾。

    （3）海底形态

    近一个世纪来，由于技术的发展，海底的奥妙逐渐被人们所了解。从海岸向大洋方向，海底大致可以分成大陆边缘、大洋盆地和大洋中脊等单元。

    ①大陆边缘

    大陆边缘是指大陆与海洋连接的边缘地带。依据坡度和深度，大陆边缘可以分为大陆架、大陆坡、大陆基以及海沟和岛弧。

    海底大陆架示意图大陆架：从岸线到水深200米的区域，平均坡度很小，约0°4′～0°7′，称为大陆架，面积约占海洋总面积的7.5％。大陆架宽度因地区而异，在海岸山脉外围，大陆架很窄，如南美洲太平洋沿岸；在沿岸平原外围却非常宽阔，如亚洲北冰洋沿岸宽度可达1，300千米。世界各地大陆架的平均宽度大约为75千米。多数情况下，大陆架只是海岸平原的陆地部分在水下的延伸。

    大陆坡：陆架往下，坡度陡然增大，这个具有很大坡度的部分称为大陆坡。大陆坡平均坡度4°17′，水深范围为200～2，500米。大陆坡呈带状环绕在大洋底周围，宽度从十几公里到数百公里不等。

    大陆基：在大陆坡基部常有大面积的、平坦的、由陆源物质经过浊流和滑塌作用堆积成的沉积裾，称为大陆基（又称大陆隆、大陆裙）。大陆基坡度一般仅有1/100～1／700，平均深度3，700米。

    烟台海洋经济运行良好海沟和岛弧：有些地区，陆坡下面并不存在大陆基，取代它的是海沟或海沟—岛弧体系。海沟是深海海底的长而窄的陷落带，由于大洋板块向大陆板块下方俯冲而成。全世界有20多条海沟，多数集中在太平洋。太平洋北部和西部的阿留申群岛、日本群岛、琉球群岛和菲律宾群岛等，无论单独或连起来看都呈弧形，又称为岛弧。有些地区，海沟紧接着大陆坡的底部分布，更为常见的情况是海沟沿着大陆坡上的岛弧分布。海沟与岛弧的位置关系，既有海沟在岛弧外侧的情况，也存在海沟在岛弧内侧的情况。

    整个大陆边缘除大陆基外，其基底性质均与大陆地壳一样，下面是较厚的硅铝层，这与大洋盆地缺失硅铝层有明显区别，显示大陆边缘属于大陆的自然延伸。

    ②大洋盆地

    大洋盆地是海洋的主体，位于大陆边缘和大洋中脊之间，坡度平缓，地形平坦广阔，但也分布着许多次一级的海底形态，如海岭、海山、深海谷、断裂带和海槽等。大洋盆地平均深度4，877米，它的倾斜度在0°20′～0°40′左右。沉积物主要是大洋性软泥，如硅藻、放射虫和有孔虫软泥等，和大陆架、大陆坡有显著不同。

    ③大洋中脊

    大洋中脊是大洋底的山脉或隆起部分，与一般海岭不同的是，大洋中脊起自北冰洋，蜿蜒在太平洋、印度洋和大西洋的洋底，像一条绵绵不断的海底山脉，总长7万多公里，它突出海底的高度达2，000～4，000米，宽度在数百公里以上，占海洋总面积的32.7％。

    海洋资源的分布

    海港景观不同大类的海洋资源，在海洋中具有不同的分布规律。

    海水与水化学资源分布于整个海洋的海水水体中；海洋生物资源也分布于整个海洋的海床和海水水体，但以大陆架的海床和海水水体为主；海洋固体矿产资源的滨岸砂矿分布于大陆架的滨岸地带，结核、结壳及热液硫化物等矿床分布于大洋海底；海洋油气资源分布于大陆架；海洋能资源分布于整个海洋的海水水体中；海洋空间资源和海洋旅游资源分布于海洋海水表层、整个海洋的海水水体及海底底床附近。

    海洋资源的性质及其

    所处环境特点海洋资源与陆地资源相比，有其特殊的性质。

    （1）海洋资源的公有性

    波澜壮阔的海面自古以来，海洋通常属于国家所有，或属于各国共有，这与陆地有很大的不同。目前，国家管辖海域内的自然资源通常属于国家所有，这是公有性的一个方面；海洋资源公有性的另外一个方面则体现为国际性。国际水域的资源属于全人类所有，这在国际海洋法中有明确规定。因此，近年来大规模的海洋调查、勘探和开发，经常采取国际合作的形式，直至成立协调各国利益的国际海洋开发组织。此外，在开发活动中，以海洋资源问题为中心的国际争端也长年不休。

    （2）水介质的流动性和连续性

    海水不是静止不动，而是向水平方向或垂直方向移动的。溶解于海水的矿物随海水的流动而发生位移，污染物也经常随着海水的流动在大范围内移动和扩散，部分鱼类和其他一些海洋生物也具有洄游的习性，这些海洋资源的流动使人们难以对这些资源进行明确而有效的占有和划分。世界海洋是连成一个整体的，鱼类的洄游无视人类的森严疆界四处闯荡，这样就给人类的开发带来一个在不同国家间利益和养护责任的分配问题；污染物的扩散和移动则可能会和给其他地区造成损失，甚至引起国际问题，这些都给海洋资源开发带来了困难。

    （3）水介质的立体性

    海水作为一种介质具有三维的特性，因此海洋资源的分布也具有三维特性。海洋资源立体分布于海洋范围内，与陆地相比，这个特点非常明显。例如海水中可以进行光合作用的植物，主要分布于平均深度在100米左右的水深区域范围内，而陆上森林的平均高度仅有10米左右；生活在海水中的各种生物、海底矿物以及海滨风光，这些资源也呈立体状分布于海洋地理范围内，往往可以由不同的部门同时利用；另外，污染物质的扩散也在某种程度上呈立体状。海水的立体性，使得各国难以建立固定设施来明确所属海洋资源的范围。

    （4）海洋资源赋存环境的复杂性

    海洋中自然条件对人类活动的影响比陆地要大，各种生产方式在相当大的程度上仍然受到这些环境因素的制约。例如风浪、盐分的腐蚀以及海洋自然灾害等因素使得海洋开发不仅艰巨性大、技术要求高，风险也很高。

    海洋资源宝藏与人类社会生存

    海洋天然气开采平台海洋面积占地球表面积的70.8％，和陆地一样，海洋是人类生存的基本条件。海洋和大气之间的热和物质的交换保持了地球适于人类生存的条件，世界上的降水主要就是来自海洋。海洋为人类社会发展提供了丰富的资源以及便利的生产条件。许多世纪以来海洋是世界各国的交通要道，现在每年海洋上的货物运输量都将近40×108吨。海洋中蕴藏着极其丰富的资源，例如自然界已经发现的92种元素中，有80多种在海洋中存在；固体矿产方面，根据现有的资料，许多专家认为世界洋底蕴藏着大约1×1012～3×1012吨锰结核资源量；据不完全统计，富钻结壳仅在西太平洋火山构造隆起带的潜在资源量就达10×108吨以上；海底石油资源的总量将近1，350×108吨，天然气140×1012米3，约占世界油气总资源量的40％。目前，海上油气开采总量约占全球油气开采量的30％。海洋中还蕴藏着巨大的能量，海水机械能、海水热能和盐度差能等，可供开发利用的总量在1，500×108千瓦以上，相当于目前世界发电总量的十几倍。海洋中存活着20多万种生物，据推测，海洋初级生产力每年有6，000×108吨，其中可供人类利用的鱼类、虾类、贝类和藻类等，每年有6×108吨。目前全世界每年海产品捕捞量为9，000×104吨左右，海产品提供的蛋白质约占人类食用蛋白质总量的22％。尽管海洋有着如此丰富的资源，但由于开发海洋资源具有一定的难度，长期以来海洋资源并没有真正引起人们的兴趣。

    海洋资源勘探航船进入20世纪以后，人类对自然资源的开发强度空前加大。仅从矿产资源来看，据统计，自70年代以来，世界金属的消耗量几乎超过过去2，000年间的总消耗量，近20年内对能源的开发利用量是过去100年间的3倍。目前陆上主要矿产资源的可采年限大多在30～80年，而石油、天然气和油页岩的剩余开采年限也在40～100年，储量较为丰富的煤炭也仅够开采200多年。自然资源是人类赖以生存的物质基础，人类社会生产的一切实物或能量都是对自然资源进行开发利用的收益。目前一些资源对人类社会长远发展的支持能力遭到了严重损害，同时，现代社会还面临着环境恶化和人口增长过快等问题。基于以上种种情形，人们很自然地把希望寄托在占地球表面积70.8％多的海洋上，并逐渐认识到海洋和陆地一样是社会经济发展的资源，也是自己的第二生存空间，是人类可持续发展的重要支柱。另外一方面，生产力的发展为开发海洋奠定了物质基础，加上科技的进步以及对海洋认识的加深，从认识上为深入开发海洋资源准备了条件，以海底石油进入商业开采为标志，海洋资源开发的历史进入了一个新的发展阶段。目前，除了海洋油气资源之外，一些新兴的海洋资源开发领域也已经进入或接近商业生产阶段，海洋资源开发利用的深度和广度都在日益扩展。

    自然环境是各种自然要素相互关联的复杂综合体，这些要素包括地形、地质、气候、海洋水、陆地水、土壤和植物等。从生产的角度讲，不同地区的自然环境是存在差别的。资源丰富、便于运输和气候等自然条件良好的环境可以称为所谓的“有利的环境”，处在这种环境中的海洋资源是人类优先开采的对象，处在“不利的环境”中的海洋资源，其开发往往需要更高的成本，这些都影响到资源的价值。

    海洋与人类的关系密不可分人类在开发海洋资源的生产活动中对环境和资源的作用大致表现在五个方面，即开发、利用、改造、破坏和污染。如何防止生产对环境和资源的不利影响，实现海洋资源开发和环境保护和谐，是海洋资源研究中的一个重要课题。

    海洋资源是前景极好的资源领域，海洋资源的某些种类现在已经成为人们生产生活的原料或消费品的来源，有些资源种类已被调查、研究所肯定，将是人类未来发展的继续资源。虽然人类有着几千年的海洋开发史，但是许多海洋资源仍然处于没有充分开发的状态，人类对海洋资源的开发利用程度仍然处在发展的起步阶段。例如，海洋矿产资源尤其是深海矿产资源基本上保存完好。无疑，海洋是人类未来发展的重要基地，问题的关键是如何很好地利用这个基地，如何在开发的同时保护好海洋环境。当前，在海洋资源开发事业飞速发展的压力下，海洋资源的开发也存在一些问题。在全球范围内海洋生物资源出现了不同程度的衰退；海岸侵蚀和沿海平原下沉，致使土地资源受到严重损害；海洋油气资源开发生产中的溢油和其他事故造成的石油污染时有发生；海洋航运造成的污染和陆源污染也都对海洋环境形成了破坏性的影响；有些国家把海洋作为核废料的填埋场，甚至在海洋中遗弃核废料，造成了极大的环境危害隐患。这些问题的出现，严重影响了海洋资源对人类未人类对海洋资源的开发利用程度仍然处在发展的起步阶段来发展的贡献。海洋资源的高效益、有秩序的合理开发，避免或减少人为破坏，维护其对人类的持续支持能力以永续利用，必须通过加强海洋资源的研究，通过把海洋资源的开发和保护的有效结合才能实现。

    因此，深入认识海洋资源，加强对海洋资源的管理，采取针对性的海洋环境保护措施，是保证海洋资源最大限度服务于人类的重要途径。如我国为了减缓海洋渔业资源的衰退，增加渔业生产力，近年来实行了休渔政策，取得了良好的效果。

    揭开海洋宝藏的秘密

    摸准海洋的脉搏

    海洋是一个庞大的水体，它无时无刻不在运动着。水有很强的流动性，水透过大气层接收了太阳的热能，这些热能的一部分转化成势能和动能，于是产生了海洋表面的海水与大气的物质和热量的交换，产生了波浪、海流、上升流，产生了温度和盐度的不均匀分布；海洋是一个庞大的水体，它无时无刻不在运动着月球与太阳对海水的引力产生了潮汐，也就是海面水位的变化；海水的水质受到自然和人为的污染，海水中溶解的物质的浓度因而发生变化；生物的初级生产力随时随地不同。海洋中的运动变化要素，还可以举出很多，这些海洋要素随着时间、地点不断地变化。它们的变化从表面上看起来似乎是没有规律的，科学家把它们叫做随机变化，可是经过统计数学的计算，又可以找出它们的规律。人的心脏在跳动，血液在循环，要知道人的健康如何，只要摸摸脉搏就行了，脉搏的节奏、力度可以反映人体各部分的情况。海洋也是一样，上面所列出的那些要素就是海洋运动变化的脉搏。诊断疾病时，最简单的是摸手腕部的脉搏，要了解得更清楚就需要做心电图。了解海洋的情况也与此类似，可是显然要复杂得多。要摸准海洋的脉搏，就得选准能够反映海洋情况的要素，找出有代表性的观测点、观测线和海域，研究出准确、方便的方法和技术对选出来的那些要素进行测量。

    在漫长的地质年代里，海底在不停地变化，只是不容易察觉罢了。要研究海底的变化历程，预测未来的变化，探寻海底蕴藏的资源，就需要探测海底的地形、地貌、沉积物、地质结构、重力和磁力，还需要在海底钻深孔，以研究地球内部的构造。

    海洋也有脉搏这可不是件简单的事。海洋学家花了一二百年的时间，做了大量的调查研究，积累了资料，建立了包括物理海洋学、海洋化学、海洋地质学和海洋生物学等在内的海洋科学，终于勾画出给海洋“诊脉”时需要观测的问题的轮廓，制定出观测的规划，开发出了观测的技术。

    在给海洋“诊脉”时，需要观测的要素非常多，五花八门。海洋学家在开始的时候，针对每一种待测的要素都要研究出一种观测技术。当时所有的观测工作都是在调查船上进行的。观测水温当然得用水银温度计，可是要想测不同深度层的水温，就得使温度计指示待测层的温度，于是研制出很巧妙的颠倒温度计，把在那一水层测得的温度的示值固定下来，再将温度计提上水面读数。测量海流的速度有两种非常直观的办法：一种是漂流瓶法，把能浮在水面的瓶子投到海中，以它漂流的距离和漂流的时间相除可以得出海流速度；另一种是从船上放出漂浮的绳子，从绳子放出去的长度和时间也可得出海流速度来。绳子是一节一节的，所以把速度的单位定为节，也就是1海里每小时，或者1.83千米每小时。从海水中用颠倒开闭的采水器舀取各层的海水样品，带回实验室用化学分析法化验，可以得出水的成分。海底的样品是用拖网、抓斗或取样管采集上来的。最原始的观测波浪的方法是用肉眼观测波浪的高低，这样的观测不但很辛苦，而且带有观测人的主观因素，因而不够准确。

    随着电子技术和计算技术的发展，人们只要把待测的量（非电量）转换成与它们成正比的电量，就有办法处理了，因为处理这些转换出来的电量的模式是统一的。

    把待测量转换成电量的仪器叫传感器，或者叫换能器，它能够把各种量的变化变成电压大小、电流大小或频率高低的变化。传感器是一个很兴旺的家族，有多少要素就得研究多少种传感器去对付它。

    向海豚学习

    海豚有在海水中探测目标的本领海豚是一种惹人喜爱的海洋哺乳动物，很愿意和人交往，在海里从不伤害人，相反还能帮人驱赶噬人的鲨鱼，难怪有人把海豚看成是镇海蛟。海豚喜欢成群结队地在海面附近跳跃着向前游动，看到有船开过就游过来与船比赛，非超过不可。海豚又是海洋动物园里的明星，会表演很多杂技动作。海豚是除了人以外最聪明的动物，脑子的容量和人差不多，比猩猩大得多。人可以向海豚学习的地方很多。游泳运动中的蝶泳就是模仿海豚跃出水面的姿势。更值得仿效的是海豚在海水中靠声音探测目标、寻找食物、导航定位和进行联系的本领。人们以海豚为师，研制出了利用水下声波探测水中目标的仪器——声呐。

    SH-60F直升机吊放声呐原来声波有个很可贵的性质，它在海水中衰减慢，能向远方传播。我们知道电磁波和光波是在大气和真空中传播信息的主要媒介，可是海水对它们吸收得太厉害了，传不出几十米就消耗完了。然而海水对声波却网开一面，吸收得不那么厉害。在海水温度均匀的正常条件下，几十千赫频率的声波能够传到几海里到几十海里远（1海里＝1.83千米），如果用更低频率的声波，还能传得更远。空气中平均声速为330米／秒，海水中的声速要高得多，达到1，500米／秒。这只是个平均值。如果海水温度升高、盐度增加、深度增加时，还会使声速提高。在这三个要素中，声速对海水温度的变化最敏感，而海水盐度的变化本来就不大。温度从海面到海底的变化对于声学是非常重要的，它决定了声波传播的距离。因为温度、盐度和深度这三个要素的重要性特别大，所以专门研制了精确地自动测量它们的仪器，简称为CTD。在存在温跃层的深海大洋，温跃层也是声速最低层，由于声速的差异，在温跃层附近形成一个声道。如果在声道里发出声波，它就会沿着声道传播而不会散开。低频信号在声道里竟能传播到几千千米开外。利用这个特性，可以通过声道让声波载着信息传到几千千米以外。海洋学家利用这个奇妙的现象，在大洋深处以相隔几千千米的距离布设换能器，收听从一个声源发出的声，像用X光分层透视人体一样，也能透视大洋里的温度变化、海流情况等。

    声呐有很多用途，最早用于军事上，探测水下潜艇和水深，引导潜艇在水下航行。现在声呐的主要用途之一还是服务于海军。

    声呐有主动式和被动式两种。主动式声呐由换能器发出声波，在海中遇到目标，发生散射或者反射，目标的回波回到换能器接收。目标可能是集中的，也可能是分散的，根据声波从声源到目标来回的时间乘以声速就能得到距离是多少。被动式声呐本身不发射声波，只是用接收换能器听取海中某个能发出声音的目标发出的声波，判断目标的方向和距离。原理就是这么简单，实际上要达到良好的使用效果还有很多问题需要解决。为了达到一定的指标，发射的声信号需要足够强，一般都发射短促的声脉冲，声信号还可能相当复杂；用一个换能器也许不够好，为提高性能，还得用很多个换能器布成阵；用压电陶瓷换能器发不出非常强的低频声，这时要用炸药、气枪等爆炸声源来产生所需要的声波。

    航母一角在海上航行的轮船必须随时知道船体下面的水深，因此每艘轮船都应装备回声测深仪。这种仪器的换能器装在轮船的底壳上，或者拖在轮船后面，发出短促的声脉冲，到达海底被海底的分界面反射回来，接收到回波后，用电子线路进行计算，把结果显示在图像记录上，看上去跟实际的海底轮廓一样，很形象。当然也可以转换成数字读出来，或者记录在计算机里。测深仪是轮船必备的导航仪器。要想画出海图，大面积地测量海底的地形地貌，只在航行途中测出轮船正下方一条线的深度是不够的。用多波束测深仪可以同时向一个扇面发射几十束声脉冲，分别射向不同的角度，在不同的地方到达海底，就能同时测出垂直于轮船航行的路径上的几十个点的水深，于是轮船每航行一条航线就能扫过一条带，效率就高多了。在设计下一条航线时，使下一次扫过的带和上一次稍微重叠一点，这样整个海底就尽收眼底了。地貌仪的换能器也是拖在轮船后面的，分别向左右两边斜着发射波束比较宽的声脉冲，就能将航线两侧海底的高低不平的地貌记录下来。海底表面有时有一层稀泥，并不妨碍轮船通过，但稀泥下面的硬底却是行船的障碍，这就要使用高低两种频率的测深仪，低频能穿透稀泥，从硬底反射回来，较高的频率穿不透稀泥，从稀泥层与水的界面反射回来，就能同时测出两层海底的深度了。选择多种频率的声波探测大洋底部，还能探出锰结核的有无和多少。用比测深仪所用的声波频率更低、穿透力更强的声脉冲发射到海水中，有一部分声能穿透进入海底的沉积物中，从海底界面和各层地质结构的界面反射回来，记录下来就是海底以下的地层的结构图。这种结构图很像一幅山水画，有经验的人能从中看出海底地层的情况，一般人却难以判读。用计算机把专家们的判读经验集中起来，存在计算机里当做字典，用以判断海上测量的结果，对于了解海底以下的地层结构，也能做到八九不离十。

    AQS-13吊放声呐在海底需要定位的目标上布上隔一段时间就会自动发出一个声脉冲的声信标，从它发出的信号就能找到它了。如果有3个布设在海底的声信标发出声脉冲，在船上接收，接收器到3个声信标的距离有差异，接收到3个声信标发出的信号的时间也有差异，根据这个差异可以算出3个目标相对于船的位置。倒过来，海底只有1个目标，而船上在3个位置各放置一个接收器，也能计算出相对位置来。

    用声呐还可以像电视一样看到海底物体的图像和水中目标的模样，能传递电话、电视和电报等信息。声传递的信号还可以控制和操纵水下的设备、工具和潜水器。

    人们虽然研制出了许多种声呐，可是在很多方面并没有超过海豚。人造声呐的结构很复杂，大的有几吨重，很难装在船上使用，耗电也有几百千瓦。而“海豚的声呐”只不过是头部的一小部分，可是用起来却是那么得心应手，使人造声呐望尘莫及。人们唯一可以引为骄傲的，就是人造声呐有先进的显示、记录系统，可以传授给别人，而“海豚的声呐”只能自己用。

    声探测是人们认识海洋的重要方法之一，特别是在水下探测方面，声探测更是人们认识海洋的唯一方法。

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