书城科普读物你一定想知道,海洋世界卷
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第2章 海洋知识(1)

我们所生存的地球,严格说来,其实应该称之为“水”球,因为其中占71%的地域表面被水所覆盖。科学研究告诉我们,地球上的生命最早是在大海里诞生的。原始的海洋,就是孕育一切生命的温床。大约在30亿年前,简单的单细胞生物就漂浮其中。约5,7亿年前,海洋中出现了各种各样的动植物。约4,4亿年前植物和动物开始向陆上进化。而人类的出现,则是生命不断进化发展的结果。所以说人类来自于大海,那么也终将在更高层次的基础上回归大海。

浩瀚的海洋

浩瀚的海洋,一望无际,世界海洋面积有36100万平方公里,她占据了整个地球表面71%的面积,而世界陆地的总面积只有14900万平方公里,只占地球总面积的29%。世界各大洋中,以太平洋的面积为最大,约有18000万平方公里,几乎占海洋总面积的一半,超过了世界陆地的总面积;大西洋和印度洋稍次,它们的面积分别为9300万和7500万平方公里;北冰洋最小,只有1300万平方公里。

海洋不仅浩大,而且很深。深邃的海洋,深不见底,海洋的平均深度约3800米,而世界大陆的平均海拔高度只有840米。海洋最深的地方是太平洋的马利亚纳海沟,最大深度达11515米。我国西南边境的珠穆朗玛峰是世界最高峰,它的海拔高度达8844米。如果将珠穆朗玛峰移进马利亚纳海沟,峰顶距海面还有2000多米呢!真是地大不如海大,山高不如水深。

巨大的海洋,其体积有13亿7千万立方公里,所以,与陆地相比,海洋是人类可以利用的更大的空间。由于陆地上的人口逐年增加,因而人类的居住条件也日见拥挤。科学家们设想,在广阔的海洋中建起海上城市、海底工厂甚至水下居住室,海底公园等,来改善人类的居住环境,使海洋成为人类的工厂和乐园。目前,在水下900米深处的钢屋也已建成。看来,未来的海洋就是人间的水下天堂。

向海洋进军,比起人类的另一个美好的梦想一一向宇宙进军来说,具有更大的现实意义。因为她不仅为人类提供了最经济的交通,还给人类提供了丰富的食料和巨大的资源。海洋还在控制气候方面起到十分重要的作用,极大地影响着全人类的生活和生产活动。

例如,目前全世界人口所消费的动物蛋白,有15%来自海洋生物。一些生物学家认为,解决人类食物问题的最好方法之一,就是发展海产养殖业。海洋不仅给人类提供丰富的鱼虾贝蟹,还能提供大量的海藻资源。现在,人们已经能利用海藻制造出雪糕、蛋白质等食品以及油漆、乳化剂和各种生物化学药剂。地球上每年的生物生产力约为1540亿吨有机碳,其中,海洋生物生产力占了绝大部分,达1350亿吨有机碳。

海洋是生命的摇篮,地球上的生命就是首先在海洋中诞生的。海洋是资源的宝库,她蕴藏着丰富的定期。自古以来,人们就向往着到那碧蓝的大海中去寻找幸福,到那晶莹的水晶宫中去探索其奥秘,去开发她那丰富的物产。类提供了最经济的交通,还给人类提供了丰富的食料和巨大的资源。海洋还在控制气候方面起到十分重要的作用,极大地影响着全人类的生活和生产活动。

例如,目前全世界人口所消费的动物蛋白,有15%来自海洋生物。一些生物学家认为,解决人类食物问题的最好方法之一,就是发展海产养殖业。海洋不仅给人类提供丰富的鱼虾贝蟹,还能提供大量的海藻资源。现在,人们已经能利用海藻制造出雪糕、蛋白质等食品以及油漆、乳化剂和各种生物化学药剂。地球上每年的生物生产力约为1540亿吨有机碳,其中,海洋生物生产力占了绝大部分,达1350亿吨有机碳。

海洋是生命的摇篮,地球上的生命就是首先在海洋中诞生的。海洋是资源的宝库,她蕴藏着丰富的定期。自古以来,人们就向往着到那碧蓝的大海中去寻找幸福,到那晶莹的水晶宫中去探索其奥秘,去开发她那丰富的物产。类提供了最经济的交通,还给人类提供了丰富的食料和巨大的资源。海洋还在控制气候方面起到十分重要的作用,极大地影响着全人类的生活和生产活动。

例如,目前全世界人口所消费的动物蛋白,有15%来自海洋生物。一些生物学家认为,解决人类食物问题的最好方法之一,就是发展海产养殖业。海洋不仅给人类提供丰富的鱼虾贝蟹,还能提供大量的海藻资源。现在,人们已经能利用海藻制造出雪糕、蛋白质等食品以及油漆、乳化剂和各种生物化学药剂。地球上每年的生物生产力约为1540亿吨有机碳,其中,海洋生物生产力占了绝大部分,达1350亿吨有机碳。

海洋是生命的摇篮,地球上的生命就是首先在海洋中诞生的。海洋是资源的宝库,她蕴藏着丰富的定期。自古以来,人们就向往着到那碧蓝的大海中去寻找幸福,到那晶莹的水晶宫中去探索其奥秘,去开发她那丰富的物产。

海洋的发展程

地球及其海洋的演化一直以来都是科学家们所关注的话题。据科学研究,专家们将地球生命史分为古生代、中生代和新生代等几个发展时期。

大约在5,5亿年以前,庞大的超级大陆依然沿着赤道分布,过了不久,巨大的裂隙撕开了大陆,海水涌入,形成了大片的浅水区域。在后来的2亿年里,大陆开始分离并向两极漂动。岩石和化石表明,那时海洋的温度在20℃~40℃之间,海水的化学成分和含盐量与现代的海洋非常相似,此外,大气中的氧气含量不断上升。这为原始生命的形成创造了理想的条件。用海水中的矿物质,如二氧化硅、碳酸钙和磷酸钙等来制造贝壳或骨骼,海洋中的一些生物进化出了硬体部分,如贝壳、棘状物和由鳞构成的鳞甲等。

三叶虫

三叶虫,身体呈椭圆形或三片状。在它诞生之后的一亿年里,三叶虫凭借着它绝对的数量统治着海洋。三叶虫遍布海底,大多数的体型都很小,长度不到20厘米;也有一些体积较大的,体长可达半米。大多数的三叶虫在海底爬行觅食,有一些还会游泳;所有的三叶虫都会捕食比自己小的动物。

生物多样性

寒武纪是古生代的开端,这是一个以空前的生物演化和海洋生物多样性为标志的时期。在1000~3000万年这段时间里,海洋生物迅猛发展,并出现了地球上生物所有形态的雏形。所以科学家们把这一时期称为寒武纪爆发或生物大爆炸时期。这期间,地球上诞生了甲壳类、贝类、海胆、海绵、珊瑚、蠕虫以及其他生物的祖先。生物第一次开始利。

植物的出现

大约4亿年前,地球的外表发生了质的改变:植物、昆虫和一些动物出现并繁衍开来,苔和蕨类植物使原本荒芜的大地披上了一层新的绿色,森林也开始出现。大片的沼泽取代了早期的海洋环境,干燥的风在广袤的沙漠地区吹扬。海洋和海岸带之间的竞争变得愈加激烈,动物被迫迁向陆地以寻求安定的环境和新的食物来源。最早离开海洋的生物是早期的两栖动物——它们是现代青蛙、蟾蜍和蝾螈的祖先。这些两栖动物的化石和遗迹表明,它们通常生活在小溪和沼泽里,以捕食昆虫、鱼类和自己的同类为生,只是偶尔跑到陆地上休息或觅食。由于两栖动物必须回到海洋中产卵,所以不能总是停留在陆地上,它们向纯粹陆地动物的转化并不彻底。对于海洋生物来说,它们第一次从海洋到陆地的过程就像一场噩梦,这其中出现了太多可怕的东西——太阳的酷热、身体受到无法避免的重力的影响、怪模怪样的食物和不可预知的天敌或灾难……但毕竟生命承受下来了,动物终于进化出了适于陆地生活的骨骼和细胞结构。

中生代

大约2,5~2,45亿年前,地球进入了中生代时期,海洋和陆地在相互的“竞争”中形成了一个崭新的面貌。板块运动再次将大陆形成了一块我们称之为泛古陆的庞大陆地。这一新生的超级大陆覆盖了大约40%的地球表面,从南极一直延伸到北极。一个广袤的世界性大洋围绕着泛古陆,被称为泛古洋。泛古洋的深度跟现代的太平洋差不多,宽度却是太平洋的两倍。在泛古洋中,风和其他的表面作用力创造了两个巨大的水流运动循环模式——环流。两大环流一个位于北半球,一个位于南半球。沿着泛大陆的东西海岸,水温的差异很大。海平面相对较低,沿着大陆的边缘,浅水栖息地变少了,气候炎热干燥。气候随季节和纬度的改变而改变,但这时在极地地区并没有形成广阔的冰川和冰盖。

新生代

从6500万年前至今的这一段时期被称为新生代,与古生代和中生代相比,新生代有它更为显着的特点:这时,适于生命发展的条件已经具备,关键看谁能够适应、对抗和忍受这正在变化的环境条件了。适者生存,较弱小的物种需要不断地与捕食者和多变的环境做斗争;只有强健的个体才能生存。在海底和陆地上形成的高耸的山脉,永久性地改变了地球的气候。海洋的温度和环流都发生了很大的变化,这影响着地球和地球上生命的分布。这时,地球上的统治者为哺乳动物,它们最终进化出人类的祖先——古猿。

大约1,7~2亿年前,泛古陆再一次被地球内部的作用力撕开,生成了两块较大的陆地——北面的劳亚古陆和南面的冈瓦纳大陆。在两块大陆之间,形成了一条沿着赤道生成的狭窄水道——蒂锡斯海。在蒂锡斯海水道中的水流中,产生了一个在整个广袤的泛古洋中输送热量的巨大的、全球性的洋流。后来,两块大陆分离,形成了古大西洋和古印度洋。而日渐上升的海平面,再一次淹没了陆地,形成了大片的浅海环境。这一切使地球的气候逐渐温暖起来。

多个海洋的形成

中古期的海洋发生了很大变化,早期的南大西洋位于非洲和南美大陆之间,狭窄的北大西洋正在欧洲和北美大陆之间形成;而曾和南级洲相连的澳洲大陆已经分离开来了,并慢慢向北移动;同时,印度板块已与非洲大陆分离,且向北缓缓迁移。很快将与亚洲大陆相撞。新生代早期,大陆位置的不断变化和海盆的扩张对古代海洋的环境影响颇深,后来,就对整个地球都产生了影响。那时,古地中海水道和它的赤道环流停止了。澳洲大陆与南极洲分离后,南极洲往南更接近南极,而澳洲也与南美大陆一起向北移动。此时,一股新的环流正沿着南部大陆形成。地球在中生代时逐渐成为一个遍布海洋的蓝色星球。

地球其实由许多板块构成,而且它们处于不断运动变化之中。这一理论的形成其实非常偶然。1910年的一天,德国科学家魏格纳躺在病床上,目光正好落在墙上一幅世界地图上。“奇怪!大西洋两岸大陆轮廓的凹凸,为何竟如此相吻合?”于是他设想到:非洲大陆和南美洲大陆以前会不会是连在一起的,也就是说他们之间原来并不存在大西洋,而大陆会不会是不断漂移着的呢?以后,魏格纳通过调查研究,从古生物化石、地层构造等方面找到了一些大西洋两岸相同或相吻合的证据,从而提出了大陆漂移学说。

板块张理论

地球既然是由许多板块构成的。那么,这些板块的大小是否亘古不变,它们的年龄怎样计算?赫斯教授认为:世界大洋洋壳的实际年龄要比人们想象的要年轻许多,也即海洋与海底洋壳在生成年代上是完全不同的。通过研究,人们发现:存在于大西洋的洋中脊的脊顶处,有巨大的裂谷。由于洋壳下地幔的高温高压,使得熔融状的地幔物质,产生对流,它们对岩石圈的洋壳产生巨大的冲击力,从相对薄弱的洋壳裂谷带喷涌而出。喷射出来的融岩一接触冰冷的海水,就很快冷却凝结,板结成新的洋壳物质。当然,亿万年来,这一喷涌凝结的过程一直没有间断过,在继之而来的岩浆力量的驱动之下,洋壳不断被撕裂开来,又涌出新的岩浆,再冷却凝结,再次形成洋壳挤向裂谷的两侧。在大洋底部渐渐隆起了一座数千米高的海岭,横贯于大洋的中部。而被岩浆分开的海底洋壳,则对称而又缓慢地向两侧推移,其平均扩张速度为每年3厘米。当然,离大洋裂谷越远的洋壳,其年代越久远,当它们扩张到大洋边缘处时,由于受到大陆板块的阻挡和挤压而沉入海沟,进入地幔。洋壳这种不断生成、扩张、消失和更新的过程,就是海底扩张的全过程。赫斯的海底扩张理论,很快被地磁学和后来进行的全球钻探计划的信息资料所证实。进一步的资料证实:在最古老的太平洋里,那些远离洋中脊裂谷的洋壳是最古老的,但其年代也不会超过1,8亿年。

蓝色的“摇篮”

据《奇妙的科隆群岛》一文中记载:在南美大陆以西,距离海岸950公里的太平洋上,散布着一群美丽的岛屿——科隆群岛,是16世纪中叶被一位西班牙航海家偶然发现的。它们都是由火山堆和火山熔岩组成的年青的海洋性火山岛屿。

生活在这里的千奇百怪的动物,使科隆群岛闻名于世。尤其是大蜥蜴,体躯巨大,数量多得惊人。还有巨大的海龟,夜间捕鱼的海鸥,不会飞的鸬鹚,以及许许多多珍奇的鸟类。

有一种叫做“嘲笑鸟”鸟儿,会摹仿人们的动作,非常逗人。

生活在这里的动物、植物和鱼类,至少有三分之一是世界上罕见的。除了信天翁这样的大型海鸟能够飞越重洋到那里栖息以外,它的许多生物究竟是怎样来到那里落户的,至今还是个谜。

1835年秋天,着名生物学家达尔文曾乘坐一条名叫“猎兔狗”的英国船,去那里考察。他一踏上群岛,就被为数众多的火山口所震惊。当他看到那许许多多的奇特生物时,立即欣喜若狂。

他和伙伴们骑在巨龟的背上漫游,拉着蜥蜴的尾巴玩耍,随手把一个不怕人的鸟儿从树枝上抓下来。他担心,如果有虎豹豺狼等猛兽被引进群岛,这些不知躲避敌害的海岛“居民”,将会遭遇一场多么可怕的浩劫!

他注意到,群岛上的许多动物,与他在南美大陆所看到的同类动物有些不同,这种细微的改变使它们区别为不同的物种。这种动物,给达尔文留下了特别深刻的印象。回到英国后不久,达尔文便出版了《猎兔狗的旅行》一书,书中第一次闪现了他那物竞天择、优胜劣汰的进化论思想。

我们人类祖祖辈辈生活在陆地上,总是把陆地看作自己的故乡。但是不要忘记,我们很远的祖先却生活在海洋里!

大约在32亿年以前,最原始的细胞在海洋里诞生了。人们从非洲南部太古代的地层里发现了这种原始生命的化石。这些原始生命的结构和今天的细菌差不多,海洋里自然形成的一些有机物便成了它们的食粮。