海洋的演化是怎样的?

2024-05-16

1. 海洋的演化是怎样的?

地球及其海洋的演化的故事无疑是世界上最伟大的奇事、肥皂剧和灾难电影的汇演。地球就是演出的大舞台,而古代和现代的生命的所有形式扮演着舞台上的角色。故事开始于一个奇异陌生的环境,地面受到小行星剧烈的碰撞,猛烈的火山不断喷发,频发的大地震撕扯着陆地。间或寒冷的气温使地球突然陷入严寒,其余的时候这个星球倒是适于生活的温暖舒适的地方。当大陆发生漂移、相互碰撞或相互分离时,海平面将发生升降变化,在这个壮观一幕中的角色也随之发生变化。有时它们形态相似,有时却又是迥然不同的生命体。在使生物发生灾变的事件中,新的角色出现了,而原来的个体有的受到了致命性的伤害,有的则被新的居统治地位的种类所取代。在整个故事中,一个不变的因子贯穿着大部分阶段,这就是:海洋存在着并孕育着生命。海洋和她的居民在地球的发展和生命的演化中起着重要的作用。我们人类相当于这个故事近尾声时的一瞬。但是通过追寻海洋与生命的演化过程和地球不断变化的历史,我们对我们这个动态的星球、对生命的脆弱以及我们人类自身的起源有了深入的了解。这是每个人都应该知道的一个故事,因为从中真实地透视出我们人类自身的渺小,以及我们可能对地球产生的巨大影响。


在开始追述历史的航行前,重要的是记录下来地球的历史是怎样拼合起来的,以及为什么其中一些片段谜一样地缺失了。我们利用现代科技可以把孩子们的成长过程录下来,以便将来一天他们可以看到自己的出生和成长。遗憾的是,地球和海洋的形成和演化过程没有录像。科学家们只能从古老的岩石、化石和其他行星中寻找线索,重现地球和海洋的历史。比如我们对地球形成的了解,基本上是得自于对星际碰撞、陨星、古老的陨石坑和惰性气体的研究。这些惰性气体如氙、氪、氩在太阳上含量丰富,在地球上却很稀少。


科学家们在研究古地球、海洋和早期海洋中的生命时所遇到的难题是现代海洋采样的难度所无法相比的。逻辑上,有关早期海洋和原始海洋中生命的最佳信息应来自于海底的沉积物和埋藏的化石。然而当我们探讨了海洋的地质情况、海底扩张和洋壳在深海沟的消亡后,我们发现洋壳在不断地再生循环着。虽然地球有几十亿年的历史,但现代海洋里最老的沉积物和岩石的年龄只有一亿八千万年左右。幸好大陆板块没有发生显著的再循环,高山的岩石中经常含有被抬升于海面之上的古老的海洋沉积物和化石。但是岩石和化石记录远不够完整,常常比较分散,使解译变得比较困难。


几个世纪以来,科学家们在大陆、海洋甚至外层空间搜寻能解答地球演化之谜的星星点点的证据。本文对星际演化的阐述中,由于篇幅所限,只包括了一部分解译地球历史的化石和岩石的描述。


另一个将简要提及但却更为重要的信息来源是深海钻探计划(DSDP)以及其后继者大洋钻探计划(ODP)。这两个计划是国际上空前的一次科学家、技术人员和管理者的大合作,其目的就是从深海底采集沉积物和岩芯样品。这些深海孔资料曾经为板块构造、海平面变化和全球气候变化研究提供了一些最为重要的丰富的科学数据。


地球大约有45亿年的历史,地球演化发生的时间尺度通常是几十亿年、几百万年和几十万年的数量级。但是我们往往以人的一生的长短来考虑时间尺度,数量级是一百年,细分后还有年、月、星期、小时和分钟这样的时间片段。地质学家利用岩石研究地球的历史时,意识到对应于地球演化阶段建立一种参考时间的方法的必要性,所以他们建立了地质年代表。


地质年代表中世代的划分基于某些化石或化石群的出现和消失。起初,地质年代被划分为有生命时代和无生命时代两个部分。近几十年来,研究发现原始生命开始的时间要比以前认为的要早的多,因此改变了最初的年代划分系统。根据现在的分类,地球历史的最早时期称为前寒武纪,从45亿年前到大约5.5亿年前,这段时期生物的演化还不足以留下丰富的化石。从寒武纪开始(约5.5亿年前),划分出古生代、中生代和新生代,分别代表古代生物、过渡时期生物和现代生物的时代。


海洋的诞生


在地球早期的生长过程中,巨大的星际碰撞有规律地发生着,把大量的尘埃释放到大气中,遮住了所有的阳光,使地球陷入彻底的黑暗中。彗星、大量凝固的气体和冰块以及小行星撞击着地球,猛烈的风暴在地球上肆虐。巨大的撞击和不断的火山喷发产生的大爆炸使埋藏于岩石中的水和气体释放到大气中。这时的大气,条件恶劣,密度很大,由二氧化碳、水蒸气、氮气和其他几种气体组成。尘埃、蒸汽和火山灰形成的黑云笼罩着天空,狂雷巨闪划破黑暗,炽热的岩浆海在地面上沸腾着、激荡着。早期地球的黑暗让人无法想像它会变成一个蓝色的星球。


科学家们利用一种新技术来估测地球诞生的时间:放射性测年。地球上所有的元素由于它们原子核内的中子和质子数的不同,而有一定的原子量。一些元素如铀、镭、钾和碳,由于同一种元素的原子核内中子数不同而有几种不同的表现形式,称为元素的同位素。同位素原子量虽然不同,但它们的化学性质是相同的。一些同位素不稳定,具有放射性。放射性同位素以一定的速率衰变,衰变速率称为半衰期。元素的半衰期就是这种元素从原始质量衰变到一半时所花费的时间。如果地质学家知道了某种元素的半衰期,他们就可以通过测定每体和子体(衰变的产物)的质量来计算岩石的年龄。例如,碳有三种同位素:两种是稳定的(碳12和碳13);一种是不稳定的,即具有放射性(碳14)。当碳14衰变时,放出热量,生成氮14。碳14的半衰期是5570年,也就是说,在某种物质中的碳14需要花5570年的时间使一半的碳14转变为氮14。地质学家们可以通过测定现在岩石中碳14和氮14的量,来估计岩石的年龄,这就是碳测年法。


科学家们认为陨石和地球具有相同的年龄,通过对陨石进行放射性测年,得出陨石已经有45亿岁了。现在,科学家们认为地球在早期形成过程中受到一个巨大的小行星撞击,使地球的一部分脱离出去,形成了月球。所有的月球岩石的测年结果都略小于45亿年。古陨石坑,尤其是月球表面上的古陨石坑中的岩石的测年结果表明,大约45亿年前,地球已经长到了现在的大小,彗星和小行星的撞击频率开始减慢。


到44亿年前,撞击的减少使岩浆海的活动减弱,地球的表面开始冷却,慢慢地,冷凝的岩浆形成一层薄而黑的地壳覆盖着地球。虽然行星撞击和火山喷发时不时地把地壳撕开,把炽热的岩浆喷向天空,但是,随着撞击的不断减少,冷却的不断进行,地球表面形成了越来越厚的地壳。冷却使大气中的水蒸气冷凝,水滴以降雨的形式落到地面上。不久,暴雨冲刷大地,形成了第一个水的海洋。这时的海水是酸性的,而且非常热,水温大概有100℃(212°F)。火山喷发和大量的降雨把一些元素带入海洋中,使海洋稍稍有一点儿盐度。环绕地球的大气仍充满着二氧化碳,并且密度大,具有腐蚀性。随着越来越多冷凝水的形成,阳光开始穿透黑云。这时海的周围矗立着高高的环形山,但水的侵蚀力量是巨大的,凶猛的洪水冲出深谷,冲蚀着山峰。最近的几次小行星撞击使海洋产生了滔天巨浪,海啸席卷了整个地球。因为那时的月球更接近;地球,所以海洋中的潮汐作用很强。


大气中的二氧化碳开始溶入海洋,与海洋中的碳酸根离子结合形成碳酸钙或石灰石。随着沉积在海底的石灰石越来越多,大气中的二氧化碳逐渐减少,天空变得明亮起来。碳酸钙调节着海洋的酸性,使海洋的化学环境略带苦涩,其作用就像胃酸过多的人服用的抗酸药物一样。太阳的辐射增加,使地球的温度上升,大量的水从海洋中蒸发出来,使海平面下降,露出许多陆地。在雨水和河流的风化作用下,更多的矿物质从新的陆地进入海洋,海洋的盐度开始上升。


在这一时期,地球上的气候变化可能异常剧烈,同时火山喷发、地震海啸仍不断改造着地球表面。一些科学家认为,在这段时期,灾难性的小行星碰撞仍时有发生,海洋以几十年为周期不断地蒸发着、改造着。

海洋的演化是怎样的?

2. 海洋的演化是怎样的?

地球及其海洋的演化的故事无疑是世界上最伟大的奇事、肥皂剧和灾难电影的汇演。地球就是演出的大舞台,而古代和现代的生命的所有形式扮演着舞台上的角色。故事开始于一个奇异陌生的环境,地面受到小行星剧烈的碰撞,猛烈的火山不断喷发,频发的大地震撕扯着陆地。间或寒冷的气温使地球突然陷入严寒,其余的时候这个星球倒是适于生活的温暖舒适的地方。当大陆发生漂移、相互碰撞或相互分离时,海平面将发生升降变化,在这个壮观一幕中的角色也随之发生变化。有时它们形态相似,有时却又是迥然不同的生命体。在使生物发生灾变的事件中,新的角色出现了,而原来的个体有的受到了致命性的伤害,有的则被新的居统治地位的种类所取代。在整个故事中,一个不变的因子贯穿着大部分阶段,这就是:海洋存在着并孕育着生命。海洋和她的居民在地球的发展和生命的演化中起着重要的作用。我们人类相当于这个故事近尾声时的一瞬。但是通过追寻海洋与生命的演化过程和地球不断变化的历史,我们对我们这个动态的星球、对生命的脆弱以及我们人类自身的起源有了深入的了解。这是每个人都应该知道的一个故事,因为从中真实地透视出我们人类自身的渺小,以及我们可能对地球产生的巨大影响。
在开始追述历史的航行前,重要的是记录下来地球的历史是怎样拼合起来的,以及为什么其中一些片段谜一样地缺失了。我们利用现代科技可以把孩子们的成长过程录下来,以便将来一天他们可以看到自己的出生和成长。遗憾的是,地球和海洋的形成和演化过程没有录像。科学家们只能从古老的岩石、化石和其他行星中寻找线索,重现地球和海洋的历史。比如我们对地球形成的了解,基本上是得自于对星际碰撞、陨星、古老的陨石坑和惰性气体的研究。这些惰性气体如氙、氪、氩在太阳上含量丰富,在地球上却很稀少。
科学家们在研究古地球、海洋和早期海洋中的生命时所遇到的难题是现代海洋采样的难度所无法相比的。逻辑上,有关早期海洋和原始海洋中生命的最佳信息应来自于海底的沉积物和埋藏的化石。然而当我们探讨了海洋的地质情况、海底扩张和洋壳在深海沟的消亡后,我们发现洋壳在不断地再生循环着。虽然地球有几十亿年的历史,但现代海洋里最老的沉积物和岩石的年龄只有一亿八千万年左右。幸好大陆板块没有发生显著的再循环,高山的岩石中经常含有被抬升于海面之上的古老的海洋沉积物和化石。但是岩石和化石记录远不够完整,常常比较分散,使解译变得比较困难。
几个世纪以来,科学家们在大陆、海洋甚至外层空间搜寻能解答地球演化之谜的星星点点的证据。本文对星际演化的阐述中,由于篇幅所限,只包括了一部分解译地球历史的化石和岩石的描述。
另一个将简要提及但却更为重要的信息来源是深海钻探计划(DSDP)以及其后继者大洋钻探计划(ODP)。这两个计划是国际上空前的一次科学家、技术人员和管理者的大合作,其目的就是从深海底采集沉积物和岩芯样品。这些深海孔资料曾经为板块构造、海平面变化和全球气候变化研究提供了一些最为重要的丰富的科学数据。
地球大约有45亿年的历史,地球演化发生的时间尺度通常是几十亿年、几百万年和几十万年的数量级。但是我们往往以人的一生的长短来考虑时间尺度,数量级是一百年,细分后还有年、月、星期、小时和分钟这样的时间片段。地质学家利用岩石研究地球的历史时,意识到对应于地球演化阶段建立一种参考时间的方法的必要性,所以他们建立了地质年代表。
地质年代表中世代的划分基于某些化石或化石群的出现和消失。起初,地质年代被划分为有生命时代和无生命时代两个部分。近几十年来,研究发现原始生命开始的时间要比以前认为的要早的多,因此改变了最初的年代划分系统。根据现在的分类,地球历史的最早时期称为前寒武纪,从45亿年前到大约5.5亿年前,这段时期生物的演化还不足以留下丰富的化石。从寒武纪开始(约5.5亿年前),划分出古生代、中生代和新生代,分别代表古代生物、过渡时期生物和现代生物的时代。
海洋的诞生
在地球早期的生长过程中,巨大的星际碰撞有规律地发生着,把大量的尘埃释放到大气中,遮住了所有的阳光,使地球陷入彻底的黑暗中。彗星、大量凝固的气体和冰块以及小行星撞击着地球,猛烈的风暴在地球上肆虐。巨大的撞击和不断的火山喷发产生的大爆炸使埋藏于岩石中的水和气体释放到大气中。这时的大气,条件恶劣,密度很大,由二氧化碳、水蒸气、氮气和其他几种气体组成。尘埃、蒸汽和火山灰形成的黑云笼罩着天空,狂雷巨闪划破黑暗,炽热的岩浆海在地面上沸腾着、激荡着。早期地球的黑暗让人无法想像它会变成一个蓝色的星球。
科学家们利用一种新技术来估测地球诞生的时间:放射性测年。地球上所有的元素由于它们原子核内的中子和质子数的不同,而有一定的原子量。一些元素如铀、镭、钾和碳,由于同一种元素的原子核内中子数不同而有几种不同的表现形式,称为元素的同位素。同位素原子量虽然不同,但它们的化学性质是相同的。一些同位素不稳定,具有放射性。放射性同位素以一定的速率衰变,衰变速率称为半衰期。元素的半衰期就是这种元素从原始质量衰变到一半时所花费的时间。如果地质学家知道了某种元素的半衰期,他们就可以通过测定每体和子体(衰变的产物)的质量来计算岩石的年龄。例如,碳有三种同位素:两种是稳定的(碳12和碳13);一种是不稳定的,即具有放射性(碳14)。当碳14衰变时,放出热量,生成氮14。碳14的半衰期是5570年,也就是说,在某种物质中的碳14需要花5570年的时间使一半的碳14转变为氮14。地质学家们可以通过测定现在岩石中碳14和氮14的量,来估计岩石的年龄,这就是碳测年法。
科学家们认为陨石和地球具有相同的年龄,通过对陨石进行放射性测年,得出陨石已经有45亿岁了。现在,科学家们认为地球在早期形成过程中受到一个巨大的小行星撞击,使地球的一部分脱离出去,形成了月球。所有的月球岩石的测年结果都略小于45亿年。古陨石坑,尤其是月球表面上的古陨石坑中的岩石的测年结果表明,大约45亿年前,地球已经长到了现在的大小,彗星和小行星的撞击频率开始减慢。
到44亿年前,撞击的减少使岩浆海的活动减弱,地球的表面开始冷却,慢慢地,冷凝的岩浆形成一层薄而黑的地壳覆盖着地球。虽然行星撞击和火山喷发时不时地把地壳撕开,把炽热的岩浆喷向天空,但是,随着撞击的不断减少,冷却的不断进行,地球表面形成了越来越厚的地壳。冷却使大气中的水蒸气冷凝,水滴以降雨的形式落到地面上。不久,暴雨冲刷大地,形成了第一个水的海洋。这时的海水是酸性的,而且非常热,水温大概有100℃(212°F)。火山喷发和大量的降雨把一些元素带入海洋中,使海洋稍稍有一点儿盐度。环绕地球的大气仍充满着二氧化碳,并且密度大,具有腐蚀性。随着越来越多冷凝水的形成,阳光开始穿透黑云。这时海的周围矗立着高高的环形山,但水的侵蚀力量是巨大的,凶猛的洪水冲出深谷,冲蚀着山峰。最近的几次小行星撞击使海洋产生了滔天巨浪,海啸席卷了整个地球。因为那时的月球更接近;地球,所以海洋中的潮汐作用很强。
大气中的二氧化碳开始溶入海洋,与海洋中的碳酸根离子结合形成碳酸钙或石灰石。随着沉积在海底的石灰石越来越多,大气中的二氧化碳逐渐减少,天空变得明亮起来。碳酸钙调节着海洋的酸性,使海洋的化学环境略带苦涩,其作用就像胃酸过多的人服用的抗酸药物一样。太阳的辐射增加,使地球的温度上升,大量的水从海洋中蒸发出来,使海平面下降,露出许多陆地。在雨水和河流的风化作用下,更多的矿物质从新的陆地进入海洋,海洋的盐度开始上升。
在这一时期,地球上的气候变化可能异常剧烈,同时火山喷发、地震海啸仍不断改造着地球表面。一些科学家认为,在这段时期,灾难性的小行星碰撞仍时有发生,海洋以几十年为周期不断地蒸发着、改造着。

3. 海洋是怎样演化的?

地球及其海洋的演化的故事无疑是世界上最伟大的奇事、肥皂剧和灾难电影的汇演。地球就是演出的大舞台,而古代和现代的生命的所有形式扮演着舞台上的角色。故事开始于一个奇异陌生的环境,地面受到小行星剧烈的碰撞,猛烈的火山不断喷发,频发的大地震撕扯着陆地。间或寒冷的气温使地球突然陷入严寒,其余的时候这个星球倒是适于生活的温暖舒适的地方。当大陆发生漂移、相互碰撞或相互分离时,海平面将发生升降变化,在这个壮观一幕中的角色也随之发生变化。有时它们形态相似,有时却又是迥然不同的生命体。在使生物发生灾变的事件中,新的角色出现了,而原来的个体有的受到了致命性的伤害,有的则被新的居统治地位的种类所取代。在整个故事中,一个不变的因子贯穿着大部分阶段,这就是:海洋存在着并孕育着生命。海洋和她的居民在地球的发展和生命的演化中起着重要的作用。我们人类相当于这个故事近尾声时的一瞬。但是通过追寻海洋与生命的演化过程和地球不断变化的历史,我们对我们这个动态的星球、对生命的脆弱以及我们人类自身的起源有了深入的了解。这是每个人都应该知道的一个故事,因为从中真实地透视出我们人类自身的渺小,以及我们可能对地球产生的巨大影响。
在开始追述历史的航行前,重要的是记录下来地球的历史是怎样拼合起来的,以及为什么其中一些片段谜一样地缺失了。我们利用现代科技可以把孩子们的成长过程录下来,以便将来一天他们可以看到自己的出生和成长。遗憾的是,地球和海洋的形成和演化过程没有录像。科学家们只能从古老的岩石、化石和其他行星中寻找线索,重现地球和海洋的历史。比如我们对地球形成的了解,基本上是得自于对星际碰撞、陨星、古老的陨石坑和惰性气体的研究。这些惰性气体如氙、氪、氩在太阳上含量丰富,在地球上却很稀少。
科学家们在研究古地球、海洋和早期海洋中的生命时所遇到的难题是现代海洋采样的难度所无法相比的。逻辑上,有关早期海洋和原始海洋中生命的最佳信息应来自于海底的沉积物和埋藏的化石。然而当我们探讨了海洋的地质情况、海底扩张和洋壳在深海沟的消亡后,我们发现洋壳在不断地再生循环着。虽然地球有几十亿年的历史,但现代海洋里最老的沉积物和岩石的年龄只有一亿八千万年左右。幸好大陆板块没有发生显著的再循环,高山的岩石中经常含有被抬升于海面之上的古老的海洋沉积物和化石。但是岩石和化石记录远不够完整,常常比较分散,使解译变得比较困难。
几个世纪以来,科学家们在大陆、海洋甚至外层空间搜寻能解答地球演化之谜的星星点点的证据。本文对星际演化的阐述中,由于篇幅所限,只包括了一部分解译地球历史的化石和岩石的描述。
另一个将简要提及但却更为重要的信息来源是深海钻探计划(DSDP)以及其后继者大洋钻探计划(ODP)。这两个计划是国际上空前的一次科学家、技术人员和管理者的大合作,其目的就是从深海底采集沉积物和岩芯样品。这些深海孔资料曾经为板块构造、海平面变化和全球气候变化研究提供了一些最为重要的丰富的科学数据。
地球大约有45亿年的历史,地球演化发生的时间尺度通常是几十亿年、几百万年和几十万年的数量级。但是我们往往以人的一生的长短来考虑时间尺度,数量级是一百年,细分后还有年、月、星期、小时和分钟这样的时间片段。地质学家利用岩石研究地球的历史时,意识到对应于地球演化阶段建立一种参考时间的方法的必要性,所以他们建立了地质年代表。
地质年代表中世代的划分基于某些化石或化石群的出现和消失。起初,地质年代被划分为有生命时代和无生命时代两个部分。近几十年来,研究发现原始生命开始的时间要比以前认为的要早的多,因此改变了最初的年代划分系统。根据现在的分类,地球历史的最早时期称为前寒武纪,从45亿年前到大约5.5亿年前,这段时期生物的演化还不足以留下丰富的化石。从寒武纪开始(约5.5亿年前),划分出古生代、中生代和新生代,分别代表古代生物、过渡时期生物和现代生物的时代。

海洋是怎样演化的?

4. 海洋的历史

我们的祖先在远古时代已开始海洋捕捞。在山东省胶州市发现的新石器时代大汶口文化遗址中,有大量海鱼骨骼和成堆的鱼鳞。经鉴定,它们分隶于鳓鱼、梭鱼、黑鲷和蓝点马鲛等3目4科。说明约在4000~5000年以前,中国沿海先民已能猎取在大洋和近海之间洄游的中、上层鱼类,人们对海洋鱼类习性的认识已有一定的水平。记述公元前11~前6世纪周朝情况的《诗经》中,多次出现“海”字,并有江河“朝宗于海”的认识。西汉时期,已开辟了从太平洋进入印度洋的航线。据记载,三国时出现了中国第一篇潮汐专论──严畯的《潮水论》(已佚)。唐宋时期,中国的潮汐研究已达到很高水平。明代时,出现了中国现存最早的地区性海产动物志──屠本畯的《闽中海错疏》。1405~1433年,明朝郑和 7次下“西洋”,最远到达赤道以南的非洲东海岸和马达加斯加岛,比哥伦布从欧洲到美洲的航行(1492~1504)要早半个多世纪,而且在航海技术水平和对海洋的认识上,也远远超过当时的西方。可见,在古代的很长一段时间内,中国对海洋的认识和利用在世界上是居于前列的。
中国古代对海洋的认识和研究主要集中在海洋地貌、海洋气象、海洋潮汐和海产生物4个方面。同时,为了利用滩涂和抵御海洋自然灾害,在海岸防护和围垦工程方面,也取得许多成就。
海陆分布和海洋地貌知识  战国时代,齐国的邹衍(公元前305~前240)曾提出一种海洋型地球观──大九洲说,阐述了世界海陆分布的大势。他认为世界很大,像中国这样大的陆地有81个,彼此被“裨海”相隔,又都被“大瀛海”环绕,再外面才是天地接壤之处。这里所说的“裨海”和“大瀛海”,分别相当于今日的“海”和“洋”。
晋代葛洪在《神仙传》一书中,提出“东海三为桑田”、明确地表达了海陆屡有变迁的思想。
中国古代主要采用地文导航,所用的水路簿、针经和海图,均尽可能地详载航线上可用于导航的地貌:山形、水势、岛屿、暗礁、港湾和海底泥等。例如保存至今的明代胡宗宪《筹海图编》中的《沿海山沙图》、《沿海郡县图》、《登莱辽海图》,《郑开阳杂著》中的《万里海防图》、《海运全图》,茅元仪《武备志》中的《海防图》和《郑和航海图》等。其中,记载海洋地貌最为详尽的是《郑和航海图》,该图是中国传统绘图方法绘制海图的高峰, 较正确地绘有中外岛屿846个,并分出岛、屿、沙、浅、石塘、港、礁、硖、石、门、洲等11种地貌类型。
中国古代海塘图实际是河口海岸地貌图,如清代方观承《两浙海塘通志》和翟均廉《海塘录》中的图。图中明显可见海塘分布并不连续,低平的海岸有海塘分布,塘外有大片滩涂;而海岸山地则没有海塘。
海洋气象知识  中国古代有关海洋气象知识的书籍很多,仅《汉书·艺文志》中提到西汉时海中占验书就有136卷,其中《海中日月彗虹杂占》有18卷。至元、明两代,人们把水手和渔民的天气经验用五言和四言的韵语表达出来。如明代张燮《东西洋考》中记有“乌云接日,雨即倾滴”,“迎云对风行,风雨转时辰”,“断虹晚见,不明天变,断虹早挂,有风不怕”等。
在海事活动中,风是至关重要的天气要素,所以在古代对风的认识较为深刻。中国古代水手、渔民知道用各种方法预测海洋风暴。他们把一年中海上常有风暴的日期记下来,称为“暴日”或“飓日”。一些航海书籍中记有全年暴日及其名称,如《顺风相送》中有逐月恶风条。并总结出暴风季节发生的规律和暴日在不同时节的频率,从而找出海上活动的危险期和安全期。古代预测台风的一种办法是观察海洋现象。海洋长浪有很高的运动速度,台风还在外洋时,其形成的长浪已传播到近海,形成涌浪,造成潮汐异常、海底淤泥搅起、海水发臭、海洋动物表现异常等现象。人们把上述现象称之为“天神未动,海神先动”,并把这种无风的涌浪称为“移浪”或“风潮”。
中国很早就以风作动力,用帆助航。东汉时,利用季风航海已有文字记载,把每年梅雨后出现的东南季风称为“舶?风”。唐、宋以后,利用季风航海十分广泛。明代郑和7次出海, 多在冬、春季节利用东北季风启航,又多在夏、秋季节利用西南季风返航,说明他们已较充分地认识和利用了亚洲南部、北印度洋上风向和海流季节性变化的规律。在航行途中他们观察日月星辰的出没和位移、风向、天色、云状、霾雾、气温及洋面波涛的变化,预测海洋气象、水文潮汐的变化趋势,保证了航行的安全。
海洋潮汐知识  中国殷商时代已出现"涛”字( ),这个字后来被解释为“潮”字的同义词。现见中国古籍最早对海洋潮汐现象做出科学解释的,是东汉王充。他在《论衡·书虚》篇中提出“涛之起也,随月盛衰”,对潮汐和月亮的关系进行了论述。西晋杨泉,唐朝窦叔蒙和封演,宋代张君房、燕肃、余靖、沈括,元末明初史伯璇等,坚持发展了王充的理论。东晋葛洪和唐代卢肇引进了太阳在潮汐中的作用。窦叔蒙指出,“以潮汐作涛,必待于月。月与海相推,海与月相期”;对潮汐周期的推算,也很有见地;并绘制理论潮汐表“窦叔蒙涛时图”(图1)。
封演用“潜相感致,体于盈缩”的论点解释潮汐成因。张君房在《潮说》中,最早定出潮时逐日推迟数为3.363刻(古时一昼夜为100刻)。燕肃则提出潮汐“随日而应月,依阴而附阳”的理论,并改进理论潮时的推算,指出潮时逐日推迟数有大尽(一朔望月30天)和小尽(29天)之分,定大尽为3.72刻,小尽为3.735刻。沈括坚持“应月说”,最早对“平均高潮间隙”下了明确的定义,并主张用高潮间隙来修改地区性潮汐表。
中国古代对喇叭形河口涌潮的成因,也有深刻的认识。王充在批驳关于伍子胥冤魂驱水形成涌潮的迷信说法后,指出潮汐在大海中只是“漾驰而已”,进入殆小浅狭的河口后,才激起涌潮。葛洪则提出潮汐的“力”和“势”。卢肇提出江水和海潮在狭窄的河道相遇,激而为斗,形成涌潮。燕肃则更确切地提出,钱塘江涌潮是由于河口存在拦门沙坎所致。清代周春注意到钱塘江潮有南潮、北潮之分。两潮交叉重叠处正好在海宁塘靠岸,因此海宁成为观潮的胜地。
实测潮汐表在中国发展也很早。东汉马援在琼州海峡两边建有“潮信碑”(今无存)。现存北宋吕昌明于1056年编制的“浙江四时潮候图”,曾被刻成石碑立于钱塘江畔供渡江用。它比欧洲现存最早的潮汐表──大英博物馆所藏的13世纪的“伦敦桥涨潮时间表”早得多。明清还出现许多潮汐实测表。
中国古代对潮汐的研究,至宋代达到高峰。由于古代潮汐研究的论述很多,流传下来的文献资料也较多,仅专论就不下数十种。其中,清代俞思谦编辑的《海潮辑说》、翟均廉《海塘录》等收录保存了古代不少潮汐著作。
海洋生物知识  中国古代对海洋生物的认识和研究,多集中在物种的形态、生态、分布和利用方面。其中,不少种类的名称沿用至今。从远古时代至16世纪,中国有关海洋生物的知识,主要散见于医书和沿海地方志中。16世纪末以后,出现了叙述海洋生物的专著。
公元前3世纪问世的《黄帝内经》,已提到海洋软体动物乌贼和鲍。公元1世纪的《神农本草经》,记载了马尾藻和羊栖菜,以及近江牡蛎等6种海洋软体动物的形态、产地、食疗性质和利用方法。宋代寇宗?#93;编辑的《本草衍义》中,收入的海洋生物药物有海狗、海蛤、玳瑁、牡蛎和乌贼等十多种。
古代对海洋生物的生态习性有不少记载。三国吴人康泰《扶南传》提到:南海珊瑚洲洲底有盘石,珊瑚生其上也。三国沈萤《临海异物志》,叙述了招潮(一种小蟹)的活动与潮汐周期同步的生物节律。唐代段成式《酉阳杂俎》一书,记载了船蛆“攒木食船”;寄居蟹“寄居之虫……本无壳,入空螺壳中载以行”;飞鱼“鱼长一尺,飞即凌云空,息即归潭底”;乌贼“遇大鱼,辄放墨,方数尺,以混其身”等。
明清时期出现了不少地区性的海洋生物专著。主要有明代屠本畯的《闽中海错疏》和清朝郭柏苍的《海错百一录》,重点记录了福建沿海的海洋生物。清朝郝懿行和李调元分别编写的《记海错》和《然犀志》,前者记录山东沿海的海洋生物,后者记录广东沿海的海洋生物。
对海洋生物生态习性的了解与掌握,促进了中国古代海产养殖业的发展。据已发现的文献记载,早在宋代就已养殖牡蛎、珍珠贝和蛏,鲻鱼的养殖历史也很悠久。
海岸工程  海塘  中国沿海特别是东南沿海,风暴潮灾十分严重。据史载初步统计就有 213次。为了保护生命财产,发展农业生产,古代沿海地区普遍修筑起海塘,其中以江浙海塘气势最雄伟、技术最复杂。它和万里长城、大运河一起成为中国古代三项伟大工程。
海塘起源很早。史载东汉已开始有江浙海塘,唐代具有较大的规模。以后,技术不断改进,先后出现板筑法、竹笼实石法、坡陀法、纵横叠石法等,并出现备塘河、坦水等附属工程。清代康熙、雍正、乾隆三朝在历代工程基础上,动员较大人力修建了从金山卫到杭州的石塘。
潮闸  中国古代出海河口常设潮闸。北宋时修建的莆田木兰陂是一座大型水利工程。建陂前溪海不分,潮汐往来,泻卤弥天,农田旱涝频繁。建陂后,下御咸潮,上截淡水,灌田万余顷,至今仍发挥着水利效益。
水城  山东蓬莱古水城(图2),水城内有小海,风平浪静,为宋元明清海防要地,至今犹存。它始建于1043年,扩建于1376年。水城有平浪台、防波堤、水门等,彼此配合,有效地遏止涌入水门的潮汐和风浪。水城码头高程设计也很合理。

5. 海洋的历史变化

(从史前到18世纪末)   海洋学知识是在海洋生产实践和航海探险中开始累积的。这个时期可以分为两个阶段:古代阶段和海洋地理考察阶段。   古代阶段   (从史前到14世纪) 在中国,5000年前出现了独木舟,3000年前出现了木帆船。公元前200~公元100年,中国沿海航线已经畅通,并开辟了通过朝鲜半岛到达日本诸岛,绕过中南半岛到达印度和斯里兰卡等航线。据文献记载,公元12世纪初中国人已把指南针应用于航海。   距今4000~5000年前,居住在地中海地区的美索不达米亚、埃及和希腊克里特岛的居民,已具有一些海洋知识。公元前2000~前1000年左右,腓尼基人曾利用太阳和行星的位置确定方位,开辟了从直布罗陀海峡远航大西洋的航线,发现了加那利群岛。公元前6世纪,腓尼基人通过红海,进行了环非洲的航行。公元前5世纪,出现了以地中海为中心的地图。公元8世纪到11世纪之间,挪威人曾越过大西洋,发现了格陵兰和纽芬兰,并在那里从事渔业活动。   由于航线的开辟和航海活动的发展促进了人们对海洋现象的认识。其中突出的是对潮汐现象及其成因的认识。公元前4世纪,古希腊亚里士多德在《气象学》中记载了潮汐现象;古希腊皮西亚斯记录了大潮与小潮,发现了潮汐主要起因于月球。公元前2世纪,巴比伦赛留卡斯在波斯湾对潮汐进行观察,并与地中海(几乎无潮汐)进行了比较,还发现波斯湾日潮不相等现象。公元前1世纪,古希腊波西东尼斯在加的斯观察潮汐,发现潮差受月球相位的影响。公元1世纪,中国王充明确地指出潮汐同月相的相关性。公元8世纪,中国窦叔蒙在《海涛志》中,不仅指出了潮汐和月相的相关性,而且论述了海洋潮汐变化逐日、逐月、逐年的周期性,建立了现知世界上最早根据月球位置推算出每月和每天高、低潮的图解表。公元11世纪,中国燕肃在《海潮论》中分析了潮汐与太阳和月球的关系,潮汐的月变化以及形成钱塘江涌潮的地理因素等。   海洋生物知识随着航海也积累起来,如公元前300多年,亚里士多德在《动物志》中记载了爱琴海 170多种动物;公元前2~前1世纪,中国的《尔雅》除记有海洋动物外,还有海藻的记载。   古代海洋探险的另一大贡献是证实地球的形状。公元前5世纪,巴门尼德宣称地球是圆的。公元前250年左右,厄拉多塞尼计算出地球的圆周长为 39690公里,与地球的实际周长十分接近,并画出了地球的经纬线,提出了绕地球航海一周的想法。公元2世纪中叶,托勒密地图绘有海洋。他指出大西洋和印度洋同地中海一样,是闭合的大洋,并认为地球东西两点彼此十分接近,如果向西航行,则可以抵达东端。这一观念在1300多年后,启发了哥伦布的向西远航的设想。

海洋的历史变化

6. 海洋的历史

 我们的祖先在远古时代已开始海洋捕捞。
  在山东省胶州市发现的新石器时代大汶口文化遗址中,有大量海鱼骨骼和成堆的鱼鳞。
  经鉴定,它们分隶于鳓鱼、梭鱼、黑鲷和蓝点马鲛等3目4科。
  说明约在4000~5000年以前,中国沿海先民已能猎取在大洋和近海之间洄游的中、上层鱼类,人们对海洋鱼类习性的认识已有一定的水平。
  记述公元前11~前6世纪周朝情况的《诗经》中,多次出现“海”字,并有江河“朝宗于海”的认识。
   
  西汉时期,已开辟了从太平洋进入印度洋的航线。
  据记载,三国时出现了中国第一篇潮汐专论──严畯的《潮水论》(已佚)。
  唐宋时期,中国的潮汐研究已达到很高水平。
  明代时,出现了中国现存最早的地区性海产动物志──屠本畯的《闽中海错疏》。
  1405~1433年,明朝郑和 7次下“西洋”,最远到达赤道以南的非洲东海岸和马达加斯加岛,比哥伦布从欧洲到美洲的航行(1492~1504)要早半个多世纪,而且在航海技术水平和对海洋的认识上,也远远超过当时的西方。
  可见,在古代的很长一段时间内,中国对海洋的认识和利用在世界上是居于前列的。
  中国古代对海洋的认识和研究主要集中在海洋地貌、海洋气象、海洋潮汐和海产生物4个方面。
  同时,为了利用滩涂和抵御海洋自然灾害,在海岸防护和围垦工程方面,也取得许多成就。
  海陆分布和海洋地貌知识  战国时代,齐国的邹衍(公元前305~前240)曾提出一种海洋型地球观──大九洲说,阐述了世界海陆分布的大势。
  他认为世界很大,像中国这样大的陆地有81个,彼此被“裨海”相隔,又都被“大瀛海”环绕,再外面才是天地接壤之处。
  这里所说的“裨海”和“大瀛海”,分别相当于今日的“海”和“洋”。
  晋代葛洪在《神仙传》一书中,提出“东海三为桑田”、明确地表达了海陆屡有变迁的思想。
  中国古代主要采用地文导航,所用的水路簿、针经和海图,均尽可能地详载航线上可用于导航的地貌:山形、水势、岛屿、暗礁、港湾和海底泥等。
  例如保存至今的明代胡宗宪《筹海图编》中的《沿海山沙图》、《沿海郡县图》、《登莱辽海图》,《郑开阳杂著》中的《万里海防图》、《海运全图》,茅元仪《武备志》中的《海防图》和《郑和航海图》等。
  其中,记载海洋地貌最为详尽的是《郑和航海图》,该图是中国传统绘图方法绘制海图的高峰, 较正确地绘有中外岛屿846个,并分出岛、屿、沙、浅、石塘、港、礁、硖、石、门、洲等11种地貌类型。
  中国古代海塘图实际是河口海岸地貌图,如清代方观承《两浙海塘通志》和翟均廉《海塘录》中的图。
  图中明显可见海塘分布并不连续,低平的海岸有海塘分布,塘外有大片滩涂;而海岸山地则没有海塘。
  海洋气象知识  中国古代有关海洋气象知识的书籍很多,仅《汉书·艺文志》中提到西汉时海中占验书就有136卷,其中《海中日月彗虹杂占》有18卷。
  至元、明两代,人们把水手和渔民的天气经验用五言和四言的韵语表达出来。
  如明代张燮《东西洋考》中记有“乌云接日,雨即倾滴”,“迎云对风行,风雨转时辰”,“断虹晚见,不明天变,断虹早挂,有风不怕”等。
  在海事活动中,风是至关重要的天气要素,所以在古代对风的认识较为深刻。
  中国古代水手、渔民知道用各种方法预测海洋风暴。
  他们把一年中海上常有风暴的日期记下来,称为“暴日”或“飓日”。
  一些航海书籍中记有全年暴日及其名称,如《顺风相送》中有逐月恶风条。
  并总结出暴风季节发生的规律和暴日在不同时节的频率,从而找出海上活动的危险期和安全期。
  古代预测台风的一种办法是观察海洋现象。
  海洋长浪有很高的运动速度,台风还在外洋时,其形成的长浪已传播到近海,形成涌浪,造成潮汐异常、海底淤泥搅起、海水发臭、海洋动物表现异常等现象。
  人们把上述现象称之为“天神未动,海神先动”,并把这种无风的涌浪称为“移浪”或“风潮”。
  中国很早就以风作动力,用帆助航。
  东汉时,利用季风航海已有文字记载,把每年梅雨后出现的东南季风称为“舶?风”。
  唐、宋以后,利用季风航海十分广泛。
  明代郑和7次出海, 多在冬、春季节利用东北季风启航,又多在夏、秋季节利用西南季风返航,说明他们已较充分地认识和利用了亚洲南部、北印度洋上风向和海流季节性变化的规律。
  在航行途中他们观察日月星辰的出没和位移、风向、天色、云状、霾雾、气温及洋面波涛的变化,预测海洋气象、水文潮汐的变化趋势,保证了航行的安全。
  海洋潮汐知识  中国殷商时代已出现"涛”字( ),这个字后来被解释为“潮”字的同义词。
  现见中国古籍最早对海洋潮汐现象做出科学解释的,是东汉王充。
  他在《论衡·书虚》篇中提出“涛之起也,随月盛衰”,对潮汐和月亮的关系进行了论述。
  西晋杨泉,唐朝窦叔蒙和封演,宋代张君房、燕肃、余靖、沈括,元末明初史伯璇等,坚持发展了王充的理论。
  东晋葛洪和唐代卢肇引进了太阳在潮汐中的作用。
  窦叔蒙指出,“以潮汐作涛,必待于月。
  月与海相推,海与月相期”;对潮汐周期的推算,也很有见地;并绘制理论潮汐表“窦叔蒙涛时图”(图1)。
  封演用“潜相感致,体于盈缩”的论点解释潮汐成因。
  张君房在《潮说》中,最早定出潮时逐日推迟数为3.363刻(古时一昼夜为100刻)。
  燕肃则提出潮汐“随日而应月,依阴而附阳”的理论,并改进理论潮时的推算,指出潮时逐日推迟数有大尽(一朔望月30天)和小尽(29天)之分,定大尽为3.72刻,小尽为3.735刻。
  沈括坚持“应月说”,最早对“平均 *** 间隙”下了明确的定义,并主张用 *** 间隙来修改地区性潮汐表。
  中国古代对喇叭形河口涌潮的成因,也有深刻的认识。
  王充在批驳关于伍子胥冤魂驱水形成涌潮的迷信说法后,指出潮汐在大海中只是“漾驰而已”,进入殆小浅狭的河口后,才激起涌潮。
  葛洪则提出潮汐的“力”和“势”。
  卢肇提出江水和海潮在狭窄的河道相遇,激而为斗,形成涌潮。
  燕肃则更确切地提出,钱塘江涌潮是由于河口存在拦门沙坎所致。
  清代周春注意到钱塘江潮有南潮、北潮之分。
  两潮交叉重叠处正好在海宁塘靠岸,因此海宁成为观潮的胜地。
  实测潮汐表在中国发展也很早。
  东汉马援在琼州海峡两边建有“潮信碑”(今无存)。
  现存北宋吕昌明于1056年编制的“浙江四时潮候图”,曾被刻成石碑立于钱塘江畔供渡江用。
  它比欧洲现存最早的潮汐表──大英博物馆所藏的13世纪的“伦敦桥涨潮时间表”早得多。
  明清还出现许多潮汐实测表。
  中国古代对潮汐的研究,至宋代达到高峰。
  由于古代潮汐研究的论述很多,流传下来的文献资料也较多,仅专论就不下数十种。
  其中,清代俞思谦编辑的《海潮辑说》、翟均廉《海塘录》等收录保存了古代不少潮汐著作。
  海洋生物知识  中国古代对海洋生物的认识和研究,多集中在物种的形态、生态、分布和利用方面。
  其中,不少种类的名称沿用至今。
  从远古时代至16世纪,中国有关海洋生物的知识,主要散见于医书和沿海地方志中。
  16世纪末以后,出现了叙述海洋生物的专著。
  公元前3世纪问世的《黄帝内经》,已提到海洋软体动物乌贼和鲍。
  公元1世纪的《神农本草经》,记载了马尾藻和羊栖菜,以及近江牡蛎等6种海洋软体动物的形态、产地、食疗性质和利用方法。
  宋代寇宗?#93;编辑的《本草衍义》中,收入的海洋生物药物有海狗、海蛤、玳瑁、牡蛎和乌贼等十多种。
  古代对海洋生物的生态习性有不少记载。
  三国吴人康泰《扶南传》提到:南海珊瑚洲洲底有盘石,珊瑚生其上也。
  三国沈萤《临海异物志》,叙述了招潮(一种小蟹)的活动与潮汐周期同步的生物节律。
  唐代段成式《酉阳杂俎》一书,记载了船蛆“攒木食船”;寄居蟹“寄居之虫……本无壳,入空螺壳中载以行”;飞鱼“鱼长一尺,飞即凌云空,息即归潭底”;乌贼“遇大鱼,辄放墨,方数尺,以混其身”等。
  明清时期出现了不少地区性的海洋生物专著。
  主要有明代屠本畯的《闽中海错疏》和清朝郭柏苍的《海错百一录》,重点记录了福建沿海的海洋生物。
  清朝郝懿行和李调元分别编写的《记海错》和《然犀志》,前者记录山东沿海的海洋生物,后者记录广东沿海的海洋生物。
  对海洋生物生态习性的了解与掌握,促进了中国古代海产养殖业的发展。
  据已发现的文献记载,早在宋代就已养殖牡蛎、珍珠贝和蛏,鲻鱼的养殖历史也很悠久。
  海岸工程  海塘  中国沿海特别是东南沿海,风暴潮灾十分严重。
  据史载初步统计就有 213次。
  为了保护生命财产,发展农业生产,古代沿海地区普遍修筑起海塘,其中以江浙海塘气势最雄伟、技术最复杂。
  它和万里长城、大运河一起成为中国古代三项伟大工程。
  海塘起源很早。
  史载东汉已开始有江浙海塘,唐代具有较大的规模。
  以后,技术不断改进,先后出现板筑法、竹笼实石法、坡陀法、纵横叠石法等,并出现备塘河、坦水等附属工程。
  清代康熙、雍正、乾隆三朝在历代工程基础上,动员较大人力修建了从金山卫到杭州的石塘。
  潮闸  中国古代出海河口常设潮闸。
  北宋时修建的莆田木兰陂是一座大型水利工程。
  建陂前溪海不分,潮汐往来,泻卤弥天,农田旱涝频繁。
  建陂后,下御咸潮,上截淡水,灌田万余顷,至今仍发挥着水利效益。
  水城  山东蓬莱古水城(图2),水城内有小海,风平浪静,为宋元明清海防要地,至今犹存。
  它始建于1043年,扩建于1376年。
  水城有平浪台、防波堤、水门等,彼此配合,有效地遏止涌入水门的潮汐和风浪。
  水城码头高程设计也很合理。
   

7. 海洋是怎么形成的


海洋是怎么形成的

8. 海洋是怎么形成的

海洋的形成要从地球形成之初说起。

大约在46亿年前,宇宙中的一部分尘埃聚积在一起,形成了地球,刚形成的地球温度很高,到处都是喷发的火山。火山除了喷出岩浆外,还喷出大量的水蒸气和其它气体。

后来地球上水蒸气越积越多,它们到空中遇冷变成了云层。地面慢慢冷却后,云层里的小水滴变成雨落下来。落到地面上的大量雨水,最后聚集在低洼的地方,形成原始海洋。原始的海洋海水并不是咸的,而是带酸性且缺氧的。原始的海水通过不断地蒸发再落下,把陆地与海底岩石的盐分溶解,不断汇集,经过亿万年融合才形成了现在的海洋。
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