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撩开海洋的面纱

时间:2022-02-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:地球表面被陆地分隔为彼此相通的广大水域称为海洋,其总面积约为36亿平方千米,约占地球表面积的71%。近年来,科学家们研究后发现,海洋将成为21世纪的药库。世界海洋的总面积为36亿平方千米,大约占地球表面积的709%。全球海洋一般被分为数个大洋和面积较小的海。将南冰洋的相应部分包含在内,太平洋、大西洋和印度洋分别占地球海水总面积的142%、24%和20%。包括属海的面积为94314万平方千米,不包括属海的面积为86557万平方千米。

地球表面被陆地分隔为彼此相通的广大水域称为海洋,其总面积约为36亿平方千米,约占地球表面积的71%。因为海洋面积远远大于陆地面积,故有人将地球称为“水球”。

海和洋不是一回事,海洋的中间部分称为洋,约占海洋总面积的89%,它的深度大,一般在两三千米以上;海洋的边缘部分称为海,深度较浅,一般在两三千米之内,约占海洋总面积的11%。

海洋是矿物资源的聚宝盆。锰结核是一种海底稀有金属矿源,广泛分布于4000~5000米的深海底部。它们是未来可利用的最大的金属矿资源。令人感兴趣的是,锰结核是一种再生矿物。它每年约以1000万吨的速率不断地增长着,是一种取之不尽、用之不竭的矿产

还有有“海底金银库”之称的热液矿藏,含有金、铜、锌等几十种稀贵金属,而且金、锌等金属品位非常高,是由海底山裂缝中喷出的高温熔岩,经海水冲洗、析出、堆积而成的,并能像植物一样,以每周几厘米的速度飞快地增长。

据有关医学专家预测,人类将在21世纪制服癌症。那么,人类靠的是何种灵丹妙药?近年来,科学家们研究后发现,海洋将成为21世纪的药库。海洋还是人类未来的粮仓,海洋中的鱼和贝类都能够为人类提供滋味鲜美、营养丰富的蛋白食物。

撩开海洋的面纱世界上的海洋

世界海洋的总面积为36亿平方千米,大约占地球表面积的709%。海洋中含有135亿立方千米的水,约占地球上总水量的975%。全球海洋一般被分为数个大洋和面积较小的海。4个主要的大洋为太平洋、大西洋和印度洋、北冰洋(有科学家又加上第五大洋——南冰洋,即南极洲附近的海域),大部分以陆地和海底地形线为界。四大洋在环绕南极大陆的水域即南极海(又称南部海〔Southern Ocean〕)大片相连。传统上,南冰洋也被分为3个部分,分别隶属三大洋。将南冰洋的相应部分包含在内,太平洋、大西洋和印度洋分别占地球海水总面积的142%、24%和20%。重要的边缘海多分布于北半球,它们部分为大陆或岛屿包围。最大的是北冰洋及其近海、亚洲的地中海(介于澳大利亚与东南亚之间)、加勒比海及其附近水域、地中海(欧洲)、白令海、鄂霍次克海、黄海、东海和日本海

太平洋太平洋是世界最大的大洋。包括属海的面积为181344万平方千米,不包括属海的面积为166241万平方千米,约占地球总面积的1/3。从南极大陆海岸延伸至白令海峡,跨越纬度135°,南北最宽15500千米。从南美洲的哥伦比亚海岸至亚洲的马来半岛,东西最长21300千米。包括属海的体积为71441万立方千米,不包括属海的体积696189万立方千米。包括属海的平均深度为39395米,不包括属海的平均深度为41878米,已知最大深度11034米,位于马里亚纳海沟内。北部以宽仅102千米的白令海峡为界,东南部经南美洲的火地岛和南极洲葛兰姆地(Graham Land)之间的德雷克(Drake)海峡与大西洋沟通;西南部与印度洋的分界线为:从苏门答腊岛经爪哇岛至帝汶岛,再经帝汶海至澳大利亚的伦敦德里(Londonderry)角,再从澳大利亚南部经巴斯海峡,由塔斯马尼亚岛直抵南极大陆。由于地球上主要山系的布局,注入太平洋河流的水量仅占全世界河流注入海洋总水量的1/7。在太平洋水系中,最主要的是中国及东南亚的河流。

航海家麦哲伦太平洋一词最早出现于16世纪20年代,它是由大航海家麦哲伦及其船队首先叫开的。1519年9月20日,葡萄牙航海家麦哲伦率领270名水手组成的探险队从西班牙的塞维尔启航,西渡大西洋,他们要找到一条通往印度和中国的新航路。12月13日船队到达巴西的里约热内卢湾稍作休整后,便向南进发,1520年3月到达圣朱利安港。此后,船队发生了内讧。费尽九牛二虎之力,麦哲伦镇压了西班牙船队发起的叛乱,船队继续南下。他们顶着惊涛骇浪,吃尽了苦头,到达了南美洲的南端,进入了一个海峡。这个后来以麦哲伦命名的海峡更为险恶,到处是狂风巨浪和险礁暗滩。又经过38天的艰苦奋战,船队终于到达了麦哲伦海峡的西端,然而此时船队仅剩下3条船了,队员也损失了一半。又经过3个月的艰苦航行,船队从南美越过关岛,来到菲律宾群岛。这段航程再也没有遇到一次风浪,海面十分平静,原来船队已经进入赤道无风带。饱受了先前滔天巨浪之苦的船员高兴地说:“这真是一个太平洋啊!”从此,人们把美洲、亚洲、大洋洲之间的这片大洋称为“太平洋”。

大西洋大西洋是世界第二大洋。古名阿特拉斯海,名称起源于希腊神话中的双肩负天的大力士神阿特拉斯。位于欧洲、非洲与北美、南美之间,北接北冰洋,南接南极洲,西南以通过合恩角(Cape Horn)的经线(西经67°)与太平洋为界,东南以通过厄加勒斯角(Cape Agulhas)的经线(东经20°)与印度洋为界。包括属海的面积为94314万平方千米,不包括属海的面积为86557万平方千米。包括属海的体积为33271万立方千米,不包括属海的体积为323369万立方千米。包括属海的平均深度为35754米,不及太平洋和印度洋,不包括属海的平均深度为37359米,已知最大深度为9218米。

英语大西洋(Atlantic)一词,源于希腊语词,意谓希腊神话中擎天巨神阿特拉斯(Atlas)之海。按拉丁语,大西洋称为Mare Atlanticum,希腊语的拉丁化形式为Atlantis。原指地中海直布罗陀海峡至加那利群岛之间的海域,以后泛指整个海域。在有些拉丁语的文献中,大西洋也称为Oceanus Occidentalis,意即西方大洋。

古代对大西洋的有关知识,均载于托勒密的地图里。1440~1540年间,大西洋上的几乎全部岛屿以及大洋的陆界基本测绘清楚。1819~1821年间,发现南极大陆及其周围的岛屿。1770年,B·富兰克林组织编绘的北大西洋海流图(主要描述了湾流的路径)制版付印。19世纪以后,进入海洋学调查研究阶段。在各国组织的调查中,较重要的有英国的“挑战者”号(1872~1876)、“发现”号(1925~1927和1929~1938),俄国的“勇士”号(1886~1889),德国的“羚羊”号(1874~1876)和“流星”号(1925~1927)等考察活动,以及美国海岸及大地测量局对湾流的调查等。20世纪70年代以来,对大西洋进行了海—气相互作用联合研究(Jasin)、多边形—中大洋动力学实验(POLYMODE)、全球大气研究计划大西洋热带实验(GATE)和法摩斯计划(FAMOUS)等专题调查和海上现场试验,使人们对大西洋有了更多的了解。

印度洋是世界的第三大洋。位于亚洲、大洋洲、非洲和南极洲之间。包括属海的面积为74118万平方千米,不包括属海的面积为73427万平方千米,约占世界海洋总面积的20%。包括属海的体积为284608万立方千米,不包括属海的体积为28434万立方千米。印度洋的平均深度仅次于太平洋,位居第二,包括属海的平均深度为38399米,不包括属海的平均深度为38724米。其北为印度、巴基斯坦和伊朗;西为阿拉伯半岛和非洲;东为澳大利亚、印度尼西亚和马来半岛;南为南极洲。与大西洋的分界线:从非洲南端的厄加勒斯角(Cape Agulhas)向南,印度洋

沿东经20°线直抵南极大陆。与太平洋的分界线:东南部从塔斯马尼亚岛的东南角向南,沿东经146°51′线至南极大陆。位于塔斯马尼亚岛与澳大利亚大陆之间的巴斯(Bass)海峡是两大洋分界处,然而巴斯海峡究应划归太平洋或印度洋,学者的意见不一。东北部的分界线较难画定,有一些学者认为它经过澳大利亚和新几内亚岛之间的托雷斯(Torres)海峡,再由阿迪(Adi)岛经小巽他群岛(努沙登加拉群岛)和爪哇岛的南部,越巽他海峡至苏门答腊岛;但有的学者认为阿拉弗拉海和帝汶海应属太平洋,不应划入印度洋。苏门答腊岛与马来半岛之间,有的主张以新加坡为界,有的主张以佩德罗角(Cape Pedro)向东北延伸划界,将马六甲海峡划入太平洋。

印度洋最深处在阿米兰特群岛西侧的阿米兰特海沟,深9074m。印度洋东、西、南三面海岸陡峭而平直,没有突出的边缘海和内海。与亚洲相濒临的印度洋的北部,因受亚洲西部和南部岛屿、半岛的分隔,形成许多边缘海、内海、海湾和海峡。主要边缘海有安达曼海、阿拉伯海;主要内海有红海;海湾有孟加拉湾、阿曼湾、亚丁湾;主要海峡有曼德海峡、霍尔木兹海峡、马六甲海峡等。

北冰洋北冰洋是世界第四大洋。它以北极为中心,介于亚洲、欧洲和北美洲之间,为三洲所环抱,近于半封闭。通过挪威海、格陵兰海和巴芬湾同大西洋连接,并以狭窄的白令海峡沟通太平洋。在亚洲与北美洲之间有白令海峡通太平洋,在欧洲与北美洲之间以冰岛—法罗海槛和威维亚·汤姆逊海岭与大西洋分界,有丹麦海峡及北美洲东北部的史密斯海峡与大西洋相通。

北冰洋的名字源于希腊语,意即正对大熊星座的海洋。1650年,德国地理学家B·瓦伦纽斯首先把它划成独立的海洋,称大北洋;1845年伦敦地理学会命名为北冰洋。改为北冰洋一则是因为它在四大洋中位置最北,再则是因为该地区气候严寒,洋面上常年覆有冰层,所以人们称它为北冰洋。

北冰洋面积为1310万平方千米,约相当于太平洋面积的1/14,约占世界海洋总面积41%,是地球上四大洋中最小最浅的洋。有三条横贯海底的海岭。中央一条叫罗蒙诺索夫海岭(Lomonosov Ridge),从埃尔斯米尔岛延伸到新西伯利亚群岛,长1760千米,宽60~190千米,平均高3050米,深900~1650米;把北极海盆分为欧亚海盆(Eurasia Basin)与美亚海盆(Amerasia Basin)。欧亚海盆被一条从大西洋海脊展伸过来的南森海底山脉(Nansen Cordillera)分为南森海盆和弗拉姆海盆(Fram Basin)。美亚海盆被阿尔法海底山脉(Alpha Cordillera)分为马卡罗夫海盆(Makarov Basin)和加拿大海盆。知识点

南冰洋

南冰洋,也叫“南极海”、“南大洋”,是世界上第五个被确定的大洋,是世界上唯一完全环绕地球却没有被大陆分割的大洋。南冰洋是围绕南极洲的海洋,是太平洋、大西洋和印度洋南部的海域,以前一直认为太平洋、大西洋和印度洋一直延伸到南极洲,南冰洋的水域被视为南极海,但因为海洋学上发现南冰洋有重要的不同洋流,于是国际水文地理组织于2000年确定其为一个独立的大洋,成为五大洋中的第四大洋。但在学术界依旧有人认为依据大洋应有其对应的中洋脊而不承认“南冰洋”这一称谓。

海洋形成之谜

我们生活的地球是“三分陆地七分海洋”,可以说海洋是孕育生命的摇篮。那么,海洋到底是如何形成的?这是人们一直在探讨的问题。

关于海洋起源的科学假说是多种多样。因为人类是继地球和海洋诞生之后才出现的,所以不可能目睹海洋形成的奇观,因此,对海洋的起源问题只能以已经掌握的科学知识来进行推测。

1879年,生物进化论创立者达尔文的儿子G.达尔文提出了一种形成大洋的“月球分出说”。说是在地球刚刚形成的时候,地球的自转速度比现在要快得多。由于太阳的引力作用和地球的高速自转,使部分地块分出了地球,被甩出的地块在地球引力的作用下,绕着地球不停地旋转,后来便成为我们夜晚常能看到的月亮。月球被甩出后,在地球上留下了一个大窟窿,逐渐演变成今天的太平洋。但是,这种假说后来遭到了许多科学家的反对。

有人曾计算过,要使地球上的物体飞离,其自转速度应是目前地球自转速度的17倍,也就是说一昼夜不得长于1小时25分,这显然是难以令人置信的。

还有的人认为,若月球从地球上飞出,则月球的运行轨道应在地球赤道的上空,而事实上却不是这样。

此后,法国学者狄摩切尔又提出了新的太平洋成因假说——“陨星说”。他认为,太平洋是由另一颗地球的卫星(其直径比月球大两倍)坠落地面造成的。这颗卫星冲开了大陆的硅铝层外壳而形成巨大的陨石谷,它还可能深入地球内核,引起地球的强烈膨胀与收缩,其结果不仅形成了太平洋,而且又使其他陆壳也破裂张开,形成了大西洋、印度洋、北冰洋等大洋。随着宇航科学的发展,这个学说的研究又重新兴盛起来了。然而,人们还是特别怀疑偶然的碰撞是否能形成占地球表面积1/3的巨大太平洋盆地,因为,无论是地球上还是月球上的陨石坑,其规模都是很小的。

1910年,关于海洋成因的一个新的假说又被提出来了。当时,30岁的德国地球物理学家魏格纳在观察世界地图时,发现大西洋东西岸的海岸,虽然也和其他海岸一样弯弯曲曲的,但是它们的形状却很相似,好像一张被撕成两半儿的报纸。如果把这两半儿“报纸”拼合在一起,恰好形成一块完整的大陆。事情为什么会这么凑巧呢?这在魏格纳的脑海里留下了一个疑问。

后来,他又发现大洋两边的大陆有着相同的地质年代和古生物化石,在地层和地质构造等方面也有某些相似之处。经过反复研究,魏格纳断定大西洋两岸原来是连在一起的,分开只是后来的事。于是,1912年1月6日,在德国法兰克福召开的地质学代表大会上,他首次提出了“大陆漂移说”。这个科学假说后来又被许多科学家所完善,成为地球四大洋形成的最有说服力的一种学说。

大陆漂移说认为,在距今2亿年前,地球上现有的大陆是彼此连成一片的,从而组成了一块原始大陆,或称为泛大陆。泛大陆的周围是一片汪洋大海,叫做泛大洋。在距今1亿8千万年前,泛大陆开始分裂,漂移成南北两大块,南块叫岗瓦纳古陆,包括南美洲、非洲、印巴次大陆、南极洲和澳洲;北块叫劳亚古陆,包括欧亚大陆和北美洲。以后,又经过上亿年的沧桑之变,到了距今约6500万年前,泛大陆又进一步分裂和漂移,从而形成了亚洲、非洲、欧洲、大洋洲、南美洲、北美洲和南极洲;而泛大洋则完全解体,形成了太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。

为了更合理地解释大陆漂移现象,科学家们又在探索新的科学依据。1961年,美国科学家赫斯和迪兹提出了“海底扩张说”,事过两年,法国的凡因和马修斯也提出了这个理论。

海底扩张说认为,洋底新地壳有一个不断形成的过程,地幔里的物质不断从大洋中脊上的裂谷里涌出,冷凝和充填在中脊的断裂处,从而形成新的洋底。新海底不断扩张,把年老的海底向两侧排挤,当被挤到海沟区时,它们便沉入地幔。据计算,海底扩张速度每年有几厘米,最快的每年可达16厘米;这样,就使得海底每隔3~4亿年便要更新一次。

这一海底扩张的过程被深海钻探资料所证实,还可以从洋脊两侧岩石的磁性上得到证明。

到了20世纪60年代后期,在“漂移”和“扩张”理论基础上,又产生出一种崭新的科学假说,从而使海洋起源的研究进入了一个新的时期。1968年,法国学者勒比雄提出了“板块构造说”。

这种学说认为,全球岩石圈不是整体一块,而是被一些构造活动带所分割,分成的一些不连续的块体称为板块。勒比雄将全球分为六大板块,即亚欧板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块(印度洋板块)和南极洲板块。这些板块很像漂浮在地幔上的木筏,游游荡荡,存在着种种形态的漂移关系。地壳的活动就是这几个板块相互作用引起的,在板块相互交接的地带,地壳活动比较明显,常常会形成地震和火山爆发等现象。这些板块还在不断地进行相对的水平运动,当大洋板块向大陆板块运动时,板块的边沿便向下俯冲进入地幔;地幔把俯冲进来的地壳加温、加压和熔化,再运向大洋海岭的底部,然后再上升出来。这恰恰与“海底扩张说”相吻合,在地幔的相对运动中大陆确实被“漂移”了,经过很久很久的一段时间,才形成了今天地球上海陆分布的面貌。

至此,大陆漂移、海底扩张和板块构造三种理论结合了起来,构成了新的全球构造学说。我们所讨论的海洋起源问题,也就有了一个比较清晰的眉目,然而,人类的历史才只有300万年,与地球相比,这段历史显然只是一段极短暂的时光。对于海陆起源的问题,上述种种学说都有它不能解释的问题,所以,这个问题并没有得到彻底地解决,有待后人进一步探索。知识点

大陆漂移的力量是什么

魏格纳的“大陆漂移学说”影响深远,但它存在一个巨大的弱点是:巨大的大陆是在什么上漂移的?驱动大陆漂移的力量来自何方?魏格纳认为硅铝质的大陆漂浮在地球的硅镁层上,即固体在固体上漂浮、移动。对于推动大陆的力量,魏格纳猜测是海洋中的潮汐,拍打大陆的岸边,引起微小的运动,日积月累使巨大的陆地漂到远方;还有可能是太阳和月亮的引力。根据魏格纳的说法,当时的物理学家立刻开始计算,利用大陆的体积、密度计算陆地的质量。再根据硅铝质岩石与硅镁质岩石摩擦力的状况,算出要让大陆运动,需要多么大的力量。物理学家发现,日月引力和潮汐力实在是太小了,根本无法推动广袤的大陆。

海洋是未来能源的希望

世界经济现代化,得益于化石能源,如石油、天然气、煤炭与核能的广泛应用,因而它是建筑在化石能源基础上的一种经济。然而,由于这一经济的资源载体将在21世纪上半叶面临枯竭。综合估算,可支配的石油储备的极限,大约为1180~1510亿吨,以1995年世界石油的年开采量332亿吨计算,石油大约在2050年左右宣告枯竭。天然气储备估计在1318万~1529万兆立方米。年开采量维持在2300兆立方米,将在57~65年内枯竭。煤的储量约为5600亿吨。以1995年煤炭开采量为33亿吨计算,可以供应169年。铀的年开采量目前为每年6万吨,根据1993年世界能源委员会的估计可维持到21世纪30年代中期。核聚变到2050年还没有实现的希望。化石能源与原料链条的中断,必将导致世界经济危机和冲突的加剧,最终葬送现代市场经济。

所以能源成为世界经济可持续发展的关键,于是人们把目前投向太阳能、风能、生物能、氢能等能源,更把目光投向蕴藏着巨大能源的占地球面积71%的海洋,有理由相信解决能源危机的希望就在海洋里。

海洋资源指形成和存在于海水或海洋中的有关资源。包括海水中生存的生物,溶解于海水中的化学元素,海水波浪、潮汐及海流所产生的能量、贮存的热量,滨海、大陆架及深海海底所蕴藏的矿产资源,以及海水所形成的压力差、浓度差等。广义的还包括海洋提供给人们生产、生活和娱乐的一切空间和设施。

按资源性质或功能分为海洋生物资源和水域资源。世界水产品中的85%左右产于海洋。以鱼类为主体,占世界海洋水产品总量的80%以上,还有丰富的藻类资源。海水中含有丰富的海水化学资源,已发现的海水化学物质有80多种。其中,11种元素(氯、钠、镁、钾、硫、钙、溴、碳、锶、硼和氟)占海水中溶解物质总量998%以上,可提取的化学物质达50多种。由于海水运动产生海洋动力资源,主要有潮汐能、波浪能、海流能及海水因温差和盐差而引起的温差能与盐差能等。估计全球海水温差能的可利用功率达100×108千瓦,潮汐能、波浪能、河流能及海水盐差能等可再生功率在10×108千瓦左右。

油气资源

人类经济、生活的现代化,对石油的需求日益增多。在当代,石油在能源中发挥第一位的作用。但是,由于比较容易开采的陆地上的一些大油田,有的业已告罄,有的濒于枯竭。为此,近二三十年来,世界上不少国家正在花大力气来发展海洋石油工业。

探测结果表明,世界石油资源储量为1万亿吨,可开采量约3000亿吨,其中海底储量为1300亿吨。

中国有浅海大陆架近200万平方千米。通过海底油田地质调查,先后发现了渤海、南黄海、东海、珠江口、北部湾、莺歌海以及台湾浅滩等7个大型盆地。其中东海海底蕴藏量之丰富,堪与欧洲的北海油田相媲美。

东海平湖油气田是中国东海发现的第一个中型油气田,位于上海东南420千米处。它是以天然气为主的中型油气田,深2000~3000米。据有关专家估计,天然气储量为260亿立方米,凝析油474万吨,轻质原油874万吨。

矿产资源

海洋蕴藏着80多种化学元素。有人计算过,如果将1立方千米海水中溶解的物质全部提取出来,除了994亿吨淡水以外,可生产食盐3052万吨、镁2369万吨、石膏2442万吨、钾825万吨、溴67万吨,以及碘、铀、金、银等等,由此可见海洋资源的价值。知识点

潮汐能

因月球引力的变化引起潮汐现象,潮汐导致海水平面周期性地升降,因海水涨落及潮水流动所产生的能量成为潮汐能。在涨潮的过程中,汹涌而来的海水具有很大的动能,而随着海水水位的升高,就把海水的巨大动能转化为势能;在落潮的过程中,海水奔腾而去,水位逐渐降低,势能又转化为动能。

世界上潮差的较大值约为13~15米,但一般说来,平均潮差在3米以上就有实际应用价值。潮汐能是因地而异的,不同的地区常常有不同的潮汐系统,它们都是从深海潮波获取能量,但具有各自的特征。尽管潮汐很复杂,但对于任何地方的潮汐都可以进行准确预报。潮汐能的利用方式主要是发电。潮汐发电是利用海湾、河口等有利地形,建筑水堤,形成水库,以便于大量蓄积海水,并在坝中或坝旁建造水利发电厂房,通过水轮发电机组进行发电。

海洋是人类未来的粮仓

位于近海水域自然生长的海藻,年产量已相当于目前世界年产小麦总量的15倍以上。如果把这些藻类加工成食品,就能为人们提供充足的蛋白质、多种维生素以及人体所需的矿物质。海洋中还有丰富的肉眼看不见的浮游生物,加工成食品,足可满足300亿人的需要。海洋中还有众多的鱼虾,真是人类未来的粮仓。

海洋中的鱼和贝类能够为人类提供滋味鲜美、营养丰富的蛋白食物。

蛋白质是构成生物体的最重要的物质,它是生命的基础。现在人类消耗的蛋白质中,由海洋提供的不过5%~10%。令人焦虑的是,20世纪70年代以来,海洋捕鱼量一直徘徊不前,有不少品种已经呈现枯竭现象。用一句民间的话来说,现在人类把黄鱼的孙子都吃得差不多了。要使海洋成为名副其实的粮仓,鱼鲜产量至少要比现在增加10倍才行。美国某海洋饲养场的实验表明,大幅度地提高鱼产量是完全可能的。

在自然界中,存在着数不清的食物链。在海洋中,有了海藻就有贝类,有了贝类就有小鱼乃至大鱼……海洋的总面积比陆地要大1倍多,世界上屈指可数的渔场,大抵都在近海。这是因为,藻生长需要阳光和硅、磷等化合物,这些条件只有接近陆地的近海才具备。海洋调查表明,在1000米以下的深海水中,硅、磷等含量十分丰富,只是它们浮不到温暖的表面层。因此,只有少数范围不大的海域,那儿由于自然力的作用,深海水自动上升到表面层,从而使这些海域海藻丛生,鱼群密集,成为不可多得的渔场。

海洋学家们从这些海域受到了启发,他们利用回升流的原理,在那些光照强烈的海区,用人工方法把深海水抽到表面层,而后在那儿培植海藻,再用海藻饲养贝类,并把加工后的贝类饲养龙虾。令人惊喜的是,这一系列试验都取得了成功。

有关专家乐观地指出,海洋粮仓的潜力是很大的。目前,产量最高的陆地农作物每公顷的年产量折合成蛋白质计算,只有071吨。而科学试验中同样面积的海水饲养产量最高可达278吨,具有商业竞争能力的产量也有167吨。

当然,从科学实验到实际生产将会面临许许多多困难。其中最主要的是从1000米以下的深海中抽水需要相当数量的电力。这么庞大的电力从何而来?显然,在当今条件下,这些能源需要量还无法满足。

不过,科学家们还是找到了窍门:他们准备利用热带和亚热带海域表面层和深海的水温差来发电。这就是所谓的海水温差发电。这就是说,设计的海洋饲养场将和海水温差发电站联合在一起。

据有关科学家计算,由于热带和亚热带海域光照强烈,在这一海区,可供发电的温水多达6250万亿立方米。如果人们每次用1%的温水发电,再抽同样数量的深海水用于冷却,将这一电力用于饲养,每年可得各类海鲜75亿吨。它相当于20世纪70年代中期人类消耗的鱼、肉总量的4倍。

通过这些简单地计算,不难看出,海洋成为人类未来的粮仓,是完全可行的。

海水能源

浩瀚的大海,不仅蕴藏着丰富的矿产资源,更有真正意义上取之不尽、用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源,也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态,就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”,永远不会枯竭,也不会造成任何污染。

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20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有20亿多千瓦,每年可发电12400万亿度。

目前,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20米高,一个波高5米、波长100米的海浪,在1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。

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。因此要海流作出贡献还是有利可图的事业,当然也是冒险的事业。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,又叫海洋热能。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,但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。

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。由此可见,海洋中蕴藏着巨大的能量,只要海水不枯竭,其能量就生生不息。作为新能源,海洋能源已吸引了越来越多的人的兴趣。知识点

蛋白质

蛋白质是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的163%,即一个60千克重的成年人其体内约有蛋白质98千克。人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。

蛋白质是一种复杂的有机化合物,旧称“朊”。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。食入的蛋白质在体内经过消化被水解成氨基酸被吸收后,重新合成人体所需蛋白质,同时新的蛋白质又在不断代谢与分解,时刻处于动态平衡中。因此,食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例,关系到人体蛋白质合成的量,尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿,都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系。

海洋的开发与利用

随着工业的发展,人类对矿产资源的需求量成倍地增长,陆地地壳中的矿产资源储量逐渐减少,有的趋向枯竭,丰富的海底矿产资源将成为21世纪工业原料的重要供应基地。

海底矿产资源十分丰富,从近岸海底到大洋深处,从海底表层到海底岩石以下几千米深处,无不有矿物分布。而且矿种繁多,从固体矿产到液体矿产和气体矿产均有。不少矿产其分布规模之大,储量之丰富是陆地所不及的。

开采海底石油

海底蕴藏着丰富的石油和天然气资源。据统计,世界近海海底已探明的石油可采储量为220亿吨,天然气储最为17万亿立方米,分别占世界石油和天然气探明总可储量的24%和23%。

海上石油平台海底有石油,这在过去是不好理解的。自从19世纪末海底发现石油以后,科学家研究了石油生成的理论。在中、新生代,海底板块和大陆板块相挤压,形成许多沉积盆地,在这些盆地形成几千米厚的沉积物。这些沉积物是海洋中的浮游生物的遗体(它们在特定的有利环境中大量繁殖),以及河流从陆地带来的有机质。这些沉积物被沉积的泥沙埋藏在海底,构造运动使盆地岩石变形,形成断块和背斜。伴随着构造运动而发生岩浆活动,产生大量热能,加速有机质转化为石油,并在圈闭中聚集和保存,成为现今的陆架油田。

我国沿海和各岛屿附近海域的海底,蕴藏有丰富的石油和天然气资源,是世界海洋油气资源丰富的国家之一。

渤海是我国第一个开发的海底油田。渤海大陆架是华北沉降堆积的中心,大部分发现的新生代沉积物厚达4000米,最厚达7000米。这是很厚的海陆交互层,周围陆上的大量有机质和泥沙沉积其中,渤海的沉积又是在新生代第三纪适于海洋生物繁殖的高温气候下进行的,这对油气的生成极为有利。由于断陷伴随褶皱,产生一系列的背斜带和构造带,形成各种类型的油气藏。东海大陆架宽广,沉积厚度大于200米。

南海大陆架,是一个很大的沉积盆地,新生代地层2000~3000米,有的达6000~7000米,具有良好的生油和储油岩系。生油岩层厚达1000~4000米,经初步估计,整个南海的石油地质储量大致有230~300亿吨,约占中国总资源量的1/3;天然气储量8000亿立方米,是世界海底石油的富集区,有“第二个波斯湾”之称。

海上石油资源开发利用,有着广阔的前景。但是,由于在海上寻找和开采石油的条件与在陆地上不同,技术手段要比陆地上的复杂一些,建设投资比陆地上的高,风险要比陆地上的大,因此,当今世界海洋石油开发活动,绝大多数国家采取了国际合作的方式。

我国为了加快海上石油资源开发,明确规定我国拥有石油资源的所有权和管辖权;合作区的海域和资源、产品属我国所有;合作区的海域和面积大小以及选择合作对象,都由我国决定等一系列维护我国主权和利益的条款。合理利用外资和技术,已成为加速海上石油资源开发的重要途径。

开采海底矿产

海底矿产

海洋矿产资源包括海滨、浅海、深海、大洋盆地和洋中脊底部的各类矿产资源。

按矿床成因和状况分为:

1沙矿。主要来源于陆上的岩矿碎屑,经河流、海水(包括海流与潮汐)、冰川和风的搬运与分选,最后在海滨或陆架区的最宜地段沉积富集而成。如沙金、沙铂、金刚石、沙锡与沙铁矿,以及钛铁石与锆石、金红石与独居石等共生复合型沙矿。

2海底自生矿产。由化学、生物和热液作用等在海洋内生成的自然矿物,可直接形成或经过富集后形成。如磷灰石、海绿石、重晶石、海底锰结核及海底多金属热液矿(以锌、铜为主)。

3海底固结岩中的矿产。大多属于陆上矿床向海下的延伸,如海底油气资源、硫矿及煤等。

至今已发现海底蕴藏的多金属结核矿、磷矿、贵金属和稀有元素沙矿,硫化矿等矿产资源达6000亿吨。若把太平洋蕴藏的160多亿吨多金属结核矿开采出来,其镍可供全世界使用2万年,钴使用34万年,锰使用18万年,铜使用1000年。更为有趣的是,人们发现海底锰结核矿石(含锰、铁、钴、镍、钛、钒、锆、钼等多种金属)还在不断生长,它绝不会因为人类的开采而在将来消失。海绿石据美国科学家梅鲁估计,太平洋底的锰结核,以每年1000万吨左右的速度不断生长。假如每年仅从太平洋底新生长出来的锰结核中提取金属的。其中铜可供全世界用3年,钴可用4年,镍可以用1年。锰结核这一大洋深处的“宝石”,是世界上一种取之不尽、用之不竭的宝贵资源,是人类共同的财富。

然而要从5千米深的大洋底部采取锰结核,也是一件很不容易的事,一定要有先进的技术才行。目前只有少数几个发达国家能够办到。我国从20世纪70年代中期开始进行大洋锰结核调查。1978年,“向阳红05号”海洋调查船在太平洋4000米水深海底首次捞获锰结核。此后,从事大洋锰结核勘探的中国海洋调查船还有“向阳红16号”、“向阳红09号”、“海洋04号”、“大洋1号”等。经多年调查勘探,在夏威夷西南,北纬7°~13°,西经138°~157°的太平洋中部海区,探明一块可采储量为20亿吨的富矿区。1991年3月,联合国海底管理局正式批准中国大洋矿产资源研究开发协会的申请,从而使中国得到15万平方千米的大洋锰结核矿产资源开发区。

海洋为人类的生存提供了极为丰富的宝贵资源,只要人类能合理地开发、利用,它将循环不息地为人类所用,取之不尽、用之不竭,是21世纪人类的重要资源供应地。

开辟海洋渔场

东海的渔船海洋渔场是鱼类和其他水生经济动物形成集群,可供捕捞的特定海域。海洋渔场的形成有两个条件:1必须是有密集的经济水生生物栖息回游的地方。2在该处能经营符合经济原则的渔业。海洋渔场按照鱼类习性分,有产卵渔场、索饵(育肥)渔场、越冬渔场。如果按照地理环境分,有大陆架(陆棚)上浅海渔场、寒暖两流潮境渔场、上升流域渔场、堆礁海岭渔场、感潮线(干满潮线)渔场。世界海洋渔场大部分集中于仅占海洋总面积7%的大陆架海域,其次是外海的海底高地、水下山脉和群岛或珊瑚礁附近海域。良好渔场既是经济水生物密集的地方,也是饵料生物大量繁殖之处,饵料生物对海洋渔场的形成最为重要。全世界有太平洋西北部、大西洋东北部、太平洋中西部、太平洋东南部、大西洋东南部等5大渔场。传统上北半球有开发较早的世界3大渔场:1欧洲西北渔场。指欧洲北海及其北部的北大西洋渔场,包括挪威、冰岛大陆架等,主要鱼类有鳕类、鲱、沙丁鱼、鲆、鲽类等。冰岛的渔场码头2美洲大西洋北部渔场。包括纽芬兰到新英格兰一带的海域。主要生产鳕、鲽、鲱、沙丁鱼、鲐等。3太平洋北部渔场。自中国沿岸经朝鲜、日本、堪察加周围海域,阿留申南北海域到加拿大、美国西岸海域。主要渔获物有带鱼、鳓鱼、大黄鱼、小黄鱼、竹荚鱼、鲐、鳕、狭鳕、银鳕、大马哈鱼、鳟、鲆、鲽等。这三大渔场资源已充分开发利用,有的资源已下降,国际间已为保护渔业资源采取计划渔业政策。各渔业国已逐步转向开发南半球的澳大利亚渔场、新西兰渔场、阿根廷外海渔场和南极渔场。

渤海是中国的内海,黄海、东海和南海都属西太平洋的陆缘海。渤海和黄海都位于大陆架上,东海和南海北部的大陆架面积分别占其海域面积的74%和107%,南海南部的西沙群岛和南沙群岛也多在大陆架区域。这些大陆架分别地处温带、亚热带和热带海域,既有大陆河川的大量径流注入,又受大陆沿岸流和黑潮暖流盛衰交汇影响,海洋理化环境优越,饵料生物资源丰富,适合不少种捕捞生物繁殖、生长、栖息、越冬,成为海洋捕捞作业的好渔场。中国的海洋渔场一般按作业水域分为:①沿岸渔场。位于潮间带外水深40米以内,距岸较近,捕捞规模较小(定置网具和小型流动渔具)。②近海渔场。一般位于水深2千米以内海域,是中国海洋捕捞的主要作业场所,因海区不同有潮隔涡流或上升流形成的渔场,也有海礁水流形成的渔场。③远洋渔场。远离本国基地到公海或别国近海捕捞作业的渔场。中国自北而南近海著名的渔场,如按海区分,有渤海渔场,烟威渔场,海洋岛渔场,石岛渔场,海州湾渔场,吕四洋渔场,大沙渔场,长江口渔场,舟山渔场,鱼山渔场,闽东、闽中和闽南渔场,台湾浅滩渔场,北部湾渔场,粤东、粤西渔场,南沙、西沙、东沙渔场等等。如按捕捞对象的种类和作业方式分,著名的有渤海的对虾渔场、真鳃渔场、毛虾渔场,黄海的贻够渔场,太平洋的鲜渔场、鳍渔场,东海的大黄鱼渔场、带鱼渔场、乌贼渔场、马面鲀渔场,南海的北部湾拖网渔场,南沙、西沙、东沙的拖、钓鱼场等。

发展海水养殖

海水养殖是利用浅海、滩涂、港湾等国土水域资源进行饲养和繁殖海产经济动植物的生产,是人类定向利用海洋生物资源、发展海洋水产业的重要途径之一。

养殖的对象主要是鱼类、虾蟹类、贝类和藻类等。海水养殖是水产业的重要组成部分。中国海水养殖历史悠久,早在汉代之前,就进行牡蛎养殖,宋代发明了养殖珍珠法。中华人民共和国成立后,中国海水养殖发展迅速,海带、贻贝和对虾等主要经济品种的发展尤为突出,带动了沿海经济的发展,成为沿海地区的支柱产业。按照国际统计标准计算,目前中国已经成为海水养殖第一大国。目前,中国海水养殖已经形成大规模生产的经济品种,鱼类有梭鱼、鲻鱼、尼罗罗非鱼、真鲷、黑鲷、石斑鱼、鲈鱼、牙鲆、河豚等;虾类有中国对虾、斑节对虾、长毛对虾、墨吉对虾和日本对虾等;蟹类有锯缘青蟹、梭子蟹等;贝类有贻贝、扇贝、牡蛎、蚶、缢蛏、文蛤、杂色蛤仔和鲍鱼等;藻类有海带、紫菜、裙带菜、石花菜、江蓠和麒麟菜等。

海水养殖的优点是:集中发展某些经济价值较高的鱼类、虾类、贝类及棘皮动物(如刺参)等,生产周期较短,单位面积产量较高。按养殖对象分为鱼类、虾类、贝类、藻类和海珍品等海水养殖,其中,以贝、藻类海水养殖发展较快,虾、鱼类、海珍品养殖较薄弱。按空间分布分为海涂、港湾和浅海等海水养殖。按集约程度分为粗养(包括护养、管养)、半精养和精养,以粗养为主。

按养殖方式分为单养、混养和间养(如海带与贝类间养)等。中国海水养殖历史较悠久,如珍珠贝养殖最先始于中国,合浦、北海、东兴被誉为“珍珠故乡”,而湛江则被誉为“南珠的故乡”。世界海水养殖业目前基础较薄弱,但发展潜力大。如海涂、港湾、内海、浅海等均可发展人工放流、人工鱼礁、网箱等养殖。20世纪70年代以来,因传统近海渔业资源出现衰退,许多沿海国家相继宣布实施200海里经济区和专属渔区,促使海水养殖业发展较快,尤以日、美、挪等国为突出。中国近10年来海水养殖业有显著发展,截至2008年,海水养殖在海洋渔业产量中的比重,已由1986年的18%提高到274%。

海水养殖包括:

利用海水对鱼、虾、蟹、贝、珍珠、藻类等水生动植物的养殖;

水产养殖场对各种海水动物幼苗的繁殖;

紫菜和食用海藻的种植;

海洋滩涂的养殖。

利用水资源

对海水资源的开发利用,是解决沿海和西部苦咸水地区淡水危机和资源短缺问题的重要措施,是实现国民经济可持续发展战略的重要保证。

海水淡化是开发新水源、解决沿海地区淡水资源紧缺的重要途径。

海水淡化是从海水中获取淡水的技术和过程。海水淡化方法在20世纪30年代主要是采用多效蒸发法;20世纪50年代至80年代中期主要是多级闪蒸法(MSF),至今利用该方法淡化水量仍占相当大的比重;20世纪50年代中期的电渗析法(ED)、20世纪70年代的反渗透法(RO)和低温多效蒸发法(LT—MED)逐步发展起来,特别是反渗透法(RO)海水淡化已成为目前发展速度最快的技术。

据国际脱盐协会统计,截至2001年底,全世界海水淡化水日产量已达3250万立方米,解决了1亿多人口的供水问题。这些海水淡化水还可用作优质锅炉补水或优质生产工艺用水,可为沿海地区提供稳定可靠的淡水。国际海水淡化的售水价格已从20世纪60~70年代的每立方米2美元降到目前不足07美元的水平,接近或低于国际上一些城市的自来水价格。随着技术进步导致的成本进一步降低,海水淡化的经济合理性将更加明显,并作为可持续开发淡水资源的手段将引起国际社会越来越多的关注。

我国反渗透海水淡化技术研究历经“七五”、“八五”、“九五”攻关,在海水淡化与反渗透膜研制方面取得了很大进展。现已建成反渗透海水淡化项目13个,总产水能力日产近1万立方米。目前,我国正在实施万吨级反渗透海水淡化示范工程和海水膜组器产业化项目。

蒸馏法是海水淡化的一项主要技术,对蒸馏法的研究已有几十年的历史。天津大港电厂引进2台3000立方米/日多级闪蒸海水淡化装置,于1990年运转至今,积累了大量宝贵经验。低温多效蒸馏海水淡化技术经过“九五”科技攻关,作为“十五”国家重大科技攻关项目正在青岛建立3000吨/日的示范工程。

海水直接利用,是直接替代淡水、解决沿海地区淡水资源紧缺的重要措施。

海水直接利用技术,是以海水直接代替淡水作为工业用水和生活用水等相关技术的总称。包括海水冷却、海水脱硫、海水回注采油、海水冲厕和海水冲灰、洗涤、消防、制冰、印染等。

海水直流冷却技术已有近百年的发展历史,有关防腐和防海洋生物附着技术已基本成熟。我国海水冷却水用量每年不超过141亿立方米,而日本每年约为3000亿立方米,美国每年约为1000亿立方米,差距很大。

海水循环冷却技术始于20世纪70年代,在美国等国家已大规模应用,是海水冷却技术的主要发展方向之一。我国经过“八五”“九五”科技攻关,完成了百吨级工业化试验,在海水缓蚀剂、阻垢分散剂、菌藻杀生剂和海水冷却塔等关键技术上取得重大突破。“十五”期间,通过实施国家重大科技攻关项目,正在建立千吨级和万吨级海水循环冷却示范工程。

海水脱硫技术于20世纪70年代开始出现,是利用天然海水脱除烟气中二氧化硫的一种湿式烟气脱硫方法。具有投资少、脱硫效率高、利用率高、运行费用低和环境友好等优点,可广泛应用于沿海电力、化工、重工等企业,环境和经济效益显著。拥有自主知识产权的海水脱硫产业化技术亟待开发。

海水冲厕技术20世纪50年代末期始于我国香港地区,形成了一套完整的处理系统和管理体系。“九五”期间,我国对大生活用海水(海水冲厕)的后处理技术进行了研究,有关示范工程已经列入“十五”国家重大科技攻关技术,正在青岛组织实施。

海水化学资源综合利用,是形成产业链、实现资源综合利用和社会可持续发展的体现。

海水化学资源综合利用技术,是从海水中提取各种化学元素(化学品)及其深加工技术。主要包括海水制盐、苦卤化工,提取钾、镁、溴、硝、锂、铀及其深加工等,现在已逐步向海洋精细化工方向发展。

我国经过“七五”、“八五”、“九五”科技攻关,在天然沸石法海水和卤水直接提取钾盐、制盐卤水提取系列镁肥、高效低毒农药二溴磷研制、含溴精细化工产品及无机功能材料硼酸镁晶须研制等技术已取得突破性进展。“十五”期间开展海水直接提取钾盐产业化技术、气态膜法海水卤水提取溴素及有关深加工技术的研究与开发。

利用海水淡化、海水冷却排放的浓缩海水,开展海水化学资源综合利用,形成海水淡化、海水冷却和海水化学资源综合利用产业链,是实现资源综合利用和社会可持续发展的根本体现。

海洋能源的开发

因月球引力的变化引起潮汐现象,潮汐导致海水平面周期性地升降,因海水涨落及潮水流动所产生的能量成为潮汐能。潮汐能是以势能形态出现的海洋能,是指海水潮涨和潮落形成的水的势能与动能。

海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中,汹涌而来的海水具有很大的动能,而随着海水水位的升高,就把海水的巨大动能转化为势能;在落潮的过程中,海水奔腾而去,水位逐渐降低,势能又转化为动能。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比。或者说,与潮差的平方和水库的面积成正比。和水利发电相比,潮潮汐发电原理图汐能的能量密度低,相当于微水头发电的水平。世界上潮差的较大值为13~15米,但一般说来,平均潮差在3米以上就有实际应用价值。潮汐能是因地而异的,不同的地区常常有不同的潮汐系统,它们都是从深海潮波获取能量,但具有各自独有的特征。景观很复杂,但对于任何地方的潮汐都可以进行准确预报。

潮汐能的利用方式主要是发电。潮汐发电是利用海湾、河口等有利地形,建筑水堤,形成水库,以便于大量蓄积海水,并在坝中或坝旁建造水利发电厂房,通过水轮发电机组进行发电。只有出现大潮,能量集中时,并且在地理条件适于建造潮汐电站的地方,从潮汐中提取能量才有可能。虽然这样的场所并不是到处都有,但世界各国都已选定了相当数量的适宜开发潮汐电站的站址。

发展像潮汐能这样的新能源,可以间接使大气中的二氧化碳含量的增加速度减慢。潮汐是一种世界性的海平面周期性变化的现象,由于受月亮和太阳这两个万有引力源的作用,海平面每昼夜有两次涨落。潮汐作为一种自然现象,为人类的航海、捕捞和晒盐提供了方便,更值得指出的是,它还可以转变成电能,给人类带来光明和动力。

海水温差能是指涵养表层海水和深层海水之间水温差的热能,是海洋能的一种重要形式。海洋的表面把太阳的辐射能大部分转化为热水并储存在海洋的上层。另一方面,接近冰点的海水大面积地在不到1000米的深度从极地缓慢地流向赤道。这样,就在许多热带或亚热带海域终年形成20℃以上的垂直海水温差。利用这一温差可以实现热力循环并发电。

温差发电的基本原理就是借助一种工作介质,使表层海水中的热能向深层冷水中转移,从而做功发电。海洋温差能发电主要采用开式和闭式两种循环系统。

波浪能发电是通过波浪能装置将波浪能首先转换为机械能(液压能),然后再转换成电能。这一技术兴起于20世纪80年代初,西方海洋大国利用新技术优势纷纷展开实验。

波浪能具有能量密度高、分布面广等优点。它是一种取之不竭的可再生清洁能源。尤其是在能源消耗较大的冬季,可以利用的波浪能能量也最大。小功率的波浪能发电,已在导航浮标、灯塔等获得推广应用。我国有广阔的海洋资源,波浪能的理论存储量为7000万千瓦左右,沿海波浪能能流密度大约为2~7千瓦/米。在能流密度高的地方,每一米海岸线外波浪的能流就足以为20个家庭提供照明。知识点

锰结核

锰结核广泛地分布于世界海洋2000~6000米水深海底的表层,锰结核总储量估计在3万亿吨以上。其中以北太平洋分布面积最广,储量占一半以上,约为17万亿吨。锰结核密集的地方,每平方米面积上就有100多千克,简直是一个挨一个铺满海底。

锰结核中50%以上是氧化铁和氧化锰,还含有镍、铜、钴、钼、钛等20多种元素。仅就太平洋底的储量而论,这种锰结核中含锰4000亿吨、镍164亿吨、铜88亿吨、钴98亿吨,其金属资源相当于陆地上总储量的几百倍甚至上千倍。如果按照目前世界金属消耗水平计算,铜可供应600年,镍可供应15万年,锰可供应24万年,钴可满足人类13万年的需要。最令人可喜的是,这种结核增长很快,每年以1000万吨的速度在不断堆积,因此,锰结核将成为一种人类取之不尽的“自生矿物”。

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