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[转载]世界海洋研究史

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徐敏 发表于 2012-8-18 10:40:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 JO_Editor1 于 2012-8-18 15:12 编辑

顺着余星的“美国大洋科考船介绍”这个话题,转载一下我前几天看到的百度上关于世界海洋研究史的一些资料。

世界海洋研究史

人类研究海洋的历史非常悠久,从海洋科学发展的历程看,可以划分为三个历史时期。从史前到18世纪末为海洋学建立以前的时期,是海洋知识逐步获取和累积的时期;从19世纪到20世纪50年代,是海洋学的建立和发展时期;自20世纪50年代末以来,为海洋科学在全世界范围内向深度和广度发展的时期。

海洋知识累积时期

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。

海洋地理考察阶段

(从15世纪到18世纪末)9~14世纪,欧洲经历了将近600年的黑暗时代,航海探险活动处于低潮,对海洋的认识也处于停滞状态;而阿拉伯国家和中国广泛地利用季风远航到东非、东南亚和印度等地,海洋知识得到了进一步的发展。15世纪起,欧洲资本主义的产生和发展,刺激了海洋航海探险活动的开展和高涨,直至17世纪,是人类历史上的海洋探险时代,史称“地理大发现”时期。代表人物有哥伦布、伽马、麦哲伦等。在后期的海洋探险中,科学考察的成分逐渐增多,18世纪J.库克的海洋探险,已属于科学考察的范畴。

地理大发现

  15世纪末至16世纪初,葡萄牙和西班牙为打破意大利对东方市场和海上航路的垄断,竭力开辟新的海上航路。最先探寻通往印度新航路的是葡萄牙人。1416年亨利亲王创立的航海学校,推动了航海探险活动。1488年,迪亚斯沿非洲西岸航行,最先发现好望角,并绕过非洲南端进入印度洋。1497年达伽马沿迪亚斯航线继续东进,经非洲东海岸,于1498年到达印度,开辟了连接大西洋和印度洋的航线。
  当葡萄牙人沿非洲海岸向印度探航时,西班牙航海家却朝另一方向开辟新航路。意大利出生的哥伦布受雇于西班牙,从1492年开始至1504年曾4次西航,到达美洲。哥伦布误认为所到之处是目的地──印度。哥伦布发现新大陆大大刺激了欧洲人的航海探险的热情。
  1519年,葡萄牙人麦哲伦在西班牙政府资助下,率领船队作首次环球航行。他们从西班牙出发,渡过大西洋,于次年10月底经南美洲南端的海峡(后来被称为麦哲伦海峡),驶入浩瀚无际的太平洋。1521年3月,麦哲伦去世后,其副手继续航行,于1522年9月回到西班牙。麦哲伦的环球航行,第一次证实了地圆说。 16世纪,荷兰W.巴伦支为探寻一条由北方通向中国和印度的航线,曾在北冰洋地区作了三次航行。17世纪初,英国H.哈得孙曾屡次探索经北冰洋通向中国的航路。W.C.斯霍特于1616年到达美洲南端的合恩角。荷兰A.J.塔斯曼于1642~1643年环航澳大利亚到达新西兰和塔斯马尼亚。这些航海在扩大、丰富海洋地理知识的同时,也或多或少做了一些有关洋流、风系等的科学考察工作,但直到英国J.库克的航海探险才真正拉开海洋科学考察的序幕。

库克航海探险

  库克从1768年开始到1779年去世,曾4次跨越大洋进行海洋地理考察。在 1772~1775年间,他首先完成了环南极航行,探索了南极冰圈的范围。库克是继哥伦布之后在地理学上发现最多的人,南半球的海陆轮廓很大部分是由他发现的。他在海上精确地测量经纬度,取得了大量表层水温、海流、大洋测深及珊瑚礁等科学考察资料。

海洋学成果

  在这个阶段,海洋探险取得的成果,极大地丰富了人类的海洋知识,为海洋学的建立准备了条件。
  ① 大洋流系方面。1497年,意大利J.卡博特航行到纽芬兰,发现了拉布拉多寒流;1513年,西班牙阿拉米诺斯发现了墨西哥湾流;1595年,荷兰J.H.范·林斯霍特编成了最早的航海志,叙述了大西洋的风和海流;1686年,英国E.哈雷系统地研究了主要风系与主要海流的关系,后又阐述了海洋蒸发现象;1770年,美国B.富兰克林制作并出版了墨西哥湾流图(图4);1799年,德国洪堡发现了秘鲁海流等。 ② 海洋潮汐研究方面。1687年,英国牛顿用引力定律对潮汐性质作了精辟解释,奠定了海洋潮汐研究的基础;1740年,瑞士伯努利提出平衡潮学说;1775年,法国拉普拉斯创立潮汐动力学理论等。
  ③ 海洋生物研究方面。1551年,法国P.贝隆等人解剖了海豚并进行了一系列的研究;1596年,中国屠本畯撰写出海洋水产动物志《闽中海错疏》;1674年,荷兰列文虎克最先发现海洋原生动物;1685年,英国M.利斯特出版《贝类学大纲》;1754和1758年,瑞典林奈出版了《植物种志》和《自然系统》(第10版),为动、植物分类学奠定了科学基础。
  ④ 海图方面。有中国的《郑和航海图》;哥伦布的部下科萨绘制的美洲海图;1521年出现了与现代海陆分布相近的世界海图;1569年墨卡托发明正轴等角圆柱投影制图法,奠定了航海制图的基础;1678年出版了印度洋海洋图;1737年出现了海底等深线图;1744年陈伦炯在《海国见闻录》中附有一张中国沿海全图。
  ⑤ 海水盐度和蒸发方面。1670年,英国R.玻意耳在研究海水中盐度与密度关系基础上发表《海水盐度的观测和实验》,开创海洋化学的研究。1772年,法国A.L.拉瓦锡首先测定了海水成分,发现水是氢和氧的化合物。
  ⑥ 海洋研究的技术和手段方面。这一时期也先后发明了一些仪器和工具,如自记最低温度深海水温计、测深器、采水器和最低最高温度计等。

海洋学建立和发展时期

  (19~20世纪50年代)
  这个时期,世界性的海洋考察活动日益增多,海洋学领域的研究在深度和广度上都获得较大发展,并独立成为一门学科。这个时期可以分为两个大的发展阶段:“挑战者”号阶段和“流星”号阶段。
  “挑战者”号阶段 通常称为“挑战者”号时代,包括整个19世纪。此时海洋科学考察从个体单项发展为综合性的,海洋学开始逐渐形成。这个阶段最重要的事件是英国“挑战者”号考察,此外还有“前进”号北极海探险等。

“挑战者”号以前的考察

  从19世纪初到1872年。这时的考察已不同于第一个时期的航海探险,明确以海洋科学考察为主,但往往以个体单学科的考察为主。较为重要的考察和成果如下:
  ① 1831~1836年英国“贝格尔”号环球探险。它历时5年,经历了大西洋、印度洋和太平洋。英国科学家、生物进化论者C.R.达尔文参加了这次考察。根据这次考察所得的资料,达尔文解释了珊瑚礁的成因,提出了有关海底运动的论述,并于1859年出版了《物种起源》。这次考察所获得的资料,由“贝格尔”号船长F.罗伊和达尔文整理编纂成《“贝格尔”号航海报告》(4卷)。
  ② 1839~1843年英国J.C.罗斯的南极海域探险。罗斯在南纬27°16′、西经17°29′海域测得2425英寻(约4438米)的深度,创造了当时深海测深的记录。同时,罗斯在南极海域的深海生物取样中,发现了与J.罗斯数年前在北大西洋发现的同样的海底生物,从而提出了整个大洋的底层水具有相同特性的结论。J.C.罗斯还发现了南磁极。
  ③ 1842~1847年,美国海军上尉M.F.莫里系统地研究了大洋的风和海流,并根据这些记录绘制成海图。于1855年出版了《海洋自然地理学》,为人们提供了第一部海洋学经典著作。于1854年出版了第一幅北大西洋海盆的水深图,为铺设大西洋海底电缆提供了科学依据。
  ④ 英国海洋生物学创始人E.福布斯对西欧、南欧、北非等海域的生物进行了多次考察和研究。他按照不同的深度将爱琴海分成8个带,第一次提出海洋生物分布的分带概念;认为深度越大,生物越少,550米以下为无生物带。1836年,C.G.爱伦贝格发现欧洲大陆的许多岩石中都含有硅藻、海绵和放射虫等海洋生物残骸,认为生物大量沉积海底是形成这些沉积岩的原因,指出这样的沉积物现在还在形成。1860年“斗犬”号(Bulldog)在从地中海2200米深处打捞上来的电缆上,发现附有大量珊瑚类生物和软体动物。这一发现打破了福布斯关于海中550米以下是无生物带的结论。1868年,英国“闪电”号(Lightening)在设得兰群岛和法罗群岛之间海域1100米深处采集了大量的生物。1869~1870年,英国“豪猪”号 (Porcupine)在爱尔兰西部、比斯开湾和法罗水道一带1800~4464米深水处取样16次,每次取样都获得相当多的生物,尤其是采到了被认为是白垩纪以后已经绝种的海胆。1872年C.W.汤姆孙根据“闪电”和“豪猪”号的考察结果,撰写了当时权威的海洋学著作《深海》。
  ⑤ 19世纪50年代以后,铺设海底电缆的工作促进了海洋测深的调查。1856年,铺设海底电缆专用调查船“阿尔奇克”号在北美东岸和爱尔兰西岸之间进行了测深,确认了北大西洋中央海脊的存在,并建议沿这条海脊铺设海底电缆。1857年“独眼巨人”号、1858和1860年“戈尔岗”号、“斗犬”号先后在北大西洋进行了测深调查。

“挑战者”号环球考察

  在英国皇家学会的支持下,C.W.汤姆孙率领“挑战者”号于1872年 12月启航,至1876年5月返航,三年半的时间,共航行12万多公里。在太平洋、大西洋、印度洋和南极海数百个站位进行了测深、测温、采水、取样、拖网等,采集到大量海洋生物标本、底质标本以及海水样品。这次航海采集到很多深海珍奇动物标本,包括夏威夷群岛北方海域5500米以下的动物,测得太平洋马里亚纳海沟的深度数据(8180米)。 “挑战者”号考察不但开创了海洋综合调查的时代,而且获得了十分丰富的海洋资料。几十位科学家潜心研究了20多年才完成考察报告的编写,共计50卷、29500多页,为海洋学的建立奠定了坚实的基础。在海洋生物方面,发现4400多个新种,提供了从表层到海底的海洋动物学知识。在海洋地质方面,重要成果是发现了深海软泥和红粘土,并采集到了锰结核。在海洋物理方面,除了调查海流和气象外,主要成就有:①根据地磁测定的结果,掌握了航海罗盘仪的偏差;②绘制了等深线图;③发现180多米以下的水温受季节影响不大,温度变化极小;④认为大洋底的水温在大范围内基本相同,但在不同的海区也显示出特定的值;⑤确定了岛屿和险岩准确的位置。在海水化学方面,W.迪特马尔对海水进行了全面的、完整的分析,从理论上证实了J.G.福希哈默尔于1865年提出的不论海水中含盐量的绝对值大小如何,其各种主要化学成分之间的相对含量是恒定的原理。在"挑战者”号进行观测以前,一般都认为深海海水比重很大,投入海里的重物不会沉入海底。“挑战者”号考察否定了这一论点。
  “挑战者”号考察激起了各国海洋考察的热潮,德国“羚羊”号(1874~1876)、俄国“勇士”号(1886~1889)进行了环球考察,奥地利“极地”号(1890~1898)在红海和地中海考察,美国“布莱克”号在加勒比海考察(1877~1886),但其中最为著名的是挪威海洋学家F.南森的北极海探险。

南森北极海探险

  1893~1896年南森率探险船“前进”号进行北极海(即北冰洋)漂流考察,取得了3项主要成果:①南森和V.W.埃克曼共同研究,阐明了“死水”现象的发生是内波作用所致。②发现在深海海域,风向与表层流的流向不一致时,风海流较风向偏右30°~40°;根据“前进”号测量结果,埃克曼于1905年建立了著名的风海流理论。③发现盐度较高的大西洋水潜入了北冰洋的中层,而在北冰洋-1.5°C的中冷水下方360~460米深处,潜入了温度为1°C的大西洋水。根据这次调查,南森发明了颠倒采水器,一直沿用至今。探险结束后,南森及其同事撰写了《挪威人的北极探险》(6卷)。阐述了北冰洋的流动状况,海冰生成、发展、破坏以及溶化的过程。

“流星”号阶段

  从20世纪初期到中期。在这个阶段,综合性海洋考察普遍开展,各种电子技术和近代科学方法得以采用,极大地促进了海洋调查的深入和发展,进而推动了海洋学的发展。海洋学形成为一门独立的科学,其标志是德国“流星”号考察和H.U.斯韦尔德鲁普等的名著《海洋》(3卷)的问世。这一阶段较为重大的事件还有:1902年国际海洋考察理事会(ICES)的成立,瑞典“信天翁”号考察、丹麦“铠甲虾”号考察和苏联“勇士”号考察等。
德国“流星”号考察
  1925~1927年,德国"流星”号(Meteor)考察船对南大西洋进行了历时两年零三个月的调查,这是继英国“挑战者”号之后的又一次划时代的科学考察。这次考察以海洋物理学为主,采用了各种电子技术和近代科学方法,以观测精确著称。它首次应用电子回声测深仪,获得了7万个以上的海洋深度数据;首次清晰地揭示了大洋底部起伏不平的轮廓;揭示了海洋环流和大洋热量、水量平衡的基本概况。出版了16卷考察报告,包括海底、海洋物理、海洋化学、海洋生物、海洋气象,以及内波观测等内容。
  1929~1935年和1937~1938年,“流星”号还分别在冰岛海域和东北大西洋进行了调查,弄清了极峰带的复杂海况。通过几个国家反复的同步调查,清楚地绘制出墨西哥湾流的续流。
瑞典“信天翁”号考察
  1947~1948年,瑞典国立海洋研究所所长H.彼得松率领 12名科学家乘坐“信天翁”号(Albatross)考察船进行深海调查。这次调查历时15个月,航程13万公里,重点进行了大西洋、太平洋、印度洋赤道无风带的深海观测,以补充英国“挑战者”号调查船无法在无风带区域进行深海观测的空白。“信天翁”号调查观测了南北纬度20°以内的赤道海流系,研究了深海的光学性能。同时使用活塞式柱状采样器,可取长23米的岩心,发现深海沉积层中有第四纪气候变动旋回的记录;利用地层剖面仪调查了大洋沉积物的厚度;用放射性同位素测出沉积物的生成年代和沉积速率。此外,在浊流、底水化学、海底地壳热量测定等方面也有所贡献。“信天翁”号调查,为深海地球物理研究开创了先例。

丹麦“铠甲虾”号深海考察

  为了进一步研究深海生物,丹麦“铠甲虾”号(Galathea)调查船于1950年10月至1952年9月,周航世界进行海洋调查。考察队在海底取样时,使用了12000米长的钢丝绳,从大于10000米深的菲律宾海沟的底质中,采集到大量的活体微生物。1951年 7月,在10190米深的海底石块上和附近海域采集到白色海葵、美丽的红虾、发光鱼、水母、沙蚕类动物等,证实在1万米的深处也栖息着生物;从3400~7200米的深海采集到大量乌黑的鱼、青白的海星、海参、虾、长腿蟹等珍贵生物,还采集到被人们认为早已绝种的"活化石”新蝶贝(Neopilina)。根据采集到的样品,他们发现生活在大于7000米深的超深海动物,与来自于2000~3000米深的海域和大陆坡的动物种不同,能够适应巨大的水压。在这次考察中,还首次采用14C法测定海洋生物初级生产力,并测量了深海地磁。 苏联“勇士”号太平洋考察 1949~1958年,“勇士”号(Витязь)主要在太平洋考察。“勇士”号在考察中进行了测深,更正了远东近海和太平洋水深图,还发现了一些断裂带、海底山脉、海山等。在马里亚纳海沟发现了世界最深的查林杰海渊为11034米;在千岛-勘察加海沟发现了深海渊(10382米);在考察中取得了40米长的海底柱状样品,分析研究了长达1000万年的地质史;发现了深层水在不断流动,并在1000~3000米的深度上测量到速度高达30厘米/秒的强大层流;弄清了深海水强烈的垂直混合和数公里规模的浮游生物的垂直移动。调查结果表明,在1万米以深的最深海沟处,也有许多种生物存在。1959年以后,“勇士”号还在印度洋从事考察。 其他考察 在这个阶段还有美国"卡内基”号、“鹦鹉螺”号、“贝尔德”号、“地平线”号,挪威“莫德”号,德国“高斯”号,丹麦“丹纳-Ⅰ”和“丹纳-Ⅱ”号,法国“法兰西人”号和“帕斯”号,英国“发现-Ⅰ”和“发现-Ⅱ”号、“斯科列斯比”号、 “挑战者-8”号,苏联“西比利亚科夫”号和“谢多夫”号破冰船、“罗蒙诺索夫”号、“鄂毕”号等,从事海洋考察活动。 主要成果 在海洋考察的基础上,海洋学研究和理论取得了很多成果。例如,摩纳哥阿尔贝大公一世的《大洋水深图》(1904),V.W.埃克曼的风海流理论(1905),A.L.韦格纳的“大陆漂移说”(1912),A.霍姆斯的“地幔对流说”(1929) ,W.M.尤因首次进行海洋地震测量(1935),S.埃克曼发表《海洋动物地理学》(1935),J.P.雅科布森和M.H.C.克努曾提出海水氯度新定义(1937),H.H.赫斯发现海底平顶山(1946),C.E.佐贝尔出版《海洋微生物学》(1946),H.U.斯韦尔德鲁普的大洋环流理论(1947),H.M.施托梅尔的“西部边界流理论”(1948),F.P.谢泼德的《海底地质学》(1948),W.H.蒙克的“大洋漂流理论”(1950)等。其中斯韦尔德鲁普等人撰写的巨著《海洋》(1942)对这阶段的成果作了较全面、深刻的概括。

现代海洋科学时期

  (20世纪50年代以来)
  50年代后期以来,海洋调查研究工作进入了一个全新的历史时期。1957年国际科学联合会理事会下属的海洋研究科学委员会(SCOR),和1960年联合国教科文组织的政府间海洋学委员会(IOC)建立后,积极组织和协调各国的海洋考察,开展各会员国之间及与其他世界组织的学术交流,制订各海区中长期海洋研究计划,有力地促进了世界海洋考察、研究的发展。其中最重要的计划是海洋勘探与研究长期扩大方案(LEPOR)。它制订于1969年,以10年为一个阶段,分期执行,其第一期计划即国际海洋考察十年,已取得重大成果。另一个突出的考察活动是深海钻探计划。这个时期的海洋考察有两个显著的特点:①国际合作进行大规模的海洋考察;②现代化立体观测技术系统在海洋考察中得到广泛的应用。

海洋调查国际合作

  大规模的国际联合海洋考察活动,主要有以下几项:
国际地球物理年(IGY)
  1957年7月至1958年12月,以国际大地测量学和地球物理学联合会(IUGG)为中心,数十个国家在南北极和赤道地区联合进行了一项旨在深入认识地球的第一次国际合作调查计划。观测项目涉及到地球科学的各个领域。对海洋也进行了综合调查,内容包括地球物理学、潮汐、深海环流、全球气候等。
国际印度洋考察(IIOE)
  1959~1965年,23个国家在政府间海洋学委员会的协调下,先后派出40多艘海洋调查船,在整个印度洋海域进行了一次大规模的联合调查。这个调查不仅获得了印度洋海底地形图和生物生产力分布图,而且在许多方面有重要的发现。如发现世界夏季最强的索马里海流(7节),红海底的高温(52°C)高盐(25%)的热点,季风末期出现的赤道潜流等。
热带大西洋国际合作调查(ICITA)
  1963~1965年,由多国参加,采用多船同步调查,第一次使用浮标阵观测,其结果验证了大洋环流模式和理论。
黑潮及邻近水域合作研究(CSK)
  1965~1977年,十多个国家或地区参加的联合调查。目的在于了解和研究黑潮及其时空变化,成果以3卷本的黑潮学术讨论会论文集《黑潮》为代表。
深海钻探计划(DSDP)
  从1968年8月开始实施至1983年结束。15年中直接钻取了大量洋底沉积层和玄武岩样品,提供了各主要大洋盆地的年代、洋底结构、矿产资源和大洋沉积等方面的丰富资料,对洋盆的形成和演化史作了总结性概述,成为现代海洋地质科学发展的一项壮举。

国际海洋考察十年(IDOE)

  从1971年开始执行,1980年结束。该项计划有力地推动了海洋科学从描述性的工作向实验性和理论研究的转变。在这10年期间,物理海洋学的研究集中于世界大洋内流体的运动、结构与成分,以及它与大气及其边界的作用。如中大洋动力学实验(MODE)和多边形中大洋动力学实验(POLYMODE)以及北太平洋实验(NORPAX)等;地球化学海洋断面研究(GEOSES)等化学海洋学的研究结果,弄清了大洋化学物质的时空变化,进行了大洋中化学物质的全球性观测,研究了化学物质与海洋生物圈的相互作用;生物海洋学主要进行了沿岸区上升流生态系分析(CUEA)和海草生态系研究(SES),同时控制生态系污染实验(CEPEX)研究了海洋生态系统受到添加污染物的影响;地质工作者致力于认识地球岩石圈板块扩张中心,大陆边缘和深洋盆的地质过程,特别注意研究矿藏的发育形成过程。通过“东亚构造和资源计划”(SEATAR)研究了板块活动边缘,通过“锰结核计划”对赤道北太平洋锰结核作了研究,通过“远期气候调查、测绘和预报”(CLIMAP),对深海沉积物的研究分析,研究了造成大气与海洋中气候变化的物理机制,着重研究18000年前地球最近一次冰期时的大洋环流及其与大气的对应现象。研究表明,地球最近一次冰期大洋表面的平均水温比现在低2.3°C,在一些赤道海域平均低 6°C。这些资料为评价未来气候各种变化效应提供了基础。

法摩斯计划(FAMOUS)

  “法美联合大洋中部海下考察计划”的简称。在这项计划中,科学家乘坐“阿尔文”号等潜水器多次深入洋底裂谷考察,使人类首次直接观测到新形成的海底断裂和熔岩流,准确地绘制出大尺度和小尺度的海底地形地质图。这项计划的一项最大成果是证实了火山活动使地球深处的新物质沿着海底大裂谷的中线喷发出来,从而不断地更新地壳,为海底扩张说,新地壳的形成过程以及矿物同海底热液的关系提供了新的资料。

海洋立体调查系统的建立

  直到20世纪60年代初,传统的海洋调查船基本是由旧军舰、商船或货船改装成的。但到了60年代中期以后,各国开始设计建造了专以海洋研究为目的的调查船,为海洋科学研究提供理想的平台。为开展对深海的研究,海洋学家们设计出各种海洋调查潜水器、水下实验室,使人们有可能下潜到深海亲自观测和取样。最有代表性的潜水器是美国“阿尔文”号,它曾多次下潜到几千米深的海底热泉口进行观测。为研究海洋历史需钻取海底岩心,在20世纪20年代只能钻取1米,30年代为5.6米,70年代就可获得200~300米未扰动的连续沉积岩心,从而使海洋调查研究的能力由海面深入到海底和海底以下。同时,研究海洋的手段扩大到太空。在60年代初,利用气象卫星开始从太空监测海洋。1978年美国发射专用海洋卫星(Seasat),所收集到的大量海洋资料,至今仍有价值。这样在70年代,海洋调查已由过去的单一调查船,扩大到空中飞机、卫星、海面研究船、浮标、水下潜水器、海底实验室、海底深钻和取样的立体观测系统(图6)。 另外,许多新技术,如电子计算机技术、红外技术、微波技术、声学技术、激光技术、遥感遥测技术和深潜技术等,在海洋调查研究中的直接应用,和一大批先进的海洋观测仪器,如盐温深测量仪(STD)、抛弃式温深计(XBT)、电磁海流计、声学海流计、精密回声测深仪、侧扫声呐、水下摄影机和地球物理调查仪器等,使海洋调查研究的能力取得了长足的进步,从而促进了海洋科学的迅速发展。

成果和展望

  这一时期的成果主要表现在以下几个方面:①发现了大洋中尺度涡,向漂流理论提出了挑战,使海洋环流研究从气候学尺度(平均状况)进入了天气学尺度;②确认了海洋在全球气候变化中的重要作用,开始了以了解大尺度海-气相互作用为中心的全球性研究;③大量的海洋地球物理测量,获得了丰富的海底构造资料,尤其是对大洋中脊又有了新的发现,为大陆漂移说的复苏和板块构造说的建立提供了依据;④深海钻探计划验证了海底扩张学说,揭示了板块构造运动的历史,开创了“古海洋学”这门新学科,使海洋地质学研究进入了一个新的时期;⑤地球化学海洋断面的研究,为地球化学研究开创了新的局面;⑥海洋环境保护问题被人们充分认识,制定了海洋污染监测计划(MARP OLMON),海洋环境保护成为海洋考察的重要内容;⑦海底热泉口周围发现的大批海底生物,为海洋生物生产力的研究开辟了新领域。

  1980年以后,有关机构提出了几项为期10年的海洋考察计划。①世界大洋环流试验(WOCE),计划采用多种手段研究全球尺度的大洋环流及其所输送的热量对气候的影响,以获得建立海洋-大气系统总环流模式所需的资料。②热带大洋及其与全球大气的相互作用(TOGA),计划研究世界范围内的气候异常过程和原因,大尺度海-气相互作用,以求改进气候预报。③"大洋钻探计划”(ODP),在深海钻探计划的基础上,将钻进洋底更大的深度,为大洋岩石圈和古海洋学研究提供更多资料。
hbsong 发表于 2012-8-18 10:49:56 | 显示全部楼层
很好,了解海洋学史,会知道什么是重要的,做什么是有意义的。
吴萍萍 发表于 2013-9-12 21:45:24 | 显示全部楼层
谢谢分享
superlei 发表于 2016-3-23 21:26:59 | 显示全部楼层
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