十六、海水-1(蓝色星球) - 海洋地质学家研究

杜文章 · 发表于海洋科普 2024-6-4 13:47:00

1.介绍

在1992年的一场风暴中，把一个装有29,000个塑料沐浴玩具的集装箱从一艘货船上冲到了太平洋中央。十个月后，黄色的小鸭子开始出现在太平洋沿岸的海滩上。

一小部分漂浮在白令海峡的小黄鸭，随着北冰洋周围的海冰移动到大西洋，并在数年后，在英国海岸登陆。

尽管我们把大洋划分为几个名字不同的地理区域，但在我们的星球表面实际上只有一个全球海洋，那是一层平均深度为4到5公里的盐水。

2.蓝色星球的蓝色

2.1发现大海

没有人知道是谁第一个越过地平线的，但是考古证据表明，早在公元前3000年，波利尼西亚人就建造了大型独木舟，在太平洋西部的孤岛之间旅行。到埃及人建造大金字塔的时候(公元前2570年)，船只已经可以航行在内陆海域，到公元前1000年，挪威的维京人已经跨越了大西洋。

中世纪末期是现代海洋探险的开始。在公元1405年至1433年之间，中国海军上将郑和驾着长达120米的船只探索太平洋和印度洋，直到一位持孤立主义观点的新皇帝加冕，才停止了这样的航行。随后，全球海洋勘探的重点转移到了欧洲。

1405年，一支由大型船只组成的中国船队启航，比哥伦布横渡大西洋早90年

1492年，Christopher Columbus开始了横渡大西洋的航行，在1498年发现了通往中国的海上航线，这开启了欧洲的地理大发现时代(Age of Discovery)。四分之一个世纪后，Ferdinand Magellan舰队中唯一幸存的一艘船成为了第一艘已知的完全环游世界的船。

这个时代的每一次航行都让我们了解到更多关于大陆边缘或海岸线的信息，因此，到17世纪初，大陆和大陆之间海洋的基本布局已经被建立。

1598年荷兰制图师Abraham Ortelius绘制的地图，标出了当时的海岸线

然而，这些早期的地图有重大错误，尽管探险家早就知道如何衡量中午太阳在地平线的角度来计算纬度。但直到18世纪中叶，机械钟的发明才允许航海家在航行中记录精确的时间，它使测量经度成为可能

后来，测量经度和纬度成了家常便饭，因此探险家们可以在地图上添加细节，从而可以测量海洋的真实尺寸。导航技术的进步，连同航空照片、卫星图像和GPS卫星，现在已经描绘出每一个海岸线的每一个细节。

早期跋山涉水的探险家主要是为了寻找黄金和香料，或者以君主的名义去征服土地。然而，从18世纪下半叶开始，一些欧洲探险家也收集了关于海洋的数据。例如，在1768年至1780年间，英国的James Cook船长除了绘制海岸线图外，还记录了洋流、收集了生物标本、测量了水温。

但是现代海洋学，也就是对海洋的研究，直到1872年才开始，当时英国的挑战者号开始了为期四年的航行，收集了足够多的关于海水和海底的新信息，足以写满50本书。通过使用船舶、潜水器和卫星，现代海洋学家(研究海水的物理和化学特性和运动)、海洋地质学家(研究海底和海岸)和海洋生物学家(研究海洋生物)，继续加强我们对神奇海洋的认识。

2.2现代海洋的地图

现代海洋覆盖了地球表面的70.8%，包含约13亿立方千米的水。然而，尽管有这些巨大的数字，海水质量只占地球总量的0.12%左右。地理学家将全球海洋按大陆划分为五大洋：大西洋、太平洋、印度、北极和南大洋。

赤道把大西洋和太平洋分成南北两部分。此外，地理学家还识别出一些海洋(如地中海、黑色、红色和加勒比海)、港湾(如哈德逊湾)和海湾(如墨西哥湾)，它们是部分被陆地包围的较小的海水区域。(一些“海”，如死海和里海，实际上是湖泊，因为它们完全被陆地包围。)

当然，由于板块运动的原因，今天海洋的形状和位置与它们过去的样子以及将来的样子都有明显的不同。

2.3海平面及其变化

海平面是指海水和上方空气边界的高度。当我们使用术语海平面，我们实际上是在谈论平均海平面这一边界在一年中平均高度。因为波浪或潮汐的影响，在某一时刻和地点的海平面可能高于或低于平均海平面。

平均海平面是一年中水面的平均高度，它是在某一特定地点的平均高潮和平均低潮的中间

除了在元古代“雪球地球”时期，至少自太古代以来，地质记录表明液态水都充满了海洋。但由于冰河时代，大量的水进入到了陆地冰川，导致的海洋盆地大洋中脊的体积变化。在地质时间内，相对于今天的海岸线海平面上升和下降的几十到几百米。

对过去5亿年间海平面变化的简化估计

当海平面明显上升时，海水可能淹没大片大陆，形成陆缘海，当海平面下降时，部分大陆架，即与大陆相邻的相对较浅的海洋部分，可能会暴露出来。

在全新世，随着Laurentide冰原的融化，海平面上升了约120m，在过去的150年里，海平面上升了约23cm。研究人员认为，最近的上升主要反映了海水温度的升高，因为液态水受热时会膨胀，但也反映了冰川的持续融化。