书城科普读物地球上的水资源
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第12章 海洋(4)

那时的地球虽然仍有些动荡不安,但星际物质猛烈碰撞的时代却基本结束,大海虽然不像今天这样蔚蓝,但海洋的温度却已降到生物足以生存的地步。总之,这时地球特定的气候,海洋特定的环境,正适宜生命诞生,乃至于生存下去。有了生命,寂寞的地球就开始有了生机。随着生物的进化,光合细菌和藻类的产生,利用光能、水和二氧化碳制造出有机物和氧气的光合作用开始,地球的大气开始了氧气的富集,这就更加适合高一级生物的生存,一个生机勃勃的地球出现了。生命,把地球妆扮得更加美丽。当然,在地球生命诞生和生存进化的亿万年漫长的岁月中,决不是一帆风顺的。恶劣环境的出现,常使一些生命灭亡,幸运地是,总有新的生命诞生。生物整个发展过程中,经受了达尔文学说“物竞天择、适者生存”的严峻考验,我们生存的家园——地球,才有今天如此丰富多彩,生机盎然的生物世界。

广阔浩瀚的海洋,蕴藏着极为丰富的资源。这些资源一般可以分为海洋生物资源和海洋非生物资源。现在我们生活着的地球上已经发现形形色色、五彩缤纷的生物不下200万种,而绝大部分的生物生存空间在海洋之中。海洋有种类繁多,难以计数的生物资源。海洋生物千姿百态、丰富多彩。地球上最大的动物——蓝鲸,生活在海洋之中,它体长可达40米,体重可有数百吨。现在陆地上最大的动物——大象,若在硕大的蓝鲸面前也就显得十分娇小了。

海洋的生物资源包括鱼类、虾类、贝类、兽类及海底植物等。世界海洋中的鱼类有25000多种。像日本北海道附近的海域、北美洲加拿大的纽芬兰岛周边海域、南美洲的秘鲁沿海、欧洲北面的北海等,多是寒暖流交汇的地方,饵料充裕,鱼群密集、鱼类繁多,是世界著名的大鱼场。

我国近海海域面积广阔,浅海渔场有150万平方千米,约占世界浅海渔场面积的1/4。我国大陆架宽而浅,阳光可以直射海底,水温适宜;有众多的河流注入近海,带来丰富的有机质和营养盐类,再加上寒、暖海流交汇,海水搅动,营养盐类上浮,使浮游生物大量生长,饵料丰富,鱼类猛增。我国海洋水产极为丰富,各种鱼类有5000多种,还有众多的虾、蟹、贝、藻类等。我国东海海域的舟山渔场是我国最大的渔场,素有“天然鱼仓”之称。

我国沿海潮滩地带,海水养殖业也比较发达,“种植”海带、“放牧”虾群,主要有经济价值较高的海带、紫菜和虾、贝等。

海洋不仅为人类提供了丰富的生物资源,还蕴藏着大量非生物资源。海洋非生物资源包括海水化学资源、海底矿产资源和海水动力资源。

海水中含有80多种化学元素,盐类是海水中含量最多的物质。由于海洋水量巨大,这些元素即使在海水中单位含量极少,就整个海洋来说,其总量也是很大的。有人估算过,如果把海洋中的盐类全部提取出来,平铺在地球陆地上,可以使陆地增高150米。

海底有丰富的矿产资源,除了石油、天然气外,还有金、铂、金刚石、铁、锰等金属或非金属矿物。有许多矿物储量巨大,远远大于陆地上的储量,只是由于开采难度大,尚未能大量开采。据估计,我国近海石油储量有100多亿吨。目前我国已在渤海、东海、南海开采了石油。

大海十分有规律的潮汐和波涛汹涌的海浪,以及那些川流不息的海流等,都蕴含着巨大的能量,如果把它们转换为电能,造福人类,将是巨大的永恒财富。临海的发达国家,像美国、日本、俄罗斯等,利用潮汐发电已有多年的历史,也取得了比较成熟的技术和经验;美国、德国等发达国家,已着手研究利用海浪起伏和海流流动的能量发电。我国光可利用的潮汐能就有3500万千瓦。我国最大的潮汐电站在浙江省温岭县,我国东南沿海其他地区还建了几十座小型潮汐电站。

作为能源,核能的利用已越来越显示出它的光辉前景。核电站就是利用核能发电。利用核能发电,在掌握了先进核能技术的发达国家电能中,已占越来越大的比重。利用重核裂变释放的能量发电的核电站的“燃料”(如铀235)在地球上的储量并不丰富,像我国就是一个贫铀国家。现在世界上许多国家都在积极研究可控热核反应的理论和技术。

而热核反应所用的燃料如氘,在海洋中储量非常丰富。1升海水中大约有0.03克氘,如果用来进行热核反应,放出的能量大约与燃烧300升汽油相当。因此,可以说当人类完全掌握了可控热核反应技术后,海洋就成为无穷的能量源泉。

一望无际的海洋,对地球温度的调控也起到了无可代替的作用。地球的温度之所以能保持在生物可以适应、生长发育并繁衍的适宜范围,海洋是个大“功臣”。海洋和大气的相互作用控制着地球的气候和天气变化。液态水的比热容是4186.8焦/(千克·开尔文)(1千克水温度升高或降低开尔文时需要吸收或放出的热量为4186.8焦),比常温下其他液态物质的比热容大得多。例如,酒精、煤油的比热容只是水的一半多点,水银的比热容就更小了,只有水的1/30(这就是为什么用水银做温度计测量体温的原因)。水的比热容是干泥土和砂石的4~5倍。这就是说,在同样温度变化的条件下,干泥土和砂石温度的变化是水的4~5倍。何况水有很大的熔解热和更大的汽化热。海洋又如此辽阔,水量如此巨大,其温度的变化(升高或降低)都要吸收或释放出巨大的热量,这就使地球表面的温度不会像没有海洋的月球那样大起大落,昼夜温差高达几百度,而只是在几十度的范围内变化,这也正是海滨地区昼夜及一年四季气温变化比远离海洋的内陆小得多的原因。

地球上各大洋的海水,时刻都在运动着。大洋表层的海水常顺风飘流,人们把大股海水常年朝一定方向流动,叫做洋流,也叫海流。从水温低的海域流向水温高的海域的洋流,叫做寒流。例如,太平洋北部的千岛寒流。从水温高的海域流向水温低的海域的洋流,叫做暖流。例如,北大西洋暖流。一般在寒流经过的沿海地区,特别是经常有风从寒流上空吹向陆地的地区,受其影响,气温较低,降水也较少;在暖流经过的沿海地区,特别是经常有风从暖流上空吹向陆地的地区,受其影响,气温较高,降水也较多。例如,法国巴黎和英国伦敦由于受大西洋暖流的影响,尽管其纬度比俄罗斯的远东太平洋沿岸的最大海港城市符拉迪沃斯托克(海参崴)高,但由于后者受来自北冰洋的寒流影响,巴黎和伦敦的气温比符拉迪沃斯托克要高,降水量也多得多。

千万条江河归大海,海纳百川乃成其大。集中了地球上水量的91%的世界大洋的水平面变化,可以作为地球上水量变化的标志。现代的科学技术已经可以比较精确地测量海洋面的细微变化。如果地球上总水量增加,海洋面就上升;减少,海洋面就下降,这当然是千真万确的论断。但是反过来认为,如果海洋面上升,地球上总水量就增加;下降,总水量就减少,这结论就有失偏颇了。因为海洋面的变化有着诸多因素,远不只是地球上总水量变化这一最直观因素所决定的。前文谈到,在历史的长河里,现在我们完全可以认为地球上总水量是不变的,可是近百年来世界各海洋面都或多或少在发生变化,明确地讲,世界各海洋面都在上升。例如,波罗的海北部的海面,100年来上升了100厘米之多;芬兰湾赫尔辛斯基附近海面上升了30多厘米……特别是最近50年来,世界大洋面平均每年以1.5~2毫米的速度上升。前已叙及,浩瀚广阔的海洋占去地球表面的70%还多,几乎是月球表面积的10倍。海洋面每升高1厘米,其体积的改变都是巨大的,约为400立方千米,相当于世界人均60多立方米的水量(世界人口按65亿计算),而实际地球上总水量并无变化,那是什么原因使世界上海洋面上升如此之多呢?如果详尽分析,其原因是多方面的,也是很复杂的。例如,如果地球上的承文大循环发生变化,进入陆地上的水量比正常情况(也只是一个多年平均量)少,海洋水量就增多,海洋面就上升;反之,进入陆地上的水量。比正常情况多,海洋水量就减少,海洋面就下降。虽然要在世界范围内精确地测定水量平衡的变化是有困难的,但在时间的长河里,近百年人们观察测定,海洋在地球水文大循环中,进入陆地的水量并无大的变化,只是时空上的差异而已。这就是说,近百年来海洋面的上升,并不是由于地球上的水文大循环引起的,地球变暖,气温上升才是近百年来海平面上升的真正原因。这是由于现代工业发展后,人类大量燃烧煤、石油、天然气,向大气中排放的二氧化碳日益增多。二氧化碳能够大量吸收地面放出的热量,使大气增温,根据科学家的测算,近百年来地球平均气温升高了约2℃,海洋水受热膨胀,海平面就会上升。更为重要的是,由于地球变暖不仅陆地上冰川和雪盖到处开始融化、渐退,每年有几十立方千米的融水进入海洋,就是冰封亿万年的南极周边也加速融化,永冻土底冰也在减少……如果人类现在还不设法减少向大气中排放二氧化碳,全球平均气温还会持续升高,两极冰川将会全部融化,全球海平面将会大大升高。有人估算过,如果南极洲的冰雪全部融化,海平面的高度将上升60米,那将危及许多岛屿和大陆沿海的低平原与城市,世界上大量的陆地(大部分是沃土良田)将会被海洋吞没,人类将失去难以数计的美好家园,这对人类将是多大的灾难啊。

世界乃至于宇宙万物,无时无刻都处于变化之中,绝对不变之物是没有的,地球上的海洋也是如此。不仅海水的温度、海平面的高低等总在变化之中,就是海洋的大小,四大洋的面积也在变化。过去曾认为海洋是个封闭系统,而现在它正呈现缩小的趋势。自从20世纪初,德国科学家魏格纳提出的“大陆飘移假说”被板块构造理论证实后,地球上大陆飘移得到科学界普遍的认同。根据测量,大西洋在扩张,太平洋在收缩;红海在不断扩大,而欧、非两洲之间的地中海正在不断地缩小。有人预言,几千万年后,红海将成为新的大洋,地中海将消失,太平洋也不再是最大的洋了。