人与自然 系列丛书-第111章
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海底热泉
在水深约2700米的东太平洋海岭之上，科学家们清楚地看到一幅奇特的景象：海底耸立着一系列大的“烟囱”。一股股“黑烟”或“白烟”不断地从“烟囱”里冒出来，其实，这不是什么烟，而是富含矿物质的高温热水。这些“烟囱”有规律地排成一线，长达几公里。据测定，有些热泉水温高达400℃。
海底热泉并不只是这一处。科学家们在太平洋、印度洋、大西洋的中脊和红海等地相继发现了许多正在活动的和已经死亡的“烟囱”。海底热泉为什么出现在大洋中脊呢？原来，洋中脊是多火山多地震区，岩石破碎强烈，海水能通过破碎带向下渗透，渗入的冷海水受热后，以热泉形式从海底泄出。在冷海水不断渗入、热海水不断排出的循环过程中，洋底玄武岩中铁、锰、铜、锌等元素溶于热海水中，成为富含金属元素的热液而喷涌出来。由于洋中脊是大洋板块的分离部位，那里的岩石圈地壳最薄弱，因此又是地幔热流最好的突破口。热泉水带上来的物质多金属硫化物或氧化物，它们沉淀在热泉喷口周围，形成具有经济价值的“热液矿床”。
海底热泉的发现与研究，打破了人们对深海大洋的传统看法，在认识海洋、开发海洋方面提出了一系列新的问题。在地质学方面，海底热泉是人们能够看到的海水在洋壳里不断循环的现象。
向大海要田
浪和潮汐对海岸的冲击形成了海岸地形。小范围的海岸地形是海浪对沿岸岩石和沉积物的冲击作用造成的；大范围的海岸地形的形成，是由于陆地和海平面相对垂直运动的结果。
海浪和潮汐对海岸的冲击产生了两种海岸地形，即侵蚀型和堆积型。侵蚀型海岸一般有数百公里长；而堆积型海岸则更长，但是海岸线一般比较平滑。侵蚀型和堆积型海岸有时会交错出现，形成景色各异而又迷人的海岸。
当侵蚀波携带着飘砾、卵石和沙冲击坚硬和较坚硬的岩石时，首先侵袭由断层引起的岩石裂面、裂缝，然后侵袭较松软的岩石层面。侵蚀波这种持续不断的侵蚀，在平缓延伸至海水里面的岩石前面留下了被削痕迹。这种地形在低潮时露出水面。
当海崖是由较松软的物质组成时，侵蚀现象则靠波的冲击力来完成。海岸的沉积物来源于海崖上部发生的滑波和山崩。
海滩一般形成于海崖的脚下和海岬之间的海湾中，是被侵蚀的岩石和贝壳碎悄暂时的堆积。大部分海滩物质最终运移到深水域或沿海岸运移，然而，在某些情况下，由于沙砾的沿岸和向岸运动，海滩继续堆积，从而形成堆积型海滩，如海滩平原、沙嘴和沿岸沙坝。通常海滩和沙坝经冬季风暴的作用露出海平面后，将会由于风成沙丘的堆积而变得越来越高。洪水带来的泥沙成为潮间带沉积物。当这些沉积物继续向高潮线堆积时，不断集结海洋和沼泽植物，直到超出平均最高潮线。泥沙在近岸水域中不断堆积，直到超出平均最高潮线，最终成为人类向大海要田的潜在来源。
新出现的海洋牧场
自然鱼类资源的减少，人们对海产品的需求量的增加，致使海洋牧场在一些国家出现了。
首先是变捕鱼为养鱼。要保证海洋牧场丰收，培殖鱼的种苗生产技术是第一步。近年来，人们在鱼的人工授精、孵化、仔鱼育成、人工放流等技术上都有突破性的进展。利用各种鱼的洄游特性进行放养，使得近海渔场的鱼种不断增加，保证了鱼的产量。
第二是贝类养值。鲍鱼、干贝、牡蛎等经济价值较高的贝类，已经能实现工厂化育苗，待各种贝成苗后进行海上放牧。在我国的大连市、山东长岛县，都已建成贝苗养殖车间，并向沿海渔民供给贝苗。
第三是藻类养殖。藻类养殖主要有海带、裙带菜、紫菜等。藻类养殖在我国沿海已经非常普及。我国从北到南的浅海滩涂，开辟了大面积的藻类养殖常第四是虾蟹养殖。科技人员已经突破了亲虾越冬等技术难关，实现了虾苗驯养、放流等。
随着技术的进步，许多海上牧场又从单一养殖逐步实现立体养殖。海水的表层用来养殖海带等海藻，底层用来养殖蟹贝，中层水用来养殖经济鱼或虾等，实现生态海水养殖业。
海洋开发技术——人类生存的新领域
人类在自身发展的过程中，不知不觉地为自己的继续生存发展设置了重重障碍。日益逼近的人口“爆炸”和资源能源危机，使人们越来越深刻地感到必须寻求缓解的途径，这个途径是依靠科学技术的进步和海洋的开发与利用。
海洋资源远比陆地资源要多，多得使人难以置信。自本世纪60年代开始，海洋资源开发迅速发展，70年代已形成世界经济规模的开发。海洋资源主要有五大部类：1。生物资源。解决人类食物的最大“粮仓”在海洋。海洋的利用是立体化的，比陆地利用度高许多倍。海洋潜藏着许多生物，其种类比陆上更多，食物蕴藏量也远比陆上丰富得多。据估计，地球生物资源80％在海洋，而目前由于开发技术和经济力量所限，海洋为人类提供的食物只占总量的2％，以捕鱼为例，全世界海洋鱼产量在80年代初年平均为7000万吨，虽然仅占全球鱼类总量的0。3％，但相当于陆地牛肉、羊肉总量的60％以上；如果采用高技术捕捞和科学管理方法，海洋鱼产量可提高3～7倍，即可达2～5亿吨，这将解决人类食物的一大部分。
2。矿物资源。海底矿物资源远比陆地要丰富，海水中含有70多种元素，具有巨大经济价值的海底矿种，已查明有四大类，即含金属的软泥、锰团块、富钴结核和块状硫化物矿藏。据估计，全球海洋矿物资源达6000亿吨。海底矿藏对发展现代工业极为重要，其中锰团块提炼后是电子工业、航天工业和机械工业所需的高级特种钢的原料，钴是制造导弹、火箭和合金钢的重要材料，钛是深海潜水船、航天飞行器和高速飞机的重要材料。
3。能源。地球上的石油储量有一半以上蕴藏在海底及地壳以下。日本资料表明，1970年至1977年全世界发现的主要油田77％在海洋中。近几年专家们通过勘探等手段，估计全球海底石油储量约2500亿吨以上，大陆架海底石油可采储量是陆地储量的3倍，按目前的消耗计算，约够人类使用270年以上。世界上已有50个国家和地区从海洋中获取石油，年产原油7。6亿吨，占世界石油总产量的28％。大洋中的天然气储量更丰富，分布更广泛。此外，海洋的潮汐、波浪、海流、温差、盐差、海上太阳能和风能等自然资源，十分丰富。
4。化学资源。经过10多年的研究，通过化学手段，已可从海水中提取钾、溴、镁、铀等化学元素。海水中有大量钾，可制成钾肥。海水淡化是解决世界淡水资源的重要途径。
5。副产品资源。从海洋中发现许多作为新材料、新能源和半导体研究所需的重要资源，从蟹、虾的甲壳中提取高分子壳质，从墨斗鱼和狭鳕中提取作人造骨材料和液晶材料，从海生物体内提炼制作新药和机能性高分子的新物质。
海洋开发蓬勃发展
60年代以来，海洋开发已进入了一个新阶段，现在除了传统的海洋渔业、海洋运输业和盐业之外，已经开拓出一些新的海洋产业，如近海油气、海水增养殖、滨海旅游、滨海采矿、海水淡化、水下工程等，还有一些正在酝酿之中的海洋开发，如深海采矿、海洋再生能源开发、海水综合利用、新的海洋空间利用等，它们有可能在21世纪形成产业。1980年世界海洋开发产值约2500亿美元，1985年增加到3500亿美元，国外有人预测，到2000年世界海洋开发产值可能超过20000亿美元，届时海洋开发产值在世界经济总产值中所占的比重将由目前的5％上升到16％。
海洋油气开发的迅速兴起是现代海洋开发最引人注目的事件，它的产值已占海洋开发总产值的一半以上，这是在近20多年发生的事。60年代以后，由于海洋石油勘探和开采技术迅速发展，出现了各种先进的地球物理勘探技术和许多新的移动式石油钻探和开采平台，勘探开发水域迅速向大陆架推进，新的海上油田不断出现，石油产量大幅度上升。到1989年，海上石油产量已达7。4亿吨，占世界石油总产量的25％，20多年来产量增长7倍多，其发展速度之快大大超过陆上石油开发。特别是英国，原来的石油供应主要依靠进口，从60年代中期开始开发北海油田，仅仅10年时间，由石油输入国变成了石油输出国，给英国社会经济带来巨大利益。同时，海洋开发技术大为提高。近几年，由于深海开发、高技术所取得的新进展，开发水深已超过200米，最大采油水深可达500多米，并正在设计制造700～900米的作业平台。据国际能源机构预测，到2000年，世界海上石油产量可能达到13亿吨，约占当时世界石油消耗总量的40％以上。
海洋可再生能源的开发，从长远看具有更重要的意义。海洋再生能源包括潮汐能、海水热能、海浪能、海潮流能、海水盐差能等等，这些发生在海洋中的自然现象，蕴藏着巨大的能量。它们是可以开发利用的一种新能源，而且可以再生，不污染环境。由于技术经济上的原因，大部分海洋可再生能源未被开发利用，只有潮汐能的开发已进入实用阶段。现在全世界拥有大小潮汐发电站十几座，其中最大的法国朗期潮汐电站装机容量达24万千瓦，它提供的电力占法国全部电力的8％～16％。海洋热能发电，波浪发电技术也取得进展。
深海矿物资源的开发将是具有深远意义的事件，在这些矿物资源中，最具有开发前景的是多金属结核矿和深海软泥。由于深海调查技术的发展，人类认识到深海矿物资源是一种储量巨大
