现代科技综述知识文库：印度洋自然地理

1、现代科技综述系列印度洋自然地理科技是人类区别于动物的重要文明之一，是人类对自然规律研究和利用的学科。本文提供对科技基本概念“印度洋自然地理”的解读，以供大家了解。印度洋自然地理印度洋位于亚洲、非洲、南极洲和澳大利亚之间，面积7492万km2，为世界第3大洋。印度洋平均深度3897m，最深的阿米兰特海沟(Amirante Trench)9074m。印度洋有北部封闭、南部开敞的水平轮廓，北部因受较多的半岛、岛屿穿插分隔，形成许多边海、内海与海峡，因而岸线曲折，而南部岸线比较平直简单。印度洋底展布着“入”字形的大洋中脊海岭、广泛分布的大陆隆起、特有的90E海岭、巨大的恒河与印度河水下冲积锥以及几个大

2、的海盆相嵌其间，构成印度洋海底地貌的基本格局。印度洋的主体部分位于赤道带、热带和副热带范围内，因此，被称为热带性的海洋。由于印度洋与亚洲大陆的交互作用，随着季节的交替，使印度洋北部形成热带季风气候和特有的季风洋流。印度洋海洋资源以石油最突出，波斯湾是世界海底石油储量产量最丰富的地区。印度洋的产生和形成，与冈瓦纳古陆的分离和特提斯海的缩小衰减过程紧密相关。根据“海底扩张说”与“板块构造”理论，结合大量的海洋地质调查和有说服力的动植物化石，都充分证明了以上说法的正确性。大致在三叠纪以前，冈瓦纳古陆还是一个整体，特提斯海呈一巨大的三角形楔在北方劳亚古陆和南方冈瓦纳古陆之间。到侏罗纪时冈瓦纳古陆开始分

3、裂，至晚侏罗世，即距今约1614亿年前，非洲大陆与南极澳大利亚大陆之间出现大洋中脊，古特提斯海向西南侵入，构成了印度洋的雏型。到了晚白垩世，即距今108亿年前，印度、马达加斯加与非洲大陆脱离，相继在非洲与马达加斯加、马达加斯加与印度、印度与澳大利亚南极大陆之间，发展了大洋中脊。其后，印度洋板块随着洋底的快速扩张，每年向北漂移10cm左右，直到早第三纪末即距今约06亿年前，与亚欧板块发生碰撞，形成喜马拉雅山。印度洋今天的轮廓和规模，直到第四纪即约003亿年以后才形成。印度洋北部的阿拉伯海、波斯湾、亚丁湾、红海一带的海上航行，大约早在70008000年前就开始了。考古学家们从巴林群岛、阿拉伯半岛南

4、部、马达加斯加岛，以至古埃及首都菲瓦等地发掘出远古印度的大量文物古迹，就证明了印度远在石器和铜器时代，就已是一个航海国家了。印度洋北部成为世界最早的航运中心，一方面在其沿海一带孕育了世界上灿烂的古代文明(印度、巴比伦、埃及)，另一方面北部印度洋有规律地变换方向的热带季风和季风洋流，给这里发展海上航行、贸易往来赋予了特殊有利的条件。在孟买附近的“洛塔尔”，就发掘出7000年前的港口码头、货站和船坞。船坞规模长达280m、宽37m，这在当时是相当惊人的。有由当时印度、波斯、阿拉伯等国的海员、商人利用北印度洋的“贸易风”往返航行于印度半岛、阿拉伯和东非沿海的史料记载，他们当时对北印度洋的气候、水文等

5、情况已有初步的了解。对印度洋最早记述的着作叫厄立特里亚海环行记，此书写成于公元1世纪。本书总结了当时各国海员在印度洋的航海经验，详细介绍了沿海各国的物产、港口情况和航运距离，记载了横越印度洋的贸易状况。书中谈到海员们依据季风的规律性，限期在一定时期内，快速横渡印度洋辽阔的洋面，改变了传统的紧靠岸边慢速航行的走法。写于公元1世纪的中国汉书地理志，记载了中国商船从广东徐闻、广西合浦出发，满载丝绸、琉璃以及黄金、珠宝等，经过南海、安达曼海、孟加拉湾而抵达印度，并从印度运回珍珠、宝石及土特产品，这说明汉代或更早的时间，中国海员已来到印度洋。根据宋书记载，在南朝的刘宋时代(420479)中国远洋帆船已到

6、达波斯湾湾头。阿拉伯马苏第在其黄金草原一书中说，6世纪时，中国商船经常来到波斯湾阿曼、巴林和巴士拉港进行货物交换与贸易。英国李约瑟主编的中国科技史一书明确指出：公元350年，中国船只航行到马六甲海峡北口槟榔屿，公元4世纪末横越东印度洋到锡兰(斯里兰卡)，5世纪时来到波斯湾尽头的幼发拉底斯河口，并访问了天然良港亚丁。另据阿拉伯史料也证明了李约瑟的论断是正确的，而且还证明苏哈尔港(阿曼港口)曾被阿拉伯商人称为“通向中国的门户”。自从宋代航海用指南针于航船以后，中国广州、泉州与阿拉伯、印度、东非各国通过印度洋进行贸易交往已非常频繁，这条航线即是着名的“海上丝绸之路”。15世纪上半叶，中国郑和率领庞大

7、的船队7次下“西洋”，前后达28年(14051433)，航行于印度洋和南中国海广阔海面对一些重要海域、海峡，如安达曼海、孟加拉湾、阿拉伯海、红海、马六甲海峡、尼可巴海峡、曼德海峡与霍尔木兹海峡等，都进行了考察，他们途经40多国，穿过印度洋北部各海，直到东非沿岸，并发现了马达加斯加岛。这一发现比欧洲人发现该岛还早60年。郑和率领的船队用指南针定向，对途经的海岸、岛屿、水深、海水运动和风向等都作了记载。在郑和7次下“西洋”半个世纪之后，欧洲人为了通过海路寻觅印度和中国，受葡萄牙国王派遣的瓦斯科达伽马(Vasco da Gama)，率领船队于1498年初绕过“风暴之角”(后取名好望角)进入印度洋，后

8、沿东非海岸北上，到马林迪(Malindi)港，在阿拉伯航海家艾伊马吉德的导航帮助下，成功地横渡北印度洋抵达印度西海岸的卡利卡特(Calicut)港。在这次有名的从欧洲穿过印度洋到达印度航行之后，便开始了绕过非洲南端与印度的定期航行，一直到苏伊士运河开凿通航为止。此后，受西班牙国王命费尔兰多麦哲伦(Fernao de Magalhaes)率队由圣罗卡(Sanlacar)启航，越过大西洋，绕过南美洲，穿过太平洋到亚洲的菲律宾和摩奴佳群岛，并第1次横越印度洋中部，绕过非洲南端最后返回西班牙。1642年阿塔斯曼以爪哇为基地在印度洋发现了马斯克林群岛，而后向东南航行，在南纬49处折而向东，绕过了澳大利亚

9、南部，并发现了塔斯马尼亚岛和新西兰岛。其后，着名的库克(Captain Jemes Cook)于17661779年进行了3次航行，特别是前2次为了寻觅“南大陆”而远达印度洋、大西洋、太平洋的南部海域，包括南极附近的浮冰区(7110S)。所以，库克是第1位到达并探测南印度洋的航海家。到18世纪后期，人们对世界陆地与海洋已经积累了相当丰富的实际探险和考察材料。对印度洋的轮廓、主要岛屿、主要航线、气象和海流特点等，都有了较为清楚的了解。在此基础上，已绘制出印度洋沿岸及主要岛屿的地图。19世纪开始了世界洋的科学考察。俄国别林斯高晋和MM拉扎列夫乘坐“东方”号与“和平”号在南半球高纬区海域探测航行，于1

10、820年首次发现了南极洲，同时对南极水域进行了系统的水文、气象观测。1853年在比利时首都召开了第1次国际海洋会议，通过了世界统一的航海观测制度，这对观测标准化、综合系统整理各国观测和收集的世界海洋资料、系统进行海洋科学研究工作，起了重大的作用。从19世纪后半期起，一些国家开始使用专门的船只对海洋进行考察。第1个考察队是英国的“挑战者”号(Challenger)。考察时间从1872年12月到1876年5月。此次历时3年多的包括印度洋在内的环球考察，包括海水深度和密度、表层和深层水温、海水透明度、海洋环流，还测量了各海域的地磁值。本次系统综合的调查材料和标本，由70位科学家从事整理分析研究，用了

11、20年时间，写成了报告50卷、计29500页，还有3000多幅插图，成为近代海洋学“奠基性调查”总结报告。为了填补“挑战者”号未曾进行的赤道无风带海域的调查，瑞典“信天翁”号(Albatross)于19471948年对印度洋和太平洋、大西洋的这一海域进行了补充观测和调查。从本世纪50年代后期兴起、60年代得到蓬勃发展的国际联合海洋调查，标志着海洋考察与科学研究发展到一个新的阶段，如19571958年的“国际地球物理年”(IGY)组织了40多个国家80艘船只，对世界大洋进行全面系统调查，其中前苏联“勇士”号等对印度洋和南极海区作了大量的调查。19601964年的“国际印度洋调查”(IIDE)，由

12、联合国教科文组织发起，有10多个国家的36艘调查船参加。此次调查发现了新的海山和苏达群岛南岸的涌升流鱼场，发现了索马里海流、红海热洼及丰富的重金属矿泥、印度洋的赤道潜流等。1968年以美国为首的“深海钻探计划”(DSDP)由“格洛玛挑战者”号(Glamor Challenger)实施，历时15年(19681983年)，共完成96个航次，航程60万km，在大西洋、印度洋和太平洋624个站位上钻井1092口，取得岩芯95000余m。从1985年起，“大洋钻探计划”(ODP)由“乔迪斯决心”号(TOIDES Resolution)钻探船施行。该船在1987年第115航次中，在印度洋底第一次取得未被扰

13、动的岩芯，这为研究和重建印度洋古海洋环境史提供了重要的依据。此后几个航次对孟加拉湾与阿拉伯海底进行了多次钻孔，从而取得了不同部位与不同厚度的岩芯。从这些钻孔取样分析研究，对印度洋板块与亚洲板块的碰撞和喜马拉雅山青藏高原的隆升过程，获得了更具体的了解。随着喜马拉雅山、脉的隆起，直接影响到印度洋北部热带季风的形成和演变。当西南季风盛行时，阿拉伯海西侧出现上升流，富含营养盐的上升流导致海洋生物的繁殖，这在阿拉伯海海底沉积层的微体古生物化石中得到了反映。强盛的季风还导致海水中缺氧，从而形成纹层状缺氧沉积物。通过对孟加拉湾、阿拉伯海及印度洋其它海域的钻探和取样分析，对印度洋洋盆的演化、古海洋环境的变迁、

14、热带季风和季风洋流发展的复杂历史以及海底矿产资源的分布和生成等方面的认识，均较以前有很大的进步。19711980年的“国际海洋考察10年”，是迄今国际上规模最大、内容最广、时间最长的一次国际联合调查研究。调查研究涉及环境质量、环境预报、海底资源和海洋生物资源4大领域，分5类40多项具体内容。共有80多个国家和地区参加，使用了从调查船、飞机、潜水器、浮标到人造卫星等多种新技术和仪器，取得了丰硕的成果。其中对北印度洋季风环流多要素、多因子的综合调查(1973)和专门观测(1976)，对南印度洋绕极流的观测和野外实验(19751977)，发现绕极流并不是象过去认为那样是1支单独环流，而是由3支性质不

15、同的射流组成。在印度洋东南部海域，绕极流的经向热力结构也包含了1个温度为13的较为均匀的水“透镜”，与湾流的热力结构相类似。同时，还发现绕极流也有象湾流那样的流环和中尺度涡旋，并证明它们在经向热量输送过程中起着重要的作用。在利用C14放射性元素作为示踪物进行印度洋水团追踪，发现深层水的更新速率比早先估算的快得多。过去认为大洋深层水几乎是停滞的，起码要几千年才能更新一次，而此次测量结果，得知从60S30N，大约只需要600年时间，印度洋底层水更新时间，最多不会超过1200年，而边缘海的海水更新一次不到100年。另外，通过印度洋岩芯同位素C14的测定，确定印度洋的沉积速率为1100cm10000a

16、。近期已实施或正在实施的“第1次全球大气试验”(FGGE)、“全球大气研究计划”(GARP)、“世界气候计划”(WCP)、“热带海洋全球大气试验”(TOGA)、“季风实验”(MONEX)等试验研究的完成，对印度洋的气象气候特点及其活动变化规律以及形成机制的认识，必然会产生新的突破性进展。为了对印度洋自然地理更深入的认识，特别为了更充分合理地利用开发印度洋的自然资源，在今后应进一步对印度洋包括各个海域的水文、气象，尤其对印度洋北部的孟加拉湾、阿拉伯海区进行全面系统地观测调查研究，对于这里的海洋、大气相互作用的过程和机制的研究、对于经常给孟加拉湾北部沿岸造成巨大危害的热带飓风和风暴潮的研究、对印度洋及其属海的海底矿产资源、生物资源的分布、数量及其开发利用的调查研究，尤其对波斯湾及其附近地区的石油、天然气资源的研究等，应是今后研究的重点课题。与之同时，对这里的海洋石油污染和防治途径的研究，对保护印度洋环境也至关重要。【参考文献】： 1 胡欣，等印度洋纵横谈福州：福建人民出版