海洋科学发展史名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

（1）海洋科学发展史（章守宇）（2）海洋地质与遥感（李阳东、韩震）（3）物理海洋学与海洋观察（胡松、高郭平）（4）海洋化学（印春生）（5）海洋生物与生态学（章守宇、戴小杰）海洋与科学第1页海洋科学发展史主讲教师：章守宇教授Telmail：syzhang@第2页

地球上有“世界大洋”能够相互连通，但没有连在一起“世界大陆”。

海洋面积占地球总面积2/3以上，水是生命之源，人类从海洋走向陆地，最终仍要回归海洋。第3页“海洋就像一个容器，装满了各种令人惊奇奇妙生物，海不只有波动和爱，还有没有穷生命”——儒勒凡尔纳《海底两万里》

海洋是一个充满魅力和梦幻般美妙世界，有时它碧波万顷，漂亮壮观。有时它波涛汹涌澎湃，巨浪此起彼伏，显示出无穷力量。海洋上变幻无穷景象，自古以来引发了人们种种奇思异想。第4页

这些不一样观点，都起源于人们对生活基本常识积累。因为科学技术限制，人们当初只知道有鱼虾和贝类可捕，并不知道大海里还有什么矿产资源等稀有金属。一、太阳从陆地还是海洋升起？住在平原人认为太阳从陆地升起住在海边人认为太阳从大海升起住在山里人认为太阳从山上升起第5页

15世纪中期以前，在千万年漫长岁月中，海洋曾长久被人类看成是相互交往屏障，因为缺乏渡海交往工具，所以人们经常站在各自所处陆地，把陆海交际处看成是“天之涯，海之角”。

一望无际大海在古人眼里就成了天之尽头，不过一望无际不等于无边无际，这也说明最初人类对海洋认识是狭隘。古语有“一在天之涯，一在地之角。”句子，后人便把它引申成“天涯海角”这句话，用来比喻极其遥远地方。天之涯，海之角第6页洪荒时代就是原始时代。

早期人类没有掌握任何科学知识，对神秘海洋更是一无所知，但人类生来就是有智能生物，凭着本身直觉就更觉察到自己身边“一切”包含自己都与那一片望不到边蓝色水相关，不过又说不清楚到底是怎么回事。

在我们这个星球上，几乎全部民族都有过很多与海洋相关神话。那时代没有文字统计先民生活情况，后人往往凭想像、传说、神话去加以了解。“天地玄黄，宇宙洪荒”第7页夸父追日夸父与太阳竞跑，一直追赶到太阳落下地方；他感到口渴，想要喝水，就喝黄河、渭水水。黄河、渭水水不够他喝，他又去北方大湖喝水。他还没赶到大湖，就在半路上因口渴而死。夸父遗弃手杖，化作一片桃林。夸父追日实际上是中华民族历史上一次长距离部族迁徙，是一次很有胆略探险。不过，因为他们对太阳运行和我国西北部地理情况认识是完全错误，最终悲壮地失败。

他们最多可能从靠近黄海、渤海部族那里知道：东面，就是大海，太阳从海中升起。至于西面，尽头是太阳落下地方——禺谷。第8页八仙过海相传白云仙长有一回于蓬莱仙岛牡丹盛开时，邀请八仙及五圣共襄盛举，回程时铁拐李提议不搭船而各自想方法，就是以后“八仙过海、各显神通”起源。八仙有历史原型，人们把这个掌故用来比喻那些依靠自己尤其能力而创造奇迹事。第9页海女儿海王国有一个漂亮而善良美人鱼。美人鱼爱上了陆地上英俊王子，为了追求爱情幸福，不惜忍受巨大痛苦，脱去鱼形，换来人形。但王子最终却和人间女子结了婚。

巫婆告诉美人鱼，只要杀死王子，并使王子血流到自己腿上，美人鱼就可回到海里，重新过着无忧无虑生活。可她却为了王子幸福，自己投入海中，化为泡沫。

丹麦雕刻家爱德华·艾瑞克森(EdvardEriksen)依据安徒生童话《海女儿》铸塑。第10页海神波塞冬

欧洲历史上最知名，也是威力最大海神--波塞冬（Poseidon）。他用令人战栗地动山摇来统治他王国。他有呼风之术，而且能够掀起或是平息狂暴大海。波塞冬经常手持三叉戟，这成了他标志。当他愤恨时海底就会出现怪物，他挥舞三叉戟就能引发海啸和地震，但象征他圣兽海豚则显示出海宁静和波塞冬亲切神性。爱琴海附近希腊海员和渔民对他极为崇敬。第11页中国海龙王

从古时起中国人就有“四海龙王”传说。龙是中华民族象征和崇敬图腾，同时中华儿女还赋予它统治海洋权利，传说中海龙王是海中“皇帝”，住在海底龙宫，骁勇善战，而智慧威严，身边还有“龟宰相”和无数“虾兵蟹将”。

在很多历史传说中海龙王都是不干好事，动不动就降下灾难“坏神仙”。《西游记》中海龙王成了配角，甚至成为了被孙悟空玩弄戏耍“小丑”。《哪吒闹海》中龙王更是成了凶狠残暴，恃强凌弱坏人，最终被莲花化身哪吒讨伐，狼狈至极。第12页哪吒闹海取自于明代神魔小说《封神演义》中神话故事。因其主角人物哪咤天真烂漫与不畏强权精神，备受人们喜爱。故事中因妖龙作祟，残害百姓，引出哪咤大闹龙宫水府。

哪吒因为杀死了欺负百姓东海龙王三太子敖丙而闯下大祸，东海龙王为报杀子之仇，特地请来了它三位弟兄—南海，西海，北海龙王，于是四个龙王聚在一起兴风作浪，口吐洪水，威胁哪吒父亲李靖交出哪吒。

哪吒不忍牵连父母，更不愿看到百姓受难，于是自己剖腹、剜肠、剔骨，还筋肉于双亲。以后哪吒在其师傅太乙真人帮助下以荷叶莲花之气脱胎换骨，变作莲花化身哪吒，手持火尖枪，脚踏风火轮，大闹东海，砸了龙宫，处罚了作恶多端龙王。第13页依据《山海经》记述这种叫精卫鸟，原来是炎帝溺爱女儿，有一天她去东海玩，可是突然风暴袭来，她死了。女娃变成了鸟，名字就叫作“精卫鸟”。精卫鸟去西山衔来石子儿和树枝，一次又一次投到大海里，想要把东海填平。精卫填海晋代诗人陶渊明写诗说：“精卫衔微木，将以填沧海”。从神话传说中我们照样能够感受到古人征服海洋雄心，勇敢智慧中国人并没有完全屈服在凶险海洋面前。第14页“海之言，晦昏无所睹”

史料有相关记载：“海之言，晦昏无所睹"。从“海”这个字就能看出这一点，“海”是由“晦”这个字演变而来，意思是阴暗可怕。其中“无所睹”意思就是表明不可知，能够想象当初中国人面对深不可测海洋时敬畏程度。

看来威力无穷，至高无上海神好像并不总是受中国古人“爱戴”。然而，中国人对待事物永远是希望和平美好，对于海洋，更多时候是希望它能风平浪静，海神能保佑出海船只平安无事，满载而归。于是，代表着慈爱宽厚女性海神形象也出现在了中华大地上，那就是“海上圣母”妈祖。第15页妈祖又称天妃、天后等，是历代船工、海员、旅客、商人和渔民共同信仰神祗。古代在海上航行经常受到风浪攻击而船沉人亡，船员安全成航海者主要问题，他们把希望寄托于神灵保佑。经过千百年分灵传输，伴随信众走出国门，妈祖也从湄洲逐步走向世界，成为一尊跨越国界国际性神祇，并对于东亚海洋文化中国沿海文化产生重大影响，被学者们称为妈祖文化。10月，妈祖信仰入选非物质文化遗产。妈祖传奇在世界范围内也是不可替换，因为这位海神在历史上实有其人。福建莆田湄洲湾畔妈祖神像“海上圣母”妈祖第16页相传妈祖在世时，海上有一怪物叫晏公，时常在海上兴风作浪，弄翻船只。有一天，妈祖驾船驶到东部大海，怪物又开始兴风作浪，妈祖乘坐船只摇摆非常厉害。妈祖即令抛锚，见前方波涛中一舟上有一金冠绣袖、掀髯突睛之神在作怪。妈祖不动声色，掀起狂风巨浪与之抗击，晏公害怕妈祖神威，叩拜荡舟离去。

但怪物一时为法力所制有所不服，于是变成一条神龙，继续兴风作浪，妈祖说到：“此妖不除，风波不息”，在中游抛锚，制服神龙。妈祖命令晏公统领水阙仙班（共有十八位），护卫海上船民，以后晏公成为妈祖部下总管。妈祖收伏晏公第17页

海洋文化与大陆文化是相互影响、相互融合、相互促进。人类古代文明，就是由大陆文化和海洋文化融合而成。

陆上火与石斧创造出了舟船，舟船水上活动又推进了大陆文化发展。独木舟出现在新石器时代，是人类文化发展到一定程度必定产物，它不但表达了人类生产力发展程度，以及整个社会科学技术发展水平，而且为人类海洋文化发展，开辟了一个崭新纪元。

人类特征，就是对未知世界探求与渴望。人类对水依赖是如此强烈，只要有水流经过，人类就会逐水漂航。古埃及尼罗河文明、两河流域文明及古代中国黄河、长江流域文明，莫不缘此而生。一样，在海洋上，只要有海岛（在人们视野）出现，人们就会乘舟船逐岛而去，从而建立起陆海之间文化交往。古代中国文化，就是这么被一步步传输到世界各地。文化发展与传输第18页公元前7~前6世纪古希腊泰勒斯认为，水是万物根源，而大地则浮在浩瀚无际海洋之中。

公元前4世纪，古希腊思想家中知识最渊博亚里士多德在《动物志》中，已描述和记载170各种爱琴海动物。公元1世纪，中国东汉王充曾科学地指出了潮汐运动和月亮运行对应关系。公元前2--前1世纪，中国《尔雅》除记有海洋动物外，还有海藻记载。

在科学不发达古代，人们对海洋自然现象认识和探索，主要依靠很不充分观察和简单逻辑推理。即使当初只限于直观地、笼统地把握海洋一些性质，但也提出了不少精彩看法。认知升华第19页古希腊时代所认知世界，公元前450年Herodotus所绘地图。第20页公元前140年古希腊Ptolemy所绘地图第21页在我国浙江余姚县河姆渡遗址出土了五支木桨。经C-14测定，五支木桨距今年代为70左右，属母系氏族社会遗物。这证实，渔猎在当初经济生活中，依然起着十分主要辅助作用。

在出土木桨桨柄与桨叶结合处，阴刻有弦纹和斜线纹图饰。由此证实，如此雕工精细木桨，决不是最原始，当有一个漫长发展和演化过程。那麽原始木桨出现，应该更早一些。凤鸟形象牙匕状器“刳木为舟，剡木为楫”第22页无独有偶，一样是在浙江杭州，在萧山跨湖桥新石器遗址，又出土挖掘出了一只独木舟。经C-14测定，这只木舟距今年代为7500~80，应该说这是一个惊人发觉，这是我国迄今发掘到一只最早独木舟。

中华第一舟萧山跨湖桥新石器遗址发觉说明，早在距今70前新石器时代，中华民族祖先已能用火与石斧“刳木为舟，剡木为楫”，证实人类在母系社会就已经开始渔猎生活。第23页

中国古代形成了"历心于山海而国家富"思想，出现了"官山海"即国家管理山区和海洋(主要是海盐生产)开发政策。

位于中国江苏盐城中国海盐博物馆全方位、多角度地收藏、保护和研究中国海盐文化历史资料，反应和展现中国海盐历史文明。

自远古时代至15世纪，接触海洋人主要是居住在沿海地域居民，利用海洋活动主要是采拾贝类和捕捞小鱼，利用海水制盐，在沿海航行。靠海吃海和就近航海实践，使人类形成了海洋有"鱼盐之利和舟楫之便"认识。第24页二、大航海时代到来以及带给人们启示

地理大发觉，又名探索时代或大航海时代，指从15~17世纪欧洲船队出现在世界各处海洋上，寻找着新贸易路线和贸易搭档，以发展欧洲新生资本主义。欧洲涌现出了许多著名航海家，有哥伦布、达伽马、卡布拉尔、迪亚士、德莱昂、麦哲伦等。大航海时代到来，资本主义生产方式兴起，自然科学和航海事业发展，促进了海洋知识积累。这时海洋知识以远航探险等活动所记述全球海陆分布和海洋自然地理概况为主。第25页

1405~1433年郑和七下西洋，历时28年，造访30余国，却没有侵略过一个国家，没有建立一块殖民地，纯系友好邦交和平之旅。它不但在航海活动上到达了当初世界航海事业顶峰，而且对发展中国与亚洲各国家政治、经济和文化上友好关系，做出了巨大贡献。

郑和是世界大航海时代先驱，也是唯一东方人，郑和航行之举远远超出快要一个世纪葡萄牙、西班牙等国航海家，如麦哲伦、哥伦布、达伽玛等人。郑和下西洋第26页15世纪中期以后，先进造船术，发达航海业，舵使用和磁性罗盘导航等先进技术，经郑和七下西洋从阿拉伯国家逐步传入欧洲之后，世界上出现了一股海洋探险热。第27页

克里斯托弗·哥伦布于1492~1502

在西班牙资助下四次横渡大西洋，抵达美洲大陆。哥伦布横渡大西洋第28页开创了在新大陆开发和殖民新纪元。新大陆发觉造成了美国印第安人文明毁灭。从久远观点来看，还致使西半球上出现了一些新国家。这些国家与曾在该地域定居各个印第安部落截然不一样，它们极大影响着旧大陆各个国家。使海外贸易路由地中海转移到大西洋沿岸。

从此以后，西方终于走出了中世纪黑暗，开始以不可阻挡之势崛起于世界，并在之后几个世纪中，成就海上霸业，一个全新工业文明成为世界经济发展主流。哥伦布“圣玛莉亚号”意义第29页1519-1522年，葡萄牙人麦哲伦船队完成了人类历史上第一次环球航行，它以无可反驳事实向全人类证实了地球是圆形说法。

伴伴随新航路开辟，欧洲人发觉了许多当初在欧洲不为人知国家与地域，东西方之间文化、贸易交流开始大量增加，殖民主义与自由贸易主义也开始出现。欧洲这个时期快速发展奠定了其超出亚洲繁荣基础，对世界各大洲在数百年后发展也产生了久远影响。麦哲伦环球航行第30页第31页库克船长考查之旅詹姆斯·库克（1768~1779）曾4次跨越大洋进行海洋地理考查。在1772~1775年间，他首先完成了环南极航行，探索了南极冰圈范围。

库克是继哥伦布之后在地理学上发觉最多人，南半球海陆轮廓很大部分是由他发觉。他在海上准确地测量经纬度，取得了大量表层水温、海流、大洋测深及珊瑚礁等科学考查资料。第32页

三次大洋调查，对印度洋和太平洋几乎全部岛屿进行了详细考查，澄清了地理大发觉时期留下许多不定问题。库克三次海洋探险路线图第33页中期海洋科学考查德国冯·洪堡1799~18和法国植物学家邦普兰德一起考查秘鲁海流英国生物进化论创始人查理·达尔文1831~1836年随“贝格尔”号远航挪威南森1893年领导“弗雷姆”号发觉北冰洋海流环流模式美国“信天翁”号1888~19首次取得东太平洋海域环境诸要素德国“流星”号1925~1927年对大西洋深度进行了测量，因计划周密、仪器新奇、结果丰硕而倍受重视，且测量仪器不停改进。

大规模海洋调查，不但积累了大量资料，而且也观察到许多新海洋现象，还为观察方法本身革新准备了条件。第34页图为贝格尔号(HMSBeagle)于1832年7月5日泊于里约热内卢外海情形

“贝格尔”号(HMSBeagle)前后进行了三次环球航行，南美洲南端“贝格尔海峡（CanalBeagle，位于阿根廷贝格尔省）”是以这艘船命名。

英国生物学家查尔斯·罗伯特·达尔文曾于1831~1836

年乘“贝格尔号”作了历时5年环球航行，对动植物和地质结构等进行了大量观察和采集。1859年出版了进化论经典著作《物种起源》。“贝格尔”号第35页“贝格尔”号三次航行路线图第36页1835年9月15日~10月20日“贝格尔”号在加拉帕戈斯群岛考查红线是“贝格尔”号航线，黄线是调查船航线

达尔文在澳大利亚考查路线图第37页

英国“挑战者”号1872~1876年环球航行考查，航程达68890海里，“挑战者”号在除北冰洋以外三大洋和南极海域，进行了多学科综合性观察。挑战号官方汇报中所绘HMS挑战号插图

“挑战者”号(1872-1876)

船员发觉4700各种海洋生物新品种第一次在太平洋深海海底采集到锰结核(多金属结核)样品在马里亚纳海域测得8180米最大深度第38页挑战者号上生物试验室挑战者号深水拖曳采样情形这次考查对362个站位上进行了水文观察;在492个站位上做了深度测量；在133个站位进行了深水拖网。采集到大量海洋底栖生物、海洋浮游生物和深海鱼类标本以及水样和沉积物样品。后继研究又取得了大量结果。第39页“挑战者”号在南极附近海域发觉鲸群“挑战者”号用拖网采集海底生物第40页“挑战者”号环球海洋调查路线图

这是世界上首次环球海洋考查，标志着人们对海洋探险精神转变为真正探索海洋，是近代海洋科学开端。第41页

第一次世界大战期间,德国人在西欧“敌对国”沿海港外海域中放置了许多水雷,企图攻击军舰,封锁港口。不料,这些水雷很快便出现在北冰洋洋面上,并一一触冰爆炸。一时议论纷纷,人们不了解德国人为何在渺无人迹北冰洋安放水雷。德国人则对这些水雷为何从大西洋漂移到北冰洋感到疑惑不解。原来是洋流在做搬运工。海洋中海水常年比较稳定地沿着一定方向做大规模流动，称为洋流，也叫海流。

挪威海洋科学家南森1893年领导“弗雷姆”号发觉北冰洋海流环流模式。

北冰洋环流模式

第42页北冰洋洋流系统由北大西洋暖流分支挪威暖流、拉布拉多寒流、北角暖流和东格陵兰寒流等组成。北冰洋洋流进入大西洋，在地转偏向力作用下，水流偏向右方，沿格陵兰岛南下称东格陵兰寒流，沿拉布拉多半岛南下称拉布拉多寒流。第43页当你知道这么事实：从海洋表面到海底最深处海沟，都有生命在悄无声息运动着，你就不会错愕：海洋有着地球上99%生存空间，我们确实生活在一个真实水球之上。

三、海洋科学与地球科学第44页

海洋是地球上决定气候发展主要原因之一。海洋本身就是地球表面最大储热体。海流是地球表面最大热能传送带。海洋与空气之间气体交换（其中最主要有水汽、二氧化碳和甲烷）对气候改变和发展有极大影响。第45页近代海洋科课时期二次大战对海洋科学发展影响各国政府对海洋研究投资增加更先进研究船与设备，如盐温深仪（CTD）、气象卫星、海洋卫星、深水器、水下试验室、水下机器人、海底深钻和立体取样立体观察系统等国际海洋科学组织纷纷成立海洋国际合作调查研究大规模开展主要发觉与突破屡现，数十年结果超出历史总和第46页海洋国际合作国际地球物理年（IGY,1957-1958）国际印度洋考查（IIOE,1957-1965）热带大西洋国际合作调查（ICITA,1963-1964）黑潮及邻近水域合作研究（CSK,1965-1977）全球大气研究计划（GARP,1977-1979）国际海洋考查（IDOE,1971-1980）世紀气候研究计划（WCRP,1980-1983）深海钻探计划（DSDP,1968-1983）热带海洋与全球大气（TOGA,1985-1994）世界大洋环流试验（WOCE,1999-2000）国际海洋全球改变研究（IMAGES）海岸带陆海相互作用研究（LOICZ,1995-2005）全球海洋生态动力学研究（GLOBEC,1995-2005）全球有害赤潮生态学和海洋学（GEOHAB）第47页主要海洋研究结果板块构造说，被誉为地质学革命；海底热泉发現，使海洋生物学和海洋地球化学取得新启示；海洋中尺度涡旋和热盐细微结构发觉与研究，促进物理海洋学新发觉；大洋环流理论、海洋生态系、热帶大洋和全球大气改变等领域都有突出进展与结果。第48页第49页这艘美国海洋钻探船建成于1968年，所获取资料，为当代海洋科学，尤其是对于人们认识深海盆地形成及沉积物，验证“海底扩张”造成大陆漂移，提供了有力证据。经过岩芯取样，证实海底扩张造成大陆漂移；在墨西哥和西非近海海底发觉了含有石油开

发前景盐穹；发觉在1200万年前地中海是一个巨大充满盐和石膏等矿物“死海”；“格洛玛·挑战者”号(1968)海上钻探第50页深海热泉口生物海洋学家罗伯特-巴拉德借助“阿尔文”号深潜器，在太平洋加拉巴哥裂谷深处发觉热液喷口，科学家首次发觉不依靠光合作用生命形态。

水是生命之源，深海热泉口生物发觉，又一次让人们对生命之源进行了思索。另外，深海热泉生物营养链是对生态系统理论主要补充。

海底有害物质浓度远高于陆地，而生存在这里微生物能够分解这些物质并以其为能源繁衍生息，所以这些生物在环境保护方面含有主要应用价值，比如降解石油污染和有机毒物微生物已投入使用。第51页第52页

海上石油钻井平台丰富渔业资源上海第一座潮汐发电站海边盐场第53页

1985年，罗伯特·巴拉德再次成为媒体关注焦点。这一次，他率领探险队发觉了“泰坦尼克号”沉船残骸。

自从美国国家地理学会驻会探险家罗伯特·巴拉德和让-路易·米歇尔在1985年发觉了泰坦尼克号沉船之后，时不时会有机器人或者载人潜水器来到这里，围绕它阴森森表面巡行，对着它发出声呐射束，拍些照片，然后离去。“泰坦尼克”号

“泰坦尼克号”残骸在黑暗中沉睡，腐坏钢铁乱七八糟地散落在北大西洋海底约400公顷一片海床上。这里真菌滋生，各种奇怪无色生物身受千钧重压而安之若素，在凸凹不平船骸中觅食。第54页詹姆斯·卡梅隆电影《泰坦尼克号》总导演詹姆斯·卡梅隆曾有过屡次深潜经历，包含很屡次对大西洋底“泰坦尼克”号残骸考查探险。3月29日，卡梅隆进行了首次单人下潜至马里亚纳海沟最深处探险，他在海底拍摄视频录像开始逐步对外公布。卡梅隆透露，其潜水器因海底巨大压力缩短了7cm。卡梅隆下潜时间超出2小时，抵达海底之后发回第一句话是“全部系统都正常”。第55页6月24日，中国“蛟龙号载人深潜器”在西太平洋马里亚纳海沟试验海域成功创造了载人深潜新历史统计，最深到达7020米海底。“蛟龙号”当前已完成热液取样、生物采集、海底布放等多项深海科考项目。蛟龙号将研究并推进实际应用，我国海洋事业又将进入一个新历程。第56页辽宁号航空母舰中国第一艘当代航母，舰长304米，舰宽70.5米，并于11月首降成功。第57页第58页美国红河洪水1997厄尔尼诺现象造成季节性融雪进入红河，水位暴涨红河已无力接收来自支流水量，最终造成洪水泛滥。第59页全球变暖红线是人类影响条件下温度异常波