海洋科学发展史公开课获奖课件

（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测（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：章守宇专家Telmail：第2页地球上有“世界大洋”可以互相连通，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“海洋就像一种容器，装满了多种令人惊奇奇妙生物，海不只有波动和爱，尚有无穷生命”——儒勒凡尔纳《海底两万里》海洋是一种充斥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，自古以来引起了人们种种奇思异想。第4页这些不一样样观点，都来源于人们对生活基本常识积累。由于科学技术限制，人们当时只懂得有鱼虾和贝类可捕，并不懂得大海里尚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世纪中期此前，在千万年漫长岁月中，海洋曾长期被人类当作是互相交往屏障，由于缺乏渡海交往工具，因此人们常常站在各自所处陆地，把陆海交际处当作是“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，这也阐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，用来比方极其遥远地方。天之涯，海之角第6页洪荒时代就是原始时代。初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，凭着自身直觉就更察觉到自己身边“一切”包括自己都与那一片望不到边蓝色水有关，不过又说不清晰究竟是怎么回事。在我们这个星球上，几乎所有民族均有过诸多与海洋有关神话。那时代没有文字记录先民生活状况，后人往往凭想像、传说、神话去加以理解。“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，由于他们对太阳运行和我国西北部地理状况认识是完全错误，最终悲壮地失败。他们最多也许从靠近黄海、渤海部族那里懂得：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措施，就是后来“八仙过海、各显神通”来源。八仙有历史原型，人们把这个掌故用来比方那些依托自己尤其能力而发明奇迹事。第9页海女儿海王国有一种漂亮而善良美人鱼。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)根据安徒生童话《海女儿》铸塑。第10页海神波塞冬欧洲历史上最著名，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，并且可以掀起或是平息狂暴大海。波塞冬常常手持三叉戟，这成了他标志。当他愤怒时海底就会出现怪物，他挥动三叉戟就能引起海啸和地震，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拜。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拜图腾，同步中华子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，身边尚有“龟宰相”和无数“虾兵蟹将”。

在诸多历史传说中海龙王都是不干好事，动不动就降下劫难“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，备受人们爱慕。故事中因妖龙作祟，残害百姓，引出哪咤大闹龙宫水府。哪吒由于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，特地请来了它三位兄弟—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。后来哪吒在其师傅太乙真人协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，惩罚了作恶多端龙王。第13页根据《山海经》记述这种叫精卫鸟，本来是炎帝宠爱女儿，有一天她去东海玩，可是忽然风暴袭来，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可以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”

史料有有关记载：“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，可以想象当时中国人面对深不可测海洋时敬畏程度。看来威力无穷，至高无上海神仿佛并不总是受中国古人“爱戴”。然而，中国人看待事物永远是但愿和平美好，对于海洋，更多时候是但愿它能风平浪静，海神能保佑出海船只平安无事，满载而归。于是，代表着慈祥宽厚女性海神形象也出目前了中华大地上，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、商人和渔民共同信奉神祗。古代在海上航行常常受到风浪袭击而船沉人亡，船员安全成航海者重要问题，他们把但愿寄托于神灵保佑。通过千百年分灵传播，伴随信众走出国门，妈祖也从湄洲逐渐走向世界，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，妈祖信奉入选非物质文化遗产。妈祖传奇在世界范围内也是不可替代，由于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，晏公胆怯妈祖神威，叩拜荡舟拜别。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，后来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互相影响、互相融合、互相增进。人类古代文明，就是由大陆文化和海洋文化融合而成。陆上火与石斧发明出了舟船，舟船水上活动又推进了大陆文化发展。独木舟出目前新石器时代，是人类文化发展到一定程度必然产物，它不仅体现了人类生产力发展程度，以及整个社会科学技术发展水平，并且为人类海洋文化发展，开辟了一种崭新纪元。人类特性，就是对未知世界探求与渴望。人类对水依赖是如此强烈，只要有水流通过，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。同样，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，就是这样被一步步传播到世界各地。文化发展与传播第18页公元前7~前6世纪古希腊泰勒斯认为，水是万物本源，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多种爱琴海动物。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，尚有海藻记载。在科学不发达古代，人们对海洋自然现象认识和探索，重要依托很不充足观测和简朴逻辑推理。虽然当时只限于直观地、笼统地把握海洋某些性质，但也提出了不少精彩见解。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迹出土了五支木桨。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。这证明，渔猎在当时经济生活中，仍然起着十分重要辅助作用。

在出土木桨桨柄与桨叶结合处，阴刻有弦纹和斜线纹图饰。由此证明，如此雕工精细木桨，决不是最原始，当有一种漫长发展和演化过程。那麽原始木桨出现，应当更早某些。凤鸟形象牙匕状器“刳木为舟，剡木为楫”第22页无独有偶，同样是在浙江杭州，在萧山跨湖桥新石器遗迹，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，应当说这是一种惊人发现，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迹发现阐明，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”，证明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(重要是海盐生产)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，接触海洋人重要是居住在沿海地区居民，运用海洋活动重要是采拾贝类和捕捞小鱼，运用海水制盐，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现，又名探索时代或大航海时代，指从15~17世纪欧洲船队出目前世界各处海洋上，寻找着新贸易路线和贸易伙伴，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，增进了海洋知识积累。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，拜访30余国，却没有侵略过一种国家，没有建立一块殖民地，纯系友好邦交和平之旅。它不仅在航海活动上抵达了当时世界航海事业顶峰，并且对发展中国与亚洲各国家政治、经济和文化上友好关系，做出了巨大奉献。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过将近一种世纪葡萄牙、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世纪中期后来，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渐传入欧洲之后，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。新大陆发现导致了美国印第安人文明消灭。从长远观点来看，还致使西半球上出现了某些新国家。这些国家与曾在该地区定居各个印第安部落截然不一样样，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。从此后来，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，并在之后几种世纪中，成就海上霸业，一种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毕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明了地球是圆形说法。伴伴随新航路开辟，欧洲人发现了许多当时在欧洲不为人知国家与地区，东西方之间文化、贸易交流开始大量增长，殖民主义与自由贸易主义也开始出现。欧洲这个时期迅速发展奠定了其超过亚洲繁华基础，对世界各大洲在数百年后发展也产生了长远影响。麦哲伦环球航行第30页第31页库克船长考察之旅詹姆斯·库克（1768~1779）曾4次跨越大洋进行海洋地理考察。在1772~1775年间，他首先完毕了环南极航行，探索了南极冰圈范围。库克是继哥伦布之后在地理学上发现最多人，南半球海陆轮廓很大部分是由他发现。他在海上精确地测量经纬度，获得了大量表层水温、海流、大洋测深及珊瑚礁等科学考察资料。第32页

三次大洋调查，对印度洋和太平洋几乎所有岛屿进行了详细考察，澄清了地理大发现时期留下许多不定问题。库克三次海洋探险路线图第33页中期海洋科学考察德国冯·洪堡1799~18和法国植物学家邦普兰德一起考察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”号发现北冰洋海流环流模式美国“信天翁”号1888~19初次获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、成果丰硕而倍受重视，且测量仪器不停改善。

大规模海洋调查，不仅积累了大量资料，并且也观测到许多新海洋现象，还为观测措施自身革新准备了条件。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，对动植物和地质构造等进行了大量观测和采集。1859年出版了进化论经典著作《物种来源》。“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察红线是“贝格尔”号航线，黄线是调查船航线达尔文在澳大利亚考察路线图第37页

英国“挑战者”号1872~1876年环球航行考察，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测。挑战号官方汇报中所绘HMS挑战号插图

“挑战者”号(1872-1876)

船员发现4700多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察对362个站位上进行了水文观测;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。后继研究又获得了大量成果。第39页“挑战者”号在南极附近海域发现鲸群“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初次环球海洋考察，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,企图袭击军舰,封锁港口。不料,这些水雷很快便出目前北冰洋洋面上,并一一触冰爆炸。一时议论纷纷,人们不理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。本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”号发现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构成。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页当你懂得这样事实：从海洋表面到海底最深处海沟，均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，我们确实生活在一种真实水球之上。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重要原因之一。海洋自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互换（其中最重要有水汽、二氧化碳和甲烷）对气候变化和发展有极大影响。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长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测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重要发现与突破屡现，数十年成果超过历史总和第46页海洋国际合作国际地球物理年（IGY,1957-1958）国际印度洋考察（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）国际海洋考察（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,1999-2023）国际海洋全球变化研究（IMAGES）海岸带陆海互相作用研究（LOICZ,1995-2023）全球海洋生态动力学研究（GLOBEC,1995-2023）全球有害赤潮生态学和海洋学（GEOHAB）第47页重要海洋研究成果板块构造说，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获得新启示；海洋中尺度涡旋和热盐细微构造发现与研究，增进物理海洋学新发现；大洋环流理论、海洋生态系、热帶大洋和全球大气变化等领域均有突出进展与成果。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，为现代海洋科学，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”导致大陆漂移，提供了有力证据。通过岩芯取样，证明海底扩张导致大陆漂移；在墨西哥和西非近海海底发现了具有石油开发前景盐穹；发现在1200万年前地中海是一种巨大充斥盐和石膏等矿物“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现热液喷口，科学家初次发现不依托光合作用生命形态。水是生命之源，深海热泉口生物发现，又一次让人们对生命之源进行了思索。此外，深海热泉生物营养链是对生态系统理论重要补充。海底有害物质浓度远高于陆地，而生存在这里微生物可以分解这些物质并以其为能源繁衍生息，因此这些生物在环境保护方面具有重要应用价值，例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，他带领探险队发现了“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年发现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，然后拜别。“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，多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·卡梅隆曾有过一再深潜经历，包括很一再对大西洋底“泰坦尼克”号残骸考察探险。3月29日，卡梅隆进行了初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渐对外公布。卡梅隆透露，其潜水器因海底巨大压力缩短了7cm。卡梅隆下潜时间超过2小时，抵达海底之后发回第一句话是“所有系统都正常”。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发明了载人深潜新历史记录，最深抵达7020米海底。“蛟龙号”目前已完毕热液取样、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种新历程。第56页辽宁号航空母舰中国第一艘现代航母，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厄尔尼诺现象导致季节性融雪进入红河，水位暴涨红河已无力接受来自支流水量，最终导致洪水泛滥。第59页全球变暖红线是人类影响条件下温度异常波动曲线虚