海洋环境课件

海洋环境

地表的72%生命的摇篮未充分开发的最后疆域最大的资源仓储最主要的气候调节器一、海洋的重要性

从显微镜到显宏镜

海洋---长期气候变化的根源海洋---深部与表层的通道海洋---生命秘密的谜底海洋---与军事海洋与资源气候系统的物理方面水循环国际地圈—生物圈计划(IGBP)世界气候研究计划(WCRP)地球系统的生物方面碳循环(生物地球化学循环)陆地海洋大气二、全球变化地球系统地球系统过程国际大会

2001.6.爱丁堡Schellnhuber,1999：

“地球系统”分析与第二次哥白尼革命Nature第一次哥白尼革命第二次哥白尼革命65oN

※Insolationat65oN※Ice-sheetinNorthernHemisphere米兰柯维奇理论以65oN辐射量变化为准:TheNorthAtlanticintheglobaloceancirculation暖室期冰室期两极无冰单极有冰两极有冰地球上的暖室期和冰室期还原型大气圈CO2氧化型O2暖室期冰室期冰期间冰期地球表层系统的不同类型冰期时各圈层的界面不同程度下降CCD—深海碳酸盐溶解补偿面厄尔尼诺ElNino:热带太平洋水温图

CariacoLea,2003MS15万年来的

ENSO强度

----8个时段的巴布亚-新几内亚珊瑚纪录Tudhopeetal.,2001ENSO对全球的影响

NorthAtlanticOscillations(NOA)

北大西洋涛动影响北大西洋深层水与ElNino遥相关

Hurrelletal.,2001

AntacrticDipole

南极偶极子南极冰盖边缘的熔融与ElNino遥相关

Yuan&Martinson,2001拉尼娜期间海洋大气状况厄尔尼诺造成的干旱、洪涝全球海平面上升44厘米后2080年受影响的人群数量近50年来中国沿海海平面平均每年上升2.6毫米，预计到2100年中国沿海海平面将上升幅度30至70厘米．将对中国的社会经济产生严重影响，中国海岸线集中了70%以上的大城市、50%以上的人口和60%的国民经济。为什么冰期时CO2减少？JohnMartin(1986):Fe假说：南大洋、东太平洋等大洋浮游生物群缺铁“Iron-Ex”(“铁肥实验”)1993--

在大洋撒铁可以引起藻类勃发，生产力增加数十倍---大洋生物泵加强降尘对海洋生产力的影响Tegen&Fung1997Fe、冰芯记录、海洋初级生产、海洋生态系统、CO2通量与气候之间的相互关系FeFe冰芯纪录CO2浮游植物浮游动物225FeCO245万年以来Vostok冰芯CO2

记录降尘记录（铁限）Petitetal.(1999)海底下的海洋大洋中脊系统Mid-OceanRidgeSystem

已知热液活动地点1977年Alvin号潜水器

在Galapagos发现独特的热液生物群黑烟囱深海热液活动：黑烟囱。DSDP第82航次在海底以下290米亦即玄武岩顶面以下54米处采到的玄武岩。玻璃中纤细的黑线、粘土中和玻璃-粘土交界处的暗色区域，都是微生物的作用下形成的氧化铁。

全球洋底以下的微生物量相当于地球表层生物圈的1/10三、深部生物圈新陈代谢极度缓慢有的休眠数十万、数百万年米海底以下750m内细菌数量与埋深的关系ODP钻孔纪录Riftiapachyptila三米长的管状蠕虫热液生态系统

-地球上持续最长、最古老的生态系统？生物地球化学+微生物学+生态学+分子生物学+基因组学=生命的起源+生态系统的起源+海底下生物圈的范围+进化的驱动力有光食物链太阳能黑暗食物链地热

冷战结束后，国内外形势、尤其是周边事态与台海局势发生变化，维护国家尊严和领土完整，统一祖国，是目前国家安全和国防建设的首要任务。在高技术条件下，现代战争逐渐成为涉及太空、空中、海面、水下和海底多层空间的立体战争。海洋环境要素信息的获取和预测已成为提高海上战斗力，使武器装备发挥最佳作战效能的关键所在，也成为军事海洋学研究的核心；同时，也必须为国家海域划界提供关键科学依据。冷战结束后，美国关注的研究海域美国海军实验室/北太平洋实时预报系统郑和下西洋1405-1433海洋文化大陆文化五、海洋资源指从海水到构成海底的岩石，从海滨到大洋，具有经济价值的物质，包括海洋生物、海底矿产、海水、海洋能源、港口等资源。开发海洋的能力提高，海洋作为资源的价值也日益显著，其远景大大超过陆地。国际海洋法公约的规定，我国管辖的海域面积，相当于我国领土面积的1/3。

海洋提供食物的能力约为全球陆上可耕面积的1000倍，每年可提供300亿人口食用的水产品。

中国有4千万人以渔业为生计海底矿产资源主要有石油和天然气。海底石油的储量估计约占全球石油可能储量的1/3。1996年我国海洋石油产量已达1300万吨，天然气的产量为28.6亿立方米。虽属起步阶段，但前景宏伟。海底矿产资源滨海砂矿：世界上约96%的金红石，80%的独居石，75%的锡石，30%的钛铁矿都产自滨海砂矿。阿拉斯加海滩上的金和铂，南非的奥兰治河入海口沿岸浅滩的金刚石，印度尼西亚砂矿中的锡石都颇有名气。我国长约18000km海岸线的一半以上是砂质海岸，包括锆石、独居石、钛铁矿、磷钇矿、铬铁矿、铌钽铁矿、金红石、石英砂等13种。普通的砂和砾石，用作建筑材料。

海水资源海盐：满足了全国近半数人口和80%的工业用盐的需求。从海水中可提取氯化镁、溴化钾、硫酸镁、硫酸钠、氯化钙、氯化钾，以及核能的重水。海水可用作工业用水。日本有40%～50%的工业用水是海水，我国也在试验开发。海水转化成淡水。海洋能源潮汐能、波浪能、海流能，和温度、含盐度差异而引起海水运动所产生的能量。据联合国教科文组织估计，技术上有可能利用的海洋能源为64亿千瓦，约为目前世界发电装机总容量的1倍。我国海洋能源的理论蕴藏量约为6.3亿千瓦。目前，开发这些能源的技术在实验室里都已成功，但生产成本过高。港口资源海洋作为一种运输通道，比陆路运输和航空运输更便宜。港口是一个国家对外交往的窗口，也常成为霸权国家对外扩张的基地。我国有长达5000km的港湾海岸，其中有众多的良港，现已建成年吞吐量在1000万吨以上的海港15个，在万吨以上的更多达218个。（日本产业技术综合研究所Satoh绘制，2001）日本周边海域天然气水合物分布引自ODP190，196航次报告引自ODP190，196航次报告

浅地壳中天然气水合物的含碳量是所有化石含碳量的2倍。其储量大约相当于煤炭和常规石油天然气总量的3倍。日本在南海海槽中发现的天然气水合物储量可供日本在石油和天然气耗尽后使用140年。美国发现的天然气水合物储量也相当可观。四、天然气水合物

可能的环境效应稍有升温或减压，可快速析出C