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第3章 海洋知识(2)

地球上已知最早的生命是何物呢?是细菌和藻类。人们在澳大利亚已找到了距今约35亿年的蓝藻化石一一叠层石。组成叠层石的蓝藻个体极小,它们不具备细胞核膜,线粒体和收缩性液泡,是低等原始生命体。它们以无性细胞分裂生殖繁衍,个体仅有头发丝的百分之几。

叠层石适应力极强,在动荡不定的潮间带,在阳光明媚的海面,在黑暗缺氧的海底,在酷热的赤道海域,在冰天雪地的极地都可以生存。正是由于这些原始生物的诞生,开创了地球生命史的新篇章。

原始生命的诞生就像一声春雷,打破了地球的死寂,开辟了地球历史的新纪元。这些原始生命在与大自然的搏斗中生存下来,发展下去。

大约又经过一亿年的进化,原始生命开始利用太阳光的能量,把各种无机物合成自己需要的有机物,行使独立自主的生活方式。至此,原始细胞已演变成原始的单细胞藻类。原始藻类进一步演变,便形成种类繁多的海洋植物。极地海水表面的平均温度都在5℃以下。冬天海面结冰后,温度会比平均温度低得多。

单细胞的藻类和细菌经过十几亿年的演化,多细胞的藻类和单细胞的原生动物开始出现了。此时的藻类已有了叶绿素,可以依靠光合作用,吸收二氧化碳,排出氧气。

藻类的诞生不仅为海洋动物准备了食粮,而且为它们准备了呼吸所必需的氧气。氧气是藻类在合成有机物的过程中释放出来的副产品。

原始生命向另一个方向发展,便形成各种各样的动物。其中包括鱼类这样比较高等的动物。据推测,早在6亿年前的古生代初期,海藻释放的氧气量就每年可达3000亿吨,有了足够的氧气之后,属于古生代的多种水生无脊椎动物便开始出现了,从此生物界进入了崭新的阶段。

随着海洋生物的不断进化,大约在5亿年前的寒武纪,多细胞无脊椎动物中已出现了海绵动物、腔肠动物、环节动物、节肢动物、软体动物等。

原始节肢动物三叶虫遍布世界海洋,茂盛达1亿年之久。到了35亿年前的泥盆纪,全盛的鱼类时代已经到来,进化中的总鳍鱼登上了陆地:进而两栖类徘徊于水陆之间,向更高的形态发展,再进而,爬行类在与大自然搏斗中诞生了,其中脊椎动物有一部分在更大程度上摆脱了对水的依赖:爬行动物进一步进化便出现了哺乳类和鸟类,哺乳动物中的猿,经过漫长的进化,最终进化成了人类。

由此可见,海洋是生命之母,人类之母。假如地球上没有海洋,地球也会同月球一样,白天酷热,夜晚奇冷,不会有生命和人类的存在。是海洋孕育了包括人类在内的万物生灵。

世界七大洲

现在世界上的陆地分为七个大洲。按照面积的大小来排列,它们分别是亚洲、非洲、北美洲、南美洲、南极洲、欧洲和大洋洲,总面积占地球总面积的29%。

亚洲是世界第一大洲,它占全球陆地总面积的三分之一。亚洲的自然环境非常复杂,地形以高原为主,世界上最高的高原、山脉、山峰,最大最深的湖泊,最低的洼地都在亚洲。非洲的沙漠面积居各洲之首,世界上最大的沙漠——撒哈拉沙漠就在非洲。

水半球

海洋多,陆地少的半个地球被人们称为水半球。水半球的陆地占全球陆地总量的1/7,它主要包括南极洲、澳大利亚、新西兰、东南亚小部分以及南美洲的南端。

南美洲是一个温暖的大陆,气候温暖湿润,矿藏丰富。北美洲大陆地形南北畅通,气候多变,容易受寒潮、飓风等灾害性气候的影响。南极洲位于地球的最南端,四周被海洋包围,整个大陆几乎全部被冰雪所覆盖。

欧洲地势平坦,平原占全洲总面积的比例较高。欧洲矿藏种类多,储量大。欧洲还是世界上工业最发达的地区之一。大洋洲是七大洲中面积最小的一个洲。大洋洲的主体——澳大利亚的动植物有着其他大陆的动植物所没有的特点。

奇特的动植物

澳大利亚有四分之三的魂拉物品种是其他地区所没有的,其中最具有代表性的是桉树,袋鼠、树袋熊、鸭嘴兽。这些奇特的动植物资源为人类研究古代生物的进化,提供了珍贵的资料。

地球两极

地球的最南端和最北端分别是南极和北极。因为每年接受太阳光的热量很少,两极的气温非常低,终年覆盖着冰雪,气候非常恶劣。其中,南极是地球上最冷的地方。

南极大陆覆盖着厚厚的冰雪,几乎没有裸露的陆地,它是世界上最冷的大陆。全世界天然冰的90%都聚集在南极大陆。北极没有大陆,是一片被冰雪覆盖的海洋。

极地植物

在南极,目前已经辩认出的地衣大约有400种,苔藓有75种,仅有4种开花植物生活在南极圈以外的南极半岛上;而在北极圈内,地衣有5000多种,苔藓有500多种,各种各样的开花植物达900种之多。

恶劣的气候

南极大陆的气候非常恶劣,狂风暴雪是这里最突出的气候特点。最冷的时候,南极的气温可以降到零下80℃以下。恶劣的自然环境使这里的生物很少,企鹅是南极最主要的动物。

地球的最北端——北冰洋

地球的最北端就是北冰洋,所以它又叫北极海,它是世界上最小最浅的大洋。北冰洋的中央部分分布着各类浮冰,大部分海域为“永冰区”,生物资源非常匮乏,但比起南极来仍算是十分丰富的。

南极的冰

南极大陆冰层的平均厚度为1880米,最厚的地方厚度超过了4000米,它的高度甚至超过了一般的山脉。如果把这些冰全部融化,世界海洋水面会升高50~70米。

地球四大洋

地球上71%的面积都被海水覆盖,陆地分散在海洋中间,把广大的水面分成了四个彼此相通的大洋。按照面积从大到小的顺序,我们依次把它们称做太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。

太平洋名字的由来

1521年5月,麦哲伦环球航行经过太平洋时,恰巧没有遇到风暴,在东南信风稳定地吹拂下,他们一帆风顺地到达了亚洲东南部。因此,他们给这个大洋定名为“太平洋”。其实,太平洋并不太平,经常有台风和大浪兴起。

北冰洋与印度洋

北冰洋位于北极圈内。自从1650年荷兰探险家首次对北极进行了探险之后,人们才开始对这个海域有了更多的认识。北冰洋上岛屿众多,海面的岛屿都覆盖着冰雪。印度洋位于印度半岛南面。它的大部分区域属于热带,洋面上的热带风暴较多,常造成巨大的灾难。

大平洋

太平洋位于亚洲、大洋洲、南美洲、北美洲,南极洲之间,面积为17968万平方千米,是世界第一大洋。

大西洋在欧洲、非洲、美洲和南极洲之间,是世界第二大洋。它的面积是太平洋面积的一半,连同其附属海,总面积有1,0646亿平方千米那么大。而且,它还在不断地扩张。在遥远的将来,它的面积很可能会赶上或超过太平洋。

海洋

海洋分为洋和海。海洋的主体是洋,它远离大陆,大多数水深在2000米以上。海是大洋的边缘部分,与陆地相连,面积和深度比大洋小得多。

海与洋的区分

广阔的海洋,从蔚蓝到碧绿,美丽而又壮观。人们总是认为海就是洋,但实际上海和洋不完全是一回事,它们彼此之间是不相同的。那么,它们有什么不同,又有什么关系呢?

洋,是海洋的中心部分,是海洋的主体。世界大洋的总面积,约占海洋面积的89%。大洋的水深,一般在3000米以上,最深处可达1万多米。大洋离陆地遥远,不受陆地的影响。它的水文和盐度的变化不大。每个大洋都有自己独特的洋流和潮汐系统。大洋的水色蔚蓝,透明度很大,水中的杂质很少。世界共有4个,即太平洋、印度洋、大西洋、北冰洋。

海,在洋的边缘,是大洋的附属部分。海的面积约占海洋的11%,海的水深比较浅,平均深度从几米到二三千米。海临近大陆,受大陆、河流、气候和季节的影响,海水的温度、盐度、颜色和透明度,都受陆地影响,有明显的变化。夏季,海水变暖,冬季水温降低;有的海域,海水还要结冰。在大河入海的地方,或多雨的季节,海水会变淡。由于受陆地影响,河流夹带着泥沙人海,近岸海水混浊不清,海水的透明度差。海没有自己独立的潮汐与海流。海可以分为边缘海、内陆海和地中海。边缘海既是海洋的边缘,又临近大陆;这类海与大洋联系广泛,一般由一群海岛把它与大洋分开。我国的东海、南海就是太平洋的边缘海。内陆海,即位于大陆内部的海,如欧洲的波罗的海等。地中海是几个大陆之间的海,水深一般比内陆海深些。世界主要的海接近50个。太平洋最多,大西洋次之,印度洋和北冰洋则少一些。

海水的味道

海水之所以咸,是因为海水中有35%左右的盐,其中大部分是氯化钠,还有少量的氯化镁、硫酸钾、碳酸钙等。正是这些盐类使海水变得又苦又涩,难以入口。那么这些盐类究竟是从哪里来的呢?

有的科学家认为,地球在漫长的地质时期,刚开始形成的地表水(包括海水)都是淡水。后来由于水流侵蚀了地表岩石,使岩石的盐分不断地溶于水中。这些水流再汇成大河流入海中,随着水分的不断蒸发,盐分逐渐沉积,时间长了,盐类就越积越多,于是海水就变成咸的了。如果按照这种推理,那么随着时间的流逝,海水将会越来越咸。

海水中的一部分盐来自它对海底的岩石和沉积物的溶解。不过由于海洋中同样有大量的物质,由于各种原因沉到海底,比如海洋生物死后遗骸坠落海底,所以海洋中的盐也会返还给海底的沉积物。因此,靠溶解海底得到的盐分是很少的,总的收支状况恐怕是入不敷出。

海水中的大部分盐的确是“淡水”的河流带来的。我们前面提到,最初的海洋的水量远不及现在的海洋,同时最初的海水含有的盐分也很少,口味可能仅相当于我们现在喝的淡水。但是,自从地球上的第一场雨从天而降,开始冲刷年轻的陆地表面,海水的盐度就改变了。雨水在数以亿年计的时间里敲击着裸露的岩石,破坏岩石的结构,将矿物质溶解并带走。这些矿物质包括氯化钠,氯化镁、硫酸镁、硫酸钙、硫酸钾等,也就是化学家们所定义的盐。这盐随着地面的水流向低处迁移,诸多的水流汇聚为浩浩荡荡的大江大河,并最终注入大海。从古到今,海洋中不断补充着来自陆地的盐。

然而,河流带来盐的同时,也将大量的淡水带到了海洋中,因此单凭河流注入这一个因素,并不能使海水变成。海洋中盐的浓度增加,还依赖普照万物的太阳将海水蒸发。太阳光的能量被海水吸收后,海水表面的温度升高,使水变成水蒸气的趋势增强了。水在蒸发的过程中,由液态变成了气态,却将原来所含有的盐分留在海水中,并不带走。而海面上的水蒸气却在风的催促下背井离乡,运动到陆地的上空,当它与一团冷空气遭遇时,水蒸气又变成了小水滴,在重力的作用下,水滴落向地面,形成了降雨。降雨给盐分搬运工程又增加了一批生力军,一个新的循环过程开始了。正是在海洋与陆地之间水循环的过程中,海洋中盐的浓度越来越高。

海水的颜色

太阳光线用肉眼看是白色,可它是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种可见光所组成。这七种光线波长各不相同,而不同深度的海水会吸收不同波长的光束。

波长较长的红、橙、黄等光束射入海水后,先后被逐步吸收,而波长较短的蓝、青光束射入海水后,遇到海水分子或其他微细的、悬在海洋里的浮体,便向四面散射和反射,特别是海水对蓝光吸收少而反射多,越往深处越有更多的蓝光被折回到水面上来,因此,我们看到的海洋里的海水便是蔚蓝色一片了。

既然海水散射蓝色光,那么所有的大海都应该是蔚蓝色的,但实际上,海洋却是红、黄、蓝、白,黑五色俱全,这是由于某种令海水变色的因素强于散射所生的蓝色时,海水就会改头换面,五色缤纷了。

影响海水颜色的因素有悬浮质、离子、浮游生物等。大洋中悬浮质较少,颗粒也很微小,其水色主要取决于海水的光学性质,因此,大洋海水多呈蓝色;近海海水,由于悬浮物质增多,颗粒较大,所以,近海海水多呈浅蓝色;近岸或河口海域,由于泥沙颜色使海水发黄;某些海区当淡红色的浮游生物大量繁殖时,海水常呈淡红色。我国黄海,特别是近海海域的海水多呈土黄色且混浊,主要是被从黄土高原上流进的又黄又浊的黄河水染黄的,因而得名黄海。不仅泥沙能改变海水的颜色,海洋生物也能改变海水的颜色。介于亚、非两洲间的红海,其一边是阿拉伯沙漠,另一边有从撒哈拉大沙漠吹来的干燥的风,海水水温及海水中含盐量都比较高,因而海内红褐色的藻类大量繁衍,成片的珊瑚以及海湾里的红色的细小海藻都为之镀上了一层红色的色泽,所以看到的红海是淡红色的,因而得名红海。

由于黑海海水分层所起的障壁作用,使海底堆积大量污泥,这是促成黑海海水变黑的因素,另外,黑海多风暴、阴霾,特别是夏天狂暴的东北风,在海面上掀起灰色的巨浪,海水抹黑一片,故得名黑海。

白海是北冰洋的边缘海,深入俄罗斯西北部内陆,气象异常寒冷,结冰期达6个月之久。白海之所以得名是因为掩盖在海岸的白雪不化,厚厚的冰层冻结住它的港湾,海面被白雪覆盖。由于白色冰面上的强烈反射,致使我们看到的海水是一片白色。

海水的温度

海水温度是反映海水热状况的一个物理量。世界海洋的水温变化一般在-2℃~30℃之间,其中年平均水温超过20℃的区域占整个海洋面积的一半以上。

海水温度有日、月、年、多年等周期性变化和不规则的变化,它主要取决于海洋热收支状况及其时间变化。经直接观测表明:海水温度日变化很小,变化水深范围为0~30米处,而年变化可到达水深350米左右处。在水深350米左右处,有一恒温层。但随深度增加,水温逐渐下降(每深1000米,约下降1℃~2℃,在水深3000~4000米处,温度达到2℃—1℃。海水温度是海洋水文状况中最重要的因子之一,常作为研究水团性质、描述水团运动的基本指标。研究海水温度的时空分布及变化规律,不仅是海洋学的重要内容,而且对气象、航海、捕捞业和水声等学科也很重要。

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