2024年6月8日是第16個世界海洋日,同時(shí)也是第17個全國海洋宣傳日今年的主題是“保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng) 人與自然和諧共生”。人類生于海洋,受惠于海洋,但在人類發(fā)展的過程中,也與海洋產(chǎn)生了“摩擦”。我們與海洋的“羈絆”,其實(shí)是一場雙向奔赴。
01 人從海來
在遙遠(yuǎn)的38億年前,地球的陸地上還是一片死寂,大氣中過量的二氧化碳,惡劣的氣候條件,都讓生物難以生存。
太古代的地球(圖庫版權(quán)圖片,轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛)
此時(shí),在地球上的遠(yuǎn)古海洋中,早期的地球生命已經(jīng)開始孕育。海洋中有著豐富的水和營養(yǎng)物質(zhì),尤其是在淺海地帶,光照充足,溫度適宜,陸地的大量營養(yǎng)物質(zhì)被河流搬入海中,非常適合生物生存,早期生命就是在這樣條件舒適的淺海環(huán)境中繁衍生息。
其中,能夠進(jìn)行光合作用的藍(lán)細(xì)菌,更是在13億年后掀起了一場大氧化革命。從25年億前到18億年前,不計(jì)其數(shù)的藍(lán)細(xì)菌通過光合作用,吸收大量二氧化碳,放出大量氧氣,將海底的含鐵物質(zhì)氧化成赤鐵礦,給現(xiàn)代人類留下豐富的鐵礦資源。
然而,對當(dāng)時(shí)的許多生命來說,這些氧氣卻是“毒藥”,導(dǎo)致厭氧生物快速減少,好氧生物隨之快速增加。直到5.5億年前,海洋中終于出現(xiàn)了一場波瀾壯闊的生命大爆發(fā),以云南澄江生物群為代表,人類乃至所有脊椎動物的祖先,都在這場生命的盛會中誕生了。
大約在4.7億年前,一些綠藻似乎具備了能夠在海岸線生存的能力,頻繁漲落的潮間帶給了它們逐漸適應(yīng)陸地環(huán)境的可能,并為其他植物登陸鋪平了道路。陸生植物的光合作用效率更高,可以產(chǎn)生更多的氧氣,為后來登陸的脊椎動物準(zhǔn)備好了氧氣和食物,這些早期脊椎動物的一支最終進(jìn)化出了人類。
02 以海為生
從早期脊椎動物登陸到演化出人類,看起來一直生活在陸地上的人類,似乎與海洋沒什么關(guān)系了。其實(shí)不然,從腳下的大地到頭頂?shù)陌自?,從孕育文明的河流到與人類休戚與共的生物,都與海洋密切相關(guān),都可以看到人類一直在以海為生。
人類腳下的大地群山,許多都是板塊碰撞擠壓后抬升而成,從滄海變桑田。如今的太平洋東西兩岸就在不斷相互靠近,也許未來就會變成像地中海那樣,被陸地包括的陸間海。隨著板塊運(yùn)動的持續(xù)進(jìn)行,大洋消亡,兩個大陸發(fā)生碰撞形成類似現(xiàn)代喜馬拉雅山脈那樣巨大的山系。
干旱的氣候不利于人類的生存,從現(xiàn)今人口分布圖上可以看到人口密集的區(qū)域,大都分布在沿海濕潤地區(qū)。海面蒸發(fā)的水汽,可以通過大氣運(yùn)動,被輸送到陸地上空,形成降水,距海越近就意味著降水越充足。同時(shí),海水比熱容大于陸地,也可以起到調(diào)節(jié)氣溫的作用。
陸地上的水從高往低流,如果沒有海面蒸發(fā)的大量水汽輸送作為補(bǔ)充,大江大河早晚會干枯。孕育世界幾大重要文明的黃河、長江、印度河、尼羅河等,主要的補(bǔ)給水源都是海陸間的水循環(huán)所帶來的大氣降水。
海陸間水循環(huán)(圖庫版權(quán)圖片,轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛)
03 人向海去
生活在陸地上的人類從未真正地離開海洋,相反人類一直在向海而生。海洋是一座神秘的、巨大的寶庫,為人類的生產(chǎn)生活提供了豐富的生物、礦物、能源、海水化合物、空間、旅游等資源,從古至今,從近海到遠(yuǎn)海,從淺海到深海,人類探索的腳步從未停止。
起初,人類對海洋的利用主要集中在海岸和近海一帶,表現(xiàn)為漁鹽之利和舟楫之便。海岸灘涂可以改作鹽田,進(jìn)行曬鹽,滿足人類食用和鹽化工需求。把沿海土壤的過高鹽分排掉后,可以植樹、種草、種莊稼。
2022年開漁時(shí),饒平漁船出海(來源:新華社)
潮汐漲落間還蘊(yùn)含著豐富的能量,可以通過潮汐發(fā)電站轉(zhuǎn)化為電能。豐富的生物遺體被掩埋于海底,在淺海大陸架形成了豐富的石油和天然氣資源,可以通過建設(shè)鉆井平臺進(jìn)行開采。還有富含甲烷的可燃冰,是重要的清潔能源。
富含鈦、鐵、鉻元素的濱海砂礦,富含磷元素的海底磷礦,富含錳元素的錳結(jié)核,富含金屬硫化物的海底熱液多金屬礦床,都是可以被人類利用的重要礦產(chǎn)資源。
此外,在一些海水較淺的地方還可以進(jìn)行圍海造地、填海造陸、建設(shè)人工島和跨海橋隧,利用海底空間儲藏物資等。
04 奔向深海
如今,人們已經(jīng)在海洋上空布設(shè)了更多的衛(wèi)星和調(diào)查飛機(jī),海面上有各種類型的輪船,海面下有許多潛艇和探測器,甚至在海底也修建了不少海底隧道,但人類對海洋的了解仍然非常有限。
人類對海洋的探索有諸多風(fēng)險(xiǎn),海洋氣象狀況和海水運(yùn)動多變,海水腐蝕性強(qiáng),海冰破壞性大,需要大量的技術(shù)、資金投入。尤其是深海,要面臨黑暗、高壓、低溫、缺氧等復(fù)雜特殊的環(huán)境,阻礙著人類的探索腳步,人類也在一步步積累經(jīng)驗(yàn),學(xué)會如何更好地與海相處。
每一次人類對海洋的進(jìn)一步認(rèn)知,都能帶來巨大的社會影響。二戰(zhàn)時(shí)期,為了讓潛艇更好地探測海洋,人類發(fā)明了更高精度的聲吶儀器,發(fā)現(xiàn)了大西洋中部存在一個貫穿南北極的大洋中脊,也叫海嶺,原來深海并不像人們想像的那么平坦。
后來,通過對這些海嶺兩側(cè)的巖石,進(jìn)行古地磁和放射性同位素測年研究,地球科學(xué)家發(fā)現(xiàn)越靠近海嶺的巖石越新,越遠(yuǎn)離海嶺的巖石越老,沿海嶺對稱分布,由此提出了著名的海底擴(kuò)展學(xué)說,認(rèn)為新的大洋正在這里誕生。以此為基礎(chǔ),才有了后來盛行的板塊構(gòu)造理論。
上世紀(jì)60年代開始的大洋鉆探計(jì)劃,通過鉆取深海沉積物和巖石樣本,還原了新生代以來的氣候變化過程,讓人們了解到大洋地殼的結(jié)構(gòu)與物質(zhì)組成。還有深達(dá)11000米的馬里亞納海溝,如今也有“奮斗者”號等深潛器坐底,越來越多的謎題正在被揭開。
人類從海而來,以海為生,如今又向海而去,奔向深海。
作者:楊帥斌 中國地質(zhì)科學(xué)院第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)博士、北京市十一學(xué)校地理教師
審核:董漢文 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所副研究員
出品:科普中國
監(jiān)制:中國科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、中科數(shù)創(chuàng)(北京)數(shù)字傳媒有限公司