1、,海洋科学概览,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,海洋的重要性,海洋科学研究的 立体探测技术,国际ARGO计划,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,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,15世纪,Schellnhuber, 1999,Schellnhuber, 1999,第二次哥白尼革命, 1608年荷兰Z.Jansen发明显微镜(micro
2、scope)现代技术提供了“显宏镜（macroscope）” 哥白尼从地球向外看，观察朝外， 提出 “日心说”替代 “地心说”如今用宏观视角认识地球 ，观察向内，提出了“地球系统”。,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,65oN, Insolation at 65oN Ice-sheet in Northern Hemisphere,米兰柯维奇理论以65oN辐射量变化为准:,引擎,开关,冰盖驱动与 热带驱动,The North Atlantic in the global ocean circulation,暖室期,冰室期,
3、两极无冰,单极有冰,两极有冰,地球上的暖室期和冰室期,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,El Nino: 热带太平洋水温图,Cariaco,Lea, 2003 MS,15万年来的ENSO强度,- 8个时段的 巴布亚-新几内亚 珊瑚纪录,Tudhope et al., 2001,ENSO对全球的影响, North Atlantic Oscillations (NOA) 北大西洋涛动影响北大西洋深层水与El Nino 遥相关Hurrell et al., 2001 Antacrtic Dipole 南极偶极子南极冰盖边缘的熔融与El Nino遥相关Yuan
4、& 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？,John Martin (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
5、影响,Tegen & Fung 1997,Fe、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,冰芯纪录,2,25,Fe,CO2,45万年以来Vostok冰芯CO2 记录降尘记录（铁限）,Petit et al. (1999),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,海底下的海洋,大洋中脊系统,Mid-Ocean Ridge System,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,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
6、谜底海洋-与军事海洋与资源,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,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,Riftia pachyptila,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
7、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,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,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
8、实时预报系统,郑和下西洋,1405-1433,海洋文化,大陆文化,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,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,（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。,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CH4 CH4的温室效应比CO2强十倍 可引起地球表面迅速升温,百慕大黑三角？,国际洋底矿产资源“跑马圈地”,国际水域生物资源南极生物资源,谢 谢！,
