海洋科学概览-地球科学概论-地球与空间科学-课件教案(共12讲).ppt

,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(microscope) 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,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 & 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1