海洋考察時(shí)代
18、19世紀(jì)，近代海洋科學(xué)考察開(kāi)始興起。 18世紀(jì)以后的海洋探險(xiǎn)逐步開(kāi)展了對(duì)海洋環(huán)境和資源的初步觀測(cè)，如測(cè)溫、測(cè)深、采水、采集海洋生物和底質(zhì)樣品等，因而可以稱為海洋考察更確切。但這一階段的海洋考察，其研究?jī)?nèi)容是零星的，涉及的海洋空間也是局部的。直到17世紀(jì)人們還普遍認(rèn)為只有表面海水是咸的。1673年，波義耳發(fā)表了他研究海水濃度的著名論文，指出所有深度的海水都含有鹽分，從而改變了當(dāng)時(shí)認(rèn)為只有表面海水是咸的流行看法。 1772年，拉瓦錫通過(guò)化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)海水中含有多種碳酸鹽、鈉鹽、鎂鹽等成分。到1865年，人們已經(jīng)從海水中分析出了27種元素。
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考察人員在施放采水器 |
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用塔納聲波定位儀探測(cè)
海洋的深度 |
18世紀(jì)，著名的庫(kù)克船長(zhǎng)進(jìn)行了三次探險(xiǎn)航行。他在南太平洋發(fā)現(xiàn)了社會(huì)群島，并到過(guò)南極圈以南和白令海。他是第一個(gè)精確測(cè)量經(jīng)緯度的探險(xiǎn)家。 1839一1843年，英國(guó)人羅斯爵士領(lǐng)導(dǎo)了著名的環(huán)繞南極的探險(xiǎn)航行，當(dāng)他航行到南大西洋時(shí)，用繩子測(cè)得了2425英特(4432.9米)的深度記錄。羅斯也因此被稱為大洋精確測(cè)深第一人。在19世紀(jì)，進(jìn)行海洋測(cè)深的器具主要是麻繩和鉛錘。麻繩的伸縮性較大，影響測(cè)深精度，所以，后來(lái)麻繩又被鋼絲繩所替代。1854年，美國(guó)海軍見(jiàn)習(xí)官布魯克發(fā)明了可以精確確定重錘觸底時(shí)刻的裝置(即在測(cè)深的末端加上能分離的重物，當(dāng)繩端觸底時(shí)自動(dòng)脫落)，從此以后，測(cè)深的精確性才有了保證。這種比較原始的測(cè)深方法，在幾千米深的大洋每測(cè)一次深度就得花幾小時(shí)，所以直到1923年全世界僅僅積累約1.5萬(wàn)個(gè)大洋測(cè)深記錄，人們還認(rèn)為大洋底的形態(tài)是平緩而單調(diào)的。由于缺乏深海拋錨技術(shù)，大洋測(cè)流比測(cè)溫和采水更困難。因此，深海直接測(cè)流的資料很少，當(dāng)時(shí)主要利用航海日記資料來(lái)了解海流知識(shí)。據(jù)此，弗蘭克林1770年發(fā)表了灣流圖。從19世紀(jì)40年代開(kāi)始，美國(guó)海軍軍官默利廣泛收集了以往的航海日記資料，編纂出版了大西洋海面風(fēng)場(chǎng)和海流圖，于1855年出版了《海洋自然地理》一書。書中對(duì)他所編的風(fēng)場(chǎng)和流場(chǎng)做出了解釋。他根據(jù)海洋中溫度和鹽度不均勻的事實(shí)認(rèn)為，密度差異是形成海流的一個(gè)原因。該書被公認(rèn)為當(dāng)時(shí)海洋學(xué)的一本重要著作。
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“挑戰(zhàn)者”號(hào)科學(xué)家在用拖網(wǎng)采集海底生物 |
除了測(cè)深以外，人們還對(duì)測(cè)溫進(jìn)行了探索。西克斯發(fā)明了一種老式溫度計(jì)。它可對(duì)最高、最低溫度進(jìn)行測(cè)量，以此可以測(cè)量海水表面以下的水溫。俄國(guó)“希望”號(hào)和“涅瓦”號(hào)于1803-1806年環(huán)球航行中所用的就是這種溫度計(jì)，測(cè)溫的最大深度為336米。到19世紀(jì)40年代，測(cè)溫深度已經(jīng)超過(guò)2000米，到19世紀(jì)60年代末已達(dá)到4000米。通過(guò)當(dāng)時(shí)多次的溫度觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)大洋溫度隨深度逐漸降低，水溫在深層降到l℃左右，在高緯地區(qū)的深層可達(dá)到0℃左右。這樣，長(zhǎng)期流傳的認(rèn)為大洋深處充滿4℃海水的錯(cuò)誤觀點(diǎn)被摒棄了，并且初步揭示了海洋溫度空間變化的復(fù)雜性。1874年，英國(guó)人制成了顛倒式溫度計(jì)，這是海洋測(cè)溫技術(shù)的重大革新，它大大提高了海洋測(cè)溫的精度�，F(xiàn)代的顛倒溫度計(jì)就是在此基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的�！ � 對(duì)海洋生物資源的研究，直到19世紀(jì)初才比較快地發(fā)展起來(lái)，而且主要限于淺海和大洋表層的生物采集和分類。 1840年，福布斯首先開(kāi)始了海洋生物與環(huán)境關(guān)系的研究。他發(fā)現(xiàn)生物種類隨深度增加而不斷減少，提出在海面300英尋(約600米)以下沒(méi)有動(dòng)物存在。這樣的論點(diǎn)在當(dāng)時(shí)是很自然的，因?yàn)榧热簧顚雍Ｋ徽J(rèn)為是停止不動(dòng)的，其溶解氧將因得不到補(bǔ)充而消耗殆盡；另外估計(jì)動(dòng)物也難以承受深層海水的高壓環(huán)境。人們?cè)谙喈?dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)對(duì)福布斯的觀點(diǎn)深信不疑。后來(lái)由于多次從海洋深處發(fā)現(xiàn)動(dòng)物，他的這種論點(diǎn)才開(kāi)始動(dòng)搖。 30多年后，由于“挑戰(zhàn)者”號(hào)環(huán)球考察的成功，才使大家最終放棄了這個(gè)錯(cuò)誤觀點(diǎn)�！ �
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