【原创】近现代海洋科学考察的变迁:从海洋探索到深海考察
随着人类社会的不断发展,人们对自然资源的需求也不断增加,直接造成陆地上非再生资源不断减少,对此,人们在降低资源消耗的同时也在不断开发可替代的新能源。海洋占据了地球总面积的71%,储藏的自然资源也非常庞大,由于技术原因自古以来人们对海洋的探索也不如对陆地那样便利,在能源危机逼近的时候,人们开始把目光投向海洋。
从探索活动到科学考察
环球航线的开辟和逐渐频繁的航行,使世界一体化局面逐渐形成,给人类社会和经济发展带来了巨大贡献,也让人们看到了海洋中隐藏的巨大利益,从此,人们对海洋研究的重心也开始由探索大陆间的航线向海洋科学考察转变。
1872年,在英国皇家学会的支持下,C.W.汤姆孙率领的历时5年3个月在印度洋、大西洋和太平洋进行了世界上第一次有系统、有目标的环球综合性海洋考察。此次考察在印度洋、大西洋和太平洋数百个站位进行了测深、测温、采水、取样、拖网等,采集到大量海洋生物标本、地质标本以及海水样品,测得太平洋马里亚纳海沟的深度数据(8180米)。除此之外,“挑战者”号考察也在海洋生物、地质、物理等方面有重要发现,为海洋学的建立奠定了基础。“挑战者”号的科考成果,也激起了各国海洋考察的热潮,德国、挪威、美国、俄国、奥地利等国家相继派出考察船到各海域进行海洋考察,取得了一大批海洋调查资料。
“挑战者”号
1925~1927年,德国"流星”号(Meteor)考察船对南大西洋进行了历时2年零3个月的调查,此次考察主要以物理学为主,首次采用回声测深仪进行测深,获得了7万个以上数据,首次清晰地揭示了海底轮廓,是继英国“挑战者”号之后的又一次划时代的科学考察。
从单一国家到多国联合考察
20世纪初期,科学的发展推动了海洋调查和海洋学的发展,海洋学也成为了一门独立的学科。
1902年,国际海洋考察理事会(ICES)成立,促进和鼓励了各国合作对北大西洋和邻近海域的海洋环境及其生物资源的考察研究。
国际海洋考察理事会(ICES)
50年代后期,海洋研究科学委员会(SCOR)和联合国教科文组织的政府间海洋学委员会(IOC)的成立,将各国海洋考察的力量紧密联系在一起,制订了各海区中长期海洋研究计划,有力地推动了世界海洋考察的发展。其中最重要的计划是海洋勘探与研究长期扩大方案(LEPOR)。它制订于1969年,以10年为一个阶段,分期执行,其第一期计划即国际海洋考察十年,在物理海洋学领域取得重大成果。另一个突出的考察活动是深海钻探计划。
这个时期的海洋考察有两个显著的特点:①国际合作进行大规模的海洋考察;②现代化立体观测技术系统在海洋考察中得到广泛的应用。
从大洋到深海
起初并没有专业的海洋调查船,20世纪60年代中期,各国才开始建造专以海洋研究为目的的调查船。随后,海洋调查潜水器、水下实验室的发明,使人们的深海探索变为可能。海洋考察装备的发明与升级成为深海探索的一项重要工作。
美国的阿尔文号自1964年起服役至今,被誉为“历史上最成功的潜艇”。阿尔文号船体使用金属钛,可以在6560英尺的海底自由行驶,40多年来已经执行4000多次海底探测计划,包括深海热液喷口的生物调查、钻取海底岩心等工作。
阿尔文号深水潜艇
60年代初,美国发射专用海洋卫星(Seasat),利用遥感技术对海洋进行监测,从此以后,人类对海洋的探索手段扩大到太空。卫星一般搭载有光学遥感器(如海洋水色卫星水色扫描仪、主动区微波遥感器、散射计、SAR等)和被动式微波遥感器等多种海洋遥感有效载荷,可提供全天时,全天候海况实时资料。
Seasat
新兴技术如电子计算机技术、红外技术、微波技术、声学技术、激光技术、遥感遥测技术和深潜技术等在海洋调查研究中的应用,盐温深测量仪(STD)、抛弃式温深计(XBT)、电磁海流计、声学海流计、精密回声测深仪、侧扫声呐、水下摄影机和地球物理调查仪器等先进的海洋观测装备的发明,使海洋调查研究的能力取得了长足的进步,从而促进了海洋科学的迅速发展。(中国勘测联合网 综合编撰)