第一章 海洋概述 1.2 人类对海洋的探索与认识(人教版地理选修二教案)
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第一章 海洋概述 1.2 人类对海洋的探索与认识(人教版地理选修二教案)

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资料简介
第一章 海洋概述 1.2 人类对海洋的探索与认识(人教版地理选修二教案) 第一章     海洋概述 1.2 人类对海洋的探索与认识 相关素材 海洋科学是研究海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及与开发利用海洋有关的知识体系。它的研究对象是占地球表面71%的海洋,包括海水、溶解和悬浮于海水中的物质、海洋中的生物、海底沉积和海底岩石圈,以及海面上的大气边界层和河口海岸带等。   海洋科学的研究领域十分广泛,其主要内容包括对海洋的物理、化学、生物和地质过程的基础研究,海洋资源开发利用,以及海上军事活动等的应用研究。   由于海洋本身的整体性、海洋中各种自然过程相互作用的复杂性和主要研究方法、手段的共同性而统一起来,使海洋科学成为一门综合性很强的科学。   在太阳系的行星中,地球处于“得天独厚”的位置。地球的大小和质量、地球与太阳的距离、地球的绕日运行轨道以及自转周期等因素相互的作用和良好配合,使得地球表面大部分区域的平均温度适中(约15℃),以致它的表面同时存在着三种状态(液态、固态和气态)的水,且绝大部分是以液态海水的形式形成一个全球规模的含盐水体——世界大洋。因此,我们的地球又称为“水的行星”。   全球海洋总面积约3.6亿平方公里,约占地表总面积的71%。全球海洋的平均深度约3800米,最大深度11,033米。全球海洋的容积约为13.7亿立方公里,占地球总水量的97%以上。如果地球的地壳是一个平坦光滑的球面,那么就会是一个表面被2600多米深的海水所覆盖的“水球”。   世界海洋每年约有50.5万立方公里的海水在太阳辐射作用下被蒸发,向大气供应87.5%的水汽。从海洋或陆地蒸发的水汽上升凝结后,又作为雨或雪降落在海洋和陆地上。陆地上每年约有4.7万立方公里的水在重力的作用下,或沿地面注入河流,或渗入土壤形成地下水,最终注入海洋,从而构成了地球上周而复始的水文循环。   海水是—种含有多种溶解盐类的水溶液。在海水中,水占96.5%左右,其余则主要是各种各样的溶解盐类和矿物,还有来自大气中的氧、二氧化碳和氮等溶解气体。世界海洋的平均含盐量约2.5%,而世界大洋的总盐量约为4.8亿亿吨。假若将全球海水里的盐分全部提炼出来,均匀地铺在地球表面上,便会形成厚约40米的盐层。   目前在海水中已发现的化学元素超出80种。组成海水的化学元素,除了构成水的氢和氧以外,绝大部分呈离子状态,主要有氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、氟等11种,它们占海水中全部溶解元素含量的99%;其余的元素含量甚微,称为海水微量元素。   溶解于海水中的氧、二氧化碳等气体,以及磷、氮、硅等营养盐元素,对海洋生物的生存极为重要。海水中的溶解物质不仅影响着海水的物理化学特征,而且也为海洋生物提供了营养物质和生态环境。   海洋对于生命具有特别重要的意义。海水中主要元素的含量和组成,与许多低等动物的体液几乎一致,而一些陆地高等动物,甚至人的血清所含的元素成分也与海水类似。研究证明,地球上的生命起源于海洋,而且绝大多数的动物生活在海洋中。在陆地上,生物集中栖息在地表上下数十米的范围内,可是在海洋中,生物栖息范围可深达一万米。因此,研究生命起源的学者把海洋称作“生命的摇篮”。   海洋作为地球水圈的重要组成部分,同大气圈、岩石圈以及生物圈相互依存,相互作用,成为控制地球表面的环境和生命特征的一个基本环节。   由于水具有很高的热容量,因此世界海洋是大气中水汽和热量的重要来源,并参与整个地表物质和能量平衡过程,成为地球上太阳辐射能的一个巨大的储存器。在同一纬度上,由于海陆反射率的固有差异,海面单位面积所吸收的太阳辐射能约比陆地多25~50%。因此,全球大洋表层海水的年平均温度要比全球陆地上的平均温度约高10℃。   由于太阳辐射能在地球表面上分布的固有差异,赤道附近的水温显著地高于高纬度海区,因此,在海洋中导致暖流从赤道流向高纬度、寒流从高纬度流向赤道的大尺度循环。从而引起能量重新分布,使得赤道地区和两极的气候不致过分悬殊。   海面蒸发产生的大量水汽,可被大气环流及其他局部空气运动携带至数千公里以外,重新凝结成雨雪降落到所有大陆的表面,成为地球表面淡水的源泉。由此可见,海洋对全球天气和气候的形成,以至地球表面形态的塑造都有深远的影响。   海洋中的动物约16~20万种,植物一万多种。海洋中的生物,如同整个生物圈中的生物一样,绝大多数直接地或间接地依赖于光合作用而生存。海洋生物由海洋光合植物、食植性动物和食肉性动物逐级依赖和制约,组成了海洋食物链。   海洋作为一个物理系统,其中发生着各种不同类型和不同深度的海水运动和过程,对于海洋中的生物、化学和地质过程有着显著的影响。海水运动按其成因,大致分为:海水密度变化产生的“热盐”运动,如海面蒸发、冷却和结冰,以及海水混合等;海面风应力驱动形成的风生运动,如风海流和风生环流等;天体引力作用产生的潮汐运动;海水运动速度切变产生的湍流运动;各种扰动产生的波动,如风浪、惯性波和行星波等。   海洋是生物的生存环境,海水运动等物理过程会导致生物环境的改变。因此,不同的流系、水团具有不同的生物区系和不同的生物群落。海水运动或波动是海洋中的溶解物质、悬浮物和海底沉积物搬运的重要动力因素,因此,海洋中化学元素的分布和海洋沉积,以及海岸地貌的塑造过程都是不能脱离海洋动力环境的。反过来,海水的运动状况也与特定的地理环境、化学环境有关。这就是海洋自然环境的统一性的具体表现。   大洋地壳作为全球地壳的一个结构单元,具有不同于大陆地壳的一系列特点。陆壳较轻、较厚,比较古老;洋壳较重、较薄(缺失花岗岩层),相对年轻。在地壳的均衡作用下,陆壳质轻而浮起,洋壳质重而深陷。地球之所以存在着如此深广的海洋,是与洋壳的物质组成有关的。   由于海水的覆盖,海底地壳是难以直接观察的。近半个世纪以来,深海考察发现了海洋中有深度超过万米的海沟,长达上千公里的断裂带以及众多的海山:而给人印象最深的是存在着一条环绕全球、纵贯大洋盆地、延伸达80000公里的水下山脉体系。这条水下山脉纵贯大西洋和印度洋的洋盆中部,所以称为大洋中脊。在大洋中脊顶部发育有一条被断裂带错开的纵向的大裂谷,称为中央裂谷。   20世纪70年代以来,海洋学者乘坐潜水器考察大洋中脊和裂谷,发现从裂谷底喷涌出来的热泉。原来,冷海水沿裂隙渗入炽热的新生洋壳内部,变成热海水,热海水和洋壳玄武岩之间发生强烈的化学反应。玄武岩中的铁、锰、铜、锌等被淋滤出来进入热海水,从而喷出富含金属的热泉。由河流带入海洋中的镁、硫酸根,在上述过程中也大部分被中脊轴部的洋壳所吸收。据估计,沿着八万公里长的大洋中脊只需800~1000万年,与世界海洋等量的海水就可以经过脊轴洋壳循环一遍。这对于海水化学成分的演化,产生了十分深远的影响。   总之,海洋中发生的各种自然过程,在不同程度上同大气圈、岩石圈和生物圈都有耦合关系,并且同全球构造运动以及某些天文因素密切相关,这些自然过程本身也相互制约,彼此间通过各种形式的物质和能量循环结合在一起,构成一个具有全球规模的、多层次的海洋自然系统。正是这样一个系统,决定着海洋中各种过程的存在条件,制约着它们的发展方向。   海洋科学研究的目的,就在于通过观察、实验、比较、分析、综合、归纳、该绎以及科学抽象方法,去揭示这个系统的结构和功能,认识海洋中各种自然现象和过程的发展规律,并利用这些规律为人类服务。

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