人类用科学方法进行海洋科学考察已有100余年的历史，而大规模、系统地对世界海洋进行考察则仅有30年左右。现代海洋探测着重于海洋资源的应用和开发，探测石油资源的储量、分布和利用前景，监测海洋环境的变化过程及其规律。在海洋探测技术中，主要高科技手段包括在海洋表面进行调查的科学考察船、自动浮标站，在水下进行探测的各种潜水器，以及在空中进行监测的飞机、卫星等。 科学考察船 海洋科学调查船 海洋科学调查船担负着调查海洋、研究海洋的责任，是利用和开发海洋资源的先锋。它调查的主要内容有海面与高空气象、海洋水深与地貌、地球磁场、海流与潮汐、海水物理xìng质与海底矿物资源(石油、天然气、矿藏等)、海水的化学成分、生物资源(水产品等)、海底地震等。其中极地考察和大洋调查等活动，为世界各国科学家所瞩目。 大型海洋调查船可对全球海洋进行综合调查，它的稳定xìng和适航xìng能良好，能够经受住大风大浪的袭击。船上的机电设备、导航设备、通讯系统等十分先进，燃料及各种生活用品的装载量大，能够长时间坚持在海上进行调查研究。同时，这类船还具有优良的cāo纵xìng能和定位xìng能，以适应各种海洋调查作业的需要。 建造专用科学调查船始于1872年的英国“挑战者”号。它从1872年起，历经4年时间的环绕航行，观测资料包括洋流、水温、天气、海水成分，发现了4 700多种海洋生物，并首次从太平洋上捞取了锰结核。1888~1920年，美国的“信天翁”号探测船探测东太平洋。1927年德国的“流星”号探测船首次使用电子探测仪测量海洋深度，校正了“挑战者”号绘制的不够准确的海底地形图。 日本海洋科学技术中心最近宣布，它们研制的无人驾驶深海巡航探测器“浦岛”号，在3 000米深的海洋中行驶了3 518米，创造了世界纪录。“浦岛”号上安装着高精度的导航装置及观测仪器，使用锂电池作为动力。这艘无人驾驶的深海探测器，使用无线通信手段向海面停泊的母船“横须贺”号上传送了用水中摄像机拍摄的深海彩**像。日本海洋科学技术中心认为，这一装置在世界上居领先地位。以这次航行试验成功为基础，海洋科学技术中心还计划开发xìng能更高的无人驾驶深海探测器，并且使用燃料电池作为动力源。 海洋监测浮标 20世纪40年代末，科学家除了要收集海面上的信息外，还要探测海洋深处的水温状况。从那时起，这样的工作就一直进行没有间断过。40年后人们分析这些监测资料后发现，在海面2 000米以下海水的温度正在戏剧xìng地、持续不断地上升。但那时人们得到的信息仅仅来自有限的区域，得到探测的深水区域只占全球海洋面积的50%。直到2002年，科学家提出了一个解决问题的方案：施放资料浮标，建立浮标监测网络，浮标上搭载的仪器可与人造卫星联通，形成一个立体的海洋监测系统。 目前，这个计划正在进行中，已有60个以上的浮标被施放到了大海里。1997年，这个浮标监测系统监测到了热带海洋上非同寻常的迹象，这就是厄尔尼诺的前兆，科学家及时发出警告，从而成功地预报了20世纪最大一次厄尔尼诺的到来。现在，这个浮标系统依 然在起着作用，从那里得到的资料显示年至2003年冬季，厄尔尼诺已经卷土重来，不过力量较小罢了。 海下测音装器 新一代海洋探测装置正在使用声音追踪大洋底部发生的“重大事件”，例如火山和地震等，因为科学家发现，海洋中温度和压力的不平衡可以形成一个走廊，沿着这条走廊，声音可以传播几千公里，为此人们研制出了可永远置放于海底的水下测音装置，这就是SOFAR(声学系统和测距装置)。现在，这种装置已经布置在了海底，相关海洋学家每星期要用电脑处理10亿字节这些来自太平洋底部的信息。自1991年SOFAR启用以来，人们已用它确定了几万次发生于大洋底部的地震和几次海底火山bào发，这些海底的剧烈运动都没有被安放在陆地上的地震仪监测到。另外，这种仪器还帮助动物学家们通过鲸的叫声对两种蓝鲸加以区别。 1998年，人们在海底安装了夏威夷2号监测站，它是一个地震仪，由一组水下测音器连在一条报废了的海底电缆线上。使用这种仪器，地球物理学家莱特·巴特勒jiān tīng到一次里氏6.1级的海底地震。这次地震发生在距太平洋西北沿岸2 000公里的海域之下，它发出的巨大隆隆声令科学家们非常惊讶，因为那似乎是一种从未出现过的声波。科学家分析说，种种迹象表明，这种声波来自海底流动着的沉积物界面，它为科学家通过声音探测海底物质形态提供了一种新的参照依据。 今天，科学家们又研制出了更加轻便灵活的水下测音器，并把监测的范围扩展到了大西洋。在那里，他们第一次记录到由中大西洋山脊火山活动发出的声音，在这片地区，岩浆正在上升，海底正在慢慢扩展。 海下传感器 从大量的地震监测和钻探活动中，海洋地质学家们已经知道海底的下面存在着大量的地下海水，它们流动着，将热量带到海床的上面。科学家希望知道这些地下海水的活动究竟是怎样的，其移动的速度有多快。于是他们在海底钻了一些孔。然后将一些传感器放于孔中，通过这些传感器，科学家可以持续地获得有关海洋地下水压力和温度方面的资料。 这个海底地下监测系统被命名为CORKS，自1991年正式启用以来，它为人们提供了大量海底地层的信息。地球物理学家伊尔·戴维斯说：“现在我们知道，在大洋底部以下的确流动着大量的海水。”监测表明，这些海水可以在地下穿行好几公里。令人惊讶的是，这些安放在海底的传感器还记录下了发生在海面上的运动，如潮汐等。戴维斯认为，海平面乃至大气压力的升降会影响海底以下的状态，甚至可以导致它的形状发生改变。 海底以下是否存在生命也是一个令科学家备感兴趣的问题。几年前，科学家们在秘鲁附近海域进行了一次雄心勃勃的探索活动，他们在150米至5 300米的水下进行钻探，结果竟在海底以下420米的地层里找到了微生物。科学家认为海底以下存在着大量的微生物，它们的数量可能占地球微生物总数量的三分之二，由此人们意识到类似的生命形式很可能也存在于其他行星和卫星的海洋下面。 人工岛屿 科学研究已经证明，地球上的生命来自海洋。由于千万年来人口的迅速增多，陆地空间已显拮据，人类越来越倾向于回到海洋中寻求栖居地 。陆地的喧嚣和脏**是人们产生这种倾向的另一个原因，海洋的污染虽日趋严重，但仍是相对洁净的广阔天地。于是，人工岛屿应运而生。 日本东京著名的人工岛——海洋萤火虫 顾名思义，人工岛屿就是利用人力在海上建造的陆地。人们移山填海，或把河道、港口挖出的淤泥以及陆上无用的无污染的废弃物，集中就近堆放到海里，在海上形成一块高出水面的陆地，并用建筑材料加固四周，就成为人工岛屿。接下来就可以利用人工岛屿的土地，进行新的开发建设。每造出一块人工岛屿，就等于为国家或地区多建造一块土地。人工岛屿在令人们呼吸新鲜空气的同时，还可以作为尖端产业基地和能源基地。 人工岛屿一般离海岸约5公里，其内侧可作为海洋牧场。人工岛屿工程主要包括岛屿自身填筑、护岸和岛屿陆地之间jiāo通联系三部分。 日本神户人工岛中心 20世纪60年代以来，日本建造的现代人工岛屿最多，规模也最大。美国、荷兰等国也很重视发展人工岛屿。日本的神户人工岛屿，是世界上第一座海上城市，位于神户市以南约3 000米，面积达436万平方千米，与神户市之间由一座大桥相连。这座人工岛屿自1966年开工，历时15年完成，其间削平了神户西部的两座山峰，将8 000万立方米的土石填入海中。人工岛上建造的城市可谓五脏俱全，城市中部为中高层住宅和公寓区，有可供2万多人居住的6 000套住宅。居民生活区内不仅有商店、学校、医院、邮局、博物馆，还有北、中、南三个公园以及体育馆、游泳池、污水处理厂等生活服务设施。岛屿的南侧建有防浪堤，其他三面建有现代化的集装箱装卸码头，可同时停泊28艘万吨级轮船。 在先进的污染处理和环境监测的基础上，人工岛屿还可以利用独特的海洋美景，充分发挥其娱乐作用。 全世界最豪华的酒店——泊瓷酒店 阿联酋第二大城市迪拜的“棕榈岛”，是三座酷似棕榈树造型的人工岛屿。这个工程规模庞大，甚至从太空中都能看到岛屿形状，但棕榈岛本身却完全是用沙子和岩石搭建而成，堪称人类建筑史上的奇迹。这里还矗立着全世界最豪华的酒店——泊瓷酒店(又称“阿拉伯塔”)。这座看起来好像是正在行进中的帆船形象的酒店，一共56层，321米高，由著名的英国设计师Atkins设计。泊瓷的工程花了5年的时间，其中2年半的时间是在阿拉伯海填出人工岛屿，2年半时间用在建筑本身。楼体使用了9 000吨钢铁，并把250根基建桩柱打在40米的深海下。酒店中最大面积的皇家套房有780平方米之大，而且全部是落地玻璃窗，随时可以面对着一望无际的阿拉伯海。在酒店内的海鲜餐厅就餐要动用潜水艇接送。沿途还有鲜艳夺目的热带鱼在潜水艇两旁游来游去。在餐厅内环顾四周的玻璃窗外，珊瑚、海鱼所构成的流动景象，也是令人赞叹不已。因为饭店设备实在太过高级，远远超过五星级的标准，只好破例称它为七星级——它也是世界上为数不多的七星级酒店之一。其实，几颗星并不重要，关键是人工岛屿上的奢华酒店，在全球是独一无二的。有人说：“这座沙漠与海洋之间的巨大建筑，养育着人类追求卓越的思维和好莱坞式的梦想。” 距离棕榈岛4.1公里的一 处长9公里、宽7公里的海域内还有一个由星罗棋布的人工小岛建成的岛群——世界岛。世界岛由300多个小岛组成，从空中俯瞰下去，它就如同一张微缩版世界地图。岛屿群的外围是用岩石筑起的椭圆形防浪堤，将300座按照世界各国陆地形状填海兴建的人工小岛圈住，总面积约为557万平方米，每座小岛的面积从2.3万平方米至8.4万平方米不等，岛屿之间的距离最小的有50米，最大的100米。往返各岛只能以船只和直升机代步。而在棕榈岛与世界岛之后，迪拜又宣布将兴建“太阳系”人工岛。这是又一个大手笔投建的超大规模的人工岛工程，将模拟太阳和月球等太阳系内星球的形状，建造一组人工岛。 海洋环境保护 现今社会里，人类文明的起源——海洋，正面临着因高科技开发所带来的巨大威胁，海洋环境保护问题也因此受到了人们的日益重视。人类既要开发海洋，又要保护环境和保障海上生产安全。 其实，海洋有很强的自净能力，可以通过扩散、稀释、氧化、沉降等作用，分解破坏污染物。但随着陆地和海洋开发的加剧，大量污水、石油、有dú物质等进入海洋，海洋环境已日益恶化。尤其是油轮事故、海底油田开发等造成大量石油沉入海洋，每年排入海洋的石油以千万吨计。两伊战争和海湾战争时许多油井遭到损坏，人为加剧了海洋石油污染。工业废水中的汞、镉等重金属排入海洋的数目也很大。全世界每年入海的汞有10 000吨，而仅日本神通河注入海里的镉就曾达每年3 000吨。农yào入海可造成大量生物死亡，如日本九州沿海的水田，在一年夏天施yào后遇上暴雨，结果沿岸贝类全部死亡。污染原因还包括城市生活污水、固体垃圾和放shèxìng废料的排入等。海洋受到的热污染和有机物污染还可导致某些低等生物的过量繁殖，耗尽海水中的氧气而使鱼类等大量死亡。 触目惊心的石油泄漏 海洋污染的污染源广、持续时间长，扩散范围大，对海洋污染的治理非常困难。所有的陆地污染物都可能最终通过河流、空气等渠道进入海洋。海洋的污染物还可因食物链作用而聚集或传递。如牡蛎在被农yào污染的海水中生活一个月，体内农yào浓度可达周围海水浓度的7万倍。海水可以把污染物送到各个地方。日本的沥青块可以漂洋过海出现在英国和加拿大的西海岸。石油油膜在波斯湾的大部分水域存在，沙特阿拉伯的海水淡化工厂不得不因此停产。 海洋环境问题的产生，是由于人们在开发利用海洋的过程中没有同时顾及，或不够注意海洋环境的承受能力，低估了自然界的反作用。因此，海洋环境尤其是河口、港湾和海岸带区域受到了人为污染物的冲击，不仅影响海洋资源的进一步开发，甚至对人类健康造成危害。海洋开发的事实告诉人们，在海洋技术发展中必须全面综合考虑，以构成一个完整的海洋开发技术系统。 石油回收船 目前，在海洋开发项目中，海洋环境保护已成为必要的部分。为了预防海洋的进一步污染，并对污染海域进行治理，有关国家和国际组织已加紧研究和采取措施。世界各国都逐步制定了海洋环境保护的法律法规。目前海洋污染调查技术主要以现场调查为主，同时应用自动监测仪和人造卫星对海面的大面积污染以及其他一些异常现象进行监测 。未来科学家的目标是建立自动海洋污染监测站，并利用人造卫星和飞机监测海洋污染，利用激光技术精确测定污染物在海中的扩散和垂直搬运过程，使用电脑收集、整理和储存数据，建立了情报中心和电脑中心，逐步实行污染预测。对于最主要的海洋污染物——石油，目前已建造了多种石油回收船，回收率在70%以上，并还在继续提高。 海洋污染处理更关键的部分是控制污染源。对沿海工业排放的污水必须严格控制排放标准。需要结合陆地的污染治理来最终消除污染源。海洋开发的任何项目都必须对污染物加以严格控制。 全人类的海洋 海洋开发的任何方面都在一定程度上面临着革命xìng的变化，都可能给人类带来巨大的利益，且在最低限度上将缓解人类所面临的资源紧缺——由于可控核聚变供能实验的成功，海水中的氘和锂资源将给人类提供不会枯竭的能源。海水淡化技术正逐渐向低成本发展。大规模的海水淡化将完全改造临海的干旱沙漠地区，全面提高陆地的粮食产量和绿化程度。此外，海洋运输业、海底石油和天然气的开采、海水制盐业、海洋能源开发以及从海水中提取矿物等，也都在大踏步地发展，并且越来越多地与现代高新科技融合。 由于海洋开发规模加大，这方面国际争端的也日益加剧。1982年通过的《联合国海洋法公约》规定，沿海国家管辖的海域范围扩大到包括领海、专属经济区和大陆架在内的广阔海域，并且把深海海底资源作为全人类共同继承的财产，不允许任何国家自由开发，开发工作由联合国国际海底管理局管辖。这一公约的通过部分地解决了海洋上的国际争端，同时也使海洋开发带上更明显的国际xìng和系统xìng。 海洋开发是一项包括环境保护在内的系统工程。海洋是全人类唯一的海洋，因此必须高度爱惜它。充分重视海洋环境保护的海洋开发将全面、系统地照顾到全人类的最根本利益。展望未来，海洋开发必然会有更辉煌的前景。 十项最具创意的环保发明 印度空气动力汽车 印度塔塔汽车公司(Tata Motors)在2009年向美国市场推出首批以空气为动力的零污染汽车。这些汽车每加满一次“燃料”——压缩空气，可行驶1 000英里，最高速度可达96英里。 空气动力汽车伊凡霍伊水库的黑色塑料球 为了防止一种致癌物的生成，让60万消费者放心使用饮用水，美国洛杉矶水电管理局把40万个黑色塑料球倒进了伊凡霍伊水库(Ivanhoe Reservoir)。这项发明的目的是避免太阳照shè到水面上，从而防止一种含有溴化物和氯的潜在有害混合物在这个具有上百年历史的水库中生成。 伊凡霍伊水库的黑色塑料球由人供电的电视遥控器 这种新型电视遥控器由人提供所需的电力。日本SMK公司已发明了这种不需要电池的有利环境的装置，对改善全球变暖具有重要意义。使用者只需要握住遥控器，然后按动遥控器上的按钮，就可以开关电视、搜索频道和控制音量。 由人供电的电视遥控器无水洗衣机 英国利兹大学研究人员已发明一种新型洗衣机，这种叫Xeros的洗衣机每次运作只需一杯水就能完成任务。这种洗衣机实际上可以清除所有类型的污渍。由它清洗完的衣服已基本干燥，所以还减少了对烘干机的使用。 （本章完）