第五章　了解地球的海陆分布特点

探究海底世界

海洋约占了地球表面积的70.9%的盐水水域，海洋分布于地球的表面的巨大盆地里，约有362，000，000平方公里的面积。在海洋中，水占了十三亿五千多万立方米，占到了地球总水量的97.5%。在全球的海洋中，海洋被分为了数个大洋和海，主要有太平洋、大西洋和印度洋、北冰洋，其大部分以陆地和海底地形为界。

很多人常说海洋，但是海和洋是两回事，海洋的中心部分是洋，它构成了海洋的主体。大洋远离陆地，受不到陆地的影响，并且洋的水温和盐度没有大的变化。大洋的水是蔚蓝色的，并且有很高的透明度，也没有太多的杂质。而海处于洋的边缘，是大洋的附属部分。而海由于临近陆地，因此，海水的温度、盐度、颜色和透明度都会受陆地的影响，会有明显的变化。而且，在河流入海的地方，或者是雨多的季节，海水颜色会变淡。而且由于受到陆地的影响，河流入海时，会夹带很多的泥水，会使近岸海水混浊不清而且透明度差。

海底给人们留下了很多的幻想，人们一直想探索海底，可是由于海底的压力和其他因素，人们一直没有机会。直到20世纪的50年代，地理学家们才能用先进的技术测绘出海底世界。在海底有座相当高耸的海洋“山脊”，它形成了一道水下“山脉”，穿过了世界上所有的海洋。海底的“山脊”也叫做断裂谷，并且从里面不断冒出岩浆。一条条的新生海底山脉在岩浆冷却后在海底底部形成了，而这个过程叫做海底扩张，这些新生的海底山脉称为海岭。由于断裂谷添了新岩石后，两边的岩石就渐渐远离洋脊中央。因此，远离“山脉”的岩石就越古老。在海岭和新的海底平原形成后，岩浆还会从断裂谷继续喷出，它们起着“传送带”的作用，把一条条新海岭从地壳岩层中推送出来，同时又把它们慢慢地从地壳岩层中推落下去，重新熔化到地幔中去，达到新生和消长的平衡。

这就是人们一直想知道的海底，海洋的广阔，从蔚蓝到碧绿，是许多动植物的生活之地。海底也是一个多彩的世界，在海洋中的绿藻，是大气层氧气的主要制造者之一，而且海洋里的热带珊瑚是地球物种最丰富的系统。而且大洋错综复杂的食物网养育了种类繁多的海洋生物，它比陆地上的任何生态系统都要复杂得多，从生活在洋底火山口边的吃硫磺的微生物、细菌，到各种深海鱼类，它们放出的荧光能照亮很远的地方，吸引了许多以它们为食的生物。甚至在有些地方还可能潜藏着有待发现的被称之为“海怪”的动物新种。

进入南北极天地

南极位于地球的最南端，它是一个被大洋环绕的大陆；北极则是位于地球的最北端，但它却是被一个大陆围绕的海洋盆地。南北极都是十分寒冷的，很多人以为南北极气温都是一样的，可是南极的气候却比北极恶劣的多，并且南极的平均气温要比北极低的多。

在南极上有个巨大的冰盖，这个冰盖终年散发着寒气，空气被迅速冷却。这个冰盖像个巨大的反光镜，它把收到的太阳热能大部分都反射回空中，因此，南极在储热能力方面就很差；在南极大陆的周围被大洋环绕着，大洋又长时间被海冰封冻，而且长年不化，因此就阻断海水和空气的交换，从而让南极周围的海面长期保持较低的温度。而北极就没有这样的冰盖，所以就不会散掉巨大的热能，但是北极是海洋，海水的储热能力就比南极强，因此，地形上的不同就形成南北极不同的温度差异。并且地形也决定了它们各自的气流和洋流，而且又是由于气流和洋流的不同，又加强了两极地区气候的根本差别。

南北两极在动物种类上也有很大的差别，南极的企鹅不可能生长在北极，而北极北极熊的北极熊不可能生长在南极。主要原因是熊类是杂食、适应性强的陆生动物，从北极到热带均有分布。由于第三纪时，地球上出现了寒冷气候，南北极形成冰川。来不及由极地往温暖地区迁移的喜温动物都灭绝，只有在冰川边缘有一些适应寒冷气候的动物在生活。以北极植物为主食的穴居熊绝迹了，而一种毛皮厚、肉食，并且体温调节能力、越冬生理以及生物化学都适应严寒的熊类在北极生存下来，这便是以后的北极熊。它们以海豹、幼海象、鱼类、鸟蛋以及搁浅鲸的腐肉为主食，成为严格食肉动物。

而南极洲早在熊类祖先出现之前便是一个海洋环绕的大陆，不与其他大陆相连。大洋的隔断使陆生熊类根本不可能往那里迁移，所以南极不可能发现北极熊的踪影。

而企鹅是从赤道以南的区域开始发展起来的，它们的祖先是管鼻类动物，在企鹅决定发展方向这一问题时，同时决定了它们主要生活家园的所在。动物学家推想，企鹅在那时选择南下没有继续向北前进。因为它们北上的道路被热带炎热的气候阻挡了，更因为企鹅们无法忍受热带的暖水。因此，企鹅的这些生理特点，决定了它们必须呆在有来自南极的冰雪融化水域，或由由深海涌上的较冷的水流所流经的海域。于是，温暖的赤道水流和较高的气温形成了一个物理屏障，使惧热的企鹅不能游过它。再把企鹅分布的情况查对一下，它们分布在年平均气温20℃的区域，动物学家的推想跟这些是颇为吻合的。

南北极的区别还有很多，南极圈内的冰山高大，而北极冰山则相对矮小。南极有的冰山就是巨无霸，总面积竟然高达5538平方公里，相当于9个新加坡的国土面积。并且在南极的总冰量也比北极高。

在南极圈里不生长草木之类的植物，只有苔鲜类低等植物。但北极圈不同，有的地方不但有草原有鲜花，而且还有茂密的森林。如在北纬78度的朗伊尔宾就长有齐膝高的丛丛茂草。

地球的磁场

在地球的周围，有一些磁场，我们把它叫做地磁场。地磁场大约在34.5亿年前已经形成。和地球上最早的生命大约形成于同一时间。地磁场就像在地球中心放了一个大的磁棒，其产生的磁偶极子所形成的磁场。地磁场有两个极，S极和N极，分别位于北极和南极。从指南针的问世，人们已经笼统的知道了地球有南北极两个对称的磁场。然而地理位置上的南北两极和两个磁场相近却不重合。

地磁场的磁厂强度有磁力线的方向和大小矢量。为了准确的确定地球上某一点的磁场强度，经常采用的测量方法有磁偏角、磁倾角和磁场强度三个要素。

地磁场也会被外界的扰动影响，所以他并不是孤立的。由于太阳风的磁场不断的对地球的磁场施加作用，地球的磁场不断的反抗去阻挡太阳风磁场的长驱直入。于是太阳风绕过地球磁场继续向前行动，继而出现了被太阳风包围的地球磁场形成一个彗星撞的区域，就形成了我们所说的地磁层。

地磁层在距离地球表面600~1000公里的高空，磁层顶在距离地面5~7万公里的磁层边界处。地球磁力线因为受到太阳风的作用，在北向太阳的一面不断的延伸，像一条常常的尾巴，我们通常把它叫做磁尾。

然而在近代，又有科学家指出，基本磁场、变化磁场和磁异常才是真正组成地磁场的三个部分。基本磁场是磁场主题的稳定磁场，在地磁场中约占99%以上；地磁场近似偶几场的特性也是由它决定的，接近地表时相对较强，远离时则会弱一些。在过去，人们认为地球是一个大的磁铁，所以周围才会出现磁场。但是后来又发现在物质的居里温度过高时磁铁便会失去磁性。而铁磁场的居里温度为500~700摄氏度，地球中心部的温度却远远不止于此。所以地球是一个庞大磁性体的说法被推翻。现在流行的地磁起源说法是自激发电机假说，认为地磁场起源于地球外地核圈层。因为外地核的液态可能是一个导电的流体层，发生差异运动或者对流的可能性更大些，会使原来的弱磁场增强，进而导致磁场进一步增强。才形成现在说的基本磁场。而地球外部叠加在基本磁场上发生短期变化的磁场，我们就把它叫做变化磁场。仅占地磁场不到1%的很小部分。太阳的辐射、太阳带电粒子流和太阳黑子活动是变化磁场形成的主要因素。再地球的内部，一些具有磁性的矿石和岩石会引起磁场并叠加在基本磁场上，我们称其为磁异常。

地球的磁场是在不断变化着的，变化方式也是层出不穷。每一个地方的磁场方向、强度都会随时发生变化，有可能会变小，甚至南北极发生大反转也不无可能。地磁场是很复杂的，即便是在现今的科学，我们仍然无法预测出在遥远的未来它会发生怎样惊人的变化。

地球上的海陆分布特点

海陆分布特点

从地球仪上看，世界的海陆分布极不均匀。陆地主要分布在北半球，海洋主要分布在南半球。从东西半球看，陆地主要分布在东半球，海洋主要分布在西半球。下面我们来具体看一看地球上的海陆分布。

大陆：即地球上面积宽广而完整的陆地。地球上一共有6块大陆，分别是亚欧大陆、非洲大陆、北美大陆、南美大陆、南极大陆和澳大利亚大陆。其中，亚欧大陆包括亚洲和欧洲两大洲。

半岛：是指伸入海洋或湖泊陆地，一面与大陆相连，其余三面被水环绕。大的半岛主要受地质构造断陷作用而形成，如中国的辽东半岛、山东半岛、雷州半岛等。此外，由于沿岸泥沙流携带泥沙由陆向岛堆积，或岛屿受海浪侵蚀使碎屑物质由岛向陆堆积，逐渐使岛与大陆连接，形成陆连岛，中国山东省的芝罘岛就是这样一个岛。从分布情况看，世界上大部分半岛都分布在大陆的边缘地带。

岛屿：岛屿是指散布于海洋、江河或湖泊中的四面环水、高潮时露出水面、自然形成的陆地。在狭小的地域集中2个以上的岛屿，就把它们称为“岛屿群”，列状排列的群岛称为“列岛”。而如果一个国家所有国土都坐落在一个岛上，那么这个国家就被称为岛国。

岛屿可分为两种类型，一种是大陆型，一种是海洋型。大陆型岛是大陆棚上那些被水包围但未被淹没的部分；海洋型岛是指那些从海洋盆地底部升高到海面的岛。世界上较大的岛大多都属大陆型。最大的格陵兰岛，面积为2175600平方公里，与毗邻的北美大陆由相同的物质组成，由一片狭窄的浅海与北美大陆隔开。新几内亚岛是世界第二大岛，它是澳大利亚大陆台地的一部分，一道很浅而窄的托列斯海峡将它与陆地隔开。托列斯海峡附近的海底只要稍稍翘起，就完全能够将新几内亚与澳大利亚连接起来；相反的，海平面稍有上升就会淹没丘陵海岸，而余下的丘顶就会变成岸外小岛。

群岛：简单来说，群岛是指一群岛屿，包括若干岛屿的若干部分、相连的水域和其他自然地形。群岛最早指多岛海（分布着很多岛屿的海），如爱琴海中的岛屿。后来，人们将太平洋图阿莫图低群岛、巴拿马湾中的珍珠岛等也归为此类。根据形成原因，可分为构造升降引起的构造群岛，火山作用形成的火山群岛，生物骨骼形成的生物礁群岛，外动力条件下形成的堡垒群岛。群岛也是有大有小，许多大型群岛中通常也包含着许多小群岛，如马来群岛就包括菲律宾群岛、大巽他群岛、小巽他群岛、东南群岛、西南群岛、马鲁古群岛等。如果岛屿排列成线形或弧形，人们又将其称为列岛，我国就有长山列岛、澎湖列岛等多个列岛。

全世界有50多个重要的群岛，分布于四个大洋中。其中，太平洋有19个，大西洋有17个，印度洋有9个，北冰洋海域中有5个。

大洋：离大陆较远的辽阔水域，是海洋的中心部分。大洋约占海洋总面积的89%。深度较大，海水的温度及盐度不受大陆的影响，平均盐度在35%左右。

海：大洋靠近大陆的部分称为海。深度较小（一般2000~3000米），海水特征受大洋和大陆两方面的影响，会出现明显的季节变化。世界上海的面积约占世界海洋总面积的11%。根据地理位置划分，海可分为边缘海、地中海和内海。

海峡：又称为“海上走廊”、“黄金水道”，是指两块陆地之间连接两个洋或海的狭窄水道。它一般海水较深，水流湍急。海峡在航运上、军事上都具有重要意义。据统计，全世界共有1000多个海峡，其中较为著名的有：连接北冰洋和太平洋的白令海峡；连接黑海和地中海的土耳其海峡（又称黑海海峡）；连接大西洋和地中海的直布罗陀海峡等。

地球表面水陆面积的比例

地球的总面积大约是5.1亿平方公里，其中陆地面积1.49亿平方公里，海洋面积3.61亿平方公里，海洋所占的面积远大于大陆。

大陆漂移

观察一下世界地图你会发现，南美洲的东海岸与非洲的西海岸非常吻合，好像是一块大陆分裂后、南美洲漂出去后形成的。1620年，著名的法兰西斯·培根道出了这一事实。此后，法国的普拉赛、德国的洪堡都认为诺亚洪水时两块大陆分离，原先的大西洋只是一条大河，诺亚方舟就行驶在这条河中。

证明两块大陆是连在一起的而不是分开的，还有斯奈德·佩利格里尼。他在1858年写的《地球形成及其奥秘》一书中指出欧洲和北美的煤层中有相似的植物化石，并画出两幅大陆拼命图说明两块大陆分离前后的状态。1908年，泰勒为说明现代山脉的起源而提出大陆漂移说。他认为大陆壳像冰盖一样缓慢滑动，欧亚大陆南移，受印度半岛阻挡而形成帕米尔、喜马拉雅等强烈褶皱带；在东南亚，因阻力不大而形成马来亚岛弧。贝克在1911~1928年间多次论证大西洋两岸山脉的拼合是由于大陆漂移所造成的。

在学术界影响力最大的大陆漂移说是阿尔弗雷格·魏格纳提出的，他被称作大陆漂移说的创始人。1915年，魏格纳发表“大陆及海洋的起源”，充分论述大陆漂移的证据。他认为，全世界最初只有一块大陆，称泛大陆。硅铝层比硅镁层轻，就像冰山漂浮在水面一样，又因为地球由西向东自转，南、北美洲相对非洲大陆是后退的，而印度和澳大利亚则向东漂移了。泛大陆的解体始自石炭纪，经二叠纪、侏罗纪、白垩纪和第三纪的多次分裂漂移，形成了现代人们所熟知的七大洲和四大洋。

魏格纳大胆地描绘了一幅莱伊尔的渐变论无法想象和接受的海陆构造变动的图案，因而遭到了学术界的强烈反对和抨击。魏格纳并没有就此停止研究，而是继续为他的理论搜集证据。为此他两次去格陵兰考察，发现格陵兰岛相对于欧洲大陆仍然有漂移运动，漂移速度大约为每年1米。1930年4月，魏格纳率领一支队伍迎着暴风雪第4次登上格陵兰岛进行考察，在零下65℃的酷寒下，团队成员大都失去了信心，只有他和另外两个追随者继续前进，最后终于成功到达中部的爱斯密特基地。11月1日，他冒险返回西海岸基地。然而，在返回的途中，他却失去了踪影。直到第二年4月，人们才发现他的遗体，他已经冻得像石头一样坚硬。

30年代初，大陆漂移的说法几乎完全消失了。即使在美国，讲授大陆漂移说的教授也会被解聘，当时的状态可谓是逆莱伊尔者亡。唯一信奉大陆漂移说的人位于南半球，因为南美、非洲、印度和西澳冰川分布的事实使人们不能不相信这四个大克拉通最初是相连的，被称为冈瓦纳大陆（也称南方大陆）。

1968年，法国地质学家勒比雄在充分吸收其他学派（大陆漂移、海底扩张）的基础上，结合当时诸多新的地质构造理论，提出了“板块构造学说”。他把全球地壳分为六大板块：太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。板块学说使魏格纳生前一直没有解决的漂移动力问题得到了完美解释。随着板块运动被确立为地球地质运动的基本形式，地学也进入全新的发展阶段。大陆分久必合、合久必分，海洋时而扩张、时而封闭，这幅图景已经被人们所接受。到了20世纪80年代，人们确实相信，从大陆漂移说的提出到板块学说的确立，构成了一次名副其实的现代地学领域的伟大的革命，人们也终于承认大陆漂移说并非子虚乌有，而是真正存在的。

海陆分布对气候有哪些影响

世界气候类型分布图

地球上的海洋相连在一起，形成统一的世界大洋。根据海陆分布的形势，可将世界海洋分为四部分：太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。它们之间没有什么天然的界线，通常以水下的海岭或某条经线为分界线。下面让我们来了解一下海陆分布特点及其对气候的影响。

世界海陆分布形势大致有以下特点：

一、陆地大多分布于北半球，这里陆地占北半球总面积的2/5，并在中、高纬度地带几乎连成一片。南半球的陆地面积占1/5，而且在南纬56°~65°地带几乎全部都是海洋。

二、除了南极的陆地外，所有大陆在南北的分布都较为均衡：北美大陆和南美大陆、欧洲大陆和非洲大陆、亚洲大陆和澳大利亚大陆，每对大陆之间都是地壳破裂地带，并形成较深的“陆间海”，这里岛屿众多，最容易爆发火山和地震。

三、一般情况下，大陆的轮廓都是北边宽南边窄，形状就像一个倒三角。亚欧大陆、非洲大陆、南美大陆和北美大陆就是典型的代表；澳大利亚大陆也具有北部较宽的特点。南极大陆却不具备这种特点。

四、较大的岛屿和弧形的列岛大多分布在大陆东岸。亚欧大陆、北美大陆和澳大利亚大陆东岸都有向东部凸出的岛弧，岛弧的边缘是一系列深海沟。大陆西岸的岛屿则不像大陆东岸的岛屿成弧形排列，大岛屿也很少见，只有不列颠群岛是个例外。

五、大西洋东西两岸的轮廓十分相似，海岸线凹凸轮廓彼此几乎吻合，仿佛是很多年前从一块大陆分离出来的。

海陆分布对气候的影响

海陆分布对地球气候的影响，形成了两种差别巨大的气候，分别是大陆性气候和海洋性气候。

大陆性气候最显著的特征是变化快、变化大，其日温差、年温差数值都较大。在气温的年变化中，大陆性气候最温暖的季节出现在7月，最寒冷的季节出现在1月。春季升温快，秋季降温也快，一般春季温度高于秋季温度。在日变化中，最高温度出现的时间较早，通常在13~14时；最低气温一般出现在黎明时分。大陆性气候的另一个重要特征是降水量少，且降水季节和地区分布不均匀。大陆性气候影响下的地区，相对湿度较小，一般为干旱和半干旱地区，降水量一般不足400毫米，有些地区甚至在50毫米以下。

与大陆性气候相比，海洋性气候的主要特点是，其气温的年变化和日变化小，海洋性气候一般最高温出现在8月，最低温出现在2月，气温变化比大陆要晚一些。其降水量的季节分配较均匀，降水日数多、强度小。多云雾，四季湿度都很大。在温度年变化方面，秋季要比春季冷，这是海洋性气候的一个显著特征。

海陆分布对气压和风也会产生一定的影响。季风主要是由于大陆及邻近海洋之间存在的温度差异而形成的。气压分布随气温分布而变化，夏季，大陆是热源，海洋为冷源，因此陆地气压低，海上气压高，导致风从海洋吹向大陆；冬季，海洋是热源，大陆为冷源，海上气压低，陆地气压高，于是风从陆上吹向海洋。随着风向的转变，地球上的气候也会跟着发生变化。

此外，海陆分布也影响海洋环流，对气候造成间接影响。例如，大约在3000年前，原来相连的南美洲与南极洲分裂漂移开，于是两者之间形成了绕南极的洋流，使原本来自热带的洋流被截断，不能再继续将热能传送到南极大陆周围的海域。

珍稀的海洋微生物资源

海洋微生物是所有以海洋水体为正常栖居环境的微生物的总称。海洋环境中蕴藏着丰富的微生物资源。很久以前人们就知道海洋中有细菌存在，海洋生物学家对海洋微生物进行了深入系统的研究，尤其是对其代谢作用的研究，进一步揭示了微生物王国的奥秘，让人们对它产生了更多的了解。

海洋微生物王国

海洋微生物主要包括三大类，即原核微生物（如细菌）、真核微生物（如真菌、藻类和原虫）和无细胞生物（如病毒），它们在自然界分布广，种类多。凭借其代谢途径的多样性和遗传适应性，它们能够在许多极端环境中得以生存，并发挥重要的生态作用，不得不令人类对它们刮目相看。下面对海洋微生物中的几种作以介绍。

1．海洋细菌

海洋细菌是原核微生物的一大类群，不含叶绿素和藻蓝素，只能在海洋中生长、繁殖，是数量最大、分布最广的海洋微生物。它们个体直径一般不超过1微米，形状有球状、杆状、螺旋状或分枝丝状，具有坚韧略具弹性的细胞壁，无真核。海洋中有自养和异养、光能和化能、好氧和厌氧、寄生和腐生，以及浮游和附着等类型的细菌。海洋真菌不超过500种，仅有陆地真菌种数的1%。现知的深海真菌只有5种，它们能够生活在水深5315米的海洋深处。

通过显微镜，我们可以看到海洋细菌的特征。它一共分为三种类型：体形近似球形的叫球菌；身体细长的是杆菌；体形弯曲的是螺旋菌。它们都属于单细胞，内部结构与普通的植物细胞相似。如果细菌在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，就形成了肉眼可见的小群体，叫菌落。菌落带有不同的颜色，如绿脓杆菌的菌落是绿色的，葡萄球菌的菌落是金黄色的。细菌菌落的形状、大小和颜色等特点，是鉴别菌种的重要依据。

2．海洋真菌

从生物进化史看，海洋真菌的出现要比细菌大约晚10亿年，因此它是微生物王国中最年轻的家族。真菌由多细胞丝结构，能产生孢子进行有性和无性繁殖。真菌和细菌、放线菌最根本的区别在于它拥有真正的细胞核，因此真菌的细胞又称为真核细胞。从原核细胞发展到真核细胞，是生物进化史上的一个重大事件。

大部分海洋真菌大多数栖于某种基物而生活，只有少数真菌不依赖基物而自由生活。根据海洋真菌的栖生习性，可将它划分为五种基本的生态类型，分别为木生真菌、寄生藻体真菌、红树林真菌、海草真菌、寄生动物体真菌。

海洋真菌在海洋食物链中发挥着重要的作用，它参与海洋有机物质的分解和无机营养物的再生过程，为海洋生物不断提供生命所需的物质。特别是在海洋沉积物中的真菌丝体和酵母菌体，是很多海洋动物的食物来源。有些海洋真菌能产生抗菌素和结构独特的活性物质，在生态和应用方面有着不可忽视的作用，如降解海洋中的污染物、促进海洋自净等。利用海洋真菌加工麦皮、甘蔗渣、稻草等，可制成微生物碎屑混合物，用作水产养殖中的饲料。这种做法有可持续发展、质量高、成本低廉等优点。

3．病毒

海洋病毒是海洋生态系统中的重要成员，具有形态多样性及遗传多样性的特征。海水中海洋病毒离海岸越近密度就越高。在海洋真光层中较多，随海水深度增加逐渐减少，在靠近海底时又有回升的现象。

海洋中病毒会感染多种海洋生物。海洋噬菌体的裂解致死占异样细菌死亡率的60%；海洋蓝细菌、海洋真核藻等重要海洋初级生产者也会受到海洋病毒感染。病毒还能裂解某些种类浮游动物。众所周知，病毒的感染致病，给水产养殖业带来了重大的影响。研究表明，从1993年开始在全国对虾养殖地区普遍发生的、危害性极大的机型流行病，是由一种杆状病毒所引起的。除了破坏性的一面，海洋病毒也有好的一面，有些海洋病毒能够帮助某些海洋浮游植物生长，对海洋环境和人类生存有益。目前，人们已越来越关注海洋病毒在海洋生态系统中所发挥的作用。

海洋微生物的特性

海洋微生物为了生存，不得不适应复杂多变的海洋环境，因而它具备一些独特的特性。

1．嗜盐性

这是所有海洋微生物几乎都具备的特点。真正的海洋微生物要想生长，就离不开海水。海水中含有丰富的无机盐类和微量元素。钠为海洋微生物生长与代谢所必需，此外，钾、镁、钙、磷、硫或其他微量元素也是某些海洋微生物维持生命必不可少的。

2．嗜冷性

海洋中大多数领域的温度都在5℃以下，绝大多数海洋微生物都在低温中生长，如果温度超过37℃，就会停止生长或死亡。生活在低温环境下且最高生长温度不超过20℃，最适宜温度在15℃，在0℃可生长繁殖的微生物，就称为嗜冷微生物。嗜冷菌在极地、深海或高纬度的海域中较常见。其细胞膜构造具有适应低温的特点。那种严格依赖低温才能生存的嗜冷菌对热反应极为敏感，即使处于中温也会阻碍它的生长与代谢。

3．嗜压性

深海微生物的嗜压性是其他微生物所不具备的。浅海的微生物通常只能忍耐较低的压力，而深海的嗜压细菌则具有在高压环境下生长的能力，能在高压环境中保持其酶系统的稳定性。海洋中静水压力因水深而有所不同，水深每增加10米，静水压力递增1个标准大气压。海洋底部的静水压力可超过1000大气压。在深海水域中，约一半以上的海洋环境处在100~1100大气压的压力之中。海洋的这种压力使浅海和陆源细菌失去在深海中生长的机会。

4．低营养性

海水中所含的营养物质非常稀少，部分海洋细菌要求在营养贫乏的培养基上生长。在营养较丰富的培养基上，有些细菌于第一次形成菌落后即迅速死亡，有些则根本无法形成菌落。这类海洋细菌在形成菌落过程中因其自身代谢产物积聚过多而中毒致死。这种现象说明用常规的平板法来分离海洋微生物，并不是一种较理想的方法。

5．趋化性

虽然海水中的营养物质较稀少，但海洋环境中各种固体表面或不同性质的界面上仍有一些丰富的营养物吸附积聚在上面。绝大多数海洋细菌都有一定的运动能力，其中某些细菌还能够沿着某种化合物浓度梯度进行移动，这种特点就称为趋化性。某些靠依附在海洋植物体表生长的细菌称为植物附生细菌。海洋微生物附着在海洋中生物和非生物固体的表面，形成薄膜，为其他生物的附着提供条件，进一步形成稳定的附着生物区系。

6．多形性

通过显微镜观察细菌，有时候会发现，在同一株细菌纯培养中会出现多种形态，如球形、椭圆形、杆状或各种不规则形态的细胞。这种多形现象在海洋革兰氏阴性杆菌中的表现尤为普遍。看来，微生物是为了适应复杂的海洋环境，而逐渐形成了这种特征。

7．发光性

在海洋细菌中，具有发光特征的种类并不多。海洋发光细菌发光强度的大小，除了种的自身特性外，在很大程度上取决于各种外界条件的综合作用，如海洋环境要素、水中污染状况等。细菌发光现象对理化因子反应敏感，因此利用发光细菌来检验水域污染状况，通常会收到不错的效果。

海洋微生物奇观

1．呼雨唤雪的细菌

众所周知，空气中的水蒸气要形成雨，必须有能使水蒸气分子凝聚的核。过去人们一直认为，地面上升的尘埃和离子，就是这个凝聚核。一次美国气象学家宣称，降雨很可能与细菌有关，认为是大量的细菌导致了降雨。那么天空中为何会有大量的细菌呢？这位专家称，海洋是细菌生长的主要场所，它们多漂浮在海面，海浪里充满着无数气泡，到达海面后气泡破裂，气泡中的细菌便随着气流上升到空中，其移动速度每小时可达100公里。当细菌到达充满水蒸气的大气层时，就会形成水滴的凝聚核，导致雨水下降。十分有趣的是，当气象家把分离的23种微生物送入充满蒸馏水汽雾的密室做人工降雨实验时，竟意外地发现有3种细菌能充当晶核，使水汽变成雪花。现在，美国科学家已成功地掌握利用细菌造雪的方法，并将其运用到实际活动中。

2．磁性细菌

1975年，美国一位科学家在美国东北部沿海考察时，发现海底沉积物中有一种很奇怪的细菌。放在容器中的细菌样品，仿佛受到某种支配一样，总是聚集在容器的北边，当他转动容器时，这些细菌又会跟着向北移。这位科学家很快联想到，也许是地球的磁场对细菌产生的影响。为了证实这一观点，他拿出一块磁铁在容器上方移动，结果发现细菌会随着磁力的方向“游来游去”。这一发现引起麻省理工学院专家理查德的好奇心，经过研究，他向人们揭示了其中的奥秘。原来，这种细菌的细胞内有一种类似指南针的天然定向器，是由20几个大小约0.05微米的磁性颗粒构成的。这一发现对于研究动物和其他生物的回归机制有着重要的参考意义，它说明生物在地球磁场中的定向运动，是通过体内的磁小体进行的。

3．耐高温的细菌

1980年，国外某杂志上发布了这样一条新闻：日本的一艘远洋考察船在加拉帕戈斯群岛附近进行水底考察时，发现一种在温度高达90℃的水中竟有被冻僵的细菌。那是一个神秘的地方，水深为2650米，压强为266个大气压，海底地壳有一断裂层，喷热间歇泉可使水温高达250℃，热熔岩的堆积层含有大量有毒的硫化氢。湖中没有任何食物，在这如此严酷的环境里，这种细菌仍然有着旺盛的生命力。

为了进一步了解情况，科学家把这种特别的细菌放到模拟天然条件的恒化器中培养，发现它们即使在300℃高温下也能安然无恙。而在90℃环境中，几乎被冻僵，根本无法繁殖。有人推测，这种细菌的细胞内可能有一种特殊的“冷却装置”——嗜热基因，可惜直到今天，这个谜底仍未被揭开。

4．发电细菌

在当今社会上，利用生物化学能取代化学反应获得电能的做法，也无人再怀疑，因为国外已出现许多研制细菌电池的报告，其中就包括海洋细菌。这种自身具有发电功能的细菌，是美国一位学者在死海和大盐湖中发现的，这是一种嗜盐杆菌，它的细胞内有一道叫作视紫红质的紫红蛋白质构成的薄膜，这道薄膜是一种天然的能量转换器。在把所接受的大约10%的阳光转化成化学物质时，即可产生电荷。后来，科学家利用这种细菌制造出一个小型实验性太阳能细菌电池，并将它用于航道灯、信号灯、机场跑道指示灯的电源。由此可见，让细菌为人类供电已不再是一个传说，而成为了一种现实。

5．采矿能手

在大自然中，海洋是一个巨型资源宝库，不仅为诸多海洋生物提供了生存空间，还蕴藏着丰富的金属和非金属矿藏。然而，大多数元素在海水中的浓度较低，所以至今仍无法开发利用，而只能从海水中提取氯、钠、溴、镁、碘、钾等少数几种元素。令人欣慰的是，通过研究发现，有些海洋微生物具有富集某些元素的本领。由于它们具有繁殖快、数量大的特点，如果将它们释放到海水里大量繁殖，让它们从海水中吸取各种矿物质，然后再想办法把它们打捞上来，便能从中提取出各种有用物质。不难想象，在不久的将来，海洋微生物将在海洋采矿事业中大显神通。

海洋中的丰富食物资源

地球上的海洋是生命的摇篮，从第一个有生命力的细胞诞生至今，仍有20多万种生物生活在海洋中。从低等植物到高等植物，从植食动物到肉食动物，加上海洋微生物，构成了一个庞大的海洋生态系统，蕴藏着不可限量的生物资源。据估计，全球海洋浮游生物的年生产量（鲜重）为5000亿吨，在不破坏生态平衡的条件下，每年可提供给人类够300亿人食用的水产品，可以说这是一座极其诱人的食物宝库。

海洋食品对于人类的贡献

在很久以前，人类就已经开始食用海洋食品了。古埃及人曾在尼罗河和地中海上捕鱼，并试图在池塘里进行人工养殖，因为鱼类是他们蛋白质的最佳来源。古希腊人也广泛地利用鱼类和贝类，包括海水和淡水中的，他们将鱼类和贝类制作成美味的罐头以及咸干鱼。

虽然人类在历史上很早就开始食用海洋食品，但追溯到几百年前，几乎还没有关于世界海产品捕获量方面的资料。为什么会是这样呢？那是因为人们对海洋食品的营养成分还没有全面的了解，也还不知道它对人类健康的重要性，以至于许多年来海洋食品一直未受到重视。

随着社会的发展，人们通过研究发现，海洋食品中含有蛋白质、碳水化合物、类脂化合物、维生素和矿物质，这些都是人类生长发育、健康长寿的必不可少的营养成分。现在，大多数人已经认识到，海洋食品对于人类来说是一种绝佳的营养来源。

藻类在海洋生物资源中占有特殊的重要地位，人们常食用的藻类有：蓝藻中的地木耳、发菜、葛仙米、大螺旋藻；绿藻中的绿紫菜、苔菜、石莼；红藻中的紫菜、石花菜；褐藻中的海带、裙带菜。大多数海藻性甘、味寒、属咸，是人们颇为喜爱的产品。

海洋中的海带

藻类食品含有丰富的营养成分，具体如下：

蛋白质：不同种类的藻类植物其蛋白质含量也不同。一般绿藻和红藻的含量高于棕色海藻。绿藻的蛋白质含量介于10%~26%之间（干重），而红藻的含量更要高一些，红藻的有些种类的蛋白含量可达到47%，远远超过了黄豆的蛋白质含量。海藻的蛋白质含量会跟随季节发生变化，通常冬季末和春季的蛋白质含量较高，夏季的蛋白质含量较低。

糖类：藻类植物的糖类含量较高，多数是有粘性的糖类。这些糖不易消化，作为热源其营养价值不高，但具有调理肠胃的作用。

维生素：藻类富含多种维生素，其中β-胡萝卜素含量最高，特别是紫菜，每100克干制品含量可达11000国际单位。

灰分：藻类植物普遍都含有丰富的灰分，如发菜中的钙含量可达2.5%，海带中则为1.3%；紫菜中含钾量达1.6%，海带中则为1.5%；海藻中碘含量高，如海带为0.2%~0.5%，裙带莱为0.02%~0.1%，碘对预防甲状腺肿有很大的作用。

除了藻类植物，在海洋生物中最重要、最活泼的当属动物资源，其中有1.5~4万种鱼类，对虾等壳类2万多种，贝壳等软体动物8万多种，还有鲸、海参、海豹、海象、海鸟等，构成了生机勃勃的海洋世界。在海洋水产业中，鱼类是水产品的主体，占据着最重要的位置。

目前，世界各地从海洋中捕捞的大量水产品中，90%以上是鱼类，其余为鲸类、甲壳类和软体动物等。鱼类种类繁多，可供食用的就有1500种之多。鱼类全身是宝，营养价值信用证高，味道鲜美，经常食用可健脑益智。

说到水产品，就不能不提鱼、虾、蟹，它们可谓是席上珍馐。其中生长在南极的一种磷虾含水分80%、蛋白质12%、脂肪3%、灰分3%，其蛋白质含量是牛肉的20倍，因此被誉为“21世纪的流行食品”。

贝类种类繁多，生活在各个海区，较容易找到，所以人们很早就开始捕获它们，其中比较有经济价值的是鲍鱼、贻贝、扇贝、蛏子、牡蛎、鱿鱼等。它们味道鲜美、营养丰富，倍受人们的喜爱。

海洋渔场

我们知道，海洋世界存在着多条食物链。在海洋中，有了海藻就会出现贝类，有了贝类就会出现小鱼乃至大鱼……世界上大部分渔场都在近海。这是因为，藻类生长需要阳光和硅、磷等化合物，只有靠近陆地的大海才具备这样的条件。1000米以下的深海水中含有丰富的硅、磷等元素，但它们无法浮到温暖的表面层。因此，只有少数范围不大的海域，在自然力的作用下，深海水自动上升至表面层，从而使这些海域海藻丛生，鱼群密集，成为富饶的渔场。

综合考虑，一般温带海区的渔场较多。这是因为，温带海区季节变化显著，冬季表层海水和底部海水发生交换，上泛的海水含有丰富的营养盐类，有利于浮游生物繁殖。此外，寒暖流交汇和冷海水上泛处，饵料很丰富，所以此处也可形成不可多得的渔场。

从广泛意义上说，世界有五大渔场，它们分别是：

一、北太平洋渔场：包括北海道渔场、我国舟山渔场、北海道渔场、北美洲西海岸众多渔场在内的广阔区域；

2．东南太平洋渔场：包括秘鲁渔场在内的广阔区域；

3．西北大西洋渔场：包括纽芬兰渔场在内的广阔区域；

4．东北大西洋渔场：包括北海渔场在内的广阔区域；

5．东南大西洋渔场：包括非洲西南部沿海渔场在内的广阔区域。

世界上大多数渔场在水深几百米以内海域，80%的面积属于大陆架浅海。那么，怎样才能让海洋深处的海水上升到表面层，从而形成有利渔场的条件呢？海洋学家们找到了突破口，他们利用回升流的原理，在那些光照强烈的海区，用人工方法把深海水抽到表面层，然后在那里培植海藻，再用海藻饲养贝类，并将加工后的贝类喂养龙虾。令人惊喜的是，这一系列试验取得了圆满的成功。

有关专家认为，海洋食品库拥有着巨大的潜力。目前，产量最高的陆地农作物每公顷的年产量折合成蛋白质计算，只有0.71吨。而科学试验同样面积的海水饲养产量最高可达27.8吨，其中有16.7吨还具有较大的商业竞争力。

当然，从科学实验到实际生产往往会遇到一些不可想象的困难。其中最主要的是从1000米以下的深海中抽水需要相当数量的电力。这么庞大的电力如何产生呢？显然，在当今条件下，还很难满足这一需求。

不过，车到山前必有路，科学家们还是找到了其中的窍门：他们准备利用热带和亚热带海域表层（热源）和深层（冷源）的水温差来发电。这就是所谓的海水温差发电。也就是说，设计的海洋渔场将和海水温差发电站联合在一起，从而达到预想中的效果。

据专家介绍，由于热带和亚热带海域光照强烈，在这一海区可供发电的温水多达6250万亿立方米。如果人们每次用1%的温水发电，再抽同样数量的深海水用于冷却，将这一电力用于渔场的养殖，每年可得各类海产品7.5亿吨。它相当于20世纪70年代中期人类消耗的鱼、肉总量的4倍。透过这些数字不难看出，海洋成为人类未来的粮仓，并不是不可实现的。

世界上没有任何一个国家具备如此大的能力，而海洋产业可以将这一任务分担起来，而传统的渔业已达到或超过它的再生能力，所以人们只有转向于研究海洋生物资源开发技术上来，巨大的海洋生物资源，等待着人类去探索与开发。

吃草的“马里恩象龟”

公元1918年灭绝，马里恩是一只象龟的名字，但是当它被冠以马里恩这个名字的时候，它的伙伴们都已经灭绝了，只剩下它一个作为代表。印度洋上的塞舌尔群岛以前曾是象龟的领地，至少有6种象龟在这里生存过。马里恩象龟也被称为塞舌尔象龟，它是象龟中体型较大的一种，体重约有270kg，身长也有1.2m。

象龟是草食动物，白天它们都各自寻找草木，只有晚上才聚集在一起，在后来发现的1708年的一般航海日记里有这样的记载：在这个岛屿上有许多象龟，它们晚上聚集在一起，一个紧挨一个，就象是地上的铺路石。这是反映塞舌尔群岛象龟数量之多的一个真实记载。

首先遇到这些巨大象龟的是初期航海者，对于这些航海者来说一个个岛屿就是补给食品的港口，在船抛锚以后，他们要补充食物，起初他们用盐将象龟的肉掩起来食用，但是他们很快就发现象龟在不吃食的情况下也可以活几个月，于是象龟成了他们新鲜的肉源。从18世纪的航海日记中可以看到，当时一艘船大约捕食1000~6000只象龟，1766年，一只象龟被作为吉祥物送到了毛里求斯的法国军队司令部，它被赠送者命名为马里恩——位探险家的名字，1810年英国占领了毛里求斯，马里恩象龟也成了英国人的战利品，这只巨大的孤独的象龟，在帝国的炮火中生存着，这期间，有数十万只象龟被杀。

到了1800年，塞舌尔群岛上的象龟灭绝了。马里恩象龟在第一次世界大战结束后的1918年死去了，它不是老死的，而是因为手枪走火被打死的。在它生命的最后120年当中，一直被作为一个物种保护着。毫无疑问，如果没有手枪走火这件事，它可能还会生活的更长一些。

潮汐的形成原因

月有阴晴圆缺，海有涨潮落潮。海洋中的海水每天都按时涨落起伏变化。在古时候，人们把白天的涨落称为“潮”，夜间的涨落叫作“汐”，合在一块儿就叫“潮汐”。潮汐是海洋中常见的自然现象之一。潮汐现象使海面有规律的起伏，就像人们呼吸一样，所以潮汐又被称为是大海的呼吸。当海水涨潮时，只见那潮流像骏马一般，从大海的远处奔腾而来，转眼间水满湾畔，惊涛拍岸，发出雷鸣般的轰鸣，飞沫四溅，一股海星味儿扑鼻而来。而在海水退潮时，也别有一番景致。只见海水渐次回落，转瞬间，被海水覆盖的金黄色沙滩、奇形怪状的礁石，就会呈现在人们眼前。

潮汐形成原理

潮水为什么不停回旋，是什么力量促使海水发生如此规律性的升降、涨落？这种现象曾引起了古人的思考，不知究竟是什么原因造成的。后来细心的人们发现，潮汐每天都要推迟一会儿，而这一时间和月亮每天推迟的时间是一样的，因此就想到潮汐和月球有着必然的联系。我国古代地理著作《山海经》中已提到潮汐与月球的关系，东汉时期的哲学家王充在《论衡》中明确指出：“涛之起也，随月升衰”。但是直到牛顿提出万有引力定律，法国天文学家拉普拉斯才从数学上证明潮汐现象是海水受太阳和月亮（主要是月亮）的引力作用而形成的。

根据万有引力定律可知，世界上任何两个物体都是相互吸引的。引力的大小与两物体的质量乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。两个物体的质量越大，彼此的引力就越大；两个物体间距离越远，则引力越小。众所周知，地球一年绕太阳公转一圈是一年，月亮一年绕太阳公转一圈是一月。以地球——月亮为例，它们之间彼此都有吸引力，如果它们保持都静止不动，就会发生碰撞。但是因为它们在不停地转动，又会产生与引力方向相反的离心力，而且两个力的大小相等，因此处于平衡状态。可是，地球表面每个质点受月亮的引力，大小并不一样；有的地方，引力大于离心力；有的地方小于离心力，它们的两个力之间的差值，就是引起潮汐现象的引潮力。

在地球上，各个地方的引潮力，会随着地球、月亮之间的距离远近而变化，加上地球也不停地自转，随时都在变化着。从而，各个地方在不同时间，会发生大小各不相同的潮汐现象。

太阳的引潮力虽然不大，不及月球的1/2，但也能够影响潮汐的大小。有时它和月球形成合力，相辅相成；有时是斥力，相互牵制抵消。在新月或满月时，太阳和月球在同一方向或正相反方向施加引力，产生高潮；但在上弦或下弦时，月球和太阳的引力相互对抗，产生低潮。其周期约半月。从一年看来，也同样有高低潮两次。春分和秋分时，如果地球、月球和太阳几乎在同一平面上，这时引潮力是最大的，造成一年中出现两次最高潮汐期。

世界名潮

我国的钱塘潮被公认为“世界第一大涌潮”，也称钱江潮、海宁潮，潮头高达8米左右，潮头推进速度每秒达近10米。钱塘潮由来已久，它始于唐，盛于宋，以其潮高、多变、凶猛、惊险而享誉海内外，钱塘潮一日2次，昼夜间隔12小时，一年有120多个观潮佳日。故海宁有“天天可观潮，月月有大潮”一说。

在世界许多河口处都会发生涌潮现象，如巴西的亚马逊河、北美的科罗拉多河、法国的塞纳尔河、英国的塞汶河等，但钱塘江涌潮的强度和壮观现象，除亚马逊河外，其他河流均无法与之相媲美。亚马逊河的涌潮强度与钱塘江虽然有得一比，但钱塘江河口江道摆动频繁，涌潮潮景形态多样。因此钱塘潮可说是首屈一指，无可比拟。

钱塘潮为什么如此凶猛、惊险呢？喇叭形的河口是主要原因之一。杭州湾外的江面宽度约100公里，离岸越远的地方越窄，到距湾口90公里的钱塘江口的海盐澉浦时，宽度只有20公里，而杭州市区的河宽仅有约1000米右。当大量潮水涌入狭窄的河道时，水面就会迅速地壅高。又因为此处的河底堆积着大量泥沙形成沙坎，进入湾口的潮波遇到沙坎，水深减小，阻力增大，前坡变陡，后坡相应变缓。当前坡陡到一定程度后，前锋水面明显涌起，像一道高速推进的直立水墙，实为天下奇观。

不过，世界上有许多江河的河口，都具有外大内窄、外深内浅的特点，为什么不如钱塘江大潮那样汹涌呢？原来高潮的出现与河水流动的速度有着紧密的联系，当潮水涌来时，它与河水流动的方向恰好相反。在每年的中秋节前后，钱塘江河口的河水流速与潮水流速几乎相等，当力量相等的河水与潮水相互碰撞时，就会激起巨大的潮头。另外，在浙北沿海一带，夏秋之交经常有东南风或东风，风向与潮水方向基本一致，从而也会助长它的气势。总之，钱塘潮的形成是受天文和地理多方面因素的影响。

钱塘潮魅力非凡，白天有波澜壮阔的气势，晚上有温柔和缓的姿势。看潮是一种乐趣，听潮是一种遐想。难怪有人说“钱塘郭里看潮人，直到白头看不足。”

潮汐类型及潮汐时间的推算

潮汐现象非常复杂，潮汐涨落因时因地而异，所以会出现不同类型的潮汐，它们也都有着各自不同的特点。

潮汐的类型

就海水涨落的高低来说，每个地方都是不一样的。有的地方潮水几乎察觉不出，有的地方却高达几米。在我国台湾省基隆，涨潮时和落潮时的海面只有半米之差，而杭州湾的潮差竟达8.93米。在一个潮汐周期里，各地潮水涨落的次数、时刻、持续时间也均不相同。尽管潮汐现象十分复杂，但其类型不外乎三种。

全日潮型：一个太阴日（即以月球为参考点所度量的地球自转周期）内只出现一次高潮和一次低潮。如南海汕头、渤海秦皇岛等。世界上最具代表性的全日潮海区是南海的北部湾。

半日潮型：一个太阴日内分别出现两次高潮和低潮，第一次高潮和低潮的潮差与第二次高潮和低潮的潮差基本一致，涨潮过程和落潮过程的时间也几乎是一样的，都在6小时12.5分左右。我国渤海、东海、黄海的许多地区都是半日潮型，比如说大沽、青岛、厦门等。

混合潮型：一个月内有些日子会出现两次高潮和两次低潮，但两次高潮和低潮的潮差差别很大，涨潮过程和落潮过程的时间也不相等；而有些日子则出现一次高潮和一次低潮。我国南海大多地区属混合潮型。如榆林港，15天出现全日潮，其他15天则会出现不规则的半日潮，潮差较大。

不论是哪一种潮汐类型，在每月农历初一、十五以后两三天内，都会发生一次潮差最大的大潮，那时海潮涨得最高，落得最低。在每月农历初八、二十三以后两三天内，各会发生一次潮差最小的小潮，那时海潮涨得不高，落得也不低，潮差较小。

计算潮汐时间的简明公式

千百年来，中国人民通过实践总结出许多潮汐的计算方法，如八分算潮法就是其中较为简单的一种。公式为：农历上半月，即初一至十五，日历×0.8，例如是十五，那么当天涨潮的时间就是15×0.8＝12，即12点整。到了下半月，只要将日历数（农历）先减去15，再乘以0.8就可以算出潮汐时间，例如是二十，那么当天涨潮的时间就是（20－15）×0.8＝4，即4点整。