冰河期内海平面降低的量值。沉积物中含有泥炭和浅海中生存过的动物的外壳。许多种沉 积物现在在海中发现。测量这些沉积物的年代，记下找到这些东西的海洋深度，就可能作 出近代海平面的变化曲线（图2-4）。数据表示大约15000年前，海平面比今天低100米 以上。海平面新近升高的又一证据是在现今被淹没的大陆架上发现象牙（图2-5）。在地 质上这意味着现在被淹没的大陆架曾受过波、潮的冲刷，而海平面在15000年内升到现今 的位置（图2-6）。海平面升起前，河流穿过大陆架，在大洋比较深的部分沉积了不少沉积 物。在距今15000年前之后，海平面比较快地升起，直到约7000年前，那时海平面达到现 在平面以下10米左右。000年前之后，海平面上升缓馒，而且不规则。 当海平面降低时，亚洲与北美洲大陆间有“陆桥”相连。现在这个桥已被白令海和 楚克奇海的浅海所覆盖。但是当第四冰河期以及其他冰河期中，原始人和动物可以从亚 洲迁徙到北美洲和南美洲，这大概就能解释为什么在北美的一部分能找到象牙（图2-5） 了。 5 冰河也改变大洋的状态。大量水结冰，增加了大洋的盐度（海水冻结时，大部分盐都 留在水里)。海水结冰也使大洋表面层温度降低。深海地质化学和古微生物学工作也揭 75° 70 5 40 -15000年前 将米？ 11000年前 现代 30 23 1 图2-615,000年前的海岸线（第四冰河期的最低湖位）和11,000 年前的海岸线。图中还给出现代海岸线和将来可能的一种海岸线 (如果全部的冰融化的话)。图中所表示的海平面位置随时间的变 化，是根据浅海贝壳和泥炭沉积物放射性碳年代测定法得到的 (资料取自K,O.Emery) ◆54
示了一部分变化。水和生活在或曾经生活在水中的生物所含的各种同位素的数量是海水 湿度的函数，所以研究这些同位素就可以发现海洋条件的变化。若干浮游动物，如多孔 虫，它的壳几经改变，大概就是为了适应温度的变化。从深海岩心中取得这些生物的壳 后，就可以把温度求出来了。 这些记载得很好的变化从地质上告诉我们今天的海洋状态并不完全是地质上古代的 状态。更新世内的海洋化学、生物和物理特征比远古的变化记录得更为精细。 我们还不知道人类是否已过完了间冰期。世界各地的验潮记录指出海平面还在慢慢 上升。如果世界上全部剩下的冰都融化了，海平面将上升约60米。这样一来就会造成大 灾难，因为世界上大部分人住在海平面附近。相反地，我们可能在不久的将来进人另一个 冰河期，温度普遍降低，而海平面也将下降。 推 荐 读 物 搬 Barghoorn,E.I.The Oldest Fossils,''Seientific American,224,1971,pp.3053. Bullard,Edward.The Origin of the Oeeaus.''Seientific 4merican,221,1969,pp.675. Macmntyre.F.Why the Bea is Sait.'Scientific American,223,1970,py.101-115. 深 入 Dietz.R.8.and Holden,J.(.Reconstruetiou of Pangaea:Breakup and Dispersion of Continents, Permian to Present.'Journal of Geophysical Research,75,1970.PP.4939-4956. Ruby,W.W.Development of the Hydrosphere and Atmosphere with Special Referenee to Probable eomposition of the Eurly Atmoapbere.'Geological Society of Ameries,Special Paper No.62, 1955. 素 : 16
第三章 海洋学的历史 一、早年的历史 人类早年研究海洋的动力不是对海祥有抽象的好奇心，而是实际利益。.他门只想在 尽可能短的时间里从一个地方走到另一个地方。所以，海洋学的兴起是与人类早年发展 地理学和贸易的愿望紧密地联系在一起的。公元前八百年，腓尼基人和希腊人已相当了 解地中海。公元前六百年，已经有人沿非洲的地中海沿岸航行。公元前五百年，帕米尼德 斯(Parmenides)倡导地圆说。公元前四百年，已经把潮汐的涨落和月球的相位联系起 来。希腊数学家埃拉托塞奈斯(Erarosthenes)在公元前二百五十年求出地球的周长，达到 惊人的精度，作出了当时人类所看到的世界的相当精确的地图（图3-1）。 古代学者创立了两种陆海分布的学说。埃拉托塞奈斯和斯特拉被(Strabo)相信地球 上的大陆是四周被大洋环绕的孤独的大岛。生活在二世纪中叶的托勒密相信大西洋和印 度洋是和地中海一样的内海，他也认为世界的最东端和最西端靠得非常近，向西航行可以 到达远东。这正是引导哥伦布向西航行的信念，他没有到达他的自的地一印度，却发现 了美洲。 印度洋是最早用来通商的大洋*，但也是详细考察最晚的一个大洋。印度洋的条件使 它最适于航船：在夏季季风季节，风从西南方吹来；在冬季季风季节，风从东北方吹来。 最简单的方帆帆船能在上个季节航过整个大洋，而在下个季节回来。这种重要的科学现 象（季风）一直是现代海洋学深人研究的课题。罗马帝国灭亡后，贸易衰落，在黑暗时期， 人类获得的关于海洋的大部分知识都失传了。 当南欧的神权禁止这些国家的水手探险时，北欧的北方人在公元一千年之前航行到 冰岛和格陵兰，'并且建立了殖民地。北方人在航行中偕助于融冰和有利于航海的温暖气 候。公元982年，红埃里克(Eric the Red)航行到巴芬岛，过了几年，他的儿子莱夫·埃 里克孙(Lev Ericson)到达纽芬兰。可能维京斯(ikings)已经在美国建立了殖民地，而 在1200年，气侯恶化，使殖民地陷于孤立，只得放弃。与此同时，阿拉伯人也渡过并环绕 印度洋航行，甚至到达中国。中国人发了磁铁，而且用来作为罗盘。十五世纪末以前， 南欧人再度远征大洋，象迪亚土、达·伽马和哥伦布等早年的探险家是人所共知的。 二、黑暗时代以后 十六世纪初叶，人们不得不接受地是圆的而不是扁的这一事实。麦哲伦环绕地球一 周的航行(1519一1522年)确定无疑地证明了这一点。他可能也是第一个测量深海深度 *公元前06年到公元8年间，我国海员已开辟了印度洋的航线。一校者注 ◆174
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的人，他用仅仅100或200英等长的测深绳测量太平洋，没有达到海底，于是他得出结 论：这就是大洋的最深点。实际上更加成功的测深的尝试是麦哲伦以前十六个世纪做 出的，公元前135年出生的波赛东(Poon)曾说他测出撒丁岛附近的大海约有1000英 寻深。不过，我们一点也不知道他是怎么测的。 早年探险家进行的探险中最成功的一个要算库克船长(J.Cok),他在成为著名的航 海家之前，曾是天文学家和数学家，因为他有这些才能，在1768年当选领导探险队，驾驶 “努力”号到南太平祥进行天文学研究。在这次探险中他发现了社会群岛，给制了大量新 西兰和澳大利亚东部的地图。稍后的探险中，他到过南极圈以南、复活节岛、南北美洲和 白令海。库克是第一个精确测量经纬度的探险家。在他最后一次航行(1776一1779年) 之后，大洋的大体轮廓已经清楚了，仅仅南极洲还有待发现。但是那时海底的深度和性质 还完全未为人所知。 埃利斯(Elis)在1749年，莫尔格雷夫(Mulgrave)在1773年，索尔斯比(Soresby)在 1817年也用长绳作了探测大洋深处的尝试。1818年约翰·罗斯(Jh如Ro)爵士第一次 任格陵兰以西的巴芬湾得到成功，得到深度数据和1050英寻深的泥的样本。克拉克·罗 斯(C1 lark Ross)爵士在南极探险(1839-1843年)中在南大西洋测得了2425英寻的深度， 在好望角附近测到2677英寻。另外两次，他用4000英寻的绳子也没有到底。1968年环 境科学服务局的调查船“发现者”号到了南大西洋的同一点，用电子设备测出海深为2100 英寻，在距该点3.5海里外测得2400英寻的水深。1854年美国海军见习军官布鲁克 (Brooke)改进了测深技术，在测深绳的末端加了能分离的重物，当绳端打到海底时脱落， 重物的脱离便于素觉测深绳什么时候到达海底。1870年采用钢丝绳又是一次重大进步。 一直到1925年“流星”号考祭之前，经常、连续地对大洋断面进行深度探测。“流星”号用 电子学方法测深，不用在每次测量时都停下来。 在美国，大约是在1770年起开始进行海祥学研究的，那一年本杰明·弗兰克林(Bn- amin Franklin)出版了他的湾流图。美国海军马休·方丹·毛利(Matthew Fontaine Maury) 对美国海洋学作了巨大贡献，他用了大量横渡大西洋船只的航海日记，建立海流与大洋天 气之间的关系。他在1855年公布他的发现，出版名为《海祥自然地理学》的书，这是第 一本用英文写的海洋学书籍。毛利也积累了深海测深的记录，1854年他发表了第一幅北 大西洋等深线图（表示海底地形的地图），见图3-2。另一个美国人威廉·菲莱尔(Wlam Ferr®)为毛利的著作所启发，首次科学地用风的作用来解释表面海水的运动。 1838年开始的美国探险考察是较早的大型考紫，其目的是从陆地和海洋尽可能搜樂 所有的资料以丰官美国的资源。1836年美国国会拨款三十万美元以考察太平样和南方 诸海，但是因为就海军应当在这一活动中起多大作用发生争执，致使考察拖延到1838年 才进行。最后任命查理·威尔克斯上尉(Leutenant Charles Wilkes),领导考察队，大部分 科学工作都是海军军官作的，而九名非军人科学家则完全在海军领导下工作。开始时考 察由三艘军舰和三艘辅助船进行，当他们到达太平洋时，三艘民船为风暴所毁。这支考察 队的最著名的成就是当威尔克斯向南航行时，他宣称发现了南极洲（更正确地说这个发 现权应属于克拉克·罗斯爵士)。这次考察共航行了八万至九万海里，在1842年回到了 纽约。但是这次考察很少公之于众，大部分的科学记录都散失了，成者为私人所有。考寮 报告出版得也不充分，最后仅仅出版了二十卷，每卷一百份，最末的复印本在考察后三十 ·19