跳转到内容

The Wikibooks community is developing a policy on the use of generative AI. Please review the draft policy and provide feedback on its talk page.

地球/5c. 地球的海洋(水库)

来自Wikibooks,开放世界中的开放书籍

地球的海洋

[编辑 | 编辑源代码]
2010年,特蕾西·卡尔德威尔·戴森在国际空间站的穹顶舱观察下方地球广阔的海洋。

尽管地球表面大部分被水覆盖,但你大部分时间都将生活在地球上的某个大陆上。地球表面超过3.61亿平方公里(1.39亿平方英里)被液态水覆盖,占地球表面的71%。这个液态水的“仓库”非常巨大,但除非你正在穿越这些巨大的水域,否则它很少会影响到我们的日常生活。地球被称为“蓝色星球”,因为从外太空看,这些海洋水的蓝色主导了地球的整体颜色。由于地球上的所有海洋都是相连的,因此将世界海洋划分为地理名称区域的做法有些随意,但通常将其划分为五大洋:太平洋、大西洋、印度洋、南冰洋(南极)和北冰洋。然而,这些海洋相互连接,使水能够在地球的这些区域之间全球循环。世界海洋的平均深度为3.7公里,约2.3英里深。作为地球的一个主要特征,海洋对内陆地区的区域天气模式和气候至关重要,并且对犹他州的天气有重要影响,尽管犹他州距离最近的海岸线近1兆米。

太平洋马绍尔群岛的海面。

探索海底

[编辑 | 编辑源代码]
维克多·维斯科沃

维克多·维斯科沃留着长发和灰色的胡须,是美国一些最负盛名的大学的校友;在哈佛、斯坦福和麻省理工学院获得学位,但他并没有选择科学,而是专注于商业和政治科学学位。他被命运多舛的雷曼兄弟公司招募,在那里他为沙特阿拉伯政府提供商业投资咨询,但也曾在美海军预备役担任情报军官,直到2013年。2001年,他创办了一家公司,为美国军人提供信贷和贷款,后来与他人共同创办了一家名为Insight Equity的投资公司。他在金融银行领域的经验为他带来了财富,他将这些财富投入到极其崇高的个人目标中,攀登了包括珠穆朗玛峰在内的七大洲最高峰,并在北极和南极用滑雪的方式到达。在实现这些目标后,维斯科沃继续追求一个更大的个人目标,即到达世界五大洋的五个最深处。2019年5月,维克多·维斯科沃乘坐潜艇DSV Limiting Factor潜入地球上最深的地方——南太平洋的挑战者深渊(位于马里亚纳海沟)。挑战者深渊位于1870年代由英国皇家学会的船只挑战者号发现并命名,深度接近海平面以下10.9公里。

DSV Limiting Factor,即Triton潜艇,在2019年潜入挑战者深渊海平面以下10925米。
地球大部分被水覆盖,人类很少去那里。

仅仅潜入海洋几米深就会导致压力的增加,因为上面的水会以静水压力向下压,以单位面积上的力来衡量,压碎任何潜入到这个深度的潜艇。下潜越深,施加的压力就越大。潜入地球最深处会导致压力超过1.08亿帕斯卡,或超过海平面大气压力的1000倍。为了进行这次潜水,“五大洋深渊探险”使用了专门设计的Triton 36000/2型潜艇。此前,只有另外两次载人探险潜入过挑战者深渊,1960年唐·沃尔什雅克·皮卡尔乘坐名为的里雅斯特号潜艇潜入10.912公里深处,2012年电影制片人詹姆斯·卡梅隆乘坐潜艇深海挑战者号达到10.908公里深处。维克多·维斯科沃驾驶潜艇多次潜入挑战者深渊,五大洋深渊探险队的其他成员也参与其中,包括帕特里克·莱希、乔纳森·斯特鲁威、潜艇设计师约翰·拉姆齐和科学家艾伦·贾米森。他们记录了每次潜水并对这些深海深处动物的一些显著观察结果进行了记录。到达的最深点是海平面以下10.928公里,位于海洋的超深渊带。

海洋深处的区域。

海洋学家将海洋划分为远洋带,即相当于天空的开阔水体,以及底栖带,即相当于地面的海底。远洋动物是在开阔水域中游泳或漂浮的动物,而底栖动物是在海底爬行或固着在海底的动物,通过附着或穴居的方式固定在海底。底栖带是海洋或海底,无论其深度如何,都可以用来指代浅水和深水,远洋带也是如此。因此,海洋学家使用修饰语来表示海面以下的深度。

表层带

[编辑 | 编辑源代码]

表层带是阳光能够穿透水域的区域,并且有足够的阳光进行光合作用。这个区域也被称为透光带。大多数海洋动物都生活在这个区域,因为这里有丰富的浮游植物,它们利用光合作用并需要阳光才能生存。这些喜光的浮游植物,包括甲藻、硅藻、蓝细菌、像颗石藻这样的藻类、隐藻和其他微生物,是海洋中大型动物的重要食物来源。表层带延伸至海平面以下200米深处。

海洋透光带(表层带)内的鱼群。

中层带

[编辑 | 编辑源代码]

中层带是暮光区,阳光减弱到其表面亮度的1%以下。作为一个黑暗区域,中层带主要由异养细菌和真核浮游生物主导,这些细菌和浮游生物以从生物丰富的透光带下沉的腐烂死亡生物为食或进行清道夫活动。在几乎连续的黑暗中,唯一的可见光来自生物发光,即动物发出诱捕猎物的闪光。许多适应黑暗的动物在晚上会上升到上面的表层带觅食。中层带延伸至海平面以下1公里深处。

深层带

[编辑 | 编辑源代码]

深层带是完全黑暗的区域,主要由清道夫异养细菌和头足类动物(如鱿鱼和墨鱼)主导,这些动物既没有骨骼也没有复杂的内部骨骼。碳酸盐补偿深度(CCD)位于这个区域内,这意味着有壳生物在这些深度存在碳酸钙骨骼溶解的风险。美丽的玻璃海绵(六放海绵纲)用耐溶解的硅质骨针构建它们的骨骼,并过滤从较高海洋区域落下的碎屑。沉积在这些深度的海底上的沉积物富含有机碳,形成黑色页岩而不是石灰岩。深层带延伸至海平面以下4公里深处。

六放海绵纲(偕老同穴)的玻璃海绵。

深渊带

[编辑 | 编辑源代码]
穿过海底深渊平原,贯穿印度洋全长的洋中脊。
一条鳕鳗(Spectrunculus grandis)在墨西哥湾的戴维森海山,水深3288米。

深渊带包括深渊带和深渊平原,覆盖了地球超过50%的总表面积。海平面以下深度小于4000米的海底被称为大陆坡和大陆架。从剖面图来看,这些上层区域像摩天大楼一样拔地而起,剖面几乎垂直,而深渊平原则更低洼,覆盖了大部分洋中盆地的海底。洋中脊位于海洋中心轴附近,高耸于这些深渊平原之上,但大部分海底的深度都超过4000米。这里海底主要由玄武岩(一种火山岩)构成,水深处的环境一片漆黑。这些深海区域的生命依靠从上层区域沉降下来的有机腐烂物质“雨”来维持生存。其他生物则利用化能合成作用,在与深海热液喷口相关的复杂生态系统中,细菌利用硫和甲烷而不是二氧化碳和氧气。尽管氧气很少,温度接近4°C,但仍观察到几种鱼类生活在这些深度,包括鼠尾鳕、深渊狮子鱼、黑蜥蜴鱼和深渊蜘蛛鱼。有孔虫以沉降到这些深度的腐烂生物的有机碎屑为食。有孔虫是单细胞底栖动物,以水中漂浮的碎屑为食。它们用碳酸钙构建骨骼,并且骨骼容易随着深度和CCD的变化而溶解。然而,这些骨骼经常以化石的形式保存在海底沉积物中。生活在更深处的有孔虫通常用硅质颗粒的壳粘合在一起的有机水泥来构建骨骼,以避免随着深度的增加而发生方解石溶解。

甲壳类动物和多毛类蠕虫在这些深度很常见。一类独特的软体动物,单板纲,它们具有单个帽状贝壳,在深渊平原很常见,还有多板纲,如石鳖,它们具有单个但分段的贝壳。靠近大陆坡的深渊平原经常受到水下滑坡(称为浊流)的影响。这些斜坡容易受到沉积物和泥浆颗粒的影响,这些颗粒沿着水下斜坡向下流动很长一段距离,穿过深渊平原,通常沿着绵延数百英里的巨大深海峡谷的路径流动。这些流动通常由地震或沉积物运输导致的斜坡超载引发,沉积物来自大陆边缘。深渊带延伸至海平面以下约6公里深处。

超深渊带

[编辑 | 编辑源代码]
马里亚纳海沟海洋国家纪念碑,海洋最深处。
马里亚纳海沟发现的深渊狮子鱼(Pseudoliparis swirei)。

超深渊带仅存在于世界海洋的最深处,占海底面积的0.25%。超深渊带位于这些深海沟或狭窄峡谷中,是由沿洋板块发生的构造俯冲形成的,导致形成深邃的洼地,延伸至海平面以下超过10公里。靠近关岛的马里亚纳海沟就是这些区域之一。最深处的鱼类,深渊狮子鱼(Pseudoliparis swirei),可以生活在8公里深的地方,尽管无脊椎动物和单细胞原生生物可以在更极端的深度生存。片脚类甲壳动物,一种小型虾状生物,可以生活在马里亚纳海沟的深处,以漆黑深水中沉降的有机碎屑为食。它们对低氧环境具有独特的适应能力,而鱼类无法在这样的环境中生存。超深渊带大多是荒凉的,尤其对大型动物(如需要氧气的鱼类)而言。因此,这些深海区域的生命形式大多是微观的,包括一些不需要光或氧气的独特细菌。到达海洋最底部需要将近4个小时,但一旦到达底部,维克托·维斯科沃驾驶潜艇在底部绕行4个小时,然后开始长达4个小时的返程。这次探险进行了多次往返底部的旅程,创造了多项记录,探索了最深的海底并采集了样本。但最引人注目的发现是,在几乎毫无生机的超深渊带发现了垃圾。即使是海洋最深最暗的底部,也无法避免受人类主宰的地球的影响。对片脚类甲壳动物(微小的虾状生物)的样本分析表明,它们体内污染物含量很高,因为这些小型虾不仅以有机物为食,还以人类污染物排放到全球海洋中的沉降垃圾为食。即使在如此非凡的深度,也发现了污染(Jamieson 等人,2017:自然生态与进化)。当潜艇记录下这种被地表物种改造的近乎外星的景观时,垃圾碎片从沙质底部的水中冒出来。

图书页面导航
上一页 当前页 下一页

b. 地球水的特性(密度、盐度、氧气和碳酸)。

c. 地球的海洋(水库)。

d. 表面洋流。

检索自 "https://wikibooks.cn/w/index.php?title=Planet_Earth/5c._Earth’s_Oceans_(Warehouses_of_Water)&oldid=4373939"
华夏公益教科书