深海，是新世纪谈论的新题目。深海是地球系统中关键而又缺乏了解的部分。深海拥有丰富的海洋资源及世界上最大的生物圈资源。从20世纪晚期起，人类开始进入海洋内部, 对于深海取得了前所未有的新认识，这些认识正在成为科技发展和国家决策的重要依据。 深海亦是科普的绝佳材料。不但地球上最大的山脉、最深的沟谷都在深海，连最大的滑坡、最强的火山爆发，也都发生在海底。《深海浅说》从海洋的深度探测开始，从深海的基础知识，一直讲到深海的开发利用，层层深入，介绍了截至目前深海研究取得的一系列重大成果，如全球大洋深部结构与成因、海洋碳循环、海洋深部生物圈、深海洋中脊与海沟的地质、流体和生命过程、现代海底金属成矿、“蛟龙号”科学深潜等；展示了最新的深海探测技术，如海洋探测系统、深海遥感、海洋地质钻探及采样技术、水下机器人、深潜器、海底观测网等；列举了深海前沿研究面临的科学挑战，如需要怎样的技术来提高海洋地质灾害的测年水平、变化着的海洋是如何影响冷泉生态系统以及生物甲烷屏障的、深部生物圈细菌和古菌的能量利用机制是什么、人类引起的气候变化对深海的影响究竟如何等。 本书荟萃了汪品先院士十余年深海科普工作的深厚成果，极为重视材料的趣味性和文字的可读性，通过实例剖析和历史回顾，让读者用尽量短的时间，对深海大洋获得相对深入的了解。同时在学术方面，本书也力求深入浅出，多用插图，争取既能反映国际科研的*进展， 又能追溯历史、揭示科学发现的过程。
| 分类 | 科学技术-自然科学 |
|---|---|
| 出版社 | 上海科技教育出版社 |
| 出版时间 | 2020-10-01 00:00:00 |
| ISBN | 9787542873354 |
目录 45 章
- 封面 2 字
- 版权信息 137 字
- 作者简介 613 字
- 引言 752 字
- 第一章 初探深海大洋 73 字
- 第一节 海洋的早期探索 3,962 字
- 第二节 海底测量“三部曲” 2,314 字
- 第三节 深层海流 5,464 字
- 第二章 发现海底是漏的 77 字
- 第一节 海底并不静寂 4,971 字
- 第二节 潜入深海 2,328 字
- 第三节 深海热液 3,573 字
- 第四节 深海冷泉 1,405 字
- 第五节 海底是漏的 1,489 字
- 第三章 发现第二生物圈 70 字
- 第一节“永久的黑暗” 2,526 字
- 第二节 热液与冷泉生物 3,768 字
- 第三节 海底下的深部生物圈 2,666 字
- 第四节 深海由动物造林 5,036 字
- 第四章 海底在移动 121 字
- 第一节 海洋为什么深？ 2,314 字
- 第二节 大洋中脊 4,363 字
- 第三节 大洋深海沟 3,453 字
- 第四节 海底大地形 4,837 字
- 第五章 解读深海档案 99 字
- 第一节 大洋钻探50年 2,794 字
- 第二节 小行星撞击地球 2,386 字
- 第三节 绿萍漂浮北冰洋 3,122 字
- 第四节 地中海干枯之争 5,588 字
- 第六章 祸从海底来 135 字
- 第一节 地震与海啸 6,228 字
- 第二节 海底火山爆发 5,493 字
- 第三节 海底漏油和漏气 3,976 字
- 第四节 海底滑坡 1,733 字
- 第七章 深海藏宝 162 字
- 第一节 多金属矿 5,047 字
- 第二节 烃类资源 4,827 字
- 第三节 生物资源 2,517 字
- 第八章 无风也起浪 90 字
- 第一节 深海权益之争 3,065 字
- 第二节 海底的保护 4,332 字
- 第三节 权益之争与深海科技 3,961 字
- 第四节 人类与深海 3,527 字
- 参考书目 616 字
- 图片来源 2,487 字
第四节 深海由动物造林
生长在深海岩石基底上的“珊瑚林”
珊瑚虫
石珊瑚
所有的造礁珊瑚，无论是热带浅海的还是深水的，都属于石珊瑚，因为石珊瑚的外骨骼才能成礁。
第一节 深海权益之争
而公海自由航行是个历史概念，源自“地理大发现”的欧洲，由荷兰法学家格劳秀斯(Hugo Grotius)在1609年提出。所谓“领海”也是根据荷兰海军舰炮的射程定为3海里(n mi)（约5.5km），后来才发展到12海里(n mi)
第三节 深层海流
现在知道，世界大洋底层水冷是两极表层水降温下沉的结果，
还要等到19世纪，德国的博物学家洪堡(Alexander von Humboldt)提出了深层海流从极地流向热带的假设，
至于深层水为什么流，直到现在还有争论
学术界早已提出了大西洋经向环流的假设：北大西洋北部表层水，由于降温和结冰，既冷又咸的海水下沉成为北大西洋深层水，在深部向南流，到南半球以后又上翻返回北大西洋，也就是所谓“大西洋经向翻转流
在北大西洋北部，无论是大量冰山融化产生淡水，还是融冰湖水注入海洋，只要表层海水淡化，使得海水分层，就会阻止北大西洋深层水的产生；没有了冷水的沉降，大西洋经向翻转流就会停闭，从而阻止低纬向高纬的热量传输，造成北半球气候突然变冷。这样，就找到了气候突变的海洋机制
大洋传送带”概念的动摇，带来了严重的科学问题。下沉的海水总要回上来，因此翻转流的存在不成问题；高低纬度的海水是联通的，大洋环流的概念也没有问题。问题在于“温盐环流”的叫法：既然靠盐度和温度“驱动”不了大洋环流，还能叫“温盐环流”吗
换句话说，大洋翻转流有两头，海水在北大西洋沉下去，在南大洋回上来。现在要问：究竟哪一头是主力？回答是南大洋。
但是近来发现南半球的三大亚热带环流，在1000m上下的中层深度相互连通，组成一个“南半球超级环流”，影响着全球的气候变化。
第二节 热液与冷泉生物
巨型管状蠕虫的身体结构——居然是无口、无肠、没有消化器官的动物，全靠一肚子的共生细菌谋生
深海热液动物可以通过氧化H2S取得能量、合成有机物，也就是通过化学合成的途径实现新陈代谢
化学合成有机物的黑暗生物圈分布更广，只要深海底出现甲烷或硫化氢，通过甲烷氧化菌或者硫酸盐还原菌的共生，就可以在还原环境下支持冷泉生物群
第一节 海洋为什么深？
岩石圈由两部分组成：上部是地壳，下部是地幔的顶层。按照现在的“板块学说”，是岩石圈在软流圈上“漂”，上地幔的顶部和地壳都是刚性的石头，
，软流圈因为高温高压的作用，能够以半黏性的状态缓慢流动，
陆壳主要是花岗岩类基底，比重2.7kg/m3；而洋壳是玄武岩类基底，比重2.9kg/m3。正因为玄武岩比重大，大洋岩石圈比大陆岩石圈重，在软流圈上往下沉，这才形成了深海盆
洋壳的产生是个简单的连续过程，新洋壳在洋中脊产生的同时，老洋壳在俯冲带消失
克拉通
深海探索包含两个概念：一是探索深海的水圈，包括水体及其生物；二是探索深海底下的岩石圈，指的是石头。前面三章讲的都是水和水里的生物，现在开始讲石头
第三节 绿萍漂浮北冰洋
取上来的岩芯分上下两部分：上部是1820万年到现代，下部是5600万到4450万年的沉积，两段中间缺了2600多万年的地
在这间断面以上的地层，记录了北冰洋1800万年来的历史。精彩的是在间断面之下4500万年以前的地层，因为那时北冰洋还没有形成，这段古老的历史成了北极大洋钻探最大的亮点
第二节 烃类资源
但是20世纪对天然资源的预测之所以屡屡失误，主要是因为对技术发展的能力估计不足和对海洋资源缺乏了解，因为大规模深海油气的发现主要还是21世纪的事
地质体内可燃冰的总量、技术上成熟可以开采的储量和经济价值允许商业开采的储量
第二节 海底测量“三部曲”
虽然海面地形并不是我们想要的海底地形，但是可以根据海底地形对海平面高度的重力影响，对海底地形作间接的测算，这种方法对于深海大洋地壳上的海山特别敏感。由于海底岩石的比重远大于海水，海山形成的重力异常会反映为海平面的隆起（图1.6B
因此，现代海洋界有两种海底测深的方法：一种是从船上用声波，通过多波束回声测深方法，在海底测得10—20km宽的条带（图1.6A），水平精确度可以到200m左右；另一种是从卫星用电磁波，通过雷达高度计测得海面高度然后再算出水深（图1.6B）。雷达高度计并不能“看到”海底，而是通过重力异常得出水深，因此水平分辨率比船测低得多，只有8km左右，但是极大地拓宽了覆盖面
马里亚纳海沟11032m
根据现在的统计，世界海洋平均水深是3682m，笼统可以说3700m深
想要得到一幅客观实测的海底地形图，科技界还得再来一次源头创新——上升到空中去，用遥感方法测绘海底地形
版权信息
出版时间：2020-10-01
第一节 地震与海啸
但是，日本东北地震一个极大的次生灾害是核泄漏：世界上最大的核电站之一，仙台南边的福岛核电站受到地震破坏，导致堆芯熔毁、氢气爆炸、核物质泄漏等严重后果
如果俯冲受到阻力，应力积累到临界点以上，俯冲面就会破裂而引起地震
第三节 海底下的深部生物圈
热液口的微生物能够通过化学合成作用自己制造有机物，属于“自养”生物；而深部生物圈的微生物被封存在地层孔隙微小的空间里，只能依靠地层里已有的有机物实行“异养”。它们的新陈代谢极其缓慢，但“寿命”极长，以多少万年计算。读者也许会羡慕它们的长寿，可是在这种环境下的微生物，基本上处于休眠状态，“生活质量”无从谈起
，如果说有氧环境下的光合作用不是合成有机物的唯一途径，那么，生命活动在时间与空间里的分布就可以大为拓展。
第二节 海底的保护
马绍尔群岛的比基尼环礁进行了战后首次核爆炸试验。此后一直到1990年代，美国从原子弹到氢弹，总共在马绍尔群岛进行了67次试验
第四节 地中海干枯之争
因为地中海处于副热带高压带，现在的特点就是蒸发量大于降水量，表层盐度高达38‰，但是和大洋的通道只有一个375m深的直布罗陀海峡
“地中海干涸”事件作为地质变化超越想象的实例已经被写入教科书；“深海变沙漠”的假说，也成为20世纪晚期科普文坛最大的亮点之一。
第一节“永久的黑暗”
，生物发光不需要外来光源，而是在虫萤光素酶的参与下，依靠生物形成的虫萤光素进行氧化作用就能发光，所以发光是海洋生物一种主动的行为
第一节 海洋的早期探索
哥伦布发现新大陆
从前的五大洲三大洋，现在成了七大洲五大洋，这种数字的增长，主要反映的还是概念使用的随意性。大陆的定义和大洋一样宽松：为什么紧连着的欧洲和亚洲，要说成是两大洲？为什么澳大利亚是个洲，格陵
兰就是个岛？人们使用的科学概念往往并没有绝对的标准，无非取决于传统习惯或者使用的方便
通过全球规模的航行探险，解决了“海洋有多大”的问题。至于要回答“海洋有多深”，那就不是航海能解决的问题了。
深海测量真正的突破，就在于20世纪初利用声波测深的新思路
第二节 潜入深海
乘坐“迪里亚斯特号”下潜到太平洋马里亚纳海沟水深10916m的海底，这是人类第一次下潜到了地球表面的最深处。
第五节 海底是漏的
深海海底绝不是地球上万事万物的终点，因为海底是一个双向的世界：既有从海面向下的运动，也有从海底向上的运动
第二节 大洋中脊
总之，大西洋张裂是深海岩石圈几十年研究最亮的成
大洋中脊
学术界重提“大陆漂移说”，转折发生在1950年代，就在于大西洋中脊的发现。两条相似的岸线，中间还有一条有沟谷的脊，那不就是张裂的证据吗
第三节 深海热液
深入海底下深处的海水，与上升的岩浆接触后，形成了富含金属元素的热液，像黑烟般喷出，而被海水冷却下来的金属硫化物在喷口沉淀，层层
相叠形成了“黑烟囱”
深海热液
第一节 大洋钻探50年
从中选择三个故事略加整理，以飨读者，先后是：小行星撞地球、北冰洋漂绿萍和地中海变干涸
然而至今人类没有在地壳下面见到过地幔的真相，只能根据地震波传播速度的变化，间接推测地壳和地幔的分界
第四节 人类与深海
16世纪进军海洋，产生了殖民帝国和殖民地，为今天世界上发达国家和发展中国家的矛盾埋下了基础
第四节 海底大地形
深海大洋底下，有没有沉没的大陆？这是个几千年的老话题。最为著名的当然是大西洋的“大西洲”(Atlantis)，或者干脆音译“亚
特兰蒂斯”（图4.17A）
大洋地壳年龄比大陆地壳小一个数量级，因此深海底下的地形特征与陆地地形非常不同。相对年轻的洋壳，往往还保留着形成时候的形态特征，为我们解读地球表面的历史提供了线索和证据。
引言
撰写这本《深海浅说》，就是想提供一份既能获取深海知识，又能当作消闲读物看的科普材料
本书回避了三方面的内容：一不是教科书，并不解释基本概念，也不提供系统知识，而是注意材料的趣味性和文字的可读性；二不汇报国内进展，只是通过实例剖析和历史回顾，介绍海洋科学的认识过程和争论；三不包括人文科学，介绍的主要是自然科学及相关技术的发展
第一节 多金属矿
欧洲国家走在前头
在水深4100m的多金属结核区，在海底10.8km²的面积上，采用8m宽的犁对海底耙地，以模仿采矿（图7.6B），然后过6个月、3年、7年再来考察对底栖生物群有多少影响
第四节 深海由动物造林
珊瑚虫
💭 来自百度百科：珊瑚虫能吸收海水中的钙和二氧化碳，然后分泌出石灰石，变为自己生存的外壳。而珊瑚是珊瑚虫的分泌物，构成珊瑚虫的支撑结构。
由此推想，现在生活在热液、冷泉、深海海底的生物，是从海洋上层迁移进入深海，然后适应深海环境而繁荣的
💭 反之亦然。这些生物有可能是从海底向上迁移。因为热液处的熵值比较大，似乎更容易诞生生命。之后生命不断地进行演化，其中一部分生物从深海向上迁移。
第一节 深海权益之争
最大的是拥有海外领地的国家，具体说就是法国和美国
💭 法国是有很多海外领土的。视频可以简单了解一下：【法国有多少海外领土?(卫星地图版)-哔哩哔哩】 https://b23.tv/omPCYgD
第三节 深层海流
既然海水很深，那深海底上压力很大吧？根据物理学原理，每10m厚的海水增加一个大气压，几千米深处就有几百个大气压，在如此的高压下，猜想海水是很难流动的
💭 根据能量守恒定律，海水是否流动，得看有没有什么因素，对其做功。
在北大西洋北部，无论是大量冰山融化产生淡水，还是融冰湖水注入海洋，只要表层海水淡化，使得海水分层，就会阻止北大西洋深层水的产生；没有了冷水的沉降，大西洋经向翻转流就会停闭，从而阻止低纬向高纬的热量传输，造成北半球气候突然变冷。这样，就找到了气候突变的海洋机制。
💭 这段内容还是比较难以理解的。网上有一个学术报告的视频，但不是入门的视频。非地理相关的从业人员可能看不懂。【20230211-张旭-气候突变机制研究的进展与展望-哔哩哔哩】 https://b23.tv/1YPz7K3
第一节 海洋为什么深？
深海探索包含两个概念：一是探索深海的水圈，包括水体及其生物；二是探索深海底下的岩石圈，指的是石头。前面三章讲的都是水和水里的生物，现在开始讲石头
💭 唉，这是这本书的逻辑。这样的逻辑应该出现在序言中的，可惜并没有出现在序言中。这样的逻辑可以帮助读者从结构上来理解这本书。
岩石圈
💭 来自百度百科：岩石圈是地球最外层平均厚度约100千米的带有弹性的坚硬岩石。由地壳和上地幔顶部组成。岩石圈下面是软流圈。岩石圈可分为6大板块：欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块、南极洲板块 。
第二节 海底测量“三部曲”
虽然海面地形并不是我们想要的海底地形，但是可以根据海底地形对海平面高度的重力影响，对海底地形作间接的测算，这种方法对于深海大洋地壳上的海山特别敏感。由于海底岩石的比重远大于海水，海山形成的重力异常会反映为海平面的隆起（图1.6B）。
💭 如果不是测绘相关专业，是无法真正完全理解这段内容的。我也没有看明白，哈哈。这里有一个参考视频可以一看：【海洋遥感（卫星海洋学）第十讲 高度计1 高度计与海面地形几何 蒋浩宇老师 中国地质大学（武汉）海洋学院-哔哩哔哩】 https://b23.tv/M8WgjHK
第三节 海底下的深部生物圈
，如果说有氧环境下的光合作用不是合成有机物的唯一途径，那么，生命活动在时间与空间里的分布就可以大为拓展。
💭 但是海底生物合成有机物，也消耗氧气，如果没有光合作用，就没有氧气，所以感觉海底生物的生存，间接的依赖的光和作用。
第二节 海底的保护
往往前代人种下的苦果，要留给后代人去品尝
💭 唉。有些规则总是事情已经严重但无法挽回的时候，才姗姗来迟。
第一节 海洋的早期探索
62岁的苏东坡贬谪海南
💭 苏东坡，北宋时期的著名文学家，因反对王安石变法，被朝廷多次贬谪。其中最远的一次，是在62岁时被贬至海南岛，他在那里生活了三年，留下了大量的诗文，对海南的文化发展产生了深远影响。
💭 早期人类对海洋的探索，主要是三个层次。
第一个层次是未知。土地上的人们，认为海洋是世界的边界。
第二个层次是探索海洋（或者说世界）的大小。哥伦布发现了新大陆。麦哲伦船队完成了全球航行。
第三个层次是探索海洋的深度。最开始是通过绳子绑定一个重物，重物触底海底时，绳子的长度即大海的深度。20世纪初，声波探测可以更快更精确的知道海洋的深度。
第二节 潜入深海
。另一方面，1970年代以来迅速发展的遥控深潜器，也随着技术发展越来越先进，不但同样可以进行科学探索，而且有成本低、效率高的明显优势
💭 深海探险似乎没有必要发展载人技术。因为人类可以在船上通过光纤连接深海探测器，操纵深海探测器，进行观察和取样。
第二节 大洋中脊
大洋中脊
💭 汪品先院士的b站账号：【【汪品先】世界上最大的山脉在海洋里？-哔哩哔哩】 https://b23.tv/tOgZzbt
第三节 深海热液
热液生物
💭 海底热液是指 ：生活于海底热泉口和冷渗口，与硫氧化细菌共生，利用H2S、CH4以化学合成作用进行初级生产，制造有机物的海洋生物群落。
深海热液
💭 搜狗百科：深海热液俗称“黑烟囱”，是大陆板块与海洋板块之间的火山口，有200多米高，形状与烟囱几乎一模一样，其附近的温度高达400℃。深海热液又可以被称为“热液硫化物”。“热液硫化物”是日益受到国际关注的海底矿藏。热液硫化物”主要出现在2000米水深的大洋中脊和断裂活动带上，是一种含有铜、锌、铅、金、银等多种元素的重要矿产资源。对于它的生成，海洋科学家们经过实地考察后认为：“热液硫化物”是海水侵入海底裂缝，受地壳深处热源加热，溶解地壳内的多种金属化合物，再从洋底喷出的烟雾状的喷发物冷凝而成的，被形象地称为：“黑烟囱”。这些亿万年前生长在海底的“黑烟囱”不仅能喷“金”吐“银”、形成海底矿藏，具有良好的开发远景。而且很可能和生命起源有关，并具有巨大的生物医药价值。
第一节 海底并不静寂
达尔文(Charles Darwin)环球航行5年(1831—1836)乘坐的“贝格尔号”(HMS Beagle)就是军舰，条件比较艰苦，达尔文在这5年的许多时间是在岸上度过的。1841年，福布斯也登上了“贝格尔号”到地中海
💭 这种讲故事的方法就很好。从一个大家都熟悉的人物开始，然后引入一个大多数人都不熟悉的人物。
第三节 权益之争与深海科技
只是美国也有人责问：这件事当时花掉8亿美元（相当于现在200多亿人民币），这是不是在糟蹋纳税人的钱？
💭 那个时候不太正常
再说海洋高科技为政治服务，并不是都需要走这种绝密的险路，有时候完全可以公开，甚至需要宣传张扬，才能收到效果。十多年前俄罗斯在北冰洋深海底的插旗之举，就属于这种类型。2007年8月2日，俄罗斯科考队员乘“和平1号”深潜器，将一面约1m高的钛合金制俄罗斯国旗插到了水深4261m的北冰洋洋底（图8.12）。从科学技术上讲，这无疑是一次深海创举，人类第一次下潜到北冰洋的深海海底采样、观测，可惜并没有发现肉眼可见的大型生物；但是此举的目的和影响，主要都在于政治
💭 我们国家最近在太空中也做了一件类似的事情😂：【为了能在月球展示，这面国旗的材质选了1年-哔哩哔哩】 https://b23.tv/7HaHkC0
科普内容是很难写。科普的主要目标群体是非专业的人士。
这就涉及到一个问题，为什么需要科普？嗯，这个问题可以作为高考作文了。我从我的角度出发吧。我经历过九年义务教务，经历过高中的物化生，经历过大学的特定行业方向内容的学习。我不愚昧。但是，我还是会缺少人文，自然，政法，经济等等的科普知识。这个年代，国家已经进入工业化，不同人术业有专攻。不懂的知识可以花钱买服务，比如医疗，法律等。人嘛，闲着也是闲着，看点科普，打发时间。但是，我父母的科普存储可太糟糕了，时代局限性，没办法。科普最重要的是给需要科普的人科普。科普是伪科普的对立面。绝不能让伪科普大行其道。
接着的问题是，为什么科普很难写？因为写者和读者开始的时候，可能没有“共同语言”。建立“共同语言”不是一个容易的过程。我高中在分文理之前，有过一年的《地理》课。所以对于地球内部结构，洋流，季风之类的名词知道一个大概。虽然，书中的一些内容还是不知道，但是已经不影响对于整本书的翻看了。如果完全没有地理相关的一点“共同语言”，那这本书就有些劝退了。我脑子里知识来自课堂。关于海的画面，则应该都是来自《人与自然》这类纪录片。比如，大鲸鱼跳出海绵，摇摇晃晃的企鹅，找吃的北极熊，还有海底漂亮的珊瑚。深海？脑子里没有它的画面。因为太深了，这类纪录片很少，自然也很少传播到我的视野中。
至于《深海浅说》这本关于深海的科普读物，还不错。
那么这本书将带你了解点深海。有人类对深海的探索过程，有海水本身的洋流介绍，有海底的生物和矿物介绍，有承载海水的大洋板块的介绍等。另外值得一提的是，这本书的插图很好看。
最后，科普类的书籍相对于其对应的视频来说，知识传输的效率还是低了一点。