近日，國(guó)家海洋局對(duì)外宣布，我國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)多年努力，全面更新了我國(guó)近海海底環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料，編制了近海大比例尺海底地形圖和地貌圖。
“此次調(diào)查首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)我國(guó)陸地與海域的全國(guó)地貌條件調(diào)查，編制出版了海陸一體化的《中華人民共和國(guó)地貌圖集(1:100萬(wàn))》，填補(bǔ)了該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外空白。”中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所程維明副研究員告訴《北京科技報(bào)》。
我國(guó)是世界上海岸線最長(zhǎng)的國(guó)家之一，大陸岸線長(zhǎng)18000多公里。海洋漁場(chǎng)面積200多萬(wàn)平方公里，大陸架面積130多萬(wàn)平方公里，擁有豐富的灘涂資源、海洋漁業(yè)資源、海洋礦產(chǎn)資源、港灣資源、海洋旅游資源、海洋能源等海洋自然資源。
“在陸地資源日益匱乏的今天，人們把目光更多地投向了海洋。在對(duì)海洋資源進(jìn)行開發(fā)和利用之前，首先要對(duì)海底的地形地貌進(jìn)行探測(cè)，繪制海底地形圖。”中科院院士、同濟(jì)大學(xué)汪品先教授說(shuō)。
“很多人不知道，在平靜的海平面下面，海底地表的起伏比陸地上還要大，地形地貌要復(fù)雜得多，除了高聳的海山，起伏的海丘，綿長(zhǎng)的海嶺，深邃的海溝，也有坦蕩的深海平原。但由于技術(shù)原因人們對(duì)海底世界的認(rèn)識(shí)還很少。”汪品先說(shuō)。陸地上最高的山是珠穆朗瑪峰8848米多，海底最深的溝是11034米，最高的山還填不滿最深的海溝。
我國(guó)有渤海、黃海、東海和南海四大海區(qū)，從陸地朝海洋方向隨著海水深度的逐漸加深，其大的地貌類型依次為陸架地貌、陸坡地貌、溝弧盆系地貌、深海盆地地貌等。
“和陸地一樣，海底也同樣分布有平原、臺(tái)地、丘陵和山地等地貌形態(tài)類型，如海底石油資源的分布受控于海底地貌和海底地質(zhì)構(gòu)造等因素。”程維明說(shuō)。
程維明還表示，海底地形圖和地貌圖反映了我國(guó)近海地形地貌特征的分布變化規(guī)律，展示了各種地形地貌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、成因等類型，這些成果將為我國(guó)近海資源開發(fā)、國(guó)防安全與建設(shè)、科學(xué)研究、海洋考古等工作以及海洋交通運(yùn)輸、海洋工程建設(shè)等海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供海底基礎(chǔ)測(cè)繪資料。
海圖是地圖的一種，是以海洋為主要描述對(duì)象，包括航海圖、海底地形圖和各種專用地圖。素有航海人員的“眼睛”之稱。而海底地形圖對(duì)于游弋于海底的潛艇、海底光纜的鋪設(shè)和跨海大橋的修建來(lái)說(shuō)更加重要。
其實(shí)，人類對(duì)海底地形地貌的認(rèn)識(shí)是逐步積累的。汪品先說(shuō)，人類早期從事的捕魚、航海和海上戰(zhàn)爭(zhēng)，主要活動(dòng)于海面，對(duì)海底地貌了解甚微?，F(xiàn)在人們利用遙感技術(shù)可以到太空去拍各種星球的照片，但是拍照穿不過(guò)水層，水深3000多米的下面就拍攝不到，所以我們對(duì)海底還不夠了解。
“與繪制陸地地形圖不同，海底地形圖繪制的難度要大很多。”汪品先說(shuō)。以前人們認(rèn)為海底是平的，測(cè)海水深度的方法是在帆船上，用繩子綁住廢棄的炮彈殼丟到海底去，碰到底了再撈上來(lái)，量繩子的長(zhǎng)度，這樣來(lái)測(cè)量水深。
第一次大戰(zhàn)以后，德國(guó)人發(fā)明了回聲測(cè)深儀，把聲音發(fā)到海底去然后反射回來(lái)，據(jù)此來(lái)計(jì)算出水深，這樣一來(lái)就比較有效地測(cè)出了水深。
19世紀(jì)末以來(lái)，為滿足鋪設(shè)海底電纜、潛艇活動(dòng)以及開發(fā)海底石油的需要，特別是回聲測(cè)深儀、旁側(cè)聲納、深潛器、海洋遙感技術(shù)等探測(cè)海底地貌儀器的發(fā)展和應(yīng)用，海底地貌的基本形態(tài)逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。它已經(jīng)成為艦船安全航行、海洋軍事工程建設(shè)、海底聲納站布設(shè)、水中布雷和設(shè)置水下障礙物、海底資源開發(fā)、國(guó)際海洋法上的海洋劃界等活動(dòng)中必須研究的重要內(nèi)容。
中國(guó)海洋大學(xué)劉忠臣教授告訴《北京科技報(bào)》，現(xiàn)在測(cè)量海底地形地貌多采用多波束條帶測(cè)深儀。同樣是一條測(cè)量船，裝有傳統(tǒng)回聲測(cè)深儀的船只，所測(cè)量的圖形是一條線，測(cè)得的深度數(shù)據(jù)也只是正下方的海水深度，對(duì)周圍的深度仍然是未知數(shù)，因此無(wú)法得出一個(gè)高質(zhì)量的海底地形圖。而裝有多波束條帶測(cè)深儀的船只就不同了，它在航測(cè)過(guò)程中不斷向海底發(fā)射超寬聲音波束，海底反向散射信號(hào)通過(guò)空間處理技術(shù)形成幾十個(gè)到上千個(gè)測(cè)深波束，實(shí)現(xiàn)對(duì)海底地形的采樣和測(cè)量。測(cè)量覆蓋范圍是海水深度的幾倍甚至十幾倍，測(cè)深精度以及分辨率都高。
“多波束條帶測(cè)深儀對(duì)海底地形地貌的測(cè)繪從過(guò)去的‘由線到面’已發(fā)展到‘由面到立體’的新階段。”劉忠臣說(shuō)。
近年來(lái)，隨著各個(gè)國(guó)家對(duì)海洋資源開發(fā)的重視，海底地圖的繪制除了科研目的外，附加了很多政治因素。
2007年，俄羅斯首先在北極北冰洋洋底發(fā)現(xiàn)了豐富的資源后，其深潛器穿過(guò)冰層將國(guó)旗插到4000米深的北冰洋海底宣示主權(quán)。俄羅斯這一舉動(dòng)在國(guó)際社會(huì)，尤其是在其他四個(gè)毗鄰北冰洋的國(guó)家——美國(guó)、加拿大、丹麥和挪威引起軒然大波。
“海底地形和地貌圖的用途包括民用和國(guó)防等多個(gè)方面。”程維明說(shuō)。摸清海陸地貌條件和分布情況的重要性具有重要意義，程維明說(shuō)，地貌條件與國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、環(huán)境保護(hù)等關(guān)系十分密切。發(fā)展農(nóng)、林、牧、漁業(yè)等生產(chǎn)，進(jìn)行城鎮(zhèn)和交通建設(shè)，以及開采礦山、修筑水庫(kù)、道路、溝渠等都離不開對(duì)區(qū)域地貌條件的分析和利用。
“地貌不僅可為生產(chǎn)建設(shè)創(chuàng)造資源或地域條件，反過(guò)來(lái)它也會(huì)給生產(chǎn)建設(shè)帶來(lái)一定的影響。”程維明說(shuō)。比如，構(gòu)建海水浴場(chǎng)要考慮海灘的物質(zhì)類型、地理位置、海水質(zhì)量等多個(gè)因素。
程維明同時(shí)指出，我國(guó)近海海灘存在過(guò)度開發(fā)現(xiàn)象，目前諸多砂質(zhì)海灘都存在不同程度的沙化現(xiàn)象，將影響到海灘的環(huán)境狀況。
被稱為“天下第一灣”的海南省亞龍灣就存在過(guò)度開發(fā)現(xiàn)象，目前，7公里多的海岸線上已有12家酒店，以及中心廣場(chǎng)、貝殼館、蝴蝶谷等景觀。同樣，瓊海市帝國(guó)花園因建設(shè)超過(guò)了最高潮位線，后遭海水沖刷、侵蝕，帝國(guó)花園大部分地基崩塌，墻體斷裂，給沿海生態(tài)景觀造成嚴(yán)重破壞。瓊海市政府不得不將其拆除，以恢復(fù)海岸生態(tài)景觀。
劉忠臣告訴記者，除了近海海底地圖，我國(guó)已經(jīng)完成了對(duì)我們專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)和大陸架進(jìn)行地質(zhì)勘測(cè)，繪制出海底地形地貌圖。
據(jù)悉，目前只有美國(guó)和俄羅斯擁有全球范圍的海底地形圖。這就是美國(guó)和俄羅斯的潛水艇可以在全世界海底游弋的前提。
“現(xiàn)在我國(guó)還沒(méi)有提出繪制全世界海底地圖的計(jì)劃，因?yàn)楹完懙氐匦蔚孛矆D的勘測(cè)繪制不一樣，海底地形地貌圖的難度很大，包括中國(guó)在內(nèi)的其他國(guó)家只是對(duì)自己近海和感興趣的一些海底繪制了地形地貌圖。”劉忠臣最后說(shuō)。
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