古海洋学

出处：按学科分类—自然科学总论 北京出版社《现代科技综述大辞典上》第663页（3249字）

研究大洋体系发展的学科，是地球科学最新的一个分支。

它通过海洋沉积物再造古洋流格局(表层流、底层流及上升流)、海水古温度(表层与底层水温)、古海洋化学(缺氧环境与碳酸盐化学等)、古海洋肥力、古生产力、古生物群及生物古地理的分布等，即研究地质时期大洋水圈与生物圈的演化历史。这既与古气候有关，又与海洋盆地的大小及海陆分布的轮廓密切相关，涉及到板块学说、物理海洋学、化学海洋学、海洋生物学(以微体与超微化石为主)、古气候学、古气象学及天文地质学等学科，因此，它是地球科学各个分支在研究古海洋演变过程中相互结合的产物，是一门高度综合性的边缘科学。

随着古海洋学日趋成熟与迅速发展，不仅促进了各个相关学科的巨大发展，而且已给岩石圈、水圈、大气圈与生物圈作为一个整体的地圈(geosphere)的研究带来新的认识，产生新的突破，导致地球科学上一系列的变革。

古海洋学还为查明深海矿产资源，如锰结核、多金属软泥以及深海黑色页岩中蕴藏着的油气资源提供形成机理、形成环境与分布规律的认识。

古海洋学这一名称在20世纪初就已提出，50年代根据美国尤里(H．C．Urey)关于钙质化石中氧同位素比值可作为地质时期古温度计的想法，埃米利安尼(C．Emiliani，1955)首次利用大洋浮游有孔虫测得了更新世表层海水的古温度，并细分出若干气候阶段，建立了古温度期的编号系统，而其他学者(如A．W．H．B′e．等)则利用有孔虫的某些属种作为古水团与古水温的标志研究古洋流的活动，因而开始了古海洋学研究的新时期。1969年，美国肖霍夫(T．J．M．Schopf)首次开设“古海洋学”课程，出版相应教材，介绍了古海洋学早期研究成果，并相继被译成俄文与中文。

现代意义上的古海洋学是随着深海钻探计划(DSDP)的实施逐渐成长起来的。自1968年8月至1983年11月，深海钻探船“格罗玛·挑战者”号在世界各大洋先后航行96次，航程60万km，钻井千余口，回收岩芯总长达95km。由于深海钻探可提供洋底连续的岩芯，特别是1978年底开始采用的液压活塞取样器(HPC)可以在5000m水深取得长达200～300m不受任何干扰的连续岩芯，为高分辨率地研究大洋系统的发展提供最理想的材料，因而带来许多古海洋学的新发现，使海洋地质学家们的注意力转向古海洋学的领域。与此同时，室内仪器分析手段的巨大进步也极大地推动了古海洋学的发展。例如，70年代初，英国沙克尔顿(N．J．Shackleton)改进了同位素分析样品的制备方法，使得样品需求量由几十毫克减少到十几微克，从而大大提高海水古温度的测量精度。据此，沙克尔顿与微体古生物学家肯内特(J．P．Kennett，1975)合作利用浮游有孔虫与氧同位素资料确定了全球新生代古气候具有阶梯状逐渐变冷的趋势，而且发现南北两半球冰期开始的时间并不相同，从而揭开了古海洋学研究现代阶段的序幕。

又如，70年代中期发展起来的超导磁力仪可以对任何岩性的深海沉积物进行古地磁测年，而且精度较前提高成百倍，80年代，据此编制出新生代完整的古地磁年表，伯格仑(W．A．Berggren，1985)等人又将生物地层与磁性地层序列及放射性测年相结合，建立了磁性生物年代学(magnetobiostratigraphy)，大大推动了全球高分辨率的对比工作。

除了深海钻探外，1971～1980年美国“气候长期调查制图与预报”组织(CLIMAP，1976，1984)分析了大量较短的洋底沉积柱状样，用转换函数的方法再造18000年前与122000年前世界气候分布图，这是第四纪研究中划时代的壮举。

此外，大洋深潜技术的进步是古海洋学迅速发展又一重要条件，自1976年东太平洋加拉帕戈斯裂谷发现热液喷口及周缘奇特的热水生物群落以来，人们已认识到大洋裂谷热液活动对于古海水成分及生命起源等问题的研究都具有关键意义。

1983年7月在瑞士苏黎世召开了第1届国际古海洋学会议，标志着古海洋学的日趋成熟。

1986年9月在美国伍兹霍尔举行的第2届古海洋学会议上，组织了11个专题报告会系统地检阅了古海洋学研究的重大进展，同年3月美国地球物理联合会又创办了“古海洋学”双月刊杂志。这样，古海洋学作为一门独立的学科已经完全成熟。

近年来，古海洋学研究的内容已深入到更新的层次，探索的古环境参数已涉及到古云量、古风速、古风向、古生产率、古大气成份、古潮差、海水更新的速率以及各种参数对古气候变化响应的时间等更精细的内容，研究的方法也已进入应用严格的数据采集及处理技术进行模型建立与检验的定量阶段。

目前，古海洋学的研究内容与成果已渗透到地球科学的各个领域，许多重大的国际科学研究计划与国际学术会议都安排有古海洋学内容，近来已在极地冰盖与全球气候演化的关系、热带大气环流、古季风及上升流等项研究上取得了重大成果，并计划将完成大洋与气候变化原因与后果的研究，其中包括古气候的长短期全球变化、海平面波动、碳循环与古生产力及演化生物学等热点课题，这必将进一步推动地球科学的发展。

自80年代初，古海洋学已开始引起中国学术界的普遍关注，从1985年开始，有关古海洋学的译着、编着、论文及综述文章显着增加，1989年，同济大学海洋地质系编着出版了《古海洋学概论》一书，比较系统全面地介绍了古海洋学的研究方法、现状和最新成果。1989年11月中国岩石圈计划全国委员会等6大学术团体联合发起在上海召开了第1届全国古海洋学学术讨论会，会议决定在同济大学设立“中国古海洋学联系网络”，并发行“中国古海洋学通讯”。

1991年9月中国海洋研究委员会决定将联系网络改为“中国古海洋学工作组”以对外对应于国际学术活动、对内促进科研合作与交流。目前，中国的古海洋学进展十分迅速，各边缘海区及太平洋新生代的古海洋学正结合全球变化的研究及海底石油与多金属结核的勘探向纵深发展，而从古海洋学角度对前新生代地层的探索，包括海陆古气候旋回对比、古上升流、古等深线流、缺氧事件、生物绝灭事件等课题也正在中国大陆迅速展开，并已取得一批具有重要意义的成果。

所有这些都标志着中国古海洋学的研究已进入成熟的阶段。

。【参考文献】：

1 EmilianiC. Journal of Geology, 1955,63: 538～578

2 Shackleton N J, Kennett J P. Initial Reports of The DSDP, 1975,29:743～755

3 CLIMAP Project Members,Science. 1976,191:1131～1137

4 Schopf T J M. Paleoceanography. Harvard University Press, 1980,1～ 341

5 Kennett J P. Marine Geology. Prentice - Hall, 1982,1 ～ 813

6 同济大学海洋地质系．古海洋学概论．上海：同济大学出版社，1989．1～315

(同济大学王慧中教授撰；劳秋元审)