嶗山實驗室主任，中國海洋大學副校長吳立新院士等：海洋科學對人類文明的貢獻！

從潮汐到氣候，從深海到未來，人類文明始終與海洋同頻共振

“為什么地球能夠成為一顆宜居的藍色星球？”

“為什么全球變暖會影響每個人的未來？”

“為什么一次發生在赤道太平洋的海溫異常，會導致世界另一端發生洪澇和干旱？”

這些看似遙遠的問題，都指向同一個答案——海洋。

地球表面約71%被海洋覆蓋，但直到今天，人類被系統觀測的海洋體積仍不足5%。比起已經踏足的月球和火星，人類對于身邊的深海世界依然知之甚少。正因如此，海洋被稱為地球上最后的未知疆域。

近日，吳立新院士等在《科學通報》發表“海洋科學對人類文明的貢獻”一文，從認識海洋、經略海洋和人與海洋和諧共生的視角，系統梳理了海洋科學如何深刻影響人類文明的發展進程，并展望了未來海洋科學肩負的時代使命。

1. 海洋科學：連接自然與文明的橋梁

海洋孕育了地球早期生命，也塑造著地球的宜居環境。今天，全球超過一半人口居住在距離海岸200公里以內的區域，80%的特大城市分布于沿海地區，海洋經濟每年創造數萬億美元的價值。

然而，人類與海洋的關系并非單向索取。

海洋通過調節氣候、輸送熱量、維系生態系統持續支撐著人類社會；與此同時，人類活動也深刻改變著海洋，導致海洋暖化、酸化、缺氧和污染等問題日益凸顯。

正是在這種復雜的相互作用中，海洋科學逐漸發展成為一門兼具基礎性、應用性和社會性的綜合學科，不僅回答“海洋是什么”“海洋如何運轉”等基礎科學問題，也為資源開發、災害防御和全球治理提供科學支撐。

2.從“望洋興嘆”到“透明海洋”

人類認識海洋的歷史，是一部不斷突破認知邊界的歷史。

中國古人很早便觀察到潮汐現象，并利用潮汐規律指導航運；大航海時代則通過航線和海圖首次連接起分散的人類文明，使世界真正成為“全球史”。

1872年，英國“挑戰者”號環球科考拉開現代海洋科學的序幕，推翻了“深海沒有生命”等長期流行的錯誤認識，被公認為現代海洋科學的起點。

此后，一系列觀測技術革命不斷重塑人類對海洋的認知（圖1）：

• 側掃聲吶揭示了洋中脊和深海海溝的復雜地形；

• 地磁觀測為板塊構造理論提供關鍵證據；

• 衛星遙感發現了遍布全球海洋的中尺度渦旋；

• 同位素示蹤證實了“大洋傳送帶”的存在；

• 深潛技術則讓人類首次直接進入深海極端環境。

今天，由4000余枚Argo浮標組成的全球觀測網絡，已經使人類初步具備了實時感知海洋四維變化的能力；我國“蛟龍”號、“奮斗者”號更成功抵達萬米深淵，不斷刷新人類認識海洋的深度。

圖1 觀測引領海洋科學認知飛躍

3.海洋科學回答了哪些關乎人類命運的問題？

為什么地球是一顆“水行星”？

現代海洋科學揭示，海溝俯沖帶是地球深部水循環的重要樞紐，它解釋了地球為何能夠長期保持豐富的水資源，并維持板塊運動和宜居環境。

生命是否一定依賴陽光？

1977年，科學家在深海熱液噴口發現了以化能合成為基礎的生態系統，徹底打破了“萬物生長靠太陽”的傳統認知。

更令人驚嘆的是，科學家隨后在海底深處發現了龐大的“深部生物圈”，極大拓展了生命存在的邊界，也為尋找地外生命提供了新的科學藍圖。

全球變暖會走向何方？

海洋儲存了地球90%以上的多余熱量，并吸收了大量人為排放的二氧化碳。

從“大洋傳送帶”理論，到海洋生物碳泵和“鐵假說”，海洋科學逐步揭示了海洋與全球氣候變化之間的復雜聯系。如今，科學家正密切關注大西洋經向翻轉環流（AMOC）可能減弱的風險，為評估全球氣候臨界點提供關鍵科學依據。

4.海洋科學如何守護人類安全？

2004年印度洋海嘯造成超過23萬人死亡，也直接推動了全球海嘯預警體系建設。

1987年，人類首次成功預測厄爾尼諾事件；如今，ENSO預測時效已提升至18個月，為全球農業、水資源管理和防災減災贏得了寶貴時間，每年減少數百億美元經濟損失。

面對赤潮、缺氧等生態災害，海洋科學同樣發揮著重要作用。

我國科學家研發的“改性黏土原位治理技術”，能夠快速控制有害藻華，已在多個國家得到推廣應用，成為海洋生態治理的“中國方案”。

5.向海圖強：海洋科學正在創造新的文明財富

從古代“魚鹽之利”，到今天的深海資源開發，海洋始終是人類文明的重要物質基礎。

當前，海洋已提供全球約20%的優質蛋白。隨著遺傳育種、深遠海養殖和大型養殖裝備的發展，人類正迎來新一輪“藍色農業革命”。預計到2050年，海洋食品有望滿足全球約四分之一人口的肉類需求。

與此同時，深海還蘊藏著豐富的油氣資源和戰略性關鍵礦產資源。錳、鎳、鈷等新能源金屬資源儲量遠超陸地，成為未來綠色轉型的重要資源保障。

但海洋科學也不斷提醒我們：

海洋開發必須建立在科學認知和生態保護基礎之上。

從深海采礦環境評估，到公海生物多樣性保護，再到全球海洋治理規則制定，海洋科學正成為協調開發與保護、促進人海和諧共生的重要支撐。

6.面向未來：海洋科學肩負新的文明使命

從認識自然、利用自然到和諧自然，海洋科學始終深刻影響著人類文明的發展軌跡。

在全球變化、資源約束和環境挑戰日益加劇的今天，海洋科學不僅關乎海洋強國建設，更關系到人類文明的未來。

正如文章所強調的那樣，新時代海洋科學應面向世界科學前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，不斷深化對海洋的認識、提升經略海洋的能力、促進人與海洋和諧共生，為建設“人類命運共同體”和“地球生命共同體”，實現可持續發展貢獻更多海洋智慧。

海洋孕育了生命，也塑造著文明。

而海洋科學，則是人類理解海洋、利用海洋和守護海洋的鑰匙。

吳立新中國科學院院士、發展中國家科學院院士、歐洲科學院院士、美國地球物理學會會士、美國氣象學會會士，現任嶗山實驗室主任，中國海洋大學副校長。長期致力于海洋多尺度動力過程、海洋地球系統觀測、模擬與預測研究。

文章信息

陳朝暉 , 王嘉禎, 陳鷟, 于志騰, 曹知勉, 劉鑫, 張亮, 吳立新. 海洋科學對人類文明的貢獻.科學通報 , 2026, 71(19): 4464-4474

• 信息來源：《科學通報》。

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