Hải dương học đại dương - Phần 2 Các quá trình động lực học - Chương 4 ppt

299 300
Ch~ơng 4 - Ti nguyên sinh vật, khoáng
vật v năng lợng của đại dơng
Ti nguyên đại dơng thờng đợc hiểu l tất cả những
yếu tố của nó đang đợc sử dụng hoặc có thể đợc sử dụng
trong tơng lai trong các ngnh sản xuất v hoạt động phi
sản xuất của con ngời. Khái niệm ny khá rộng v phản
ánh ton bộ cơ cấu ti nguyên của đại dơng rất phức tạp.
Trớc hết chúng ta sẽ xem xét những ti nguyên sinh vật
của đại dơng đã đợc sử dụng rộng rãi từ lâu. Sự quan
tâm đối với những ti nguyên khoáng vật tăng mạnh trong
những thập kỉ gần đây đòi hỏi cũng phải xem xét chúng tuy
chỉ l một cách ngắn gọn. V cuối cùng chúng ta sẽ xem xét
những ti nguyên năng lợng tiềm tng của Đại dơng Thế
giới m theo ớc lợng của các chuyên gia l rất to lớn v có
khả năng giảm thiểu rõ rệt những hậu quả sinh thái của
ngnh năng lợng hiện đại đang phát triển nh vũ bão.
4.1. Ti nguyên sinh vật của Đại d~ơng Thế giới
Tui nguyên sinh vật đợc hiểu l những nguồn dự trữ
động vật v thực vật sống trong nớc biển v
đợc sử ụng
hay có thể đ n những
nhu
đánh giá tỉ phần sản phẩm
biển trong tổng cán cân thức ăn về trung bình của nhân
nuôi thì sẽ khá khó khăn. Vì vậy ngời ta ngy cng chú ý
tới t i nguyên sinh vật đại dơng. Các nớc đang phát triển
gắn liền kỳ vọng khắc phục nạn đói đạm của họ với việc
khai thác ti nguyên sinh vật của đại dơng. Hiện nay, đối
với gi nửa dân c các nớc đang phát triển, ti nguyên

biển đảm bảo gần 30 % khẩu phần đạm động vật khiêm tốn
d
mãợc sử dụng trong tơng lai để thỏa
cầu của con ngời m không tổn hại tới sự tái sinh tự
nhiên của chúng. Ti nguyên sinh vật của đại dơng đợc
con ngời sử dụng từ lâu v chủ yếu để thỏa mãn những
nhu cầu về thực phẩm, tức về chất đạm động vật. Sự quan
tâm sử dụng ti nguyên sinh vật đại dơng không ngừng
tăng lên do cha đảm bảo đủ thực phẩm đạm động vật cho
dân c tăng nhanh của Trái Đất. Dân số v khối lợng
đánh bắt đã biến đổi thực tế nh nhau trong hai thế kỉ gần
đây (hình 4.1). Tuy nhiên, nếu
loại, thì tỉ phần đó còn rất nhỏ bé v không lớn hơn 2 %.
Gần 98 % ton bộ khối lợng thực phẩm l do nông nghiệp
sản xuất. Tuy nhiên giá trị sản phẩm biển trong việc đảm
bảo đạm động vật cho loi ngời đang tăng. Những năm 80
của thế kỉ 20 ngời ta nhận từ đại dơng gần 6 % đạm động
vật. Tới năm 2000 nhu cầu đạm nguồn gốc động vật còn
tăng hơn nữa v giải quyết vấn đề n
y chỉ dựa trên cơ sở
gia tăng sản xuất ngũ cốc v tăng tơng xứng số đầu vật


301 302
của họ. Theo ớc lợng của các chuyên gia, nếu xem rằng
các sản phẩm bi m
ch n
90 m thức
ăn
Nh vậy l nhân loại dự định tăng mạnh việc sử dụng

ng những
năm sắp tới. Ti nguyên sinh vật đại dơng, giống nh bản
thân n
ển phải cung cấp gần 25 % đảm bảo đạ
o con ngời, thì trong năm 2000 cần phải đánh bắt gầ
100 triệu tấn động vật từ đại dơng chỉ riêng l
trực tiếp. Giữa những năm 80, đã đánh bắt gần 60 triệu
tấn trực tiếp cho mục đích thực phẩm. Nếu xem xét tới
triển vọng xa hơn, thì trong 1020 năm tới cần phải tăng
khối lợng đánh bắt từ đại dơng đến 150160 triệu tấn để
đảm bảo đủ thực phầm cho nhân loại. ở đây phải nhớ rằng
thịt các loại cá chứa nhiều loại chất đạm giá trị cao, các
nguyên tố vi lợng cơ thể con ngời dễ hấp thụ v tập hợp
nhiều sinh tố. Nh các chuyên gia cho biết, nhiều thực
phẩm từ động vật, thực vật biển có giá trị y học lớn, vì nó
lm tăng sinh lực v trợ giúp phát triển bình thờng cơ thể
con ngời. Những năm gần đây đã xây dựng v phát triển
mạnh một hớng y học rất đáng chú ý liên quan tới thu
nhận v sử dụng những chế phẩm chữa trị hiệu quả cao từ
động vật v thực vật biển.
ti nguyên sinh vật của Đại dơng Thế giới tro
ớc đại dơng, thuộc loại ti nguyên tái tạo. Song
điều ny không có nghĩa con ngời có thể sử dụng nó với
khối lợng bất kỳ. Đại dơng Thế giới có đủ những t
i
nguyên sinh vật tiềm tng m con ngời có thể sử dụng
không lm tổn hại sự tái sản xuất chúng hay không? Trong
việc đánh giá ti nguyên sinh vật đại dơng đôi khi gặp hai
hớng thái cực đối lập nhau. Một mặt, vẫn còn có ý kiến về
sự vô tận ti nguyên, điều đã v đang không phải một lần

dẫn tới lm suy kiệt tạm thời một đối tợng khai thác, đôi
khi cạn kiệt hẳn cả một loi. Mặt khác, rất thờng hay có
những dự báo rằng chúng ta đã đạt tới hoặc thậm chí đã
vợt quá giới hạn đánh bắt có thể. Vì vậy, một trong những
vấn đề cơ bản l vấn đề giá trị sản xuất sinh học thực tế
của đại dơng v ảnh hởng của những nhân tố môi trờng
biến đổi tới sản xuất sinh học đại dơng.
Chúng ta sẽ xem xét sự sản xuất ti nguyên sinh vật
trong Đại dơng Thế giới nh P. A. Moiseev (năm 1989) đã
trình by.
Phần lớn các hợp chất hữu cơ m động vật v vi khuẩn
biển sử dụng lm thức ăn đợc tạo ra trong quá trình
quang hợp của thực vật, tức trớc hết l kết quả hoạt động
sống của thực vật phù du v ở mức độ ít hơn, của các loại
tảo biển lớn.

303 304
Hình 4.1. Biến đổi dân số (1), khối l~ợng đánh bắt thủy sản (2)
v khối l~ợng đánh bắt trên đầu ng~ời (3) (theo P. A. Moiseev)
4.1.1. Sản phẩm sơ cấp
Sử dụng năng lợng Mặt Trời v khoáng chất, các cơ
thể thực vật chuyển hóa chúng thnh mô của cơ thể thực
vật dới sự hiện diện của những điều kiện vô cơ v hữu cơ
cần thiết. Trong quá trình những biến đổi năng lợng tiếp
theo rất phức tạp v đa dạng sẽ tạo ra những mắt xích
trung gian v mắt xích cuối cùng của chuỗi sản phẩm,
trong đó có cá, động vật không xơng sống lớn v động vật
dạng cá voi, tức l chính những ti nguyên khai thác m
loi ngời quan tâm sử dụng hiệu quả.
Quá trình tạo ra những cơ thể thực vật đã nêu trên gọi

l sự sản xuất vật chất hữu cơ sơ cấp, còn ton bộ tập hợp
các chất đó gọi l sản phẩm sơ cấp.
Có thể biểu diễn quá trình hoạt động sống, bắt đầu từ
việc tạo ra sản phẩm hữu cơ sơ cấp bằng con đờng đồng
hóa l cơ sở cho tất cả những biến đổi tiếp theo từ chất
hữu cơ thnh những cấu trúc phức tạp hơn, dới dạng một
dòng năng lợng, dòng năng lợng ny trải qua một loạt
các bậc dinh dỡng v sử dụng những tính chất của các cơ
thể
cơ thể sống bị chết v sự phân hủy các chất hữu
cơ
ng v chuyển từ một bậc dinh dỡng ny sang
bậc khác. Khối lợng những tổn thất đó có ý nghĩa quan
trọng để hiểu đợc những khả năng tiềm tng của đại
sống chuyển hóa các dạng năng lợng khác nhau, nó
tạo ra các loại sản phẩm sinh học khác nhau. Tiếp sau, do
kết quả các
m
chu trình các quá trình sinh học đợc khép kín v
quay trở lại các dạng vô cơ ban đầu v nhiệt năng. Con
đờng ny kèm theo những tổn thất năng lợng rất lớn,
tăng lên nhiều lần tùy theo mức độ phát triển của quá trình
hoạt động số

305 306
dơng sản xuất ra ti nguyên sinh vật v xây dựng những
phơng pháp sử dụng chúng hợp lý nhất.
Hình 4.2. Sơ đồ các dòng năng l~ợng trong quần xã sinh vật
(theo P. A. Moiseev, 1989)
1

năng loợng Mặt Trời; 2 các nguyên tố dinh doỡng; 3 sản
phẩm sơ cấp tổng cộng; 4
sản phẩm sơ cấp ròng; 57 sản
ã lập ra một sơ đồ gần đúng về
dòng năng lợng trong phạm vi một quần xã bất kì, với
gồm chất hữu cơ bị tiêu
phí khi hô hấp. Nhờ kết quả quang hợp, sản phẩm sơ cấp
phẩm dạng ăn thực vật (5), dạng ăn động vật (6) vw động vật săn
mồi (7); 8
chất phân khoáng; 9 chất hữu cơ chết; 10 tỏa nhiệt
Vo thời mình, Ođum đ
những biến đổi chút ít thì sơ đồ ny cũng có thể dùng cho
các thủy vực đại dơng. Tuy nhiên, phải lu ý rằng các
tơng quan về kích thớc các thnh phần của sơ đồ ny
trên đồ thị không tơng ứng với các quy mô thực v tơng
quan của các dòng năng lợng, quy mô tổn thất, khối lợng
so sánh của sản phẩm tại các bậc dinh dỡng khác nhau,
tức sơ đồ chỉ cho ta một khái niệm về tiến trình v tuần tự
của các quá trình m thôi.
Sử dụng năng lợng Mặt Trời (1) v các nguyên tố dinh
dỡng (2), các thực vật trong quá trình quang hợp sẽ tạo ra
sản phẩm sơ cấp tổng cộng (3) bao
ròng (4) dới dạng chất hữu cơ tích lũy đợc sử dụng trong
hệ sinh thái bằng những con đờng khác nhau. Một bộ
phận lớn bị phân hủy hoặc khoáng hóa (8), một bộ phận
khác tham gia vo chuỗi thức ăn v sẽ cho ra sản phẩm ít
hơn về khối lợng dới dạng các động vật ăn thực vật (5),
các động vật bị ăn (67), khối lợng sản phẩm đã bị ít đi
nhiều lần so với ở các bậc dinh dỡng trớc. Trong thời gian
tất cả các quá trình đó diễn ra sự tỏa nhiệt (10) v chất hữu

cơ chết (9) một phần bị mang ra khỏi phạm vi hệ sinh thái.
Mặc dù sơ đồ ny mang tính quy ớc, thí dụ, cha
lờng hết nhiều khâu bế tắc về thức ăn ở các bậc dinh
dỡng khác nhau, song nó khá điển hình.
Nh sau ny ngời ta đợc biết, ngoi thực vật phù du
v các thực vật lớn, vi thực vật v trớc hết l các vi khuẩn
tạp dỡng cũng tham gia rất tích cực v rất quy mô vo các

307 308
úng chiếm hơn 60
% (đến 80 %) dòng năng lợng tổng cộng đi qua bộ phận tạp
dỡng của quần xã, v hơn 50 % chi phí trao đổi của ton
quần xã.
Khi đánh giá năng lợng của các hệ sinh thái đại
dơng, sản phẩm vi khuẩn cần đợc tính đến nh l sản
phẩm sơ cấp, bởi vì nó có giá trị to lớn đối với tất cả các quá
trình sản xuất sinh học trong đại dơng v đặc biệt đối với
sản xuất các đối tợng bậc dinh dỡng bậc thấp động vật
phù du (trong đó có tép phù du) v các chủng loại cá nổi
nhỏ đông đúc sống trong ở dới các tầng nớc biển.
Sơ đồ tổng quát các dòng năng lợng trong hệ sinh thái
Đại d ới một dạng
giản năng
lợng ợng
lớn (h
quá trình sản xuất. Vi thực vật một hợp phần quan trọng
của các hệ sinh thái biển, tỉ phần của ch
ơng Thế giới rất phức tạp v thậm chí d
ớc nhất thì nó đã có rất nhiều khâu chuyển đổi
liên quan lẫn nhau v với những tổn thất năng l

ình 4.3).
Sự biểu diễn các dòng nh vậy trên sơ đồ cho thấy rằng
với con số ớc lợng sản phẩm thực vật v vi khuẩn
21
106,40 J/năm (
1815
105,710970 Kcal/năm) sau rất nhiều
chuyển hóa chỉ tạo ra có 320350 triệu tấn đối tợng đánh
bắt truyền thống, tức tơng ứng với
18
105,7 J/năm (
18
1018,1
Kcal/năm).
Hình 4.3. Sơ đồ các dòng năng l~ợng (10
15
J/năm)
trong hệ sinh thái Đại d~ơng Thế giới (theo Iu. I. Sorokin)
P
sản phẩm; số trong hình vuông tiêu thụ bởi các cơ thể bậc dinh
doỡng tiếp sau; số trong vòng tròn
thức ănn không sử dụng; số trong
hình tam giác
sản phẩm không tiêu thụ; POB chất hữu cơ hòa tan

309 310
i tợng thủy sản khác (
thấ
Nh vậy, khối lợng sản phẩm các đối tợng thủy sản
biểu diễn bằng năng lợng m con ngời khai thác đánh

bắt nhỏ hơn sản phầm sơ cấp 540 lần. Còn nếu nh phép so
sánh ny thực hiện đối với khối lợng cá khai thác thực tế
v các đố
15
1009,0 Kcal/năm), thì
y rằng nhân loại hiện mới chỉ sử dụng có 0,018 % năng
lợng m sản phẩm sơ cấp (+ vi khuẩn) của đại dơng có
đợc.
Bảng 4.1. Phân bố các hệ sinh thái theo năng suất
Năng suất trung bình, g/m
2
Kiểu hệ sinh thái
một ngwy một năm
Các vùng xa mạc vw bán xa mạc có thảm cỏ 0,5 150
Noớc vùng khơi các đại doơng vw hồ sâu 1,0 300
Thềm noớc đại doơng, hồ vw đầm noớc nông,
đồng cỏ ẩm vw nông trại bình thoờng
0,5
5,0
Rạn san hô, cửa sông, suối khoáng, quần xã đất
ngập noớc vw đất liền trên nền đất mầu bồi tụ,
rừng xanh vĩnh c
5,0
20,0 18007000
ửu vw các
hệ sinh thái nông
nghiệp trồng trọt
Co
đất tự nhi ất nhất
ờng độ cực đại có thể đạt đoợc trong những

thời kỳ ngắn ở các hệ sinh thái đất canh tác vw
ên năng su
đến 60,0 đến 20
000
giới, Ođum đã đi đến kết luận về năng suất rất thấp của
nhiều vùng đại dơng có thể sánh ngang bằng với những hệ
sinh thái năng suất rất thấp trên đất liền (bảng 4.1).
Năng suất của các vùng khơi đại dơng rộng lớn nhất
nhỏ tới mức không khác gì những vùng cảnh quan hoang
mạc v bán hoang mạc trên đất liền (chỉ khoảng 0,1 g/m
2
một ngy), còn các vùng nớc thềm lục địa năng suất tơng
đối cao vẫn thua kém nhiều không chỉ so với các nông trại,
m còn so với nhiều quần xã thực vật tự nhiên trên đất
liền: rừng xanh vĩnh cửu v thảm thực vật trên các vùng
đất mầu trù phú. Khó có thể tởng tợng có một hệ sinh
thái no đó duy trì đợc mức năng suất cao hơn 25 g/m
2
một ngy trong khoảng một số năm liền. Ođum nhận xét
rằng phần lớn bề mặt hnh tinh của chúng ta các vùng
khơi đại dơng, các vùng đất hoang mạc v bán hoang mạc
cũng nh những lãnh thổ tuyết v băng phủ thuộc loại
năng suất thấp.
Trong khi đó nhiều vùng đại dơng có năng suất cực kỳ
cao. Thí dụ, ở các đới rạn san hô, những động vật v thực
vật có các cơ chế tuần hon dỡng chất hiệu quả đảm bảo
một mức ới uất nông
ngh
thị
Khái quát hóa những dữ liệu về năng suất của các

quần xã sinh học khác nhau ở những vùng chính của thế

năng suất cao vợt trội so v năng s
iệp.
Luận điểm ny đợc khẳng định bằng cách biểu

mứ
Hình 4
.4. Hiệ
l~ợng Mặt Trời trong quang hợp của
thực vật trên cạn (I) v tảo biển (II)
1
xa mạc vw băn ôi
gia súc; 3
đất trồng trọt; 4 rừng;
n
lo
311 312
c hiệu quả sử dụng năng lợng Mặt Trời trong quá trình
quang hợp của thực vật trên cạn v tảo biển có tính đến
diện tích m các hệ sinh thái khác nhau chiếm chỗ (hình
4.4).
u quả sử dụng năng
g; 2
đồng cỏ nu
oớc: 5
nghèo doỡng chất; 6 8
ại chuyển tiếp; 9
giầu doỡng chất
Trong cả hai trờng hợp, cực đại sử dụng không vợt

qg lề
m (hơn 0,1 %) vợt trội
h diện tích), trong khi ở đại dơng chỉ l 5 %.
giới (Koblenz-Mishke, 1985). Khi sử
dụng bản đồ ny, nh P. A. Moiseev cho biết, các chỉ số sản
ự phát
triể
ont cực, rìa của các khu vực
g nớc ven bờ v nông trong đó sản phẩm các
uá 0,3 % năng lợng Mặt Trời, son
ặt với mức sử dụng năng lợng cao
ẳn (trên 50%
trên đất iền các b
Năm 1985 đã công bố bản đồ sản phẩm sơ cấp phù du sinh
vật Đại dơng Thế
phẩm các bon phải đợc nhân lên 2,53,0 lần, tuy nhiên
bản đồ đã khái quát những quy luật chung phân bố sản
phẩm sơ cấp trong đại dơng một cách khá khách quan
(hình 4.5).
Bản đồ ny chứng tỏ rằng: thuận lợi nhất cho s
n thực vật phù du l những khu vực đại dơng ven bờ
v một số vùng khơi có nớc trồi lên vợt trội so với nớc
chìm xuống. ở Thái Bình Dơng trớc hết đó l các vùng
gần bờ Trung v Nam Mỹ, Nhật Bản, các quần đảo Kurin
v Kamchatka, dọc bờ Canađa Mỹ. ở Đại Tây Dơng có
các vùng lân cận bờ Tây Phi v trớc hết tập trung vo
vùng ven bờ phía tây nam của lục địa ny, các vùng dọc bờ
phía đông của Nam Mỹ. ởấn Độ D
ơng, những nơi có năng
suất cao nhất l các vùng tác động của gió mùa ở phần tây

bắc, vịnh Bengan v các vùng nớc bao quanh quần đảo
Inđônêxia. ở ngoi khơi đại dơng, các vùng với mức sản
phẩm sơ cấp cao hơn l những vùng có nớc lớp sâu nâng
lên mạnh v trớc hết l vùng phân kỳ xích đạo v vùng
phân kỳ Nam Cực, các tuyến fr
xoáy thuận, các vùng xáo trộn đối lu mùa đông mạnh.
Trong khi đó, ở những vùng đại dơng với xoáy nghịch, nơi
nớc lớp mặt bị chìm xuống, quan sát thấy mức sản phẩm
sơ cấp thấp.
Các vùn
bon lớn hơn 2000 mg/m
2
một ngy chỉ chiếm 2,5 % diện tích

313 314
bình v cao, còn lại 63 % có các khối nớc với năng
uất thấp. Những khoảng không gian đại dơng khổng lồ
ới diện tích gần 130 triệu km
2
, tức gần bằng bề mặt của
hái Bình Dơng, đặc trng bởi năng suất cực kỳ thấp.
đại dơng, còn nếu nh thêm vo đây các vùng nớc năng
suất trung bình (6001000 mg C/m
2
một ngy), thì thấy
rằng 37 % diện tích đại dơng có các khối nớc năng suất
trung
s
v
T

Hình 4.5. Phân bố sản phẩm sơ cấp năm trung bình trong Đại d~ơng Thế giới
(theo O. I. Kobenz-Mishke, 1985)
1) <100; 2) 100
150; 3) 150200; 4250500; 5) >500 mg C/(m
2
.ngwy)
Tổng sản phẩm sơ cấp năm của Đại dơng Thế giới
bằng
9
1060 tấn C một năm, hay 455 mg C/m
2
một ngy.
(khối lợng thô).
đợc xem xét trong tơng lai gần đây, bởi vì đã chứng minh
25 tỉ tấn, còn sản lợng năm tới 60 tỉ tấn. Các
Nếu cho rằng để chuyển đổi từ các bon sang khối lợng
chất của thực vật phù du có thể chấp nhận hệ số 21,1, v
loại trừ một lợng các bon no đó do sông mang ra biển v
từ giáng thủy khí quyển, có thể cho rằng sản lợng thực vật
phù du năm trong Đại dơng Thế giới l hơn 1200 tỉ tấn
Ngy nay nhân loại cha sử dụng nguồn dự trữ thực
vật phù du khổng lồ trong đại dơng. Có thể vấn đề ny sẽ
đợc, thí dụ, về giá trị thực phẩm của các loại tảo điatomê
một tế bo.
4.1.2. Động vật phù du
Động vật phù du khâu tiếp theo trong hệ thống dinh
dỡng của sinh vật biển. Động vật phù du chủ yếu ăn thực
vật phù du, vi khuẩn v chúng tập trung cao ở các tầng
mặt. Thí dụ, 98,4 % số lợng con chân mái chèo (copepodes)
quan sát đợc trong lớp quang hợp, tức ở các độ sâu nhỏ

hơn 100 m. Sinh khối động vật phù du đợc ớc lợng bằng
khoảng 20
biển ven bờ thuộc Đại Tây Dơng v Thái Bình Dơng cung

315 316
ong
đại dơng v quá trình sản xuất ra chúng đợc quy định
trớc hết bởi sản phẩm sơ cấp v những đặc điểm của quá
trình sản xuất ra bản thân các cơ thể động vật phù du, tức
ở mức độ quyết định, bởi các quá trình hải dơng học.
Động vật phù du mắt xích chủ yếu trong thức ăn của
cá, mực v thậm chí các loi có vú lớn nh cá voi. Con ngời
mới đây còn cha sử dụng động vật phù du lm thức ăn
trực tiếp, tuy nhiên những năm gần đây một số hợp phần
của động vật phù du v trớc hết l tép Nam Cực đã trở
nên có giá trị khai thác độc lập.
cấp sản lợng động vật phù du cao nhất, gồm chủ yếu các
con chân mái chèo loại lớn (hình 4.6). ở Nam Dơng có
những quần tụ khổng lồ động vật phù du dạng tép v
kalianus. ở các khu vực nhiệt đới, những nơi có sản lợng
cao l các vùng nớc trồi ven bờ v nớc trồi xích đạo, các
đới front v các front cục bộ xung quanh các bãi nông đại
dơng v các đảo. Nh vậy, phân bố động vật phù du tr
Hình 4.6. Phân bố sinh khối động vật phù du trong Đại d~ơng Thế giới
ở lớp 0
100 m (theo M. E. Vinograđov, E. L. Shukshina, 1985)
1) <25; 2) 25
50; 3) 50100; 4) 100200; 5) 200500; 6) >500 mg/m
2
4.1.3. Sinh vật đáy

Số đông áp đảo các sinh vật đáy đó l những động vật
o hang ở đáy hoặc ít di chuyển ở dớibám sát vo đáy, đ
đáy. Động vật đáy gồm nhiều đại diện nhuyễn thể
(gasteropoda, vỏ hai mảnh), giáp xác, cầu gai, giun, bọt
biển, ruột khoang, thân vỏ v các nhóm động vật khác. Dữ
liệu về số lợng các loi động vật đáy chứng tỏ sự rất đa
dạng của thế giới động vật đáy đại dơng v trớc hết l
vùng thềm của nó. Ngy nay, đã đợc biết tất cả gần 180
nghìn loi động vật (không kể cá) sống trên đáy hay trong
đáy. Trong số ny đại bộ phận trên 180 nghìn loi l

317 318
các loi động vật đáy biển tập trung ở những vùng nớc
gi
m cơ sở cho sinh vật đáy thức ăn. Khi nói
về sinh vật đáy v giá trị của nó đối với dinh dỡng của cá,
cần phải ch hợp thnh
sinh vật đáy, thì một bộ phận rất lớn, trớc hết l bọt biển,
balianus, nhuyễn thể lớn, sao biển không phải l sinh vật
đáy thức ăn. Chúng l khâu cuối cùng trong chuỗi thức ăn,
l những vật tiêu thụ các chất hữu cơ, trong lần sử dụng
khác chúng có thể lm tăng năng suất hữu ích của đại
dơng.
Tổng sinh khối động vật đáy đợc ớc lợng bằng 10 tỉ
tấn còn sản lợng 3,3 tỉ tấn. Sinh khối sinh vật đáy động
vật có khả năng tham gia, với t cách l thức ăn, vo quá
trình sản xuất các sinh vật quan trọng đối với con ngời
bằng không quá 34 tỉ tấn, sản lợng năm sinh vật đáy
thức ăn l 1,52,0 tỉ tấn.
Nhiều đại diện động vật đáy từ lâu đã đợc sử dụng

l sò
huyết ), da
ruột
ợc sử dụng
trong sản xuất đồ trang sức (ngọc trai v x cừ), trong nông
những c dân của đới thềm lục địa v chỉ khoảng 2000 loi
phân bố ở dới những độ sâu trên 2000 m, trong đó
200250 loi gặp thấy ở sâu trên 4000 m. Hơn 98 % tất cả
nông của đại d
ơng. V gần 60 % ton bộ sinh khối sinh vật
đáy thuộc về thềm lục địa, 30 % nữa thuộc phạm vi sờn
lục địa (độ sâu 2003000 m) v chỉ 10 % thuộc về 77 %
diện tích còn lại của Đại dơng Thế giới. Những vùng sinh
khối động vật đáy cao nhất l các vùng biển ven bờ, ven Bắc
Băng Dơng v ven Nam Cực v cng về phía xích đạo sinh
khối cng giảm nhanh. Nhiều vùng thềm biển ven cận Bắc
Băng Dơng với lớp nớc trên mặt có nhiệt độ âm đặc biệt
u động vật đáy thức ăn (biển Baren, thềm Tây
Kamchatka, phần phía đông của biển Bering ). Tại đới
tiếp giáp với đáy nớc lạnh ít di chuyển có rất nhiều chất
hữu cơ phân chết lắng xuống v chính nơi đó có những điều
kiện thuận lợi nhất để phát triển những động vật thu nhận
chất hữu cơ chết l
ỉ ra rằng trong số những động vật
m thức ăn cho ngời. Đó l những món nổi tiếng nh
, trai, nhiều loi giáp xác (cua, tôm he, tôm hùm
gai (trepagi) v thậm chí giun biển (polychet) v
khoang (sứa). Các đại diện động vật đáy còn đ
nghiệp (bột đá vôi từ vỏ nhuyễn thể), trong y học, kỹ thuật
v.v

4.1.4. Động vật biết bơi
Động vật biết bơi đợc con ngời sử dụng nhiều nhất.
Đó l các đại diện kích thớc lớn của động vật biển, có khả
năng di chuyển nhanh trong nớc tới những khoảng cách
xa. Động vật biết bơi chủ yếu gồm cá, động vật có vú, thân
mềm chân đầu (chủ yếu l mực) v các loi giáp xác bậc cao

319 320
thụ, sự phức tạp hoặc l những công cụ v phơng
phá
ô, tỉ tấn) (theo P. A. Moiseev)
(đông đảo nhất trong đó l tôm).
Trong Đại dơng Thế giới sinh khối động vật vợt trội
sinh khối thực vật hơn 18 lần, trong khi trên đất liền khối
lợng thực vật lớn hơn khối lợng động vật 2000 lần. Tuy
nhiên, trong nớc biển các giống thực vật sinh sản hng
trăm lần. Kết cục, sản lợng thực vật năm vợt trội sản
lợng động vật hng chục lần. Sản lợng động vật biết bơi
300 lần nhỏ hơn sản phẩm sơ cấp v khoảng 20 lần nhỏ hơn
sản lợng động vật phù du v động vật đáy. Tổng khối
lợng v sản lợng c dân Đại dơng Thế giới đợc giới
thiệu trong bảng 4.2.
Nh vậy, tổng quan các quá trình sản xuất diễn ra
trong Đại dơng Thế giới cho phép đánh giá rất định hớng
những khả năng của đại dơng đảm bảo hải sản cho nhân
loại. Về quy mô to lớn của các quá trình sinh học trong đại
dơng chúng ta có thể nhận định trên cơ sở một loạt phép
so sánh. Thí dụ, sản lợng thế giới về thịt động vật máu
nóng bằng khoảng 140 triệu tấn, còn sản lợng cá, cá voi v
động vật không xơng sống hng năm l 4 tỉ tấn, tức hầu

nh 30 lần vợt sản lợng nuôi động vật của tất cả các nớc
trên thế giới. Trong khi đó, nếu xem rằng tổng khối lợng
sản phẩm các đối tợng đánh bắt truyền thống (không kể
cá nổi tầng trung v tép) bằng 320380 triệu tấn, v
nếu kể
tới những điều nh: sản phẩm đó còn bị sử dụng bởi nhiều
vật tiêu
p đánh bắt hiện dùng không thể thu lợm hết khối
lợng sản phẩm đó do nhiều nguyên nhân, thì có thể xem
mức đánh bắt hiện tại l lớn, v muốn tăng tiếp nữa đòi hỏi
giải quyết một loạt những vấn đề phức tạp.
Bảng 4.2. Tổng khối l~ợng v sản l~ợng c~ dân Đại d~ơng Thế giới
(khối l~ợng chất th
Co dân đại doơng Sinh khối Sản loợng
Vật sản xuất
Thực vật phù du
10
12
> 1200
Thực vật đáy
1,5
1,8 > 0,7 0,9
Vi thực vật (vi khuẩn vw đơn bwo)
40 50
Vật tiêu thụ
Động vật phù du
5
6 60 70
Động vật đáy
10

12 5 6
Động vật biết bơi 6 4
Trong đó:
Tép 2,2 0,9
Mực 0,28
0,8
0,9
Cá nổi tầng sâu 1,0 1,2
Cá lớn 1,5 0,6
Tổng sinh khối
Tảo
20
25
> 1200
Vi thực vật
40 50
Động vật 25
70
80

321 322
ui nguyên sinh vật đại doơng trong
hiệ
thác rong biển
đã tăng 10 lần v khai thác động vật có vú v trớc hết l
cá v Sơ
đồ chung phân bố c c động vật khác
trong Đại dơng Thế giới v mức sử dụng những ti nguyên
ny theo FAO đợc dẫn trên hình 4.7.
ác những đối tợng đánh bắt truyền thống

chủ nhiều vùng đại dơng v
bờ Bắc bán cầu diễn ra với cờng đ cao, đôi khi thậm chí
quá mức. Vì vậy, quy mô đánh bắt hiện tại trong nhiều
tr đợc xem nh
thậ ỉ tiêu sản l
Sản lợng cá hữu ích của to
ớc l 210 kg/km
2
vùng quá l nh thuộc Bắc Băng D Nam Cực hon
ton bất lợi cho cợng đánh bắt, ra ngoi
tính toán, thì sản lợng cá hữu íc 240 kg ố liệu
ơng v các vùng đợc dẫn trong bảng 4.3.
Các ớc lợng của P. A. Moiseev căn cứ vo những cách
tiếp cận khác nhau để xác định lợng khai thác hải sản
tiềm năng có thể từ đại dơng, có tính tới tổng sản phẩm
đại dơng, nh sau: Sản lợng khả dĩ các đối tợng biển
truyền thống có thể l gần 120 triệu tấn, tức nhiều hơn sản
lợng hiện nay 40 triệu tấn. Nếu gộp các đại diện đông đảo
động vật biết bơi kích thớc nhỏ vo sản lợng ny, trớc
hết l cá nổi tầng sâu v tép Nam Cực, thì tổng sản lợng
khả dĩ có thể tăng lên 23 lần.
4.1.5. Sử dụng t
n tại
Trong đại dơng đếm đợc 16 nghìn loi cá, nhng
trong nghề cá ghi nhận gần 800 loi v chỉ có gần 150 loi
đợc đánh bắt với ít nhiều hiệu quả. Chiếm vị trí hng đầu
trong ngnh đánh bắt thế giới l cá trích, cá sacđin, cá
trỏng, cá nục, cá bạc má, cá tuyết, cá măng v.v Tất cả cá
v trớc hết l những đại diện đông đảo v có kích thớc
lớn chịu tác động đánh bắt nhiều nhất. Cho đến hiện nay,

những c dân đông đảo nhất của các đại dơng cá nổi
tầng trung v tép Nam Cực ít đợc chú ý, sản lợng đánh
bắt chỉ hơn 0,5 triệu tấn một chút.
Cá biển luôn lm thnh bộ phận áp đảo (8590 %) của
sản lợng đánh bắt thế giới. Từ năm 1950 đến 1986 sản
lợng đánh bắt cá đã tăng 4,5 lần v, nh đã nêu, ngy nay
l khoảng 80 triệu tấn. Sản lợng đánh bắt động vật không
xơng sống, đặc biệt l nhuyễn thể v giáp xác, cùng thời
kỳ đó tăng 4,5 lần (gần 10 triệu tấn). Khai
oi đã giảm nhiều lần (từ 2,1 xuống còn 0,1 triệu tấn).
ác loi cá chính v cá
Việc khai th
yếu ở trớc hết trong đới ven
ộ
ờng hợp có thể một chỉ tiêu gần tới hay
m chí bằng ch ợng cá hữu ích.
n Đại d ơng Thế giới (theo
ợng đến năm 1985) l . Nếu loại bỏ những
ạ ơng v
trú của các đối t
h bằng /km
2
. S
theo từng đại d

323 324
Hình 4.7. Phân bố các loi cá khai th
~ơng Thế giới v mức sử dụng các t
ác c h v n
trên Đại d i nguyên đó (the

g cá ở các khu
vực
g
hín hững động vật biển khác
o số liệu FAO

Nheshiba, 1991)
Khi xem xét những số liệu ny, nên lu ý rằng ranh
giới các đại dơng v diện tích của chúng đợc dẫn trong
bảng xuất phát từ thực tế phân vùng Đại dơng Thế giới do
FAO chấp nhận. Vì vậy, cả ranh giới giữa các đại dơng v
diện tích của chúng có phần no khác so với sự phân chia
kinh điển Đại dơng Thế giới theo vĩ độ địa lý. Thí dụ, diện
tích các biển Bắc Cực bị giảm nhiều do ngời ta gộp các
biển Baren, Na Uy, Bạch Hải v những vùng khá ấm
khác của Bắc Băng Dơng vo Đại Tây Dơng. Ranh giới
giữa Đại Tây Dơng v ấn Độ Dơng bị dịch sang phía
đông v.v
Nh đã thấy từ bảng 4.3, những nơi nổi trội về mức sản
lợng cá cao nhất l: phần tây bắc (1150 kg/km
2
) v phần
đông nam (590 kg/km
2
) của Thái Bình Dơng, phần đông
bắc (640 kg/km
2
) v phần tây bắc (500 kg/km
2
) của Đại Tây

Dơng. Những vùng ny liên quan tới các dòng chảy đại
dơng ấm, các đới front v nớc trồi. Sản lợn
ven bờ của những vùng ny tỏ ra còn ấn tợng hơn nữa,
đạt tuần tự 1580, 2850, 1110 v 675 kg/km
2
.
Một số vùng đại dơng có năng suất sinh học lớn nhất,
với hoạt động đánh bắt mạnh, sử dụng đúng đắn trữ lợng
của tất cả hoặc phần lớn các đối tợng truyền thống c trú
ở đây, đang đảm bảo các chỉ tiêu sản lợng cá cao v tơn

325 326
đối ổn định. Trên những khoảng không gian khổng lồ của
vùng khơi đại dơng, sản lợng cá rất thấp, vì vậy việc đẩy
mạnh những nỗ lực đánh bắt ở các vùng khơi đại d
không lm tăng gì nhiều sản lợng cá hữu ích trung b
Biểu diễn đồ họa năng suất hiện tại của Đại d
giới (hình 4.8) đây gần nh l phản ánh g
phân bố sản phẩm sơ cấp v động vật phù du. Các vùng
năng suất cao nhất gần với đờng bờ các lục địa, các vùng
thềm hẹp v sờn lục địa dốc của Nam bán cầu, các phần
phía đông của Đại Tây Dơng v Thái Bình D
vùng lân cận với những hải lu lạnh nguồn gốc cận Nam
Cực, v ở Bắc bán cầu: các vùng ven bờ Nhật Bản ỹ.
Các vùng nớc nông rộng lớn ở phía đông bắc Đại Tây
Dơng v ở phía bắc Thái Bình Dơng cũng có năng suất cá
cao. Các vùng trung tâm đại dơng có năng suất cá g đi
đột ngột, phụ họa theo mức sản phẩm sơ cấp thấp ở đ
Một số vùng v trớc hết l vùng thềm Fo
Patagoni v các khu vực lân cận nớc úc v Niu Dilan hiện

nay đang l vùng sản lợng thấp, trong tơng lai phát triển
nghề đánh bắt sẽ có những chỉ tiêu khai thác sản phẩm từ
một đơn vị diện tích cao hơn nhiều.
a Đại d ng
ơng sẽ
h.
ơng Thế
ơng, các
M
m
len
ìn
ơng của sơ đồ
v
iả
ó.
nk
Bảng 4.3. Năng suất hữu ích (năm 1985) củ
(theo P. A. Moiseev, 1
~ơ Thế giới (không kể tảo)
989)

327 328
TiÕp theo b¶ng 4.3
H×nh 4.8. N¨ng suÊt c¸ cña §¹i d~¬ng ThÕ giíi (n¨m 1985)
(theo P. A. Moiseev, 1989)
1) >3000 kg/km
2
; 2) >1000; 3) >500; 4) >200; 5) >100; 6) >10; 7) <10 kg/km
2

329 330
4.2. Ti nguyên khoáng vật của đại d~ơng
Vấn đề đảm bảo ti nguyên khoáng vật cho nhân loại l
một trong những vấn đề chính trong nền kinh tế thế giới.
Ngời ta đã nhận thấy sự thiếu hụt về một số loại ti
nguyên, với các loại khác có thể nó sẽ xuất hiện trong tơng
lai gần. Vì vậy, nhiều nớc ngy cng chú ý tới những ti
nguyên nằm dới đáy biển v đại dơng, hơn nữa nguồn
đảm bảo ti nguyên phân bố rất không đều trên Trái Đất
v nhiều nớc phụ thuộc vo việc nhập khẩu nguyên liệu.
Thời gian gần đây, vấn đề đảm bảo các nguồn nhiên liệu
năng lợng v trớc hết l dầu v khí đang gây nên mối
quan ngại lớn đối với những nớc đó.
4.2.1. Tui nguyên dầu vu khí biển
Từ lâu ngời ta đã biết về những mỏ dầu ở biển. Từ nửa
đầu thế kỷ 19, ở vùng Bacu, ngời ta đã xây dựng các giếng
ngăn nớc trên biển cách bờ 2030 m v lấy dầu từ các tầng
vỉa không sâu. Năm 1870, gần thnh phố Izumosaki trên
bờ nớc Nhật, một hòn đảo đã bị san phẳng để xây dựng các
tháp dầu. Năm 1891, ở vùng ven bờ California đã bắt đầu
khoan những lỗ khoan nghiêng chếch ra phía biển một
khoảng cách 200 m cách bờ. Tuy nhiên, trớc những năm
60 của thế kỷ 20 công việc khai thác dầu từ đáy biển phát
triển chậm. Độ sâu cực đại của các lỗ khoan tìm kiếm v
khoan khai thác thờng không quá 1015 m. Những năm
60, ngời ta bắt đầu lắp đặt các gin khoan trên biển có đế
cố định trên đáy ở khoảng cách lớn kể từ bờ. Năm 1960 có
70 gin khoan nổi hoạt động, còn năm 1985 trên 700,
trong số đó có khoảng 63 % hệ thống khoan tự nâng v 4

% gin khoan bán cố định trên đáy.
Sự phát triển tiếp sau đó của kỹ thuật v công nghệ đã
cho phép tổ chức sản xuất tự hnh hon ton, tá kh ờ
v lấn ra ngoi phạm vi thềm lục địa. Ngy na
khai thác đợc tiến hnh trên độ sâu tới 1000 m v , n
khoan thăm dò thực hiện tới độ sâu 3000 m. Tới g h g
năm 80, tỉ phần dầu biển trong tổng sản l
đã bằng gần 30 %, còn tỉ phần khí gần 20 %. Có lẽ tới đầu
thế kỷ 21 thì một nửa dầu v khí sẽ đợc lấ
của Đại dơng Thế giới.
2
ỏi b
cò
ữn
ch
h
iữa
y lên từ lòng đất
y, công tác
ơn
n
ợng khai thác

331 332
Hình 4.9. Các vùng khai thác
(th
Phân bố địa lý về khai thác dầu đang mở rộng v biến
đổi nhanh chóng (hình 4.9). Nếu nh vo năm 1970, 34 %
sản lợng khai thác thuộc về phần của Venesuêla, 30 %
Mỹ v 26 % các quốc gia ven vịnh Pêcsich, thì tới đầu

những năm 80, các quốc gia ven vịnh Pêcsich đã vợt lên vị
trí thứ nhất. Anh v Na Uy đã trở thnh các nớc khai thác
dầu chính ở Tây Âu. Mêhicô, Inđ
dầu khí, kho
eo S. B. Sle
ônêxia, các nớc Đông
Na
Tây Phi đã trở thnh khu vực khai
thác dầu lớn v triển vọng. Công nghiệp dầu khí của các
nớc Mỹ La tinh đang phát triển. Sự bùng nổ dầu khí đợc
thấy ở các mỏ gần bờ Inđônêxia, Trung Quốc v bán đảo
Đông Dơng. Những vùng thềm lục địa của úc, Canađa,
Aliaska, biển Baren v các biển khác thuộc Bắc Băng
Dơng của Nga rất giầu hyđrô các bon.
Nh vậy, sự đảm bảo nguyên liệu hyđrô các bon cho
an thăm dò tìm kiếm trên thềm lục địa
vich, 1988)
m á, Trung Quốc đã bắt đầu tích cực khai thác dầu.
Các mỏ dầu giu có nhất tập trung ở vịnh Pêcsich v
nơi đây cũng l nơi tốc độ khoan giếng dầu rất cao. Điều
ny đảm bảo sản lợng khai thác năm lớn với số lợng
giếng nhỏ v giá thnh dầu thấp. Vùng nớc vịnh Mêhicô l
vùng khai thác dầu v khí biển sớm nhất. Lãnh địa dầu lớn
nằm ở biển Bắc Hải, nơi đây những năm 70 v 80 đã đạt tốc
độ tăng trởng khai thác dầu khí cha từng thấy.
Thềm lục địa gần bờ

333 334
nhân loại trong tơng lai gắn liền trớc hết với công cuộc
khai thác nguồn dự trữ đó trong Đại dơng Thế giới.

Trên ton bộ vùng nớc của Đại dơng Thế giới đã phát
hiện hơn 700 bể trầm tích có triển vọng dầu v khí. Các vỉa
dầu đợc phát hiện tại những độ sâu lớn, đã có những
chứng minh xác định về sự hiện diện dầu ở vùng thềm lục
địa Nam Cực.
4.2.2. Các khoáng sản dạng rắn ở đáy đại doơ
Khoáng sản dạng rắn lấy từ biển hiện đang giữ vai trò
nhỏ hơn nhiều trong nền kinh tế thế giới so với dầ khí.
Tuy nhiên, ở đây cũng thấy xu thế phát triển khai thác, đó
l do các nguồn tơng tự trên đất liền đang cạn kiệt v
chúng phân bố không đồng đều trên Trái Đất. G lớn
nhất sau dầu v khí l các mỏ quặng khoáng vật chứa kim
loại, kim cơng, vật liệu xây dựng v hổ phách. Xét về một
số dạng nguyên liệu, thì các mỏ quặng biển có g trị áp
đảo. Thí dụ, chúng cung cấp cho thị trờng thế g 100 %
zicôn v rutin v gần 80 % inmenit. Hai khoáng vật cuối
cùng l nguồn chính để thu nhận titan. Gần 40 % kasiterit
(nguồn để thu nhận thiếc) cũng đợc khai thác từ các mỏ
quặng ven bờ. Nớc úc giữ địa vị dẫn đầu trong khai thác
các khoáng vật chứa kim loại dạng quặng; dọc vùng bờ phía
đôn
ế kỷ
nay
vng 15
g/m
u vực ven biển. V
ng
u
iá
iá

iới
v
trị
g nớc ny các vỉa quặng trải di nghìn rởi kilômet.
Ngoi ra còn nớc Mỹ. Các mỏ giu những khoáng vật ny
đ
ợc tìm thấy ở bờ Niu Dilan, ấn Độ, bờ châu Phi, ở
Mađagaska. Lợng lớn tụ quặng kasterit đợc khai thác ở
vùng bờ Đông Dơng, Inđônêxia. Khai thác thiếc từ mỏ
quặng biển vợt trên 10 % sản lợng kim loại ny trên thế
giới.
Cát kim cơng đang đợc khai thác từ hơn nửa th
trên vùng bờ tây nam châu Phi. Sản lợng kim cơng
trung bình ở đây cao hơn một số lần so với các mỏ lục địa ở
Nam Mỹ.
Cát chứa vng của các vùng bờ biển, đặc biệt của vùng
Bờ Vng gần thnh phố Nom ở Aliaska, đã đợc biết tới từ
thời cơn sốt vng. Những năm 60, đã phát hiện những mỏ
cát chứa vng mới tại vùng ny với hm lợng
3
. Ngời ta biết về cát chứa vng dọc vùng bờ California,
Panama, Chilê, Thổ Nhĩ Kỳ, Ai Cập, Tây Nam Phi. ở
Aliaska, tại vịnh Gutđius, từ độ sâu 30 m khai thác đợc
cát bạch kim với hm lợng bạch kim tới 10 g/m
3
. ở Hoa
Kỳ, đến 90 % bạch kim đợc khai thác từ đáy biển.
Vật liệu xây dựng cuội, cát, sét, vỏ sò đá vôi, đợc
khai thác rất nhiều từ đáy trên các kh

335 336
hác từ
lòng
ợng lu huỳnh khai thác.
ừ noớc
biển
Hiện nay, hơn 40 % nhu cầu thế giới về ma nhê nhận
đợ
năm khai thác từ nớc biển hơn 10 nghìn tấn,
Anh
phần đa
lợng có ích cho công nghiệp v nông nghiệp.
thậm chí, thứ nguyên liệu phổ biến trên Trái Đất nh than
đá v quặng sắt, ở nhiều nớc ngời ta cũng khai t
đất đáy biển (than ở Nhật, Anh v các nớc khác,
quặng sắt ở Canađa v các nớc khác).
Từ các mỏ dới nớc, hng năm khai thác hơn 2 triệu
tấn lu huỳnh. Thí dụ, ở Mỹ ngời ta thu nhận từ đáy biển
gần 15% tổng l
4.2.3. Thu nhận các nguyên tố đa vu vi loợng t
Trong nớc biển thực tế chứa gần nh tất cả các
nguyên tố trong bảng tuần hon của Menđêleev. Vì vậy,
nớc biển thờng đợc gọi l quặng chảy, v từ nó từ cổ
xa ngời ta đã thu lấy những nguyên tố có ích. Còn bây
giờ, ngời ta thờng gọi nó l quặng của tơng lai, ngụ ý
ng
y cng có triển vọng lấy ra đợc nhiều khoáng vật.
Nghề cổ nhất khai thác ti nguyên khoáng vật từ nớc
biển l nghề lm muối ăn. Từ năm 3000 trớc CN, ở Trung
Hoa ngời ta đã lấy muối từ nớc biển. Bây giờ, từ nớc

biển ngời ta thu đợc khoảng một phần ba nhu cầu thế
giới về muối ăn. Khai thác muối ăn thờng thực hiện bằng
phơng pháp cổ điển, sử dụng năng lợng Mặt Trời trong
các bể lắng. Để có 1 triệu tấn muối, phải lm bay hơi
khoảng 120 triệu tấn nớc biển.
Nồng độ ma nhê trong nớc biển 300 lần nhỏ hơn so với
trong quặng trên đất liền, tuy nhiên, sản xuất ma nhê từ
nớc biển rẻ hơn. Lần đầu tiên ma nhê đợc sản xuất từ
nớc biển ở Anh. Sau đó, những nh máy lớn sản xuất ma
nhê từ nớc biển đợc xây dựng ở Mỹ, Pháp v nhiều nớc
khác.
c từ nớc biển.
Ngời ta đã tìm đợc cách lấy ka li, một sản phẩm quý
đối với nông nghiệp, từ nớc biển. Ngy nay, bên cạnh Nhật
Bản mỗi
, ý v nhiều nớc khác cũng thu nhận ka li nh vậy.
Nớc biển l nguyên liệu hứa hẹn để sản xuất brôm,
bởi vì brôm thực tế không lấy từ các khoáng vật lục địa. Có
thể thu nhận brôm hoặc từ nớc biển, hoặc từ trầm tích
n
ớc muối của các biển bị khô kiệt. Lần đầu tiên brôm từ
nớc biển đợc sản xuất năm 1926 ở California. Hiện nay,
phần lớn brôm tiêu thụ trên thế giới đợc lấy từ nớc biển.
Nh vậy, đến nay đã khám phá v thực hiện sản xuất
quy mô công nghiệp từ nớc biển phần lớn các hợp
Ngời ta cũng ngy cng chú ý việc triết tách từ nớc
biển một loạt các nguyên tố vi lợng, bởi vì hiện nay nhiều

337 338
500 triệu tấn, uran 5 tỉ

tấn
, song cũng đang
đợc khắc phục. Việc Nhật Bản đa vo khai thác nh máy
đầu
tấm gơng sáng trong việc giải quyết những khó khăn
đó.
i trừ
nhữ
nguyên tố quý đang lấy từ các loại quặng nghèo, khó lm
giu v trữ lợng đang cạn kiệt nhanh chóng. Ưu việt của
nớc biển nh một nguồn khoáng chất l nó thực tế không
cạn kiệt. Thí dụ, trữ lợng vng trong nớc Đại dơng Thế
giới ớc tính bằng 6 tỉ tấn, bạc
(trữ lợng uran trên lục địa chỉ l 800 nghìn tấn).
Thu nhận công nghiệp các nguyên tố vi lợng từ nớc
biển gặp phải một loạt khó khăn kỹ thuật
tiên trên thế giới thu uran từ nớc biển vo năm 1986
l
Công suất nh máy 10 kg kim loại một năm. Phơng
pháp hấp thụ l cơ sở hoạt động của nh máy.
Tuy nhiên, khai thác những nguyên tố vi lợng khác,
trong đó có vng v bạc, từ nớc biển hiện còn cha có lợi.
Song ngời ta liên tục tìm kiếm các phơng pháp mới để
khai thác những nguyên tố vi l
ợng quý. Không loạ
ng phơng pháp đó sẽ đợc xây dựng trong thời gian
sắp tới. Có triển vọng nhận các nguyên tố vi lợng từ nớc
muối đậm đặc. ở biển Hồng Hải, tại vùng phát triển thủy
nhiệt dới nớc, nơi nớc muối nóng đi lên biển từ các đứt
gẫy thớ chẻ ở đáy biển, nồng độ phần lớn các nguyên tố lớn

hơn hng nghìn lần so với nớc biển bình thờng. Nồng độ
các nguyên tố vi lợng cao còn gặp thấy ở các thung lũng
thớ chẻ của các dãy núi ngầm giữa đại dơng.
Hình 4.10. Phân bố
1 khôn
các kết h ~ơng (th
ờng gặp n
oơn
ạch sắt
măng g
g có hoặc ít gặp; 2 ít gặp nồ
4 trục của các dãy núi n
an ở đáy các đại d
ng độ cao; 3 tho
gầm giữa đại d
eo L. P. Bezrukov, 1979)
ồng độ cao;
g

339 340
4.2.4. Quặng kết hạch sắt

măng gan
Những khoảng không gian rộng lớn ở đáy các đại dơng
đợc phủ bởi các thnh tạo quặng độc đáo: những cục, kết
hạch sắt măng gan có hm lợng cao hơn trầm tích đáy
không chỉ về Mn v Fe, m cả Ni, Cu, Co, Zn, Mo v nhiều
nguyên tố khác (hình 4.10). Kết hạch sắt măng gan phân
áng đợc
bố nhiều nhất ở đáy Thái Bình Dơng, ở ấn Độ Dơng v

Đại Tây Dơng ít hơn. ở Bắc Băng Dơng, ngoi phạm vi
thềm lục địa, không tìm thấy các kết hạch ny.
Các kết hạch còn gặp thấy ở một số biển nớc nông,
nhng các kết hạch nớc nông khác với nớc sâu ở hm
lợng rất nhỏ các kim loại mu v chúng không đ
quan tâm từ góc độ kinh tế.
Các mỏ quý v triển vọng nhất phân bố ở đáy Thái
Bình Dơng, nơi đây phát hiện hai vùng lớn: vùng phía bắc
v vùng phía nam. Mật độ tập trung kết hạch tại đáy dao
động từ 1 đến 5070 kg/m
2
, trung bình 710 kg/m
2
. Trữ
lợng kết hạch sắt măng gan chỉ riêng ở các vùng quặng
đã nêu của Thái Bình Dơng đã đạt tới
11
104,3 tấn, trong
đó măng gan:
10
101,7 tấn, ni ken:
9
1023
tấn, cô ban:
9
100,1
tấn, đồng:
9
105,1 tấn.
Hình 4.11. Phân bố phosphorit ở đáy các đại d~ơng (theo G. N. Baturin, L. P. Bezrukov, 1971)

1 phosphorit ở rìa doới noớc của lục địa; 2 phosphorit ở trên các núi ngầm

341 342
a kim loại với trữ
lợng đợc đánh giá l 23 nghìn tỉ tấn, lợng cô ban 5
măng gan
từ đ
y của cả ba đại dơng chính v
tập
Tây
California, khu Pêru Chilê v khu Niu Dilan.
Trữ lợng tiềm năng ton thế giới về nguyên liệu
ợc đánh giá bằng hng trăm tỉ tấn. Nhu cầu
đối với phosphorit không ngừng tăng, nhng chủ yếu đợc
thỏa mãn nhờ các mỏ lục địa. Mặc dù ớc
không có mỏ trên lục địa (Nhật, úc, Pêru, Chilê v.v ) rất
tích cực lấy nguyên liệu phosphorit từ đáy biển. Mỹ cũng
khai thác phosphorit ở vùng California từ độ sâ 8 330 m.
Nh vậy, các kho nguyên liệu của đại dơng hiện mới
bắt đầu đợc sử dụng tích cực, trừ dầu, khí, ăn, ma
nhê v một số khoáng vật. Tuy nhiên, triển vọng sử dụng
nguồn của cải khoáng vật đại d
dụng chúng sẽ tùy thuộc nhiều v
liệu khoáng trên đất liền v sự phát triển những công nghệ
mới cho phép nhận đợc những sản phẩm tơng tự từ biển
sâu bằng giá nh sản phẩm nhận đợc từ nguyên liệu lục
địa. Các quá trình đó sẽ vận động về một hớ chúng
ta chắc chắn sẽ l những ngời chứng kiến sự tham gia của
các nguồn dự trữ khoáng vật nguyên liệu đạ g ngy
cng nhiều vo nền kinh tế thế giới.

4.3. Sử dụng năng l~ợng đại d~ơng v
những tính chất
vật lý của n~ớc biển trong ngnh năng l~ g
Ngy nay, loi ngời tiêu thụ gần g
lợng. Chỉ một phần năng lợng không lớn nhận đợc từ
Xét về tổng cộng, trong các kết hạch đ
nghìn lần lớn hơn so với trên lục địa, măng gan: 4 nghìn
lần, ni ken: 1,5 nghìn lần, nhôm: 200 lần, đồng: 150 lần, mô
lip đen: 60 lần, chì: 50 lần v sắt: 4 lần.
Công việc xử lý thử nghiệm với kết hạch sắt măng
gan đã khởi xớng từ những năm 70. Mỹ v Nhật nghiên
cứu tích cực nhất với các vấn đề xử lý công nghiệp v thu
kim loại từ kết hạch. Tuy nhiên, các nớc công nghiệp phát
triển khác đang dự định khai thác kết hạch sắt
áy đại dơng ngay trong tơng lai gần.
4.2.5. Kết hạch phosphorit
Phosphorit tìm thấy ở đá
trung hoặc ở các thềm lục địa v phần trên của sờn lục
địa, hoặc ở trên các núi ngầm (hình 4.11).
ở vùng rìa lục địa dới nớc của các đại dơng,
phosphorit biểu hiện chủ yếu dới dạng các thnh tạo kết
hạch v tập trung chính vo 5 khu vực chứa phosphorit:
khu Đông Đại Tây Dơng, khu Tây đại Dơng, khu
phosphorit đ
vậy, nhiều n
u
mu
ơng rất lớn. Mức độ sử
o tốc độ cạn kiệt nguyên
ng

i d
ợn
1
0
ối
v
ơn
20
0)0,48,3( J năn

343 344
nhữ
nhận đợc khi đốt
dầu
khoa học v các
chu ng hớng về phía sử dụng
năn
a ra ý tởng
v

sau
en nhiệt lm
việc hiệu quả nhất khi chênh nhiệt độ 2325
o
C. Song cũng
độ
18
vùn ềm nớc nô
ng nguồn năng lợng phục hồi các nh máy thủy
điện, các thiết bị sử dụng năng lợng gió, bức xạ Mặt Trời,

đốt nhiên liệu sinh học v.v Chúng ta nhận đợc phần năng
lợng chủ yếu bằng cách đốt than, dầu v khí tự nhiên.
Trên thế giới, khoảng 45 % năng lợng
, 32 % than v 21 % thuộc về khí. Ti nguyên tiềm
năng của ba ngôi vị lớn ny không ngừng giảm, đặc biệt l
dầu v khí. Theo ớc lợng của các chuyên gia, thậm chí với
những phơng pháp sử dụng tối u nhất trong tơng lai,
dầu v khí chỉ đủ cho loi ngời không quá 50 năm nữa.
Điều ny buộc ngời ta phải tìm những nguồn năng lợng
phục hồi thay thế. V sự chú ý của các nh
yên gia năng lợng ngy c
g lợng đại dơng.
4.3.1. Sử dụng các tính chất vật lý của noớc biển
Năm 1871, kỹ s ngời Pháp J. Klaud đ
sau đó 10 năm nh vật lý ngời Pháp Đacsonval đã luận
chứng khả năng lợi dụng građien nhiệt độ nớc tồn tại
trong đại dơng giữa các lớp mặt v sát đáy để nhận năng
l
ợng điện.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị građien nhiệt nh
: nớc mặt ấm của đại dơng đợc sử dụng để lm bay
hơi một chất lỏng có nhiệt độ hóa hơi không cao (propan,
amiac, probutan v.v ). Hơi nhận đợc bằng cách nh vậy
lm quay tuốc bin, rồi sau đó hơi lại đợc lm lạnh bằng
nớc lớp sâu lạnh của đại dơng để thnh chất lỏng v lại
đợc đa vo bộ phận hóa hơi (hình 4.12). Mặc dù về mặt
thiết kế, nh máy phát điện građien nhiệt (TGES) rất đơn
giản, song thực hiện kỹ thuật đợc nó l công việc khá phức
tạp v công trình xây dựng rất đắt giá. Mặc dù vậy, TGES
đầu tiên đã đợc xây dựng từ năm 1927 ở vịnh Matansas

gần bờ Cuba. TGES thứ hai đã đợc những ngời Pháp xây
dựng vo những năm 50 trên bờ châu Phi, gần Abigian. Đó
l một nh máy không lớn v nó vận hnh một thời gian
ngắn ngủi. Nhng trên cơ sở thí nghiệm ny, ngời ta đã
thiết kế ra những sơ đồ TGES công suất lớn. Đầu những
năm 80, các hệ thống thí nghiệm đã đợc xây dựng bởi các
công ty Nhật: hệ thống thứ nhất trên đảo Nauru, thứ hai
trên đảo Amani ở biển Nhật Bản.
Tính toán đã cho thấy, các hệ thống građi
có thể xây dựng các trạm lm việc với chênh nhiệt
23
o
C. Dĩ nhiên, TGES nên phân bố trên các đảo hay
g ven bờ nhiệt đới, nơi không có th ng (hình
4.13).

345 346
Hình 4.12. Một trong những thiết kế khả dĩ của hệ thống biến đổi
nhiệt năng đại d~ơng thnh điện năng (theo S. Neshibe, 1991)
Ngy nay, những đề án nh máy điện nh thế đang có
lớn. Thậm chí hiệu quả sử dụng nó sẽ nhỏ hơn 1 % thì tiềm
ở Pháp, Nhật, Mỹ, Braxin, Inđônêxia. Tuy nhiên, hiện đang
tồn tại những nguồn năng lợng thông thờng, rẻ hơn (56
lần), nên việc xây dựng các nh máy điện nh thế bị hoãn
tới tơng lai. Song tiềm năng của nguồn năng lợng ny rất
năng nhiệt năng đại dơng vẫn vợt trội tiềm năng của tất
cả nhiên liệu khoáng. Ngoi ra, trong nhiều trờng hợp, có
thể không cần sản xuất điện năng trực tiếp. Các nh khoa
học đã đề xuất v đã thử nghiệm một loạt sơ đồ sử dụng
građien nhiệt độ trong đại dơng trực tiếp trong các hệ

thống điều hòa, để bảo quản thực phẩm lâu di nh bột,
hạt ngũ cốc, ở nhiệt độ hóa băng điển hình của đáy đại
dơng v.v
Hình 4.13. Phân bố các vùng n~ớc có hiệu nhiệt độ ở mặt biển
v ở độ sâu 100 m đáp ứng đ~ợc yêu cầu vận hnh của TGES
(dữ liệu của Trung tâm Quốc gia về Dữ liệu Hải d~ơng học Mỹ)
4.3.2. Năng loợng sóng đại doơng
Động năng của sóng biển l nguồn năng lợng phục

347 348
hồi. Công suất sóng đợc ớc lợng l
một phần t năng lợng đang tiêu thụ hiện nay. Những ý
đồ sử dụng năng lợng sóng đại dơng đầu tiên thuộc về
những năm 2030 thế kỉ 20. Năm 1921, ở Angiêri đã thử
nghiệm một thiết kế dựa trên sử dụng sự di chuyển theo
phơng thẳng đúng của nớc. Năm 1929, trên bờ Địa Trung
Hải đã xây dựng một hệ thống hoạt động bằng năng lợng
sóng. Về sau cũng còn có những thử nghiệm tơng tự về sử
dụng năng lợng sóng. Nh máy điện sóng biển công
nghiệp đầu tiên với công suất 850 kW bắt đầu hoạt động ở
Na Uy từ cuối năm 1985.
Năng lợng sóng phân bố không đều trong Đại dơng
Thế giới. Chỉ có thể sử dụng hiệu quả ở một số tơng đối ít
vùng đại dơng. Có lẽ, theo n ững đánh giá lạc quan nhất,
ợng
sóng, v nếu tính tới hệ số hoạt động hiệu quả của các hệ
ớc
trong thời gian triều lên v triều xuống đợc xây dựng hon
thiện hơn nhiều về phơng diện kỹ thuật. Tiềm năng năng
lợng thủy triều của Đại dơng Thế giới ớc tính từ 1 đến

ợng tiêu thụ hiện
nay. Tuy nhiên, thủy triều lớn quan sát thấy không phải ở
nhiều nơi trên bờ đại dơng. Theo đánh giá của các chuyên
gia, chỉ tồn tại từ 25 đến 30 nơi có thể xây dựng đợc nh
máy điện thủy triều. Đó l những vùng bờ có độ lớn thủy
triều trên 5 m. Nếu tính đến điều ny v nếu giả thiết rằng
ở mỗi nơi trong số những nơi ny sẽ lấy đợc từ 20 đến 30 %
năng l
ợng triều (đây l những ớc lợng lạc quan), thì
công suất năng lợng của các nh máy điện thủy triều sẽ
bằng thụ
năng nhất,
trong thế kỉ 21 các nh máy điện thủy triều sẽ cung cấp cho
máy điện
nh
12
107,2 W, bằng gần
h
có thể sử dụng không quá một phần ba tổng năng l
thống năng lợng sóng, thì tỉ phần đóng góp hiện thực của
nó vo đảm bảo năng lợng cho nhân loại chắc không lớn
hơn 24 % mức tiêu thụ năng lợng hiện đại. Mặc dù vậy, ở
nhiều nớc đang có những dự án sử dụng năng lợng sóng,
trong đó có Nhật, Mỹ, Thụy Điển, úc. ở Liên Xô trớc đây
đã có dự án xây dựng nh máy điện sóng biển tại vùng
Đerben trên biển Kaspi. Nhng hiện nay, các dự án nh
máy điện sóng biển hiện đang còn rất đắt (khoảng 10 lần
đắt hơn so với các nh máy nhiệt điện hay điện nguyên tử),
v vì vậy triển vọng sử dụng năng lợng sóng đại dơng sắp
tới cha hứa hẹn lắm.

4.3.3. Năng loợng thủy triều đại doơng
Các dự án sử dụng điện năng nhờ hiệu các mực n
12
106 W, tức bằng 10 đến 50 % năng l
từ một đến một số phần trăm so với mức tiêu
lợng hiện nay. Theo những đánh giá lạc quan
nhân loại tới 10 % năng lợng tiêu thụ. Các nh
thế nên đợc xây dựng ở những vùng no không có