日本内阁会议近日决定，颁布政令扩大大陆架面积，足足增加了12万平方公里！
来源：观察者网
这是个什么概念呢？大约相当于30个东京，或者1000万个足球场的面积。这样的扩展将为日本带来更多的资源和机会，简直是“海底捞”般的大丰收！
而美国国务院发布的新版大陆架扩展图也显示，阿美莉卡领土面积扩大了约100万平方公里（386,100 平方英里），阿美莉卡领土面积变大了。懂行的朋友可能会说，难道又双叒叕买地？
图1. 美国扩展大陆架区域
来源：美国国务院
这么想是可以理解的，毕竟在美国的领土扩张史上，购买土地功不可没。1803年，美国以1500万美元从法国手中买下了路易斯安那领地，使国家面积几乎翻了一倍。随后，1819年从西班牙手中获得佛罗里达、1845年并入德克萨斯、1848年通过美墨战争后的条约获得加利福尼亚和新墨西哥，再到1867年以720万美元从俄罗斯手中买下阿拉斯加，美国通过一系列“买买买”，不断扩展其版图。
图2. 美国历史上的重大土地购买
但是，这次有些不一样。这次的扩张不需要签署任何购地协议，也不需要支付巨额资金，而是地质学和测绘专家促成的，个中缘由，小编慢慢讲给你听。
扩大的领土 扩的哪里？
所谓“扩大的领土”，其实就是扩展大陆架，约100万平方公里（386,100 平方英里），主要位于北极和白令海，相当于加利福尼亚州面积的两倍，位于大西洋、太平洋和墨西哥湾的边界。通过先进的海底测绘技术，美国能够详细绘制海底地形图，证明这些海域是其大陆架的自然延伸，从而合法地宣称对这些海域的主权。这不仅增加了美国的领土面积，还为未来的资源开发和环境保护提供了重要依据。
那什么是大陆架？为什么可以算到领土面积里？大陆架是大陆沿岸土地在海面下向海洋的自然延伸部分，通常被海水覆盖。它是指环绕大陆的浅海地带，海水深度一般不超过200米。大陆架在地质学和国际法上都具有重要意义。地质学上，它是大陆的自然延续部分，地势平缓，主要由沉积物覆盖；在国际法上，大陆架是沿海国家的专属经济区（EEZ）的一部分，沿海国家对其拥有勘探和开发自然资源的主权权利。
图3. 公约定义的不同海域及其与海底地貌的关系
图4. 中国东海海底地形图
来源：中华人民共和国东海部分海域二百海里以外大陆架外部界限划界案
大陆架蕴含着丰富的海洋资源，包括矿产和海洋生物资源。全球约三分之一的石油储量分布在大陆架上，使其成为能源开采的关键区域。比如北海大陆架的石油和天然气资源就极大地促进了英国和挪威的经济发展。大陆架的浅海区是渔业资源的宝库，如阿拉斯加大陆架是美国重要的渔场，支持了大量的商业捕捞活动。
图5. 北海附近海域示意图
来源：Anton Balazh / Shutterstock
图6. 海上石油钻井平台
来源：财联社
大陆架在科学研究、环境监测和生态保护方面具有重要意义，通过对大陆架沉积物的研究，科学家能够了解地球的地质历史和气候变化。珊瑚礁、海草床等生态系统在大陆架上广泛分布，这些区域的保护对于维护生物多样性和生态系统服务至关重要。总体而言，大陆架不仅是资源富集区，还在经济发展、国家安全和生态保护中扮演着关键角色。
那么为啥要大费周章
绘制海底地图？
绘制这些地图的动力来自《联合国海洋法公约》。1982年签署的这项公约的一项规定赋予沿海国家权利，只要它能证明领土是其大陆架的“自然延伸”，就有权宣称其专属经济区（延伸至海岸 200 海里）以外的海床属于其所有。定义这一延伸大陆架需要测量海洋沉积物的厚度，这些沉积物通常在大陆坡（大陆架下降至深渊的地方）上更厚，并确定坡的“脚”。为此，各国纷纷启动海底测绘工作，以便向联合国提交东海岸的主权主张。
值得注意的是，绘制洋底地图是一项耗时而耗资巨大的工作。尽管卫星可能已经完成了这项任务，但其绘图分辨率较低，无法呈现小于1.5公里的细节。
海洋中有很多活动依赖于精确的海底地图。例如，油气开采、渔业捕捞、航运以及海上风电场的建设都需要这些地图来确保安全和效率。高分辨率地图能够帮助船只导航、铺设海底管缆，并提高海底施工的安全性。通过这些数据，我们可以追踪海洋动物，找到有效保护它们栖息地和管理渔业资源的方法。此外，海洋是气候调节的重要机制，能够调节大气温度并储存大量二氧化碳。准确了解海底地形可以帮助我们更好地理解海洋在气候系统中的作用，从而促进气候健康。
目前，我们对海洋的了解还非常有限，气候模型依赖于不完整的数据。通过详细的海底地图，科学家可以更准确地研究海洋如何调节气候、人类活动对海洋的影响以及如何更好地保护海洋。
图7. 全球海底地形图
来源：海洋十年
绘制海底地图可以
用到哪些技术呢？
海底测绘技术是我们探索和了解海洋的重要手段。随着科技的进步，海底测绘技术也在不断发展，以下是一些主要的技术和它们的应用。
多波束测深技术
多波束测深技术是一种能够全面覆盖海底区域的测绘方法。通过发射多个声束并接收从海底反射回来的信号，这种技术可以生成详细的海底地形图。例如，当科学家们需要绘制一片海底区域的详细地图时，多波束测深技术可以提供精确的数据，帮助他们了解海底的地形变化。这对于海底管道和电缆的铺设、资源勘探等工作非常重要。
侧扫声呐技术
侧扫声呐技术通过发射宽波束声波，对海底进行线状扫描，生成条带式图像。这种技术可以展示海底的详细地貌和底质特征，常用于寻找沉船和检测海底障碍物。比如，考古学家们利用侧扫声呐技术可以发现并研究海底的沉船遗址，提供宝贵的历史信息。
卫星遥感技术
卫星遥感技术利用卫星获取海洋表面的光学和雷达数据，可以进行大范围的海洋监测和水深反演。这种技术的优势在于覆盖范围广、数据获取快速。比如，通过卫星遥感技术，科学家们可以监测海岸线的变化，了解近海区域的水深分布，这对于防灾减灾和海洋资源管理非常有帮助。
激光雷达测深技术
激光雷达测深技术（LiDAR）利用激光束穿透水层，测量水深和海底地形。该技术特别适用于浅海区域的高精度测量。比如，在沿海地区，利用LiDAR技术可以详细测量浅滩地形，支持海岸防护工程的设计和施工，保护海岸生态环境。
高分辨率声呐成像技术
高分辨率声呐成像技术，包括合成孔径声呐（SAS），能够提供清晰的海底影像，帮助识别海底目标和地形特征。这项技术在油气勘探、海底管线检测和海洋地质调查中发挥着重要作用。例如，在油气勘探中，利用SAS技术可以准确检测海底的地质构造，指导钻探工作。
图8. 浅地层解构层析及浅表层三维解构图
图9. 侧扫声纳条带图像弹性配准及拼接技术示意图
中国的海底测绘
近年来，中国在海底测绘领域取得了显著的进展，涵盖技术创新、项目实施和国际合作等多个方面：
在海底测绘技术方面，我国实现了多项突破，特别是海洋卫星大地测量和海底大地测量观测技术。2023年，中国成功发射了低-低跟踪海洋测高卫星，主要用于海洋重力异常测量和海底地形反演。此外，激光多波束测高卫星的研制也在进行中，这些技术的应用极大地提升了海洋测绘的精度和效率。
在海底大地测量基础设施建设方面，我国也取得了显著进展。例如，“十三五”期间，在南海的3000米深海区域建立了我国首个海底基准与导航定位试验网，实现了从无到有的突破。2021年，中国还研发了海底短基线多换能器基准站，并在南海开展了深海试验验证工作，这些设施大大提高了海底定位精度和导航能力。这些进展为国家的海洋资源开发、环境保护和科学研究提供了重要支持。
我国实施的多项重大海底测绘项目，覆盖南海和东海等重要海域，其中南海完成测绘海域已接近南海总面积的1/3。这些项目不仅为海洋资源开发提供了详细的数据支持，还为国家海洋主权的维护提供了科学依据。
图10. 中国东海大陆架示意图
来源：中华人民共和国关于确定二百海里以外
大陆架外部界限的初步信息
结语
需要注意的是，尽管取得了显著进展，中国的海底测绘仍面临一些挑战。与国际先进水平相比，中国在海底大地测量领域的技术积累尚处于起步阶段，海底基准站的长期工作能力有限，低成本、无人化观测维护装备尚未完全发展。因此，必须重视海底测绘技术的发展，进一步提升海洋测绘的精度和效率，为全球海洋治理和可持续发展贡献力量。
END
