目前，全世界已经建成和正在建造的地下或海底天文台，有日本东京大学宇宙射线研究所，建在岐阜县神冈矿山离地表约1 000米的地下天文台；美国威斯康星州大学南极阿蒙森·斯克特考察站，建立在位于南极2 000米深处冰层下面的“阿玛姆达”天文台等。经初步使用，科学家们确认，海底天文观测装置观测和接受天体某种信息的本领，是地面天文台所望尘莫及的。比如同样是观测太阳，海底天文台观测到的是太阳核心部分瞬间发生变化的情况，这是任何一架地面望远镜所无法办到的。这说明这些地下和海底的天文观测装置，已经取得了令人鼓舞的观测效果。
海洋资源包括哪些
海洋生物、海洋能源、海洋矿产及海洋化学资源等总称为海洋资源。按照自然属性，分为海洋生物资源、海水化学资源、海底矿产资源、海洋空间资源、海洋再生能源等。其中，海洋生物资源以鱼虾为主，在环境保护和提供人类食物方面具有极其重要的作用。海洋能源资源包括海底石油、天然气、潮汐能、波浪能以及海流发电、海水温差发电等，远景发展包括海水中铀和重水的能源开发。海洋矿产资源包括海底的锰结核及海岸带重砂矿中的钛、锆等。海洋化学资源包括从海水中提取淡水和各种化学元素(溴、镁、钾等)及盐等。海洋中有些资源的数量较之陆地多几十倍甚至几千倍，但海洋开发技术较之陆地复杂，技术要求高，投资也较大。中国的海洋资源中，可利用的滩涂22万平方千米，浅滩124万平方千米，宜建中等泊位的港址160多处；海洋生物资源20 278种；近岸石油资源255亿吨，天然气资源14万亿立方米；海洋能源总装机容量2 480万千瓦；已探明的矿产资源65种，还有150多个海滨旅游景点资源。
海洋水产资源开发包括哪些方面
海洋水产资源亦称海洋生物资源。海洋每年可向人类提供鱼虾、贝类等高蛋白水产品30亿吨，而目前人类获取的尚不到1亿吨。同时，海洋中还生长着大量的海生植物，大部分含有丰富的蛋白质，如褐绿藻的蛋白质含量高达60％以上，可加工成饲料。另外，海洋生物还有很高的药用价值，是重要的药物资源。目前已查明，230种海藻中含有各种维生素，246种海洋生物含有抗癌物质。海洋水产资源的开发主要包括海洋捕捞和海洋养殖业两个方面。
如何实现捕捞技术现代化
海洋捕捞是人类最早从事海洋开发的传统产业。直到近代，人类开发利用的范围和数量都是极其有限的，以干鲜海产品计算，海洋只能为人类提供1％～2％的食物。海洋捕捞有近海捕捞和远洋捕捞两种。20世纪60年代以前，海产捕捞量呈直线上升之势，但70年代后虽捕鱼船队和吨位数比往年成倍增加，产量却徘徊在6 000万吨左右。这是由于捕捞活动多在近海，90％以上集中在大陆架，造成捕捞过度。同时，由于工业发展，大量工业废水排放到近海，造成浮游生物减少，缺少食料，使鱼类繁殖大受影响。要改变这种状况，一是大搞远洋捕捞，努力寻求新的生物资源。据联合国粮农组织初步估计，南极附近水域磷虾蕴藏量10亿～50亿吨，在不破坏生态平衡的前提下，每年可捕捞5 000万～7 000万吨，相当于目前世界的捕鱼总量。二是必须实现捕捞技术的现代化。主要有：
鱼群探测仪器化，使用电子探鱼器、红外探鱼器、激光探鱼器等现代化探鱼仪器，并利用卫星、飞机、电子计算机辅助侦探鱼群，较之仅凭传统经验捕鱼，经济效益大为提高。
光诱捕鱼和声诱捕鱼。海洋中很多鱼类对光、声等反应敏感，根据这一特点，人们发明了光诱捕鱼和声诱捕鱼技术。光诱捕鱼是根据鱼的趋光性用光将分散的鱼群集中起来，借助渔具捕之；声诱捕鱼则是在水中播放鱼发出的声音或鱼所喜欢的声音、害怕的声音等，以达到使其集中加以捕捞的目的。
捕捞器具的现代化。这主要表现在网具上，包括拖网、围网和挂网等。拖网已实现机械化，而一些先进国家还实现了自动化；围网起放已实现了机械化。捕捞网具的现代化既节能，功能又齐全，拖、围、流、钓等多种作业兼用。渔船上有定位仪、探鱼仪，并广泛使用电子计算机和自动控制设备，可在船上冷冻加工捕捞的鱼。美国还首先将遥感技术应用于渔业，先后发射了两颗渔业资源卫星，以侦察鱼群，为船队服务，收到了较好的经济效益。正是采用了上述先进捕捞技术，使目前的捕捞年产量比19世纪末增加了15倍以上。
如何发展海洋养殖业
海洋养殖业是现代海洋开发的新领域，它利用浅海水域和滩涂发展海水养殖和栽培业，变狩猎式渔业为农牧化渔业，由此称之为“蓝色革命”。海洋养殖业包括海洋农业和海洋牧业。海洋农业是指在海洋上培育、养殖海洋动植物。比如，在浅海、滩涂人工进行鱼、虾、贝、藻的培植，使其在人工投饵(施肥)及管理的条件下长成成体，以供食用。海洋农业的类型多种多样，可以归结为四种：滩涂、礁盘式，多用于养殖贝、藻类；立体养殖即垂下式养殖，上层养海带，中层养扇贝、贻贝或牡蛎，底层则养海参；网箱养殖，高度集约化的养殖方式之一，是最近20年来发展起来的；池塘式养殖，即在潮间带地区修建池塘或在天然港汊入海口筑坝修闸，放入海水，以养殖各种鱼虾。美国建有4万公顷的“海洋农场”，以养殖巨藻。
海洋牧业则是在海洋中开辟“人工牧场”，把人工培育的优良鱼苗放到大海中放养，使其在海洋自然条件下长大，并通过一定的技术措施令其洄游，再有计划地捕捞。其优点在于能够充分利用海洋的自然生产能力，减少人工饵料，提高了经济效益。如中国利用“海洋牧场”放养对虾，全国8个沿海省份建造几十个港湾和渔场，一跃成为世界产虾大国。目前已有的海洋牧场包括沿岸牧场、围网牧场和“气泡帷帐”等类型。为了提高回捕率，人们正在研究海洋电子牧场，建造既能阻止鱼类穿行、又不致击死鱼类的“电栅栏”，以达到圈住鱼群和人工放养的目的。同时，人们还试验如何利用化学、声学隔离的办法来圈围海洋牧场。
怎样开发海洋矿产资源
海底矿产资源非常丰富，其开发的深度和广度是随着科学技术的发展而发展的。高技术是人类开发海洋资源的重要手段，高技术的广泛应用将使海底矿产业更加兴旺发达。海底矿产资源中最有代表性的是石油和天然气、锰结核和热液矿，另外，还有煤矿、重砂矿和沙砾等。
海洋石油和天然气的开采。海底有5 000万平方千米(约占海洋面积的14％)潜在的含油沉积盆地，其中石油储量为1 400亿~2 000亿吨，约占世界石油总储量的1／3；天然气140万亿立方米，占全球总储量的50％。近年来，海洋油气开发迅速发展，其产值已占海洋开发总产值的1／2以上。目前，从事海上油气勘探的国家有100多个，开采水深为500米，正向1 000米进军，海洋石油年产量已达8亿多吨，占世界石油总产量的28％以上；海上天然气总产量已达3 500亿立方米，占世界天然气总产量的208％以上。同时，海上油气开采的设备和技术越来越先进，出现了各种先进的地球物理勘探技术，开发出许多新的移动式石油钻机和采油(气)平台，以及可重返海底的坑道口装置和现场海上石油暂存与装运设施等。机器人、光导纤维等新技术也已广泛应用其中，从而加快了海洋油气开采的进度，新的海上油田不断发现，石油产量大幅度上升。21世纪初，世界油气需求量的一半将来自海洋。
锰结核的开采。锰结核是深海海底蕴藏量最为丰富的矿藏之一，也被认为是21世纪最有希望大量开采的矿产之一。锰结核外形颇似土豆，大小不一，内含锰、铜、镍、钴等多种金属，因形态多为结核状且以锰为主，由此得名。它分布极广，大约25％的深海海底都覆盖有锰结核，总储量为1万亿～7万亿吨。它是一种不断生长的活矿床，虽生长速度极其缓慢，但因为分布广，所以增长量相当可观，仅太平洋海底每年即可增长600万～1 000万吨。按目前世界年消耗金属量计算，仅把太平洋中的锰结核开采出来，锰可供全世界使用18万年，镍可使用25万年，钴可使用34万年，铜可使用900多年。
鉴于锰结核所含金属品位高，开采价值大，各国竞相开发。目前，美国已拥有日产5 000吨锰结核的开采设备和日加工处理50吨锰结核矿的工厂，日本已能用气吸法把锰结核连续不断地从海底吸上来，开采量最高可达每小时40吨。
海底热液矿床的开采。20世纪60年代中期，美国考察船对红海进行深海钻探时发现，在快速扩张的海底裂隙间有高温、高盐的热液，热液中富含铜、锌、铝、银、金等金属元素，人称“海底金银库”。海底热液矿床的发现虽然才20多年，但科学家们普遍认为，它有十分可观的储量，所含金属的潜在价值很大，是21世纪最有希望的开发对象之一。目前，已发现了37个巨大的热液矿床，以红海海底和太平洋加拉帕格斯群岛东部海底的矿床储量最多，仅红海海底的一条海沟内，在10米厚的表层软泥中就含锌290万吨、铜100万吨、银4 500吨、金45吨，价值高达67亿美元。美国、法国、德国、俄罗斯及日本等国都在进行热液矿床的勘探、开采的研究工作，为大规模的开采做准备。德国在采矿船下拖曳2 000米长的钢管，其末端有抽吸装置，采用真空抽吸法把金属软泥吸到采矿船上，经加工处理，可获得含锌32％、铜5％、银074％的浓缩金银混合物。
海底矿砂的开采。由于河流、波浪、海流对海滨矿床的作用，重矿物在海滨地带积聚成海底矿砂，海底矿砂包括钻石、锆石、独居石、重晶石以及金、银、金红石等，约20种。当今世界上96％的锆石、90％的金刚石、75％的锡石来自海底矿砂，泰国是最大的产锡国，美国阿拉斯加海滨的铂砂矿石占美国铂总产量的90％以上；中国也是海滨砂矿的主要开采国之一。
如何开发海洋能源
海洋中蕴藏着巨大的能量，通过一定的方式方法、设备装置把各种海洋能转换为电能或其他可利用形式的能，是人类利用自然能源的重要方面。
海水温差发电。由于太阳辐射，不同深度的海水温度不同，表层温度高，深层温度低，据此可进行海水温差发电。其原理是：先让表层的高温海水(热源)在低压或真空锅炉内沸腾，产生蒸汽，通过汽轮机带动发电机发电；尔后，通过涡轮机后的蒸汽由深层低温海水(冷源)冷却，从而形成温差循环发电。上下层海水的温差越大，发电效果越好。这种发电方式，其热效率虽只及普通发电厂的1／10，但海洋面宽，太阳照射的机会多，海水温差发电不受时间限制，发电量大，电量稳定。据估算，使热带海洋海水温度下降1℃产生的电量，比目前全世界所有发电站发电的总和还大几十倍。联合国已将温差发电确立为海洋能源开发的重点项目。美国于1979年在夏威夷建造起世界上第一座试验性海水温差发电厂，发电能力为50千瓦。中国东海、黄海，尤其是南海，在温差发电方面具有很大的潜力。
潮汐发电。潮汐发电是利用海水涨潮落潮所形成的潮差发电。其发电原理和过程是，先在海湾和河口处建筑堤坝和闸门，形成水库，在涨潮和落潮过程中，利用潮水进入和退出水库时产生的动力推动水轮机，再用水轮机带动发电机发电。世界潮汐动力资源的蕴藏量为30亿千瓦，可开发的约为6 400万千瓦，尚未利用的潮汐能比世界上现有水力发电总量还大100倍。潮汐发电开发较早，许多国家已建成一些潮汐能发电站，最大的是法国于1966年在英吉利海峡圣马洛湾朗斯河口建成的，装机容量为1 000万千瓦，年发电量为250亿度。中国第一座潮汐试验电站于1957年在山东乳山县白沙口建成；第一座双向潮汐电站于1980年在浙江江厦建成；分布于福建、浙江两省的10座潮汐电站正在运行中。
波浪发电。波浪发电是利用海洋波浪的冲击能量进行发电。波浪能的大小与波浪状况直接相关，波浪能与波浪高度的平方及波浪周期的乘积成正比。若浪高3米，周期为7秒，那么，每米宽的海面上可提供的功率为63千瓦。波浪的冲击力每平方米一般可达20～30吨，有时高达60吨以上。每平方千米运动着的海浪的能量，约有20万千瓦，世界上可供开发利用的波浪能约有30亿千瓦。
从技术上讲，波浪发电比潮汐发电要困难得多，其原理是把上下运动的波能转变为高速旋转运动的机械能，进而带动发电机发电。目前主要采取两种方法：一是在海面浮标中安装涡轮发电机，利用波浪上下起伏的垂直运动，推动装有活塞的浮标通过活塞与浮标的相对运动产生压缩空气，驱动涡轮发电机发电；二是在海岸上设置固定的空气涡轮机，借助海浪冲击力，通过导管鼓动空气来驱动空气涡轮机发电。日本自1964年起就采用波浪发电解决海上航标灯和灯塔的电源问题，该国研制的装机容量达2 000千瓦的“海明号”波浪发电船，是目前世界上最大的波能发电装置。中国也已研制成功了波能发电装置，在海上做了数百次试验，收到了较好成效。
海流发电。海流蕴藏着巨大的能量。例如，中国台湾省东部的“黑潮”(海流)，其流量相当于1 000条长江的流量，约等于全世界河流总量的20倍；位于日本海面的“黑潮”，流量达5 000万吨/秒，若以日本每年用水1 000亿吨计算，也只有该黑潮的2 000秒的流量。为此，中国和日本已开始执行为期6年的“黑潮”合作调查计划，中国“实践号”远洋科学考察船参与其内。海流能量如此巨大，用以发电威力无比。美、日等国正在进行这方面的研究，在海面上建立发电站，让海流推动发电机发电。
盐度差发电。它是利用河流入海处的淡水与咸水间的含盐浓度差别所形成的化学能进行发电。由于咸水与淡水的渗透压力不同，若在咸水与淡水的交汇处建立一个装有渗透膜的水压塔，淡水便会通过渗透膜而被压到咸水一侧，从而使水压塔内咸水一侧的水位上升，造成咸水与淡水之间的水位差，这样便可以发电。由于渗透膜的技术问题目前尚未取得实质性进展，所以，盐度差发电目前仍处于研究、试验阶段。
为什么能利用潮汐发电
