21世纪人类社会面临着“人口剧增、资源匮乏、环境恶化”三大问题的严峻挑战，随着陆地资源的日益减少，开发海洋、向海洋索取资源变得日益迫切和重要。
一、海洋——矿产资源的另一个宝藏
人类赖以生存的地球，其陆地面积仅约占总面积的三分之一。虽然大陆上的矿产资源丰富，但经过人类的长期开采，资源的储存量已一天天减少。在当今全球粮食、资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，开发利用海洋中丰富的资源，已是历史发展的必然趋势。目前，人类开发利用的海洋资源，主要有海洋化学资源、海洋生物资源、海底矿产资源和海洋能源四类。
海洋资源指海洋所固有的，可供人类开发利用的所有自然资源。海底矿产资源包括海滨、浅海、深海、大洋盆地和洋中脊底部的各类矿产资源。按矿床成因和赋存状况分为：
1砂矿
主要来源于陆上的岩矿碎屑，经河流、海水（包括海流与潮汐）、冰川和风的搬运与分选，最后在海滨或陆架区的最宜地段沉积富集而成。如砂金、砂铂、金刚石、砂锡与砂铁矿，及钛铁石与锆石、金红石与独居石等共生复合型砂矿。
2海底自生矿产
由化学、生物和热液作用等在海洋内生成的自然矿物，可直接形成或经过富集后形成。如磷灰石、海绿石、重晶石、海底锰结核及海底多金属热液矿（以锌、铜为主）。
3海底固结岩中的矿产
大多属于陆上矿床向海下的延伸，如海底油气资源、硫矿及煤等。在海洋矿产资源中，以海底油气资源、海底锰结核及海滨复合型砂矿经济意义最大。
海洋是一个名副其实的“聚宝盆”，有取之不尽、用之不竭的巨大财富。海洋中蕴藏的矿产资源种类繁多，资源量极大。
1石油、天然气
世界海洋石油资源量占全球石油资源总量的34%，据地质学家调查，全球海洋石油蕴藏量约1000多亿吨，其中已探明的储量约为380亿吨。主要分布于浅海陆架区，如波斯湾、委内瑞拉湾与马拉开波湖及帕里亚湾、北海、墨西哥湾及西非沿岸浅海区。目前全球已有100多个国家在进行海上石油勘探，其中对深海进行勘探的有50多个国家。
世界海洋油气储量很丰富，而且海洋油气产量将会稳步上升，成为世界油气产量增长的源泉。由于深海的极大魅力，未来几年，在深海的投资将会不断增大，深海油气所占的比重也会越来越大。而且，亚太地区还可能成为世界海洋油气工业的引擎。在深海油气产区，巴西、西非和美国墨西哥湾仍将占据主要的地位，因此可以说世界海洋石油工业的前景是一片光明的。
根据我国勘探成果预测，在渤海、黄海、东海及南海北部大陆架海域，石油资源量就达到275.3亿吨，天然气资源量达到10.6万亿立方米。我国石油资源的平均探明率为38.9%，海洋仅为12.3%，远远低于世界平均73%的探明率；我国天然气平均探明率为23%，海洋为10.9%，而世界平均探明率在60.5%左右。我国海洋油气资源在勘探上整体处于早中期阶段。近年来近海大陆架上的渤海、北部湾、珠江口、莺琼、南黄海、东海等六大沉积盆地，都发现了丰富的油气资源。
2滨海砂矿
滨海砂矿是指在滨海水动力的分选作用下富集而成的有用砂矿。该类砂矿床规模大、品位高、埋藏浅，沉积疏松、易采易选。滨海砂矿主要包括建筑砂砾、工业用砂和矿物砂矿。工业砂据其质地而用于不同的方面，如铸造用砂和玻璃用砂等。矿物砂矿有金刚石、金、铂、锡石、铬铁矿、铁砂矿、锆石、钛铁矿、金红石、独居石等。
滨海砂矿用途很广，例如从金红石和钛铁矿中提取的钛，具有比重小、强度大、耐腐蚀、抗高温等特点，在导弹、火箭和航空工业上广泛应用。锆石具有耐高温、耐腐蚀和热中子难穿透的特点，在铸造工业、核反应、核潜艇等方面用途很广。独居石中所含的稀有元素，像铌可用于飞机、火箭外壳，钽可用在反应堆和微型电渡上。据统计，世界上96%的锆石、90%的金刚石和金红石、80%的独居石和30%的钛铁矿都来自滨海砂矿，故许多国家都十分重视滨海砂矿的开发。
中国的滨海砂矿储量十分丰富，近30年已发现滨海砂矿20多种，其中具有工业价值并探明储量的有13种。各类砂矿床191个，总探明量达16亿多吨，矿种多达60多种，几乎世界上所有海滨砂矿的矿物在中国沿海都能找到。具有工业开采价值的钛铁矿、锆石、金红石、独居石、磷钇矿、金红石、磁铁矿和砂锡等。
3海底煤矿
海底煤矿作为一种潜在的矿产资源已越来越被世界各国重视，特别是对于那些陆上煤矿资源缺乏而工业技术又很先进的国家来说更是不可多得的资源。目前，英国、土耳其、加拿大、智利、澳大利亚、新西兰、日本等国均有不同规模的开发，并获得了巨大的经济效益。
中国海底煤田亦有分布，除现已探明的山东省龙口海底煤田外，黄海、东海和南海北部以及台湾省浅海陆架区大约300平方千米的新生代地层中也蕴藏着丰富的煤炭资源。我国的陆架煤矿主要分布在浅海区，向东可延伸到冲绳海槽中部和北部。
4天然气水合物
天然气水合物是在一定的温压条件下，由天然气与水分子结合形成的外观似冰的白色或浅灰色固态结晶物质，外貌极似冰雪，点火即可燃烧，故又称之为“可燃冰”、“气冰”、“固体瓦斯”。因其成分的80%~99.9%为甲烷，又被称为“甲烷天然气水合物”。作为一种新型的烃类资源，天然气水合物具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件好、清洁环保等特点，被喻为未来石油的替代资源。“可燃冰”可视为被高度压缩的天然气资源，每立方米能分解释放出160~180立方米的天然气。据估计，地球海底天然可燃冰的蕴藏量约为500万亿立方米，相当于全球传统化石能源（煤、石油、天然气、油页岩等）储量的两倍以上，是目前世界年能源消费量的200倍。全球的天然气水合物储量可供人类使用1000年。
按天然气水合物的保存条件，它通常分布在海洋大陆架外的陆坡、深海和深湖以及永久冰土带。从南海的水深、沉积物和地貌环境来看，它是中国天然气水合物储量最丰富的地区。初步勘测结果表明，仅南海北部的天然气水合物储量就已达到我国陆上石油总储量的一半左右；在西沙海槽也已初步圈出天然气水合物分布面积为5242平方千米，其资源量估算达4.1万亿立方米。按成矿条件推测，整个南海的天然气水合物的资源量相当于我国常规油气资源量的一半。
5多金属结核和富钴锰结壳
深海一般是指大陆架或大陆边缘以外的海域。深海占海洋面积的92.4%和地球面积的65.4%，尽管它蕴藏着极为丰富的海底资源，但由于开发难度大，目前基本上还没有得到开发。深海矿产资源主要有多金属结核矿、富钴结壳矿、深海磷钙土和热液硫化物矿等。
多金属结核矿是一种富含铁、锰、铜、钴、镍和钼等金属的大洋海底自生沉积物，呈结核状，主要分布在水深3000~6000米的平坦洋底，是棕黑色的，像马铃薯、姜块一样的坚硬物质。个体大小不等。这种结核含有多达70余种金属和稀有元素，如铜、钴、镍、锰、铁等。
深海勘测表明，多金属结核主要分布在太平洋、大西洋、印度洋，其中太平洋分布最广，储量最大，并呈带状分布。世界深海多金属结核资源极为丰富，远景储量约3万亿吨，仅太平洋的蕴藏量就达1.5万亿吨。
富钴结壳矿是生长在海底岩石或岩屑表面的一种结壳状自生沉积物，主要由铁锰氧化物组成，富含锰、铜、铅、锌、镍、钴、铂及稀土元素，平均含钴达0.8％～1.0％，是大洋锰结核中钴含量的4倍。金属壳厚1~6厘米，平均3厘米，最厚可达15厘米。结壳主要分布在水深300~3000米的海山、海台及海岭的顶部或上部斜坡上。
自20世纪以来，富钴结壳已引起世界各国的关注，德、美、日、俄等国纷纷投入巨资开展富钴结壳资源的勘查研究。据估计，在太平洋地区专属经济区内，富钴结壳的潜在资源总量不少于10亿吨，钴资源量就有600~800万吨，镍400多万吨。在太平洋地区国际海域内，经俄罗斯对麦哲伦海山区开展调查，亦发现了富钴结壳矿床，资源量亦已达数亿吨，还有近2亿吨优质磷块岩矿床的共生。
磷钙土是磷钙土是海洋中磷的重要资源，由磷灰石组成的海底自生沉积物，按产地可分为大陆边缘磷钙土和大洋磷钙土。它们呈层状、板状、贝壳状、团块状、结核状和碎砾状产出。大陆边缘磷钙土主要分布在水深十几米到数百米的大陆架外侧或大陆坡上的浅海区，主要产地有非洲西南沿岸、秘鲁和智利西岸；大洋磷钙土主要产于太平洋海山区，往往和富钴结壳伴生。
磷钙土生长年代为晚白垩世到全新世，太平洋海区磷钙土含有15%～20%的五氧化二磷，是磷的重要来源之一。另外，磷钙土常伴有高含量的铀和稀土金属铈、镧等。
海底多金属硫化物矿床是指海底热液作用下形成的富含铜、锰、锌等金属的火山沉积矿床，故又称热液硫化物矿床。按产状可分为两类：一类是呈土状产出的松散含金属沉积物，如红海的含金属沉积物（金属软泥）；另一类是固结的坚硬块状硫化物，与洋脊“黑烟筒”热液喷溢沉积作用有关，如东太平洋洋脊的块状硫化物。
二、奇妙的海洋能源
浩瀚的大海，不仅蕴藏着丰富的矿产资源，更有真正意义上取之不尽，用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源，也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态，就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”，永远不会枯竭，也不会造成任何污染。
1潮汐能
潮汐能是指海水潮涨和潮落形成的水的势能，其利用原理和水力发电相似。潮汐能是以势能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能与动能。它包括潮汐和潮流两种运动方式所包含的能量，潮水在涨落中蕴藏着巨大能量，这种能量是永恒的、无污染的能量。
潮汐能是人类利用最早的海洋动力资源。一千多年前的唐朝，我国沿海居民就利用潮力碾谷子，在山东地区就发现早期的潮汐磨。11世纪的欧洲西海岸的潮汐磨房使早期工业国家走上发财致富的道路，并把它带到美洲新大陆。1600年法国人在加拿大东海岸建起美洲第一个潮汐磨。在英国萨福尔克至今还保留着一个12世纪的潮汐磨，还在碾谷子供游客参观。
20世纪初，欧、美一些国家开始研究潮汐发电。第一座具有商业实用价值的潮汐电站是1967年建成的法国郎斯电站。该电站位于法国圣马洛湾郎斯河口。郎斯河口最大潮差13.4米，平均潮差8米。一道750米长的大坝横跨郎斯河。坝上是通行车辆的公路桥，坝下设置船闸、泄水闸和发电机房。郎斯潮汐电站机房中安装有24台双向涡轮发电机，涨潮、落潮都能发电。总装机容量24万千瓦，年发电量5亿多度。
1968年，前苏联在其北方摩尔曼斯克附近的基斯拉雅湾建成了一座800千瓦的试验潮汐电站。1980年，加拿大在芬地湾兴建了一座2万千瓦的中间试验潮汐电站。试验电站、中试电站，那是为了兴建更大的实用电站做论证和准备用的。世界上适于建设潮汐电站的20几处地方，都在研究、设计建设潮汐电站。其中包括：美国阿拉斯加州的库克湾、加拿大芬地湾、英国塞文河口、阿根廷圣约瑟湾、澳大利亚达尔文范迪门湾、印度坎贝河口、俄罗斯远东鄂霍茨克海品仁湾、韩国仁川湾等地。随着技术进步，潮汐发电成本的不断降低，未来将不断会有大型现代潮汐电站建成使用。一些专家断言，未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。
2波浪能
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。
波浪能是巨大的，一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高，一个波高5米，波长100米的海浪，在一米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量，由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。据计算，全球海洋的波浪能达700亿千瓦，可供开发利用的为20~30亿千瓦。
波浪能量如此巨大，存在的如此广泛，自古吸引着沿海的能工巧匠们，想尽各种办法，企图驾驭海浪为人所用。水力可以满足全世界3倍的能源。
波浪能利用的关键是波浪能转换装置。1985年，英国在苏格兰的艾莱岛建造了一座75千瓦的振荡水柱波力电站，1991年建成且并入当地电网。1995年8月，英国建造了第一座商业性波浪能发电站，输出功率为2兆瓦，可满足2000户家庭的用电要求。日本已有数座波浪能发电站投入运行，其中兆瓦级的“海明号”波浪能发电船，是世界上最著名的波浪能发电装置。
