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  深海究竟有多深?海洋里到底有多少宝藏?大洋科考背后有多少故事?在“世界海洋日”之际,“科技之谜”带你走进浩瀚的海洋,探索神秘莫测的海洋世界,认识海洋里的宝藏,了解各种有趣而又鲜为人知大洋科考故事,告诉人们海洋也在遭受着种种危机,从而增强人们保护海洋、珍爱地球的意识。

  ——误 解——

  海底是平的

  “海洋占地球表面的71%,平均水深3800米,2000米以下的水域就算是深海。”中科院院士、著名海洋地质学家汪品先说,数千年来,人类一直误以为深海是个没有运动、没有生命、黑暗无光的宁静世界,甚至以为“海底是平的”,直到最近50年才开始慢慢了解这块比月球更加神秘的区域。上世纪60年代,科学家取起深海电缆时,发现上面附着了大量生物,才澄清了这一“误会”。1977年,美国科学家的深潜器在深海发现了300—400摄氏度的高温热液,这些热液带出大量金属硫化物,一个深海“生物圈”才被人类发现。

  直到几十年前,人类甚至还不知道深海究竟有多深。1925—1927年,德国科学家发明了回声测深仪,才第一次用声学的方法测量到了海的深度。事实上,海底的地形比地球表面的起伏要大得多。全球最深的海沟有11034米,而陆地上最高的珠穆朗玛峰是8848米,也就是说,将珠穆朗玛峰“砍”下来塞到最深的海底都填不满。并且,深海也并不如人类之前想象的那般平静。

  汪品先说,科学家们在水深4000米的海底,发现了深海风暴、洋底浊流,并且海底扩张、板块运动时刻都在发生。每个大洋洋底都有一座拱起脊梁般的高峰,被称为“大洋中脊”,这里是海底板块运动的起点,以1年大约2厘米、比人类指甲生长还慢的速度向两边扩张。

  ——疑 问——

  海洋深处有什么?

  “海洋里究竟有多少宝藏?”

  “深海中蕴藏着人们难以想象的丰富能源。”汪品先说,海底有大量油气等能源,还有大量多金属结核,钴结壳,硫化物等矿产。以石油为例,预计未来全球油气总储量的40%将来自水深超过400米的深海区。而事实上,近10年来,全世界新发现的油气田已有60%在海洋。石油之外,海底还有一种神秘能源,被称为“可燃冰”。它们是来自海底冰块,里面锁着可燃气体“甲烷”,用火柴点着这些冰块,跑出来的甲烷就是一种非常难得的清洁能源。经初步推算,由海底“可燃冰”组成的“冰石油”比地球上现有的石油资源加起来还多,但目前还存在一定的开发难度。

  研究发现海底表面还蕴藏着可供开发的各种软泥,例如抱球虫软泥是一种制造水泥的好原料。海洋中有20多万种生物,有不少可以直接食用,有些还具有很高的药用价值。同时,海水本身就是一种宝贵的资源,它可以代替淡水作为冷却水,经过淡化能为人类提供取之不尽、用之不竭的淡水。此外,波涛汹涌的海水永不停息地运动着,它潜藏着巨大的能量。这种能源可以再生,称之为海洋再生能源。

  科学家发现海洋不仅有丰富的资源,而且有些资源的储量还比陆地上大得多,是一个名副其实的“聚宝盆”。

  摸准海洋的脾气有多难?

  “水是地球最大的特点,但也是阻挠人类认识地球的最大障碍。” 汪品先说,地球表面有13亿多立方公里的水(其中97%在海里),铺平了能覆盖整个地球2000多米厚。只有透过几千米的水深才能看到海洋的“真面目”。那么,科学家又是如何摸清海洋的脾气?

  汪品先介绍,目前深海探测主要依赖三大科技手段,一是深潜,分为载人和无人两种,例如我国的“蛟龙号”载人深潜器,前几天已经开始挑战7000米深的海沟;二是观测,在海底建立观测网;三是钻探,目前已启动国际大洋钻探计划。“我国已开始筹建自己的大洋钻探船,争取10年以后成为国际上相关领域的主力。”汪品先说,在深海观测方面,我们也设想将实验室‘搬’到海底,进行长期观测、采样和试验等,届时深海对于人类将不再如此神秘,人类对于海洋资源的开发与利用也将更为彻底。

  “深海科研需要仪器设备耐高压耐低温,尤其对传感器精度要求非常高。深度越深,技术含量就越高,相应研发成本也就越高。”中国海洋大学教授田纪伟说。田纪伟曾先后12次担任我国海洋调查的首席科学家。他坦言,近年来,我国深海技术有了大幅提高,但由于起步晚,我国在这一领域与世界先进水平相比还有差距。

  海洋危机有多少?

  气候变化、石油泄漏、过度捕捞、外来入侵物种以及海洋污染带来的挑战正在破坏海洋健康。那么,海洋的灾害到底有多大?

  科学研究发现海洋温度升高和海平面上升及气候变化造成的海洋酸化,正在威胁着海洋生命。特别是来自陆地的污染等,正在使珊瑚等一些脆弱的海洋生态系统和重要的渔场遭到破坏。但破坏海洋环境的“罪魁祸首”还是石油污染,包括油船遇难、油罐破裂、海上油井井喷以及炼油厂排放油污等。据统计,近40年来,全世界每年因人为因素而流入海洋的石油及石油产品至少有1000万吨,造成了极为严重的甚至灾难性的后果。目前,保护和改善海洋生态环境,防止石油污染,已成为世界各国普遍关注的问题。科学家们根据海洋石油污染的特点,发明了许多清除和回收海上溢油的新技术和新方法。

  中国是世界上遭受海洋灾害影响最严重的国家之一,平均每年因各种海洋灾害造成的直接经济损失都超过100亿元人民币。为减轻海洋灾害带来的损失,中国逐步建立了自己的海洋预报系统。中国国家海洋局海洋预报减灾司王峰司长介绍说:“为有效减轻海洋灾害的损失,目前中国已经逐步建立了由岸站、浮标、船舶、卫星、飞机、雷达等手段组成的立体化海洋观测网以及统计和数值预报相结合的海洋预报系统。应该说可以覆盖整个中国海洋管辖海域。”

  ——科 考——

  我国大洋科考步入机器人时代

  6月2日,我国大型科考船“海洋六号”徐徐驶离广州海洋地质专用码头,远赴太平洋,执行中国大洋第27航次科学考察任务。中国大洋协会秘书长金建才说,执行本次远洋科考任务的“海洋六号”是我国自行设计并建造的第一艘以可燃冰为重点的综合地质地球物理调查船,采用电力推进系统、全回转舵桨、动力定位等国际先进技术及设备,并配有海洋地球物理、海洋地质、地球化学、深海水下遥控探测(深海机器人)和水文调查等世界先进设备及相应的实验室,能满足多学科、多手段综合调查要求。

  还有我国大洋科考史上时间最长、里程最长和科学考察范围最广的“大洋一号”第22航次大洋科考,于2010年12月8日于广州起航,历时369天,经历9个航段,调查区域涉及印度洋、大西洋和太平洋三大洋。科考人员首次使用无人缆控潜水器完成南大西洋非活动硫化物新区探测并取样,标志我国大洋科考机器人实用化取得实质性进展。

  “虽然我们的‘大洋科考’取得诸多历史性突破和科研成果,但我国在深海大洋领域尤其是硫化物调查研究方面仍是‘新手’,技术水平与世界先进水平还有至少5年以上的差距,科学认识水平还需努力。下一步中国大洋科考应注重对深海大洋的科学认识水平,例如生态环境、生物多样性、气象和水文资料等,从初步发现向深入研究过渡。”国家海洋局海洋二所研究员陶春辉说。

(中国科技网)