理论教育 深海探秘:认识和利用海底的新任务

深海探秘:认识和利用海底的新任务

时间:2023-08-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:放眼新世纪,海洋的开发不应当再局限于近岸浅海,如何穿过平均3 700米的水深认识和利用海底,实现“龙宫探宝”和海底揭密,是人类面临的新任务。深海大洋,应当是人类共同开发的新世界,而不应当只是发达国家的“专利”。深海洋底生物种类之多,也完全打破了人们的推想。图1深海热液口的“黑烟囱”洋底热液作用是20世纪70年代晚期地球科学的重大发现。深海洋底,已经成为科学的前沿。

深海探秘:认识和利用海底的新任务

“渔盐之利”和“舟楫之便”,是我国传统概念里海洋可以为人类利用的主要方面。如今从海底旅游到潮汐发电,从海水炼矿到海洋药业科技的进步已经使海洋事业全然改观,最大的海洋经济已经是海底油气,虽然我国还有着很大的差距。放眼新世纪,海洋的开发不应当再局限于近岸浅海,如何穿过平均3 700米的水深认识和利用海底,实现“龙宫探宝”和海底揭密,是人类面临的新任务。深海大洋,应当是人类共同开发的世界,而不应当只是发达国家的“专利”。

一个世纪前,人类对深海海底几乎一无所知,想象中只是一片漆黑,既无光线又无运动的死寂世界。因此,几十年前需要处理核废料时人们首先想到的就是海底,似乎只要存放至洋底深渊,就可以“永不翻身”,而高枕无忧了。随着调查研究的深入,发现深海其实并不平静,它蕴藏着如此众多的信息与财富,吸引人类的关注。数千米的大洋深处,也有着冲刷海底的洋流;暗无天日的洋底,也有着生长不靠太阳的生物……

20世纪60年代以前,人们依靠照片研究深水海底,只见生命活动稀少,以为这里只是一片“沙漠”。80年代技术进步了,采用箱式取样技术从大西洋深水区取得表层样,发现竟有无数的细小生物,简直是一片“雨林”。深海洋底生物种类之多,也完全打破了人们的推想。迄今为止,人类描述了的现存物种不到200万个,其中大多属于昆虫;地球上物种的总数,原先估计也不过450万种。深海的发现开阔了人类的眼界,现在估算全球生物的总数应当有3 000万种到1亿种之多[1]!不仅如此,人类又在洋底以下500米的地层中发现有活着的细菌[2],这些耐120℃以上高温和高压的生物种群,可能在洋底休眠了数百万年之久,其总量有可能占全球生物量的1/10,无论在生物学理论上和生物技术应用上都有着不可估量的前景。

图1 深海热液口的“黑烟囱”(www.daowen.com)

洋底热液作用是20世纪70年代晚期地球科学的重大发现。当时在东太平洋海隆发现了海水渗入海底与上涌的熔岩接触后,作为热液涌出海底,以“黑烟囱”形式形成硫化物矿,从而第一次找到现代正在形成的多金属矿床,为矿床学研究揭开了新篇章。而与之伴生的深海动物群,在高温下依靠硫细菌的化合作用而不是光合作用提供养料,更成了生物科学研究的突破口。人们推想,地球上的生命在数十亿年前起源时,很可能就是在这种独特环境下发生的。近年来,海底天然气水合物(gas hydrates)的研究,很可能是海底开发的又一把金钥匙。在海底低温高压而快速堆积的条件下,甲烷(CH4)与水分子结合成为固体,分布在海洋陆坡上部的数百米沉积物中。人们估计,这种“锁”在水分子格架中的天然气,总储量可能达10万亿吨之多,其中所含的碳相当于地球上全部其他矿物燃料的两倍,如果学会开采利用而且估算确实,就有望成为新世纪的新能源。由于甲烷是高效率的温室气体,天然气水合物从海底释出,又可能是地质历史上全球快速变暖事件的原因……

洋底蕴藏的奥秘太多,只等着有充分科技武装的人类去破译。无论“温室效应”“防灾减灾”,都可以从海底得到启示。工业化以来燃烧矿物燃料释出的二氧化碳(CO2),只有一半还留在大气层中,另一半可能被海洋浮游生物吸收,以“生物泵”的形式送到了海底[3],因此海底是研究碳循环关键场所;太平洋周边各国深为忧虑的地震灾害,其根源很大程度上在洋底,只有到板块俯冲带附近的洋底深处,才能取得陆地无法测到的轻微地震信息,为预测地震提供依据。深海洋底,已经成为科学的前沿。

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