整理撰稿人：中科院國(guó)家科學(xué)圖書館蘭州分館資源與海洋團(tuán)隊(duì)

鄭軍衛(wèi)（E-mail：zhengjw@llas.ac.cn）、王立偉

審稿專家：中科院海洋所孫松研究員

海洋占地球表面積的71%，具有儲(chǔ)存及交換熱量、CO2和其他活性氣體的巨大能力，對(duì)包括氣候在內(nèi)的全球環(huán)境變化有著至關(guān)重要的調(diào)節(jié)作用；海洋蘊(yùn)藏著豐富的資源和具備特殊的戰(zhàn)略地位，已引起國(guó)際的高度關(guān)注。隨著人類對(duì)海洋及其價(jià)值的認(rèn)識(shí)不斷得到深化，海洋已成為國(guó)家利益拓展的重要空間，海洋科技已成為各國(guó)綜合實(shí)力的重要體現(xiàn)。

伴隨科技的不斷發(fā)展，人類對(duì)海洋的探測(cè)從近岸走向遠(yuǎn)洋，從淺水走向深海。目前，深海探測(cè)與地球深部探測(cè)、深空探測(cè)（簡(jiǎn)稱“三深”探測(cè)）已成為未來(lái)地球科學(xué)領(lǐng)域人類科技的重要發(fā)展方向和可能取得重大突破的領(lǐng)域。

1 深海探測(cè)的科技內(nèi)涵及意義

深海探測(cè)技術(shù)是針對(duì)有關(guān)深海資源、構(gòu)成物、現(xiàn)象與特征等資料和數(shù)據(jù)的采集、分析及顯示的技術(shù)，是深海開(kāi)發(fā)前期工作的重要技術(shù)手段，包括深海浮標(biāo)技術(shù)、海洋遙感技術(shù)、水聲探測(cè)技術(shù)以及深海觀測(cè)儀器技術(shù)等。與深海資源探測(cè)相關(guān)的深海資源開(kāi)發(fā)技術(shù)是針對(duì)深海大洋中資源和能源的開(kāi)發(fā)技術(shù)，包括油氣資源開(kāi)發(fā)技術(shù)、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)技術(shù)、生物資源開(kāi)發(fā)技術(shù)、海洋可再生能源開(kāi)發(fā)技術(shù)等。深海資源探測(cè)與技術(shù)開(kāi)發(fā)已成為滿足國(guó)家和地區(qū)的長(zhǎng)期發(fā)展的戰(zhàn)略需求。

從20世紀(jì)60年代至今，發(fā)達(dá)國(guó)家率先向深海大洋進(jìn)軍，深海探測(cè)技術(shù)迅速發(fā)展。調(diào)查船、鉆探船/平臺(tái)、各類探測(cè)儀器和裝備、無(wú)人/載人/遙控深潛器、水下機(jī)器人取樣設(shè)備、海底監(jiān)測(cè)網(wǎng)等相繼問(wèn)世，探測(cè)廣度和深度不斷刷新。在深海極端環(huán)境、地震機(jī)理、深海生物和礦產(chǎn)資源，以及海底深部物質(zhì)與結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域取得了一系列重大進(jìn)展[1]。

隨著海洋調(diào)查探測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，海底勘探將逐漸向深水區(qū)發(fā)展，深海區(qū)石油天然氣的儲(chǔ)量還會(huì)增加。深海生物基因資源是近年來(lái)引起國(guó)際關(guān)注的新型資源，目前國(guó)際上深海生物基因資源的應(yīng)用已帶來(lái)數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。深海海洋生物處于獨(dú)特的物理、化學(xué)和生態(tài)環(huán)境中，在高壓劇變的溫度梯度、極微弱的光照條件和高濃度的有毒物質(zhì)包圍下形成了極為獨(dú)特的生物結(jié)構(gòu)代謝機(jī)制，其體內(nèi)的各種活性物質(zhì)，如極端酶，在醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域都將有廣泛的應(yīng)用前景。

2 國(guó)際深海探測(cè)發(fā)展新趨勢(shì)

（1）深海探測(cè)日益上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。隨著海洋勘探和開(kāi)發(fā)技術(shù)的快速發(fā)展以及從戰(zhàn)略資源儲(chǔ)備的高度出發(fā)，開(kāi)發(fā)深海已經(jīng)日益上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。美國(guó)對(duì)深海的重視程度尤為突出，于1986年就率先制定了《全球海洋科學(xué)規(guī)劃》，強(qiáng)調(diào)海洋是地球上最后開(kāi)辟的疆域；2004年12月，美國(guó)總統(tǒng)布什發(fā)布行政命令，發(fā)布了《美國(guó)海洋行動(dòng)計(jì)劃》，成為21世紀(jì)美國(guó)海洋科學(xué)技術(shù)發(fā)展的指南，明確提出優(yōu)先開(kāi)發(fā)深海和公海資源的思路[2]。英國(guó)和日本也積極地將深海技術(shù)的發(fā)展作為重要突破技術(shù)之一，投入巨資發(fā)展深?？碧胶唾Y源開(kāi)發(fā)技術(shù)，如日本的“地球號(hào)”勘探船處于當(dāng)今國(guó)際領(lǐng)先水平；英國(guó)于2010年2月發(fā)布的《2010—2025海洋發(fā)展戰(zhàn)略》[3]，將深海技術(shù)發(fā)展作為優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。

（2）國(guó)際深海科學(xué)研究計(jì)劃密集發(fā)布。除一些具有重大影響的國(guó)際計(jì)劃，如《國(guó)際綜合大洋鉆探計(jì)劃（2013—2023年）》、《國(guó)際大洋中脊行動(dòng)》、《國(guó)際大陸邊緣計(jì)劃》等外，圍繞海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的計(jì)劃或項(xiàng)目呈現(xiàn)密集增長(zhǎng)趨勢(shì)，如美國(guó)“海王星”海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、歐洲海底觀測(cè)網(wǎng)、日本新型實(shí)時(shí)海底監(jiān)測(cè)網(wǎng)（ARENA）、美國(guó)新澤西大陸架觀測(cè)網(wǎng)等。這些深海研究和觀測(cè)計(jì)劃的特點(diǎn)是：以在深海研究居于領(lǐng)先水平的美國(guó)、日本、部分歐洲國(guó)家為主發(fā)起國(guó)[4]；隨著技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)涉及多項(xiàng)技術(shù)集成的海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的計(jì)劃逐漸增多，反映了深海技術(shù)的整體進(jìn)步；針對(duì)深海研究熱點(diǎn)領(lǐng)域（如海底熱液）的專門觀測(cè)站建設(shè)開(kāi)始興起。

（3）深海探測(cè)技術(shù)成為未來(lái)科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)重大突破的關(guān)鍵。海洋觀測(cè)技術(shù)特別是深海觀測(cè)技術(shù)，如《國(guó)際綜合大洋鉆探計(jì)劃》提出的立管和非立管技術(shù)、《國(guó)際大洋中脊計(jì)劃》提到的海底連續(xù)觀測(cè)和觀察技術(shù)等[5，6]的發(fā)展成為推動(dòng)重大科學(xué)研究突破的關(guān)鍵。2009年5月31日，美國(guó)“海神”號(hào)潛艇下潛到世界大洋的最深處——約10902m的西太平洋馬里亞納海溝的挑戰(zhàn)者深淵，標(biāo)志人類在深海探測(cè)方面取得重大突破。隨著這些深潛器的探索深度和良好觀測(cè)性能的不斷推進(jìn)，人類認(rèn)識(shí)深海的能力也不斷提升，將不斷推進(jìn)人類對(duì)未知海洋的了解和認(rèn)知。

（4）深海探測(cè)技術(shù)成為集成各種高新技術(shù)的綜合技術(shù)領(lǐng)域。當(dāng)前的深海技術(shù)是集成了幾乎當(dāng)代所有科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)復(fù)雜的綜合高技術(shù)系統(tǒng)。從應(yīng)用的角度可以分為深海探（觀）測(cè)技術(shù)、深海采樣技術(shù)、深海資源勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)、深?？臻g利用技術(shù)、深海環(huán)境保護(hù)技術(shù)以及深海裝備技術(shù)。從技術(shù)看，涉及到微電子技術(shù)、信息技術(shù)、遙感技術(shù)、水聲技術(shù)、可視化技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及材料、能源等眾多學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，可以說(shuō)深海技術(shù)是當(dāng)代各種通用技術(shù)和最新技術(shù)在深海大洋這個(gè)特殊環(huán)境中的應(yīng)用和發(fā)展。

（5）深海探測(cè)國(guó)際合作日益緊密。國(guó)家之間、區(qū)域之間、科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)之間、企業(yè)與企業(yè)之間的合作成為未來(lái)國(guó)際合作的趨勢(shì)。文獻(xiàn)計(jì)量分析表明，目前在深?？茖W(xué)技術(shù)領(lǐng)域形成了以美國(guó)、日本和歐洲為核心的合作伙伴群。美、英、法、德、日本等國(guó)通過(guò)政府支持、科學(xué)界與企業(yè)界聯(lián)合、國(guó)際合作等方式加快深海技術(shù)的發(fā)展，總體上在深海技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

3 中國(guó)在深海探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)

我國(guó)將在國(guó)際海底圈定一塊滿足商業(yè)開(kāi)發(fā)所需資源量要求的海底富鈷結(jié)殼區(qū)域，并兼顧該區(qū)域其他資源的前期調(diào)查，開(kāi)展海底熱液硫化物的調(diào)查。同時(shí)，全面啟動(dòng)深海生物基因研究開(kāi)發(fā)。我國(guó)還將積極發(fā)展海底探測(cè)與大洋資源勘查評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)，突破深海作業(yè)技術(shù)、海底多參數(shù)探測(cè)技術(shù)、深海海底原位探測(cè)技術(shù)、深海工作站、礦產(chǎn)和生物基因直視取樣技術(shù)，形成深海探測(cè)與取樣技術(shù)體系。

（1）深水油氣勘探。在深水油氣勘探方面擁有首座深水半潛式鉆井平臺(tái)COSLPIONEER（中海油服先鋒），作業(yè)水深750 m，鉆井深度7500m，鉆井設(shè)備具有全自動(dòng)鉆進(jìn)功能。2010年中海油又建成了第6代深水3000m半潛式鉆井平臺(tái)“海洋石油981”號(hào)，最大作業(yè)水深3050m，鉆井深度可以達(dá)到10000m，幾乎可以在全球所有深水區(qū)作業(yè)，最近在南海首次獨(dú)立進(jìn)行了深水油氣勘探。自主研發(fā)的單船長(zhǎng)電纜大容量震源地震和相應(yīng)配套技術(shù)以及OBS海底地震探測(cè)技術(shù)，形成一套深水海域油氣地震勘探系列[7,8]?！?63”計(jì)劃“天然氣水合物勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)”的科技攻關(guān)，取得了一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新性成果[9]。

（2）大洋科學(xué)考察。目前，中國(guó)擁有大洋綜合科考船“大洋一號(hào)”、“海洋六號(hào)”和極地科考船“雪龍?zhí)枴币约爸锌圃汉Ｑ笏陆ǔ傻摹翱茖W(xué)號(hào)”綜合科學(xué)考察船，并配有各種先進(jìn)的探測(cè)儀器、設(shè)備和裝置。從20世紀(jì)90年初開(kāi)始了深海大洋和南、北極綜合科學(xué)考察及大洋礦產(chǎn)資源、深海生物基因資源調(diào)查研究。

中科院新建成的“科學(xué)號(hào)”綜合科學(xué)考察船配備國(guó)際先進(jìn)的探測(cè)與考察設(shè)備和現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室，能夠滿足現(xiàn)代深海和大洋探測(cè)與研究的需求，為深海探測(cè)與研究提供了海上綜合平臺(tái)。正在籌建的深海研究中心正是應(yīng)對(duì)深海研究的現(xiàn)狀而進(jìn)行的戰(zhàn)略布局，其將瞄準(zhǔn)深?？茖W(xué)研究前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題，集中國(guó)內(nèi)涉海研究單位的優(yōu)勢(shì)力量，圍繞深海科學(xué)和資源勘探規(guī)模開(kāi)發(fā)等目標(biāo)，組建具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的中國(guó)深?？茖W(xué)技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)，成為有效支撐深海資源勘探開(kāi)發(fā)和深?？茖W(xué)研究的關(guān)鍵技術(shù)力量。

1 莫杰，肖非.深海探測(cè)技術(shù)的發(fā)展.科學(xué)，2012,64（5）：11-15.

2 劉淮.國(guó)外深海技術(shù)發(fā)展研究.船艇,2006,258:6-18.

3 UK marine science strategy.http://www.defra.gov.uk/mscc/files/uk-marine-science-strategy-.pdf

4 European SeaFloor Observatory Network.http://www.oceanlab.abdn.ac.uk/esonet/ESONET_fullrep.pdf.

5 FisherAT,Urabe T,KlausAet al.IODP expedition 301 installs three borehole crustal observatories,prepares for three-dimensional,cross-hole experiments in the Northeastern Pacific Ocean.Scientific Drilling,2005,（1）：6-11.

6 Annual Program Plan FY13.http://www.iodp.org/program-document.

7 莫杰，高平.海洋油氣勘查現(xiàn)代技術(shù)方法綜合應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（下）.中國(guó)海上油氣（地質(zhì)），2002，16（3）:215-220.

8 陳楠.當(dāng)今國(guó)外深海石油勘探難點(diǎn)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì).中國(guó)石油勘探，2010，（4）：71-75.

9 楊勝雄，張光學(xué).海洋天然氣水合物綜合勘測(cè)技術(shù).《科技興海叢書》編輯委員會(huì).海洋探查與資源開(kāi)發(fā)技術(shù).北京：海洋出版社，2001，179-183.