海面下藏著什么玄機值得我們一次次走向深藍

近日，由中國科學(xué)院沈陽自動化研究所研制的“海斗一號”全海深自主遙控潛水器載譽歸來，在馬里亞納海溝實現(xiàn)4次萬米下潛，最大下潛深度10907米，刷新中國潛水器最大下潛深度紀錄，眾人贊嘆“這是一個有‘深度的潛水器！”與此同時，深?？瓶家苍俣纫l(fā)關(guān)注。

1、下潛多深才算深?？瓶疾o定論

深海，顧名思義，與淺海相對應(yīng)，它包括海床、底土及上覆水體，是一個連接世界各大陸、具有復(fù)雜法律屬性的巨大空間。

深?？瓶?，就是通過一定的技術(shù)手段和技術(shù)裝備，對深海的物理海洋、海洋生物、海洋化學(xué)、海洋地質(zhì)等自然屬性進行科學(xué)調(diào)查，以獲得深?？茖W(xué)數(shù)據(jù)的過程。

那么，要下到多深才算深海科考？

中國科學(xué)院海洋研究所研究員李新正表示，關(guān)于下到多深才算深?？瓶嫉膯栴}，在海洋地質(zhì)學(xué)、物理海洋學(xué)、海洋生物學(xué)、海洋生態(tài)學(xué)等學(xué)科間一直沒有統(tǒng)一的說法，200米、500米、1000米、2000米甚至50000米都曾被作為深海的標志性深度。

以海洋生物學(xué)為例，由于海洋生物對水深比較敏感，不同深度生活著不同的生物群落，因此海洋生物學(xué)對水深的劃分比較具體。由美國科學(xué)家阿蘭·P·特魯希略和哈洛德·V·瑟曼所著的《海洋學(xué)導(dǎo)論》中指出：水深200～4000米為半深海帶，4000～6000米為深海帶，6000米以下為超深淵帶。因此，對于海洋生物科考來說，200米以下的科考就算作半深?？疾欤?000米以下算深?？疾?。

2、用深?？瓶及l(fā)掘海洋深處的寶藏

深海蘊藏著人類社會未來發(fā)展所需的戰(zhàn)略金屬、能源和生物資源，被譽為21世紀人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略“新疆域”。目前，確定有開發(fā)價值或潛力的領(lǐng)域主要有深海礦產(chǎn)資源的勘探與開發(fā)、深層海水的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用、深海生物及基因產(chǎn)業(yè)、深海油氣資源的勘探與開發(fā)等。

資料顯示，深海蘊藏多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼、海底熱液硫化物中鎳、鈷、錳、銅等含量是陸地的數(shù)十到數(shù)百倍。由于海底金屬礦產(chǎn)的開采與陸上相比成本更高，商業(yè)開發(fā)利用價值和潛力沒有顯現(xiàn)出來，加之海底采礦需具有相當(dāng)高的技術(shù)水平，因此海底礦產(chǎn)開發(fā)尚屬于探測和試驗階段。

深層海水與表面海水的溫度差還蘊藏著巨大的能源資源。溫差能具有可再生、清潔、能量輸出波動小等優(yōu)點，樂觀估計，全球海洋溫差能儲量的理論值為3×1016千瓦/年～9×1016千瓦/年。目前海洋溫差能利用技術(shù)已趨于成熟，正從小型試驗研究，向大型商用化方向發(fā)展，全球已建成海水溫差能發(fā)電站8座（含試驗或驗證型發(fā)電系統(tǒng)）。

另外，在深海活躍著一些奇特的微生物，它們在獨特的物理、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)包圍中，形成了極為獨特的生物結(jié)構(gòu)、代謝機制，它們體內(nèi)的各種活性物質(zhì)在醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域都將有廣泛的應(yīng)用前景。這些生物基因資源可能將在提高人類生活質(zhì)量、改善基因缺陷、根除癌癥等重大疾病方面發(fā)揮重要作用。

正因如此，深海科考有著非常重要的科學(xué)意義。李新正表示，人類通過深?？瓶迹梢愿钊氲亓私夂Ｑ蟮倪\作方式、深海的奧秘，從而更好地利用和保護海洋資源。例如，了解深海洋流運動方式，可以更好地理解海氣相互作用從而更加準確地預(yù)報天氣和海況;了解深海生命現(xiàn)象，可以更好地追溯地球生命的發(fā)展歷史，更好地回答生命起源、演化等重大科學(xué)問題;從深海生物中可以提取淺海生物沒有的生物活性物質(zhì)，推動生物制藥的進步，為人類造福;了解海底地質(zhì)變化和洋殼運動規(guī)律，可以更準確地預(yù)測海底地震，讓海底礦藏開采更有安全保障。

3、人類從未停止對海洋的探索

從古至今，人類從未停止過對海洋的探索。

有記錄的最早的深海生物科考是1818年英國在北極海域1464米處采集到1種棘皮動物。

而開啟現(xiàn)代科學(xué)海洋考察的則是1872～1876年的“挑戰(zhàn)者號”科考船遠征?！疤魬?zhàn)者”號航行近7萬海里（13萬公里），總共進行了492次深海探通、133次海底挖掘、151次開闊水域拖網(wǎng)和263次連續(xù)水溫觀測，并發(fā)現(xiàn)約4700種新的海洋生物。“挑戰(zhàn)者”號遠征是人類史上第一次真正海洋巡航的科學(xué)考察。

20世紀20年代，人類開始研制現(xiàn)代潛水器，向海洋更深處發(fā)起挑戰(zhàn)。1934年，美國潛水器潛入914米深度，是人類第一次在深海對生物進行觀察。

20世紀60年代，以美國“阿爾文”號為代表的第二代潛水器得到發(fā)展。“阿爾文”號帶有動力，還配置了水下攝影機、機械手等，下潛深度3658米。它曾經(jīng)在地中海850米深的海底找到了一顆遺失的氫彈，也成功地探索了沉睡多年的“泰坦尼克”號，是世界上潛水次數(shù)最多的潛水器。

2012年12月，我國“蛟龍”號搭載3名潛航員在馬里亞納海溝下潛到7062米，創(chuàng)下同類型載人潛水器的最大潛深紀錄。

……

大洋鉆探計劃始于1966年。海底熱泉則在1977年由約翰·科里斯和羅伯·巴拉德搭乘“阿爾文”號發(fā)現(xiàn)。20世紀70年代，科學(xué)家將大型電腦應(yīng)用于海洋科考，對海洋條件進行數(shù)值計算，并視其為整體環(huán)境變化預(yù)測的一部分，同時廣泛地設(shè)置海洋浮標，以取得更完整的觀測資料。

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，人類下潛深海還會遇到哪些挑戰(zhàn)呢？李新正說，主要還是要克服黑暗、動力障礙、無法自然呼吸等帶來的心理壓力，以及隨時可能出現(xiàn)的洋流、海洋動物、地質(zhì)變動等帶來的危險。

當(dāng)前，人類深?？瓶及l(fā)展體現(xiàn)在深海高技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，包括深海環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，深水油氣、礦產(chǎn)、生物及其基因資源勘查和開發(fā)技術(shù)，深海運載平臺和作業(yè)技術(shù)等。深海高技術(shù)是海洋開發(fā)和海洋技術(shù)發(fā)展的最前沿和制高點，是國家綜合實力的集中表現(xiàn)，也是目前世界高科技發(fā)展的方向之一。