李穎虹 任小波

（中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與技術(shù)局 北京 100864)

“上天、入地、下?！笔侨祟愄剿髯匀蛔巫我郧蟮哪繕?。伴隨著“航海家號”太空飛船220億公里的漫漫征途飛離太陽系去探訪更為遙遠的神秘空間、“玻璃地球”等重大探地工程進一步刻畫地球內(nèi)部精細結(jié)構(gòu)，深海這一見證日月變遷、桑田變換的人類近鄰也并不平靜。

海洋是生命的搖籃、資源的寶庫、交通的命脈，是人類繁衍生息和持續(xù)發(fā)展的重要資源。國際綜合大洋鉆探十年計劃（IODP：2003—2013）、 國 際 大 洋 中 脊 計 劃（InterRidge）、ARGO 等全球性研究計劃正如火如荼積極實施，深海神秘的面容正日益清晰。

1 深海何以成為科技界與人類關(guān)注的熱點

資源、可持續(xù)發(fā)展、國家安全、全球變化這些熱點名詞，作為普通民眾業(yè)已耳熟能詳，它們均與深海**有著千絲萬縷的聯(lián)系，深海已成為人類未來發(fā)展休戚與共、賴以生存的載體。這一廣闊區(qū)域內(nèi)蘊藏著豐富的金屬、能源和生物資源，但尚未被人類充分認識和開發(fā)利用。上世紀中葉開始的深海熱液成礦體系研究、深海熱泉生物群落的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用研究、天然水合物的應(yīng)用開發(fā)、大洋結(jié)核的采集與開發(fā)，使國際深海研究高潮迭起。“藍色圈地”運動已成為21世紀爭奪國際海洋資源的主旋律。

1.1 巨大的能源與資源儲備

深海分別占海洋和地球面積的92.4%和65.4%，蘊藏著人類社會未來發(fā)展所需的各種戰(zhàn)略資源和能源。油氣、多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼、多金屬硫化物、天然氣水合物等新型資源具有重要的科研與商業(yè)應(yīng)用前景，被譽為21世紀人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略接替能源。

多金屬結(jié)核：分布于水深4000—6000米海底，富含銅、鎳、鈷、錳等金屬元素，其總儲量分別高出陸地相應(yīng)儲量的幾十倍到幾千倍，總資源量估計可達3萬億噸，具有極高的經(jīng)濟價值[1]。

富鈷結(jié)殼：主要賦存在太平洋水下頂面平坦、兩翼陡峭、形似“圓臺”的海山斜坡上，水深1000—3500米，富鈷結(jié)殼鈷含量可高達2%，貴金屬鉑含量相當(dāng)于地殼含鉑量的80倍。據(jù)不完全統(tǒng)計，太平洋西部火山構(gòu)造隆起帶上，富鈷結(jié)殼礦床的潛在資源量達10億噸，鈷金屬量數(shù)百萬噸，經(jīng)濟總價值超過1000億美元。

海底熱液硫化物礦床：富含金、銀、錳、鐵、鉛、鈷等金屬和稀有金屬，賦存水深數(shù)10—2500米，且大量出現(xiàn)在2500米附近。與大洋多金屬結(jié)核和鈷結(jié)殼相比，雖然富鈷結(jié)殼賦存水深和熱液硫化物大體相當(dāng)，但因其基本礦物組分皆為非晶質(zhì)或隱晶質(zhì)的鐵、錳物質(zhì)，冶煉工藝較為復(fù)雜。相比之下，熱液金屬硫化物礦床易于開采和冶煉。

天然氣水合物：俗稱“可燃冰”，主要分布在近海的大陸架、有厚沉積物覆蓋的深海海盆，以及永凍層。在世界各大洋中天然氣水合物中蘊含的甲烷氣體量為1.8×1016－2.1×1016m3，大約相當(dāng)于全世界煤、石油和天然氣總碳量的2倍，相當(dāng)于目前世界年能源消耗的200倍，是一種潛力很大，可供21世紀開發(fā)的新型能源，并可能在10年內(nèi)商業(yè)化應(yīng)用。

油氣資源：地球上油氣資源總儲量的約70%蘊藏于海洋。據(jù)統(tǒng)計，全球海洋石油蘊藏量約1000多億噸，已探明的儲量為380多億噸，其中80%以上在水深500米以下的深海；海洋天然氣儲量約140萬億m3，探明儲量約40萬億m3，隨著海洋調(diào)查、探測技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，海底勘探將逐漸向深水區(qū)發(fā)展，深海區(qū)石油、天然氣的儲量還會增加。

1.2 海洋生物資源

1984年美國制訂了海底火山考察計劃（VENTS Program），在對溫度高達400℃的海底火山噴發(fā)物的研究發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的熱泉周圍都存在著生命。2001年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在寒冷的北冰洋水面下從格棱蘭島北部到西伯利亞縱橫1770公里的Gakkel屋脊（全球海屋脊中最深及最遙遠的地方）中也存在著深海熱泉及熱泉生物[2]，伴隨著海底熱液硫化物的發(fā)現(xiàn)，“海底熱液生物”、“黑暗生物鏈”以及“深部生物圈”等概念的提出及其研究成果已在很大程度上影響了人類對諸如生命起源這種重大科學(xué)問題的傳統(tǒng)認識。深海生物基因資源是近年來引起國際關(guān)注的新型資源，目前國際上深海生物基因資源的應(yīng)用已經(jīng)帶來數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)價值，深海海洋生物處于獨特的物理、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)包圍下，形成了極為獨特的生物結(jié)構(gòu)、代謝機制，它體內(nèi)的各種活性物質(zhì) （如極端酶exlremozyme）在醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域都將有廣泛的應(yīng)用前景。

深海生物基因資源在以下幾個方面具有應(yīng)用價值：（1）醫(yī)藥開發(fā)。“向海洋要藥”已成為當(dāng)今世界醫(yī)藥界的熱門話題，深海生物是新型藥物和其他具有藥用價值的生物活性物質(zhì)的源泉，其中有許多是陸棲生物所未具有的。隨著深海生物技術(shù)的迅速發(fā)展，不斷發(fā)現(xiàn)具有藥用價值的新型化合物，從深海生物體內(nèi)可以提取到大量抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗凝血、降壓降脂等生物因子，將對人類的健康提供幫助。（2）基因療法。利用基因修補的方法治療人類疾病稱之為基因療法，是當(dāng)今醫(yī)學(xué)的一大創(chuàng)舉。人類基因?qū)⒏鶕?jù)自身的需要由科學(xué)家剪接修補來治療疾病以及開發(fā)人類意想不到的巨大潛能。深海熱泉生物具有得天獨厚的生存環(huán)境，從而成為優(yōu)秀基因的最佳獲取對象，它們將成為人類最為重要的基因?qū)殠?。?）環(huán)境保護。海底的有害物質(zhì)濃度遠遠高于陸地，而生存在這里的微生物能分解這些物質(zhì)并以其為能源繁衍生息，因此，這些生物在環(huán)境保護方面具有重要應(yīng)用價值。它們可有效清除重金屬、石油等污染物。有些深海生物能分解農(nóng)藥的主要成分，可以應(yīng)用來消除土壤中殘余的農(nóng)藥，保證人類生命健康。

1.3 高科技的舞臺

海洋領(lǐng)域內(nèi)的競爭，無論是政治的、經(jīng)濟的還是軍事的，歸根到底是科技的競爭。而海洋科技競爭之焦點在于深海高新技術(shù)。深海技術(shù)是實現(xiàn)國家海洋科技戰(zhàn)略的重要技術(shù)保障，海洋競爭是以高科技為依托，海洋科技水平和創(chuàng)新能力綜合體現(xiàn)一個國家的科技創(chuàng)新能力與綜合國力，海洋探測、海洋生物資源、水聲通訊和資源勘探與開發(fā)技術(shù)無一不是高新技術(shù)演練的舞臺，涉及到當(dāng)代所有科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)雜綜合高技術(shù)系統(tǒng)，是各種通用技術(shù)和現(xiàn)代最新技術(shù)在深海大洋這個特殊環(huán)境中的應(yīng)用和發(fā)展。

深海技術(shù)主要表現(xiàn)為：海洋立體觀測系統(tǒng)，包括從空中開展遙感觀測的衛(wèi)星、航空飛機和飛行器，表面觀測的固定觀測站、船載觀測和浮標觀測，水中及水底的聲納觀測和海底機器人觀測技術(shù)，載人深潛器技術(shù)，海底觀測站-鏈-網(wǎng)；海底隧道和海底電纜等水聲通訊技術(shù)；深海資源勘探與開發(fā)技術(shù)包括深海油氣鉆采平臺技術(shù)，深海開發(fā)船技術(shù)，海洋污染防治技術(shù)，采礦技術(shù)，集輸技術(shù)等等。

以上高科技技術(shù)涉及到微電子、信息、遙感、材料、水聲、可視化、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及能源等眾多學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，可以說深海是當(dāng)代各種通用技術(shù)和最新技術(shù)在深海大洋的綜合演練場。

1.4 國家安全

中國擁有12海里的領(lǐng)海、12海里的毗連區(qū)、200海里的專屬經(jīng)濟區(qū)和大陸架、1.8萬公里的海界、300萬平方公里的領(lǐng)海，具有極其重要的地緣政治、國家安全和經(jīng)濟發(fā)展意義。爭奪海洋水域管理權(quán)，海洋資源歸屬權(quán)、海峽通道控制權(quán)，是保證國家安全與發(fā)展的重要使命。海洋縱深是國家的天然戰(zhàn)略屏障，瀕海國家的政治、經(jīng)濟、文化、外交都與海洋問題密切相關(guān)，國家安全的范疇不再局限于與軍事相關(guān)的傳統(tǒng)安全問題，而是日益涉及社會、環(huán)境、文化等非傳統(tǒng)安全領(lǐng)域。

深海技術(shù)具有軍民兩用的突出特點，如深潛器、海洋觀測與探測技術(shù)、水聲通訊技術(shù)、船舶制造技術(shù)、無源導(dǎo)航技術(shù)、全球精確定位技術(shù)等等，深海技術(shù)不僅是一個國家開發(fā)深海資源，確保國家海洋經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重點，同時也是確保國家海洋安全的屏障。

1.5 重大科技理論的誕生點

當(dāng)前，在海洋科學(xué)研究中，觀測技術(shù)的發(fā)展特別是深海觀測技術(shù)成為推動重大科學(xué)研究突破的關(guān)鍵。深海鉆探計劃（DSDP）及大洋鉆探計劃（ODP）歷時30余年，取得了舉世矚目的重大科技成就，驗證了海底擴張和板塊學(xué)說，建立了古海洋學(xué)，深入開展了古環(huán)境研究，發(fā)現(xiàn)和采集到了天然氣水合物，發(fā)現(xiàn)了海底塊狀硫化物礦床，發(fā)現(xiàn)了海底深部生物圈等等。

板塊理論的試驗場：大洋中脊引起的海底擴張是驅(qū)使板塊運動的根本原因。而板塊理論最核心之處在于地球物理資料所證實的存在于大洋中脊之間的海底轉(zhuǎn)換斷層，這些斷層是地殼發(fā)生破裂的位置，也是板塊運動的根本驅(qū)動源，根據(jù)這些破裂帶的位置，地質(zhì)學(xué)界勾畫出了大小不等的巖石塊，將之命名為板塊。深海探測與鉆探取樣技術(shù)將直接獲得大洋中脊擴張以及板塊俯沖溝弧盆體系的有用信息，認識核-幔作用過程、巖石圈形成過程、陸殼-洋殼-大氣圈關(guān)系、匯聚板塊邊緣大地震周期及形成機制、構(gòu)造及物質(zhì)循環(huán)，從而為板塊理論的發(fā)展奠定關(guān)鍵的觀測證據(jù)。

海底成礦熱液系統(tǒng)理論：海底熱液的發(fā)育過程、礦化作用和成因機制，以及熱液活動在殼幔循環(huán)演化過程中的作用等重大的科學(xué)問題，已獲大量的轟動性研究成果。英美等國仍在執(zhí)行的洋中脊計劃和已進行的DSDP/ODP項目，更使這項研究得到空前發(fā)展。海底熱液成礦作用是成礦物質(zhì)的自組織過程，地球深部動力過程、水巖反應(yīng)、海水循環(huán)和生物過程對成礦作用的介入，通過元素交換與富集、礦床形成與改造作用，形成不同類型與不同賦存狀態(tài)的礦床，這些礦床在成因上具有內(nèi)在聯(lián)系、在空間和時間的分布上具有一定的規(guī)律性。海底熱液成礦作用與傳統(tǒng)礦床學(xué)研究的最顯著差異在于時間和空間尺度不同，因而更加強調(diào)海底成礦系統(tǒng)與整個海洋系統(tǒng)的耦合作用研究。

生命起源的探索：深海熱泉生物巨大的應(yīng)用價值已使得這一領(lǐng)域成為多學(xué)科關(guān)注的熱點，但最感興趣的前沿問題無疑是生命起源這一貫穿人類文明史的爭論焦點。我們對生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的了解還遠遠不夠，依靠化能合成的細菌和周圍的生物構(gòu)成一個復(fù)雜的營養(yǎng)鏈，形成一個獨特的生態(tài)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能流都是值得研究的生物學(xué)課題。如果深海高溫高壓的惡劣環(huán)境允許獨立于日光的生物生活其中，地球以外的環(huán)境中是否也可能有生物？這對生命起源問題有什么啟發(fā)？關(guān)于生命第一細胞之源，目前有“原始生命肉湯”、“外空胚種”、“核酸世界”等各種學(xué)說，從生物學(xué)的角度來看，為了適應(yīng)生態(tài)環(huán)境，人類無法從它的生理特征來辨認這些物種是從哪一條進化路線演化而來的，而深海熱泉生物的發(fā)現(xiàn)無疑又大大豐富了生命起源的理論。生命科學(xué)的研究告訴我們，從低等到高等生物都有基本相似的信息處理、傳遞、識別、反應(yīng)的體系與能量和分子代謝體系等一系列基本的生命活動方式，在整個生物圈內(nèi)，各種形態(tài)的生命應(yīng)具有內(nèi)在的同源同質(zhì)性，才可能形成食物鏈與共生寄生的關(guān)系。但目前所發(fā)現(xiàn)的遵循另一進化鏈條的深海熱泉生物帶給我們的啟示顯然不僅僅是它的應(yīng)用價值，它的存在是對現(xiàn)代生命科學(xué)的重大挑戰(zhàn)，對這一問題的解決將有助于地內(nèi)物種起源之迷，也是進一步探討其應(yīng)用的前沿科學(xué)問題。

全球變化研究：全球變化主要研究地球系統(tǒng)各組成部分（大氣、海洋、陸地和生物圈等）之間的相互作用，其中對深海和大洋的探測是深入開展全球變化研究的重要途徑，例如探討大洋環(huán)流對全球氣候變化的影響問題，包括流系熱鹽結(jié)構(gòu)的空間分布特征、深海大洋的熱量和物質(zhì)通量等問題的研究；探討全球變化的驅(qū)動因子問題，包括軌道驅(qū)動、構(gòu)造隆升驅(qū)動等問題的研究。1947年，Harold Urey提出了深海有孔蟲化石殼中氧同位素的變化能夠反映古氣候的變化。此后，隨著分析技術(shù)的發(fā)展以及深海鉆探、大洋鉆探大規(guī)模的實施，深海巖芯碳酸鹽有孔蟲殼體氧同位素組成的分析成為研究過去全球變化的重要指標之一。各國科學(xué)家通過對太平洋和大西洋深海沉積物巖芯碳酸鹽有孔蟲氧同位素組成的分析，揭示了深海沉積物δ18O的曲線變化反映了過去全球冰量的變化，從而建立了最近6000ka、2600ka、800ka、150ka和15ka以來的全球氣候變化曲線[3]。

2 國際深海技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點

國際綜合大洋鉆探十年計劃（IODP：2003—2013）、國際大洋中脊計劃（InterRidge）、國際大陸邊緣計劃（InterMagin）、ARGO 的實施在國際上掀起了深海研究計劃熱，對深海技術(shù)的發(fā)展以及深海科學(xué)研究的深入具有重要推動作用。

當(dāng)前，各發(fā)達國家和地區(qū)已認識到開發(fā)深海的戰(zhàn)略意義，部分國家將深海技術(shù)的發(fā)展提到國家戰(zhàn)略的高度。美國在其海洋戰(zhàn)略中強調(diào)了開發(fā)深海的戰(zhàn)略地位，因此在深海技術(shù)方面繼續(xù)保持領(lǐng)先地位；日本政府投入巨資支持其國家的水下技術(shù)中心（JMSTC）的發(fā)展，其“地球號”深海探測船處于世界領(lǐng)先水平，載人深潛器技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平；西歐各國為保持其經(jīng)濟實力，并為在高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)增強與美、日等發(fā)達國家的競爭力，提前制定了尤里卡計劃（EURECA），為加強企業(yè)界和科技界在開發(fā)海洋高新技術(shù)中的作用、提高歐洲海洋工業(yè)的生產(chǎn)能力和在世界市場上的競爭能力創(chuàng)造了條件[4]。

綜合國際及區(qū)域組織的國際深海研究計劃，目前國際深海技術(shù)的研究具有以下幾個特點：

2.1 國際合作緊密度日趨加強

深海探測與深空探測一樣，需要龐大的資金投入和技術(shù)合作，類似太空站的共建與信息共享，深海技術(shù)領(lǐng)域的國際合作也日趨緊密。

1985—2003年實施的大洋鉆探計劃（ODP）從全球海底取樣，研究地殼演化及環(huán)境，成員單位包括20多個國家和地區(qū)。其后續(xù)的綜合大洋鉆探計劃（IODP）由美、日兩國發(fā)起，歐洲作為聯(lián)合體加入，2003年10月正式啟動，到2007年全面實施，科學(xué)目標更加廣泛，研究海域更加寬闊，國際合作更為緊密。IODP領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)確定了運用多鉆探平臺和高新技術(shù)戰(zhàn)略，多鉆探平臺包括日本新建隔水管式鉆探船，美國改裝升級非隔水管式鉆探船，歐洲提供特殊鉆探平臺（MSP）。 美、英、法、德、日等國通過政府支持、科學(xué)界與企業(yè)界聯(lián)合、國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。例如，美國的伍茲霍爾海洋研究所（WHOI）、法國的法國海洋開發(fā)研究院（IFREMER）等世界著名的海洋機構(gòu)都積極與國際知名的海洋儀器設(shè)備公司展開密切合作。西歐各國為保持現(xiàn)有的經(jīng)濟實力，并為在高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)增強與美、日等發(fā)達國家的競爭力，克服國家小、國力有限、資金和資源不足的弱點，組成區(qū)域集團，進行優(yōu)勢互補、聯(lián)合開發(fā)，制定了尤里卡計劃（EURECA），旨在加強企業(yè)界和科技界在開發(fā)海洋高新技術(shù)中的作用，提高歐洲海洋工業(yè)的生產(chǎn)能力和在世界市場上的競爭能力，加強企業(yè)界和科技界在開發(fā)海洋儀器和技術(shù)中的合作，提高歐洲海洋技術(shù)水平和市場競爭能力[5]。歐洲科學(xué)基金會（ESF）設(shè)置的歐洲合作研究項目（EUROCORES Programmes）的3個主要方向中有兩個涉及深海研究，分別為“深海的生態(tài)系統(tǒng)功能和生物多樣性”與“挑戰(zhàn)海洋巖芯研究”，旨在吸引歐洲最優(yōu)秀的研究機構(gòu)來支持歐洲范圍的尖端科學(xué)研究。由日本、美國、歐盟、中國以及韓國共同資助開展的“南海地震區(qū)域?qū)嶒烅椖浚∟anTroSEIZE）”，其探測船“地球”號（Chikyu）于2007年9月21日在東京以南太平洋一處水深2500米的海洋鉆探，從海底向下鉆入7000米深的地心，這是人類首次嘗試鉆入地幔層，希望能揭示氣候變化、尋找有助解釋生命起源的微生物，并了解地震成因[6]。

2.2 政府主導(dǎo)

隨著資源與能源的消費日益劇烈，陸上或淺海的資源已不能滿足可持續(xù)發(fā)展的需求，為了滿足國家未來發(fā)展的潛在需要，各國政府對深海的技術(shù)研發(fā)與資源的獲取均制定了國家發(fā)展戰(zhàn)略層面的計劃。作為現(xiàn)今世界唯一的超級大國，美國早在1986年就率先制定了“全球海洋科學(xué)規(guī)劃”，強調(diào)海洋是地球上最后開辟的疆域。1990年美國又發(fā)表了“90年代海洋科技發(fā)展報告”，明確提出以發(fā)展海洋科技來滿足對海洋不斷增長的要求，以便繼續(xù)“保持和增強在海洋科技領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位”。2004年9月，美國海洋政策委員會向美國國會提交了 《21世紀海洋藍圖》的海洋政策報告，12月，美國總統(tǒng)布什發(fā)布行政命令，發(fā)布了《美國海洋行動計劃》，成為21世紀美國海洋科學(xué)技術(shù)發(fā)展的指南。在美國海洋發(fā)展戰(zhàn)略中，明確提出了優(yōu)先開發(fā)深海和公海資源的思路。2004年7月，美國參議院審議通過了《國家海洋勘探法案》，提出優(yōu)先考慮深?？碧焦ぷ?，特別是要集中調(diào)查具有重大科學(xué)與醫(yī)學(xué)價值的深海區(qū)域，如深海熱液噴口區(qū)和海山區(qū)。1990年，英國海洋科技協(xié)調(diào)委員會發(fā)表了“20世紀90年代英國海洋科技發(fā)展戰(zhàn)略報告”，提出要優(yōu)先發(fā)展對實現(xiàn)海洋開發(fā)具有戰(zhàn)略意義的高新技術(shù)，2010年2月發(fā)布的《2010—2025海洋發(fā)展戰(zhàn)略》，將深海技術(shù)發(fā)展作為優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。日本政府制定了面向21世紀的“海洋開發(fā)推進計劃”，提出科技加速海洋開發(fā)和國際競爭能力的基本戰(zhàn)略，目前日本的“地球號”勘探船處于當(dāng)今國際領(lǐng)先水平，日本的深海潛航器技術(shù)更是處于世界領(lǐng)先水平，政府投入巨資支持其國家的水下技術(shù)中心（JMSTC）發(fā)展，該中心的無人遙控潛水深度達到11000米，是目前世界最高紀錄。2010年，韓國也公開發(fā)表了國家海洋戰(zhàn)略——《海洋韓國21》。欲在21世紀“通過藍色革命增強國家海洋權(quán)益”。發(fā)達國家已經(jīng)拉開了加速海洋競爭和開發(fā)的帷幕，海洋領(lǐng)域的競爭實質(zhì)上正在演化為國家間、利益集團間擁有海洋高技術(shù)能力和手段的競爭[5]。

2.3 高科技應(yīng)用技術(shù)日新月異

在國際海洋研究計劃中，把深海技術(shù)的發(fā)展作為一個重要構(gòu)成部分，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)域的一項復(fù)雜的綜合高技術(shù)系統(tǒng)。深海技術(shù)涉及到微電子、信息、遙感、可視化、計算機網(wǎng)絡(luò)、材料、機械加工、船舶制造、水下定位、水下通信、電力電子、自動控制、能源等多個領(lǐng)域，代表著高技術(shù)領(lǐng)域的最前沿。

日本斥資6億美元建造了“地球”號深海鉆探船，是世界第一艘采用豎管鉆探方式的深海探測船，排水量為5.75萬噸，船上裝滿了目前世界深海研究最為頂尖的高科技鉆探設(shè)備，配備有能潛水1萬米的深潛器以及海底鉆孔的各種長期檢測、監(jiān)測設(shè)備等，是世界上迄今為止功能最先進的鉆探船。

2.4 立體化與網(wǎng)絡(luò)化

深海技術(shù)隨著多學(xué)科的綜合運用，表現(xiàn)出空中、海面、海底三位一體的綜合觀測。海面有綜合科考船和浮標技術(shù)；空中有飛機和衛(wèi)星遙感技術(shù)；水下有深潛器和水聲技術(shù)等。如美國正在計劃發(fā)展的“綜合海洋觀測系統(tǒng)”就是一種先進的海洋立體探測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由水上、空中和空間的不同探測平臺組成，每種平臺上傳感器收集到的信息將通過海底光纖電纜和衛(wèi)星傳輸?shù)疥懮线M行集中處理，從而形成對全球海洋環(huán)境的觀測網(wǎng)絡(luò)，最終達到為海洋環(huán)境預(yù)報、海洋資源開發(fā)、海上交通運輸以及國家安全服務(wù)的目的。

深海觀測系統(tǒng)也由單點的觀測向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，表現(xiàn)為站-鏈-網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。觀測站的特點是區(qū)域針對性強，但可承擔(dān)的任務(wù)有限，可觀測的要素較少；在站與站之間，增加無線通訊的功能，就構(gòu)成了觀測鏈，觀測鏈適用于深海區(qū)域的長期連續(xù)觀測，可實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的“準”實時傳輸；網(wǎng)絡(luò)是目前技術(shù)含量最高的海底觀測系統(tǒng)，可集成多種海底觀測裝置，功能齊全，觀測時間長。

隨著技術(shù)的不斷進步，發(fā)達國家將建立覆蓋地球全海域的立體海洋觀測網(wǎng)絡(luò)。

3 我國開展深海技術(shù)的建議

我國加入海洋鉆探計劃較晚（1998年4月加入大洋鉆探計劃ODP為“參與成員”），從1968—2003年，深海鉆探計劃DSDP和海洋鉆探計劃ODP共實施了203個航次，其中由中國科學(xué)家提出并主持的航次僅有一次（184航次）[7]。在國際深?？蒲谢顒又校袊l(fā)揮的實力和國際影響力與大國地位是不相吻合的。

我國深海研究不僅表現(xiàn)在技術(shù)上與西方國家的巨大差距，人才匱乏，缺少專門的深海研究的科研機構(gòu)，部門利益條塊分割，低水平的重復(fù)建設(shè)等等一系列問題也嚴重制約了我國深海研究的發(fā)展。由于深海涉及的研究技術(shù)大多數(shù)軍民兩用，西方國家一直對中國進行技術(shù)上的封鎖。前不久，美國國會批準的本財年預(yù)算法案，其中一條規(guī)定就是禁止美國NASA等部門與中國開展任何形式的科技合作，擺在中國科技工作者面前的困難更為巨大。

對于我國開展深海研究的建議：

3.1 在國家戰(zhàn)略層面上重視深海研究

改革開放以來我國在經(jīng)濟建設(shè)、科技進步以及社會發(fā)展等方面取得了巨大成就，“神舟飛船”、“嫦娥工程”極大地推動了我國航天領(lǐng)域的發(fā)展。盡管國家已將大型海洋工程技術(shù)與裝備、海洋環(huán)境立體監(jiān)測技術(shù)、深海油氣及礦產(chǎn)資源開發(fā)技術(shù)、深海探測技術(shù)以及深海作業(yè)技術(shù)與裝備等深海技術(shù)列入國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃中，但深?？蒲羞€缺乏大的研究計劃，也表明在國家戰(zhàn)略層面上缺乏對該領(lǐng)域的重視。面對21世紀海洋時代的到來，實施海洋強國戰(zhàn)略，建設(shè)海洋強國已經(jīng)成為共識。

3.2 建立健全大型裝備的研發(fā)與運行管理機制

開展深海研究離不開耗資巨大的大型涉海裝備，國內(nèi)任何一個科研機構(gòu)或企業(yè)都難以承受其昂貴的建設(shè)與維護費，要在國家層面上加大大型裝備的研發(fā)和建設(shè)，由地質(zhì)、海洋鉆探、物理海洋、地球物理、水文化學(xué)、海洋氣象、船舶工程、通訊、材料、信息、自動化等多方面的專家組成，共同完善如海洋科學(xué)鉆探船、深潛器這樣大型裝備的建設(shè)方案，以深海大型工程裝備為突破口，大力發(fā)展深海技術(shù)。同時配備完善的運行管理機制，要以綜合性、跨學(xué)科的科研基地為基礎(chǔ)，盡快建立大型裝備的“公管共用”機制，提高設(shè)備使用效率，搭建學(xué)科協(xié)作的平臺。

3.3 加強國際合作

在深海國家計劃中，我國的參與能力還很有限，要抓住國際大型研究計劃的合作機遇，加大參與國際綜合大洋鉆探計劃（IODP）的力度，努力使中國由IODP的參與成員變?yōu)檎匠蓡T。更好地利用國外的先進技術(shù)，更好地進行國際科技合作，只有深度地參與到國際大型研究計劃中，才能有效跟進前沿?zé)狳c技術(shù)研發(fā)，掌握最先進的深海技術(shù)。同時，以區(qū)域熱點問題為基礎(chǔ)，積極倡導(dǎo)以我為主的國際大型深海觀測和研究計劃。

3.4 組建專業(yè)的深海科學(xué)技術(shù)機構(gòu)

我國在深?？茖W(xué)技術(shù)領(lǐng)域形成了分布于國家海洋局、中科院、高等院校以及大型開發(fā)公司如中海油、中石化等的研發(fā)隊伍。但研發(fā)力量分散，這種分散、重復(fù)、小規(guī)模、低水平的研發(fā)力量缺乏國際競爭力。因此，迫切需要針對深?？茖W(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域，圍繞國家重大需求，創(chuàng)新體制機制，打破部門行業(yè)壁壘，加強國內(nèi)創(chuàng)新單元深?？萍剂α康恼虾腿诤稀?/p>

中科院正在籌建的深海研究中心正是應(yīng)對深海研究的現(xiàn)狀而進行的戰(zhàn)略布局，在研究中心的建設(shè)中，應(yīng)瞄準深?？茖W(xué)研究前沿?zé)狳c問題，集中國內(nèi)涉海研究單位的優(yōu)勢力量，圍繞深?？茖W(xué)和資源勘探規(guī)模開發(fā)等目標，組建具有國際競爭力的中國深?？茖W(xué)技術(shù)研發(fā)機構(gòu)，成為有效支撐深海資源勘探開發(fā)和深海科學(xué)研究的關(guān)鍵技術(shù)力量。

3.5 核心技術(shù)的突破

我國深海技術(shù)設(shè)備國產(chǎn)化率較低，海洋儀器進口率約占95%，技術(shù)總體水平與國外先進水平相差15—20年。在深海探測觀測技術(shù)、資源開采技術(shù)、深?？臻g利用技術(shù)、深海環(huán)境保護技術(shù)以及深海裝備技術(shù)中，首先要充分借鑒國外的先進經(jīng)驗與技術(shù)，但對于受制于人的核心技術(shù)要努力組織隊伍進行自主研發(fā)，聯(lián)合攻關(guān)，以關(guān)鍵核心技術(shù)為突破點，尋求以點帶面，達到整體技術(shù)的突破，如熱液硫化物開采技術(shù)、天然氣水合物的保真采樣技術(shù)、深潛器（HOV）技術(shù)、深海浮標技術(shù)。

3.6 體制機制創(chuàng)新

深海研究涉及到多領(lǐng)域、多學(xué)科的研究，我國必須針對深海的特殊環(huán)境條件，大力扶持海洋科技企業(yè)，發(fā)揮企業(yè)在海洋技術(shù)創(chuàng)新中的主體作用，發(fā)揮科研院所和高校系統(tǒng)的基礎(chǔ)地質(zhì)理論研究、勘探與數(shù)據(jù)處理技術(shù)的優(yōu)勢，優(yōu)化科技力量布局，建設(shè)以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的海洋技術(shù)創(chuàng)新體系，構(gòu)建開放、流動、競爭、協(xié)作的運行機制。鼓勵具有先進知識和技術(shù)的科研機構(gòu)和大學(xué)加入到深海資源開發(fā)的行列，以技術(shù)入股或特批開發(fā)權(quán)限或并入大公司等多種方式吸引國產(chǎn)技術(shù)在深海資源開發(fā)中的應(yīng)用，吸引國內(nèi)一流科研機構(gòu)投入深海技術(shù)的開發(fā)隊伍中。

3.7 人才隊伍建設(shè)

任何科技的發(fā)展與進步，人才都是第一位的。根據(jù)我國深海研究的目標、任務(wù)，組織一批相關(guān)機構(gòu)的科技人員及研究生進行專業(yè)培訓(xùn)；選拔一批科技人員出國學(xué)習(xí)；組織國內(nèi)大洋鉆探領(lǐng)域的專家參加IODP相關(guān)航次，承擔(dān)相關(guān)調(diào)查、研究、計算、測試分析任務(wù)，通過實際工作造就大洋鉆探人才。逐步形成一支學(xué)科齊全、能獨立調(diào)研的大洋鉆探科技隊伍；通過各種方式培養(yǎng)出大洋鉆探中青年學(xué)術(shù)帶頭人。建立健全激勵機制，營造良好的人才創(chuàng)業(yè)環(huán)境。

1 方銀霞，包更生，金翔龍.21世紀深海資源開發(fā)利用的展望.海洋通報，2000，19（5）：73-77.

2 Volcanic Activity Reports.Global Volcanism Program[J/OL].Available from:Bulletin of the Global Volcanism Network via Internet Accessed 2001-3,March/26/2001,http://rathbun.si.edu/gvp/world/region06

3 安芷生，符淙斌.全球變化科學(xué)的進展.地球科學(xué)進展,2001，1（5）：671-680.

4 楊平.尤里卡計劃何去何從.全球科技經(jīng)濟 望，2000,1.

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

6 劉新月，王清，周祖翼.日本的綜合大洋鉆探計劃（IDOP）.地球科學(xué)進展,2004，19（4）:552-557.

7 左汝強，李常茂，殷慕慈.對我國今后開展國際海洋科學(xué)鉆探工作的建議.http://www.crcmlr.org.cn/results_zw.asp?newsId=L709171041466722