深?？瓶?/h1>
2021-06-02 20:57周軍
閱讀（科學(xué)探秘） 2021年3期
周軍
2020年6月，由中國研制的“海斗一號”全海深自主遙控潛水器載譽歸來，它在馬里亞納海溝實現(xiàn)4次萬米下潛，最大下潛深度達(dá)到10907米，刷新了中國潛水器最大下潛深度紀(jì)錄。
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?？瓶迹褪峭ㄟ^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)。
那么，要下潛到多深才算深?？瓶?？通常，我們把水深200～4000米作為半深海帶，4000～6000米作為深海帶，6000米以下作為超深淵帶。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?，4000米以下就算作深?？疾?。
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(jì)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，深海蘊藏著多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼，海底熱液硫化物中鎳、鈷、錳、銅的含量是陸地的數(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)利用價值和潛力還沒有顯現(xiàn)出來，加上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也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，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。
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，以及高壓、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?？瓶加兄浅Ｖ匾目茖W(xué)意義。人類通過深?？瓶?，可以更深入地了解海洋的運作方式，探索深海的奧秘，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(zhǔn)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所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(zhǔn)確地預(yù)測海底地震，讓海底礦藏開采更有安全保障。
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？主要是克服黑暗、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?？瓶际呛Ｑ箝_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。
像航天技術(shù)一樣，深?？瓶家残枰碌膬x器和技術(shù)。外太空是寒冷、無壓力的真空，但海洋深處更加富有挑戰(zhàn)——超高壓、低溫且黑暗。
目前，世界上擁有載人深潛器的國家只有美國、日本、法國、俄羅斯、中國5個國家。但載人潛水器的使用費用令大多數(shù)科研團隊望而卻步，加之載人深潛器在滿足深潛技術(shù)要求之外，還要考慮海洋學(xué)家的生命安全， 因此，現(xiàn)代深海探索大多數(shù)時候依賴于無人潛水器。
無人潛水器包括遙控潛水器和自主水下航行器。遙控潛水器是由科考船上的研究人員控制的系留式水下設(shè)備，遙控潛水器通常安裝攝像機、機械臂、聲吶設(shè)備和樣品容器。自主水下航行器無需人工控制即可運行，可以通過聲吶繪制海床三維地圖，測量深海溫度與化學(xué)物質(zhì)并拍照。這兩種無人潛水器共同成為目前深?？瓶嫉闹髁Α?/p>
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周軍
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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?？瓶迹褪峭ㄟ^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)。
那么，要下潛到多深才算深?？瓶?？通常，我們把水深200～4000米作為半深海帶，4000～6000米作為深海帶，6000米以下作為超深淵帶。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?，4000米以下就算作深?？疾?。
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(jì)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，深海蘊藏著多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼，海底熱液硫化物中鎳、鈷、錳、銅的含量是陸地的數(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)利用價值和潛力還沒有顯現(xiàn)出來，加上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也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，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。
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，以及高壓、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?？瓶加兄浅Ｖ匾目茖W(xué)意義。人類通過深?？瓶?，可以更深入地了解海洋的運作方式，探索深海的奧秘，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(zhǔn)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所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(zhǔn)確地預(yù)測海底地震，讓海底礦藏開采更有安全保障。
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？主要是克服黑暗、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。
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無人潛水器包括遙控潛水器和自主水下航行器。遙控潛水器是由科考船上的研究人員控制的系留式水下設(shè)備，遙控潛水器通常安裝攝像機、機械臂、聲吶設(shè)備和樣品容器。自主水下航行器無需人工控制即可運行，可以通過聲吶繪制海床三維地圖，測量深海溫度與化學(xué)物質(zhì)并拍照。這兩種無人潛水器共同成為目前深?？瓶嫉闹髁Α?/p>
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