近日，由中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所研制的“海斗一號(hào)”全海深自主遙控潛水器載譽(yù)歸來(lái)，在馬里亞納海溝實(shí)現(xiàn)4次萬(wàn)米下潛，最大下潛深度10907米，刷新中國(guó)潛水器最大下潛深度紀(jì)錄，眾人贊嘆“這是一個(gè)有‘深度’的潛水器!”與此同時(shí)，深海科考也再度引發(fā)關(guān)注。

下潛多深才算深海科考并無(wú)定論

深海，顧名思義，與淺海相對(duì)應(yīng)，它包括海床、底土及上覆水體，是一個(gè)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^(guò)一定的技術(shù)手段和技術(shù)裝備，對(duì)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(jìn)行科學(xué)調(diào)查，以獲得深?？茖W(xué)數(shù)據(jù)的過(guò)程。

那么，要下到多深才算深海科考?

中國(guó)科學(xué)院海洋研究所研究員李新正在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪(fǎng)時(shí)表示，關(guān)于下到多深才算深海科考的問(wèn)題，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(méi)有統(tǒng)一的說(shuō)法，200米、500米、1000米、2000米甚至50000米都曾被作為深海的標(biāo)志性深度。

以海洋生物學(xué)為例，由于海洋生物對(duì)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(duì)水深的劃分比較具體。由美國(guó)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(duì)于海洋生物科考來(lái)說(shuō)，200米以下的科考就算作半深海考察，4000米以下算深?？疾?。

用深?？瓶及l(fā)掘海洋深處的寶藏

深海蘊(yùn)藏著人類(lèi)社會(huì)未來(lái)發(fā)展所需的戰(zhàn)略金屬、能源和生物資源，被譽(yù)為21世紀(jì)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略“新疆域”。目前，確定有開(kāi)發(fā)價(jià)值或潛力的領(lǐng)域主要有深海礦產(chǎn)資源的勘探與開(kāi)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(kāi)發(fā)等。

資料顯示，深海蘊(yùn)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(kāi)采與陸上相比成本更高，商業(yè)開(kāi)發(fā)利用價(jià)值和潛力沒(méi)有顯現(xiàn)出來(lái)，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(kāi)發(fā)尚屬于探測(cè)和試驗(yàn)階段。

深層海水與表面海水的溫度差還蘊(yùn)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(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，樂(lè)觀(guān)估計(jì)，全球海洋溫差能儲(chǔ)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(yàn)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(yàn)或驗(yàn)證型發(fā)電系統(tǒng))。

另外，在深?；钴S著一些奇特的微生物，它們?cè)讵?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)包圍中，形成了極為獨(dú)特的生物結(jié)構(gòu)、代謝機(jī)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(lèi)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。李新正表示，人類(lèi)通過(guò)深海科考，可以更深入地了解海洋的運(yùn)作方式、深海的奧秘，從而更好地利用和保護(hù)海洋資源。例如，了解深海洋流運(yùn)動(dòng)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(bào)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(wèn)題;從深海生物中可以提取淺海生物沒(méi)有的生物活性物質(zhì)，推動(dòng)生物制藥的進(jìn)步，為人類(lèi)造福;了解海底地質(zhì)變化和洋殼運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)海底地震，讓海底礦藏開(kāi)采更有安全保障。

人類(lèi)從未停止對(duì)海洋的探索

從古至今，人類(lèi)從未停止過(guò)對(duì)海洋的探索。

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

而開(kāi)啟現(xiàn)代科學(xué)海洋考察的則是1872—1876年的“挑戰(zhàn)者號(hào)”科考船遠(yuǎn)征。“挑戰(zhàn)者”號(hào)航行近7萬(wàn)海里(13萬(wàn)公里)，總共進(jìn)行了492次深海探通、133次海底挖掘、151次開(kāi)闊水域拖網(wǎng)和263次連續(xù)水溫觀(guān)測(cè)，并發(fā)現(xiàn)約4700種新的海洋生物。“挑戰(zhàn)者”號(hào)遠(yuǎn)征是人類(lèi)史上第一次真正海洋巡航的科學(xué)考察。

20世紀(jì)20年代，人類(lèi)開(kāi)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(guó)潛水器潛入914米深度，是人類(lèi)第一次在深海對(duì)生物進(jìn)行觀(guān)察。

20世紀(jì)60年代，以美國(guó)“阿爾文”號(hào)為代表的第二代潛水器得到發(fā)展。“阿爾文”號(hào)帶有動(dòng)力，還配置了水下攝影機(jī)、機(jī)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(hào)，是世界上潛水次數(shù)最多的潛水器。

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

……

大洋鉆探計(jì)劃始于1966年。海底熱泉?jiǎng)t在1977年由約翰·科里斯和羅伯·巴拉德搭乘“阿爾文”號(hào)發(fā)現(xiàn)。20世紀(jì)70年代，科學(xué)家將大型電腦應(yīng)用于海洋科考，對(duì)海洋條件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，并視其為整體環(huán)境變化預(yù)測(cè)的一部分，同時(shí)廣泛地設(shè)置海洋浮標(biāo)，以取得更完整的觀(guān)測(cè)資料。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類(lèi)下潛深海還會(huì)遇到哪些挑戰(zhàn)呢?李新正說(shuō)，主要還是要克服黑暗、動(dòng)力障礙、無(wú)法自然呼吸等帶來(lái)的心理壓力，以及隨時(shí)可能出現(xiàn)的洋流、海洋動(dòng)物、地質(zhì)變動(dòng)等帶來(lái)的危險(xiǎn)。

當(dāng)前，人類(lèi)深海科考發(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(cè)技術(shù)，深水油氣、礦產(chǎn)、生物及其基因資源勘查和開(kāi)發(fā)技術(shù)，深海運(yùn)載平臺(tái)和作業(yè)技術(shù)等。深海高技術(shù)是海洋開(kāi)發(fā)和海洋技術(shù)發(fā)展的最前沿和制高點(diǎn)，是國(guó)家綜合實(shí)力的集中表現(xiàn)，也是目前世界高科技發(fā)展的方向之一。

相關(guān)鏈接

這些技術(shù)被用來(lái)征服深海

像航天技術(shù)一樣，深海科考也需要新的儀器和技術(shù)。外太空是寒冷無(wú)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。

8世紀(jì)，維京人在繩索上掛金屬塊以測(cè)量水深。從19世紀(jì)開(kāi)始，研究人員開(kāi)始使用鋼纜對(duì)海洋進(jìn)行測(cè)深。進(jìn)入20世紀(jì)，科學(xué)家們想到了利用聲音測(cè)量水深，他們使用炸彈測(cè)深(將炸彈扔入海溝并記錄回聲)，發(fā)現(xiàn)馬里亞納海溝、菲律賓海溝和湯加海溝的深度都超過(guò)1萬(wàn)米。在20世紀(jì)50年代后，海洋科考進(jìn)入聲吶時(shí)代。

當(dāng)人們確定海床深度后，便想看看海床是怎樣的一番景象。第一艘潛水艇由荷蘭工程師德雷爾于1623年制造。1865年法國(guó)發(fā)明家貝努瓦·盧庫(kù)埃羅發(fā)明潛水服和呼吸器。1943年，庫(kù)斯托與埃米爾·加尼昂共同發(fā)明水肺，使用至今。

目前世界上擁有載人深潛器的只有美國(guó)、日本、法國(guó)、俄羅斯、中國(guó)5個(gè)國(guó)家。其中中國(guó)“蛟龍”號(hào)的設(shè)計(jì)最大工作深度為7000米。

但有人潛水器的使用費(fèi)用令大多數(shù)科研團(tuán)隊(duì)望而卻步，加之載人深潛器在滿(mǎn)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(shí)候依賴(lài)于無(wú)人潛水器。

無(wú)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(jī)、機(jī)械臂、聲納設(shè)備和樣品容器。自主水下航行器無(wú)需人工控制即可運(yùn)行，可以通過(guò)聲吶繪制海床三維地圖，測(cè)量深海溫度與化學(xué)物質(zhì)并拍照。這兩種無(wú)人潛水器共同成為了今天深?？瓶嫉闹髁Α?記者 王祝華 王健高)

標(biāo)簽： “海斗一號(hào)” 下潛深度紀(jì)錄