本月10日,中國“奮斗者”號(hào)萬米載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底,深度10909米。
為什么這些年我國不斷研發(fā)深潛器,不斷進(jìn)行深海科考呢?中科院汪品先院士回答:“因?yàn)樯詈J侨祟愒诘厍蛏狭私庾钌俚膮^(qū)域,我們對(duì)海底地形的了解還不如火星。”
汪院士促成設(shè)立了我國“海底觀測(cè)大科學(xué)工程”,1999年在南海主持中國海首次大洋鉆探,開我國深??茖W(xué)鉆探之先河。2011-2018年他主持國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃“南海深海過程演變”,該項(xiàng)目為我國海洋科學(xué)第一個(gè)大規(guī)模的基礎(chǔ)研究計(jì)劃,使南海進(jìn)入國際深海研究前列。2018年,他以82歲高齡深潛南海,發(fā)現(xiàn)深水珊瑚林。上個(gè)月他出版新書《深海淺說》,介紹了很多足以顛覆我們?nèi)^的深海知識(shí)。
深海地理:“南大洋”才是世界大洋中心 地球上最大的山脈、最深的溝谷,都在深海;最大的滑坡、最強(qiáng)的火山爆發(fā),也都發(fā)生在海底;海底居然是漏的;海底有10萬座1000米以上高山……這些都是“入門級(jí)”的深海知識(shí)。
更進(jìn)一步的還有,太平洋和大西洋“級(jí)別”不同,“資歷”也不同。深海中海水放射性碳的年齡代表著海水離開海面以后的滯留時(shí)間,因此也可以理解為海水的年齡。測(cè)量的結(jié)果顯示,熱帶大西洋3000米深處的海水平均年齡只有350年,而同樣深度熱帶太平洋的深層水有1550年,說明北大西洋深部海水最年輕,流到北太平洋,已經(jīng)是千年的“老水”。之所以會(huì)這樣,是因?yàn)樘窖蟛攀堑厍蜃畛醯某?jí)大洋,大西洋是后來才誕生的。
“四大洋”的說法已經(jīng)過時(shí)。2000年國際水文組織設(shè)定了“南大洋”,介于南極洲和南極圈之間,是傳統(tǒng)上太平洋、大西洋、印度洋的南端,面積略大于北冰洋。
從海洋學(xué)上講,南大洋才是世界大洋的中心,南大洋的西風(fēng)推動(dòng)全球大洋翻轉(zhuǎn),影響著全球的氣候變化。如果大洋停止翻轉(zhuǎn),世界將會(huì)怎樣?那時(shí)《后天》將不再是科幻電影,而是最可怕的真實(shí)。
此外,在很大程度上是南大洋控制著全球大洋的碳循環(huán)和生物泵,南大洋以外的世界大洋生產(chǎn)力,有3/4的養(yǎng)料是來自南大洋。
看到這里,是不是可以部分地明白,為什么世界主要國家,都在默默地堅(jiān)持南極洲建站考察,建了一個(gè)站還不夠,還要組網(wǎng)、成片?
這還不算,汪院士用浪漫的筆調(diào)講了冷冰冰的科學(xué)道理——古人發(fā)誓喜歡“海誓山盟”,其價(jià)值在于山海的穩(wěn)定性,可是“??菔癄€”其實(shí)容易。兩萬年前大冰期時(shí)海面下降,東海、黃海變成一片平原,從上??梢圆叫械綎|京;一萬年前海面回升,再由河流的泥沙堆積出今天的長(zhǎng)江三角洲。真正困難的是“翻江倒海”,2000多萬年前中國西部隆升、地形倒轉(zhuǎn),長(zhǎng)江大河流向翻轉(zhuǎn),方才有了“一江春水向東流”;南美洲也是1000多萬年前安第斯山脈快速隆升,造就了東流的亞馬孫河。
深海寶藏:比石油和金屬更寶貴的是基因
說到寶藏,大家都很興奮;汪院士在書中給大家潑了一點(diǎn)冷水。
早在上個(gè)世紀(jì),輿論就多次宣傳,我國在大洋里有一塊礦藏權(quán)益區(qū),里面的金屬結(jié)核礦如何如何豐饒,云云。
這塊區(qū)域確實(shí)屬于我國,其他大國也都分到了各自的采礦區(qū);可是由于各種原因,世界上還沒有一個(gè)商業(yè)開采成功的實(shí)例。
1972-1978年是錳結(jié)核開發(fā)的黃金時(shí)期,各大財(cái)團(tuán)在政府支持下組成聯(lián)合體著手開采太平洋錳結(jié)核,但是真正在海上試驗(yàn)成功的就一家,那就是德國、美國、加拿大和日本公司組成的合資企業(yè)OMI,1978年初,從太平洋海底泵上了800噸錳結(jié)核,可惜最后把整個(gè)采礦系統(tǒng)給弄丟了。
1982年起,美、德、法等國實(shí)際停止了大洋錳結(jié)核的勘探開發(fā),原因包括金屬原料價(jià)格、國際政治背景和海底開發(fā)的環(huán)境影響等等。其中最大因素還是考慮深海海底的生態(tài)環(huán)境,從深海海底采集錳結(jié)核必然掀起海底沉積,將底棲生物活埋。
深海開發(fā),真正對(duì)當(dāng)前社會(huì)已經(jīng)產(chǎn)生重大影響的,只有石油和天然氣。
海洋可以捕魚、養(yǎng)魚,但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,那只是“小錢”,基因資源才是深海生物資源開發(fā)全新的大方向。世界大洋估計(jì)有220萬種動(dòng)物,有10億個(gè)類型的微生物,尤其是深海的生物有著各種各樣的“特殊功能”。比如在西班牙上市的抗癌新藥plitidepsin,就是從一種原索動(dòng)物——地中海海鞘中獲得的成分;又如韓國科學(xué)家將海藻的成分用于美容,發(fā)明了能阻擋有害光線、防止光老化的皮膚防皺品。
海洋基因資源目前已經(jīng)成為國際深海開發(fā)中競(jìng)爭(zhēng)角逐的戰(zhàn)略陣地。據(jù)幾年前的統(tǒng)計(jì),已經(jīng)有18000個(gè)天然產(chǎn)物和4900個(gè)專利與海洋生物基因有關(guān),海洋基因資源知識(shí)產(chǎn)權(quán)的擁有量也以每年12%的速度增長(zhǎng)。
深海博弈:諜戰(zhàn)、冷戰(zhàn)和法律戰(zhàn)都在上演
早期的海洋探測(cè)行動(dòng)都有軍方背景,比如達(dá)爾文乘坐的“貝格爾號(hào)”就是英國軍艦。各國海洋觀測(cè)、科考行動(dòng),最早都與軍方有關(guān)。
1974年,美國富豪休斯派出“格羅瑪探索者號(hào)”到太平洋進(jìn)行錳結(jié)核開采。但這場(chǎng)采礦其實(shí)是在演戲,背后是中情局在行動(dòng),目的是打撈蘇聯(lián)沉沒在太平洋的核潛艇。
汪院士在書中還披露了美國1959年在格陵蘭的“冰蟲計(jì)劃”。美國表面上搞冰芯鉆探,曾經(jīng)取得1000多米長(zhǎng)的冰芯,但是實(shí)際目的是在冰蓋之下部署600枚核彈頭,為此要建設(shè)長(zhǎng)約4.5千米的隧道,由于冰層移動(dòng)速度過快,建設(shè)無法進(jìn)行。最終美方被迫于1966年放棄“冰蟲計(jì)劃”,但是結(jié)束離開時(shí)只做了簡(jiǎn)單的處理,撤走了可攜式核電站,而將大量物資原地處理、封在冰下。最近發(fā)現(xiàn),隨著全球變暖,格陵蘭的冰蓋正在崩解。而美國對(duì)世界其他國家在格陵蘭的開發(fā),總是格外警惕。
此外還有各種海洋權(quán)益爭(zhēng)奪。
作為促成設(shè)立我國“海底觀測(cè)大科學(xué)工程”的科學(xué)家,汪院士對(duì)“進(jìn)軍海洋”有著清醒的認(rèn)識(shí)。他說——
水深超過2000米的深海,占海洋面積的84%,占地球表面的60%,因此深海才是地球表面的主體,但是深海又是我們?cè)诘厍蛏狭私庾钌俚牟糠帧!叭祟愔行恼摗笔俏覀冋J(rèn)識(shí)世界的大敵,往往習(xí)慣地將自身的時(shí)空尺度和自己身邊見聞的局限性,強(qiáng)加在不熟悉的事物之上。認(rèn)識(shí)深海與陸地的本質(zhì)區(qū)別,是當(dāng)代科學(xué)界不容推辭的重任,也是我們進(jìn)軍深海的成敗關(guān)鍵。 ? ? ? (李煦)
編輯:但堂丹
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