深海科考

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(yù)歸來，它在馬里亞納海溝實(shí)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(gè)連接世界各大陸、具有復(fù)雜法律屬性的巨大空間。深海科考，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(jìn)行科學(xué)調(diào)查，以獲得深海科學(xué)數(shù)據(jù)。

那么，要下潛到多深才算深海科考？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海考察，4000米以下就算作深海考察。

深海蘊(yùn)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(yù)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(jià)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(yùn)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(jià)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(yàn)階段。

深層海水與表面海水的溫度差也蘊(yùn)藏著巨大的能源資源。溫差能具有可再生、清潔、能量輸出波動小等優(yōu)點(diǎn)，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。

另外，在深海活躍著一些奇特的微生物，它們在獨(dú)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(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。人類通過深海科考，可以更深入地了解海洋的運(yùn)作方式，探索深海的奧秘，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(jìn)步，為人類造福;了解海底地質(zhì)變化和洋殼運(yùn)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(jìn)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(shí)可能出現(xiàn)的洋流、海洋動物、地質(zhì)變動等帶來的危險(xiǎn)。

當(dāng)前，人類深海科考發(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(yùn)載平臺和作業(yè)技術(shù)等。深海科考是海洋開發(fā)和海洋技術(shù)發(fā)展的最前沿和制高點(diǎn)，是國家綜合實(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。

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(gè)國家。但載人潛水器的使用費(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(jī)、機(jī)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(yùn)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海科考的主力。