本月10日,中国“奋斗者”号万米载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,深度10909米。
为什么这些年我国不断研发深潜器,不断进行深海科考呢?中科院汪品先院士回答:“因为深海是人类在地球上了解最少的区域,我们对海底地形的了解还不如火星。”
汪院士促成设立了我国“海底观测大科学工程”,1999年在南海主持中国海首次大洋钻探,开我国深海科学钻探之先河。2011-2018年他主持国家自然科学基金重大研究计划“南海深海过程演变”,该项目为我国海洋科学第一个大规模的基础研究计划,使南海进入国际深海研究前列。2018年,他以82岁高龄深潜南海,发现深水珊瑚林。上个月他出版新书《深海浅说》,介绍了很多足以颠覆我们三观的深海知识。
深海地理:“南大洋”才是世界大洋中心 地球上最大的山脉、最深的沟谷,都在深海;最大的滑坡、最强的火山爆发,也都发生在海底;海底居然是漏的;海底有10万座1000米以上高山……这些都是“入门级”的深海知识。
更进一步的还有,太平洋和大西洋“级别”不同,“资历”也不同。深海中海水放射性碳的年龄代表着海水离开海面以后的滞留时间,因此也可以理解为海水的年龄。测量的结果显示,热带大西洋3000米深处的海水平均年龄只有350年,而同样深度热带太平洋的深层水有1550年,说明北大西洋深部海水最年轻,流到北太平洋,已经是千年的“老水”。之所以会这样,是因为太平洋才是地球最初的超级大洋,大西洋是后来才诞生的。
“四大洋”的说法已经过时。2000年国际水文组织设定了“南大洋”,介于南极洲和南极圈之间,是传统上太平洋、大西洋、印度洋的南端,面积略大于北冰洋。
从海洋学上讲,南大洋才是世界大洋的中心,南大洋的西风推动全球大洋翻转,影响着全球的气候变化。如果大洋停止翻转,世界将会怎样?那时《后天》将不再是科幻电影,而是最可怕的真实。
此外,在很大程度上是南大洋控制着全球大洋的碳循环和生物泵,南大洋以外的世界大洋生产力,有3/4的养料是来自南大洋。
看到这里,是不是可以部分地明白,为什么世界主要国家,都在默默地坚持南极洲建站考察,建了一个站还不够,还要组网、成片?
这还不算,汪院士用浪漫的笔调讲了冷冰冰的科学道理——古人发誓喜欢“海誓山盟”,其价值在于山海的稳定性,可是“海枯石烂”其实容易。两万年前大冰期时海面下降,东海、黄海变成一片平原,从上海可以步行到东京;一万年前海面回升,再由河流的泥沙堆积出今天的长江三角洲。真正困难的是“翻江倒海”,2000多万年前中国西部隆升、地形倒转,长江大河流向翻转,方才有了“一江春水向东流”;南美洲也是1000多万年前安第斯山脉快速隆升,造就了东流的亚马孙河。
深海宝藏:比石油和金属更宝贵的是基因
说到宝藏,大家都很兴奋;汪院士在书中给大家泼了一点冷水。
早在上个世纪,舆论就多次宣传,我国在大洋里有一块矿藏权益区,里面的金属结核矿如何如何丰饶,云云。
这块区域确实属于我国,其他大国也都分到了各自的采矿区;可是由于各种原因,世界上还没有一个商业开采成功的实例。
1972-1978年是锰结核开发的黄金时期,各大财团在政府支持下组成联合体着手开采太平洋锰结核,但是真正在海上试验成功的就一家,那就是德国、美国、加拿大和日本公司组成的合资企业OMI,1978年初,从太平洋海底泵上了800吨锰结核,可惜最后把整个采矿系统给弄丢了。
1982年起,美、德、法等国实际停止了大洋锰结核的勘探开发,原因包括金属原料价格、国际政治背景和海底开发的环境影响等等。其中最大因素还是考虑深海海底的生态环境,从深海海底采集锰结核必然掀起海底沉积,将底栖生物活埋。
深海开发,真正对当前社会已经产生重大影响的,只有石油和天然气。
海洋可以捕鱼、养鱼,但是从长远来看,那只是“小钱”,基因资源才是深海生物资源开发全新的大方向。世界大洋估计有220万种动物,有10亿个类型的微生物,尤其是深海的生物有着各种各样的“特殊功能”。比如在西班牙上市的抗癌新药plitidepsin,就是从一种原索动物——地中海海鞘中获得的成分;又如韩国科学家将海藻的成分用于美容,发明了能阻挡有害光线、防止光老化的皮肤防皱品。
海洋基因资源目前已经成为国际深海开发中竞争角逐的战略阵地。据几年前的统计,已经有18000个天然产物和4900个专利与海洋生物基因有关,海洋基因资源知识产权的拥有量也以每年12%的速度增长。
深海博弈:谍战、冷战和法律战都在上演
早期的海洋探测行动都有军方背景,比如达尔文乘坐的“贝格尔号”就是英国军舰。各国海洋观测、科考行动,最早都与军方有关。
1974年,美国富豪休斯派出“格罗玛探索者号”到太平洋进行锰结核开采。但这场采矿其实是在演戏,背后是中情局在行动,目的是打捞苏联沉没在太平洋的核潜艇。
汪院士在书中还披露了美国1959年在格陵兰的“冰虫计划”。美国表面上搞冰芯钻探,曾经取得1000多米长的冰芯,但是实际目的是在冰盖之下部署600枚核弹头,为此要建设长约4.5千米的隧道,由于冰层移动速度过快,建设无法进行。最终美方被迫于1966年放弃“冰虫计划”,但是结束离开时只做了简单的处理,撤走了可携式核电站,而将大量物资原地处理、封在冰下。最近发现,随着全球变暖,格陵兰的冰盖正在崩解。而美国对世界其他国家在格陵兰的开发,总是格外警惕。
此外还有各种海洋权益争夺。
作为促成设立我国“海底观测大科学工程”的科学家,汪院士对“进军海洋”有着清醒的认识。他说——
水深超过2000米的深海,占海洋面积的84%,占地球表面的60%,因此深海才是地球表面的主体,但是深海又是我们在地球上了解最少的部分。“人类中心论”是我们认识世界的大敌,往往习惯地将自身的时空尺度和自己身边见闻的局限性,强加在不熟悉的事物之上。认识深海与陆地的本质区别,是当代科学界不容推辞的重任,也是我们进军深海的成败关键。 (李煦)
编辑:但堂丹
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