论文部分内容阅读
大洋寻宝
1983年，中国进行了一次以捞取锰结核为主的、综合性的远洋科学调查，包括地球物理、水文、测深和取样。锰结核是什么宝贝，让我们国家派人不远万里，闯过惊涛骇浪，来到这既和中国远隔重洋，也不是海上贸易航道的茫茫太平洋上呢?
故事还要从100多年前讲起。
1873年，一艘叫做“挑战者”号的英国帆船，在距离加那利群岛西南300千米的海底，捞出了几块黑色的、形状像是土豆的石头。科学家把它带回英国化验分析后才知道，原来这种“黑色的土豆”是一种含有大量锰、铁、铜、镍、钴等元素的矿石。人们给它起名叫“锰结核”。锰结核含有30多种不同元素，但最使人们感兴趣的，是其中铜、钴、镍的品位比陆地矿产要高得多。铜、钴、镍都是非常重要的金属元素，被广泛应用于通讯、电子、化工、冶金、航空航天等领域。但是，大自然却十分吝啬，这些金属在陆地上的储量都很少，特别是在中国，铜、钴、镍等有色金属短缺，三分之二依赖进口，严重影响经济的可持续发展。
而锰结核的发现，就向人类打开了海底宝库的大门!它是亿万年的沧桑巨变自发形成的矿床，储量极其丰富。在一些富矿的海区，每平方米海底就有100千克，简直是一个挨一个铺满海底，像一片丰收的“土豆田”。全世界海底的锰结核总量约3万多亿吨。按现在世界年消耗量算，够全人类用上几万年!
但是，由于锰结核一般都呆在水深超过2000米的海底，也就是大多在茫茫的公海，路远水深，风急浪大，开采成本极高。“挑战者号”的发现，只是在当时的科学界，掀起了一些小小的浪花，并没有唤醒大众的关注。锰结核，仍旧是“养在深闺人未识”，一如既往地在海底沉睡。
1970年，第25届联大通过一个建议，把国际海底这些资源划为人类共同资源财产，这是一个重要原则。这意味着全世界任何国家都可以在国际海底进行活动，都有权利分享这一片资源。于是，一轮“蓝色圈地”的海上竞争开始了。美国捷足先登，苏、日、德、英、法等国一拥而上，争相开发，跑马圈地。这茫茫无际的海洋，眼看就要被瓜分殆尽!以美国为首的西方国家认为，国际海底资源就是无主之物，谁发现，就归谁，但这一主张遭到第三世界的反对。1967年，只有30万人口的马耳他代表帕多，提出了著名的“帕多提案”，指出国际海底应为“人类的共同继承财产”，在1970年第25届联合国大会表决通过。1982年，新的《海洋法公约》正式出台，要建立国际海底管理局，以全人类的名义监控，任何国家及企业都无权自行勘探和开发国际海底资源。次年，联合国国际海底管理筹备委员会会议成立，准备建立国际海底管理局。这也让中国意识到，要想在未来的国际舞台发出自己的声音，开发的脚步必须加快了。
于是1983年，太平洋的滔滔海面上，终于迎来了第1艘中国的调查锰结核的海洋科考船——“向阳红16号”。
当时，西方国家的科考船已经用上了水下照相、水下电视、声呐勘测等先进技术装备，而“向阳红16号”上，只有绞车、拖网和抓斗，几乎都是用渔民的装备土法上马，自己动手改制的。看看人家的“洋枪洋炮”，再瞧瞧自家寒酸的“小米加步枪”，很多人都怀疑：用这样落后的设备，能找到锰结核吗?
茫茫太平洋，水深超过了5000米，海底地形复杂，山峰陡峭，峡谷幽深。几千米的钢缆放下去，在海流的冲击下，就像一根柔弱的蜘蛛丝，摇摆不定。万一钢缆折断了，或者是下面的拖网、抓斗，磕到了海底的石头，就会碰坏，甚至丢失，那麻烦就大了。
最令人头疼的事情，就是当时的采样设备上面没有摄像头。大洋的海底，光线无法透入，都是一片漆黑。拖网放下去，就是两眼一抹黑，像盲人摸象一样，到底有没有网到东西，是不是锰结核，甚至钢缆有没有放到海底，都不知道，一切只有出了水，才能看清楚。
连续60多个昼夜，科考船上人员分成三班倒，奋战不停地打捞。终于，奇迹出现了!一网接一网，锰结核被乖乖地从海底捞上来了!成堆的乌黑发亮的“土豆”，堆满了甲板，滚满了船舱。在60多天里，科考队员共采集锰结核310多千克，其中，有一网，一下子就捞起了183千克!这一下，所有人都心花怒放，就连晕船都忘了，一切的苦累，都消散得无影无踪!
这一战，可以说是一锤定音。如此简陋的设备，如此落后的技术，就取得了这样大的战果，这就证明，选择的这个矿区，锰结核的储量是很丰富的。此后，国家海洋局与地质矿产部携手合作，经过了9个航次的调查，探明了1块可采储量为20亿吨的富矿区。1991年，中国成立了大洋协会，在前苏联、日本、法国、印度之后，登记为第5个国际先驱投资者。中国得到了7.5万平方千米合同矿区(面积与渤海大小相当)，终于实现了一直以来的梦想，昂首进军三大洋。中国的海洋科考工作者为此付出了辛勤的汗水，甚至宝贵的生命。执行第1次锰结核普查任务的“向阳红16号”，后来在1991年的出海科考中，不幸沉没，船上3人遇难。
2005年，在青岛港，一艘崭新的深海科考船“大洋1号”扬帆起航了。这次远航，中国的科考船一洗过去的简陋和寒酸。“大洋1号”是从前苏联购买的，2002年又经过现代化改装，再造金身。“大洋1号”船上共有大大小小10多个实验室，设施齐全。而新增的各种先进设备，更是让海底科考如虎添翼。电视抓斗犹如“千里眼”，将幽暗的海底一览无余；声呐设备好比“顺风耳”，能“听”出海底的地形地貌……对科考人员来说，这次可以说真的是“鸟枪换炮”了。更令人自豪的是，这些宝贝几乎都是中国自主研发的!
这次出航，“大洋1号”的每个岗位都是24小时值守，轮流换岗。尤其是电视抓斗一上一下，更是牵动着每个人的心忽起忽落。被戏称“通宵电影院”的监控室，常常挤满了观众，每个人都全神贯注，生怕出一点差错。
在翻看电视抓斗传回的画面时，有1幅照片吸引了科学家的目光：这块海底的石头里，竟然冒出了缕缕的白烟。这些烟是怎么来的呢?简单地说，在大洋的海底，板块活动比较活跃。在板块的裂隙里，灼热的岩浆把渗进来的海水加热成400～500度的热水，这样，岩浆里的金属元素，就有很多溶解在热水里。当热水沿着裂缝涌出来，碰到冰冷的海水，那些溶解的金属元素，就会冷却结晶，留在海底。夹杂着硫、铁、铜、金等金属物质的滚烫的水从海底冒出来，从远处看，黑烟滚滚，就像一个喷发的黑烟囱，所以海底的热液硫化物，被形象地叫做“海底黑烟囱”。这是海底里继锰结核之后，发现的又一种珍贵的矿床。那么，“大洋l号”传回的这幅照片上，是真正的“海底黑烟囱”吗?如果是，该怎么证明呢?
20世纪70年代，美国科学家发现了第1个“海底黑烟囱”，到2005年，全世界已经发现了大大小小160多处热液硫化物。2007年，“大洋1号”开始了第19次航行。本次科考的中心任务，恰恰就是去寻找“海底黑烟囱”，亲手把它抓上来!
经过反复探寻，“海底黑烟囱”已经定位在几平方千米的范围内，但这个区域还是太大，需要进一步缩小包围圈。找这些“黑烟囱”和找锰结核可大不一样。锰结核是平铺在海底，就像一片“土豆田”，密密麻麻。只要撒大网捞“鱼”，多来几网，总能捞得上来。而“黑烟囱”就小多了，只有1个小小的喷发点，方圆只有几米，在数千米的水下，要准确地找到它，无异于大海捞针。操作时，电视抓斗的有效观测距离是3～5米，但是由于船在海水中上下颠簸，稍微动一点，在海底就有十几米的误差。眼看着“烟囱口”，一会儿清晰，一会儿模糊，再加上烟囱口冒出的黑烟和抓斗搅动起来的泥沙影响，海水变得更浑浊了，实在是捉摸不定。好在有1秒钟看得比较清晰，电视抓斗一下子伸过去，终于成功地抓到了“海底黑烟囱”!对中国的大洋科考来说，这是个意义十分重大的事件。此后，在接下来的航次中，我国科考人员又陆续发现了11个“黑烟囱”，在国际上引起了强烈的关注。2010年，国际海底管理局批准了中国大洋协会的申请，从此，中国在西南印度洋拥有了1万平方千米的金属硫化物资源矿区，并在未来开发该资源时，享有优先开采权。这是世界上第1块多金属硫化物矿区，中国走在了世界的前头!
一次又一次的远航，科考船带回了沉甸甸的收获。一个个黑色的“土豆”——锰结核，一块块巨大的“石板”——富钴结壳，一个个矗立的“黑烟囱”——热液硫化物，成为大洋样品馆的镇馆之宝。大洋科考，不仅为中国在茫茫大洋上打开了宝库，也让中国一跃成为国际深海探险大国的一员，在国际社会占据了重要的一席之地。
从明朝后期，一直到鸦片战争，闭关锁国的政策把蔚蓝的大海当做大陆的护城河。“寸板不许下海”的禁令，让中国故步自封，处处挨打。到了今天，我们不但要强调960万平方千米的陆地领土，更要维护300万平方千米的领海主权，还要主张7.5万平方千米的多金属结核区和1万平方千米的多金属硫化物区域，开发人类的共同财产。广袤的大海，不仅出产多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物等海底矿产，为我国的经济高速发展，提供了丰富的资源，更是一个天然的实验室，为海洋科学的发展搭起了广阔的舞台。
1983年，中国进行了一次以捞取锰结核为主的、综合性的远洋科学调查，包括地球物理、水文、测深和取样。锰结核是什么宝贝，让我们国家派人不远万里，闯过惊涛骇浪，来到这既和中国远隔重洋，也不是海上贸易航道的茫茫太平洋上呢?
故事还要从100多年前讲起。
1873年，一艘叫做“挑战者”号的英国帆船，在距离加那利群岛西南300千米的海底，捞出了几块黑色的、形状像是土豆的石头。科学家把它带回英国化验分析后才知道，原来这种“黑色的土豆”是一种含有大量锰、铁、铜、镍、钴等元素的矿石。人们给它起名叫“锰结核”。锰结核含有30多种不同元素，但最使人们感兴趣的，是其中铜、钴、镍的品位比陆地矿产要高得多。铜、钴、镍都是非常重要的金属元素，被广泛应用于通讯、电子、化工、冶金、航空航天等领域。但是，大自然却十分吝啬，这些金属在陆地上的储量都很少，特别是在中国，铜、钴、镍等有色金属短缺，三分之二依赖进口，严重影响经济的可持续发展。
而锰结核的发现，就向人类打开了海底宝库的大门!它是亿万年的沧桑巨变自发形成的矿床，储量极其丰富。在一些富矿的海区，每平方米海底就有100千克，简直是一个挨一个铺满海底，像一片丰收的“土豆田”。全世界海底的锰结核总量约3万多亿吨。按现在世界年消耗量算，够全人类用上几万年!
但是，由于锰结核一般都呆在水深超过2000米的海底，也就是大多在茫茫的公海，路远水深，风急浪大，开采成本极高。“挑战者号”的发现，只是在当时的科学界，掀起了一些小小的浪花，并没有唤醒大众的关注。锰结核，仍旧是“养在深闺人未识”，一如既往地在海底沉睡。
1970年，第25届联大通过一个建议，把国际海底这些资源划为人类共同资源财产，这是一个重要原则。这意味着全世界任何国家都可以在国际海底进行活动，都有权利分享这一片资源。于是，一轮“蓝色圈地”的海上竞争开始了。美国捷足先登，苏、日、德、英、法等国一拥而上，争相开发，跑马圈地。这茫茫无际的海洋，眼看就要被瓜分殆尽!以美国为首的西方国家认为，国际海底资源就是无主之物，谁发现，就归谁，但这一主张遭到第三世界的反对。1967年，只有30万人口的马耳他代表帕多，提出了著名的“帕多提案”，指出国际海底应为“人类的共同继承财产”，在1970年第25届联合国大会表决通过。1982年，新的《海洋法公约》正式出台，要建立国际海底管理局，以全人类的名义监控，任何国家及企业都无权自行勘探和开发国际海底资源。次年，联合国国际海底管理筹备委员会会议成立，准备建立国际海底管理局。这也让中国意识到，要想在未来的国际舞台发出自己的声音，开发的脚步必须加快了。
于是1983年，太平洋的滔滔海面上，终于迎来了第1艘中国的调查锰结核的海洋科考船——“向阳红16号”。
当时，西方国家的科考船已经用上了水下照相、水下电视、声呐勘测等先进技术装备，而“向阳红16号”上，只有绞车、拖网和抓斗，几乎都是用渔民的装备土法上马，自己动手改制的。看看人家的“洋枪洋炮”，再瞧瞧自家寒酸的“小米加步枪”，很多人都怀疑：用这样落后的设备，能找到锰结核吗?
茫茫太平洋，水深超过了5000米，海底地形复杂，山峰陡峭，峡谷幽深。几千米的钢缆放下去，在海流的冲击下，就像一根柔弱的蜘蛛丝，摇摆不定。万一钢缆折断了，或者是下面的拖网、抓斗，磕到了海底的石头，就会碰坏，甚至丢失，那麻烦就大了。
最令人头疼的事情，就是当时的采样设备上面没有摄像头。大洋的海底，光线无法透入，都是一片漆黑。拖网放下去，就是两眼一抹黑，像盲人摸象一样，到底有没有网到东西，是不是锰结核，甚至钢缆有没有放到海底，都不知道，一切只有出了水，才能看清楚。
连续60多个昼夜，科考船上人员分成三班倒，奋战不停地打捞。终于，奇迹出现了!一网接一网，锰结核被乖乖地从海底捞上来了!成堆的乌黑发亮的“土豆”，堆满了甲板，滚满了船舱。在60多天里，科考队员共采集锰结核310多千克，其中，有一网，一下子就捞起了183千克!这一下，所有人都心花怒放，就连晕船都忘了，一切的苦累，都消散得无影无踪!
这一战，可以说是一锤定音。如此简陋的设备，如此落后的技术，就取得了这样大的战果，这就证明，选择的这个矿区，锰结核的储量是很丰富的。此后，国家海洋局与地质矿产部携手合作，经过了9个航次的调查，探明了1块可采储量为20亿吨的富矿区。1991年，中国成立了大洋协会，在前苏联、日本、法国、印度之后，登记为第5个国际先驱投资者。中国得到了7.5万平方千米合同矿区(面积与渤海大小相当)，终于实现了一直以来的梦想，昂首进军三大洋。中国的海洋科考工作者为此付出了辛勤的汗水，甚至宝贵的生命。执行第1次锰结核普查任务的“向阳红16号”，后来在1991年的出海科考中，不幸沉没，船上3人遇难。
2005年，在青岛港，一艘崭新的深海科考船“大洋1号”扬帆起航了。这次远航，中国的科考船一洗过去的简陋和寒酸。“大洋1号”是从前苏联购买的，2002年又经过现代化改装，再造金身。“大洋1号”船上共有大大小小10多个实验室，设施齐全。而新增的各种先进设备，更是让海底科考如虎添翼。电视抓斗犹如“千里眼”，将幽暗的海底一览无余；声呐设备好比“顺风耳”，能“听”出海底的地形地貌……对科考人员来说，这次可以说真的是“鸟枪换炮”了。更令人自豪的是，这些宝贝几乎都是中国自主研发的!
这次出航，“大洋1号”的每个岗位都是24小时值守，轮流换岗。尤其是电视抓斗一上一下，更是牵动着每个人的心忽起忽落。被戏称“通宵电影院”的监控室，常常挤满了观众，每个人都全神贯注，生怕出一点差错。
在翻看电视抓斗传回的画面时，有1幅照片吸引了科学家的目光：这块海底的石头里，竟然冒出了缕缕的白烟。这些烟是怎么来的呢?简单地说，在大洋的海底，板块活动比较活跃。在板块的裂隙里，灼热的岩浆把渗进来的海水加热成400～500度的热水，这样，岩浆里的金属元素，就有很多溶解在热水里。当热水沿着裂缝涌出来，碰到冰冷的海水，那些溶解的金属元素，就会冷却结晶，留在海底。夹杂着硫、铁、铜、金等金属物质的滚烫的水从海底冒出来，从远处看，黑烟滚滚，就像一个喷发的黑烟囱，所以海底的热液硫化物，被形象地叫做“海底黑烟囱”。这是海底里继锰结核之后，发现的又一种珍贵的矿床。那么，“大洋l号”传回的这幅照片上，是真正的“海底黑烟囱”吗?如果是，该怎么证明呢?
20世纪70年代，美国科学家发现了第1个“海底黑烟囱”，到2005年，全世界已经发现了大大小小160多处热液硫化物。2007年，“大洋1号”开始了第19次航行。本次科考的中心任务，恰恰就是去寻找“海底黑烟囱”，亲手把它抓上来!
经过反复探寻，“海底黑烟囱”已经定位在几平方千米的范围内，但这个区域还是太大，需要进一步缩小包围圈。找这些“黑烟囱”和找锰结核可大不一样。锰结核是平铺在海底，就像一片“土豆田”，密密麻麻。只要撒大网捞“鱼”，多来几网，总能捞得上来。而“黑烟囱”就小多了，只有1个小小的喷发点，方圆只有几米，在数千米的水下，要准确地找到它，无异于大海捞针。操作时，电视抓斗的有效观测距离是3～5米，但是由于船在海水中上下颠簸，稍微动一点，在海底就有十几米的误差。眼看着“烟囱口”，一会儿清晰，一会儿模糊，再加上烟囱口冒出的黑烟和抓斗搅动起来的泥沙影响，海水变得更浑浊了，实在是捉摸不定。好在有1秒钟看得比较清晰，电视抓斗一下子伸过去，终于成功地抓到了“海底黑烟囱”!对中国的大洋科考来说，这是个意义十分重大的事件。此后，在接下来的航次中，我国科考人员又陆续发现了11个“黑烟囱”，在国际上引起了强烈的关注。2010年，国际海底管理局批准了中国大洋协会的申请，从此，中国在西南印度洋拥有了1万平方千米的金属硫化物资源矿区，并在未来开发该资源时，享有优先开采权。这是世界上第1块多金属硫化物矿区，中国走在了世界的前头!
一次又一次的远航，科考船带回了沉甸甸的收获。一个个黑色的“土豆”——锰结核，一块块巨大的“石板”——富钴结壳，一个个矗立的“黑烟囱”——热液硫化物，成为大洋样品馆的镇馆之宝。大洋科考，不仅为中国在茫茫大洋上打开了宝库，也让中国一跃成为国际深海探险大国的一员，在国际社会占据了重要的一席之地。
从明朝后期，一直到鸦片战争，闭关锁国的政策把蔚蓝的大海当做大陆的护城河。“寸板不许下海”的禁令，让中国故步自封，处处挨打。到了今天，我们不但要强调960万平方千米的陆地领土，更要维护300万平方千米的领海主权，还要主张7.5万平方千米的多金属结核区和1万平方千米的多金属硫化物区域，开发人类的共同财产。广袤的大海，不仅出产多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物等海底矿产，为我国的经济高速发展，提供了丰富的资源，更是一个天然的实验室，为海洋科学的发展搭起了广阔的舞台。