 浩瀚的宇宙固然广阔，波澜起伏的大海更加气势磅礴！我们为什么要探索海洋？大家知道，21世纪人类社会面临着三大难题：人口膨胀、资源短缺、环境恶化。全球每年净增人口约7700万，预计2025年地球人口将达到80亿。我们每时每刻，都在消耗地球上的矿产资源。据统计（2011年），每个美国人年均消耗约19吨矿物、金属和燃料，一生（按照78岁）平均需消耗约1500吨。当前，全球人口已经突破了70亿，若按人均年消耗10吨资源估算，每年需要在地球上开矿700亿吨！一个个触目惊心的数字，成为人类巨大的挑战。而另一边的海洋，却是资源的宝库、人类活动的新空间！ 海洋里面有些什么呢？ 我们知道，地球上的生物离不开太阳，时时刻刻、分分秒秒吸收着来自太阳的能量。也就说，我们地球上的生物生活在阳光生物圈里。在这里，植物通过光合作用，把无机碳（CO2）固定，转化为有机碳，如葡萄糖、淀粉等，形成了一个复杂的生物链、生物圈。由于依赖阳光，在水深小于50米的大陆架浅海区，生物量和密度最大，但随着深度的增加，生物量显著减少，到深海大洋，生物数量更是显著降低。 然而，在深海里存在着一个黑暗生态圈。比如，在海底热液喷口和冷泉喷口等处环境极端恶劣，这里高压、缺氧，这里富含甲烷、硫化氢和重金属，但这里没有阳光，却存在着生命的绿洲，这里繁衍着大量的微生物，组成了一个黑暗的生物圈。在这里，万物生长可以不靠太阳。这里的初级生产者是细菌和古菌，初级能量来源于细菌和古菌通过氧化环境中的硫化氢和甲烷获得化学能来还原CO2，制造有机物。也就是说，在黑暗生物圈里，存在的是基于化能合成的食物链。 海底还有哪些矿产资源？ 先来了解一下海洋区域的划分，我们的海洋可划分为大陆架、大陆坡、洋盆以及海岭。在各个区域存在着不同种类或者不同量级的矿产资源。大家知道的“可燃冰”，也叫天然气水合物，被称为21世纪的新能源，这是水和天然气分子（以甲烷为主）在高压、低温条件下形成的固态化合物。世界海底天然气水合物约含有1.1万亿吨甲烷，是所有化石燃料，包括煤、石油和天然气中碳含量总和的2倍。 另一种是多金属结核，主要分布在4000～5000m的大洋盆地。世界深海底结核总储量约15000～30000亿吨，仅太平洋表层1m沉积物中的结核就有1万亿吨，从中可提取锰2000亿吨、镍90亿吨、铜50亿吨、钴30亿吨，分别相当于其在陆上储量的200、120、15和1250倍。 第三种是富钴结壳，其主要分布在与海山上，含Mn、Fe、Cu、Co、Ni等多种金属，其钴含量远高于多金属结核和陆地钴矿，同时富集铂族贵金属元素。 另外就是多金属硫化物，主要分布于海洋中脊和弧后盆地扩张中心，为高温含矿热液与周围海水混合后快速沉淀的产物。主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿等硫化物组成，富含金银铂等贵重金属元素。 海洋探测的奥秘 深海资源如此丰富，我们要去探测可燃冰，去寻找海底矿产，寻找海底烟囱。第一步则是要绘制出海底地形图。目前采用声呐探测，即在船上用声呐测出哪里深哪里浅，进而绘制海底地形图。第二步探测海水中的热异常。第三步则近底观察。第四步进行地质取样。2017年2至4月，中国大洋38航次第一航段，乘蛟龙号载人深潜器遨游印度洋洋底，观察到了海底“黑烟囱”。在卧蚕1号热液区，发现了17处活动烟囱和烟囱群，8处非活动烟囱群。 可以说这些发现只是海底小小的一部分，海洋这么大，还有更多奇形怪茂，更多谜底和奥秘，需要我们更多人、投入更多时间、精力去探索！  ■韩喜球，国家海洋局第二海洋研究所研究员。主要从事海底成矿系统与环境记录研究，曾4次参加国际海洋科学考察航次，8次担任中国大洋科考航次（段）首席科学家，2次深潜3000余米深的海底调查海底黑烟囱。本文来自《大众科学》（2018年07期），版权归出版社与作者共同拥有，用于学习与交流。 |
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