海洋是矿物资源的聚宝盆.经过20世纪70年代“国际10年海洋勘探阶段”,人类进一步加深了对海洋矿物资源的种类、分布和储量的认识.
油气田
人类经济、生活的现代化,对石油的需求日益增多.在当代,石油在能源中发挥第一位的作用.但是,由于比较容易开采的陆地上的一些大油田,有的业已告罄,有的濒于枯竭.为此,近20～30年来,世界上不少国家正在花大力气来发展海洋石油工业.
探测结果表明,世界石油资源储量为10,000亿吨,可开采量约3000亿吨,其中海底储量为1300亿吨.
中国有浅海大陆架近200万平方千米.通过海底油田地质调查,先后发现了渤海、南黄海、东海、珠江口、北部湾、莺歌海以及台湾浅滩等7个大型盆地.其中东海海底蕴藏量之丰富,堪与欧洲的北海油田相媲美.
东海平湖油气田是中国东海发现的第一个中型油气田,位于上海东南420千米处.它是以天然气为主的中型油气田,深2000～3000米.据有关专家估计,天燃气储量为260亿立方米,凝析油474万吨,轻质原油874万吨.
稀锰结核
锰结核是一种海底稀有金属矿源.它是1973年由英国海洋调查船首先在大西洋发现的.但是世界上对锰结核正式有组织的调查,始于1958年.调查表明,锰结核广泛分布于4000～5000米的深海底部.它们是未来可利用的最大的金属矿资源.令人感兴趣的是,锰结核是一各种生矿物.它每年约以1000万吨的速率不断地增长着,是一种取之不尽、用之不竭的矿产.
世界上各大洋锰结核的总储藏量约为3万亿吨,其中包括锰4000亿吨,铜88亿吨,镍164亿吨,钴48亿吨,分别为陆地储藏量的几十倍乃至几千倍.以当今的消费水平估算,这些锰可供全世界用33,000年,镍用253,000年,钴用21,500年,铜用980年.
目前,随着锰结核勘探调查比较深入,技术比较成熟,预计到21世纪,可以进入商业性开发阶段,正式形成深海采矿业.
海底热液矿藏
20世纪60年代中期,美国海洋调查船在红海首先发现了深海热液矿藏.而后,一些国家又陆续在其他大洋中发现了三十多处这种矿藏.
热液矿藏又称“重金属泥”,是由海脊(海底山)裂缝中喷出的高温熔岩,经海水冲洗、析出、堆积而成的,并能像植物一样,以每周几厘米的速度飞快地增长.它含有金、铜、锌等几十种稀贵金属,而且金、锌等金属品位非常高,所以又有“海底金银库”之称.饶有趣味的是,重金属五彩缤纷,有黑、白、黄、蓝、红等各种颜色.
在当今技术条件下,虽然海底热液矿藏还不能立即进行开采,但是,它却是一种具有潜在力的海底资源宝库.一旦能够进行工业性开采,那么,它将同海底石油、深海锰结核和海底砂矿一起,成为21世纪海底四大矿种之一.
大家知道,蛋白质是构成生物体的最重要的物质,它是生命的基础.现在人类消耗的蛋白质中,由海洋提供的不过5％～10％.令人焦虑的是,20世纪70年代以来,海洋捕鱼量一直徘徊不前,有不少品种已经呈现枯竭现象.用一句民间的话来说,现在人类把黄鱼的孙子都吃得差不多了.要使海洋成为名副其实的粮仓,鱼鲜产量至少要比现在增加十倍才行.美国某海洋饲养场的实验表明,大幅度地提高鱼产量是完全可能的.
在自然界中,存在着数不清的食物链.在海洋中,有了海藻就有贝类,有了贝类就有小鱼乃至大鱼……海洋的总面积比陆地要大一倍多,世界上屈指可数的渔场,大抵都在近海.这是因为,藻生长需要阳光和硅、磷等化合物,这些条件只有接近陆地的近海才具备.海洋调查表明,在1000米以下的深海水中,硅、磷等含量十分丰富,只是它们浮不到温暖的表面层.因此,只有少数范围不大的海域,那儿由于自然力的作用,深海水自动上升到表面层,从而使这些海域海藻丛生,鱼群密集,成为不可多得的渔场.
海洋学家们从这些海域受到了启发,他们利用回升流的原理,在那些光照强烈的海区,用人工方法把深海水抽到表面层,而后在那儿培植海藻,再用海藻饲养贝类,并把加工后的贝类饲养龙虾.令人惊喜的是这一系列试验都取得了成功.
有关专家乐观地指出,海洋粮仓的潜力是很大的.目前,产量最高的陆地农作物每公顷的年产量折合成蛋白质计算,只有0.71吨.而科学试验同样面积的海水饲养产量最高可达27.8吨,具有商业竞争能力的产量也有16.7吨.
当然,从科学实验到实际生产将会面临许许多多困难.其中最主要的是从1000米以下的深海中抽水需要相当数量的电力.这么庞大的电力从何而来?显然,在当今条件下,这些能源需要量还无法满足.
不过,科学家们还是找到了窍门：他们准备利用热带和亚热带海域表面层和深海的水温差来发电.这就是所谓的海水温差发电.这就是说,设计的海洋饲养场将和海水温差发电站联合在一起.
据有关科学家计算,由于热带和亚热带海域光照强烈,在这一海区,可供发电的温水多达6250万亿立方米.如果人们每次用1％的温水发电,再抽同样数量的深海水用于冷却,将这一电力用于饲养,每年可得各类海鲜7.5亿吨.它相当于20世纪70年代中期人类消耗的鱼、肉总量的4倍.
通过这些简单的计算,不难看出,海洋成为人类未来的粮仓,是完全可行的
海洋技术
海洋能源、资源的开发与利用,海洋与全球变化、海洋环境与生态的研究是人类维持自身的生存与发展,拓展生存空间,充分利用地球上这块最后的资源丰富的宝地的最为切实可行的途径.
海洋开发,需要获取大范围、精确的海洋环境数据,需要进行海底勘探、取样、水下施工等.要完成上述任务,需要一系列的海洋开发支撑技术,包括深海探测、深潜、海洋遥感、海洋导航等.
向海洋要淡水已成定势.淡水资源奇缺的中东地区,数十年前就把海水淡化作为获取淡水资源的有效途径.美国正在积极建造海水淡化厂,以满足人们目前与将来对淡水的需求.全世界共有近8000座海水淡化厂,每天生产的淡水超过60亿米3.最近,俄罗斯海洋学家探测查明,世界各大洋底部也拥有极为丰富的淡水资源,其蕴藏量约占海水总量的20％.这为人类解决淡水危机展示了光明的前景.
深海是指深度超过6000米的海域.世界上深度超过6000米的海沟有30多处,其中的20多处位于太平洋洋底,马里亚纳海沟的深度达11000米,是迄今为止发现的最深的海域.深海探测,对于深海生态的研究和利用、深海矿物的开采以及深海地质结构的研究,均具有非常重要的意义.
美国是世界上最早进行深海研究和开发的国家,“阿尔文”号深潜器曾在水下4000米处发现了海洋生物群落,“杰逊”号机器人潜入到了6000米深处.1960年,美国的“迪里雅斯特”号潜水器首次潜入世界大洋中最深的海沟――马里亚纳海沟,最大潜水深度为10916米.
1997年,中国利用自制的无缆水下深潜机器人,进行深潜6000米深度的科学试验并取得成功,这标志着中国的深海开发已步入正轨.
海洋遥感技术,主要包括以光、电等信息载体和以声波为信息载体的两大遥感技术.
海洋声学遥感技术是探测海洋的一种十分有效的手段.利用声学遥感技术,可以探测海底地形、进行海洋动力现象的观测、进行海底地层剖面探测,以及为潜水器提供导航、避碰、海底轮廓跟踪的信息.
海洋遥感技术是海洋环境监测的重要手段.卫星遥感技术的突飞猛进,为人类提供了从空间观测大范围海洋现象的可能性.目前,美国、日本、俄罗斯等国已发射了10多颗专用海洋卫星,为海洋遥感技术提供了坚实的支撑平台.
