潛向深海,為了開發深海
- 發佈時間:2015-02-03 05:13:05 來源:經濟日報 責任編輯:羅伯特
據估算,海洋中的礦物資源和生物資源是陸地的1000倍。為了更好發現和獲取深海資源,我國正加速向更深的海底世界挺進。在日前剛剛完成的中國大洋35航次第二航段科考中,蛟龍號創下了中國深海科考的多項第一,同時由上海海洋大學深淵科學技術研究中心採用“民間資金+國家支援”新模式推動的11000米全海深載人深潛器“彩虹魚”號研製項目也在順利進行中
勘探海底礦産資源
伴隨載人深潛技術的發展以及陸地礦産資源的枯竭,一場深海資源爭奪賽已拉開帷幕。我國載人深潛技術的不斷突破,將助力海底資源的精細勘探
“沉睡”在海洋中的眾多寶貴資源,是人們不斷潛向深海的最大吸引力。
海洋蘊藏著全球超過70%的油氣資源。以南海為例,經預測,南海主要盆地的油氣資源量為707.8億噸,它們大多分佈在3000米以下的深海裏。除了潛力巨大的油氣資源,深海還蘊藏著豐富的礦産資源、生物及其基因資源。
不過,這座“看起來很美”的資源寶庫,並不是輕易就能夠發現、獲取的。要精細勘探海底的“聚寶盆”,離不開載人潛水器技術的不斷突破。
伴隨載人深潛技術的發展以及陸地礦産資源的枯竭,一場深海資源爭奪賽已拉開帷幕。2012年,英國獲得除本國海底之外還包含夏威夷至墨西哥灣之間共5.8萬平方公里的海底採礦權。預計未來30年,海底採礦業的潛在價值將給英國經濟帶來高達400億英鎊的收益。
挑戰深海,目的在於開發深海。“國際海底區域的礦産資源為人類共同財産,實行平行開發制,由國際海底管理局管理。區域已知具有潛在商業開採價值的礦産資源主要有多金屬結核等。”國家海洋局海洋發展戰略研究所研究員劉明説。
統計顯示,多金屬結核廣泛分佈于水深4000至6000米的海底,含有70多種元素,資源總量為3萬多億噸,有商業開採潛力的多金屬結核資源量達750億噸。
“蛟龍號成功突破7000米,表明我國具備了載人到達全球99.8%以上海洋深處進行資源勘探等作業的能力,具備了參賽資格。”大洋協會辦公室主任劉峰説,“過去由於深潛技術的掣肘,對這些具有巨大潛在經濟價值及良好開發前景的資源,只能望洋興嘆。現在借助蛟龍號,可以深入海底對目標進行更精細探測,以評估是否適合勘探等。”
2014年4月,中國大洋礦産資源研究開發協會與國際海底管理局正式簽訂國際海底富鈷結殼礦區勘探合同。這是我國繼東太平洋7.5萬平方公里多金屬結核資源勘探合同區、1萬平方公里多金屬硫化物資源礦區後,申請到的第三塊具有專屬勘探開發權的礦區。
“新一輪國際海底‘圈地運動’正蓬勃興起。”劉峰告訴記者,從1994年海底管理局成立至2007年,海底管理局總共收到8項多金屬結核礦區申請。而在過去3年,竟有18項關於海底專屬勘探區的申請,申請者多半是西方財團。
“目前,深海礦産資源正處在由勘探向商業開發轉變的階段。”劉峰透露。
輻射相關海洋産業
一個高科技的深海裝備項目,其技術涉及海洋、電子、機械加工等諸多領域,蛟龍號的發展對這些産業起到了良好的輻射和帶動作用
令人欣慰的是,我國向深海挺進的腳步亦在加速。
劉明告訴記者,隨著海上試驗的逐步完成,2013年蛟龍號載人潛水器開始了新的使命——開展試驗性應用,共完成21次下潛,38個站位的常規調查,使我國對海底生物分佈、岩石及資源方面有了新認識。
而在日前剛剛完成的中國大洋35航次第二航段科考中,蛟龍號則成功下潛9次,創下中國深海科考的多個“第一”:首次在西南印度洋脊活動熱液區開展載人深潛探測,首次獲得西南印度洋脊的熱液流體特徵,首次在西南印度洋脊東段確認低溫熱液區等。
“在地形複雜的深海熱液區開展調查作業,是國際海洋科學研究領域公認的難題。通過此航段蛟龍號的下潛,我國自主研發的熱液保壓取樣器、多參數電化學感測器、自供電高溫探測感測器等國産設備得到成功應用;硫化物生長試驗儀、微生物原位富集裝置、大型生物誘捕器等作業工具完成水下布放試驗,為長期觀測海底熱液區提供了技術手段。”航次現場指揮部總指揮于洪軍説。
在劉峰看來,以深潛器技術為代表的深海開採技術不斷進步,不僅推動了深海資源的勘探開發,也帶動了相關深海裝備産業的發展。“礦區的申請和獲准,也同樣為包括蛟龍號在內的各種深海裝備,提供了一個廣闊的應用並不斷升級創新的場所。”有關專家表示。
比如,蛟龍號就促進了材料、水聲通訊等相關産業的快速發展。蛟龍號是多種高科技、先進材料的整合:其外殼由直徑微小的空心玻璃微珠和環氧樹脂製造而成,載人艙採用的是鈦合金材料,能承受高壓、抗腐蝕,並且具有彈性;其外層採用了高性能的海洋重防腐塗料。“一個高科技的深海裝備項目,其技術涉及海洋、電子、機械加工等諸多領域,蛟龍號的發展對這些産業起到了良好的輻射和帶動作用。”劉峰説。
事實上,科學研究也是蛟龍號承擔的任務之一。“人類對於海洋的認識很有限,載人深潛技術為我們創造了探索深海的可能,讓我們看到了一個常識以外的世界。”劉峰表示。
中國科學院院士、同濟大學海洋地質與地球物理學海洋重點實驗室主任汪品先舉例説,與我們依靠氧氣和光合作用的生物圈不同,深海的“黑暗生物圈”的生存並不依賴陽光,而是以地熱能為基礎,通過化合作用將硫細菌轉化為有機質。“很難想像在熱液口,幾百度的高溫,接近稀硫酸程度的酸性環境中,竟然還生長著許多奇形怪狀的生物!”劉峰也十分感慨。
劉明説,蛟龍號載人潛水器在深海觀測採樣方面具有的定位精確、資訊豐富、低擾動等優勢,是使用傳統海洋觀測方法難以實現的,這為我國科學家研究和揭示深海奧秘、躋身國際深海科學研究前沿提供了必要的技術手段。
連結 儲量驚人的海底礦産
海洋礦産資源主要是指海底石油、天然氣和海濱、淺海中的砂礦資源。
在我國遼闊的近海海域內,蘊藏著豐富的石油和天然氣資源。在南海海區有半數以上的盆地的油氣儲量達100至300億噸,經專家計算,整個南中國海我國傳統海疆線以內的油氣資源約合15000億美元。
海洋裏更蘊藏著大量的礦産資源。除了豐富的錳礦石外,還含有銅、鎳、鈷、鈦和鉬等多種金屬。
錳結核就是一種深海海底自生的錳礦産,含銅、鎳、鈷等多種金屬元素,廣泛分佈于太平洋、大西洋和印度洋水深4至6千米的海底。世界洋底的錳結核總量約3萬多億噸,其中太平洋底最多,約1.7萬億噸,含錳4000億噸、鎳164億噸、銅88億噸、鈷58億噸。這些儲量相當於目前陸地錳儲量的400多倍,鎳儲量的1000多倍,銅儲量的88倍,鈷儲量的5000多倍。按現在世界年消耗量計,這些礦産夠人類消費數千甚至數萬年。更重要的是太平洋底的錳結核以每年1000萬噸左右的速度生長。上個世紀70年代,國際上出現錳結核開發熱。隨著勘探技術和開發技術的發展,對錳結核的開採將形成新興的海洋礦産業。
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