開發海洋資源,美國基礎研究做了什麼

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近日,美國白宮發佈新的行政命令,簡化聯邦海洋政策,並成立了海洋政策委員會,以發展海洋經濟,優先考慮海洋科學研究、協調資源和數據共用,並促進利益相關者溝通與協調。

同時,白宮還發佈了一份新報告,重點闡述了美國國家科學基金會(NSF)長期以來支援的一系列與海洋有關的基礎科學研究——在海底埋設儀器、研究海洋酸化影響、了解洋流和海平面上升……

“海洋科學研究和海洋教育,能促進人類了解海洋及其與人類的相互作用。”NSF主任富朗斯考多瓦如是説。

防患未然,提升海洋災害防範能力

無論是無人駕駛還是人工駕駛,都為海上搜救、海上供應以及海洋勘探提供了新的機會。無人駕駛車輛能夠在通信不穩定的嚴酷環境中,安全地執行複雜任務。部署人機協作團隊,可以顯著降低成本,提高安全性和效率。

暴風雨和海嘯引發的洪水對沿海地區造成了災難性破壞,並將繼續威脅不斷增長的沿海人口和數萬億美元的基礎設施。通過實驗和風暴後偵察收集的數據,研究人員可以了解和模擬海洋力量的潛在破壞程度,設計更具有彈性的結構和海岸。

NSF已經開始對自然災害工程研究基礎設施(NHERI)投資近6000萬美元,這是一個位於全國各大學的最先進研究設施和工具的共用網路。

物盡其用,幫助增強美國經濟實力

海洋是個寶藏,海浪、潮汐和洋流等都是可再生能源的來源,擁有巨大潛力。而要獲得高效、可靠和經濟的海洋能源,需要研究流體動力學、通信和控制系統以及將機械能轉為電能的技術。此外,相關基礎研究還能闡明涉及到的系統設計、場地和環境因素對獲取此類能源的影響。

為了滿足日益增長的淡水供應需求,NSF投資海水淡化基礎研究多年,對各種膜和太陽能技術、防污防垢方法以及低能耗和低壓系統的研究,將有助於將海水淡化變得更高效、可持續和更實惠。

報告指出,更好地研究海洋生物學,進行可持續的漁業實踐,還有助於確保健康的海洋環境和豐富的食物來源。現在,研究人員剛剛開始探索海洋微生物和藻類食物以及能源工程,從海獅到蝦,能激發科研人員創造更強大的材料、更高效的機器人、更靈敏的感測器和成像系統,以及許多其他創新成果。

積累新知,維持美國的全球領導力

北極環境是海洋研究的一部分,NSF支援的研究能夠預測該地區快速複雜的環境和社會變化。NSF認為,這些研究能幫助公眾和下一代極地科學家繼續跟蹤和深入理解這些變化。通過這種方式,NSF提出,將在國際背景下增強美國在北極的戰略和經濟優勢,保護北極地區人類福祉和環境。

此外,NSF還在努力規劃未來對海底進行實時數據採集。這類數據與地質災害、礦物資源和生物多樣性有關,但海底的惡劣環境和動態變化仍在很大程度上阻礙了這一進程。NSF認為,傳感和通信系統的研究與海洋地質、物理、化學等研究過程相結合,將有助於對海底環境進行新的建模和預測,從而獲得新的理解。

報告對流體力學與海洋溢油事故的關係、研究海底沉積物和岩石中記錄的地球歷史、南大洋氣候觀測和模擬等項目的意義,都有所闡述。

報告最後還指出,NSF支援的教育機會,正在為培育有經驗和有競爭力的未來海洋勞動力做積極儲備。

(科技日報北京7月11日電)