主 持 人 语

周怀阳



主 持 人 语

周怀阳

在茫茫宇宙中，地球这颗行星是独特的，主要原因就是因为地球上有水，地球表面三分之二的地方被海洋覆盖。海洋不仅蕴藏着丰富的资源，更是地球系统运转不可或缺的关键构成。人类社会的现代化历史，就是人类认识海洋、开发利用海洋的历史。现代海洋科学的水平，即是人类社会可持续发展的能力与保证。

海洋蕴藏着无穷的奥秘。海洋科学是一门主要基于观测的科学。仰望星空，俯瞰大地，海洋科学的发展必须伴随有观测手段的进步。在二十世纪中叶以前，海洋科学主要依靠船舶，在海洋表面通过各种设备研究海洋。以“深潜、深钻、深网”（简称“三深”）为代表的新技术能够深入到海洋内部研究海洋，改变了传统的海洋研究局面。同样性能的传感器或者观测仪器，放到深潜或深网的观测平台上，因为更接近目标，可以获得更高的分辨率。

“深潜”包括各种载人或者无人的深潜器。二十世纪中叶，世界上第一台载人深潜器的出现实现了人自身进入海洋的梦想。载人深潜器出现之后，最突出的成就是在二十世纪七十年代末，美国“Alvin”载人深潜器在海底发现了热液喷发和以化能合成为初级生产的极端海底生态系统，为地球科学与生命科学带来了革命性的变化。海底热液活动区这类目标一般都很小，在几千米水深以下的海底，其范围一般只有几十米至几百米长，靠海面上的船载设备很难去发现或找到，更不用说要在厘米级的精度上采集样品，并保真样品一直到实验室开展各种分析测试。

载人深潜能够将人直接带入深海，使人身临其境，令人欢欣鼓舞。载人深潜器上的各种设备，加上人身上固有的感官体验，使得载人深潜经常可以取得意想不到的发现。所以，到现在，载人深潜仍然是海洋科学研究的重要工具之一。但是，与载人深潜相比，目前使用最广泛的是各种各样的无人深潜器，如ROV、AUV和Glider等等。针对不同用途与目标开发的各种无人深潜器技术，一方面摆脱了对人身安全保护的设计与顾虑，另一方面，有关技术在近几十年来得到了突飞猛进的发展，不断自动化、智能化，正在逐渐部分代替或甚至在有的方面超越人的感知能力与经验，展现出无人深潜器强大的生命力与无限的应用前景。

以大洋科学钻探为代表的“深钻”是近半个世纪以来全世界地球科学领域最大规模、影响最深的国际科学计划。美国将二十世纪六十年代始发时的深海钻探计划（DSDP，1968-1983）与上天的“星球大战”计划并列。到二十一世纪初，日本为争夺地球科学的领导权，投入巨资建成了“地球号”科学钻探船，在很大程度上促进了日本新一代地球科学家在国际舞台上的崛起。

人类社会赖以发展需要的资源几乎都来自于地下，但人类至今对地球内部知道得还相当少，基本上还处在黑暗中摸索前行的阶段。只有通过钻探，取得真实的样品与准确的测井数据，才可能验证一些所谓的假说或者推论，真正地推动地球科学的进步。海洋地壳是地球表面最年轻的地壳，其厚度只有大陆地壳的五分之一至十分之一，探究地球内部，大洋钻探可以得到事半功倍、多快好省的效果。十分遗憾的是，钻穿海洋地壳还是一个至今未能实现的目标。尽管如此，在近半个世纪的大洋科学钻探中，对海洋地壳硬岩上沉积盖层的大量钻探，验证了板块构造理论，创立了古海洋学，揭示了气候演变的规律，发现了海底“深部生物圈”和“可燃冰”，对古海洋、古环境及全球气候变化研究的突破起到了关键作用。

我们这里讲的“深网”即指海底长期科学观测网，是主要基于固定在海底的光电缆并结合各种移动设备，能够对水体、海底以及海底底下实现全方位立体观测的大型科学设施。这是二十世纪末才发展起来的一项新技术。最早提出这项规划的美国，受伊拉克战争的牵连，晚到2015年最终建成了900公里长的美国海洋观测计划的区域网部分。几乎与美国同时计划的加拿大，在2009年就已经建成了920公里的加拿大西北太平洋时间序列观测网。这两套系统观测的内容包括地球内部构造和地球动力学、气候和温室气体循环、海气交换、气候变化、大洋循环、生物地球化学循环、生态系统、湍流混合、海洋哺乳类和渔类资源、非再生海洋资源、突发事件和灾害等等。相信像二十世纪中叶在夏威夷莫纳洛亚山顶设置的大气二氧化碳观测站一样，随着时间的推移，这些“深网”必将帮助人们在海洋科学方面取得辉煌的成就。

近代世界史证明，对海洋重要性的认识，研究、开发和保护海洋的能力，决定了一个国家、一个民族的发展前途。进入新世纪以来，我国的海洋意识得到空前提高。海洋技术研发与科学应用紧密结合，体制机制创新深入人心。在中央和地方政府的支持下，我国对“三深”的关键技术都已开展了各种研究工作，有的已经进入实际应用阶段，正在或者即将为我国的海洋科学发展提供崭新的利器。为普及“三深”科学技术知识，在汪品先先生的提议下，我们邀请了一些在第一线从事“三深”研究工作的专家，撰写了本刊中的相关文章，希望为读者提供他们的经验与真知灼见，为我国的海洋科学技术发展添砖加瓦。在此，向所有为此做出贡献的文章作者表示衷心的感谢。特别感谢汪品先先生在本专刊选题、组稿、定稿整个过程中所给予的大力支持和热情鼓励。

主持人简介

周怀阳，男，1961年1月生，博士，同济大学海洋与地球科学学院教授，长期从事深海地质地球化学与海底原位探测技术研发的科研与教学工作。目前是中国大洋地球与环境研究中心主任、国家973 计划“西南印度洋洋中脊热液成矿过程与硫化物矿区预测” 项目首席科学家，国家“十二五”重大科技基础设施建设项目“国家海底长期科学观测系统”技术负责人。1991年至今，多次担任我国大洋和近海科研项目及其海上科考的首席科学家。2005年，作为中方首席科学家开展了首次中美联合载人深潜航次。2011年，带领团队将我国自主研发的海底长期科学观测系统的关键装备在美国MARS网上顺利运行6个月。2013年，在Nature上发表我国海洋地质领域第一篇第一作者的主题论文《支撑马里安隆起亏损地幔的薄洋壳证据》。

DOI：10.3724/SP.J.1224.2016.00129