我们为什么热衷于探索深海大洋

方银霞

地球是個蓝色的水球，海洋占地表面积的70%以上。由于巨厚的海水对光线的吸收作用，探索深海的难度非常大，其中约95%的深海大洋从未被人类所涉足，充满了未知与神秘。因此，我们对深海的了解远不及宇宙深空。

近半个世纪以来，探究深海的活动推动了整个地球科学的发展，并加速了多学科交叉研究。深海海底生物资源丰富，但其生态系统极其脆弱，需要人类社会予以特别的重视与保护。深海所拥有的巨量水体和热容量，使其在地球气候系统中发挥着十分重要的作用。同时，深海蕴藏的海底矿产资源和生物基因资源，是人类未来的资源宝库。因此，深海大洋是人类亟待填补的认知空白，也是国家资源和安全保障之所系。

深海大洋是人类探索海洋的科学前沿

深海海底是地球系统中海洋岩石圈、水圈、生物圈相互作用最为活跃的区域，也是物质循环、能量传输的重要场所。近半个世纪以来，地球科学和海洋科学的两次重大突破主要发生在海底，分别是20世纪60年代末验证了板块构造理论和20世纪70年代确立了地球轨道驱动冰期旋回的米兰科维奇理论。这两次重大突破把地质学从陆地扩展到全球，让地球系统科学进入了新阶段。

20世纪70年代末，海底热液系统的发现使科学家不仅找到了正在形成中的多金属“活”矿床，而且找到了地球深部与表层相互联系的渠道。通过深海探测，科学家发现热液系统不但支持着依靠硫细菌化合作用能量、与光合作用无关的“黑暗食物链”，而且通过海水在热液中的循环将上地幔的元素输向大洋，在地质时间尺度上改变着地球的表面系统。

近年来，在数千米深海底下数百米深处的地层中，广泛发现由古菌与细菌组成的“深部生物圈”。这些依靠新陈代谢多样性分类的原核生物，从地层深处的成岩过程到高温的火山玄武岩中都能发现。它们的发现不仅极大地扩展了地球上生物圈的范围，而且使地质界重新评价原来算作“无机”化学作用的地质过程，使得地球科学与生命科学在微生物和生物地球化学的层面上，形成了新的交叉点。

当前受到世界关注的“全球变化”研究，都只是根据地球表层系统中的部分过程、在较短的时间尺度内所作的推论。而深海探索的新发现却表明了全球变化中“碳循环”的关键过程，无论是水层中溶解的有机碳，还是海底以下的“深部生物圈”，都没有被纳入地球“碳循环”的模型，这是以往研究忽视的重要环节。

深海大洋是人类未来的资源宝库

进入21世纪，人类面临着人口膨胀、资源短缺和环境恶化这三大难题。出路在哪里？答案就是海洋。我们要向海洋拓展活动空间，向海洋要资源，海洋是人类未来重要的资源宝库。

首先要谈的是海水资源。我们知道海水是咸的，那是因为海水富含很多的矿物质。海水的平均盐度是35‰，里面溶解有80多种元素。在这些元素里，有些含量比较高，比如我们平时食用的盐有很大一部分就是从海水里提炼出来的。如果把海水里的矿物质全部提炼出来的话，光食盐就可以达到3770亿吨，镁也有1800多亿吨。除了海水资源，海洋里还有鱼、虾、贝壳、珊瑚等海洋生物资源。据科学家调查统计，海洋植物和动物大概有20万种以上。其中，海洋动物占绝大多数，大概有18万种。大海每年为人类提供了大概有6亿吨的海产品，其中蛋白质占总量的22%。

其次，不得不提的就是深海生物基因资源。说到海洋生物，就不能不说一下“阳光生物圈”与“黑暗生物圈”。大家知道，万物生长要靠太阳，阳光是基础能量，植物通过光合作用吸收二氧化碳，把它转化为有机碳、葡萄糖和淀粉，植食性动物又以植物为食，然后就形成了一个生态系统。但大家很少了解的是，除了“阳光生物圈”，还有一个于20世纪70年代首次发现的“黑暗生物圈”。在这个独特的生态环境中，微生物非常丰富却可以不依赖阳光。这些生物能够在恶劣的条件下生长，它本身肯定具有一些非常独特的基因，而这些基因就是科学家研究的对象，也必定值得人类开发利用。

最后，海洋里还蕴藏着许多的矿产资源。在1000米水深范圍以内且靠近陆地的区域，就能够找到天然气水合物资源，俗称“可燃冰”。“可燃冰”用一根火柴就能被点燃，有望成为未来重要的后续能源。

在深海盆地4000～5000米深的地方能发现多金属结核，它富含铁、汞、铜、镍等金属元素，估计总储量有1.5～3万亿吨，比陆地上现已探明的那些金属资源储量要高得多。此外，在大洋海山上分布着大片的富钴结壳，大洋中脊生产着多金属热液硫化物，这些深海矿产资源蕴藏量巨大。

深海资源，早期仅有发达国家和部分海洋大国关注，近年来发展中国家也加入了深海矿产资源勘查和圈矿的行列。深海资源的探矿海域日益扩大，新资源的发现也倍受世人关注，人们早期多关注多金属结核资源，现已转向多金属结核、多金属硫化物、富钴结壳和深海稀土等多种资源。

深海大洋是各国参与全球海洋治理的重要领域

随着人类对资源需求的不断增加，陆地上的资源供给越来越乏力，一些国家和国际矿业公司正以极大的热情瞄准深海矿产资源的探测与开采。读者可能会想，现在深海探测程度还这么低，投巨资到那么深的海底去采矿合算吗？其实，我们所关心的不仅仅是采矿这么一个简单的问题，深海采矿已经成为宣誓国家存在、维护国家海洋权益的一个重要方式。1982年通过的《联合国海洋法公约》中规定：国际海底区域（国家管辖范围以外的大洋底部）及其资源是人类共同继承的财产，全世界人人都有份。本着“谁有能力谁先开采”的原则，世界各国开始了对海底采矿权的争夺。目前，国际海底区域的海底资源采矿权归国际海底管理局管理，各缔约国依据相应的探矿规章制度，可以自由去做科学调查与研究，并向国际海底管理局提出矿区申请。截至目前，我国已经在国际海底区域申请了4个矿区，包括东太平洋2个多金属结核矿区、西太平洋1个富钴结壳矿区和西南印度洋1个多金属硫化物矿区。

此外，环境保护正成为深海活动的新领域和海洋强国竞争的新舞台。2012年，联合国可持续发展大会敦促国际社会建立《联合国海洋法公约》框架下的海洋生物多样性保护协议。深海保护区建设也成为深海活动的新领域。2011年，环北大西洋15个国家倡议设立的大西洋公海保护区网络宣布生效。2016年，由新西兰-美国联合提议的罗斯海公海保护区宣告设立。发达国家和国际组织从各自利益出发，相继提出了一系列有关公海保护区建设模式、选区准则及管理制度的提案。海洋生态保护与深海资源勘查一样，正成为世界各国进入深海和参与全球海洋治理体系建设的又一重要领域和竞争焦点。

总之，深海探测是我们人类永恒的使命，开发和利用深海空间是人类谋求未来生存与发展最现实的选择，是21世纪国际政治经济秩序变革的焦点之一，也是我国建设海洋强国的必然选择。我们绝不能放弃这么一大片的深海大洋。