20世紀(jì)60～70年代是海洋地理大發(fā)現(xiàn)的年代，以赫斯的“海底擴張理論”和勒皮雄的“板塊構(gòu)造理論”為代表，嶄新的地球觀由此形成。然而，在這轟轟烈烈的海洋地理大發(fā)現(xiàn)中，卻看不到中國學(xué)者的身影。1980年之后，中國的遠洋科學(xué)考察團才開始出現(xiàn)在世界大洋上，其中最“搶眼”的要屬“大洋一號”遠洋調(diào)查船了。2006年1月22日，“大洋一號”結(jié)束了為期297天，行程44230海里，橫跨三大洋的環(huán)球航行。而2007年伊始，它又將開始新的旅程。讓我們走近“大洋一號”，沿著這艘遠洋科學(xué)考察船曾經(jīng)走過的航跡，尋找深海探寶的秘密。

平頂海山：大洋深處的奇觀

2005年4月2日，“大洋一號”駛出青島港，駛向黃海，駛向太平洋。它將沿東太平洋海隆、大西洋中脊、印度洋中脊的海山之巔航行，不僅將全世界儲量最大的海底礦產(chǎn)資源——多金屬硫化物、鉆結(jié)殼納入研究范圍，還開啟深海熱泉生物群落生命現(xiàn)象的研究。這既是地學(xué)研究的前沿，也是生命科學(xué)研究的前沿。

按照計劃，“大洋一號”會在太平洋上的島國密克羅西亞首都波納佩補給休整，然后向東進入美國夏威夷海域。在這之間，它在東北太平洋上有選擇地對幾處深海平頂海山進行調(diào)查。平頂海山一種奇特的深海海底構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)這一奇觀的是美國著名地質(zhì)學(xué)家赫斯。從海底高高拔起，像火山錐一樣，山頂卻像被快刀削過一樣，平坦而整齊。這種奇特的山體，在太平洋深海，不是一座，也不是幾十座，而是數(shù)百座。

在太平洋底部的這些山體，與一般的海丘、海峰完全不同。它平坦的頂部的直徑在5海里左右，把周圍山腳也計算在內(nèi)，形成了約8至10海里的高臺。山腰最陡的地方，傾斜約達32°，再向下形成緩坡，呈現(xiàn)階梯狀。這可以說是所有平頂海山共同的外貌特征。海底平頂山在世界三大洋中都有發(fā)現(xiàn)，大部分深度在1000至3000米之間。按照赫斯的見解，海底平頂山曾是古代的火山島。從采集來的玄武巖巖石標(biāo)本看，這種山與大洋火山有相同的形態(tài)、構(gòu)造和物質(zhì)成分。這足以說明，平頂山是海洋火山家族的成員。深海平頂山的形成，一直是海洋地質(zhì)學(xué)饒有趣味的重大課題。

熱液硫化物：沉睡海底的礦床

“大洋一號”到達墨西哥阿卡普爾科港時，太平洋上第一階段的任務(wù)算是完成了。接下來是沿著東太平洋海隆向南航行，對熱液多金屬硫化物展開作業(yè)調(diào)查。其實，海底熱液硫化物的發(fā)現(xiàn)時間并不長，國際上對熱液硫化物的研究也剛起步不久，對它的成因、發(fā)育等物理化學(xué)方面的認(rèn)識還在討論中。然而，人們的共識是，熱液硫化物可能是未來人類儲量最大的多金屬海底礦床。

1977年10月，美國的海洋地質(zhì)學(xué)家乘深潛器“阿爾文號”，在東太平洋加拉帕戈斯海底進行實地考察，親眼目睹聳立于大洋底部的像黑煙囪似的溫泉噴口，突突地向外噴吐著一股接一股的煙氣；熱液溫度高達300℃至400℃。讓人難以理解的是，在熱泉附近浮游著各種各樣前所未見的奇異動物，有血紅色的管狀蠕蟲，有大得出奇的蛤和白蟹，還有一些叫不上名的動物。大量的硫化物呈軟泥狀隨著熱泉氣體涌出，堆積在黑煙囪的四周?？茖W(xué)家把它們拿到實驗室進行分析，發(fā)現(xiàn)軟泥狀的熱液硫化物除了含有大量的硫之外，還富含鐵、錳、銅、鋅、鈣和硅等數(shù)十種元素。

隨著深入的考察，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，大量的海底黑煙囪熱泉多分布于海隆裂谷的中心區(qū)域，在東太平洋海隆的斷裂帶，就發(fā)現(xiàn)一條長達6千米，寬0．5千米的擴張中心區(qū)，排列著近30多個溫泉噴口。雖然目前對大洋中脊中央裂谷帶的考察范圍有限，但從已經(jīng)探測到的深海熱泉硫化物礦床數(shù)量和質(zhì)量看，足以令人興奮，完全達到工業(yè)開采的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模。人們曾做過這樣的推斷，僅東太平洋海隆長達1萬余千米，它的深海裂谷區(qū)內(nèi)的熱液硫化物蘊藏量和潛在開發(fā)前景是難以用數(shù)字表達的。而且，它還不斷地“增長”。相比之下，陸地的礦床只是一次性資源，而熱液硫化物礦床，像一座巨大無比的礦石生產(chǎn)“工廠”，不分晝夜地制造新的礦床。

大洋中脊：神秘的“地球之門”

“大洋一號”完成東太平洋熱液硫化物調(diào)查后，通過巴拿馬運河，進入大西洋中脊特定海域。大西洋中脊是人們最先發(fā)現(xiàn)的海底山系，時間是在上個世紀(jì)初。顧名思義，洋中脊就是大洋中間的巨大“脊梁”。后來發(fā)現(xiàn)，世界各大洋都存在著類似的海底山脈。印度洋、北冰洋的海底山脈均處在大洋中部，因此也叫洋中脊；而太平洋的海底山脈明顯偏于太平洋東側(cè)，因此叫東太平洋海隆。

1973年8月2日，由美國人德弗羅貝維爾駕駛的深潛器——“阿基米德號”，載著板塊構(gòu)造理論提出者之一、法國地質(zhì)學(xué)家勒皮雄和一位助手，下潛到大西洋中脊的裂谷之中。勒皮雄被他所看到的景象驚呆了：柳珊瑚亭亭玉立，大海棉花絲怒放，大海蟹張牙舞爪，軟體水母叢生靜臥，一堆盤旋在一起的絲狀生命體，在海底發(fā)出幽幽冷光。在3000余米的海底，居然會有如此旺盛的海洋生物群落。

親眼目睹大洋中脊的科學(xué)家們對以往的猜想和推論深信不疑。大洋中脊就像是地球之門，是人們認(rèn)識地球里的奧秘的最佳之地。深海裂谷內(nèi)的動物群落為人們探求生命世界提出了嶄新的課題，它的存在甚至顛覆了我們傳統(tǒng)生物學(xué)的原則和概念。正是帶著這樣的一種敬畏，“大洋一號”上的海洋學(xué)家們沿著外國學(xué)者研究的思路和疑問，小心地探尋著。例如，熱泉硫化物出氣口附近發(fā)現(xiàn)的生命本質(zhì)是什么?黑水熱泉噴口與生命起源有聯(lián)系嗎?為適應(yīng)深海惡劣的生存環(huán)境，深海動物的繁殖方式發(fā)生了怎樣的變化?深海為什么沒有植物?等等問題，均需人們作出科學(xué)的解答。也正因為如此，大洋一號上的調(diào)查人員，對從深海底部收集到的每一個生命體都倍加珍惜。雖然我們的研究是初步的，但是，這方面的研究也是開創(chuàng)性的?？茖W(xué)家認(rèn)為，黑煙囪噴口與生命的起源可能有某種聯(lián)系。因為在熱泉噴口周圍特殊有機物的存在表明，在沒有陽光的條件下，生命仍可以存在，甚至發(fā)生進化。這里是原始生命形式的“安全地帶”，而其他生命由于氣候或其他原因早已消亡。有人相信，地球上的生命是在熱泉黑煙囪周圍起源的。人們還看到，熱泉黑煙囪噴口周圍的生態(tài)系統(tǒng)是地球上惟一不依靠太陽射線為生的生態(tài)系統(tǒng)。它們能在高溫、高壓、無陽光的情況下茁壯成長，這類生物有喜溫嗜熱的特質(zhì)。這是生命的奇跡，也是中國科學(xué)家關(guān)注的問題。

國際海底：待開發(fā)的處女地

“大洋一號”在南非開普敦港經(jīng)過休整和補給，駛向印度洋。在那里四個被關(guān)注的海域內(nèi)進行深海探測熱液異常、尋找熱液噴口和獲取熱液硫化物、熱液生物樣品為目標(biāo)的探測和取樣，還成功地使用我國自主研制的海底攝像拖體，對數(shù)千米海底進行觀察。

“大洋一號”勝利返航了，為期8個月的新的航程又在等待著它?；蛟S有人會問：人們投以巨資去探尋大洋海底的秘密真的有必要嗎?讓我們看一看海洋學(xué)家提供的幾項調(diào)查資料吧。

你知道大洋錳結(jié)核有多少嗎?總儲量3萬億噸，僅太平洋儲量就達到1．7萬億噸。錳結(jié)核早在1873年被“挑戰(zhàn)者號”發(fā)現(xiàn)，1959年美國科學(xué)家較為系統(tǒng)地分析了錳結(jié)核的化學(xué)成分和它在海底的儲量。錳結(jié)核含有錳、銅、鐵、鎳、鈷等76種金屬元素。如果把海洋中的錳結(jié)核全部采出來，按照目前消耗量計算，錳可供人類使用3．33萬年，鎳2．53萬年，鈷3．4萬年，銅980年?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，大洋錳結(jié)核還以每年1000萬噸的速度生長。難怪人們把大洋錳核礦視為21世紀(jì)最有開發(fā)價值的海底礦產(chǎn)。

我國按照《聯(lián)合國海洋公約》的有關(guān)規(guī)定，在上世紀(jì)90年代，作為開采海底多金屬結(jié)核的申請者，向國際海底管理局提出申請，以獲得先驅(qū)投資者應(yīng)盡的義務(wù)和權(quán)利。2001年5月21日，中國大洋協(xié)會與國際海底管理局簽訂了勘探合同。該合同區(qū)域位于夏威夷東南海域，總面積7．5萬平方千米，和我國的渤海灣面積差不多。

在大洋深處，可供人們開發(fā)利用的礦產(chǎn)資源還有許多，例如已經(jīng)形成高規(guī)模的海洋油氣資源、可燃冰等，究竟還有多少寶貴財富等待人們?nèi)ラ_發(fā)，還有多少未解之謎等待人們?nèi)ヌ角?，沒有人能說得清，這也是大洋深海對人們誘惑如此之大的原因。

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“大洋一號”遠洋調(diào)查船

長104．5米，寬16米，滿載排水量5600噸。船上裝有先進的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，完備的海洋調(diào)查設(shè)備和實驗室，是我國乃至世界上較為先進的大型遠洋調(diào)查船。1984年在蘇聯(lián)建成下水，以蘇聯(lián)著名地質(zhì)學(xué)家“安德羅波夫”命名。1994年由我國購買并改裝。它先后執(zhí)行8次遠洋考察任務(wù)。

[責(zé)任編輯]龐云