領航全球大洋鉆探新征程

“夢想”號大洋鉆探船是我國自主設計建造的首艘大洋鉆探船，于2024年11月17日在廣州正式投入使用。該船全長179.8米、寬32.8米，周長與一個標準的400米跑道相當；總噸位3.3萬噸，滿載排水量4.26萬噸，續(xù)航力1.5萬海里；自持力120天（船舶在不靠岸補給燃料、淡水和食物等物資的情況下，持續(xù)航行和作業(yè)的最長時間），額定載員180人。此外，該船配備高精度動態(tài)定位系統(tǒng)，可在6級海況下保持穩(wěn)定作業(yè)，船體結(jié)構(gòu)設計可抵御16級超強臺風，滿足全球無限航區(qū)航行要求。

鉆探能力是大洋鉆探船最重要的能力，“夢想”號大洋鉆探船最大鉆深達1.1萬米，即使在5000米深的深海也能向下鉆進6000米，具備穿透完整洋殼進入地幔的能力。

打穿地殼，一直是人類的夢想，也是國際大洋鉆探計劃發(fā)起的初心。地球由地殼、地幔、地核組成，地殼與地幔之間的界面稱為莫霍面。大陸區(qū)域的莫霍面較深，可達30千米以上，而海底的莫霍面一般為6～8千米，這是以人類當前的鉆探能力來說可達的區(qū)域。

國際大洋鉆探計劃始于1968年，歷經(jīng)深海鉆探計劃DSDP（1968年～1983年）、大洋鉆探計劃ODP（1985年～2003年）、國際大洋鉆探計劃IODP（2003年～2013年）和國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃IODP（2013年～2024年）多個階段。雖然歷經(jīng)半個多世紀的努力，人類鉆入地球的深度仍不足平均洋殼厚度的1/3，鉆穿地殼的夢想仍未能實現(xiàn)。

2024年10月，美國“決心”號大洋鉆探船正式退役，大洋鉆探計劃進入停擺狀態(tài)。隨后，我國“夢想”號大洋鉆探船入列，意味著我們將承接全球使命?！皦粝搿碧柎笱筱@探船首批科考航次將于2026年啟動，計劃10年間開展30個左右的鉆探科考航次，并力爭于2030年前完成穿透太平洋或印度洋洋殼、直達莫霍面的鉆探目標。

開拓海洋礦產(chǎn)新疆域

除了大洋鉆探，“夢想”號大洋鉆探船還兼具深海油氣勘探和天然氣水合物勘查試采等多種功能。

海底有眾多的礦產(chǎn)資源，如石油、天然氣、可燃冰、多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼、多金屬硫化物等。石油和天然氣屬于傳統(tǒng)化石燃料，可燃冰、多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼和多金屬硫化物則屬于新興礦產(chǎn)資源。我們對后者尚處于研究勘探階段，尚未進行實質(zhì)性開發(fā)。

可燃冰

可燃冰，即天然氣水合物，是由海洋中的有機質(zhì)在缺氧環(huán)境下經(jīng)細菌分解產(chǎn)生天然氣，氣體分子再被水分子包裹后形成的冰狀結(jié)晶物?？扇急饕植加诖箨戇吘壍男逼聟^(qū)。據(jù)推測，全球海底可燃冰蘊藏的甲烷氣體總量高達15萬億～63萬億立方米。

多金屬結(jié)核和富鈷結(jié)殼

多金屬結(jié)核和富鈷結(jié)殼都是深海自生沉積物，富含鐵、錳、銅、鈷、鎳和鉬等金屬。多金屬結(jié)核呈結(jié)核狀，一般為黑色，廣泛分布于全球各大洋深4000～6000米的深海盆地中；富鈷結(jié)殼一般呈薄板狀，主要分布于海山、島嶼斜坡和海底高地上，水深范圍一般為1000～3500米。

結(jié)核、結(jié)殼的生長非常緩慢，一般每100萬年僅生長1～5毫米。據(jù)估計，太平洋海域可采區(qū)的結(jié)核面積約為425萬平方千米，資源總量為425億噸，其中，含金屬錳86億噸、銅3億噸、鈷0.6億噸、鎳3.9億噸。太平洋、大西洋、印度洋三大洋富鈷結(jié)殼的錳資源量達70億噸，鈦資源量2.8億噸、鎳資源量1.5億噸、鈷資源量2.0億噸。

多金屬硫化物

多金屬硫化物是海底火山活動與熱液活動產(chǎn)生的金屬硫化物礦，富含銅、鉛、鋅、銀和金等金屬。低溫海水下滲被高溫巖石加熱后，形成攜帶大量金屬的熱液，并噴出至海底。這些熱液在海底形成黑色煙柱，稱作“黑煙囪”。被海水冷卻后，熱液析出金屬礦物，會形成硫化物堆積體，成為硫化物礦床。

熱液硫化物廣泛分布于洋中脊、弧后擴張脊和活火山弧等構(gòu)造板塊邊界處，水深2000～4000米不等。據(jù)估計，海底多金屬硫化物所含金屬資源，可能達陸地已知火山型多金屬硫化物總儲量的600倍。

根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》規(guī)定，締約方可通過國際海底管理局申請深海礦區(qū)勘探權(quán)。目前，我國已在太平洋和印度洋的3處多金屬結(jié)核礦區(qū)、1處富鈷結(jié)殼礦區(qū)和1處多金屬硫化物礦區(qū)，依法取得專屬勘探權(quán)及后續(xù)優(yōu)先開采權(quán)。隨著我國在深海進入、探測和開發(fā)領域的技術體系日臻完善，深海探索與資源開發(fā)的藍圖正在逐步成為現(xiàn)實。

知識鏈接

全球主要大洋鉆探船參數(shù)對比