深海探測，瞄準深海為哪般？
http://www.debgrams.com 2011-10-07 16:32 來源：中國自動化學會專家咨詢工作委員會
7月1日，我國第一臺自行設計、自主集成的“蛟龍號”載人潛水器從江蘇江陰起程。未來47天，它將駛向東北太平洋，進行5000米級海試。這次海試行程約1萬公里，船舶單程航行時間將長達47天。
據介紹，相比去年的3000米級海試，今年5000米海試任務面臨諸多挑戰：首先，試驗海區距離中國大陸約1萬公里，船舶單程航行時間將達到半個月；其次，海區試驗環境復雜多變，凈海措施難以實施；第三，5000米的下潛目標是中國載人深潛從未觸及的全新紀錄。這些都將是對我國深海載人海試隊伍的新考驗。“蛟龍號”不斷創造新的紀錄，標志著我國已經成為繼美、法、俄、日之后第五個掌握深度載人深潛技術的國家。
什么是深海探測？我們為什么要進行深海探測？它的科學意義是什么？在歷次深海探測中又有哪些重大發現呢？
什么是深海探測？
在專業人士眼里，海平面1000米以下才能叫深海。數千米的深海海底是地球上最寧靜而神秘的地方，那里生存著古老的原核生物。然而，好奇心并不是海洋科學家探索深海的唯一原因，要知道，那里還蘊藏著豐富的資源，它們對人類未來的生存意義非凡。
對于擁有300多萬平方公里“藍色國土”的中國來講，能否去深海具有相當的現實意義：海洋深處存在著大量的礦產資源，也存在著極端環境下的生物。這些生物及其基因資源有巨大的科研和經濟價值，是全球海洋科學家研究的熱點。更為重要的是，廣闊的領海中蘊藏360多億噸石油資源，其中大多分布在中深海地區。我國的南海海域還發現了證明天然氣水合物存在的地球物理及生物標志。
在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020）》中提到，重視發展多功能、多參數和作業長期化的海洋綜合開發技術，以提高深海作業的綜合技術能力。重點研究開發天然氣水合物勘探開發技術、大洋金屬礦產資源海底集輸技術、現場高效提取技術和大型海洋工程技術。其中，深海作業技術是海洋技術發展的重點之一。“深海作業技術是支撐深海海底工程作業和礦產開采的水下技術。重點研究大深度水下運載技術，生命維持系統技術，高比能量動力裝置技術，高保真采樣和信息遠程傳輸技術，深海作業裝備制造技術和深海空間站技術。
其中，深海潛水器是海洋技術開發的前沿與制高點之一，體現著一個國家的綜合技術力量。目前美國、法國、俄羅斯、日本擁有世界上僅有的五艘6000米級深海載人潛水器。這些裝備到達的范圍遍及海洋的大陸坡、海山頂、火山口、洋脊以及6000米的洋底，在地質、地球化學、地球物理和海洋生物等方面取得了大量的重要發現。
為什么要進行深海探測？
能源。
這恐怕是最重要的答案之一。
據《經濟參考報》報道，海洋蘊藏了全球超過70%的油氣資源，全球深水區最終潛在石油儲量高達1000億桶，深水是世界油氣的重要接替區。近十年來，人們新發現的探明儲量在1億噸以上的油氣田70%都在海上，其中一半以上又位于深海。
目前，國際石油界的普遍共識是，陸上油田尚具潛力的地區僅有中東、中亞等地，而過去30年東、西半球兩個最重大的油田發現均來自海洋。根據各種權威機構的數據顯示，海洋石油資源將是未來原油產量增長的重要來源，全球50%以上的油氣產量和儲量將來自海洋。
全球近十年發現的大型油氣田中，海洋油氣田已占60%以上，特別是水深500米至1500米的深海油氣勘探，已成為多數海洋油氣經營者重要戰略資產的組成部分，深水是未來世界能源的主要接替區。近20年中，海洋原油產量的比重在世界總產油量中增加了一倍。
目前，海洋能源資源已成為全球可持續發展主流能源體系的重要組成部分。據中國工程院院士、中海油總公司副總工程師曾恒一介紹，海洋能源開發要瞄準四大戰略領域：第一是海洋石油的深水領域。全球海洋石油資源量44%在深水。第二個領域是LNG(液化天然氣)領域。進入21世紀，世界油氣12項重大發現中有8項在海洋，其中7項是天然氣。第三個領域是天然氣水合物。這是一種新興能源，是天然氣的甲烷，在低溫高壓下以固體狀況存在海底。據估計，全球天然氣水合物資源量相當于煤、天然氣、石油三者資源量總和的5倍。第四個領域是海洋能，這是取之不盡的低碳能源，開發潛力巨大。
深海中的海底世界什么樣？
深海世界并非像人們想像的一樣五光十色，而是一片漆黑。日前，新華社記者采訪了“蛟龍號”總設計師徐芑南，他向人們描述了海底世界的圖景。
深海里是一幅什么圖景？
徐芑南：海底世界并非想象中那么五光十色。對潛航員來講，海平面以下200米幾乎一片黑暗。他們靠聲納系統知道哪有魚洞、哪是坑、哪的障礙物需避開。
好在“蛟龍號”配有很強的照明系統和先進的攝像、拍照儀器，傳回的圖挺清晰。
深海里工作環境怎樣？
徐芑南：3名潛航員在一個直徑只有2.1米、封閉的載人艙里，一坐就是八九個小時，需要超人的耐力和心理承受力。
深海里作業如何保障人員安全？
徐芑南：科學研究，以人為本，海試始終把人員安全放在首位。在這方面，國際先進水平國家有的技術，我們都已經掌握。
安全問題，關鍵是處理好重量與浮力的關系，只要有足夠的浮力，潛水器就能浮上來。
緊急情況下，可以把攜帶的鐵塊、蓄電池箱、采樣籃扔掉。如被海草纏住，“蛟龍號”將“斷臂”，拋棄機械手。
最糟糕的是陷入淤泥。果真如此，“蛟龍號”的報警系統會發射浮標到海面。母船立即到位、施救。
“蛟龍號”裝配了充足的生命支持系統和氧氣供給系統，力求萬無一失。
“蛟龍號”靠什么獲取勘探樣本？
徐芑南：首先由導航系統實現自動定向、定高、定深、定位。然后用“蛟龍號”裝備的機械手進行采集樣本作業。這里面有很多無人智能技術
“蛟龍號”有兩個機械手，可以伸縮，各有多個“關節”，相當于人的肩、肘、腕等。根據3千米級海試的結果，我們對機械手進行了改良，它現在更加靈敏了。
我們能看到海底世界嗎？
若干年后，人們可以坐在家中，在電視里實時看到海底火山噴發的場景。
這并不是不可能發生的想象，而是美國人設想的通過海底觀測網絡而可以實現的情景。據《科學時報》報道，同濟大學海洋地質與地球科學學院教授、中科院院士汪品先介紹，我國的深海科技發展計劃應該包括綜合大洋鉆探船、深潛技術和海底觀測網三大部分。其中，海底觀測網將通過有線和無線網絡向各個觀測點供應能量、收集信息，從而實現全天候、長期、連續的自動觀測。“實際上是把海底置于人類的控制之下，按美國的設想，若干年以后，人們可以在家通過電視直播觀看到海底火山爆發的壯觀場景”。
海底觀測網絡是指能夠對海底區域進行長期實時探測、傳輸數據、采集分析樣品以及進行原位實驗的海底無人網絡系統，它由光電復合纜、基站以及一系列的水下監測設備和控制儀器組成。作為一種可以實現對海底進行長期實時觀測的新型平臺，海底觀測網絡將是繼地面與海面（第一個觀測平臺）和空中遙測遙感（第二個觀測平臺）之后，人類探測海洋的第三個觀測平臺，也是國家安全、環境保護、資源開發和減災防災所不可缺少的基礎技術和信息獲取手段。
海底觀測不僅向上可以觀測水層、向下可以觀測地球內部，而且是觀測海洋最安全的去處——不受海洋風浪、能源等限制，能長期連續實時原位地觀測海底以下地震、地殼內流體和生物等活動。
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