航行于海山之巅

20世纪60～70年代是海洋地理大发现的年代，以赫斯的“海底扩张理论”和勒皮雄的“板块构造理论”为代表，崭新的地球观由此形成。然而，在这轰轰烈烈的海洋地理大发现中，却看不到中国学者的身影。1980年之后，中国的远洋科学考察团才开始出现在世界大洋上，其中最“抢眼”的要属“大洋一号”远洋调查船了。2006年1月22日，“大洋一号”结束了为期297天，行程44230海里，横跨三大洋的环球航行。而2007年伊始，它又将开始新的旅程。让我们走近“大洋一号”，沿着这艘远洋科学考察船曾经走过的航迹，寻找深海探宝的秘密。

　　

　　平顶海山：大洋深处的奇观

　　

　　2005年4月2日，“大洋一号”驶出青岛港，驶向黄海，驶向太平洋。它将沿东太平洋海隆、大西洋中脊、印度洋中脊的海山之巅航行，不仅将全世界储量最大的海底矿产资源——多金属硫化物、钻结壳纳入研究范围，还开启深海热泉生物群落生命现象的研究。这既是地学研究的前沿，也是生命科学研究的前沿。

　　按照计划，“大洋一号”会在太平洋上的岛国密克罗西亚首都波纳佩补给休整，然后向东进入美国夏威夷海域。在这之间，它在东北太平洋上有选择地对几处深海平顶海山进行调查。平顶海山一种奇特的深海海底构造，发现这一奇观的是美国著名地质学家赫斯。从海底高高拔起，像火山锥一样，山顶却像被快刀削过一样，平坦而整齐。这种奇特的山体，在太平洋深海，不是一座，也不是几十座，而是数百座。

　　在太平洋底部的这些山体，与一般的海丘、海峰完全不同。它平坦的顶部的直径在5海里左右，把周围山脚也计算在内，形成了约8至10海里的高台。山腰最陡的地方，倾斜约达32°，再向下形成缓坡，呈现阶梯状。这可以说是所有平顶海山共同的外貌特征。海底平顶山在世界三大洋中都有发现，大部分深度在1000至3000米之间。按照赫斯的见解，海底平顶山曾是古代的火山岛。从采集来的玄武岩岩石标本看，这种山与大洋火山有相同的形态、构造和物质成分。这足以说明，平顶山是海洋火山家族的成员。深海平顶山的形成，一直是海洋地质学饶有趣味的重大课题。

　　

　　热液硫化物：沉睡海底的矿床

　　

　　“大洋一号”到达墨西哥阿卡普尔科港时，太平洋上第一阶段的任务算是完成了。接下来是沿着东太平洋海隆向南航行，对热液多金属硫化物展开作业调查。其实，海底热液硫化物的发现时间并不长，国际上对热液硫化物的研究也刚起步不久，对它的成因、发育等物理化学方面的认识还在讨论中。然而，人们的共识是，热液硫化物可能是未来人类储量最大的多金属海底矿床。

　　1977年10月，美国的海洋地质学家乘深潜器“阿尔文号”，在东太平洋加拉帕戈斯海底进行实地考察，亲眼目睹耸立于大洋底部的像黑烟囱似的温泉喷口，突突地向外喷吐着一股接一股的烟气；热液温度高达300℃至400℃。让人难以理解的是，在热泉附近浮游着各种各样前所未见的奇异动物，有血红色的管状蠕虫，有大得出奇的蛤和白蟹，还有一些叫不上名的动物。大量的硫化物呈软泥状随着热泉气体涌出，堆积在黑烟囱的四周。科学家把它们拿到实验室进行分析，发现软泥状的热液硫化物除了含有大量的硫之外，还富含铁、锰、铜、锌、钙和硅等数十种元素。

　　随着深入的考察，科学家发现，大量的海底黑烟囱热泉多分布于海隆裂谷的中心区域，在东太平洋海隆的断裂带，就发现一条长达6千米，宽0．5千米的扩张中心区，排列着近30多个温泉喷口。虽然目前对大洋中脊中央裂谷带的考察范围有限，但从已经探测到的深海热泉硫化物矿床数量和质量看，足以令人兴奋，完全达到工业开采的标准和规模。人们曾做过这样的推断，仅东太平洋海隆长达1万余千米，它的深海裂谷区内的热液硫化物蕴藏量和潜在开发前景是难以用数字表达的。而且，它还不断地“增长”。相比之下，陆地的矿床只是一次性资源，而热液硫化物矿床，像一座巨大无比的矿石生产“工厂”，不分昼夜地制造新的矿床。

　　

　　大洋中脊：神秘的“地球之门”

　　

　　“大洋一号”完成东太平洋热液硫化物调查后，通过巴拿马运河，进入大西洋中脊特定海域。大西洋中脊是人们最先发现的海底山系，时间是在上个世纪初。顾名思义，洋中脊就是大洋中间的巨大“脊梁”。后来发现，世界各大洋都存在着类似的海底山脉。印度洋、北冰洋的海底山脉均处在大洋中部，因此也叫洋中脊；而太平洋的海底山脉明显偏于太平洋东侧，因此叫东太平洋海隆。

　　1973年8月2日，由美国人德弗罗贝维尔驾驶的深潜器——“阿基米德号”，载着板块构造理论提出者之一、法国地质学家勒皮雄和一位助手，下潜到大西洋中脊的裂谷之中。勒皮雄被他所看到的景象惊呆了：柳珊瑚亭亭玉立，大海棉花丝怒放，大海蟹张牙舞爪，软体水母丛生静卧，一堆盘旋在一起的丝状生命体，在海底发出幽幽冷光。在3000余米的海底，居然会有如此旺盛的海洋生物群落。

　　亲眼目睹大洋中脊的科学家们对以往的猜想和推论深信不疑。大洋中脊就像是地球之门，是人们认识地球里的奥秘的最佳之地。深海裂谷内的动物群落为人们探求生命世界提出了崭新的课题，它的存在甚至颠覆了我们传统生物学的原则和概念。正是带着这样的一种敬畏，“大洋一号”上的海洋学家们沿着外国学者研究的思路和疑问，小心地探寻着。例如，热泉硫化物出气口附近发现的生命本质是什么?黑水热泉喷口与生命起源有联系吗?为适应深海恶劣的生存环境，深海动物的繁殖方式发生了怎样的变化?深海为什么没有植物?等等问题，均需人们作出科学的解答。也正因为如此，大洋一号上的调查人员，对从深海底部收集到的每一个生命体都倍加珍惜。虽然我们的研究是初步的，但是，这方面的研究也是开创性的。科学家认为，黑烟囱喷口与生命的起源可能有某种联系。因为在热泉喷口周围特殊有机物的存在表明，在没有阳光的条件下，生命仍可以存在，甚至发生进化。这里是原始生命形式的“安全地带”，而其他生命由于气候或其他原因早已消亡。有人相信，地球上的生命是在热泉黑烟囱周围起源的。人们还看到，热泉黑烟囱喷口周围的生态系统是地球上惟一不依靠太阳射线为生的生态系统。它们能在高温、高压、无阳光的情况下茁壮成长，这类生物有喜温嗜热的特质。这是生命的奇迹，也是中国科学家关注的问题。

　　

　　国际海底：待开发的处女地

　　

　　“大洋一号”在南非开普敦港经过休整和补给，驶向印度洋。在那里四个被关注的海域内进行深海探测热液异常、寻找热液喷口和获取热液硫化物、热液生物样品为目标的探测和取样，还成功地使用我国自主研制的海底摄像拖体，对数千米海底进行观察。

　　“大洋一号”胜利返航了，为期8个月的新的航程又在等待着它。或许有人会问：人们投以巨资去探寻大洋海底的秘密真的有必要吗?让我们看一看海洋学家提供的几项调查资料吧。

　　你知道大洋锰结核有多少吗?总储量3万亿吨，仅太平洋储量就达到1．7万亿吨。锰结核早在1873年被“挑战者号”发现，1959年美国科学家较为系统地分析了锰结核的化学成分和它在海底的储量。锰结核含有锰、铜、铁、镍、钴等76种金属元素。如果把海洋中的锰结核全部采出来，按照目前消耗量计算，锰可供人类使用3．33万年，镍2．53万年，钴3．4万年，铜980年。科学家还发现，大洋锰结核还以每年1000万吨的速度生长。难怪人们把大洋锰核矿视为21世纪最有开发价值的海底矿产。

　　我国按照《联合国海洋公约》的有关规定，在上世纪90年代，作为开采海底多金属结核的申请者，向国际海底管理局提出申请，以获得先驱投资者应尽的义务和权利。2001年5月21日，中国大洋协会与国际海底管理局签订了勘探合同。该合同区域位于夏威夷东南海域，总面积7．5万平方千米，和我国的渤海湾面积差不多。

　　在大洋深处，可供人们开发利用的矿产资源还有许多，例如已经形成高规模的海洋油气资源、可燃冰等，究竟还有多少宝贵财富等待人们去开发，还有多少未解之谜等待人们去探求，没有人能说得清，这也是大洋深海对人们诱惑如此之大的原因。

　　

　　相关链接：

　　“大洋一号”远洋调查船

　　长104．5米，宽16米，满载排水量5600吨。船上装有先进的导航定位系统，完备的海洋调查设备和实验室，是我国乃至世界上较为先进的大型远洋调查船。1984年在苏联建成下水，以苏联著名地质学家“安德罗波夫”命名。1994年由我国购买并改装。它先后执行8次远洋考察任务。

　　[责任编辑]庞云