深海科考

周军

2020年6月，由中国研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器载誉归来，它在马里亚纳海沟实现4次万米下潜，最大下潜深度达到10907米，刷新了中国潜水器最大下潜深度纪录。

深海，顾名思义，与浅海相对应，它包括海床、底土及上覆水体，是一个连接世界各大陆、具有复杂法律属性的巨大空间。深海科考，就是通过一定的技术手段和技术装备，对深海的物理海洋、海洋生物、海洋化学、海洋地质等自然属性进行科学调查，以获得深海科学数据。

那么，要下潜到多深才算深海科考？通常，我们把水深200～4000米作为半深海带，4000～6000米作为深海带，6000米以下作为超深渊带。因此，对于海洋生物科考来说，200米以下的科考就算作半深海考察，4000米以下就算作深海考察。

深海蕴藏着人类社会未来发展所需的战略金属、能源和生物资源，被誉为21世纪人类可持续发展的“战略新疆域”。目前，确定有开发价值或潜力的领域主要有深海矿产资源的勘探与开发、深层海水的产业化应用、深海生物及基因产业、深海油气资源的勘探与开发等。

资料显示，深海蕴藏着多金属结核、富钴结壳，海底热液硫化物中镍、钴、锰、铜的含量是陆地的数十到数百倍。由于海底金屬矿产的开采与陆上相比成本更高，商业开发利用价值和潜力还没有显现出来，加上海底采矿需具有相当高的技术水平，因此，海底矿产开发尚属于探测和试验阶段。

深层海水与表面海水的温度差也蕴藏着巨大的能源资源。温差能具有可再生、清洁、能量输出波动小等优点，目前海洋温差能利用技术已趋于成熟，正从小型试验研究向大型商用化方向发展，全球已建成海水温差能发电站8座。

另外，在深海活跃着一些奇特的微生物，它们在独特的物理、化学和生态环境，以及高压、剧变的温度梯度、极微弱的光照条件和高浓度的有毒物质包围中，形成了极为独特的生物结构、代谢机制，它们体内的各种活性物质在医药、环保等领域都将有广泛的应用前景。这些生物基因资源将在提高人类生活质量、改善基因缺陷、根除癌症等重大疾病方面发挥重要作用。

正因如此，深海科考有着非常重要的科学意义。人类通过深海科考，可以更深入地了解海洋的运作方式，探索深海的奥秘，从而更好地利用和保护海洋资源。

例如，了解深海洋流运动方式，可以更好地理解海气相互作用，从而更加准确地预报天气和海况;了解深海生命现象，可以更好地追溯地球生命的发展历史，更好地回答生命起源、演化等重大科学问题;从深海生物中可以提取浅海生物所没有的生物活性物质，推动生物制药的进步，为人类造福;了解海底地质变化和洋壳运动规律，可以更准确地预测海底地震，让海底矿藏开采更有安全保障。

随着科学技术的进步，人类下潜深海还会遇到哪些挑战呢？主要是克服黑暗、动力障碍、无法自然呼吸等带来的心理压力，以及随时可能出现的洋流、海洋动物、地质变动等带来的危险。

当前，人类深海科考发展体现在深海高技术研发与应用，包括深海环境监测技术，深水油气、矿产、生物及其基因资源勘查和开发技术，深海运载平台和作业技术等。深海科考是海洋开发和海洋技术发展的最前沿和制高点，是国家综合实力的集中表现，也是目前世界高科技发展的方向之一。

像航天技术一样，深海科考也需要新的仪器和技术。外太空是寒冷、无压力的真空，但海洋深处更加富有挑战——超高压、低温且黑暗。

目前，世界上拥有载人深潜器的国家只有美国、日本、法国、俄罗斯、中国5个国家。但载人潜水器的使用费用令大多数科研团队望而却步，加之载人深潜器在满足深潜技术要求之外，还要考虑海洋学家的生命安全， 因此，现代深海探索大多数时候依赖于无人潜水器。

无人潜水器包括遥控潜水器和自主水下航行器。遥控潜水器是由科考船上的研究人员控制的系留式水下设备，遥控潜水器通常安装摄像机、机械臂、声呐设备和样品容器。自主水下航行器无需人工控制即可运行，可以通过声呐绘制海床三维地图，测量深海温度与化学物质并拍照。这两种无人潜水器共同成为目前深海科考的主力。