海洋前沿▏深海技术发展现状及对策思考
深海开发技术现状及发展趋势分析

深海开发技术现状及发展趋势分析深海是指海洋深度大于200米的海域,在深海中具有广泛且重要的资源,如矿产、石油、天然气等。
随着人类对能源和资源需求的增加,深海开发逐渐成为一个备受关注的话题。
本文旨在分析当前深海开发技术的现状及未来发展趋势。
一、深海开发技术现状1.深海采矿技术深海采矿技术是指在深海中的矿床中进行采矿作业的技术。
目前最常用的采矿技术是深海黑色金属沉积物探矿和采矿技术,其采用箱采、暴露、深海淤泥水、水冲、挖掘机操作等方式进行装载、运输和卸载。
在深海黑色金属沉积物探矿和采矿中,遇到的主要问题是深海泥沙层厚度较大,含水量较大,泥沙结构稳定性较差等问题,需要采用一系列技术手段解决这些问题。
2.深海油气开采技术深海油气开采技术是指在深海中进行石油和天然气的勘探开采作业的技术。
深海油气开采技术保证了能源安全和经济安全两大核心利益。
目前,深海油气开采技术主要采用钻井技术进行作业。
目前已经在深海中实施了多个海底油井,部分油井的水深达到了3000米以上。
目前,钻井深度已经达到了4000米左右。
3.深海渔业技术深海渔业技术是指在深海中进行捕捞作业的技术。
深海中拥有大量的珍稀鱼类和海洋生物,如深海鲨鱼、深海浅水区等。
深海渔业技术主要通过实现深海渔业物种特有的高压、高温、高压、高盐环境下的灵活性和生物力学适应性,提高渔业资源利用的品质和效率。
二、深海开发技术未来发展趋势1.大型海洋平台和装备的开发未来深海开发的趋势是技术设备的进一步升级,特别是大型海洋平台的建设和应用,实现在深水区域的连续作业,提高生产效率和资源利用率,为深海开采打下坚实的技术基础。
此外,深海作业装备的开发和应用也将成为未来深海开发的重要发展方向,以满足深海开发不断增长的需求。
2.多学科、综合研究的开展未来深海开发的另一个重要趋势是多学科、综合研究的开展,这需要建立海洋科学研究平台,整合各学科资源,形成深海开发的综合研究体系,提高整体创新能力和深海资源开发的科学性,以保证开发过程中的环境友好和资源可持续利用。
人类探索深海的技术手段和现状

人类探索深海的技术手段和现状在人类探索宇宙、登陆月球、探寻地球外生命的宏大目标面前,虽然深海探索相比之下可能显得“渺小”,但是深海是我们从未能完全探索过的地方,未知的奥秘和资源等待着我们去发掘。
深海也是我们生态系统的一部分,更好地了解它,有助于我们更好地理解和保护自然环境。
因此,深海探索一直是人类科学和技术的领域之一,进展和现状也备受关注。
一、深海的常规探测手段探测海洋的传统方法是借助声波来探测海洋底部。
靠近海底的声波会被底部反射回来,通过声波反射的反应时间,可以推算出海底的线条。
这种深海探测技术称为声纳系统技术,是20世纪50年代的一项较早技术。
另一种常规深海探测手段是海底钻探技术。
海底钻探是向深海底部钻取代表岩石和海洋物质的结核来进行地质研究。
海底环境复杂,进行海底钻探需要高端技术,目前仍处于比较落后的状态。
这些常规的深海探测技术已经取得了很多有益的成果,但是由于深海环境的特殊性,它们越来越显得力不从心。
二、深海无人探测器技术为了更好地探测深海,克服深海环境的困难,人类开始使用深海无人探测器技术。
深海无人探测器是指在深海自主工作的一种无人船或航标,既能完成自身的运动、定位和控制,又能实现深海观测或工作。
深海无人探测器技术是一项前沿技术,需要克服很多技术难题,如通讯、能源供应、在线控制等。
这些难题已经在不断攻克和进步。
三、深海水下机器人技术深海水下机器人是一种具有水下动力装置和操作部件的高科技装备,在深海作业和探测方面发挥重要作用。
深海水下机器人可以进行深海分布、深海采矿、深海艇巡游、复杂的深海物探等等。
近年来,随着软件、电机、制造等技术的进步,深海水下机器人技术得到了迅速发展。
深海水下机器人爆发不只在数量上,更在功能上未来的发展前景十分广阔。
深海机器人不会被水压影响,不会感到困惑和昏迷,在深海中能够精准的完成各种任务。
在物资方面,深海机器人与常规机械相比也能更好的适用于深海环境。
四、深海的未来作为人类探索的领域之一,深海探索已经取得了很多有益的成果,对于对于气候、环境、生态等方面的科学研究和探索都起到了决定性的作用。
深海探测技术的未来发展方向与挑战分析

深海探测技术的未来发展方向与挑战分析在人类对未知世界的探索中,深海一直是最为神秘和令人向往的领域之一。
深海蕴含着丰富的资源、独特的生态系统以及无数的科学奥秘,而深海探测技术则是我们打开这扇神秘大门的钥匙。
随着科技的不断进步,深海探测技术也在不断发展,但同时也面临着诸多挑战。
一、深海探测技术的现状目前,深海探测技术已经取得了显著的成就。
深海潜水器是其中的重要代表,如我国的“蛟龙号”和“奋斗者号”,它们能够载人下潜到数千米的深海,进行科学考察和样本采集。
此外,深海声学探测技术、深海光学探测技术、深海地球物理探测技术等也都在不断发展和完善。
深海声学探测技术通过声波在海水中的传播,实现对海底地形、地貌和地质结构的探测。
深海光学探测技术则利用可见光和其他电磁波段,获取深海生物、化学等方面的信息。
深海地球物理探测技术包括重力、磁力、地震等方法,用于研究深海的地质构造和地球内部结构。
二、深海探测技术的未来发展方向1、智能化与自主化未来的深海探测设备将更加智能化和自主化。
通过搭载先进的传感器、计算机和人工智能算法,探测设备能够自主感知周围环境,实时调整探测策略,提高探测效率和精度。
例如,自主式水下航行器(AUV)将能够在没有人工干预的情况下,完成复杂的探测任务,并将数据及时回传。
2、多学科融合深海探测将不再局限于单一学科,而是多学科融合的发展趋势。
海洋物理学、海洋化学、海洋生物学、地质学等多个学科的知识和技术将相互交叉和渗透,共同解决深海探测中的复杂问题。
例如,在研究深海生态系统时,需要同时考虑物理环境、化学物质和生物相互作用等多个因素。
3、高分辨率和高精度为了更深入地了解深海的微观结构和精细特征,深海探测技术将朝着高分辨率和高精度的方向发展。
例如,新型的声学成像技术将能够提供更清晰的海底地形图像,微观传感器将能够检测到更微量的化学物质和生物信号。
4、长期连续观测深海的变化是一个长期而缓慢的过程,因此需要进行长期连续的观测。
深海科学的研究现状与未来展望

深海科学的研究现状与未来展望一、引言深海科学的研究越来越受到人们的关注和重视。
深海作为地球上最神秘和神秘的地方之一,一直是科学家们探索的对象。
目前,深海科学领域已经取得了许多重要的研究成果,包括生命演化、海底地质、海洋气候等方面。
本文将从四个方面阐述深海科学的研究现状和未来展望。
二、深海生命的研究现状和未来展望深海生命的研究是深海科学的核心之一。
深海是全球最大的生态系统之一,拥有丰富的生物资源。
近年来,随着技术的进步,深海生命的研究取得了很多进展。
例如,科学家们在深海发现了各种奇特的生物,如深海火山口周围的“黑烟囱虫”,它们依靠光合作用产生能量,尽管生存环境非常恶劣。
此外,深海生物的基因组学研究和细胞学研究也让我们了解到深海生物的基本特征。
未来,深海生命的研究将涉及生物多样性、生命演化、生物地理学等方面。
例如,为了更好地保护深海环境和资源,科学家需要进一步探索深海生物的种类和分布范围,并提高深海生物资源的利用效率。
三、深海地质的研究现状和未来展望深海地质是深海科学的另一个重要领域。
深海地质的研究主要涉及海底地貌、海底火山、海底热泉等方面。
目前,深海地质研究的主流技术包括地震学、水下探测等。
未来,深海地质的研究将涉及海底地震活动、海底环境变化、深海地壳和地球物理学等方面。
例如,为了加强海洋资源的开发和利用,科学家需要进一步研究海底矿产资源的分布和探测技术。
四、深海气候的研究现状和未来展望深海气候是深海科学领域中的一个新兴研究方向。
深海气候的研究包括海洋环流、海洋温度等方面。
近年来,深海气候研究成果丰硕,如深海沉积物的锶同位素、氧同位素、碳同位素等的分析,提供了重要的气候变化证据。
未来,深海气候研究将涉及到深海环境与全球气候变化之间的相互关系。
例如,目前正在进行的研究包括探究深海环境变化对全球气候的影响、研究全球气候变化对深海环境的影响等。
五、深海科学的发展趋势深海科学在未来的发展中,将面临着更多的技术和研究挑战。
深海探测技术的现状与未来发展方向

深海探测技术的现状与未来发展方向当我们提及深海,那是一个充满神秘和未知的领域。
深海,指的是海平面 200 米以下的区域,占据了地球表面的绝大部分。
然而,由于巨大的水压、寒冷的温度、黑暗的环境等极端条件,深海探测一直是人类探索的巨大挑战。
但随着科技的不断进步,深海探测技术取得了显著的成就,并展现出广阔的未来发展前景。
目前,深海探测技术已经取得了令人瞩目的成果。
深海潜水器是其中的重要工具之一。
例如,无人潜水器能够深入到数千米的深海,执行各种任务,如拍摄海底地形、采集样本等。
而载人潜水器则可以让科学家直接亲临深海环境,进行更细致的观察和研究。
我国的“蛟龙号”载人潜水器就是一个典型的代表,它能够下潜到超过 7000 米的深度,为我国的深海科学研究做出了重要贡献。
深海声学探测技术也是关键的一部分。
通过声波在海水中的传播特性,可以探测海底地形、地貌以及海洋生物等信息。
多波束测深系统能够同时测量多个点的水深,快速绘制出大面积的海底地形图。
而侧扫声呐则可以清晰地显示出海底的地貌特征,帮助我们发现海底的山脉、峡谷、火山等地质结构。
深海光学探测技术同样发挥着重要作用。
尽管在深海中光线非常微弱,但通过特殊的光学设备,如深海摄像机和激光照明系统,我们能够获取高清晰度的海底图像。
这些图像为研究海底生物的分布、行为以及海底地质结构提供了直观的依据。
然而,当前的深海探测技术仍存在一些局限性。
首先是深海环境的极端压力对设备的抗压能力提出了极高的要求。
长时间在高压环境下工作,设备容易出现故障,影响探测任务的顺利进行。
其次,能源供应也是一个难题。
深海探测设备通常需要消耗大量的能源,而在深海中补充能源非常困难,这限制了设备的工作时间和范围。
此外,数据传输的速度和稳定性也有待提高。
深海中信号传输受到很大的阻碍,导致大量宝贵的数据无法及时回传至地面,影响研究的效率和及时性。
展望未来,深海探测技术有着多个明确的发展方向。
智能化将成为重要趋势。
海洋科技的发展现状与未来趋势

海洋科技的发展现状与未来趋势随着人类对地球资源的需求日益增长,海洋科技开始受到更多关注。
从海底能源开发到海洋生物资源的利用,人类探索海洋的步伐愈发迅猛。
本文将介绍海洋科技的发展现状,并展望其未来趋势。
海洋科技的发展现状可谓百花齐放。
首先,深海勘探技术的突破使得人类对海底资源的探索有了巨大进展。
深海采矿、深海油气开发等项目逐渐投入实施,对于满足人类不断增长的能源需求起到了重要作用。
同时,海洋生物资源的利用也呈现出蓬勃发展的态势。
药物、食品和化妆品等领域对于海洋生物资源的需求日益增长,人们开始探索海洋生物的潜力。
其次,无人水下探测技术的进步为海洋科学研究提供了新的可能性。
传感器技术的快速发展使得研究人员可以实时监测海洋环境的变化,记录海洋生态系统的演变过程。
这些数据的获取和分析为保护海洋生态环境、预防海洋灾害提供了强有力的支持。
除了勘探和研究领域,海洋科技也在推动着海洋运输业的革新。
无人船舶的研发与应用为海洋运输业带来了巨大的变革。
与传统船只相比,无人船舶更加节省能源、提高效率,能够实现长时间的航行任务。
未来,无人船舶可能成为海上货运和勘探的新选择。
然而,面对诸多挑战,海洋科技仍然需要持续发展和创新。
首先,环境保护是海洋科技发展的重要课题之一。
海洋生态环境容易受到人类活动的破坏,海洋塑料污染、海洋酸化等问题亟待解决。
在海洋科技的发展过程中,应加强环境监测和保护手段,提高海洋资源的可持续利用水平。
其次,海洋科技的发展与安全问题紧密相连。
随着海洋科技的进步,海洋争端和安全风险也随之增加。
为了保障海洋资源开发的安全性和稳定性,各国需要强化国际合作,加强海洋科技的法律和安全保障体系。
未来,海洋科技将朝着更加深入、广泛的方向发展。
首先,深海勘探技术将会得到进一步突破,人类对海洋深处的探索将会更加深入。
其次,海洋科技与人工智能、大数据等技术的结合将带来更多创新。
人工智能在海洋科研中的应用将大幅提高研究效率和准确性。
深海探测技术的现状与展望

深海探测技术的现状与展望深海是一个充满神秘和未知的领域,拥有着丰富的生物资源和矿物资源。
深入海底探索,对于人类认识地球和开发海洋资源具有重要的意义。
因此,深海探测技术的发展也成为一个备受瞩目的领域。
本文将介绍深海探测技术的现状和未来的发展展望。
一、深海探测技术的现状目前,深海探测技术主要包括潜水器探测和声波探测两种形式。
1. 潜水器探测潜水器探测是深海探测技术中,应用最为广泛的一种技术形式。
潜水器可以搭载各种设备,能够探测深海的物理、化学、生物等多种属性,因此被广泛应用于海洋科学研究、深海资源勘探与开发等领域。
目前,国内外广泛使用的有人潜水器主要有深海勇士号、湛江号、海龙号等。
其中,中国的“深海勇士”是目前世界深海探测技术的尖端成果之一,能够潜入7050米深的深海区域,最大可持续潜居时间达12个小时。
比较著名的无人潜水器则有深海达芬奇等。
2. 声波探测声波探测技术是深海探测技术中,应用最为广泛的一种技术形式之一。
声波可以在水中传播,通过对水中回声的接收和分析,可以获取深海的物理、化学、生物等多种属性信息。
目前,世界各国均在进行声波探测技术的研究。
美国、日本等国家在声纳技术研究领域处于领先地位。
同时,我国自主研发的“海翼”声呐系统是目前应用最为广泛的一种地震探测设备,具有定位准确度高、成本低等优势。
二、深海探测技术的展望深海探测技术已取得了一定的进展,未来的发展展望十分广阔。
1. 新一代潜水器的研发潜水器技术是深海探测的核心。
目前,“深海勇士”等有人潜水器已经达到了最深可潜海深。
未来,需要研发更深水深、更高效率、更安全的新一代潜水器。
2. 深海物探技术发展深海物探技术主要用于深海矿物资源勘查。
目前,海底矿产资源的大规模勘探开发尚未得到很好的解决。
未来需通过深入挖掘深海勘探技术的物理、地球化学、生物等基础方面,开展深海矿物资源勘探技术研究。
3. 遥感技术的应用遥感技术可以利用无人机、卫星等高科技设备,实现对深海的全球连续监测。
深海探测技术的现状与未来展望

深海探测技术的现状与未来展望当我们把目光投向广袤无垠的海洋,尤其是那神秘深邃的深海世界,就会发现人类对其的了解还只是冰山一角。
深海,这个占据地球表面约七成的区域,蕴藏着无数的奥秘和丰富的资源。
而深海探测技术,便是我们揭开这一神秘面纱的关键钥匙。
在探讨深海探测技术的现状之前,让我们先来了解一下深海的特殊环境。
深海的压力巨大,每下潜 10 米,水压就增加约 1 个大气压。
在数千米甚至上万米的深海,压力可以达到数百甚至上千个大气压,这对探测设备的抗压能力提出了极高的要求。
同时,深海的温度极低,光线昏暗,还存在着复杂的水流和化学环境,这些都给探测工作带来了巨大的挑战。
目前,深海探测技术已经取得了显著的成果。
深海潜水器是其中的重要代表之一。
比如“蛟龙号”载人潜水器,它能够下潜到 7000 多米的深海,为我们带回了珍贵的深海样本和数据。
无人潜水器也在不断发展,它们可以在深海进行长时间、大范围的探测,执行复杂的任务。
例如,美国的“海神号”无人潜水器,具备自主导航和作业能力,能够对深海热液喷口等特殊区域进行详细的观测。
深海声学探测技术也发挥着重要作用。
通过声波的传播和反射,我们可以了解深海的地形地貌、水体结构等信息。
多波束测深系统能够快速、大面积地测量海底地形,为绘制海底地图提供了重要的数据支持。
此外,侧扫声呐可以清晰地显示出海底的地貌特征,帮助我们发现海底的山脉、峡谷、沉船等目标。
深海光学探测技术虽然在深海环境中面临着光线不足的问题,但也取得了一定的突破。
激光拉曼光谱技术可以在深海原位分析物质的成分,为研究深海的化学过程提供了新的手段。
深海探测中的传感器技术也在不断进步。
压力传感器、温度传感器、盐度传感器等能够实时监测深海环境的各种参数,为我们了解深海的物理和化学特性提供了精确的数据。
然而,当前的深海探测技术仍存在一些不足之处。
首先,深海探测设备的成本高昂,限制了大规模的探测活动。
其次,设备的可靠性和稳定性还有待提高,在深海复杂的环境中容易出现故障。
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海洋前沿▏深海技术发展现状及对策思考“上天、入地、下海”是人类探索自然孜孜以求的目标。
伴随着“航海家号”太空飞船220亿公里的漫漫征途飞离太阳系去探访更为遥远的神秘空间、“玻璃地球”等重大探地工程进一步刻画地球内部精细结构,深海这一见证日月变迁、桑田变换的人类近邻也并不平静。
海洋是生命的摇篮、资源的宝库、交通的命脉,是人类繁衍生息和持续发展的重要资源。
国际综合大洋钻探十年计划(IODP:2003~2013)、国际大洋中脊计划(InterRidge)、ARGO等全球性研究计划正如火如荼积极实施,深海神秘的面容正日益清晰。
深海蕴藏着丰富的战略资源与能源,深海是高科技的舞台、是重大科技理论的诞生点等,这些都深深地吸引着社会各界的眼球,部分发达国家已将发展深海技术提到国家战略高度。
国际深海高新技术的发展日新月异,我国将如何开展深海研究,本文给出了对策建议。
一、深海何以成为科技界与人类关注的热点资源、可持续发展、国家安全、全球变化这些热点名词,作为普通民众业已耳熟能详,它们均与深海有着千丝万缕的联系,深海已成为人类未来发展休戚与共、赖以生存的载体。
这一广阔区域内蕴藏着丰富的金属、能源和生物资源,但尚未被人类充分认识和开发利用。
上世纪中叶开始的深海热液成矿体系研究、深海热泉生物群落的发现与应用研究、天然水合物的应用开发、大洋结核的采集与开发,使国际深海研究高潮迭起。
“蓝色圈地”运动已成为21世纪争夺国际海洋资源的主旋律。
⒈ 巨大的能源与资源储备深海分别占海洋和地球面积的92.4%和65.4%,蕴藏着人类社会未来发展所需的各种战略资源和能源。
油气、多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物、天然气水合物等新型资源具有重要的科研与商业应用前景,被誉为21世纪人类可持续发展的战略接替能源。
多金属结核:分布于水深4000~6000米海底,富含铜、镍、钴、锰等金属元素,其总储量分别高出陆地相应储量的几十倍到几千倍,总资源量估计可达3万亿吨,具有极高的经济价值。
富钴结壳:主要赋存在太平洋水下顶面平坦、两翼陡峭、形似“圆台”的海山斜坡上,水深1000~3500米,富钴结壳钴含量可高达2%,贵金属铂含量相当于地壳含铂量的80倍。
据不完全统计,太平洋西部火山构造隆起带上,富钴结壳矿床的潜在资源量达10亿吨,钴金属量数百万吨,经济总价值超过1000亿美元。
海底热液硫化物矿床:富含金、银、锰、铁、铅、钴等金属和稀有金属,赋存水深数10~2500米,且大量出现在2500米附近。
与大洋多金属结核和钴结壳相比,虽然富钴结壳赋存水深和热液硫化物大体相当,但因其基本矿物组分皆为非晶质或隐晶质的铁、锰物质,冶炼工艺较为复杂。
相比之下,热液金属硫化物矿床易于开采和冶炼。
天然气水合物:俗称“可燃冰”,主要分布在近海的大陆架、有厚沉积物覆盖的深海海盆,以及永冻层。
在世界各大洋中天然气水合物中蕴含的甲烷气体量为1.8×1016~2.1×1016m3,大约相当于全世界煤、石油和天然气总碳量的2倍,相当于目前世界年能源消耗的200倍,是一种潜力很大,可供21世纪开发的新型能源,并可能在10年内商业化应用。
油气资源:地球上油气资源总储量的约70%蕴藏于海洋。
据统计,全球海洋石油蕴藏量约1000多亿吨,已探明的储量为380多亿吨,其中80%以上在水深500米以下的深海;海洋天然气储量约140万亿m3,探明储量约40万亿m3,随着海洋调查、探测技术的不断创新发展,海底勘探将逐渐向深水区发展,深海区石油、天然气的储量还会增加。
⒉ 海洋生物资源1984年美国制订了海底火山考察计划(VENTS Program),在对温度高达400℃的海底火山喷发物的研究发现,几乎所有的热泉周围都存在着生命。
2001年,科学家们发现在寒冷的北冰洋水面下从格棱兰岛北部到西伯利亚纵横1770公里的Gakkel屋脊(全球海屋脊中最深及最遥远的地方)中也存在着深海热泉及热泉生物,伴随着海底热液硫化物的发现,“海底热液生物”、“黑暗生物链”以及“深部生物圈”等概念的提出及其研究成果已在很大程度上影响了人类对诸如生命起源这种重大科学问题的传统认识。
深海生物基因资源是近年来引起国际关注的新型资源,目前国际上深海生物基因资源的应用已经带来数十亿美元的产业价值,深海海洋生物处于独特的物理、化学和生态环境中,在高压、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下,形成了极为独特的生物结构、代谢机制,它体内的各种活性物质(如极端酶exlremozyme)在医药、环保等领域都将有广泛的应用前景。
深海生物基因资源在以下几个方面具有应用价值:⑴医药开发:“向海洋要药”已成为当今世界医药界的热门话题,深海生物是新型药物和其他具有药用价值的生物活性物质的源泉,其中有许多是陆栖生物所未具有的。
随着深海生物技术的迅速发展,不断发现具有药用价值的新型化合物,从深海生物体内可以提取到大量抗肿瘤、抗菌、抗病毒、抗凝血、降压降脂等生物因子,将对人类的健康提供帮助。
⑵基因疗法:利用基因修补的方法治疗人类疾病称之为基因疗法,是当今医学的一大创举。
人类基因将根据自身的需要由科学家剪接修补来治疗疾病以及开发人类意想不到的巨大潜能。
深海热泉生物具有得天独厚的生存环境,从而成为优秀基因的最佳获取对象,它们将成为人类最为重要的基因宝库。
⑶环境保护:海底的有害物质浓度远远高于陆地,而生存在这里的微生物能分解这些物质并以其为能源繁衍生息,因此,这些生物在环境保护方面具有重要应用价值。
它们可有效清除重金属、石油等污染物。
有些深海生物能分解农药的主要成分,可以应用来消除土壤中残余的农药,保证人类生命健康。
⒊ 高科技的舞台海洋领域内的竞争,无论是政治的、经济的还是军事的,归根到底是科技的竞争。
而海洋科技竞争之焦点在于深海高新技术。
深海技术是实现国家海洋科技战略的重要技术保障,海洋竞争是以高科技为依托,海洋科技水平和创新能力综合体现一个国家的科技创新能力与综合国力,海洋探测、海洋生物资源、水声通讯和资源勘探与开发技术无一不是高新技术演练的舞台,涉及到当代所有科学技术领域的复杂综合高技术系统,是各种通用技术和现代最新技术在深海大洋这个特殊环境中的应用和发展。
深海技术主要表现为:海洋立体观测系统,包括从空中开展遥感观测的卫星、航空飞机和飞行器,表面观测的固定观测站、船载观测和浮标观测,水中及水底的声纳观测和海底机器人观测技术,载人深潜器技术,海底观测站-链-网;海底隧道和海底电缆等水声通讯技术;深海资源勘探与开发技术包括深海油气钻采平台技术,深海开发船技术,海洋污染防治技术,采矿技术,集输技术等等。
以上高科技技术涉及到微电子、信息、遥感、材料、水声、可视化、计算机网络技术以及能源等众多学科和技术领域,可以说深海是当代各种通用技术和最新技术在深海大洋的综合演练场。
⒋ 国家安全中国拥有12海里的领海、12海里的毗连区、200海里的专属经济区和大陆架、1.8万公里的海界、300万平方公里的领海,具有极其重要的地缘政治、国家安全和经济发展意义。
争夺海洋水域管理权,海洋资源归属权、海峡通道控制权,是保证国家安全与发展的重要使命。
海洋纵深是国家的天然战略屏障,濒海国家的政治、经济、文化、外交都与海洋问题密切相关,国家安全的范畴不再局限于与军事相关的传统安全问题,而是日益涉及社会、环境、文化等非传统安全领域。
深海技术具有军民两用的突出特点,如深潜器、海洋观测与探测技术、水声通讯技术、船舶制造技术、无源导航技术、全球精确定位技术等等,深海技术不仅是一个国家开发深海资源,确保国家海洋经济可持续发展的重点,同时也是确保国家海洋安全的屏障。
⒌ 重大科技理论的诞生点当前,在海洋科学研究中,观测技术的发展特别是深海观测技术成为推动重大科学研究突破的关键。
深海钻探计划(DSDP)及大洋钻探计划(ODP)历时30余年,取得了举世瞩目的重大科技成就,验证了海底扩张和板块学说,建立了古海洋学,深入开展了古环境研究,发现和采集到了天然气水合物,发现了海底块状硫化物矿床,发现了海底深部生物圈等等。
板块理论的试验场:大洋中脊引起的海底扩张是驱使板块运动的根本原因。
而板块理论最核心之处在于地球物理资料所证实的存在于大洋中脊之间的海底转换断层,这些断层是地壳发生破裂的位置,也是板块运动的根本驱动源,根据这些破裂带的位置,地质学界勾画出了大小不等的岩石块,将之命名为板块。
深海探测与钻探取样技术将直接获得大洋中脊扩张以及板块俯冲沟弧盆体系的有用信息,认识核蛳幔作用过程、岩石圈形成过程、陆壳、蛳洋壳、蛳大气圈关系、汇聚板块边缘大地震周期及形成机制、构造及物质循环,从而为板块理论的发展奠定关键的观测证据。
海底成矿热液系统理论:海底热液的发育过程、矿化作用和成因机制,以及热液活动在壳幔循环演化过程中的作用等重大的科学问题,已获大量的轰动性研究成果。
英美等国仍在执行的洋中脊计划和已进行的DSDP/ODP项目,更使这项研究得到空前发展。
海底热液成矿作用是成矿物质的自组织过程,地球深部动力过程、水岩反应、海水循环和生物过程对成矿作用的介入,通过元素交换与富集、矿床形成与改造作用,形成不同类型与不同赋存状态的矿床,这些矿床在成因上具有内在联系、在空间和时间的分布上具有一定的规律性。
海底热液成矿作用与传统矿床学研究的最显著差异在于时间和空间尺度不同,因而更加强调海底成矿系统与整个海洋系统的耦合作用研究。
生命起源的探索:深海热泉生物巨大的应用价值已使得这一领域成为多学科关注的热点,但最感兴趣的前沿问题无疑是生命起源这一贯穿人类文明史的争论焦点。
我们对生物多样性和生态系统复杂性的了解还远远不够,依靠化能合成的细菌和周围的生物构成一个复杂的营养链,形成一个独特的生态系统,这一系统的物质循环和能流都是值得研究的生物学课题。
如果深海高温高压的恶劣环境允许独立于日光的生物生活其中,地球以外的环境中是否也可能有生物?这对生命起源问题有什么启发?关于生命第一细胞之源,目前有“原始生命肉汤”、“外空胚种”、“核酸世界”等各种学说,从生物学的角度来看,为了适应生态环境,人类无法从它的生理特征来辨认这些物种是从哪一条进化路线演化而来的,而深海热泉生物的发现无疑又大大丰富了生命起源的理论。
生命科学的研究告诉我们,从低等到高等生物都有基本相似的信息处理、传递、识别、反应的体系与能量和分子代谢体系等一系列基本的生命活动方式,在整个生物圈内,各种形态的生命应具有内在的同源同质性,才可能形成食物链与共生寄生的关系。
但目前所发现的遵循另一进化链条的深海热泉生物带给我们的启示显然不仅仅是它的应用价值,它的存在是对现代生命科学的重大挑战,对这一问题的解决将有助于地内物种起源之迷,也是进一步探讨其应用的前沿科学问题。