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《科学大众》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

创办于1937年,是我国创刊最早、影响最大的科普刊物之一。现由江苏省科技厅主管、江苏省科协主办。70多年来,杂志秉承“科学大众化、大众科学化”的宗旨,矢志不渝地为提高中华民族特别是青少年科学素质服务,影响了一代又一代中国人,得到了毛泽东、周恩来等党和国家领导人的肯定。

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海底资源寻宝人

2013-11-18 19:43:06

在第28届全国青少年科技创新大赛的主题报告会上,我国整个大洋科考史上第一位女首席科学家韩喜球博士应邀为青少年做主题报告。韩喜球博士在报告中与同学们分享了自己艰苦而又充满乐趣的海洋科考经历,同时向同学们介绍了如何开发、利用海洋资源。

 

海底资源寻宝人

——我国整个大洋科考史上第一位女首席科学家 韩喜球

 

□ 文/本刊记者 张 洁 陆 艳

 

人物简介

韩喜球,博士、研究员、博导,主要从事海底矿产资源与环境调查研究。现为国家海洋局第二海洋研究所国际合作中心主任,国家海洋局海底科学重点实验室责任研究员,中国大洋勘查技术与深海科学研究开发基地副主任。200718日开始的我国大洋第19航次科考任务中,韩喜球成为第三航段首席科学家,并因此成为大洋一号首位女首席科学家,更是我国整个大洋科考史上第一位女首席科学家。

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海洋,丰饶的资源宝库

海水是地球上最为巨大和最容易获得的一个水资源,随着国民经济的发展,淡水越来越匮乏。因此想办法利用将海水淡化变成可利用的水资源迫在眉睫。海水里含有丰富的矿物质,如果把这些矿物质提取出来的,单单盐就可以达到3 770亿吨、碘是820亿吨、钾有550亿吨,是陆地资源量的37倍。

海洋还是一个庞大的基因资源库。海洋里的生物种类具体有多少种,现在还没有一个确切的数字,但据统计至少有20万种以上,其中海洋植物约2万种、海洋动物约18万种,可以供人类利用的鱼虾贝藻每年有6亿吨,海产品提供的蛋白质约占人类食用蛋白质总量的22%,这是一个非常重要的食物来源。

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海洋资源丰富

除了这些很传统很常见的海洋生物以外,海底还存在着一个不大为人知的黑暗生物圈。20137月份,我国自行研制的“蛟龙”号7 000米载人深潜器在南海拍摄到海底冷泉喷口生物群中,就有密密麻麻的蟹和紫贝等。7 000米的海洋深处环境极端恶劣,那里缺氧,没有阳光,高压、高温,富含甲烷、有毒的重金属元素等。然而在这么恶劣的环境里面,竟然有那么多生物在非常快乐地生存着。这着实很令人吃惊,完全颠覆了人们传统的认识——万物生长靠太阳。这些生物之所以能够在那么恶劣的环境里面生长,那是因为它们有独特的基因,有独特的酶。所以生物学家可以将其开发利用,应用于医药、工业用酶、生物冶金、生物修复等领域的新产品开发,目前这个生物基因资源市场的潜力已经达到30亿美元。

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大洋科考中的韩喜球博士

海底的矿产资源也是种类多样,滨海砂矿、油气资源、天然气水合物、多金属结核、富钴结壳等非常丰富。据统计,世界海底天然气水合物有1.1万亿吨甲烷,是所有化石燃料中碳含量总和的2倍。多金属结核资源主要分布在大洋盆地总储量约15 000亿~30 000亿吨,仅太平洋表层1米沉积物中的结核就有1万多亿吨。多金属结核里面蕴藏着多种金属元素,就锰资源而言,就达到了2 000亿吨。海洋蕴含的潮汐能、海浪能、海流能、温差能、盐度差能等可再生能资源,可供开发利用的总量在1 500亿千瓦以上,这些都等待着我们去开发利用。

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韩喜球博士正接收媒体的采访

浩瀚无垠的海洋本身就是一个巨大的空间资源。广阔的海洋可以用于运输,在港口可以建港口,发展临港工业。如果是沙滩的话可以发展旅游业,如果是泥滩的话可以进行海水养殖,海底可以铺设海底通讯电缆。

 

编织蓝色海洋之梦

我们所有的人打从娘胎开始就消耗地球上矿产资源。2011年,美国相关部门曾做过一个统计,结果显示每个美国人年均要消耗14吨的矿物金属和燃料。美国是一个发达国家,而我们中国正处于经济高速发展中,消耗的资源量应该比这个数字还要大。

人口膨胀、资源短缺、环境恶化是21世纪人类社会面临的三大难题。目前,地球上有70亿人口,每人每时每刻都在消耗资源,然而陆地资源是有限的,它们的形成需要非常漫长的时期,而且是不可再生的,总有一天要被消耗完。重要的是,矿产资源与国家安全息息相关,假如一个国家缺少某些矿产资源,国际关系又非常紧张的话,那么国家安全就会成问题。

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工作中的韩喜球博士

因此,现在各国都开始向海洋拓展活动空间,向海洋要资源。海洋不仅仅是生命的摇篮、气候的调节器,同时还是一个资源的宝库。地球本身就是一个蓝色的水球,海洋面积占了地球面积的71.8%,如果这一块庞大的空间,我们都不充分加以利用的话,那是非常不明智的。

国家非常重视海洋,为建设海洋强国,实现中国梦,出台了越来越多的举措与政策。

 

海洋科考苦乐相伴

丰富的海洋资源需要科学家去调查研究。2002年,韩喜球博士第一次参加了德国“流星号”的一个科考航次,在海上她作为沉积学家参与调查中美洲大陆边缘海底天然气水合物。2005年,她在太平洋航段和印度洋航段担任首席科学家助理,这是非常大的一个壮举,历时297天,80 000多千米,也正是从这次科考开始,她的研究领域逐渐拓展到多金属硫化物。2007年,在大洋第19航次科考中,她在西南印度洋脊发现了首个海底“黑烟囱”,实现了中国人在这个领域零的突破。2010年,作为大洋21航次第7航段的首席科学家,在西南印度洋她发现了硫化物区,这个矿区也已经被记入了国际的一个硫化物数据库里面。2012 年初夏,作为首席科学家,她执行了具有开创性的大洋24航次,调查西北印度洋硫化物资源,获得了丰硕的调查成果。

看似神秘和刺激的大洋科考背后,有着道不尽的艰辛。在海上工作不比陆地上,在茫茫大海上,一切困难都要靠自己去克服。在陆地上我们实验室一个什么东西用完了可以随时去买,而在海上仪器坏了都得自己想办法修。一条科考船在海上工作一天光消耗的油,如果是快速航行的话就要30吨,一般都要十几二十几吨的油,船在大洋上每一天的考察费用就高达二三十万,因此韩喜球和她的团队在海上都是分秒必争。在海上调查一个航段一般是30~40天,而且一般要求要连续参加两个航段,一般会有3个月在船上,这个是比较高强度的工作。在海上科考经历到狂风巨浪,更是家常便饭。

海洋科考虽然辛苦,但韩喜球博士也感受到了其中的乐趣。她说,他们常把大洋科考比做一个流动的大学,因为所有的参与人员来自全国各高校和科研院所,甚至有一些著名的专家,他们会定期地举行一些学术沙龙,进行一些讨论。逢年过节的时候,他们也会搞一些聚会。这些,都给艰辛而枯燥的大洋科考生活增添了欢乐和温馨。乐观的韩博士说,在海洋上科考,还能欣赏到城市里欣赏不到的风景,能观察到数千米深海底生命活动的景象。在她看来,这是一份非常有趣而值得投入的工作。

美妙的海底世界探宝给她带来了无限的兴奋感、成就感和自豪感。我国在东北太平洋拥有一块“多金属结核矿区”,这里面矿区采出来的锰结核可以开采20年。2010年,我国向国际海底管理局提出了矿区申请,2011年获得了批准。在西南印度洋脊,我国是第一个取得海底矿区的国家。2012年提出了申请,2013年获得了批准,在西太平洋有3 000平方公里的矿区。

她说,这些只是我们暂时取得的成绩。要想将海洋完全地探索完,那是一个遥遥无期的事业,需要永恒的投入,需要有一个永恒的信念来做这个事业,至少在我们这一代,甚至我们能够眼见的几代人都是不可能完成的一个事业。

 

与海洋科考共成长

工作20年以来,伴随着我国的大洋事业,韩喜球博士先后5次参加国外科研机构组织的科考航次,9次参与组织领导中国大洋航次,航迹已遍及全球三大洋、墨西哥湾、中美洲大陆边缘和我国南海。

她热爱海洋,同时因为海洋,她也意外收获了许多。她把握住了海底多金属结核、富钴结壳资源、热液硫化物资源和天然气水合物资源这些国际海洋科研的前沿热点,成为国内外少数的同时涉足研究这4种海底资源并取得突出成果的专家。2007年,她担任首席科学家助理在西南印度洋中脊成功发现了海底“黑烟囱”(热液活动区),实现了中国人在该领域“零”的突破,并填补了国际上在超慢速扩张洋中脊发现海底“黑烟囱”的空白;她领航第3航段战狂风斗恶浪横渡印度洋,沿洋中脊发现了4个新的热液活动区,并获得了大量调查资料和岩矿样品;2010年,她领航大洋第21航次第7航段期间,又在西南印度洋中脊发现多个热液活动区和一个大型多金属硫化物矿床,她把此处命名为“玉皇山”,从此这座杭州名山载入了国际洋中脊调查研究的史册。

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