深海是个大宝库
2021-06-08 12:49:00海洋就像个聚宝盆一样,在地球几十亿年的漫长演化岁月中积累了大量的宝贝,尤其是深海,蕴藏着极为丰富的资源。
石油大亨:深海油区
深海的油气资源包括埋藏在海底的石油和天然气,存量非常丰富。在陆地资源日益枯竭的今天,深海即将成为重要的油气储产区。近年来的大部分重大油气发现都来自深海。但是目前,对深海石油资源的开发还非常少,甚至还没有完全勘探清楚。
由于开采深海油气和维持钻井平台的成本很高,再加上深海钻井存在一定的漏油风险,会对海洋环境造成危害,所以国际上在勘探和开采深海油气时都非常谨慎,要经过周密的分析和计算才能决定是否开采。
未来新能源:可燃冰
1996年,从美国西海岸的海底,科学家首次较大规模地捞起一种像冰一样的物质,它可以被直接点燃,并冒出橘蓝色的火焰。很快,这种被称为“可燃冰”的新鲜玩意就成了整个能源行业的希望。它的储量巨大,能够满足人类1 000年的使用,而且燃烧后不产生任何残渣和废气,这一点可比煤、石油、天然气等传统化石能源好多了!
可燃冰的主要成分是甲烷,它是甲烷与水在高压低温的条件下形成的。而高压和低温正是深海的环境特征。在数百米至上千米的海底,有大量甲烷气体从海底断层缺口处溢出,并在深海的高压低温环境下形成了可燃冰。迄今为止,已探明的可燃冰储量是全球煤、石油、天然气等传统化石能源探明储量总和的2倍以上。
我国南海蕴藏着大量可燃冰,其储量可供我国使用135年。2017年6月,国土资源部宣布,正在我国南海神狐海域进行的可燃冰试开采已连续产气22天,标志着我国成为全球第一个实现在海域可燃冰试开采过程中获得连续稳定产气的国家。
然而如何开采可燃冰是个大难题。可燃冰非常不稳定,一旦离开深海高压低温的环境就会融化,进而导致海底大陆坡的滑塌,掀起巨浪,甚至在全球沿海地区引发海啸;另外,作为可燃冰的主要成分,甲烷的温室效应是二氧化碳的20倍,大量的可燃冰融化可能会导致大气中甲烷浓度大幅度上升,加剧全球变暖。
黑色“金娃娃”:锰结核
在深海海底,有一些奇怪的黑色石头,有的像烧焦了的土豆,有的像黑色的乒乓球,还有的像炉渣……这就是锰结核。由于富含锰、铜、钴、镍、钛等多种高浓度的金属,因此又叫多金属结核。
这些金属的用处都非常大:锰可以使钢铁更坚硬,大量用于制造坦克、钢轨、粉碎机等;铜大量用于制造电线;钴可用来制造特种钢;镍可用来制造不锈钢;钛是航空航天工业的宠儿……所以锰结核是名副其实的黑色“金娃娃”。
巨大金矿:海底硫化物
在科幻小说《海底两万里》中,尼摩船长曾说:“海底有锌铜和金矿。”这是真的吗?
没错。在深海热液周围矗立着许多“黑烟囱”,这是喷发的海底热液遇到冰冷的海水时,热液中的矿物质迅速冷却形成的。这些“烟囱体”和矿物岩层沉积在海底,科学家称之为块状硫化物。它们的主要成分是铜、铁、锌、铅以及金、银、钴等贵金属,每座矿体从数万吨到上千万吨不等,而每吨矿石中的金属含量高出陆地矿石的10倍以上。
黑烟囱附近有着独特的生态系统,开发黑烟囱必然会影响居住在周围的“居民”。所以,我们需要首先弄清楚黑烟囱开采对海洋生命和生态系统的影响,然后才能进行大规模的开发,可不能让那些独特的生物成为深海采矿的牺牲品哦!
除了丰富的矿产和能源,深海里光怪陆离的生物物种和群落也构成了巨大的基因资源和药物资源。
深海里还隐藏了宝贵的科学研究线索。比如,深海有望为我们揭开生命起源之谜。我们知道,早期的地球是一片汪洋大海,那时,地球上没有氧气,几乎没有有机碳,也没有进化出能够进行光合作用的植物——一切就像深海热液一样。那么,地球上所有生物的“共同祖先”,会不会就是热液口附近的化能微生物呢?生命是起源于深海吗?
深海蕴含着丰富的资源和宝贵的科学研究线索,而人类仅仅探索过其中的1%~ 2%。未来,这片广袤深邃的海洋,又将带来怎样的惊喜和收获呢?
本文来自《科学画报》