航行于海山之巔

20世紀60～70年代是海洋地理大發現的年代，以赫斯的“海底擴張理論”和勒皮雄的“板塊構造理論”為代表，嶄新的地球觀由此形成。然而，在這轟轟烈烈的海洋地理大發現中，卻看不到中國學者的身影。1980年之后，中國的遠洋科學考察團才開始出現在世界大洋上，其中最“搶眼”的要屬“大洋一號”遠洋調查船了。2006年1月22日，“大洋一號”結束了為期297天，行程44230海里，橫跨三大洋的環球航行。而2007年伊始，它又將開始新的旅程。讓我們走近“大洋一號”，沿著這艘遠洋科學考察船曾經走過的航跡，尋找深海探寶的秘密。

平頂海山：大洋深處的奇觀

2005年4月2日，“大洋一號”駛出青島港，駛向黃海，駛向太平洋。它將沿東太平洋海隆、大西洋中脊、印度洋中脊的海山之巔航行，不僅將全世界儲量最大的海底礦產資源——多金屬硫化物、鉆結殼納入研究范圍，還開啟深海熱泉生物群落生命現象的研究。這既是地學研究的前沿，也是生命科學研究的前沿。

按照計劃，“大洋一號”會在太平洋上的島國密克羅西亞首都波納佩補給休整，然后向東進入美國夏威夷海域。在這之間，它在東北太平洋上有選擇地對幾處深海平頂海山進行調查。平頂海山一種奇特的深海海底構造，發現這一奇觀的是美國著名地質學家赫斯。從海底高高拔起，像火山錐一樣，山頂卻像被快刀削過一樣，平坦而整齊。這種奇特的山體，在太平洋深海，不是一座，也不是幾十座，而是數百座。

在太平洋底部的這些山體，與一般的海丘、海峰完全不同。它平坦的頂部的直徑在5海里左右，把周圍山腳也計算在內，形成了約8至10海里的高臺。山腰最陡的地方，傾斜約達32°，再向下形成緩坡，呈現階梯狀。這可以說是所有平頂海山共同的外貌特征。海底平頂山在世界三大洋中都有發現，大部分深度在1000至3000米之間。按照赫斯的見解，海底平頂山曾是古代的火山島。從采集來的玄武巖巖石標本看，這種山與大洋火山有相同的形態、構造和物質成分。這足以說明，平頂山是海洋火山家族的成員。深海平頂山的形成，一直是海洋地質學饒有趣味的重大課題。

熱液硫化物：沉睡海底的礦床

“大洋一號”到達墨西哥阿卡普爾科港時，太平洋上第一階段的任務算是完成了。接下來是沿著東太平洋海隆向南航行，對熱液多金屬硫化物展開作業調查。其實，海底熱液硫化物的發現時間并不長，國際上對熱液硫化物的研究也剛起步不久，對它的成因、發育等物理化學方面的認識還在討論中。然而，人們的共識是，熱液硫化物可能是未來人類儲量最大的多金屬海底礦床。

1977年10月，美國的海洋地質學家乘深潛器“阿爾文號”，在東太平洋加拉帕戈斯海底進行實地考察，親眼目睹聳立于大洋底部的像黑煙囪似的溫泉噴口，突突地向外噴吐著一股接一股的煙氣；熱液溫度高達300℃至400℃。讓人難以理解的是，在熱泉附近浮游著各種各樣前所未見的奇異動物，有血紅色的管狀蠕蟲，有大得出奇的蛤和白蟹，還有一些叫不上名的動物。大量的硫化物呈軟泥狀隨著熱泉氣體涌出，堆積在黑煙囪的四周。科學家把它們拿到實驗室進行分析，發現軟泥狀的熱液硫化物除了含有大量的硫之外，還富含鐵、錳、銅、鋅、鈣和硅等數十種元素。

隨著深入的考察，科學家發現，大量的海底黑煙囪熱泉多分布于海隆裂谷的中心區域，在東太平洋海隆的斷裂帶，就發現一條長達6千米，寬0．5千米的擴張中心區，排列著近30多個溫泉噴口。雖然目前對大洋中脊中央裂谷帶的考察范圍有限，但從已經探測到的深海熱泉硫化物礦床數量和質量看，足以令人興奮，完全達到工業開采的標準和規模。人們曾做過這樣的推斷，僅東太平洋海隆長達1萬余千米，它的深海裂谷區內的熱液硫化物蘊藏量和潛在開發前景是難以用數字表達的。而且，它還不斷地“增長”。相比之下，陸地的礦床只是一次性資源，而熱液硫化物礦床，像一座巨大無比的礦石生產“工廠”，不分晝夜地制造新的礦床。

大洋中脊：神秘的“地球之門”

“大洋一號”完成東太平洋熱液硫化物調查后，通過巴拿馬運河，進入大西洋中脊特定海域。大西洋中脊是人們最先發現的海底山系，時間是在上個世紀初。顧名思義，洋中脊就是大洋中間的巨大“脊梁”。后來發現，世界各大洋都存在著類似的海底山脈。印度洋、北冰洋的海底山脈均處在大洋中部，因此也叫洋中脊；而太平洋的海底山脈明顯偏于太平洋東側，因此叫東太平洋海隆。

1973年8月2日，由美國人德弗羅貝維爾駕駛的深潛器——“阿基米德號”，載著板塊構造理論提出者之一、法國地質學家勒皮雄和一位助手，下潛到大西洋中脊的裂谷之中。勒皮雄被他所看到的景象驚呆了：柳珊瑚亭亭玉立，大海棉花絲怒放，大海蟹張牙舞爪，軟體水母叢生靜臥，一堆盤旋在一起的絲狀生命體，在海底發出幽幽冷光。在3000余米的海底，居然會有如此旺盛的海洋生物群落。

親眼目睹大洋中脊的科學家們對以往的猜想和推論深信不疑。大洋中脊就像是地球之門，是人們認識地球里的奧秘的最佳之地。深海裂谷內的動物群落為人們探求生命世界提出了嶄新的課題，它的存在甚至顛覆了我們傳統生物學的原則和概念。正是帶著這樣的一種敬畏，“大洋一號”上的海洋學家們沿著外國學者研究的思路和疑問，小心地探尋著。例如，熱泉硫化物出氣口附近發現的生命本質是什么?黑水熱泉噴口與生命起源有聯系嗎?為適應深海惡劣的生存環境，深海動物的繁殖方式發生了怎樣的變化?深海為什么沒有植物?等等問題，均需人們作出科學的解答。也正因為如此，大洋一號上的調查人員，對從深海底部收集到的每一個生命體都倍加珍惜。雖然我們的研究是初步的，但是，這方面的研究也是開創性的。科學家認為，黑煙囪噴口與生命的起源可能有某種聯系。因為在熱泉噴口周圍特殊有機物的存在表明，在沒有陽光的條件下，生命仍可以存在，甚至發生進化。這里是原始生命形式的“安全地帶”，而其他生命由于氣候或其他原因早已消亡。有人相信，地球上的生命是在熱泉黑煙囪周圍起源的。人們還看到，熱泉黑煙囪噴口周圍的生態系統是地球上惟一不依靠太陽射線為生的生態系統。它們能在高溫、高壓、無陽光的情況下茁壯成長，這類生物有喜溫嗜熱的特質。這是生命的奇跡，也是中國科學家關注的問題。

國際海底：待開發的處女地

“大洋一號”在南非開普敦港經過休整和補給，駛向印度洋。在那里四個被關注的海域內進行深海探測熱液異常、尋找熱液噴口和獲取熱液硫化物、熱液生物樣品為目標的探測和取樣，還成功地使用我國自主研制的海底攝像拖體，對數千米海底進行觀察。

“大洋一號”勝利返航了，為期8個月的新的航程又在等待著它。或許有人會問：人們投以巨資去探尋大洋海底的秘密真的有必要嗎?讓我們看一看海洋學家提供的幾項調查資料吧。

你知道大洋錳結核有多少嗎?總儲量3萬億噸，僅太平洋儲量就達到1．7萬億噸。錳結核早在1873年被“挑戰者號”發現，1959年美國科學家較為系統地分析了錳結核的化學成分和它在海底的儲量。錳結核含有錳、銅、鐵、鎳、鈷等76種金屬元素。如果把海洋中的錳結核全部采出來，按照目前消耗量計算，錳可供人類使用3．33萬年，鎳2．53萬年，鈷3．4萬年，銅980年。科學家還發現，大洋錳結核還以每年1000萬噸的速度生長。難怪人們把大洋錳核礦視為21世紀最有開發價值的海底礦產。

我國按照《聯合國海洋公約》的有關規定，在上世紀90年代，作為開采海底多金屬結核的申請者，向國際海底管理局提出申請，以獲得先驅投資者應盡的義務和權利。2001年5月21日，中國大洋協會與國際海底管理局簽訂了勘探合同。該合同區域位于夏威夷東南海域，總面積7．5萬平方千米，和我國的渤海灣面積差不多。

在大洋深處，可供人們開發利用的礦產資源還有許多，例如已經形成高規模的海洋油氣資源、可燃冰等，究竟還有多少寶貴財富等待人們去開發，還有多少未解之謎等待人們去探求，沒有人能說得清，這也是大洋深海對人們誘惑如此之大的原因。

相關鏈接：

“大洋一號”遠洋調查船

長104．5米，寬16米，滿載排水量5600噸。船上裝有先進的導航定位系統，完備的海洋調查設備和實驗室，是我國乃至世界上較為先進的大型遠洋調查船。1984年在蘇聯建成下水，以蘇聯著名地質學家“安德羅波夫”命名。1994年由我國購買并改裝。它先后執行8次遠洋考察任務。

[責任編輯]龐云