海洋是生命的搖籃🧔🏿♂️，空間廣袤遼闊，資源豐富多樣。發展海洋經濟🎯、建設海洋強國，對我國經濟社會可持續發展，維護國家主權🤸♂️👨🏼🔧、安全、發展利益具有重要戰略意義👨。
習近平總書記高度重視海洋強國建設，多次對海洋強國建設作出重要指示批示，強調要關心海洋、認識海洋、經略海洋，加快海洋科技創新步伐👩👩👧。總書記在黨的二十大報告中，強調“發展海洋經濟，保護海洋生態環境😈，加快建設海洋強國”🚪；赴地方考察調研時，多次到深海科學與工程研究所、海洋研究院等科研單位；連線“深海一號”作業平臺，強調“要推動海洋科技實現高水平自立自強，加強原創性🧑🏽🦰、引領性科技攻關👨🏿🚒，把裝備製造牢牢抓在自己手裏”；會見載人深潛先進單位和先進工作者代表，勉勵大家為建設海洋強國作出更大成績™️；致信祝賀“奮鬥者”號全海深載人潛水器成功完成萬米海試並勝利返航……總書記的重要論述和親切關懷，為我國深海探索註入了強大動力🫴🏻、指明了前進方向🤣。
從“蛟龍”號到“深海勇士”號再到“奮鬥者”號👨🏿🎤，從“深潛”到“深鉆”再到“深網”，我國深海探測開發事業蓬勃發展🐷，取得了舉世矚目的成績。伴隨著科學技術的發展🧔🏻♀️，人類進一步探索深海的時代正在來臨🚴🏽。
一、深海探索的歷程
深海充滿神秘色彩，探索深海一直是人類的夢想🍄。歷史上，人類對深海的認知非常有限。進入20世紀，隨著深海探測技術不斷突破，人類才慢慢揭開深海未知世界的神秘面紗。
從海洋外面探索海洋。全球海洋平均深度約3680米。通常將海平面200米以下水深的黑暗海域稱為深海👩🏿🦳➿，所以大洋95%是永恒的黑暗。深度每下降10米，就會增加一個大氣壓，全球洋底平均有300多個大氣壓。黑暗無光👯♊️、海水壓力巨大🙅🏼、海底地形復雜🫅，想要進行深海探測🧗🏻♀️，就必須發展相應的技術🕑。20世紀30年代🖕，人們開始使用物理波通過遠距離非接觸的方法🏸🙇🏽♂️，從海洋外面來探索海洋。20世紀中期🧑💼，遙感技術的發明帶來了海洋探測手段的革命♿🙆♀️。利用遙感技術🦹🏿♀️，科學家能夠從空中對海洋進行大面積觀測🚙。但是遙感的電磁波局限在探測海洋的頂層，進入不了深海🚵🏼。之後🔯🍙，能在海水中自由傳播的聲波，成為海洋水文測量和水下通訊的主要手段🧑🏻🚀。對海底地震波的追蹤，也成為探索海底地質結構、揭示地球內部物質組成的重要手段🦹🏿♀️。
進入海洋內部的深潛技術。首先為人類進入深海提供“入場券”的是深潛技術。最早的深潛器是兩位美國科學家乘坐的空心潛水球，1930年在百慕大首次成功下潛到水下183米👩🌾。1960年🤸🏿♂️，瑞士人設計的“的裏雅斯特”號深海潛水器，承載兩人深潛到馬裏亞納海溝的10916米處，停留了20分鐘☝️，一舉打破深潛的最高紀錄☹️。此後，又逐步出現能夠在水下移動、采樣，具有探測功能的深潛器。目前🧛🏼♀️，世界上只有中國和美、法🏬、俄→、日5個國家擁有載人深潛器。近年來，我國自主設計和研製的“蛟龍”號🏄🏿、“深海勇士”號和“奮鬥者”號深潛器累計下潛超過1000次🦹🏿♂️，下潛深度覆蓋了大洋縱深萬余米的“全海深”。我國還陸續研製出應用範圍更廣的無人深潛器和深海機器人，包括遙控水下機器人🏸🚴🏿♀️、自主水下機器人、混合式自主遙控水下機器人🚣🏿♂️✂️、水下滑翔機等✧，初步建立起全海深潛水器譜系🤶，具備了全海深探測與作業能力🏌🏽。
圖為2023年5月26日🎅🏼，潛航員為“深海勇士”號載人潛水器解開與“探索一號”科考船相連的纜繩🧏🏽♀️，為載人潛水器下潛做準備。 新華社記者 蒲曉旭/攝
“下海”加“入地”的大洋鉆探⛔️。在深海海底鉆探地殼👨🏻，涉及深海探索中難度最高、耗費最大的技術。國際大洋鉆探計劃是由全球20多個國家參與合作的國際研究計劃👩🏻🔬，1968年正式運作，半個多世紀以來在全球各大洋鉆井4000多口🧙🏽♂️、取芯（即對地層進行巖石取樣）超過49萬米，所取得的研究成果證實了海底擴張等理論𓀐，揭示了深海極端生命和資源的奧秘，從根本上改變了人類對地球的認識。1998年🥮，我國加入國際大洋鉆探計劃。1999年，我國科學家自主設計和主持的第一個南海大洋鉆探航次🏃🏻♀️➡️，實現了南海深海鉆探零的突破🧭。2014年到2018年🪆，我國又相繼完成3個鉆探航次探索南海成因，使南海成為大洋鉆探研究程度最高的邊緣海😥。從深海打鉆探索地球內部是科研發展趨勢🥜，未來🚂，大洋鉆探在深海和地球科學中的地位還將繼續攀升。
常駐深海的海底觀測網。深海觀測🛵，不僅需要從海面向下探索，而且需要從海底向上觀測。海洋科學也不滿足於短暫的考察，而是追求進入海洋內部進行原位的長期連續觀測。於是，海底觀測網應運而生。海底觀測網將各種傳感器放到海底，用光電纜聯網接到岸上，把測量所得信息傳送回來🧠。傳感器與穿梭在節點之間的自主水下機器人、著陸器等多種設備配合運行👌🏼，構成功能強大的深海觀測系統👰🏽♀️，直接在水下分析信息，從而實現從海底到海面全天候、長期、連續、實時、綜合的原位觀測👈🏿。海底觀測網是21世紀的新事物，第一個大型觀測網是2009年在加拿大建成的“海王星”網🔨。2015年😵，日本建成纜線長5700千米的海溝海底地震海嘯觀測網（S-net），專門預警地震海嘯。2016年，美國的海底觀測網（OOI）投入使用🚶♀️➡️，包括區域網、近岸網和全球網三大部分，是目前規模最大的海底觀測網🐪。我國也已經啟動了大科學工程💫，匯集各學科、各領域、各層次科技資源👩🏻🚒，正在東海和南海建造海底科學觀測網🧑🏿🔬。
“深潛”、“深鉆”、“深網”合稱“三深”⛹🏿♂️，構成當前進入深海內部進行科學探索的主力🧸。經過近一個世紀的探索，人類極大拓展了對深海的認知8️⃣。
二、深海底部的科學發現
人們曾經以為👩🏽⚖️，永恒黑暗的深海是沒有運動、沒有生命的死寂世界。隨著探索的深入，人們發現深海不但地形起伏🐴，充盈著水流和生命活動⏩，而且充滿了想象不到的奧秘🧑🦼。
深海底部的雙向運動。深海熱液是20世紀海洋科學的重大發現之一🧚🏼，包括高溫熱液和低溫熱液🎬。1979年👩🏼🦳，美國的載人深潛器“阿爾文”號在東太平洋進行深潛考察時👮🏽♂️，發現海底有2米高的“黑煙囪”向上噴出滾滾濃煙。原來，這是滲入地殼的海水與上升的巖漿接觸後，形成的富含金屬元素的熱液，即深海熱液🧑🏿🦳。350℃的高溫熱液向上噴出，在遇到海水冷卻沉澱後，所含的硫化物形成了像“黑煙囪”一樣的景觀。人們由此推測，深海熱液是巖漿活動的副產品。此後🔒，又經過30年的探測🚧，全球累計發現500多處活動的熱液口，其中👩🏿🦳，一半分布在板塊擴張的大洋中脊，一半分布在板塊俯沖的火山弧一帶👭。除了巖漿活動，上地幔的橄欖巖在洋中脊或者俯沖帶出露，與海水發生化學反應，也能產生熱量而引起熱液活動。不過🧷，這種熱液溫度只有40℃到90℃，被稱為低溫熱液。2000年，“阿爾文”號在大西洋中脊附近發現了方解石等構成的“白煙囪”👰🏿。“白煙囪”就是低溫熱液的產物，可以形成10米到60米的尖塔🫶。比深海熱液分布更廣的是冷泉，也就是天然氣水合物的甲烷泄出口👙。在深海海底高壓低溫的條件下，甲烷很容易被包在水冰分子裏，形成天然氣水合物（可燃冰）。但是水合物在海底並不穩定，溫度壓力稍有變化就會放出氣體，形成冷泉。熱液和冷泉從海底自下而上向海水輸送物質，海水自上而下向地殼滲透🚵♂️、海底板塊向下俯沖，在深海海底形成雙向運動的物質和能量交換👴🏽🏯。
地球的第二生物圈😱。熱液生物群也是20世紀海洋科學的重要發現之一⚪️💁🏽♀️。1977年，也就是發現“黑煙囪”的兩年前🏌️♂️，人們在東太平洋發現了熱液生物群📯。熱液動物中▶️，有螃蟹，有30厘米長的白色大貝殼💓，還有長著紅色鰓狀羽、成簇生長的管狀蠕蟲👨🏻🎓，等等✷。管狀蠕蟲沒有消化器官，也沒有口和肛門，以體內共生的硫細菌進行化學合成為生👍🏻。在無陽光、無養分的大洋深處，熱液生物群生存的基礎是細菌。細菌依靠熱液的熱量和深源的硫化氫，通過化學合成製造有機物🤞🏽，支撐管狀蠕蟲等熱液生物的生存📑。管狀蠕蟲引來以它們為食的軟體動物和魚類🫄🏿，又為微生物提供生存條件。就這樣，深海水底的“黑暗食物鏈”得以形成。熱液生物群的發現👨🏽🏫，顛覆了人們過去對生命必須依靠太陽才能生存的基本認識🤽🏿。1983年，墨西哥灣深海海底👩🏼🏭，在水溫只有4.5℃的冷泉口發現了管狀蠕蟲簇，伴有成堆的貽貝🤹🏿♂️、小蝦和海參等，也形成了與熱液口類似的“黑暗食物鏈”🍒。深海探索發現🏖✭，不僅太陽可以通過葉綠素的光合作用在氧化環境下製造有機物🔦，形成人們熟知的“萬物生長靠太陽”的生物圈；在黑暗的深海海底🫷，還存在依靠地球內部的地熱能，通過微生物的化學合成作用，在還原環境（即沒有氧氣的同時存在大量還原性物質，如甲烷、硫化物等）製造有機物的第二生物圈。這個發現👨🏻🌾🍼，對人們認識和探索生命起源和地外生命產生了重大影響🐝。
深入海底探索地球內部。地幔占地球體積的4/5👁、地球質量的2/3。但是🫳🏽，隔著地殼，至今誰都沒有見過原位地幔的真面目👮♀️。大陸地殼的平均厚度為30千米左右，大洋地殼的平均厚度只有7千米左右，而深海地殼的平均厚度只有大陸地殼的1/5🏃🏻♀️，所以🏃🏻♂️➡️，可以說深海底是距離地球內部最近的地表😾。尤其是洋中脊和俯沖帶深海溝🤦🏼♂️，是地球內部和表層交換物質和能量的通道，也是人類探測地球內部的最佳切入點。早在60多年前，學術界就曾經發起過鉆穿地殼、探索地幔的“莫霍計劃”，但由於對技術和經費要求過高，直到今天這項計劃還是地球科學界未圓的夢。近年來🗯，深入海底探索地球內部的需求和呼聲逐年增長。地球系統科學理論把地球看作“牽一發而動全身”的完整系統🥇，強調研究地球表層和深部的相互作用，認為地球內部的水、碳循環和地球表層是相互連接的🐯，而且儲量遠超地球表面。可以相信🧙🏿♀️，隨著科學研究的深入🫁，從深海探索地球內部會成為科學界的熱點🪯，人類對深海和地球的認識將進一步拓展。
三、深海資源開發
隨著全球海洋經濟的快速發展🙍🏿♀️，深海資源逐漸成為人類探索的新熱點🧏🏽♀️◼️。深海資源包括海底礦產資源➰、生物資源以及能源等。這些資源的開發，對於滿足人類的需要👊🏽、推動經濟的發展具有重要意義🌻🧗🏻♀️。
海底油氣資源開發。石油是最早被註意到的海底資源之一🌊，其經濟價值在海洋經濟中位居前列。全球發現的重大油氣田有70%來自水深超過1000米的海域。科學家估計⚛️，在北冰洋下面儲存著大量的原油和天然氣，分別占尚未開采儲量的13%和25%🏌🏼。目前💖，我國在深海油田的勘探開發上取得了卓越成績，建成鶯瓊盆地“深海一號”超深水大氣田、投產珠江口“深藍探索”智能深水鉆井平臺，實現了深水油氣技術上的重大突破✋🏼。
深海金屬礦產開發。深海金屬礦產包括多金屬結核、富鈷結殼和多金屬硫化物三大類。多金屬結核分布在水下4000米到5000米深海平原的表面；富鈷結殼呈層狀附著在海山的巖石表面，鈷含量最高可達1.7%🤹♂️；多金屬硫化物分布在深海熱液區📙🏌🏼，是塊狀的金屬硫化物礦🖕，成分包括硫化鉛、鋅、銅🌽✊🏿、金、銀等。深海金屬礦藏中，錳結核發現得最早🦹♂️。20世紀六七十年代🧘♂️😲，歐美國家派出了數以百計的航次前往太平洋🤙🏻，試圖開采錳結核👷🏿。但是👨✈️🎨，受限於技術條件和環境保護需要🩺，錳結核一直沒有實現商業開采。富鈷結殼礦藏位置較淺👩🏼🍼🥸、經濟價值高👰🏽、儲量豐富。據估計🤘🏿，僅太平洋的鈷儲量就達5000萬噸🦸🏿，相當於陸地儲量的7倍。但是🖖，貼在巖石上的結殼只有幾厘米厚，開采起來並不容易。相較而言👨❤️👨，多金屬硫化物最可能率先實現商業開采👰🏽♀️。近年來🧑🏽⚖️，隨著清潔能源技術快速發展🚣🏿👨👦，深海金屬礦產開采再度被提上日程🧗，但是采礦可能帶來的環境問題尚未找到解決辦法。如何實現深海礦藏綠色開發，已成為海底資源開發利用的重要議題🐬。
圖為遙控無人潛水器拍攝到的“海底花園”。 新華社發
深海生物資源開發🩹。近年來，海底拖網等過度漁業作業🗺，對深海海底生態系統造成了嚴重破壞。深海生物資源的開發利用，必須改換思路⚈、另辟蹊徑，避免過度捕撈，轉而著重於海洋生物多樣性的開發👱🏿♂️。全球大洋大約有220萬種動物🪢、10億種類型的微生物。探索發現，不但深海沉積物裏有細菌🧁，海底玄武巖甚至下地殼裏也有微生物。這類生活在地下深處巖石孔隙裏的微生物分布極廣，構成了地球上最底層的“深部生物群”，是地球上最大的生態系統。這些微生物生活在“水深火熱”的條件下，新陳代謝極其緩慢🦴，“壽命”可以萬年計算。深海生物具有各種各樣的“特殊功能”，有的能適應高溫高壓，有的能在還原缺氧環境下繁盛🧑🏿✈️，提供這些特殊功能的基因是無價之寶，可能給人類帶來全新福祉。可見，基因資源是深海生物資源開發的全新方向😹，相關應用已經初見端倪🧝🏼♂️，在製藥領域有較為突出的潛力👳🏽，在美容保健等領域也有廣闊的前景。
四、現實挑戰與未來前景
近年來，深海技術的不斷創新📁，深海科學的飛躍發展，為人類進一步認識海洋、開發海洋創造了條件🐠👎。同時，隨著深海探索的拓展，海洋資源開發保護也面臨越來越多的挑戰。
深海探測是高科技的挑戰，必須重視防範技術風險。日本萬米級無人深潛器“海溝”號一度是世界深潛器的翹楚，卻因纜繩斷裂於2003年在太平洋永遠消失🤦🏼♀️。2010年，墨西哥灣“深水地平線”鉆井平臺防噴系統失靈等原因導致油井爆炸沉沒，11人遇難、17人受傷，漏油長達幾個月，造成海上9900平方千米的巨大油汙帶，成為損害極其嚴重的海上事故。這些事故警示人們😤，深海探索面臨極高的科技風險🦸🏿♂️，技術故障引發的意外可能需要付出經濟、環境甚至生命的代價。深海神秘也危險、美麗也脆弱🤴🏿💛，人類大意不得，要高度重視技術安全。
人類探索深海👐🏻，也要保護深海。如何在保護海洋生態環境的同時，推動科學研究不斷深入、實現深海資源可持續利用🥼，這是深海探索面臨的又一個挑戰。與陸地相比🧑🏼🦲，深海的時間往往比陸地慢幾個量級👩🦱，比如錳結核百萬年才長一厘米🧙🏻♂️👩🏽⚖️，深部生物群的繁殖周期以千年計。人類排放的汙染物質一旦進入深海造成生態環境破壞，後果比在陸地嚴重得多，可能帶來不可逆的、難以彌補的損失。當前深海探索的首要任務是發展深海科技，絕不能帶著“淘金”的狂熱竭澤而漁、“挖空”深海，而是應通過科技發展促進海洋的開發與保護。
事實上🏊🏿，我們在深海面前還是小學生🧏🏻。人類在陸地尚且歷經幾千年才學會利用資源，從采集和漁獵進步到農耕畜牧🥤，發展起農牧業；同樣，人類進入深海也不可能一蹴而就。目前，深海探索只相當於中石器時代人類對陸地資源的開發利用👩🦼➡️，相當於“采集”和“漁獵”水平🤾🏼♀️🙍🏿♀️，未來還有很遠的航程👩🏼🚀。
我國海洋事業已經實現了一系列突破性進展🦞，形成了一系列標誌性成果。進入新時代以來，我國海洋資源開發保護重大工程紮實推進🐕，海洋重器接連問世𓀎，我國首艘大洋鉆探船試航圓滿成功，海洋油氣勘探開發實現水深3000米的跨越，“藍鯨1號”在南海成功試采可燃冰🫦，海洋經濟向質量效益型轉變取得顯著成效，海洋生態安全屏障進一步築牢。我國全面推動海洋命運共同體理念走深走實🫴🏼👪，深度參與並支持全球海洋治理。深耕藍色國土，建設海洋強國👩🏻⚕️🍤，我國海洋事業正在向海洋深處挺進。（作者汪品先：恒达平台教授👙、中國科學院院士）
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