尋找海底「溫泉」,中國有挑戰也有機遇
徜徉西南印度洋
3月17日,離開模里西斯路易港的「向陽紅10」船繼續乘著波濤前進,執行中國大洋49航次第三航段科考任務。本航段的核心任務是,在位於西南印度洋的工作區對海底多金屬硫化物進行勘查。
資料圖:「向陽紅10」
海底多金屬硫化物是海底熱液活動的產物,它們富含銅、鋅、鉛、金、銀、鐵等金屬元素,有望成為最早被人類利用的深海礦產資源之一。
中國大洋49航次首席科學家陶春輝告訴科技日報記者,中國科學家尋找海底多金屬硫化物,既面臨挑戰,也擁有機遇。
猶如海底撈針
洋中脊的海底多金屬硫化物的形成是一個有趣的地質「故事」。
大洋板塊在沿著洋中脊擴張時產生裂隙,海水便從裂隙「趁虛而入」,被深部巖漿加熱後,它們將周邊巖石中的金屬元素析出,變成富含金屬元素的高溫熱液流體。
這些熱液隨後從海底下部冒出來,遇到海底表面冰冷的海水,迅速冷卻並堆積下來,形成類似煙囪的結構。於是,海底便出現這樣一種神奇景象:灰黑色的液體像濃煙一樣從「煙囪」中滾滾冒出。陶春輝將其比作海底溫泉。
煙囪體形成、倒塌,再形成、再倒塌,隨著時間的推移逐漸形成多金屬硫化物礦。一般一個硫化物分布區大小差不多跟籃球場相當。要想在海底找到這些寶藏,尋找一根根矗立的煙囪體便成了第一步。
「尋找海底『煙囪』的過程不亞於大海撈針。」陶春輝在接受科技日報記者採訪時介紹,此次「向陽紅10」船所勘查的海域深度在1500?3000米之間,而煙囪體噴出的「黑煙」最高飄到離海底300米左右。要隔著深深的海水順著「黑煙」找到煙囪體有相當大的難度。
陶春輝舉例說,尋找海底「煙囪」的手段之一是使用海底攝像綜合熱液異常探測拖體,讓它在離海底五米的高度去探測冒出來的「黑煙」。但是海底地形非常複雜,高度差異在短距離內可達到幾百米甚至上千米。操作海底攝像拖體的工作人員要像在海底放風箏一樣,讓設備保持在離海底五米的高度,難度非常大。
中國是後起之秀
尋找海底多金屬硫化物,中國的起步並不早。
陶春輝介紹,國際上在上世紀70年代便首次發現海底熱液活動,至今已研究近40年。而中國對海底熱液活動的規模研究從2005年正式開始。
「由於研究時間比較短,我們對海底多金屬硫化物的基礎研究相對薄弱,研究隊伍也比較年輕。」陶春輝說。
但中國在海底多金屬硫化物的勘查方面堪稱後起之秀。2011年,中國大洋礦產資源研究開發協會與國際海底管理局籤訂西南印度洋多金屬硫化物資源勘探合同。這是國際海底管理局在全球國際海域籤訂的第一份多金屬硫化物勘探合同。
2012年,俄羅斯緊隨中國的腳步與國際海底管理局籤訂相關合同。隨後是法國、韓國、德國、印度和比利時。海底熱液多金屬硫化物勘探成為各國競相關注的熱點。
「中國對多金屬硫化物的資源勘查水平,已經躋身全球前列。」陶春輝說,這些年國家對海洋研究日益重視,中國在多金屬硫化物勘查技術、方法上創新多、進步快。
2007年中國找到第一個位於西南印度洋超慢速擴張脊的活動熱液區。2008年中國第一次在東太平洋海隆赤道附近找到熱液活動區。2009年中國找到首個位於南大西洋12度以南的熱液區。2012年中國又在西北印度洋找到第一個熱液區。
「中國在該領域的貢獻有目共睹,同時也面臨很大的發展機遇。」在陶春輝看來,海底多金屬硫化物既是未來重要的資源,又可以在資源勘查的過程中帶動海洋科學研究、深海技術的發展,並為國家培養一批深海科技人才。（科技日報）