人類作為一個物種在地球上繁衍生息,不斷的發展前進,我們也在不斷的探索著未知的世界,就當今世界而言,人類對於未知世界的探索總體上可以分為三大類,分別是「上天、入地和下海」。所謂「上天」,就是探索宇宙空間,不管是建設空間站,探索月球和火星,甚至探索太陽系以外的星際空間,都是屬於這一範疇。所謂「入地」,就是探索地球的內部結構,人類雖然生活在地球上已經有了數百萬年時間,但是對於地球內部結構的了解還十分有限,通過對地震波的研究來探索地球內部,是當前最主要的方式。
「奮鬥者號」實現深海坐底
所謂「下海」,就是探索海洋世界,地球表面有71%的面積被海洋覆蓋,地球大洋可以分為太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋等四大洋。廣闊的海洋有著極大的空間,海洋中還有許多未知的世界,海底也蘊藏著大量的自然資源,等待著我們人類去加以開發利用。廣闊的海洋空間,可能是將來人類生活空間的拓展方向,在不久的將來可能會出現存在於海洋中的城市。因此,對於海洋的探索具有極強的現實和未來意義,對於向中國這樣一個大國來說,在「上天、入地和下海」等方面都需要發力研究,為此我國的科學工作者也在不斷的努力。
板塊構造分布圖和馬裡納亞海溝位置圖
但是「下海」並沒有這麼簡單,我們知道海洋的深度深淺不一,差異巨大,比如靠近大陸的大陸架海區,水深在200米以內,深度較淺,開發和利用相對簡單。人類對於大陸架海區海底埋藏的石油和天然氣等資源已經可以相對成熟地進行開發了,不過全球大陸架海區佔比較小,更多的海域深度都在幾千米以上,全球海洋的平均深度約為3795米,在這麼深的海底有著巨大的壓力,這種壓力會使得絕大多數的潛艇壓扁,因此對於大洋深潛項目的科學研究是將來進行大洋海底開發的重要基礎。
馬裡亞納海溝位置圖
為此,我國一直持續不斷地進行相關的研究,我國研究的「蛟龍號」載人深潛器在2009年至2012年,連續取得1000米級、3000米級、5000米級和7000米級海試成功。在此基礎上,我國又研製了「奮鬥者號」載人潛水器,並在2020年11月10日取得了在世界上最深的海溝馬裡亞納海溝成功下潛突破10000米,並實現在馬裡亞納海溝成功坐底,深度為10909米。海溝位於板塊的消亡邊界,由於海洋板塊俯衝到大陸板塊下方,從而形成深邃的海溝。
「奮鬥者」號深潛器
位於菲律賓以東的馬裡亞納海溝,其深度大部分在8000米以上,其中最深處在斐查茲海淵,為11034米,是地球的最深點。如果我們把世界上海拔的最高山峰珠穆朗瑪峰放到馬裡亞納海溝中,珠穆朗瑪峰都不能露出海面。我國「奮鬥者號」此次在馬裡亞納海溝實現坐底,意味著我國的載人深潛器已經能夠在世界所有深度海域實現深潛,並進行科學研究。大洋海底雖然是一片漆黑,但是卻是一個擁有豐富礦產資源的區域,在全球大洋海底,分布著一種礦產資源,稱為「深海錳結核」,這是一種鐵、錳氧化物的集合體,多為深黑色,通常含有30多種金屬元素,包括錳、銅、鈷、鎳等金屬,是一種多金屬結核。
世界大洋海底石油和錳結核分布圖
錳結核多分布在世界大洋的海底,也就是在水深三四千米深處的海底巖層中,全球錳結核的儲量估計在3萬億噸以上,其中北太平洋海底洋盆分布最多,更為神奇的是,深海錳結核還以每年1000萬噸的速度在增加。。在1991年,聯合國海底管理局正式批准了我國15萬平方公裡的大洋錳結核礦產資源開發區,將來我國就可以在此海域進行商業開發錳結核。此次,「奮鬥者號」實現在馬裡亞納海溝的坐底,為我國將來開發利用深海錳結核資源打下了基礎。
海洋資源綜合利用示意圖