為建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)深藍(lán)科技力量(科技名家筆談)
4月10日下午,習(xí)近平總書記在海南省三亞市先后考察了崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)海洋大學(xué)三亞海洋研究院,了解海南支持種業(yè)創(chuàng)新、發(fā)展海洋科技等情況。
在中共中央政治局第八次集體學(xué)習(xí)時(shí),習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào),建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)必須大力發(fā)展海洋高新技術(shù),“著力推動(dòng)海洋科技向創(chuàng)新引領(lǐng)型轉(zhuǎn)變”。在全國(guó)科技創(chuàng)新大會(huì)上,習(xí)近平總書記指出:“深海蘊(yùn)藏著地球上遠(yuǎn)未認(rèn)知和開發(fā)的寶藏,但要得到這些寶藏,就必須在深海進(jìn)入、深海探測(cè)、深海開發(fā)方面掌握關(guān)鍵技術(shù)。”這些論述為我們推進(jìn)海洋科技創(chuàng)新等工作提供了根本遵循。
中國(guó)深??萍继幱诎l(fā)展黃金期
中國(guó)海洋科技起步較晚,但發(fā)展迅速。近些年來,特別是黨的十八大以來,中國(guó)海洋科技取得了舉世矚目的成就,尤其在深??萍碱I(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)一個(gè)又一個(gè)重大突破,不斷向深藍(lán)挺進(jìn)。
這些重大突破具體來說主要體現(xiàn)在以下方面。國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)順利啟動(dòng)實(shí)施;7000米級(jí)載人深潛器“蛟龍”號(hào)圓滿完成海試任務(wù),又經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)5年、8萬海里的試驗(yàn)性應(yīng)用航次歷程后,順利進(jìn)入業(yè)務(wù)化運(yùn)行階段;自主研制的4500米載人深潛器“深海勇士”號(hào)國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到95%;萬米級(jí)載人深潛器“奮斗者”號(hào)成功挑戰(zhàn)全球海洋最深處,坐底深度10909米,實(shí)現(xiàn)了“全海深”夢(mèng)想。“潛龍”“海龍”“海燕”等系列無人潛器,4000米深海拖曳勘探系統(tǒng)等一大批深海觀測(cè)、探測(cè)裝備研制試驗(yàn)取得突破;深??臻g站重大工程開展論證設(shè)計(jì);自主研發(fā)的深冰芯鉆機(jī)完成了南極大陸冰蓋海拔最高點(diǎn)的多次鉆探。
特別值得一提的是,中國(guó)的深海探索從太平洋世界最深處馬里亞納海溝推進(jìn)到南北兩極地區(qū);在南海,通過30多個(gè)單位多年的通力合作,我們完成了規(guī)??涨暗摹澳虾I畈坑?jì)劃”,贏得了科學(xué)探測(cè)南海的主導(dǎo)權(quán),使其正在成為世界邊緣海研究的典范。
可以說,中國(guó)的海洋事業(yè)從來沒有像今天這樣興旺發(fā)達(dá),深??萍紡膩頉]有像現(xiàn)在這樣得到全國(guó)上下的共同關(guān)心支持。中國(guó)海洋事業(yè)和深??萍颊幵诎l(fā)展的黃金期。
藍(lán)色科技促進(jìn)海洋資源開發(fā)
宇宙中有難為人所知的暗物質(zhì)、暗能量。地球表面其實(shí)也有類似的情況,這就是面積遼闊的深海。海洋洋面200米以下是永恒的黑暗,長(zhǎng)期以來絕大部分是人類認(rèn)識(shí)的盲區(qū),既留下了諸如“泥牛入海無消息”這樣具有“不可知論色彩”的民間俗語,也導(dǎo)致了諸如“海底不漏”等很多錯(cuò)誤的認(rèn)知。隨著科學(xué)考察的深入,人們對(duì)海底的認(rèn)識(shí)增加了,比如,了解到海底是“有東西下去,也有東西上來”,既是終點(diǎn),也是起點(diǎn)。
“黑暗食物鏈”“深部生物圈”的科學(xué)發(fā)現(xiàn),揭開了深海黑暗世界的一層神秘面紗。雖然科學(xué)界對(duì)于深海海底來自地球內(nèi)部核裂變產(chǎn)生能量的過程十分陌生,更不清楚這類過程在人類社會(huì)里的應(yīng)用前景,但是,對(duì)深海的探索還是逐漸開闊了人類的視野,不斷改變著我們對(duì)海洋的認(rèn)知,也逐步增強(qiáng)了開發(fā)利用海洋資源的能力。
深海的生物資源具有特殊重要的價(jià)值。通過發(fā)展海洋漁業(yè),我們不僅可以從深海獲得豐富的蛋白質(zhì),而且可以獲得寶貴的基因資源。深海生物尤其是微生物有著各種各樣的“特殊功能”,比如,有的能適應(yīng)高溫高壓,有的有著尺度驚人的長(zhǎng)壽能力。提供這些特殊功能的基因無疑是無價(jià)之寶,有望在增進(jìn)人類福祉方面起到重要作用。
獲取油氣資源是人類開發(fā)利用海洋的主要方式之一。1947年,人類開始勘探海洋石油;20世紀(jì)70年代,人類能夠開采300米、500米水深海底下的石油;1980年后,人類可以開采超過1000米水深海底下的石油。海底油氣資源開采量由此迅速增加,進(jìn)入21世紀(jì),海上油氣開始占據(jù)海洋四大支柱產(chǎn)業(yè)之首的位置,開采自海底的原油、天然氣約占1/3。今天,人類已經(jīng)可以開采3000多米水深海底下的石油。隨著海洋科技的進(jìn)步,不久的將來,60%新發(fā)現(xiàn)的油氣都將來自海底,特別是深海海底。深海海底也被認(rèn)為是地球剩余油氣資源重要儲(chǔ)存區(qū)域,一些科學(xué)家甚至認(rèn)為,世界上現(xiàn)在剩下的石油約1/4可能儲(chǔ)藏在北冰洋洋底之下。
“三深”聯(lián)合助力探索深藍(lán)
深海資源寶藏琳瑯滿目,人類已經(jīng)積累了一些開發(fā)利用的經(jīng)驗(yàn),但如何進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)海洋,讓其更好造福自己,還有待進(jìn)一步研究和探索,而這在很大程度上取決于深海高科技的發(fā)展和以此為支撐在“三深”即大洋“深潛”“深鉆”和“深網(wǎng)”方面取得的成就。
“深潛”包括載人深潛和不載人深潛兩類,其核心是深潛器研制和利用。經(jīng)過多年持之以恒的努力奮斗,我國(guó)已經(jīng)形成了深潛裝備“家族”系列,包括“蛟龍”號(hào)、“深海勇士”號(hào)、“奮斗者”號(hào)、“潛龍”“海龍”“海燕”“海斗”等,實(shí)現(xiàn)了夢(mèng)寐以求的“全海深”進(jìn)入,為更好認(rèn)識(shí)和利用海洋提供了雄厚基礎(chǔ)。
“深鉆”就是從海底向下進(jìn)行科學(xué)鉆探,技術(shù)要求高、經(jīng)費(fèi)投入大,必須依靠國(guó)際合作。國(guó)際大洋鉆探計(jì)劃從1968年開始,是國(guó)際科學(xué)界為時(shí)最久、影響最大的合作計(jì)劃,已經(jīng)在世界大洋鉆井4000多口,取芯超過40萬米,從多方面加深了人類對(duì)地球的認(rèn)識(shí)。比如,大洋鉆探證實(shí)了地球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的板塊學(xué)說,找到了氣候長(zhǎng)期變化的軌道驅(qū)動(dòng);再比如,在北冰洋的鉆探發(fā)現(xiàn),那里曾有一種名為滿江紅的水藻非常茂盛,表明5000萬年前該區(qū)域曾是富含有機(jī)物質(zhì)的溫帶湖泊,這讓一些科學(xué)家認(rèn)為北冰洋可能蘊(yùn)藏豐富石油資源。1998年,中國(guó)加入國(guó)際大洋鉆探計(jì)劃,在第二年就成功實(shí)施了南海第一次大洋鉆探,探索季風(fēng)氣候演變的歷史。2014至2018年間,中國(guó)又接連完成3個(gè)半鉆探航次,揭示了南海海盆張裂、海底擴(kuò)張的歷史。重要的是,所有這些航次都是在中國(guó)科學(xué)家提議、設(shè)計(jì)和共同主持下實(shí)施的。
“深網(wǎng)”就是建立海底觀測(cè)網(wǎng)。人類對(duì)地球觀測(cè)經(jīng)歷了三個(gè)階段:第一個(gè)階段在地面上、海面上觀測(cè);第二個(gè)階段到空中去觀測(cè),就是開展遙感觀測(cè);第三個(gè)階段到海底去,建立海底觀測(cè)網(wǎng)。海底觀測(cè)網(wǎng)可以不間斷地進(jìn)行長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè),無論有臺(tái)風(fēng)還是地震都可以連續(xù)運(yùn)作,將深海的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)送到實(shí)驗(yàn)室,極大提升對(duì)海洋的觀測(cè)能力。比如,根據(jù)在太平洋70多個(gè)錨系的長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù),科學(xué)家才形成對(duì)“厄爾尼諾”現(xiàn)象根源的認(rèn)識(shí),從而對(duì)其開展準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。
進(jìn)入新世紀(jì),發(fā)達(dá)國(guó)家掀起了建設(shè)海底觀測(cè)網(wǎng)的熱潮。2009年,加拿大“海王星”觀測(cè)網(wǎng)率先建成,水深3000米、纜線長(zhǎng)800公里;2015年,日本建成S—Net網(wǎng),從本州島連到太平洋8000米水深的日本海溝,布設(shè)150個(gè)監(jiān)測(cè)站、纜線總長(zhǎng)5700公里,號(hào)稱世界最大的地震監(jiān)測(cè)網(wǎng);2016年,美國(guó)OOI海底觀測(cè)系統(tǒng)正式建成,包含區(qū)域網(wǎng)、近岸網(wǎng)、全球網(wǎng)三大系統(tǒng),設(shè)置900多個(gè)探頭對(duì)美國(guó)岸外進(jìn)行多學(xué)科的海底觀測(cè);此外,歐盟14個(gè)國(guó)家參加的EMSO計(jì)劃,從地中海直到北冰洋都將布設(shè)海底觀測(cè)網(wǎng)。
中國(guó) “深網(wǎng)”建設(shè)始于2005年,2009年建設(shè)近岸的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)站。此后,又在南海北部進(jìn)行了大量深水海流和沉積過程的長(zhǎng)期觀測(cè)。2017年,我國(guó)國(guó)家海底科學(xué)觀測(cè)網(wǎng)正式被批復(fù)建立,將在我國(guó)東海和南海分別建立海底科學(xué)觀測(cè)系統(tǒng),從海底向海面進(jìn)行全天候、實(shí)時(shí)和高分辨率的多界面立體綜合觀測(cè)。2019年,由同濟(jì)大學(xué)牽頭的國(guó)家大科學(xué)工程海底科學(xué)觀測(cè)網(wǎng)正式動(dòng)工。根據(jù)計(jì)劃,該網(wǎng)將歷時(shí)5年建成,屆時(shí)將成為世界上最重要的海底觀測(cè)網(wǎng)之一。
今天,中國(guó)深??萍家颜驹谛碌?、更高的起點(diǎn)上,正在邁向高水平自立自強(qiáng)的征程中。我們廣大深??萍脊ぷ髡邔⒗斡浡氊?zé)和使命,繼續(xù)努力奮斗,全面推動(dòng)深??萍紕?chuàng)新,為建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó),為人類向深海進(jìn)軍,認(rèn)識(shí)、保護(hù)、開發(fā)海洋貢獻(xiàn)深藍(lán)科技力量。
?。ㄗ髡咄羝废葹橹袊?guó)科學(xué)院院士、同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院教授,曾以82歲高齡參加“深海勇士”號(hào)載人深潛航次,9天內(nèi)3次下潛至南海1400米海底,獲多項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn))
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