书城科普海洋中取之不尽的宝藏(认识海洋系列丛书)
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第7章 人间的聚宝盆(1)

海洋是人类的宝藏库

蔚蓝色的海洋,辽阔宽广。人们生活在陆地上,陆地好像也是无边无沿的,其实,地球表面上只有29%是陆地,其余的71%却是海洋。海水的总量就更可观了,有13.5亿立方千米。格陵兰的冰盖海水占了全球总水量的97%,剩下的淡水绝大部分还冻结在南极洲和格陵兰的冰盖中,河流湖泊里的淡水不足海洋水量的两千分之一,大气层里的水蒸气只有海水的八万分之一。我国东南濒临太平洋和它所属的渤海、黄海、东海和南海,面积有400多万平方千米,其中我国管辖海域面积有300万平方千米,这片占陆地领土大约1/3的海疆是我国的蓝色国土。

海洋空间本身就是宝贵的资源,海洋既把陆地分开,也把分隔开的陆地联系在一起。海上运输是运量最大、成本最低的运输方式,它使沿海成为经济最发达的地区。随着世界人口增长和经济的发展,淡水越来越不够用,人类不得不想方设法从海水中获得淡水。

海盐海水中溶解了大量的无机盐,其中绝大部分是氯化钠,就是食盐。如果把海水中的盐全部提炼出来铺在陆地表面,可以铺成厚153米的盐层。在海洋里几乎能找到所有元素的踪迹,地球上的溴和碘主要存在于海水中;海水中镁、钾和硫等的含量也较高;有些贵重的元素如钠、金等,虽然在海水中含量很低,可是由于它们的身价高,从海水中提取也是有诱人前景的。

海上石油井台在漫长的年代里,生活在海洋里的生物的残骸不断沉积在海底,形成石油和天然气,储藏在合适的地质结构中。全球海上石油的探明储量为200亿吨以上,天然气储量80万亿立方米。100多个国家和地区从事海上石油勘探开发,投入开发的经费每年达850亿美元,我国沿海有渤海、东海、珠江口和莺歌海等7个主要的海上含油气盆地。2005年我国海洋原油产量317,521吨,是1994年的4.4倍,海洋天然气产量62.7亿立方米,是1994年16.7倍。

海底的表面上也有丰富的矿产。砂石是主要的建筑材料,在许多海滩上都有。有些海滩上还有磷、钛、锆、锡、钨、金、金刚石、金红石和独居石等砂矿,品位比陆地的矿山还高。

大洋3,000~6,000米深处的海盆底面上广泛分布着多金属结核,小的像黄豆,大的像鸡蛋,估计总量达3万多亿吨,其中以太平洋底的储量最丰富,有1.7万多亿吨。结核里含有锰、铜、镍和钴等金属,因为锰的含量较高,所以一般都称为锰结核。仅就太平洋的储量而论,锰结核中含锰4,000亿吨,镍164亿吨,铜88亿吨,钴58亿吨,比陆上已经发现的这些金属矿的储量高出几十倍到几百倍。更为神奇的是,锰结核现在还以每年1,000万吨的速度生长着。单单每年从太平洋底新生长出来的锰结核中的铜就够全世界用3年,钴够全世界用4年,镍够全世界用1年。

海底世界景观地球上的地壳不断运动,在海洋底部形成很多大裂缝。从红海等处的海底裂缝中不断喷出热泉,泉水中富含多种金属,遇水冷却形成一些块状或枕状的金属结壳,钴的含量很高,达到1%~2%,有人把它叫做钴结壳。这种高品位的矿藏数量也相当可观。因为这种矿的矿区离海岸比锰结核近,水也比较浅一些,开采起来比锰结核要容易些。

海洋是生命的摇篮,现在海洋中还生活着5,000多种生物。海面附近的透光层里漂浮着无数的微小的浮游植物,它们靠光合作用产生有机物,这是海洋有机物的初级生产力,一切海洋生物都是直接或间接靠它们来养活的。别看不起这些用肉眼分辨不出的小小的各种浮游的藻类,每年的产量竟有1,350亿吨!而陆地上生物的年产量才190亿吨。可是人不能直接从浮游植物中吸取需要的蛋白质和热量,还得靠高级一些的海洋生物把它们浓缩,人再去吃高级一些的海洋生物。大约1,000吨浮游植物才能养活1吨高级海洋生物。即便如此,海洋能够提供人类食物的潜力还是很大的,可以达到陆地全部农牧产品的1,000倍,有人估计海洋可以捕捞的水产品就有30亿吨,可以毫不夸张地把海洋叫做巨大的食品库。

海洋生物为了生存下去,会在它们体内生产出各种各样的活性物质,有些活性物质有剧毒。用这些活性物质可以制成高效的药物和保健食品。癌症、艾滋病至今还是绝症,没有特效药医治,但现在已经从海洋生物中找到能杀灭癌细胞和艾滋病病毒的物质,很有可能将来能从海洋生物体内提取出这两种绝症的克星。

海上石油钻井台海洋在不断地运动和变化,海洋与大气之间水和热量的交换是全球气候变化的主要原因。从海洋吹来的季风周期性地带来温暖湿润的气候,在作物最需要水的季节降下雨来;暖流流过的海域温度比同纬度的其他地方高5~10℃;寒暖流交汇的地方和有上升流的地方会形成大的渔场。这些都给人类带来巨大的利益。有的科学家把海洋比做“地球的肺”、“空调器”、“锅炉”,这些比喻相当贴切。可是海洋也有发怒的时候,它会引起风暴潮、海啸和厄尔尼诺现象,带来水旱等灾害。

海洋吸收了大量的太阳能,月球和太阳的引力也给予海洋巨大的能量,于是形成了潮汐能、波浪能、海流能、潮流能、温差能和盐差能等能源。我们知道举世闻名的三峡每年能发出800多万千瓦的电力。可是全球潮汐能有27亿千瓦,即使只算沿海容易开发的部分也超过1亿千瓦;100亿千瓦的波浪能中有1/10可以开发利用,也就是10亿千瓦;海流和潮流带有50亿千瓦的能量,其中3亿千瓦有可能开发;温差能发电潜力达20亿千瓦;盐差能有26亿千瓦。这些能源是可以再生的,因此是用之不竭的。开发它们还不会产生环境污染,是干净的能源。

你看,海洋不正是人间的聚宝盆吗?人类可以从海洋得到生存空间,通过海洋进行交往交流,可以从海洋得到维持生命和生产的水,还有各种矿产和燃料,海洋将营养丰富的食物和高效的药物提供给人类,将来还能供给清洁的能源。总之,海洋这个聚宝盆里几乎聚集着人类生存和发展所需要的一切宝物。

近百年来,人类社会生产力飞速发展,其代价是陆地上的许多资源几乎被消耗殆尽,连淡水和粮食也告急了。地球上的陆地已难以承受60亿人的压力,海洋资源恰恰能解决人类的需要,人类未来的发展将要依靠海洋里的宝物。

人类还得回到海洋中去

海盐生产基地海洋孕育了生命。最初的生物是几十亿年前在海水里产生的浮游生物和细菌,它们以后逐步进化成各种植物和动物。其中一部分在海平面下降的地质年代习惯了陆地生活,登陆成为两栖或陆生生物;一部分仍然留在海里;还有些陆地生物又从陆上回到海里生活。

人类也是从海洋微生物进化而来的有智慧的动物。有的科学家认为人类从胚胎发展成婴儿的过程是整个进化过程的缩影,围绕在胎儿周围的羊水的成分与海水几乎一样。还有些医生建议妇女在水中分娩,教给婴儿游泳和在水中生活的能力,居然也成功了。小孩差不多都喜欢玩水,人的血液成分也与海水相似。

海洋对人类越来越重要,人类不得不回到海洋中去,重新学会在海洋里生存,靠海洋的富饶资源养活自己。一位美国科学家说:“人类终究必须依赖海洋,我们只有在海洋里才找得到充分的食物、矿产和水,来应付世界上迫切的需求。”可是人类已经进化成陆地上的动物,已不能适应海洋里的生活了,人类回到海洋的过程将是困难和漫长的。

盐是海洋给人类最大的礼物我国自古以来就兴渔盐之利,行舟楫之便,在利用海洋资源方面走在世界前列。现在传统的海洋产业——渔业和盐业仍是世界第一,运输业也居世界前几名。而现代海洋产业的建立比国外发达国家晚了10~20年,传统产业所用的技术也相当落后。但是自改革开放以来,海洋产业发展很快,20世纪80年代以每年17%的速度增长,90年代又提高到每年20%的增长速度,2006年已达18,408亿元。

青少年是21世纪的主人。首先,要认识海洋,了解海洋有哪些宝藏;然后要学会从海洋中获取宝贵资源的知识和本领,也就是说要掌握打开海洋宝库的金钥匙。

寻找打开宝库的金钥匙

打开海洋宝库的金钥匙在哪里呢?古人告诉我们:“工欲善其事,必先利其器。”这把金钥匙就是“器”——技术,包括认识海洋、开发海洋和保护海洋的技术。海洋科学可使人类掌握海洋发展变化的规律,电子、机械、化工和生物工程的飞速发展更使海洋开发技术如虎添翼。各种相关的新技术、高技术在海洋开发中都有用武之地。可是,海洋环境有很多特殊的条件,无论多么高明的技术,都不能直接搬过来就用,必须考虑到海洋的特点,克服许多困难,才能形成海洋开发的新技术、高技术。

海水有很高的压力海洋渔业捕捞海洋环境是严酷的:海水有很高的压力,每10米水深增加0.1兆帕,10,000米深的海沟底上的压力有100兆帕,连深潜器的钢壳都会被压缩。海水对电磁波和光波的吸收本领特别大,只有表面的几十米海水层照得进太阳光,100米以下就是漆黑一团了;由于电磁波难以在海水中传播,在大气中使用的一切通信手段在海水中就都失灵了。海水的温度随着深度而变,从海面到温跃层之间温度缓缓降低。温跃层位于水深500~1,000米之间,是很薄的一层,在温跃层以下,温度保持在4℃左右,是一个寒冷的世界。海水中溶解的盐对大多数金属,尤其是钢铁有腐蚀作用,海水和大气交界的海面附近氧气很充足,腐蚀作用更强。海水中溶解氧的成分远远不能满足人呼吸的需要,人的肺也无法在海水中呼吸。放置在海水里的仪器、设备的外壳必须是抗压性和水密性很好的,否则强大的压力会使外壳破裂,海水漏进去,腐蚀里面的仪器、设备,使其不能工作。海洋里有些生物(如藤壶)会在仪器、设备上附着、生长,影响透光、透声,使仪器、设备变“瞎”、变“聋”;这些粗糙的附着生物会使船航行时阻力增大,它们分泌的物质还会腐蚀金属、水泥材料表面。海水有潮汐涨落变化,发生风暴潮时水位变化会大大超过一般情况,造成灾害。海流、波浪会冲击置放在海中的设备和建在岸边的工程,甚至可把巨轮打成两截,把重达60千克重的石块抛到28米高。海水结冰时产生很大的膨胀力,大到能把海上的采油平台挤塌,一般船舶都不能在冰冻的海面航行。严酷的海洋环境,使许多科学家发出感叹:“登天难,下海比登天更难。”

但人类不能望洋兴叹。为了开发海洋中的各种资源,自20世纪60年代以来,人们坚持不懈地进行研究,克服了种种困难,开发出一大批海洋高新技术。在这些高新技术的基础上,不但海洋捕捞业、海盐业、造船业和海运业这四项传统海洋产业得到更新,还兴起了海洋生物工程、海洋药物开发、海洋油气开发、海底矿产开采、海水淡化、海水直接利用、海岸工程、近海工程、海洋可再生能源利用、海洋观测技术和海洋环保技术等新兴的产业部门。

被污染的海洋人类已经繁衍到60亿这样的天文数字,发展了大规模的工业、农业和服务业,除了消耗了陆地上大量的矿物、化石燃料(煤、石油和天然气)等不能再生的资源以外,还破坏了陆地上的土地、森林资源,工业废水、废渣、废气、汽车的尾气、生活污水和化学农药等直接、间接地排到海洋里,采油和运输事故使成万吨的石油溢入海洋中,造成大面积污染。可是海洋的自净能力是有限的,如果我们不警觉起来,采取防治污染的措施,就会破坏海洋这座宝库,而且会危及人类自海洋资源分布于整个海洋的海水中身的存在。

1992年,联合国在巴西的里约热内卢召开了环境发展首脑会议,会后发布的里约宣言中提出了“可持续发展”的概念,呼吁世界各国在发展经济的同时,要注意保持环境的健康,以使社会、经济的发展能够永远、持续地进行。人类必须未雨绸缪,在开发海洋资源、发展海洋开发技术的同时,保护好海洋环境,大力发展海洋环境保护技术,以使海洋永葆青春。

丰富多样的海洋资源

海洋资源十分丰富,种类繁多,其基本属性和用途均具多样性。因此,对海洋资源还没有形成完善的、公认的分类方案。

由于海洋资源属于自然资源,按照自然资源是否可能耗竭的特征,将海洋资源分成耗竭性资源和非耗竭性资源两大类;耗竭性资源按其是否可以更新或再生,又分为再生性资源和非再生性资源。再生性资源主要指由各种生物及由生物和非生物组成的生态系统。再生性资源在正确的管理和维护下,可以不断更新和利用,如果使用管理不当则可能退化、解体并且有耗竭的可能。

海洋资源是一类特殊的自然资源,为强调和突出海洋资源本身的属性和用途,采用根据属性和用途对海洋资源进行分类的方法,以便于对海洋资源的研究、开发利用和保护。

根据属性和用途,将海洋资源分为:海水及水化学资源、海洋生物资源、海洋固体矿产资源、海洋油气资源、海洋能资源、海洋空间资源和海洋旅游资源7大类。每一大类可根据属性和用途进一步细分类别。