书城科普海洋的现实和未来
12465500000004

第4章 海洋是人类未来的粮仓

位于近海水域自然生长的海藻,年产量已相当于目前世界年产小麦总量的15倍以上。如果把这些藻类加工成食品,就能为人们提供充足的蛋白质、多种维生素以及人体所需的矿物质。海洋中还有丰富的肉眼看不见的浮游生物,加工成食品,足可满足300亿人的需要。海洋中还有众多的鱼虾,真是人类未来的粮仓。

海洋中的鱼和贝类能够为人类提供滋味鲜美、营养丰富的蛋白食物。

蛋白质是构成生物体的最重要的物质,它是生命的基础。现在人类消耗的蛋白质中,由海洋提供的不过5%~10%。令人焦虑的是,20世纪70年代以来,海洋捕鱼量一直徘徊不前,有不少品种已经呈现枯竭现象。用一句民间的话来说,现在人类把黄鱼的孙子都吃得差不多了。要使海洋成为名副其实的粮仓,鱼鲜产量至少要比现在增加10倍才行。美国某海洋饲养场的实验表明,大幅度地提高鱼产量是完全可能的。

在自然界中,存在着数不清的食物链。在海洋中,有了海藻就有贝类,有了贝类就有小鱼乃至大鱼……海洋的总面积比陆地要大1倍多,世界上屈指可数的渔场,大抵都在近海。这是因为,藻生长需要阳光和硅、磷等化合物,这些条件只有接近陆地的近海才具备。海洋调查表明,在1000米以下的深海水中,硅、磷等含量十分丰富,只是它们浮不到温暖的表面层。因此,只有少数范围不大的海域,那儿由于自然力的作用,深海水自动上升到表面层,从而使这些海域海藻丛生,鱼群密集,成为不可多得的渔场。

海洋学家们从这些海域受到了启发,他们利用回升流的原理,在那些光照强烈的海区,用人工方法把深海水抽到表面层,而后在那儿培植海藻,再用海藻饲养贝类,并把加工后的贝类饲养龙虾。令人惊喜的是,这一系列试验都取得了成功。

有关专家乐观地指出,海洋粮仓的潜力是很大的。目前,产量最高的陆地农作物每公顷的年产量折合成蛋白质计算,只有0.71吨。而科学试验中同样面积的海水饲养产量最高可达27.8吨,具有商业竞争能力的产量也有16.7吨。

当然,从科学实验到实际生产将会面临许许多多困难。其中最主要的是从1000米以下的深海中抽水需要相当数量的电力。这么庞大的电力从何而来?显然,在当今条件下,这些能源需要量还无法满足。

不过,科学家们还是找到了窍门:他们准备利用热带和亚热带海域表面层和深海的水温差来发电。这就是所谓的海水温差发电。这就是说,设计的海洋饲养场将和海水温差发电站联合在一起。

据有关科学家计算,由于热带和亚热带海域光照强烈,在这一海区,可供发电的温水多达6250万亿立方米。如果人们每次用1%的温水发电,再抽同样数量的深海水用于冷却,将这一电力用于饲养,每年可得各类海鲜7.5亿吨。它相当于20世纪70年代中期人类消耗的鱼、肉总量的4倍。

通过这些简单地计算,不难看出,海洋成为人类未来的粮仓,是完全可行的。

海水能源

浩瀚的大海,不仅蕴藏着丰富的矿产资源,更有真正意义上取之不尽、用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源,也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态,就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”,永远不会枯竭,也不会造成任何污染。

潮汐能就是潮汐运动时产生的能量,是人类利用最早的海洋动力资源。中国在唐朝沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。后来,到了11~12世纪,法、英等国也出现了潮汐磨坊。到了20世纪,潮汐能的魅力达到了高峰,人们开始懂得利用海水上涨下落的潮差能来发电。据估计,全世界的海洋潮汐能有20亿多千瓦,每年可发电12400万亿度。

目前,世界上第一个也是最大的潮汐发电厂就处于法国的英吉利海峡的朗斯河河口,年供电量达5.44亿度。一些专家断言,未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。而另一些专家则着眼于普遍存在的,浮泛在全球潮汐之上的波浪。波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。

波浪能是巨大的,一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高,一个波高5米、波长100米的海浪,在1米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量,由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。据计算,全球海洋的波浪能达700亿千瓦,可供开发利用的为20~30亿千瓦。每年发电量可达9万亿度。

除了潮汐与波浪能,海流可以作出贡献,由于海流遍布大洋,纵横交错,川流不息,所以它们蕴藏的能量也是可观的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流,在流经北欧时为1厘米长海岸线上提供的热量大约相当于燃烧600吨煤的热量。据估算,世界上可利用的海流能约为0.5亿千瓦。而且利用海流发电并不复杂。因此要海流作出贡献还是有利可图的事业,当然也是冒险的事业。把温度的差异作为海洋能源的想法倒是很奇妙。这就是海洋温差能,又叫海洋热能。由于海水是一种热容量很大的物质,海洋的体积又如此之大,所以海水容纳的热量是巨大的。这些热能主要来自太阳辐射,另外还有地球内部向海水放出的热量;海水中放射性物质的放热;海流摩擦产生的热,以及其他天体的辐射能,但99.99%来自太阳辐射。因此,海水热能随着海域位置的不同而差别较大。海洋热能是电能的来源之一,可转换为电能的为20亿千瓦。但1881年法国科学家德尔松石首次大胆提出海水发电的设想竟被埋没了近半个世纪,直到1926年,他的学生克劳德才实现了老师的夙愿。

此外,在江河入海口,淡水与海水之间还存在着鲜为人知的盐度差能。全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦,其能量甚至比温差能还要大。盐差能发电原理,实际上是利用浓溶液扩散到稀溶液中释放出的能量。由此可见,海洋中蕴藏着巨大的能量,只要海水不枯竭,其能量就生生不息。作为新能源,海洋能源已吸引了越来越多的人的兴趣。

蛋白质

蛋白质是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16.3%,即一个60千克重的成年人其体内约有蛋白质9.8千克。人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。

蛋白质是一种复杂的有机化合物,旧称“朊”。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。食入的蛋白质在体内经过消化被水解成氨基酸被吸收后,重新合成人体所需蛋白质,同时新的蛋白质又在不断代谢与分解,时刻处于动态平衡中。因此,食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例,关系到人体蛋白质合成的量,尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿,都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系。