科技要闻 作者:仵德建 刘大正 来源:科技日报 2006-2-8



1月22日，圆满完成我国首次环球大洋科学考察的“大洋一号”顺利靠岸青岛。

据介绍，此次环球考察的三个预定目标都已达到并有所突破，一是实现了我国在国际海底区域工作由单一的太平洋考察区域向三大洋的扩展，实现了由单一的多金属结核资源调查向多种资源综合调查的转变；二是对西、中太平洋海山区的富钴结壳、三大洋中脊上几个关键热液活动区的海底硫化物系统及其周边极端生命现象的考察均有新的发现，并首次依靠自己的力量取得了大量宝贵的资料和样品；三是顺利完成了对我国自主研制的深海装备的现场试验和验收。

负责此次大洋科考后半段工作的首席科学家郭世勤，在船上呆了151个日日夜夜后，终于可以得到短暂的休息。1月23日，笔者在青岛采访了这位四次参加大洋科考、连续三次担任“大洋一号”首席科学家的“科考元老”。

——深海名词——

热液活动

在广袤静谧的大洋深处，在冰冷黑暗的海底世界，总有些特殊的地段，不断喷出浓重的黑色、白色或黄色的热液流体，随后结晶堆积，归于沉寂，这就是海底热液活动。这种奇异的海洋行为不断释放着神秘的地球深部信息，可以说海底热液活动是人类认识地球深处活动过程的窗口。

海底烟囱

海底烟囱的形成主要与海水及相关金属元素在大洋地壳内热循环有关。由于新生的大洋地壳温度较高，海水沿裂隙向下渗透可达几公里，在地壳深部加热升温，溶解了周围岩石中多种金属元素后，又沿着裂隙对流上升并喷发在海底。由于矿液与海水成分及温度的差异，形成浓密的黑烟，冷却后在海底及其浅部通道内堆积了硫化物的颗粒，这些海底硫化物堆积形成直立的柱状圆丘，聚集了金、铜、锌、铅、汞、锰、银等多种具有重要经济价值的金属矿产。毫无疑问，这是一个名副其实的贵重金属“聚宝盆”。

——地狱“宝藏”——

找到热液硫化物

海底热液硫化物分布在水深数十米至3500米，主要出现于2000多米深的大洋中脊和断裂活动带，是海底热液活动的产物。主要元素为铜、锌、锰等，此外，银、金、钴、镍、铂等也在一些地区达到工业开采品位，是当前西方国家重点关注的深海矿物资源。因此，这些深藏在恶劣环境中的宝贵矿藏，被称为“地狱边缘的宝藏”。

“我们这一路在三个大洋分别有不同的收获！在东太平洋取到了硫化物及中脊岩石样品；在大西洋发现了热液硫化物烟囱体碎片，这是热液喷口死后留下的东西；而在印度洋则首次看到了热液喷口，还获取了与热液活动有关的鱼、虾、海葵和腔肠动物等生物。”郭世勤介绍说。

“大洋一号”在此次环球科考中，利用我国研制的电视抓斗在东太平洋深海热液喷口处获得大量硫化物矿石样品，这是我国第一次获得大量的大洋硫化物样品，将对我国利用海洋矿物资源的研究具有重要的价值。

发现热液喷口标志

“在寻找热液的过程中，我们还发现了一个特殊的现象：如果存在热液喷口，在热液喷口的附近，远远地就能看到一个十分壮观的场面——在这里生存的虾和海葵都是成群结队的，但都是趴在热液喷口附近一动不动，但当探测器靠近时，就像不小心捅了马蜂窝似的，它们会像迅速四散逃去。这也为发现新的热液喷口提供了经验。”

“印度洋中脊有几千公里，而热液活喷口往往只有几米、几十米大，根据我们以往的经验，在广阔的海洋中找到热液活动区的确如大海捞针。而根据虾和海葵的这一现象，对是否存在热液喷口就可以进行判断了。”郭世勤解释说。

——未知基因——

热液喷口惊现深海生物

在数千米下的深海中，虽说伸手不见五指，压力巨大，高达400℃左右的热液喷口还在喷发着有毒的硫化物，但是许多生物却能“处之泰然”。考察发现，深海热液喷口附近，存活着大量的鱼、虾、蟹、海葵等生物。这些生物以微生物为主要食粮。

“我们在热液喷口附近取来的样本，在经过3000多米深的海水的冷却后，科考人员发现样本还热得烫手，可见在喷口附近这些生物的生存区域温度之高。”

“虾兵蟹将”蕴含未知基因资源

研究这些虾、蟹有什么用呢？“海底热液生物圈是一个独特的生物环境，其中含有丰富的未知基因资源，并对研究生物的起源有着重要的意义。”郭世勤意味深长地说。

在印度洋航段中，“大洋一号”采集到了依然保持高温的海底烟囱的岩石、沉积物样品以及深海动物样品，这在我国尚属首次，为我们发掘更多的基因资源和进一步探索生命的起源提供了前提条件。生活在海底极端环境中的微生物耐高温、高压，有很强的耐毒性，就是宝贵的研究样本，科研人员将从它们的体内提取基因，有助我们研制生产抗癌以及一些对人类有益的特殊药品。

——NG片断——
水下机器人不慎丢失

虽然已经有了三次大洋考察的经验，但是2005年的首次环球大洋考察还是让郭世勤感到了压力。“因为专门为探测海底硫化物准备的水下遥控机器人（rov）在考察过程中不慎丢失了，这可是获取海底硫化物的关键设备！”

郭世勤说，机器人可以自主活动，在水下完成一些考察所需的项目。无奈，面对机器人的失踪，他们决定用常规的设备去寻找科考对象，用一条3000多米长的钢缆拖着抓取设备，然后通过水下电视探测观察海底地形。

“这次出航不仅带回来了1500多公斤硫化物、烟囱体碎块、岩石和沉积物样品，还使得我国自主研制的深海装备得到了检验。”郭世勤说，粗略统计，此次考察活动中使用的设备很多为我国自主研究，拥有自主知识产权，国产的占了八九成。设备在实际运用中稳定可靠，效果良好，标志着这些设备从科研成果走向了实用化阶段。从另一方面来说，我们开展这种大洋调查，特别是对海底的调查，也带动了国内技术的发展。

——科考花絮——

大洋深处的生日礼物

2005年9月10日，对于郭世勤来说，是一个特殊的日子——这天是他的60岁生日。为了给他庆祝生日，全体队员还为他精心准备了一份生日礼物。

这份礼物经过了太平洋3000多米的深海压力的“加工”。队员们找来一块长45厘米、宽35厘米的泡沫板，正面画上郭世勤的属相——一只雄鸡，背面写上了生日祝福语。然后将它搭载在深海调查设备上下沉到3000米深的海底。4小时后，取回的泡沫板被压缩成了原来的一半大小，正好使画面上的那只公鸡凸现了出来，仿佛水晶颗粒制作的宝贝。

“这件礼物非常有意义，我非常喜欢，这是我多年来从事大洋工作的一种特殊的纪念，我将永远保存它。”郭世勤说。

由于每次大洋考察都要呆上好几个月的时间，这已是继1995年50岁生日和1999年54岁生日之后，郭世勤在太平洋上度过的第三个生日了。

■ 新闻缘起

一月二十二日上午，“大洋一号”科考船缓缓靠泊在青岛团岛码头。它经过近三百天的航行，完成了中国首次环球大洋科学考察各项任务，回到出发地。据国家海洋局介绍，我国首次环球大洋科学考察活动共历时二百九十七天，行程四万三千二百三十海里，环球考察的三个预定目标已达到并有所突破。

2006年3月24日