寻找海底多金属硫化物如海底捞针 中国有挑战有机遇

2018-03-18 12:02 科技日报

  3月17日,离开毛里求斯路易港的“向阳红10”船继续乘着波涛前进,执行中国大洋49航次第三航段科考任务。本航段的核心任务是,在位于西南印度洋的工作区对海底多金属硫化物进行勘查。

  (原标题:寻找海底多金属硫化物如海底捞针 中国有挑战有机遇)

  寻找海底“温泉”,中国有挑战也有机遇

  本报记者 刘园园

  徜徉西南印度洋

  海底多金属硫化物是海底热液活动的产物,它们富含铜、锌、铅、金、银、铁等金属元素,有望成为最早被人类利用的深海矿产资源之一。

  中国大洋49航次首席科学家陶春辉告诉科技日报记者,中国科学家寻找海底多金属硫化物,既面临挑战,也拥有机遇。

  犹如海底捞针

  洋中脊的海底多金属硫化物的形成是一个有趣的地质“故事”。

  大洋板块在沿着洋中脊扩张时产生裂隙,海水便从裂隙“趁虚而入”,被深部岩浆加热后,它们将周边岩石中的金属元素析出,变成富含金属元素的高温热液流体。

  这些热液随后从海底下部冒出来,遇到海底表面冰冷的海水,迅速冷却并堆积下来,形成类似烟囱的结构。于是,海底便出现这样一种神奇景象:灰黑色的液体像浓烟一样从“烟囱”中滚滚冒出。陶春辉将其比作海底温泉。

  烟囱体形成、倒塌,再形成、再倒塌,随着时间的推移逐渐形成多金属硫化物矿。一般一个硫化物分布区大小差不多跟篮球场相当。要想在海底找到这些宝藏,寻找一根根矗立的烟囱体便成了第一步。

  “寻找海底‘烟囱’的过程不亚于大海捞针。”陶春辉在接受科技日报记者采访时介绍,此次“向阳红10”船所勘查的海域深度在1500—3000米之间,而烟囱体喷出的“黑烟”最高飘到离海底300米左右。要隔着深深的海水顺着“黑烟”找到烟囱体有相当大的难度。

  陶春辉举例说,寻找海底“烟囱”的手段之一是使用海底摄像综合热液异常探测拖体,让它在离海底五米的高度去探测冒出来的“黑烟”。但是海底地形非常复杂,高度差异在短距离内可达到几百米甚至上千米。操作海底摄像拖体的工作人员要像在海底放风筝一样,让设备保持在离海底五米的高度,难度非常大。

  中国是后起之秀

  寻找海底多金属硫化物,中国的起步并不早。

  陶春辉介绍,国际上在上世纪70年代便首次发现海底热液活动,至今已研究近40年。而中国对海底热液活动的规模研究从2005年正式开始。

  “由于研究时间比较短,我们对海底多金属硫化物的基础研究相对薄弱,研究队伍也比较年轻。”陶春辉说。

  但中国在海底多金属硫化物的勘查方面堪称后起之秀。2011年,中国大洋矿产资源研究开发协会与国际海底管理局签订西南印度洋多金属硫化物资源勘探合同。这是国际海底管理局在全球国际海域签订的第一份多金属硫化物勘探合同。

  2012年,俄罗斯紧随中国的脚步与国际海底管理局签订相关合同。随后是法国、韩国、德国、印度和比利时。海底热液多金属硫化物勘探成为各国竞相关注的热点。

  “中国对多金属硫化物的资源勘查水平,已经跻身全球前列。”陶春辉说,这些年国家对海洋研究日益重视,中国在多金属硫化物勘查技术、方法上创新多、进步快。

  2007年中国找到第一个位于西南印度洋超慢速扩张脊的活动热液区。2008年中国第一次在东太平洋海隆赤道附近找到热液活动区。2009年中国找到首个位于南大西洋12度以南的热液区。2012年中国又在西北印度洋找到第一个热液区。

  “中国在该领域的贡献有目共睹,同时也面临很大的发展机遇。”在陶春辉看来,海底多金属硫化物既是未来重要的资源,又可以在资源勘查的过程中带动海洋科学研究、深海技术的发展,并为国家培养一批深海科技人才。

  (科技日报“向阳红10”船3月17日电)

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