向藍色世界進軍

一旦源自內(nèi)陸的古老文化真正地進入海洋，一旦黃土地與藍海洋相互結合，產(chǎn)生的將是舊山河上的新輝煌。

當20世紀快到盡頭的時候，人類有理由為行將逝去的這100年而驕傲。盡管有過兩次世界大戰(zhàn)的自相殘殺和形形式式“冷戰(zhàn)”型的自我騷擾，人類在這一世紀里取得的科技進步確實足以驚天地泣鬼神，當今高新技術的產(chǎn)品已經(jīng)遠遠超過“封神榜”里的想象。然而隨著發(fā)展而來的環(huán)境惡化、資源枯竭，又驅使人類在“保護地球”的同時，去尋求新的發(fā)展余地、生存空間。太空和海洋，就是人類應該關注的對象。然而就像人們?nèi)菀鬃⒁鈽蛄憾鲆曀淼酪粯?，海洋的吸引力有時候還不如太空。就美國的科學投資而言，太空竟然是海洋的10多倍；人類對深海海底的了解，甚至還不如月球表面。在進行世紀反思的時候，人類應當重加權衡：何不舍遠求近，就在地球上弄明白并開發(fā)這浩瀚藍色上的另一個世界？

地球有幸，由于兩類不同比重的地殼并存，使得97％以上的水聚集在低陷的海盆里；如果地球表面也講“平均主義”一律平等，那就會有2千多米厚的海水覆蓋全球。然而占地球表面71％的海洋，真的為人類的未來提供了“另一個世界”。人類能否大規(guī)模地開發(fā)海洋、利用海洋，取決于科學技術的發(fā)展。如果說20世紀的歷史沾上了列強掠奪弱國的污點而難以洗刷，那么21世紀就應該通過人類合作發(fā)展科技而添上共同征服海洋的光環(huán)。

深海探秘

“漁鹽之利”和“舟楫之便”，是我國傳統(tǒng)概念里海洋可以為人類利用的主要方面。如今從海底旅游到潮汐發(fā)電，從海水煉礦到海洋藥業(yè)，科技的進步已經(jīng)使海洋事業(yè)全然改觀，最大的海洋經(jīng)濟已經(jīng)是海底油氣，雖然我國還有著很大的差距。放眼新世紀，海洋的開發(fā)不應當再局限于近岸淺海，如何穿過平均3 700米的水深認識和利用海底，實現(xiàn)“龍宮探寶”和海底揭密，是人類面臨的新任務。深海大洋，應當是人類共同開發(fā)的新世界，而不應當只是發(fā)達國家的“專利”。

一個世紀前，人類對深海海底幾乎一無所知，想象中只是一片漆黑，既無光線又無運動的死寂世界。因此，幾十年前需要處理核廢料時人們首先想到的就是海底，似乎只要存放至洋底深淵，就可以“永不翻身”，而高枕無憂了。隨著調查研究的深入，發(fā)現(xiàn)深海其實并不平靜，它蘊藏著如此眾多的信息與財富，吸引人類的關注。數(shù)千米的大洋深處，也有著沖刷海底的洋流；暗無天日的洋底，也有著生長不靠太陽的生物……

20世紀60年代以前，人們依靠照片研究深水海底，只見生命活動稀少，以為這里只是一片“沙漠”。80年代技術進步了，采用箱式取樣技術從大西洋深水區(qū)取得表層樣，發(fā)現(xiàn)竟有無數(shù)的細小生物，簡直是一片“雨林”。深海洋底生物種類之多，也完全打破了人們的推想。迄今為止，人類描述了的現(xiàn)存物種不到200萬個，其中大多屬于昆蟲；地球上物種的總數(shù)，原先估計也不過450萬種。深海的發(fā)現(xiàn)開闊了人類的眼界，現(xiàn)在估算全球生物的總數(shù)應當有3 000萬種到1億種之多！不僅如此，人類又在洋底以下500米的地層中發(fā)現(xiàn)有活著的細菌，這些耐120℃以上高溫和高壓的生物種群，可能在洋底休眠了數(shù)百萬年之久，其總量有可能占全球生物量的1/10，無論在生物學理論上和生物技術應用上都有著不可估量的前景。

圖1 深海熱液口的“黑煙囪”

洋底熱液作用是20世紀70年代晚期地球科學的重大發(fā)現(xiàn)。當時在東太平洋海隆發(fā)現(xiàn)了海水滲入海底與上涌的熔巖接觸后，作為熱液涌出海底，以“黑煙囪”形式形成硫化物礦，從而第一次找到現(xiàn)代正在形成的多金屬礦床，為礦床學研究揭開了新篇章。而與之伴生的深海動物群，在高溫下依靠硫細菌的化合作用而不是光合作用提供養(yǎng)料，更成了生物科學研究的突破口。人們推想，地球上的生命在數(shù)十億年前起源時，很可能就是在這種獨特環(huán)境下發(fā)生的。近年來，海底天然氣水合物（gas hydrates）的研究，很可能是海底開發(fā)的又一把金鑰匙。在海底低溫高壓而快速堆積的條件下，甲烷（CH₄）與水分子結合成為固體，分布在海洋陸坡上部的數(shù)百米沉積物中。人們估計，這種“鎖”在水分子格架中的天然氣，總儲量可能達10萬億噸之多，其中所含的碳相當于地球上全部其他礦物燃料的兩倍，如果學會開采利用而且估算確實，就有望成為新世紀的新能源。由于甲烷是高效率的溫室氣體，天然氣水合物從海底釋出，又可能是地質歷史上全球快速變暖事件的原因……

洋底蘊藏的奧秘太多，只等著有充分科技武裝的人類去破譯。無論“溫室效應”“防災減災”，都可以從海底得到啟示。工業(yè)化以來燃燒礦物燃料釋出的二氧化碳（CO₂），只有一半還留在大氣層中，另一半可能被海洋浮游生物吸收，以“生物泵”的形式送到了海底，因此海底是研究碳循環(huán)的關鍵場所；太平洋周邊各國深為憂慮的地震災害，其根源很大程度上在洋底，只有到板塊俯沖帶附近的洋底深處，才能取得陸地無法測到的輕微地震信息，為預測地震提供依據(jù)。深海洋底，已經(jīng)成為科學的前沿。

大洋鉆探

人類“上天”的本領，已經(jīng)遠勝過“入地”，而深海洋底之下的研究既要“下?！边€得“入地”，其難度可想而知。由于深海研究十分昂貴，即使發(fā)達國家也感到力不從心，于是組織起來合作開發(fā)，便是“大洋鉆探（ODP，即Ocean Drilling Program）”的國際計劃。

大洋鉆探（1985— ）及其前身“深海鉆探（DSDP）”（1968—1983）是地球科學規(guī)模最大、歷時最長的國際合作計劃，利用一艘巨型深海鉆探船在世界各大洋數(shù)千米海底進行科學鉆探，探討國際最前沿的學術問題。1968年以來，這項以美國為基地的國際大合作，在全球各大洋鉆探2 000口、取芯20萬米，證實了板塊構造學說，創(chuàng)立了古海洋學，把地質學從陸地擴展到全球，從根本上改變了地球科學家的視野和思路。例如，ODP第117航次對印度洋孟加拉深海扇的鉆探，為青藏高原的歷史提供了“海底檔案”；ODP第138航次在東太平洋的鉆探，建立了1 000萬年以來基于地球運動軌道變化周期的高分辨率地質年代表，為地質計時提供了“天文鐘”；ODP第139航次，鉆探了正在形成之中的洋底熱液硫化物礦床；ODP第164航次，取得了“天然氣水合物”的巖芯標本……

現(xiàn)在，大洋鉆探正在為鉆穿洋底地殼、揭示氣候演變機理、探索洋底深部生物圈等宏偉目標而奮斗，各國學者還將在明年（1999年）5月聚會溫哥華，討論新世紀大洋鉆探的新綱領。與此同時，日本正在建造一艘更大的大洋鉆探船，準備在新世紀里與美國爭雄。日本科技界在給首相的報告中寫道：20世紀美國在世界大洋研究中所起的作用，到21世紀是否也可以由別的國家來承擔？

然而30年來，我國的地學界卻一直是置身于DSDP/ODP的國際洪流之外。當DSDP鉆探洋底地殼，證實“海底擴張”的時候，我國正沉醉于“文攻武衛(wèi)”，經(jīng)歷著史無前例的大動亂；直到“文革”尾聲，才從老前輩的譯文里看到了“板塊構造”的新名詞。今天的中國已經(jīng)完全不同，經(jīng)濟的迅速發(fā)展和社會的改革開放，帶來了自然科學的春天。1998年4月，我國以1/6成員的會費正式加入大洋鉆探計劃，成為第一個“參與成員（Associate Member）”。同時，我國科學家提出的“東亞季風史在南海的記錄及其全球氣候意義”的大洋鉆探建議書，在1997年度全球評審中以第一名的優(yōu)勢獲得通過，定為ODP第184航次，將于1999年2月16日至4月13日在南海實施。這樣，我國海區(qū)的第一次深海鉆探，將在我國科學家的提議和主持下，在10名海內(nèi)外和海峽兩岸的華人海洋地質學家上船參與下，對東沙和南沙附近1 000到3 000余米水深的海底進行科學鉆探，取得近3 000余萬年來的沉積記錄，驗證有關青藏高原隆升與東亞季風以及全球變冷相互關系的科學假說，揭示構造運動與氣候演變的關系，探索我國氣候演變的機理和海洋因素，爭取在20世紀最后一年，在我國陸地地質與海洋地質的接軌上邁出一大步。

華夏文化面臨的新挑戰(zhàn)

新世紀的海洋開發(fā)，一要求科技，二要求合作。海洋戰(zhàn)爭的前提是國際對立，海洋開發(fā)的基礎卻是國際合作。以當前科技發(fā)展之快、海洋開發(fā)投資規(guī)模之巨大，再發(fā)達的國家也難以單獨承擔起海洋開發(fā)的重任，互助合作是必由之路。但是人助必先自助，本國海洋科技的發(fā)展是合作的前提。上述大洋鉆探，便是一例。應當承認，在我國地球科學的海、陸（陸地固體地球科學）、空（大氣科學）“三軍”中，海洋科學是起步晚、力量弱的小弟弟，更不用說與發(fā)達國家相比。只有急起直追，才能在新世紀開發(fā)海洋的國際合作和競爭中，取得我們應有的地位。

傳統(tǒng)的華夏文化源于內(nèi)陸，海洋的分量相當有限。盡管鄭和下西洋比哥倫布、麥哲倫的壯舉差不多要早一個世紀，但我們自以為居于世界中央的祖先們，總習慣于把沿海地區(qū)看作是東夷南蠻的荒野，對海外世界往往漫不經(jīng)心。《逍遙游》中的鯤鵬游冥無非是幻想世界；《詩·小雅·菁菁者莪》中的楊舟，也只是江河湖泊。19世紀西洋的炮艦，轟醒了東方的“睡獅”。面對列強的堅船利炮，我們才意識到海疆有多么重要。自從150年前（1847年）容閎赴美開始，出現(xiàn)了我國最早的出洋留學潮，而在早期的留學生中許多人學造船、礦冶，決非偶然。

時至今日，我國海洋事業(yè)有了空前的發(fā)展，海洋產(chǎn)業(yè)也已初具規(guī)模。然而在人們的意識中，海洋的分量仍然有限。談論國土疆域之大，往往有人把海疆忘掉；即使想到海洋，也常常限制在看得見的岸邊淺海。殊不知新世紀的海上之爭，實際上是一場全球性的科技競爭，隨著聯(lián)合國海洋法公約的實施，我國必須不失時機地把研究海洋、開發(fā)海洋提高到國策的高度加以重視。19世紀和20世紀，北大西洋兩岸的國家在世界海洋事務中起到了無可爭辯的領先作用。然而當前西太平洋沿海國家與地區(qū)的經(jīng)濟騰飛，自然使人想到：我們是否就當在新的世紀里發(fā)揮更大的作用？可以不夸大地說，對開發(fā)海洋的重視程度，將在很大程度上決定我國在新世紀中的發(fā)展前景。

華夏文化，是當前振興中國的重要基礎。一旦源自內(nèi)陸的古老文化真正地進入海洋，一旦黃土地與藍海洋相互結合，產(chǎn)生的將是舊山河上的新輝煌。

（原載《世界科技研究與發(fā)展》1998年，20卷4期）

1. Solow A．R．， Estimating biodiversity：Calculating unknown richness ［J］．Oceanus， 1995， 38（2）：9-10.
2. Parkes R．J．， et al．Deep bacterial biosphere in Pacific Ocean sediments ［J］．Nature， 1994， 371：410-413.
3. 近年來的新資料表明，人為排放的CO₂近一半留在大氣中，另一半分別由陸地植被（含土壤）和海洋吸收——編注．
4. 金性春，周祖翼，汪品先，大洋鉆探與中國地球科學［M］．上海：同濟大學出版社，1995：349．
5. 汪品先，上下五千萬年［J］．科學，1997，49（3）：18-22．