出品：科普中國

製作：中國科學院半導體研究所 王苻歡

監製：中國科學院計算機網絡信息中心

說到深海，人類的足跡恐怕沒有去宇宙的多。目前，只有三人成功下潛至馬裏亞納海溝，他們分別是:美國海軍中尉唐·沃爾什、瑞士工程師雅克·皮卡德、世界著名導演卡梅隆，這比登上月球的人少了四分之三。

超聲波成像下的馬裏亞納海溝（圖片來源於網絡）

雖然人跡罕至，但馬裏亞納海溝對地球的環境調節起着重要的作用。

經採證，在馬利亞納海溝中發現的碳量甚至高於6km深的海溝，這些碳目前推測是由細菌轉化而來，可見馬裏亞納海溝對地球碳循環方面的作用還是十分重要的。對馬裏亞納海溝碳的轉化量進行量化，進而科學家們可以計算出海溝對地球大環境具體的調節量。

怎麼樣？海溝聽上去還是蠻有意思的吧，但是以後再也不用人親力親爲地去探險了，未來的水下機器人能搭載多種傳感器，可以完全勝任勘探工作。

就在幾天前的4月21日，我國的“向陽紅18”科考船又一次來到了馬裏亞納海溝附近。這次“向陽紅18”搭載着31套我國具有完全自主知識產權的“海燕-4000”級水下滑翔機和“海燕-10000”米級水下滑翔機等設備奔赴馬裏亞納海溝，下潛最大工作深度達到了8213米，刷新了下潛深度的最新世界紀錄。深海設備的發展給人類帶來了大量寶貴的數據，人類必將最後揭開深海的神祕面紗。

海燕系列水下滑翔機入水圖片（圖片來源於網絡）

如果你覺得在馬裏亞納海溝探索還是一件遙遠的事，那我們說說近海岸海底的情況。在稍微近一點的海岸海底，我們發現了可燃冰的蹤跡。

全球可燃冰分佈圖（圖片來源於網絡）

難道深海里沒有可燃冰，或者其他能源物質？並不是！只是現在我們連近海的能源還沒有開發完全。任何科學的大發現，基本都是經過了幾代人的努力才最終改變了人類的生活方式的。比如可燃冰的發現過程：

1810年英國化學家Sir Humphry Davy在實驗室製出籠形水合物，其實就是一種水氣分子類冰，這可以說是可燃冰類氣水混合物頭一次公開問世，雖然當時還很不被大多數科學家認可。

英國化學家Sir Humphry Davy（圖片來源於網絡）

到了1960年，俄羅斯科學家發現了自然界天然氣水合物自然存在的重大證據，就是後來的可燃冰。

可燃冰（圖片來源於網絡）

2011 年，我國啓動國家可燃冰計劃，週期爲20年，並於2017年5月18日，我國在南海北部神狐海域進行的可燃冰試採獲得成功，成爲全球首個在海域可燃冰試開採中獲得連續穩定產氣的國家。

2017可燃冰試採成功（圖片來源於網絡）

2017年9月，我國南海海域首次發現裸露在海底的可燃冰。2017年11月 3日，國務院批准將可燃冰列爲新礦種。

可以說，從1810年實驗室理論發現可燃冰，到2017年我國試採可燃冰成功的過程，這一過程經歷了207年，這其中離不開以上這些科學家的共同努力。

然而，人類探索自然的腳步從未停止過，無論是開採可燃冰，探索馬里亞納海溝，還是以後我們有可能在海底棲息，這些其實都離不開深海技術的支持。

目前從類型上看，深海技術主要可以分爲深海之探測技術、深海之資源開發技術、深海之空間利用技術以及深海之裝備技術。

深海之探測技術是針對有關深海資源、構成物、現象與特徵等資料和數據的採集、分析和顯示技術，是深海開發前期工作的重要技術手段。

海洋調查船和潛航器將會是是深海探測的重要技術裝備（圖片來源於網絡）

深海之資源開發技術是針對深海大洋中資源和能源的開發技術，包括以石油、天然氣、煤爲主的碳氫化合物的油氣資源開發技術；從海底開採或從海水中提煉的固體礦物的礦產資源開發技術。

核動力水下供能及水下開採作業平臺（圖片來源於網絡）

深海之空間的利用，包括海上、海中和海底三部分。目前深海空間的利用已從傳統的交通運輸，擴大到通信和電力輸送、儲藏和軍事等各個方面。而且可以爲科學家提供原位數據，使人們的生活範圍拓展至水下，未來水下有望成爲人類的棲息地。

我國的“龍宮”號深海空間站（圖片來源於網絡）

深海之裝備技術是指爲深海開發提供保障和裝備的技術，即包括用於深海作戰的各類遠洋作戰艦艇，也包括用於深海探測與資源開發的民用裝備技術，如航空母艦技術、巡洋艦技術、驅逐艦技術、護衛艦技術、兩棲戰艦技術、潛艇技術、載人和無人潛航器技術、深海鑽採平臺技術、海洋調查船技術以及各類資源開發船舶技術等。

深海技術的部分裝備（圖片來源於網絡）

當然，以上提到的這些技術不是作者拍腦門想到的，各國對深海中蘊藏着的豐富的海流能、波浪能和溫差能早有利用。

如：1799年法國人申請了世界上第一個波浪能技術專利；2016年美國能源部水能技術辦公室提出到2030年波浪能技術均化發電成本下降至0.84美元每千瓦時，潮流能技術均化發電成本降至0.58 美元每千瓦時。

目前我國的863計劃和十三五規劃也在多個項目上重視發展海洋領域相關的項目，也取得了一些比較重要的成果。

如：2014年我國的深海裝備——“海馬”無人潛水器作業系統成功下潛到4500米水下。這次下潛成功，使我們自主研發的大深度無人ROV實現了突破性的進展。

“海馬號”無人潛水器（圖片來源於網絡）

還有在2015年，蛟龍號在印度洋海底發現了一處熱液噴口，並發現了許多新的動物種類。海底溫度最高可達379℃，竟然有可以抵抗70-80℃的水溫以及高壓的生存環境的生物大量富集，這些生物的發現，顛覆了人們之前對深海海洋的認識，對生物醫藥界都會產生一系列深遠影響。但是，海洋下的“大煙筒”具體的生態環境，以及具體的環流方式還需要科學家們不斷地探索。

可以生活在80℃海水裏面的龐貝蟲（圖片來源於網絡）

2017年，我國載人潛水器——“蛟龍號”完成了在馬裏亞納海溝6699米的下潛任務。主要任務是對海底進行了沉積物取樣，攝像，微生物和生物採樣。這是我國對深海又一次大邁步。蛟龍號深海探測的屢屢成功，預示着我國在深海潛艇的外殼研製、水下監聽系統升級已經具備了一定實力。

“蛟龍號”載人潛水器（圖片來源於網絡）

縱觀中國歷史，我們從來沒有像今天這樣重視海洋，我國有漫長的陸岸線和島岸線,有美麗而且富饒的南海。這一切都需要我們有強大的海上實力，無論是科學考察實力還是海上的軍事實力，因爲我們的寶藏不僅在陸地上，也在海洋裏，更在深海里。

參考資料：

Makogon Y F, Holditch S A, Makogon T Y. Natural gas-hydrates — A potential energy source for the 21st Century[J]. Journal of Petroleum Science & Engineering, 2007, 56(1–3):14-31.

劉淮.國外深海技術發展研究[J].船艇,2007(02):30-41.

“十三五”海洋領域科技創新專項規劃

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