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海洋開發利用

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1 海洋開發利用 -21世紀人類對海洋開發利用

  海洋開發利用

  指人類對海洋資源的開發和對海洋及其空間的綜合利用。隨著生產力的發展和對海洋研究的深入化,自本世紀七十年代以來,海洋科學已發展到了開始對海洋的開發利用階段,人類現在正在利用海洋這一巨大資源寶庫。海洋資源主要包括食物資源和礦物資源,開發海洋食物資源的方向是尋找新的經濟利用對象和發展人工養殖事業。海洋已成為人類食物蛋白質的重要供應場所,海水可以淡化,從海水中可以提取氯、鈉、鎂等化學元素及稀有元素和放射性元素,從海底可以開採出大量石油、天然氣、煤、鐵、錳等多種金屬及砂礦,利用潮汐等動力資源發電、海底空間的利用(核廢料的堆積和儲存等)、預測天氣和控制氣候的變化,發展海上交通等。目前已有60多個國家在300多個近岸工廠中生產食鹽、鎂鹽、溴、重水及淡水,一些發達國家在海底開採金、鉑、金剛石、金紅石、錫石等,已有100多個國家在近海進行油氣勘探,40多個國家和地區在150多個海上油氣田進行開採,海上石油產量已佔總產量的1/4以上。

  海洋是生命的搖籃,也是人類社會可持續發展的寶貴財富。當前,隨著陸地資源短缺、人口膨脹、環境惡化等問題的日益嚴峻,沿海國家紛紛把目光投向海洋,加快了對海洋的開發和利用。

  一場以開發海洋為標誌的」藍色革命」正在世界範圍內興起。

  那麼,海洋究竟能給我們提供哪些重要資源?我們又該如何開發利用?海洋在未來人類發展中將起著什麼重要作用?記者帶著這一系列問題採訪了國家海洋環境監測中心辦公室研究員賈凱。

  ——巨大價值——

  海水中溶解有近80種元素

  海水中溶解有近80種元素,陸地上的天然元素在海水中不僅幾乎都存在,而且有17種元素是陸地上稀少的。有人計算過,如果將1立方千米海水中溶解的物質全部提取出來,除了9.94億噸淡水以外,可生產食鹽3052萬噸、鎂236.9萬噸、石膏244.2萬噸、鉀82.5萬噸、溴6.7萬噸,以及碘、鈾、金、銀等等。

  而濱海砂礦是重要的海洋礦產資源,已開發利用的濱海砂礦主要有金剛石、金、鉑、錫等金屬,非金屬,稀有和稀土礦物數十種。

  大洋多金屬結核是海洋礦產資源的潛在寶庫。世界大洋多金屬結核的總儲量高達3×1012噸,其中一些錳、鎳、銅和鑽等的含量是地殼中平均含量的300倍。

  海水能源可解決水荒,提供電能

  海水的總體積佔地球總水量的97%。海水既可直接利用,也可淡化后利用。有人曾預測,21世紀的戰爭可能主要是由陸地淡水資源短缺引起的,這並非危言聳聽。然而,海洋是一巨大的水體,只要進一步提高海水淡化技術,降低成本,水荒即有望解決。

  海水不但可以通過其熱能和機械能等為我們提供電能,從海水中還可提取出像汽油、柴油那樣的燃料——鈾和重水。鈾在海水中的儲量十分可觀,達45億噸左右,相當於陸地總貯量的4500倍,按燃燒產生的熱量計算,至少可供全世界使用1萬年。

  海底石油占可開採石油儲量的45%

  蘊藏於海底的海洋油氣資源是世界海洋產業經濟中最重要的部分,其產值已約佔世界海洋開發產值的70%。

  據科學勘察和推算,海底石油約佔世界可開採石油儲量的45%。目前,世界上公認,舉世聞名的波斯灣是世界上海底石油儲量最豐富的地區之一。而中國的南海、東海、南黃海和渤海灣,都先後發現了油田。

  海洋是人類未來的糧倉

  海洋生物資源有著特殊的重要地位,海洋中有30門類50萬餘種生物。陸地上有的門類海洋中基本都有,而海洋中許多物種卻是陸地上所沒有的。

  現已確認,中國近海有20278種海洋生物,其中12個門屬為海洋所特有。中國已記錄的3802種魚,海洋魚就佔3014種,其中具有經濟開發價值的約為150種。

  位於近海水域自然生長的海藻,年產量已相當於目前世界年產小麥總量的15倍以上,如果把這些藻類加工成食品,就能為人們提供充足的蛋白質、多種維生素以及人體所需的礦物質。海洋中還有豐富的肉眼看不見的浮游生物,加工成食品,足可滿足300億人的需要。

  海洋是人類未來的糧倉。

  海洋生物可治療多種疾病

  海洋生物不僅可以彌補人類食物資源的不足,還能製作多種高效、特效藥物,並提供大量、多種重要化工及其他工業原材料。

  海洋中的鮑可平血壓,治頭暈目花症;海蜇可治婦人勞損、積血帶下、小兒風疾丹毒;海馬和海龍補腎壯陽、鎮靜安神、止咳平喘;龜血和龜油可治哮喘、氣管炎;海藻可治療喉嚨疼痛等;珍珠粉可止血、消炎、解毒、生肌等,人們常用它滋陰養顏;海蛇毒汁可治療半身不遂及坐骨神經痛等。

  另外人們還從海洋生物中提取出了一些治療白血病、高血壓、天花、腸道潰瘍和某些癌症的有效藥物。

2 海洋開發利用 -海洋開發的技術

海水淡化技術

  向海洋要淡水已成定勢。淡水資源奇缺的中東地區,數十年前就把海水淡化作為獲取淡水資源的有效途徑。美國正在積極建造海水淡化廠,以滿足人們目前與將來對淡水的需求。全世界共有近8000座海水淡化廠,每天生產的淡水超過60億米最近,俄羅斯海洋學家探測查明,世界各大洋底部也擁有極為豐富的淡水資源,其蘊藏量約佔海水總量的20%。這為人類解決淡水危機展示了光明的前景。

深海探測與深潛技術

  深海是指深度超過6000米的海域。世界上深度超過6000米的海溝有30多處,其中的20多處位於太平洋洋底,馬里亞納海溝的深度達11000米,是迄今為止發現的最深的海域。深海探測,對於深海生態的研究和利用、深海礦物的開採以及深海地質結構的研究,均具有非常重要的意義。

  美國是世界上最早進行深海研究和開發的國家,「阿爾文」號深潛器曾在水下4000米處發現了海洋生物群落,「傑遜」號機器人潛入到了6000米深處。1960年,美國的「迪里雅斯特」號潛水器首次潛入世界大洋中最深的海溝――馬里亞納海溝,最大潛水深度為10916米。

  1997年,中國利用自製的無纜水下深潛機器人,進行深潛6000米深度的科學試驗並取得成功,這標誌著中國的深海開發已步入正軌。

大洋鑽探技術

  在漫長的地球歷史中,滄海桑田、大陸漂移、板塊運動、火山爆發、地震等都是地殼運動的表現形式。洋底是地殼最薄的部位,且有硅鋁缺失現象,沒有花崗岩那樣堅硬的岩層。因此,洋底地殼是人類將認識的觸角伸向地幔的最佳通道,「大洋鑽探」是研究地球系統演化的最佳途徑。

  為了得到整個洋殼6000米的剖面結構,從而獲取地殼、地幔之間物質交換的第一手資料,美國自然科學基金會從1966年開始籌備「深海鑽探」計劃,即「大洋鑽探」的前身。1968年8月, 「格羅瑪·挑戰者」號深海鑽探船,第一次駛進墨西哥灣,開始了長達15年的深海鑽探,該船所收集的達百萬卷的資料已成為地球科學的寶庫,其研究成果證實了海底擴張,建立了「板塊學說」,為地球科學帶來了一場革命。

  1985年1月,美、英、法、德等國拉開了「大洋鑽探」的序幕。「大洋鑽探」計劃主要從兩方面展開研究:一是研究地殼與地幔的成分、結構和動態;二是研究地球環境,即水圈、冰圈、氣圈和生物圈的演化。

海洋遙感技術

  海洋遙感技術,主要包括以光、電等信息載體和以聲波為信息載體的兩大遙感技術。

  海洋聲學遙感技術是探測海洋的一種十分有效的手段。利用聲學遙感技術,可以探測海底地形、進行海洋動力現象的觀測、進行海底地層剖面探測,以及為潛水器提供導航、避碰、海底輪廓跟蹤的信息。

  海洋遙感技術是海洋環境監測的重要手段。衛星遙感技術的突飛猛進,為人類提供了從空間觀測大範圍海洋現象的可能性。目前,美國、日本、俄羅斯等國已發射了10多顆專用海洋衛星,為海洋遙感技術提供了堅實的支撐平台。

  中國的海洋遙感技術始於70年代,開始是藉助國外氣象衛星和陸地衛星的資料,開展空間海洋的應用研究,解決中國海洋開發、科學研究等實際問題。同時,中國積極研究發展本國的衛星遙感技術。1990年9月,中國發射「風雲-1乙」衛星,該衛星上有兩個波段為專用的海洋窗口,用于海洋遙感探測。

海洋導航技術

  海洋導航技術,主要包括無線電導航定位、慣性導航、衛星導航、水聲定位和綜合導航等。

  無線電導航定位系統,包括近程高精度定位系統和中遠程導航定位系統。最早的無線電導航定位系統是20世紀初發明的無線電測向系統。20世紀40年代起,人們研製了一系列雙曲線無線電導航系統,如美國的「羅蘭」和「歐米加」,英國的「台卡」等。

  衛星導航系統是發展潛力最大的導航系統。1964年,美國推出了世界上第一個衛星導航系統――海軍衛星導航系統,又稱子午儀衛星導航系統。目前,該系統已成為使用最為廣泛的船舶導航系統。

  中國的海洋導航定位技術起步較晚。1984年,中國從美國引進一套標準「羅蘭-C」台鏈,在南海建設了一套遠程無線電導航系統,即「長河二號」台鏈,填補了中國中遠程無線電導航領域的空白。在衛星導航方面,中國注重發展陸地、海洋衛星導航定位,已成為世界上衛星定位點最多的國家之一

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