来自大洋深处的情报 [复制链接]

第5版()
专栏：

来自大洋深处的情报
谭征　王溪元
当今世界，除了被人熟知的军备竞赛、市场竞争、空间轨道抢占等等角逐之外，一些国家又在大洋深处开辟了一个“竞技场”——围绕“锰结核”的调查、研究、开采而展开的一场科学技术比赛。
发现海底宝石——锰结核
1872至1876年间，英国派出“挑战者”号考察船，进行了举世闻名的环球科学考察。1873年2月18日，“挑战者”号在大西洋的海底样品中偶然发现了一种黑色鹅卵石似的东西。考察总指挥、海洋科学家汤姆森教授作了具有历史意义的记录：“这是一种非常奇特的卵形物，颜色比巧克力豆略深，直径约有一英寸。”考察队的化学家布查南教授对卵形物进行了化验，发现这种卵形物基本上是由纯净的过氧化锰和氧化铁组成。
随后，“挑战者”号在大西洋、印度洋、太平洋又采到一些这种卵形物，总共八十多升，后来被收藏于大英博物馆。
英国的发现，引起了其他国家的注意。从1899年开始，美国渔业委员会的“信天翁”号海洋调查船利用两年时间，对太平洋底的锰结核进行了广泛的采集工作，发现东太平洋底的锰结核比较富集。此后的半个世纪中，虽有几个国家的调查船在几个大洋又进行了一些调查工作，但由于科学技术水平的限制，对于锰结核只停留在一般性的学术研究阶段。
最常见的锰结核，大多产于水深三千米至六千米的深海平原、海沟，它们多是单摆浮搁地散布于海底表层，其外形、颜色、大小很象炸丸子，不过颜色有的比炸丸子略黑，体积有的比炸丸子大些或小些。如果把它切开，里边是一层一层的，很象洋葱头，最里边有一个很小的核。这个核很奇怪，经化验得知，有的是一颗砾石，有的是一块石化的鲨鱼牙齿、鱼骨或介壳。关于锰结核的成因，至今众说纷纭，都是围绕三个问题进行论证：物质来源、搬运方式、生长机制，主要有生物成因观点、火山过程学说、自生沉积理论、陆源学说等。
现在，人们也把锰结核叫做多金属结核、锰矿球、锰团块、锰瘤等，尽管它的成因还是一个谜，可是它的化学成分已被测清：除含锰、铁之外，还含有多种稀贵金属，如铜、钴、镍、钛、钒、锆、钼等。因此，在国际上，锰结核已成为众目睽睽的海底一宝。
国际竞争激烈：都想多捞点儿
本世纪六十年代以来，全世界金属工业迅速发展，矿产资源的需求量越来越大，许多国家开始在海底锰结核上打主意，因为这是个储量惊人的水下矿源。
根据大量资料统计估算，世界海底总面积的15％密布着锰结核，其中仅太平洋底就蕴藏着一万六千多亿吨锰结核。这些太平洋锰结核中，含锰三千六百亿吨，含铜八十亿吨，其他如钛、钒、锆、钼等金属的数量也达十几亿或数千万吨，是陆地上同类资源的几十、几百甚至几千倍。更可喜的是，这些“宝石”还在不断生长。据估算，太平洋每年新生长出来的锰结核，就达一千万吨。假如仅从太平洋每年新生长的锰结核中提取金属，其中铜可供全世界用三年，钴可用四年，镍可用一年。
既然锰结核是“取之不尽，用之不竭”的资源，那么在国际上为什么产生竞争呢？主要原因有二：一、锰结核的分布很不均匀，有的海底每平方米只有几粒，有的海底每平方米多达几十甚至上百公斤。因此，谁都想占有富集区。二、水深浪大，取宝不易。谁能把手伸到海底，谁才能捞到它。
正是由于上述原因，所以凡是有能力参加这场“水下竞赛”的国家，无不积极往这个项目投放财力和人力。苏联科学院海洋研究所，于1957至1961年间利用“勇士”号调查了太平洋北部及中部锰结核的富集情况。后来，苏联的矿物、岩石、地球化学研究所等单位又加入了这方面的工作，并增加了调查船，对三大洋进行了广泛的调查，研究了水压开采装置。法国成立了海底锰结核调查研究协会。加拿大研究了沉箱和泵式采矿装置。联邦德国由一些大公司组成了海洋矿物原料开发公团，每年耗资三百万美元以上。日本从1969年起在太平洋执行《深海矿物资源勘探的基础研究计划》，到1974年进入了以锰结核为代表的深海矿物资源开发的全面发展时期。日本政府为了支持日本企业参加国际联合勘探锰结核，从1976年开始实行锰结核贷款制度。当前，洋底锰结核开发活动的一个重要趋势是，从一些工业国独自开发，走向多国官民共办的开发集团联合开发。
1982年底，有一百五十九个国家和实体签署了《联合国海洋法公约》，其中阐明国际海底“区域”及其资源是人类的共同财产，并决定成立“国际海底管理局筹备委员会”，制定开发大洋锰结核资源的规则、章程，其目的在于比较合理地开发利用公海资源。但是，至今多数国家对这个《公约》还没有予以批准，而是在互相观望，权衡得失，以防作法自毙。
谁能捞得到：关键在于科学技术
海中宝藏向我们展现了一个童话般的世界，但要想拿它造福于人类，却只能依靠科学技术。
美国从1960年前后开始对海底锰结核进行大规模调查，地质调查所、海洋大气局、矿山局、拉蒙特研究所、斯克里普斯海洋研究所等机构都投入了这一工作。1962年以后，肯尼科特铜公司和大学的研究机构在太平洋中部、东部海区进行调查，使用的设备有拖网、重力取样管、深海照相机等，用计算装置对样品进行分析、评价，建立起数据库，圈定了预定矿区。该公司还研究了多种结核的加工、精炼技术，并成功地进行了中间试验。美国深海探险公司从1962年开始，对太平洋进行了四十多次、对大西洋进行了十几次调查航行，用深海电视连续观察海底结核的覆盖率，用高分辨率的深海照相机进行海底摄影，用拖网和岩芯取样管采样，在船上进行化学分析和X光荧光分析，并于1970年成功地试验了气举水力采掘方法。1974年，该公司提出了开发夏威夷东南海底锰结核的申请，要求美国政府提供外交上的保护和投资上的保险。萨马公司的一艘三万六千吨海洋采矿船于1972年下水，它的采掘头下水、周期性作业和部分维修工作由一艘潜水驳船担负。这艘驳船是世界上最大的潜水船，长度相当于一个足球场，高度相当于八层楼房。由于英国、法国、联邦德国、苏联在过去的几年中都又建造了装备先进的海洋调查船，所以美国海军最近表示，要建造更为先进的新型海洋调查船。以上仅是美国进行海洋开发的几个科学技术实例，然而恰恰是这些，使美国在大洋锰结核的调查、研究、勘探、试采等方面，后来居上地领先于其他各个国家。
我国在大洋锰结核的调查、研究等方面，多年来也做了大量工作。我国拥有可观的大型远洋调查船，有比较先进的深海调查设备，有多部门、多学科、多人才的通力合作，我们已经取得了相当多的成果，今后必将大步前进。（附图片）
我国科技人员拍摄的五千多米深水下的海底锰结核。
在“向阳红16”号远洋科学考察船上，我国科技人员正在准备深海照相机下水。　王溪元摄