海洋生物学深邃海洋.pdf
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海洋生物学：深邃海洋
第五节 深入调查——探索海洋
大洋中脊覆盖了地球总表面积的 23%。我们这个行星几乎四分之一是一条单独
的山脉，然而，直到 Neil Armstrong 和 Buzz Aldrin 登月之后，我们才进入这
条山脉。所以在到达我们自己行星上最大的地貌之前，我们就到了月球，在那
上面玩高尔夫了。– Robert Ballard
源自 TED:
观看 2008 年TED演讲“Robert Ballard： 深海探险”。传奇海洋探险家
Robert Ballard想知道为什么我们对外太空如此痴迷，反而对自己星球水
下科幻般的景观知之甚少。Ballard讲述了他的一些深海探险，并认为通过
发掘海洋中的宝藏来丰富经济，这样才能使我们的利益最大化——包括宝贵的资源，如储量
丰富且达到商业级别的重金属矿床。
主要讨论：政府、非营利组织以及企业部门应当投资深海勘探的原因是什么，又应当
投资多少？深海中的矿产资源应当开采吗？又应当开采多少？
主要术语 ：
声学测绘 声学测绘利用声音脉冲及其回波来探测海底的深度。回波强度
也可用来估测海底的硬度及其构成（如岩石还是沉积物）。声
学技术已经成为非常重要的海底制图成像技术，包括多波束声
纳，侧扫声纳和海底剖面测量。声学系统传感器可安装在船体
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上，或拖曳在船只后部，也可安装在 ROV （遥控潜水器）或
AUV（自主式水下航行器）上。
动力定位 全球定位系统（GPS）已经成为海上航行的主要工具。利用
GPS 的精确性，同时使用动力定位系统（DP），可以使船只
极为精确地保持在海面上的位置。DP 利用位置参考传感器
（由卫星提供）、风传感器、船舶陀螺罗盘和运动传感器来输
入信息，通过电脑操作船只的螺旋桨和推进器来控制船只的位
置。在部署科学采样设备（包括 ROV 以及用于在深层测量盐
度、温度与压力的温盐深测量仪）的过程中，DP 对稳定船只
位置起到了很大的作用。
潜水器 一种小型载人航行器，也叫做载人潜水器，可在水下进行操
作。潜水器一般要求要有水上辅助船，或者从附近的港口运转
出发，到海底或水层进行不到一天的短期潜水任务。与大型军
用潜艇不同，潜水器无法实现长时间的独立运作。潜水器可用
于海底测绘、水层成像、进行采样与实验、部署检测设备或修
理水下装置。
遥控潜水器 (ROV) 通过电缆与水面船只系链的水下遥控装置，由一个或多个导航
员和工程师操控。ROV 可执行载人潜水器（HOV）的所有功
能，并且是从水面供电，可以配置更多传感器和设备，推进器
和机械手的动力也更充足。而且，ROV 不受操作人员的耐力限
制，也不用考虑人类潜入深海的安全问题。但是，遥控潜水器
有可能会受到其他技术问题的限制，比如液压油泄漏。ROV 的
缺点包括视线有限，由于 ROV 依赖于镜头，远比不上人眼的
观察。
自主式潜水器(AUV) 用于水下操作的无缆遥控装置，不依赖于船只。AUV 在一些任
务中的利用率越来越高，如海底高清声学测绘、海底大面积的
摄影测量以及大范围内的环境参数（例如，温度、盐度、海流
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转向）。AUV 可通过精确地海底地图和 GPS 来校准高度复杂
的惯性导航系统。
海底块状硫化物 (SMS) 富含基本金属硫的矿床。基础金属包括铁、铜、锌和铅，通常
以黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿的形式存在。一些 SMS
沉积物还含有金和银这种重要金属。至今发现的大部分沉积物
比陆地上发现的要小。这种沉积物经常沿着洋中脊、火山弧以
及逆弧分布，靠近活动的或者已经熄灭的热液喷口。
多金属结核或锰结核 高尔夫球一般大小，部分掩埋于深度为 4500 至 6500 米的深
海平原的表层沉积物中。结核的上部是海水中的金属沉积，下
部是底层沉积物的金属积聚。这些金属来源于地面的风化作用
和火山作用，以及海洋中的热液作用。多金属结核含有锰和铁
的氧化物以及少量的铜、镍、钴、稀土元素（REE）、锂和
钼。1868 年，多金属结核首次发现于西伯利亚的卡拉海，
1872 年至 1876 年，皇家海军舰艇挑战者号在全球范围内进行
了多金属结核的采集。
富钴结壳 海水中的金属沉积于海底山及海脊的火山岩上
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