向藍(lán)色世界進(jìn)軍

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

當(dāng)20世紀(jì)快到盡頭的時(shí)候，人類(lèi)有理由為行將逝去的這100年而驕傲。盡管有過(guò)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(lèi)在這一世紀(jì)里取得的科技進(jìn)步確實(shí)足以驚天地泣鬼神，當(dāng)今高新技術(shù)的產(chǎn)品已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)“封神榜”里的想象。然而隨著發(fā)展而來(lái)的環(huán)境惡化、資源枯竭，又驅(qū)使人類(lèi)在“保護(hù)地球”的同時(shí)，去尋求新的發(fā)展余地、生存空間。太空和海洋，就是人類(lèi)應(yīng)該關(guān)注的對(duì)象。然而就像人們?nèi)菀鬃⒁鈽蛄憾鲆曀淼酪粯樱Ｑ蟮奈τ袝r(shí)候還不如太空。就美國(guó)的科學(xué)投資而言，太空竟然是海洋的10多倍；人類(lèi)對(duì)深海海底的了解，甚至還不如月球表面。在進(jìn)行世紀(jì)反思的時(shí)候，人類(lèi)應(yīng)當(dāng)重加權(quán)衡：何不舍遠(yuǎn)求近，就在地球上弄明白并開(kāi)發(fā)這浩瀚藍(lán)色上的另一個(gè)世界？

地球有幸，由于兩類(lèi)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(huì)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(lèi)的未來(lái)提供了“另一個(gè)世界”。人類(lèi)能否大規(guī)模地開(kāi)發(fā)海洋、利用海洋，取決于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。如果說(shuō)20世紀(jì)的歷史沾上了列強(qiáng)掠奪弱國(guó)的污點(diǎn)而難以洗刷，那么21世紀(jì)就應(yīng)該通過(guò)人類(lèi)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(guó)傳統(tǒng)概念里海洋可以為人類(lèi)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(jìn)步已經(jīng)使海洋事業(yè)全然改觀，最大的海洋經(jīng)濟(jì)已經(jīng)是海底油氣，雖然我國(guó)還有著很大的差距。放眼新世紀(jì)，海洋的開(kāi)發(fā)不應(yīng)當(dāng)再局限于近岸淺海，如何穿過(guò)平均3 700米的水深認(rèn)識(shí)和利用海底，實(shí)現(xiàn)“龍宮探寶”和海底揭密，是人類(lèi)面臨的新任務(wù)。深海大洋，應(yīng)當(dāng)是人類(lèi)共同開(kāi)發(fā)的新世界，而不應(yīng)當(dāng)只是發(fā)達(dá)國(guó)家的“專(zhuān)利”。

一個(gè)世紀(jì)前，人類(lèi)對(duì)深海海底幾乎一無(wú)所知，想象中只是一片漆黑，既無(wú)光線又無(wú)運(yùn)動(dòng)的死寂世界。因此，幾十年前需要處理核廢料時(shí)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(wú)憂(yōu)了。隨著調(diào)查研究的深入，發(fā)現(xiàn)深海其實(shí)并不平靜，它蘊(yùn)藏著如此眾多的信息與財(cái)富，吸引人類(lèi)的關(guān)注。數(shù)千米的大洋深處，也有著沖刷海底的洋流；暗無(wú)天日的洋底，也有著生長(zhǎng)不靠太陽(yáng)的生物……

20世紀(jì)60年代以前，人們依靠照片研究深水海底，只見(jiàn)生命活動(dòng)稀少，以為這里只是一片“沙漠”。80年代技術(shù)進(jìn)步了，采用箱式取樣技術(shù)從大西洋深水區(qū)取得表層樣，發(fā)現(xiàn)竟有無(wú)數(shù)的細(xì)小生物，簡(jiǎn)直是一片“雨林”。深海洋底生物種類(lèi)之多，也完全打破了人們的推想。迄今為止，人類(lèi)描述了的現(xiàn)存物種不到200萬(wàn)個(gè)，其中大多屬于昆蟲(chóng)；地球上物種的總數(shù)，原先估計(jì)也不過(guò)450萬(wàn)種。深海的發(fā)現(xiàn)開(kāi)闊了人類(lèi)的眼界，現(xiàn)在估算全球生物的總數(shù)應(yīng)當(dāng)有3 000萬(wàn)種到1億種之多！不僅如此，人類(lèi)又在洋底以下500米的地層中發(fā)現(xiàn)有活著的細(xì)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(wàn)年之久，其總量有可能占全球生物量的1/10，無(wú)論在生物學(xué)理論上和生物技術(shù)應(yīng)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(jì)70年代晚期地球科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時(shí)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(xué)研究揭開(kāi)了新篇章。而與之伴生的深海動(dòng)物群，在高溫下依靠硫細(xì)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(xué)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(shí)，很可能就是在這種獨(dú)特環(huán)境下發(fā)生的。近年來(lái)，海底天然氣水合物（gas hydrates）的研究，很可能是海底開(kāi)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(jié)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(jì)，這種“鎖”在水分子格架中的天然氣，總儲(chǔ)量可能達(dá)10萬(wàn)億噸之多，其中所含的碳相當(dāng)于地球上全部其他礦物燃料的兩倍，如果學(xué)會(huì)開(kāi)采利用而且估算確實(shí)，就有望成為新世紀(jì)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(zhì)歷史上全球快速變暖事件的原因……

洋底蘊(yùn)藏的奧秘太多，只等著有充分科技武裝的人類(lèi)去破譯。無(wú)論“溫室效應(yīng)”“防災(zāi)減災(zāi)”，都可以從海底得到啟示。工業(yè)化以來(lái)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(guān)鍵場(chǎng)所；太平洋周邊各國(guó)深為憂(yōu)慮的地震災(zāi)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?zé)o法測(cè)到的輕微地震信息，為預(yù)測(cè)地震提供依據(jù)。深海洋底，已經(jīng)成為科學(xué)的前沿。

大洋鉆探

人類(lèi)“上天”的本領(lǐng)，已經(jīng)遠(yuǎn)勝過(guò)“入地”，而深海洋底之下的研究既要“下海”還得“入地”，其難度可想而知。由于深海研究十分昂貴，即使發(fā)達(dá)國(guó)家也感到力不從心，于是組織起來(lái)合作開(kāi)發(fā)，便是“大洋鉆探（ODP，即Ocean Drilling Program）”的國(guó)際計(jì)劃。

大洋鉆探（1985— ）及其前身“深海鉆探（DSDP）”（1968—1983）是地球科學(xué)規(guī)模最大、歷時(shí)最長(zhǎng)的國(guó)際合作計(jì)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(jìn)行科學(xué)鉆探，探討國(guó)際最前沿的學(xué)術(shù)問(wèn)題。1968年以來(lái)，這項(xiàng)以美國(guó)為基地的國(guó)際大合作，在全球各大洋鉆探2 000口、取芯20萬(wàn)米，證實(shí)了板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)，創(chuàng)立了古海洋學(xué)，把地質(zhì)學(xué)從陸地?cái)U(kuò)展到全球，從根本上改變了地球科學(xué)家的視野和思路。例如，ODP第117航次對(duì)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(wàn)年以來(lái)基于地球運(yùn)動(dòng)軌道變化周期的高分辨率地質(zhì)年代表，為地質(zhì)計(jì)時(shí)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(biāo)本……

現(xiàn)在，大洋鉆探正在為鉆穿洋底地殼、揭示氣候演變機(jī)理、探索洋底深部生物圈等宏偉目標(biāo)而奮斗，各國(guó)學(xué)者還將在明年（1999年）5月聚會(huì)溫哥華，討論新世紀(jì)大洋鉆探的新綱領(lǐng)。與此同時(shí)，日本正在建造一艘更大的大洋鉆探船，準(zhǔn)備在新世紀(jì)里與美國(guó)爭(zhēng)雄。日本科技界在給首相的報(bào)告中寫(xiě)道：20世紀(jì)美國(guó)在世界大洋研究中所起的作用，到21世紀(jì)是否也可以由別的國(guó)家來(lái)承擔(dān)？

然而30年來(lái)，我國(guó)的地學(xué)界卻一直是置身于DSDP/ODP的國(guó)際洪流之外。當(dāng)DSDP鉆探洋底地殼，證實(shí)“海底擴(kuò)張”的時(shí)候，我國(guó)正沉醉于“文攻武衛(wèi)”，經(jīng)歷著史無(wú)前例的大動(dòng)亂；直到“文革”尾聲，才從老前輩的譯文里看到了“板塊構(gòu)造”的新名詞。今天的中國(guó)已經(jīng)完全不同，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和社會(huì)的改革開(kāi)放，帶來(lái)了自然科學(xué)的春天。1998年4月，我國(guó)以1/6成員的會(huì)費(fèi)正式加入大洋鉆探計(jì)劃，成為第一個(gè)“參與成員（Associate Member）”。同時(shí)，我國(guó)科學(xué)家提出的“東亞季風(fēng)史在南海的記錄及其全球氣候意義”的大洋鉆探建議書(shū)，在1997年度全球評(píng)審中以第一名的優(yōu)勢(shì)獲得通過(guò)，定為ODP第184航次，將于1999年2月16日至4月13日在南海實(shí)施。這樣，我國(guó)海區(qū)的第一次深海鉆探，將在我國(guó)科學(xué)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(zhì)學(xué)家上船參與下，對(duì)東沙和南沙附近1 000到3 000余米水深的海底進(jìn)行科學(xué)鉆探，取得近3 000余萬(wàn)年來(lái)的沉積記錄，驗(yàn)證有關(guān)青藏高原隆升與東亞季風(fēng)以及全球變冷相互關(guān)系的科學(xué)假說(shuō)，揭示構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與氣候演變的關(guān)系，探索我國(guó)氣候演變的機(jī)理和海洋因素，爭(zhēng)取在20世紀(jì)最后一年，在我國(guó)陸地地質(zhì)與海洋地質(zhì)的接軌上邁出一大步。

華夏文化面臨的新挑戰(zhàn)

新世紀(jì)的海洋開(kāi)發(fā)，一要求科技，二要求合作。海洋戰(zhàn)爭(zhēng)的前提是國(guó)際對(duì)立，海洋開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)卻是國(guó)際合作。以當(dāng)前科技發(fā)展之快、海洋開(kāi)發(fā)投資規(guī)模之巨大，再發(fā)達(dá)的國(guó)家也難以單獨(dú)承擔(dān)起海洋開(kāi)發(fā)的重任，互助合作是必由之路。但是人助必先自助，本國(guó)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(yīng)當(dāng)承認(rèn)，在我國(guó)地球科學(xué)的海、陸（陸地固體地球科學(xué)）、空（大氣科學(xué)）“三軍”中，海洋科學(xué)是起步晚、力量弱的小弟弟，更不用說(shuō)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比。只有急起直追，才能在新世紀(jì)開(kāi)發(fā)海洋的國(guó)際合作和競(jìng)爭(zhēng)中，取得我們應(yīng)有的地位。

傳統(tǒng)的華夏文化源于內(nèi)陸，海洋的分量相當(dāng)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(gè)世紀(jì)，但我們自以為居于世界中央的祖先們，總習(xí)慣于把沿海地區(qū)看作是東夷南蠻的荒野，對(duì)海外世界往往漫不經(jīng)心。《逍遙游》中的鯤鵬游冥無(wú)非是幻想世界；《詩(shī)·小雅·菁菁者莪》中的楊舟，也只是江河湖泊。19世紀(jì)西洋的炮艦，轟醒了東方的“睡獅”。面對(duì)列強(qiáng)的堅(jiān)船利炮，我們才意識(shí)到海疆有多么重要。自從150年前（1847年）容閎赴美開(kāi)始，出現(xiàn)了我國(guó)最早的出洋留學(xué)潮，而在早期的留學(xué)生中許多人學(xué)造船、礦冶，決非偶然。

時(shí)至今日，我國(guó)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(shí)中，海洋的分量仍然有限。談?wù)搰?guó)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(jiàn)的岸邊淺海。殊不知新世紀(jì)的海上之爭(zhēng)，實(shí)際上是一場(chǎng)全球性的科技競(jìng)爭(zhēng)，隨著聯(lián)合國(guó)海洋法公約的實(shí)施，我國(guó)必須不失時(shí)機(jī)地把研究海洋、開(kāi)發(fā)海洋提高到國(guó)策的高度加以重視。19世紀(jì)和20世紀(jì)，北大西洋兩岸的國(guó)家在世界海洋事務(wù)中起到了無(wú)可爭(zhēng)辯的領(lǐng)先作用。然而當(dāng)前西太平洋沿海國(guó)家與地區(qū)的經(jīng)濟(jì)騰飛，自然使人想到：我們是否就當(dāng)在新的世紀(jì)里發(fā)揮更大的作用？可以不夸大地說(shuō)，對(duì)開(kāi)發(fā)海洋的重視程度，將在很大程度上決定我國(guó)在新世紀(jì)中的發(fā)展前景。

華夏文化，是當(dāng)前振興中國(guó)的重要基礎(chǔ)。一旦源自?xún)?nèi)陸的古老文化真正地進(jìn)入海洋，一旦黃土地與藍(lán)海洋相互結(jié)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）

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