对于海洋的开发,我们国家一直是处于比较不断进步的状态,尤其是对海洋资源的开发和利用,以及环境保护方面,还存在着很大的进步空间但,是这并不代表我国在船舶制造行业以及各种制造方面并不强大,反而我国在各种海洋探索以及科学领域都处于世界领先地位,所以说如此强大的制造行业,也为我国开发海洋利用海洋奠定了强大的基础。由中交一航局投资研发全球桩架最高、吊桩能力最大,施打桩长最长、抗风浪能力最强的专用打桩船,正式交付,为我国海洋水产建设领域在添加做大国重器。
这样的一个设备可以说是已经达到了全国领先的地步,因为我国在水产行业可以说是比较领先,许多水产养殖以及各种条件方面我们国家也都是比较优秀,尤其是在制作船舶方面,始终保持着高度的先进性,在各个方面都取得了丰硕的成绩,而且我国为进一步方便水产养殖和市场建设,进一步深度挖掘潜力、加大创新力,才建造这样一个大国重器,这将意味着我国拥有高端核心装备,能够更好地进行海洋强国、科技强国的战略,并且能够坚定不移地向深海进军,逐步扩展我国对海洋的探索,打造海洋的高端装备,也可以持续的增强企业创新力,增强国家的生产力。而且还能够带动当地的经济发展,能够提高人民的生活水平,而且这样一个设备也可以贡献更大的力量。让我国在海洋探索海洋养殖,以及海洋建设方面做出更好的成绩,能够让各个海洋领域有突破性的进展,这样的一个顶级设备,可以说能够在海洋上建立大型的工程,对于海洋探索和研究等方面有着至关重要的作用。而且这艘船配备了自主研发的施工管理控制系统,能够通过卫星通讯有效地应对恶劣海况,满足各种环境的需求,并且能够绿色化运营,降低对辅助船舶的需求,实施智能化施工。很长一段时间以来,受到 探索 能力的限制,人们对海洋的认识仅限于海洋表层以下数百米的水层,对深海所知甚少。直到最近几十年,随着海洋探测技术和设备日益更新换代,科学家们发现海底深处并非一片荒芜,在如同荒漠的深海平原中,有一片繁茂的“绿洲”——
数不清的贝类、虾蟹在这里发育,活动的、死亡的海洋生物层层叠叠,震撼而激动人心。它就是深海生态系统“冷泉”。
“冷泉”究竟是什么?本人作为一名海洋地球物理学者,有幸登上“海洋六号”船,通过我国自主研发的4500米深海无人遥控深潜器“海马号”,亲眼目睹了这种深海海底奇观的发现过程。
2015年5月,南海海面和风习习,平静如湖,“海洋六号”科考船搭载着几十位科考人员朝着预定的目标区全速航行。到达目标区后,立即开始紧张的准备工作。首先是让“海洋六号”母船动力定位,使海马号深潜器通过母船被“钉”在预先设计的目标点上。仪器入水前检测一切正常后,一声令下,“海马号”像一只脱手的“风筝”,拖着一条长长的“尾巴”(铠装通讯电缆)徐徐钻入海底。
操控室监视屏上传来了深潜器的各类信号,下潜过程中海水景象的一幕一幕显示在监控屏上。起初还可见淡蓝色海水,阳光穿透海面斜照进海水中,仿佛透过原始森林照入林中。渐渐地,越来越暗,到最后,除了“海马号”自身点点光亮外,周围几乎完全暗淡下来。正在大家兴趣渐弱时,“海马”灯光齐刷刷亮了起来,接近海底了!然而,映入眼帘的海底只是一片淡**的寂静,充斥着单调的灰色,除了偶见一两只海参、海葵,几乎看不到任何生命存在的迹象。
因为有前期工作的基础,“海马号”继续向预定目标巡航。突然,星星点点的贻贝出现在监视屏上,越向前走,贻贝越来越多,随后大白贝、白色菌席、白色铠甲虾、正在蠕动的暗红色管虫幼虫也渐次出现,越来越多。到最后,映入眼帘的全都是各种“冷泉”生物,重重叠叠,仿佛到了一个丰收的人工养殖海鲜场。这就是海底“绿洲”——“冷泉”生态系统了。
在我们的正常认知下,生物的生存和生长,是需要氧气和养料的。在超过1000多米的深海,海水中含氧量虽然较为稀薄,但毕竟还有,完全可以支撑生物生存,但生物生长发育所必须的养份又来自何处呢?
正当我困惑之时,监视屏上又出现一串串或稀或密的气泡从海底飘出。随着“海马号”的靠近,只见气泡越来越多,越来越清晰,最后大量气泡成群结队争先恐后地翻滚着,好似煮开的沸水,从海底裂缝中喷涌而出。气泡由小到大上升,到达一定高度便消失不见。视线下移,在气泡溢出的海底表面,出现了块状白色晶体物质,这就是与“冷泉”的形成密切相关的物质——“可燃冰”。
在海底以下存在着大量的“甲烷”,它是一种可燃的能源物质,常温下呈气态,在高压低温下便会形成“可燃冰”。在内外力作用下,甲烷从海底以下向上运移、渗漏,当渗漏的通道更为通畅、便利时,甲烷气体会以一种更加“热烈”的方式释放,形如海底喷泉。这种甲烷气体多是海底浅表层的水合物分解释放出来的,而水合物分解是一个吸热过程,就导致甲烷渗漏或喷发的地方温度远低于周围区域,一般只有几摄氏度。为了区别于“热泉”或“黑烟囱”等其他海底热流体喷发方式,人们称之为“冷泉”。
当甲烷气体到达海底时,会被一群吃货——“嗜甲烷菌”所消耗。这种细菌数量极为庞大,形如“席子”,因此被称为“白色菌席”,它正是贻贝、管虫等海洋生物的 美食 。再大型一点的生物如海虾、铠甲蟹等,又以细菌或贝类为食,这便形成了一个完整的生物链。在这条生物链中,嗜甲烷菌是最底层的生产者,维系着“冷泉”生态系统的平衡。如果有一天,海底以下再没有甲烷气体供应,嗜甲烷菌将会因缺失养份而死亡,整个“冷泉”生态系统也将不复存在。
当溢出的甲烷气体达到一定浓度时,因为海底的低温、高压环境,又可以在海底直接生成高饱和度的天然气水合物——“可燃冰水合物丘”。它被厚厚的海底灰色积泥包裹着,只露出些许白色,宣示着自己的存在。
学名天然气水合物的可燃冰,是一种高效、洁净、储量巨大的新型能源。它是由水和天然气在高压和低温条件下形成的类冰状化合物,由于外貌极似冰雪,点火即可燃烧,仿佛将冰点燃的超自然现象,故称之为“可燃冰”。
可燃冰是高度压缩的天然气资源,具有巨大的经济价值,1立方米的可燃冰可以分解出160-170立方米的天然气,其能量密度是常规天然气的2 5倍。据估算,全球可燃冰总储量大约相当于全球已知煤、石油和天然气总储量的两倍,而其中97%分布于海洋中。最令人期待的是,可燃冰燃烧后分解只产生二氧化碳和水,被誉为21世纪的绿色能源。
冷泉的发现对海域可燃冰研究意义重大,发现冷泉的地方一定有可燃冰存在吗?反过来说,有可燃冰的地方一定会发现冷泉吗?对第一个问题的回答是肯定的,冷泉本身就是因为天然气水合物分解形成的。冷泉的发现,是预测可燃冰存在的露头信息和最直接的证据,可以为进一步的资源评价打下良好的基础。至于第二个问题,可就不一定了,因为就可燃冰的成因而言,存在着“渗漏型”和“扩散型”两种,如果我们找到的是“扩散型”可燃冰,可能就没有“冷泉”的特征存在了。
海域可燃冰的储藏规模如此可观,又是如此高效、清洁的环保能源,我们理应尽早对其开发利用,造福人类 社会 。然而,海域可燃冰的开采具有很高的技术难度:一是其赋存于尚未石化的海底砂层中,赋存空间犹如用泥砂构筑的蜂巢,开采时可燃冰分解为天然气和水后,“蜂巢壁”极可能坍塌并被带走,进而堵塞采气管道;二是只要温度、压力条件一变,可燃冰即挥发成气体进入大气,瞬间变成环境杀手。因此海域可燃冰被发现已有几十年,但开采一直无重大进展。
2017年5月10日,中国在南海神狐海域首次试采可燃冰点火成功。至5月18日连续产气8天,平均日产超过1.6万立方米。至6月10日,连续产气31天,总产气量21万立方米,平均日产6800立方米。试采井产气过程平稳,井底状态良好,钻井作业安全,海底海洋环境监测未发现异常,无海底甲烷气体泄漏情况。取得了持续时间长、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果。
目前,科学家们正努力研究,朝着大规模、低成本、环保可控的方向进行可燃冰的下一步试采。相信在不久的将来,可燃冰会替代其它能源,真正为人类所用。
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