海洋占据了地球表面的71%,但是人类对海洋的了解却非常有限,尤其是深海,那里是地球上最未知、最神秘、最富有挑战性的领域之一。深海探险是指人类利用各种工具和技术,对海洋深处的环境、生物、资源等进行探索和研究的活动。深海探险具有很高的科学价值和经济价值,也面临着很多的困难和风险。本文将介绍深海探险的主要方法、意义和挑战,以及我国在深海探险方面的进展和贡献。
深海探险的主要方法
深海探险的方法主要有以下几种:
潜水艇:潜水艇是一种可以载人或无人的水下航行器,可以在深海中进行观察、采样、测量等任务。潜水艇分为有线和无线两种,有线潜水艇通过电缆与母船相连,可以实时传输数据和图像,但受电缆长度和强度的限制,无线潜水艇则可以自由地在深海中航行,但需要事先设定好任务和路线,并在完成后返回母船。潜水艇的下潜深度不同,有些可以达到万米级别,如“深海挑战者号”、“深潜限制因子号”等。
遥控或自主水下机器人:遥控或自主水下机器人是一种可以在水下执行特定任务的机器设备,通常配备有摄像头、传感器、机械臂等工具,可以进行拍摄、采样、测量等操作。遥控水下机器人通过电缆或无线信号与操作员相连,可以实时接收指令和反馈信息,自主水下机器人则可以根据预设的程序或算法自行决策和执行任务,并在完成后返回基地。遥控或自主水下机器人的优点是可以在极端环境中长时间工作,不受人类生理限制,但也存在技术故障、信号干扰、能源消耗等问题。
深海浮标或传感器:深海浮标或传感器是一种可以在深海中长期部署的观测设备,可以对深海的温度、压力、流速、化学成分、生物活动等参数进行持续监测,并通过卫星或无线信号将数据传输到地面站。深海浮标或传感器的优点是可以提供大范围和长时间的深海数据,有助于研究深海的变化和规律,但也存在维护困难、数据丢失、能源不足等问题。
深海探险的意义和挑战
深海探险的意义主要有以下几方面:
科学意义:深海探险可以帮助人类深入了解海洋的奥秘、地球的奥秘。深海是地球上最未探索的领域之一,有着丰富的生物多样性和潜在的资源价值,也有着极端的压力、温度、黑暗等恶劣条件,对生物适应性和演化机制提出了新的问题。深海也是地球内部的窗口,通过深海钻探,可以揭示板块运动的规律、地壳结构的变化、地球历史的记录等。深海还与气候变化密切相关,通过深海观测,可以监测温室气体排放的归宿、海洋环流的变化、气候长期变化的源头等。
经济意义:深海探险可以帮助人类开发利用深海的资源和潜力。深海蕴藏着丰富的矿产、油气和生物资源,如多金属结核、金属硫化物、天然气水合物、深水珊瑚等,具有巨大的经济价值和战略意义。深海也是新兴产业和技术的孵化器,如深海养殖、深海药物、深海旅游等,具有广阔的市场前景和社会效益。
深海探险的挑战主要有以下几方面:
技术挑战:深海探险需要高端的装备和技术,如潜水艇、水下机器人、浮标传感器等,这些装备和技术需要能够承受高压、低温、黑暗等恶劣环境,同时具备高效、可靠、智能等特点。目前,这些装备和技术还存在许多不足和缺陷,如能源供应不足、通信信号不稳定、故障处理困难等。
安全挑战:深海探险面临着各种风险和危险,如船舶沉没、潜水器爆裂、机械故障、火灾爆炸等,这些风险和危险可能导致人员伤亡或设备损失。因此,深海探险需要做好充分的准备和预防,如制定应急预案、提高安全意识、加强安全培训等。
环境挑战:深海探险也需要考虑对深海环境的影响和保护,如避免污染排放、减少噪音干扰、保护生物多样性等。因为深海环境非常脆弱和敏感,一旦受到破坏,可能难以恢复。因此,深海探险需要遵循可持续发展的原则,平衡好探索与保护的关系。
我国在深海探险方面的进展和贡献
我国是一个拥有广阔海域和丰富海洋资源的国家,也是一个重视海洋事业和发展海洋科技的国家。习近平总书记强调,要进一步关心海洋、认识海洋、经略海洋,推动我国海洋强国建设不断取得新成就。在深海探险方面,我国虽然起步较晚,但是发展迅速,取得了一系列的进展和贡献,如:
在深潜方面,我国自主研制了“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号等载人和无人深潜器,实现了全水深的深海探测能力。2020年10月,“奋斗者”号载人深潜器下潜到马里亚纳海沟水深10909米的海底,创造了我国载人深潜器的最大下潜深度纪录,也是世界上第五次到达地球最深处的载人探险。通过深潜,我国在南海、西南印度洋等地发现了多种新物种、新地质特征、新资源类型等。
蛟龙号
在深钻方面,我国积极参与了国际大洋钻探计划,先后完成了南海、西太平洋等地区的多个钻探航次,揭示了南海海盆张裂、海底扩张、季风气候演变等重要科学问题。2019年,我国自主研制的“科学”号大洋钻探船正式交付使用,这是我国第一艘专业的大洋钻探船,也是亚洲第一艘具有万米级钻探能力的大洋钻探船。
在深网方面,我国从2005年起开始推进海底观测网的建设,2009年建设近岸的实验观测站。2017年,我国国家海底科学观测网正式被批复建立,将在我国东海和南海分别建立海底科学观测系统,从海底向海面进行全天候、实时和高分辨率的多界面立体综合观测。此外,我国还研制了多种无线联网的活动观测平台,如自主水下航行器、水下滑翔机、海底爬行车等。
总之,我国在深海探险方面展现了强大的科技实力和创新能力,为增进对地球系统的认识、促进可持续发展目标的实现、维护国家安全和利益作出了重要贡献。
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