發布時間：2022-02-23所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 海洋占地球表面積的 71%，具有儲存及交換熱量、CO2和其他活性氣體的巨大能力，對包括氣候在內的全球環境變化有著至關重要的調節作用;海洋蘊藏著豐富的資源和具備特殊的戰略地位，已引起國際的高度關注。隨著人類對海洋及其價值的認識不斷得到深化，海洋已成為國家利益
海洋占地球表面積的 71%，具有儲存及交換熱量、CO2和其他活性氣體的巨大能力，對包括氣候在內的全球環境變化有著至關重要的調節作用;海洋蘊藏著豐富的資源和具備特殊的戰略地位，已引起國際的高度關注。隨著人類對海洋及其價值的認識不斷得到深化，海洋已成為國家利益拓展的重要空間，海洋科技已成為各國綜合實力的重要體現。
伴隨科技的不斷發展，人類對海洋的探測從近岸走向遠洋，從淺水走向深海。目前，深海探測與地球深部探測、深空探測(簡稱“三深”探測)已成為未來地球科學領域人類科技的重要發展方向和可能取得重大突破的領域。
1 深海探測的科技內涵及意義
深海探測技術是針對有關深海資源、構成物、現象與特征等資料和數據的采集、分析及顯示的技術，是深海開發前期工作的重要技術手段，包括深海浮標技術、海洋遙感技術、水聲探測技術以及深海觀測儀器技術等。與深海資源探測相關的深海資源開發技術是針對深海大洋中資源和能源的開發技術，包括油氣資源開發技術、礦產資源開發技術、生物資源開發技術、海洋可再生能源開發技術等。深海資源探測與技術開發已成為滿足國家和地區的長期發展的戰略需求。
從20世紀60年代至今，發達國家率先向深海大洋進軍，深海探測技術迅速發展。調查船、鉆探船/平臺、各類探測儀器和裝備、無人/載人/遙控深潛器、水下機器人取樣設備、海底監測網等相繼問世，探測廣度和深度不斷刷新。在深海極端環境、地震機理、深海生物和礦產資源，以及海底深部物質與結構等領域取得了一系列重大進展[1] 。
隨著海洋調查探測技術的不斷發展，海底勘探將逐漸向深水區發展，深海區石油天然氣的儲量還會增加。深海生物基因資源是近年來引起國際關注的新型資源，目前國際上深海生物基因資源的應用已帶來數十億美元的產業價值。深海海洋生物處于獨特的物理、化學和生態環境中，在高壓劇變的溫度梯度、極微弱的光照條件和高濃度的有毒物質包圍下形成了極為獨特的生物結構代謝機制，其體內的各種活性物質，如極端酶，在醫藥、環保等領域都將有廣泛的應用前景。
2 國際深海探測發展新趨勢
(1)深海探測日益上升到國家戰略層面。隨著海洋勘探和開發技術的快速發展以及從戰略資源儲備的高度出發，開發深海已經日益上升到國家戰略層面。美國對深海的重視程度尤為突出，于 1986 年就率先制定了《全球海洋科學規劃》，強調海洋是地球上最后開辟的疆域;2004年12月，美國總統布什發布行政命令，發布了《美國海洋行動計劃》，成為21世紀美國海洋科學技術發展的指南，明確提出優先開發深海和公海資源的思路[2] 。英國和日本也積極地將深海技術的發展作為重要突破技術之一，投入巨資發展深�？碧胶唾Y源開發技術，如日本的 “地球號”勘探船處于當今國際領先水平;英國于 2010 年 2 月發布的《2010—2025 海洋發展戰略》[3] ，將深海技術發展作為優先發展領域。
(2)國際深�？茖W研究計劃密集發布。除一些具有重大影響的國際計劃，如《國際綜合大洋鉆探計劃(2013—2023 年)》、《國際大洋中脊行動》、《國際大陸邊緣計劃》等外，圍繞海底觀測網絡建設的計劃或項目呈現密集增長趨勢，如美國“海王星”海底觀測網絡、歐洲海底觀測網、日本新型實時海底監測網(ARENA)、美國新澤西大陸架觀測網等。這些深海研究和觀測計劃的特點是：以在深海研究居于領先水平的美國、日本、部分歐洲國家為主發起國[4] ;隨著技術的發展，針對涉及多項技術集成的海底觀測網絡建設的計劃逐漸增多，反映了深海技術的整體進步;針對深海研究熱點領域(如海底熱液)的專門觀測站建設開始興起。
(3)深海探測技術成為未來科學技術實現重大突破的關鍵。海洋觀測技術特別是深海觀測技術，如《國際綜合大洋鉆探計劃》提出的立管和非立管技術、《國際大洋中脊計劃》提到的海底連續觀測和觀察技術等[5，6] 的發展成為推動重大科學研究突破的關鍵。2009 年 5 月 31 日，美國“海神”號潛艇下潛到世界大洋的最深處——約 10 902m 的西太平洋馬里亞納海溝的挑戰者深淵，標志人類在深海探測方面取得重大突破。隨著這些深潛器的探索深度和良好觀測性能的不斷推進，人類認識深海的能力也不斷提升，將不斷推進人類對未知海洋的了解和認知。
(4)深海探測技術成為集成各種高新技術的綜合技術領域。當前的深海技術是集成了幾乎當代所有科學技術領域的一項復雜的綜合高技術系統。從應用的角度可以分為深海探(觀)測技術、深海采樣技術、深海資源勘探開發技術、深海空間利用技術、深海環境保護技術以及深海裝備技術。從技術看，涉及到微電子技術、信息技術、遙感技術、水聲技術、可視化技術和計算機網絡技術以及材料、能源等眾多學科和技術領域，可以說深海技術是當代各種通用技術和最新技術在深海大洋這個特殊環境中的應用和發展。
(5)深海探測國際合作日益緊密。國家之間、區域之間、科研機構與企業之間、企業與企業之間的合作成為未來國際合作的趨勢。文獻計量分析表明，目前在深海科學技術領域形成了以美國、日本和歐洲為核心的合作伙伴群。美、英、法、德、日本等國通過政府支持、科學界與企業界聯合、國際合作等方式加快深海技術的發展，總體上在深海技術領域處于領先地位。
3 中國在深海探測技術領域優勢
我國將在國際海底圈定一塊滿足商業開發所需資源量要求的海底富鈷結殼區域，并兼顧該區域其他資源的前期調查，開展海底熱液硫化物的調查。同時，全面啟動深海生物基因研究開發。我國還將積極發展海底探測與大洋資源勘查評價關鍵技術，突破深海作業技術、海底多參數探測技術、深海海底原位探測技術、深海工作站、礦產和生物基因直視取樣技術，形成深海探測與取樣技術體系。
(1)深水油氣勘探。在深水油氣勘探方面擁有首座深水半潛式鉆井平臺 COSLPIONEER(中海油服先鋒)，作業水深750 m，鉆井深度7 500m，鉆井設備具有全自動鉆進功能。2010年中海油又建成了第6代深水3 000m半潛式鉆井平臺“海洋石油 981”號，最大作業水深 3 050m，鉆井深度可以達到 10 000m，幾乎可以在全球所有深水區作業，最近在南海首次獨立進行了深水油氣勘探。自主研發的單船長電纜大容量震源地震和相應配套技術以及OBS海底地震探測技術，形成一套深水海域油氣地震勘探系列[7,8] 。“863”計劃“天然氣水合物勘探開發關鍵技術”的科技攻關，取得了一批具有自主知識產權的創新性成果[9] 。
(2)大洋科學考察。目前，中國擁有大洋綜合科考船“大洋一號”、“海洋六號”和極地科考船“雪龍號”以及中科院海洋所新建成的“科學號”綜合科學考察船，并配有各種先進的探測儀器、設備和裝置。從20世紀90年初開始了深海大洋和南、北極綜合科學考察及大洋礦產資源、深海生物基因資源調查研究。
中科院新建成的“科學號”綜合科學考察船配備國際先進的探測與考察設備和現代化實驗室，能夠滿足現代深海和大洋探測與研究的需求，為深海探測與研究提供了海上綜合平臺。正在籌建的深海研究中心正是應對深海研究的現狀而進行的戰略布局，其將瞄準深�？茖W研究前沿熱點問題，集中國內涉海研究單位的優勢力量，圍繞深海科學和資源勘探規模開發等目標，組建具有國際競爭力的中國深�？茖W技術研發機構，成為有效支撐深海資源勘探開發和深�？茖W研究的關鍵技術力量。——論文作者：鄭軍衛(E-mail:zhengjw@llasac.cn)、王立偉
參考文獻
1 莫杰，肖非.深海探測技術的發展.科學，2012,64(5)：11-15.
2 劉淮.國外深海技術發展研究. 船艇, 2006, 258: 6-18.
3 UK marine science strategy.http://www.defra.gov.uk/mscc/ files/uk-marine-science-strategy-.pdf
4 European SeaFloor Observatory Network. http://www.oceanlab. abdn.ac.uk/esonet/ESONET_fullrep.pdf.
5 Fisher A T, Urabe T, Klaus A et al. IODP expedition 301 installs three borehole crustal observatories, prepares for three-dimensional, cross-hole experiments in the Northeastern Pacific Ocean. Scientific Drilling, 2005(, 1)：6-11.
6 Annual Program Plan FY13. http://www.iodp.org/program-document.
7 莫杰，高平. 海洋油氣勘查現代技術方法綜合應用現狀及發展趨勢(下). 中國海上油氣(地質)，2002，16(3):215-220.
8 陳楠. 當今國外深海石油勘探難點技術及發展趨勢.中國石油勘探，2010，(4)：71-75.
9 楊勝雄，張光學. 海洋天然氣水合物綜合勘測技術.《科技興海叢書》編輯委員會.海洋探查與資源開發技術. 北京：海洋出版社，2001，179-183.
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