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韩喜球:蓝色的梦想,永恒的信念

——“我的科学梦”主题报告会

2013-09-12本文被阅读过11721次[推荐][打印][保存][大字体][中字体][小字体]

  韩喜球,研究员,现任国家海洋局第二海洋研究所国际合作中心主任,国家海洋局海底科学重点实验室责任研究员,先后荣获中国青年女科学家奖、中央国家机关“五一”劳动奖章,2012当选党的十八大代表。

  以下为报告会文字实录:

  韩喜球:各位老师、各位同学、朋友们,大家早上好!刚才我们听了龙院士讲述了上天的故事,接下来我要给大家讲述的是下海的故事,希望大家喜欢。

  我的报告题目是《蓝色的梦想,永恒的信念》,我注意到我们28届全国青少年科技创新大赛的主题是中国梦、科学梦、青春梦,我的报告主题将是海洋梦,这个海洋梦是中国梦的一个重要的组成部分,同时也是科学梦和青春梦的主要内容。我想从以下三个方面进行讲述,为什么要做海洋梦,海洋里面到底有些什么?然后我要跟大家分享我的海上科考经历,最后是提几点体会和建议。我希望我的包括能够促进更多的人,特别是青少年同学们关注海洋,保护海洋,将来投身海洋事业,为实现海洋梦,建设海洋强国贡献力量。

  首先介绍第一部分,我们为什么要做海洋梦,我们知道我们所有的人打从娘胎开始就消耗地球上矿产资源,这是一个美国2011年的一个统计,就是每个美国人他年均消耗要14吨的矿物金属和燃料,包括467磅锌,3万多磅的盐等等,作为美国是一个发达国家,我们中国是正在经济高速发展中的国家,消耗的这些资源量应该是比这个数字还要大。我们现在地球上有多少人口,同学们是不是知道?70亿人口,每个人要消耗那么多的资源,我们陆地上所有的矿产资源总有一天要被消耗完的,怎么办呢?矿产资源它有自己的特点,它的形成需要非常漫长的时期,在人类的这个历史进程里面它是不可再生的,人类的文明又是以矿产资源为基础的,同时矿产资源它与国家安全也是息息相关的,你看我们的国民我们的生活每时每刻都离不开矿产资源,我们的衣食住行都跟矿产资源息息相关,假如说我们一个国家缺这些矿产资源,这样如果国际关系非常紧张的话,国家安全就会成问题。

  所以我们21世纪人类社会面临三大难题,第一个是我们人口膨胀,第二是资源短缺,第三环境恶化。怎么办呢?我们要向海洋拓展活动空间,我们要向海洋要资源,这是唯一的一个解决办法。所以海洋它不仅仅是生命的摇篮,气候的调节器,同时它还是一个资源的宝库,你看我们的地球它本身它就是一个蓝色的水球,海洋面积占了地球面积的71.8%,如果我们把这一块那么庞大的空间如果不充分加以利用的话,那是非常不明智的。

  接下来我要介绍海洋里面到底有哪些资源,有什么好东东在那儿,海洋资源的类型,海水也是一种资源,大家都知道海洋里面有各种生物,各种鱼虾海洋生物资源和基因库,还有一个是海底矿产资源,还有可再生能源,最后一个就是海洋还具有一个广阔的空间资源。首先介绍一下海水资源,我们知道地球上淡水资源是越来越匮乏了,地球上的水资源它是有97.5%的咸水和2.5%的淡水组成,海水是地球上最为巨大和最容易获得的一个水资源,随着国民经济的发展,淡水越来越欠缺,我们可以要想办法怎么样去利用海水,我们通过海水淡化,也可以提取海水里面的有利元素,比如说海水里面它有丰富的矿物质。海水里面它溶解的元素有80多种,如果把这些矿物质提取出来的,盐就可以达到3770亿吨,如果我们把所有的盐都铺在地上可以使地面增高150米,钾有550亿吨,是陆地资源量的37倍,碘是820亿吨,这些人类已经在开发了。

  第二是基因资源,我们知道世界海洋里面那些生物的种类具体有多少种,现在还没有一个确切的数字,但是据统计至少是20万种以上,包括海洋植物约2万种,海洋动物约18万种,可以供人类利用的鱼虾贝藻每年有6亿吨,海产品提供的蛋白质约占人类食用蛋白质总量的22%,这是一个非常重要的食物重要来源。这整个能量的基础是推动光合作用,吸收阳光,把二氧化碳转化为有机物,然后给动物吃,一级一级这么上来的,这是我们餐桌上常见的一些海产品。除了刚才介绍的这些很传统很常见的那些海洋生物以外,我们在海底还生存了一群不大为人知的这么一个黑暗生物圈,比如说这是海底热液喷口的生物群,这个是2000多米深的一个地方拍摄的,这叫管虫,这管虫里面还有白色的螃蟹,这里密密麻麻的虾在海底热液喷口附近。这是今年7月份,我们国家自己研制的蛟龙号7000米载人深潜器在南海拍摄的海底冷泉喷口生物群,有密密麻麻的螃蟹,还有紫贝等等,这是一个什么样的环境呢,这个环境我们把它叫做极端环境,极端恶劣的环境,那里面缺氧,没有阳光,高压、低温或者是高温,富含甲烷,富含有毒的重金属元素等等,在这么恶劣的环境里面那么多生物在那儿非常快乐地生存着,首次发现是1976发现的,完全颠覆了人们传统的认识。这个热液喷口它的初级生产者,我们刚才说到了海洋生物初级生产者是浮游植物,这个生产者是细菌,它的初级能量是来源于地球深部上升喷出的热液流体提供的化学能,它完全不依赖与光合作用,所以我们过去脑筋里面所固有的万物生长靠太阳,在这个海底在热液喷口附近和冷泉喷口附近完全是不一样的。这些生物它之所以能够在那么恶劣的环境里面生长,那是因为它们有独特的基因,有独特的酶,这些微生物学家可以开发利用,可以应用于医药、工业用酶、生物冶金、生物修复等领域的新产品开发,目前这个生物基因资源市场的潜力已经达到30亿美元,已经进行盈利。

  接下来就是海底矿产资源,也是种类多样,我们看到最常见的就是我们到海滩去玩沙滩那个沙,那也是一种资源,滨海砂矿,油气资源,天然气水合物,多金属结核,富钴结壳等等,这个资源是非常丰富,我们在大陆边缘里面能够看到这个天然气水合物资源,我们也把它叫做可燃冰,因为一点火它马上就燃烧了。到大洋盆地去能够采集到多金属结核资源,这个天然气水合物资源被成为是21世纪新能源。局统计世界海底天然气水合物有1.1万亿吨甲烷,是所有化石燃料中碳含量总和的2倍。天然气水合物根据调查它主要就分布在大陆边缘,还有一些在陆地上冻土地带它也能够找到天然气水合物。

  多金属结核资源主要分布在大洋盆地总储量约15000—30000亿t,仅太平洋表层1m沉积物中的结核就有1万多亿t,我们通过生长研究可以研究结核生长以来整个海洋的历史。如果我们把这个结核里面的多种金属元素,包括锰,达到2000亿吨,非常庞大,是可供人类开发利用的一种资源,还有富钴结壳主要分布在海山上。还有一个是多金属硫化物资源,分布在大洋中脊和弧后盆地扩张中心,为高温含矿热液与周围海水混合后快速沉淀的产物。主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿等等,硫化物分布的地方就是这些大洋中脊。

  第四种资源类型节是海洋可再生能资源,包括潮汐能、海浪能、海流能、温差能、盐度差能等等,可供开发利用的总量在1500亿千瓦以上,这个我们也可以充分地开发利用。

  第五个海洋空间资源,这个用途可大了,你看广阔的海洋可以用于运输,在港口还可以建港口,然后发展临港工业,如果是沙滩的话我们可以发展旅游业,如果是泥滩的话我们可以进行海水养殖,海底可以铺设海底通讯电缆,这是海洋空间资源。刚才我们介绍了海底主要的几种资源类型,大家可以看到非常的丰富。

  接下来我要跟大家分享一下我的海上科考经历,这些资源是非常丰富,但是我们科学家得去调查研究,哪里有什么样的资源,怎么样调查,怎么样开采,这些都是需要人来做工作的。要去调查研究的话,科考船是必不可少的,这几艘科考船都是我亲自参加过的,前面这三艘是得到的非常先进的科考船,这是我们自己国家非常著名的科考船叫大洋一号科考船。最近两年我们还跟海军合作,利用军舰去调查我们海底的矿产资源,这是2012年我们用了871船,这是南海舰队的,这是东海舰队的,这是李四光号。首先我第一次下海是2002年,当时我在德国作为访问学者,参加了德国一个流星号航次,调查中美洲大陆边缘海底天然气水合物,在海上作为沉积学家参与了调查,这是船上的餐厅,非常漂亮的一个科考船。这是03年我所参与的墨西哥湾SO174航次,与德国、美国、墨西哥的科学家一起调查墨西哥湾的天然气水合物,这是从墨西哥湾海底采集上来的天然气水合物,墨西哥湾海底的天然气水合物非常丰富。我们南海可能是因为水温比较高,所以它的埋深相对高一点。这是04年我们在南海执行的中德合作的SO177航次,调查南海天然气水合物,这是调查完之后在甲板上举行的一个聚会。

  05年开始我逐渐拓展到多金属硫化物的研究,05年我在太平洋航段和印度洋航段担任首席科学家助理,这是非常大的一个壮举,历时297天,有43230海里,这个Logo是我设计的,我们从墨西哥又到牙买加,到新加坡结束航次。这里我有一个视频给大家稍微看一下海底热液喷口是什么样子的,这就是海底热液喷口,这都是矿,硫化物、矿,浓烟滚滚,这些浓烟是热液喷口,硫化物沉淀下来就是大家看到的黑烟囱。这个就是首次环球航次是我们国家第一次在中印度洋在海底观察到的密密麻麻的虾,这是喷口附近,为了给大家有一个印象,那个喷口多大,整个热液区的面积也就是跟一个足球场那么大,整个喷口直径可能就是只有几米或者十多米,水深有多少呢?不同的海域当然不一样,但是一般的有2000米到4000米,我们把设备放下去刚刚好要找到那个地方,然后开展工作,这相当于大海捞针的一个活。这是07年大洋第19航次在西南印度洋脊发现了首个海底黑烟囱,实现了中国人在这个领域零的突破,非常开心。10年的时候我是作为大洋21航次第7航段的首席科学家在西南印度洋发现硫化物区,这个矿区也已经被记入了国际的一个硫化物数据库里面,这是去年作为首席科学家执行了大洋24航调查西北印度洋硫化物资源,我们调查的海域因为是在索马里海盗活动猖獗的那个区域,所以我们是跟海军合作。应该说在海上调查有苦有乐,现在留下的一些镜头都是一些美好的回忆。比如说我们把大洋科考比做一个流动的大学,因为我们所有的参与人员来自全国各地各大研究院、科研院所,甚至有一些著名的专家,我们会定期地举行一些学术沙龙,进行一些讨论,逢年过节的时候我们也会搞一些聚会,这是07年的三八妇女节,一艘科考船可以容纳70多个人,女生总是占少数,有时候只有两三个,后来也就十来个,总之是男生主导的。大洋上的风光无限,这是非常漂亮的印度洋,同时我们有时候也会经历到狂风巨浪。

  在海上工作不比陆地上,在陆地上我们实验室一个什么东西用完了可以到超市去买,在海上仪器坏了都得想办法自己修,这就是我们技术人员连夜赶修设备,一条科考船在海上工作一天光烧油,如果是快速航行的话就要30吨油,一般都要十几吨二十几吨的油,所以一天的成本都是十几万二三十万这么一个数量级来消耗的,我们都是在海上分秒必争,一天24小时我们在海上调查一个航段一般是30到40天,我们国家的科考船一般是45天左右,而且一般要求是你要参加一般连续两个航段,是三个月在船上,是比较高强度的一个工作。经过一个航段以后,我们都会在当地的港口补给或者是做一些人员的轮换,这是牙买加中国大使馆和夫人们去港口迎接我们,这是我们当时的船长。

  我们这么多年的我国大洋科考取得哪些成果?第一是我们在东北太平洋拥有一块“多金属结核矿区,这里面矿区采出来的锰结核可以开采20年,这就是我们91年我们国家外交部和海洋局和联合国进行签订合同的仪式,首先要成为投资者,然后是签订了合同。我们05年做了环球航次调查了金属硫化物,我们起步非常晚,但是进步非常迅速,10年向国际海底管理局提出了矿区申请,11年获得了批准,在西南印度洋脊,我们国家是第一个取得海底矿区的国家。去年提出了申请,今年获得了批准,有3000平米在西太平洋的矿区。

  伴随着我们国家的大洋事业,这是我工作20年以来我的足迹,这张图也是前几天为了这个报告特别做的,这些标好的地方都是我曾经去过的地方,几个大洋几个海都去了。这个大洋工作也给我提供了很多的机会,比如说06年的时候我作为中国政府代表团的科学顾问,参加国际海底局第13届年会,这是与秘书长的一个合影,我们党和国家领导人也高度重视大洋事业,你看这是07年曾培炎副总理接见大洋科考科学家代表,这是去年我们的李克强总理慰问极地大洋科考团队员。最后我想提一个建议,蓝色梦很美丽,大家同编织。

  探索海洋比较辛苦但充满乐趣,能欣赏到城市里欣赏不到的风景,能观察到数千米深海底生命活动的景象,这是一份非常有趣值得投入的工作。第二点,上天容易下海难,探索和开发海洋我们需要高科技,需要广泛的合作,需要长期坚持,以一己之力或者一国之力是不够的,我们需要更多的人来参与这项工作。

  第三点,海洋需要更多的关注,更多的投入,这么大面积的一个海域,目前从事海洋工作的人员还是非常少的。所以我这个报告,我希望大家听了以后,特别是在座的各位学生朋友们,长大以后能够投入到海洋行业来,我们共同一起更好地探索海洋,开发海洋,一起努力,我们一起走吧。谢谢大家!

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