3月17日，離開毛里求斯路易港的“向陽紅10”船繼續(xù)乘著波濤前進(jìn)，執(zhí)行中國大洋49航次第三航段科考任務(wù)。本航段的核心任務(wù)是，在位于西南印度洋的工作區(qū)對海底多金屬硫化物進(jìn)行勘查。

海底多金屬硫化物是海底熱液活動的產(chǎn)物，它們富含銅、鋅、鉛、金、銀、鐵等金屬元素，有望成為最早被人類利用的深海礦產(chǎn)資源之一。

中國大洋49航次首席科學(xué)家陶春輝告訴科技日報記者，中國科學(xué)家尋找海底多金屬硫化物，既面臨挑戰(zhàn)，也擁有機(jī)遇。

猶如海底撈針

洋中脊的海底多金屬硫化物的形成是一個有趣的地質(zhì)“故事”。

大洋板塊在沿著洋中脊擴(kuò)張時產(chǎn)生裂隙，海水便從裂隙“趁虛而入”，被深部巖漿加熱后，它們將周邊巖石中的金屬元素析出，變成富含金屬元素的高溫?zé)嵋毫黧w。

這些熱液隨后從海底下部冒出來，遇到海底表面冰冷的海水，迅速冷卻并堆積下來，形成類似煙囪的結(jié)構(gòu)。于是，海底便出現(xiàn)這樣一種神奇景象：灰黑色的液體像濃煙一樣從“煙囪”中滾滾冒出。陶春輝將其比作海底溫泉。

煙囪體形成、倒塌，再形成、再倒塌，隨著時間的推移逐漸形成多金屬硫化物礦。一般一個硫化物分布區(qū)大小差不多跟籃球場相當(dāng)。要想在海底找到這些寶藏，尋找一根根矗立的煙囪體便成了第一步。

“尋找海底‘煙囪’的過程不亞于大海撈針。”陶春輝在接受科技日報記者采訪時介紹，此次“向陽紅10”船所勘查的海域深度在1500—3000米之間，而煙囪體噴出的“黑煙”最高飄到離海底300米左右。要隔著深深的海水順著“黑煙”找到煙囪體有相當(dāng)大的難度。

陶春輝舉例說，尋找海底“煙囪”的手段之一是使用海底攝像綜合熱液異常探測拖體，讓它在離海底五米的高度去探測冒出來的“黑煙”。但是海底地形非常復(fù)雜，高度差異在短距離內(nèi)可達(dá)到幾百米甚至上千米。操作海底攝像拖體的工作人員要像在海底放風(fēng)箏一樣，讓設(shè)備保持在離海底五米的高度，難度非常大。

中國是后起之秀

尋找海底多金屬硫化物，中國的起步并不早。

陶春輝介紹，國際上在上世紀(jì)70年代便首次發(fā)現(xiàn)海底熱液活動，至今已研究近40年。而中國對海底熱液活動的規(guī)模研究從2005年正式開始。

“由于研究時間比較短，我們對海底多金屬硫化物的基礎(chǔ)研究相對薄弱，研究隊伍也比較年輕。”陶春輝說。

但中國在海底多金屬硫化物的勘查方面堪稱后起之秀。2011年，中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會與國際海底管理局簽訂西南印度洋多金屬硫化物資源勘探合同。這是國際海底管理局在全球國際海域簽訂的第一份多金屬硫化物勘探合同。

2012年，俄羅斯緊隨中國的腳步與國際海底管理局簽訂相關(guān)合同。隨后是法國、韓國、德國、印度和比利時。海底熱液多金屬硫化物勘探成為各國競相關(guān)注的熱點(diǎn)。

“中國對多金屬硫化物的資源勘查水平，已經(jīng)躋身全球前列。”陶春輝說，這些年國家對海洋研究日益重視，中國在多金屬硫化物勘查技術(shù)、方法上創(chuàng)新多、進(jìn)步快。

2007年中國找到第一個位于西南印度洋超慢速擴(kuò)張脊的活動熱液區(qū)。2008年中國第一次在東太平洋海隆赤道附近找到熱液活動區(qū)。2009年中國找到首個位于南大西洋12度以南的熱液區(qū)。2012年中國又在西北印度洋找到第一個熱液區(qū)。

“中國在該領(lǐng)域的貢獻(xiàn)有目共睹，同時也面臨很大的發(fā)展機(jī)遇。”在陶春輝看來，海底多金屬硫化物既是未來重要的資源，又可以在資源勘查的過程中帶動海洋科學(xué)研究、深海技術(shù)的發(fā)展，并為國家培養(yǎng)一批深海科技人才。