韓喜球,研究員,現(xiàn)任國家海洋局第二海洋研究所國際合作中心主任,國家海洋局海底科學(xué)重點實驗室責(zé)任研究員,先后榮獲中國青年女科學(xué)家獎、中央國家機關(guān)“五一”勞動獎?wù)拢?012當(dāng)選黨的十八大代表。
以下為報告會文字實錄:
韓喜球:各位老師、各位同學(xué)、朋友們,大家早上好!剛才我們聽了龍院士講述了上天的故事,接下來我要給大家講述的是下海的故事,希望大家喜歡。
我的報告題目是《藍色的夢想,永恒的信念》,我注意到我們28屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽的主題是中國夢、科學(xué)夢、青春夢,我的報告主題將是海洋夢,這個海洋夢是中國夢的一個重要的組成部分,同時也是科學(xué)夢和青春夢的主要內(nèi)容。我想從以下三個方面進行講述,為什么要做海洋夢,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經(jīng)歷,最后是提幾點體會和建議。我希望我的包括能夠促進更多的人,特別是青少年同學(xué)們關(guān)注海洋,保護海洋,將來投身海洋事業(yè),為實現(xiàn)海洋夢,建設(shè)海洋強國貢獻力量。
首先介紹第一部分,我們?yōu)槭裁匆龊Q髩,我們知道我們所有的人打從娘胎開始就消耗地球上礦產(chǎn)資源,這是一個美國2011年的一個統(tǒng)計,就是每個美國人他年均消耗要14噸的礦物金屬和燃料,包括467磅鋅,3萬多磅的鹽等等,作為美國是一個發(fā)達國家,我們中國是正在經(jīng)濟高速發(fā)展中的國家,消耗的這些資源量應(yīng)該是比這個數(shù)字還要大。我們現(xiàn)在地球上有多少人口,同學(xué)們是不是知道?70億人口,每個人要消耗那么多的資源,我們陸地上所有的礦產(chǎn)資源總有一天要被消耗完的,怎么辦呢?礦產(chǎn)資源它有自己的特點,它的形成需要非常漫長的時期,在人類的這個歷史進程里面它是不可再生的,人類的文明又是以礦產(chǎn)資源為基礎(chǔ)的,同時礦產(chǎn)資源它與國家安全也是息息相關(guān)的,你看我們的國民我們的生活每時每刻都離不開礦產(chǎn)資源,我們的衣食住行都跟礦產(chǎn)資源息息相關(guān),假如說我們一個國家缺這些礦產(chǎn)資源,這樣如果國際關(guān)系非常緊張的話,國家安全就會成問題。
所以我們21世紀人類社會面臨三大難題,第一個是我們?nèi)丝谂蛎,第二是資源短缺,第三環(huán)境惡化。怎么辦呢?我們要向海洋拓展活動空間,我們要向海洋要資源,這是唯一的一個解決辦法。所以海洋它不僅僅是生命的搖籃,氣候的調(diào)節(jié)器,同時它還是一個資源的寶庫,你看我們的地球它本身它就是一個藍色的水球,海洋面積占了地球面積的71.8%,如果我們把這一塊那么龐大的空間如果不充分加以利用的話,那是非常不明智的。
接下來我要介紹海洋里面到底有哪些資源,有什么好東東在那兒,海洋資源的類型,海水也是一種資源,大家都知道海洋里面有各種生物,各種魚蝦海洋生物資源和基因庫,還有一個是海底礦產(chǎn)資源,還有可再生能源,最后一個就是海洋還具有一個廣闊的空間資源。首先介紹一下海水資源,我們知道地球上淡水資源是越來越匱乏了,地球上的水資源它是有97.5%的咸水和2.5%的淡水組成,海水是地球上最為巨大和最容易獲得的一個水資源,隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,淡水越來越欠缺,我們可以要想辦法怎么樣去利用海水,我們通過海水淡化,也可以提取海水里面的有利元素,比如說海水里面它有豐富的礦物質(zhì)。海水里面它溶解的元素有80多種,如果把這些礦物質(zhì)提取出來的,鹽就可以達到3770億噸,如果我們把所有的鹽都鋪在地上可以使地面增高150米,鉀有550億噸,是陸地資源量的37倍,碘是820億噸,這些人類已經(jīng)在開發(fā)了。
第二是基因資源,我們知道世界海洋里面那些生物的種類具體有多少種,現(xiàn)在還沒有一個確切的數(shù)字,但是據(jù)統(tǒng)計至少是20萬種以上,包括海洋植物約2萬種,海洋動物約18萬種,可以供人類利用的魚蝦貝藻每年有6億噸,海產(chǎn)品提供的蛋白質(zhì)約占人類食用蛋白質(zhì)總量的22%,這是一個非常重要的食物重要來源。這整個能量的基礎(chǔ)是推動光合作用,吸收陽光,把二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機物,然后給動物吃,一級一級這么上來的,這是我們餐桌上常見的一些海產(chǎn)品。除了剛才介紹的這些很傳統(tǒng)很常見的那些海洋生物以外,我們在海底還生存了一群不大為人知的這么一個黑暗生物圈,比如說這是海底熱液噴口的生物群,這個是2000多米深的一個地方拍攝的,這叫管蟲,這管蟲里面還有白色的螃蟹,這里密密麻麻的蝦在海底熱液噴口附近。這是今年7月份,我們國家自己研制的蛟龍?zhí)?000米載人深潛器在南海拍攝的海底冷泉噴口生物群,有密密麻麻的螃蟹,還有紫貝等等,這是一個什么樣的環(huán)境呢,這個環(huán)境我們把它叫做極端環(huán)境,極端惡劣的環(huán)境,那里面缺氧,沒有陽光,高壓、低溫或者是高溫,富含甲烷,富含有毒的重金屬元素等等,在這么惡劣的環(huán)境里面那么多生物在那兒非?鞓返厣嬷,首次發(fā)現(xiàn)是1976發(fā)現(xiàn)的,完全顛覆了人們傳統(tǒng)的認識。這個熱液噴口它的初級生產(chǎn)者,我們剛才說到了海洋生物初級生產(chǎn)者是浮游植物,這個生產(chǎn)者是細菌,它的初級能量是來源于地球深部上升噴出的熱液流體提供的化學(xué)能,它完全不依賴與光合作用,所以我們過去腦筋里面所固有的萬物生長靠太陽,在這個海底在熱液噴口附近和冷泉噴口附近完全是不一樣的。這些生物它之所以能夠在那么惡劣的環(huán)境里面生長,那是因為它們有獨特的基因,有獨特的酶,這些微生物學(xué)家可以開發(fā)利用,可以應(yīng)用于醫(yī)藥、工業(yè)用酶、生物冶金、生物修復(fù)等領(lǐng)域的新產(chǎn)品開發(fā),目前這個生物基因資源市場的潛力已經(jīng)達到30億美元,已經(jīng)進行盈利。
接下來就是海底礦產(chǎn)資源,也是種類多樣,我們看到最常見的就是我們到海灘去玩沙灘那個沙,那也是一種資源,濱海砂礦,油氣資源,天然氣水合物,多金屬結(jié)核,富鈷結(jié)殼等等,這個資源是非常豐富,我們在大陸邊緣里面能夠看到這個天然氣水合物資源,我們也把它叫做可燃冰,因為一點火它馬上就燃燒了。到大洋盆地去能夠采集到多金屬結(jié)核資源,這個天然氣水合物資源被成為是21世紀新能源。局統(tǒng)計世界海底天然氣水合物有1.1萬億噸甲烷,是所有化石燃料中碳含量總和的2倍。天然氣水合物根據(jù)調(diào)查它主要就分布在大陸邊緣,還有一些在陸地上凍土地帶它也能夠找到天然氣水合物。
多金屬結(jié)核資源主要分布在大洋盆地總儲量約15000—30000億t,僅太平洋表層1m沉積物中的結(jié)核就有1萬多億t,我們通過生長研究可以研究結(jié)核生長以來整個海洋的歷史。如果我們把這個結(jié)核里面的多種金屬元素,包括錳,達到2000億噸,非常龐大,是可供人類開發(fā)利用的一種資源,還有富鈷結(jié)殼主要分布在海山上。還有一個是多金屬硫化物資源,分布在大洋中脊和弧后盆地擴張中心,為高溫含礦熱液與周圍海水混合后快速沉淀的產(chǎn)物。主要由磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦和黃銅礦等等,硫化物分布的地方就是這些大洋中脊。
第四種資源類型節(jié)是海洋可再生能資源,包括潮汐能、海浪能、海流能、溫差能、鹽度差能等等,可供開發(fā)利用的總量在1500億千瓦以上,這個我們也可以充分地開發(fā)利用。
第五個海洋空間資源,這個用途可大了,你看廣闊的海洋可以用于運輸,在港口還可以建港口,然后發(fā)展臨港工業(yè),如果是沙灘的話我們可以發(fā)展旅游業(yè),如果是泥灘的話我們可以進行海水養(yǎng)殖,海底可以鋪設(shè)海底通訊電纜,這是海洋空間資源。剛才我們介紹了海底主要的幾種資源類型,大家可以看到非常的豐富。
接下來我要跟大家分享一下我的海上科考經(jīng)歷,這些資源是非常豐富,但是我們科學(xué)家得去調(diào)查研究,哪里有什么樣的資源,怎么樣調(diào)查,怎么樣開采,這些都是需要人來做工作的。要去調(diào)查研究的話,科考船是必不可少的,這幾艘科考船都是我親自參加過的,前面這三艘是得到的非常先進的科考船,這是我們自己國家非常著名的科考船叫大洋一號科考船。最近兩年我們還跟海軍合作,利用軍艦去調(diào)查我們海底的礦產(chǎn)資源,這是2012年我們用了871船,這是南海艦隊的,這是東海艦隊的,這是李四光號。首先我第一次下海是2002年,當(dāng)時我在德國作為訪問學(xué)者,參加了德國一個流星號航次,調(diào)查中美洲大陸邊緣海底天然氣水合物,在海上作為沉積學(xué)家參與了調(diào)查,這是船上的餐廳,非常漂亮的一個科考船。這是03年我所參與的墨西哥灣SO174航次,與德國、美國、墨西哥的科學(xué)家一起調(diào)查墨西哥灣的天然氣水合物,這是從墨西哥灣海底采集上來的天然氣水合物,墨西哥灣海底的天然氣水合物非常豐富。我們南?赡苁且驗樗疁乇容^高,所以它的埋深相對高一點。這是04年我們在南海執(zhí)行的中德合作的SO177航次,調(diào)查南海天然氣水合物,這是調(diào)查完之后在甲板上舉行的一個聚會。
05年開始我逐漸拓展到多金屬硫化物的研究,05年我在太平洋航段和印度洋航段擔(dān)任首席科學(xué)家助理,這是非常大的一個壯舉,歷時297天,有43230海里,這個Logo是我設(shè)計的,我們從墨西哥又到牙買加,到新加坡結(jié)束航次。這里我有一個視頻給大家稍微看一下海底熱液噴口是什么樣子的,這就是海底熱液噴口,這都是礦,硫化物、礦,濃煙滾滾,這些濃煙是熱液噴口,硫化物沉淀下來就是大家看到的黑煙囪。這個就是首次環(huán)球航次是我們國家第一次在中印度洋在海底觀察到的密密麻麻的蝦,這是噴口附近,為了給大家有一個印象,那個噴口多大,整個熱液區(qū)的面積也就是跟一個足球場那么大,整個噴口直徑可能就是只有幾米或者十多米,水深有多少呢?不同的海域當(dāng)然不一樣,但是一般的有2000米到4000米,我們把設(shè)備放下去剛剛好要找到那個地方,然后開展工作,這相當(dāng)于大海撈針的一個活。這是07年大洋第19航次在西南印度洋脊發(fā)現(xiàn)了首個海底黑煙囪,實現(xiàn)了中國人在這個領(lǐng)域零的突破,非常開心。10年的時候我是作為大洋21航次第7航段的首席科學(xué)家在西南印度洋發(fā)現(xiàn)硫化物區(qū),這個礦區(qū)也已經(jīng)被記入了國際的一個硫化物數(shù)據(jù)庫里面,這是去年作為首席科學(xué)家執(zhí)行了大洋24航調(diào)查西北印度洋硫化物資源,我們調(diào)查的海域因為是在索馬里海盜活動猖獗的那個區(qū)域,所以我們是跟海軍合作。應(yīng)該說在海上調(diào)查有苦有樂,現(xiàn)在留下的一些鏡頭都是一些美好的回憶。比如說我們把大洋科考比做一個流動的大學(xué),因為我們所有的參與人員來自全國各地各大研究院、科研院所,甚至有一些著名的專家,我們會定期地舉行一些學(xué)術(shù)沙龍,進行一些討論,逢年過節(jié)的時候我們也會搞一些聚會,這是07年的三八婦女節(jié),一艘科考船可以容納70多個人,女生總是占少數(shù),有時候只有兩三個,后來也就十來個,總之是男生主導(dǎo)的。大洋上的風(fēng)光無限,這是非常漂亮的印度洋,同時我們有時候也會經(jīng)歷到狂風(fēng)巨浪。
在海上工作不比陸地上,在陸地上我們實驗室一個什么東西用完了可以到超市去買,在海上儀器壞了都得想辦法自己修,這就是我們技術(shù)人員連夜趕修設(shè)備,一條科考船在海上工作一天光燒油,如果是快速航行的話就要30噸油,一般都要十幾噸二十幾噸的油,所以一天的成本都是十幾萬二三十萬這么一個數(shù)量級來消耗的,我們都是在海上分秒必爭,一天24小時我們在海上調(diào)查一個航段一般是30到40天,我們國家的科考船一般是45天左右,而且一般要求是你要參加一般連續(xù)兩個航段,是三個月在船上,是比較高強度的一個工作。經(jīng)過一個航段以后,我們都會在當(dāng)?shù)氐母劭谘a給或者是做一些人員的輪換,這是牙買加中國大使館和夫人們?nèi)ジ劭谟游覀,這是我們當(dāng)時的船長。
我們這么多年的我國大洋科考取得哪些成果?第一是我們在東北太平洋擁有一塊“多金屬結(jié)核礦區(qū),這里面礦區(qū)采出來的錳結(jié)核可以開采20年,這就是我們91年我們國家外交部和海洋局和聯(lián)合國進行簽訂合同的儀式,首先要成為投資者,然后是簽訂了合同。我們05年做了環(huán)球航次調(diào)查了金屬硫化物,我們起步非常晚,但是進步非常迅速,10年向國際海底管理局提出了礦區(qū)申請,11年獲得了批準,在西南印度洋脊,我們國家是第一個取得海底礦區(qū)的國家。去年提出了申請,今年獲得了批準,有3000平米在西太平洋的礦區(qū)。
伴隨著我們國家的大洋事業(yè),這是我工作20年以來我的足跡,這張圖也是前幾天為了這個報告特別做的,這些標好的地方都是我曾經(jīng)去過的地方,幾個大洋幾個海都去了。這個大洋工作也給我提供了很多的機會,比如說06年的時候我作為中國政府代表團的科學(xué)顧問,參加國際海底局第13屆年會,這是與秘書長的一個合影,我們黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人也高度重視大洋事業(yè),你看這是07年曾培炎副總理接見大洋科考科學(xué)家代表,這是去年我們的李克強總理慰問極地大洋科考團隊員。最后我想提一個建議,藍色夢很美麗,大家同編織。
探索海洋比較辛苦但充滿樂趣,能欣賞到城市里欣賞不到的風(fēng)景,能觀察到數(shù)千米深海底生命活動的景象,這是一份非常有趣值得投入的工作。第二點,上天容易下海難,探索和開發(fā)海洋我們需要高科技,需要廣泛的合作,需要長期堅持,以一己之力或者一國之力是不夠的,我們需要更多的人來參與這項工作。
第三點,海洋需要更多的關(guān)注,更多的投入,這么大面積的一個海域,目前從事海洋工作的人員還是非常少的。所以我這個報告,我希望大家聽了以后,特別是在座的各位學(xué)生朋友們,長大以后能夠投入到海洋行業(yè)來,我們共同一起更好地探索海洋,開發(fā)海洋,一起努力,我們一起走吧。謝謝大家!