人类探索海洋之旅
■冯丽滢 李冠桥 张 亮
底图为我国蓝鲸一号钻探平台。小图从左到右依次为潜龙三号、深海勇士号、奋斗者号、蛟龙号潜水器。资料图片
58年前，重上井冈山，毛泽东同志写下“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”的豪迈诗句。今天，当初的美好愿望已变成现实。从“嫦娥飞天”到“天问落火”，九天之外捷报频传。与此同时，奋斗者号载人潜水器也完成了国际首次环大洋洲载人深潜科考任务，满载成果而归。
从古至今，人类对未知的探索从未停止。浩瀚、神秘的海洋，占据了地球表面约70%，但人类目前只对5%的海洋进行了探测。对于生活在陆地上的我们来说，海洋还有太多的秘密等待着揭开，还有更多的宝藏等待着挖掘。
21世纪是海洋世纪。如何保护海洋、实现海洋可持续发展，已经成为世界各国共同面临的重要问题。2008年，第63届联合国大会上，联合国将每年的6月8日确定为“世界海洋日”。在第15个“世界海洋日”来临之际，我们不妨把目光眺向蓝色大海，来聊一聊人类的探索海洋之旅。
探索更远的海洋
人类自诞生以来，就渴望着探索远方，海洋则是人类迈向远方的第一站。为了寻找大洋彼岸的新大陆，冒险家们不惧危险，勇敢地踏入陌生的大洋。作为探索海洋必备的交通工具，船舶应运而生。
事实上，早在距今约1万年前的石器时代，人类已经可以造船。然而受限于简陋的工具，人类只能用石斧在树干上凿出独木舟。不难想象，这种独木舟根本无法抵御海上的风浪。
随着人类加工能力的进步，船舶越造越大，船帆、船桨逐渐出现，这样的船，可以航行更远。此时，人类也从舟筏时代，进入到帆船时代。
帆船时代，有一支航海民族曾大放光彩。他们就是腓尼基人。腓尼基人是古代世界最著名的航海家和商人。公元前2000年至公元前1000年左右，腓尼基人建造出了一种弧形船。弧形船有着鼓胀的外壳和长方形帆。腓尼基人通过太阳和行星的位置确定方位，借助弧形船，开辟了从直布罗陀海峡远航至大西洋的航线。到了公元前8世纪左右，腓尼基人的殖民地已经遍布地中海沿岸。据记载，公元前7世纪左右，腓尼基人从埃及出发，耗时3年完成了环非洲航行。今天，直布罗陀海峡的两个坐标，就是用腓尼基的神来命名的。腓尼基人的勇敢，在历史上永远留下了印记。
自15世纪开始，帆船迎来发展的“黄金时代”。中国明代郑和下西洋，从福建沿海出发，远航西太平洋和印度洋，最远到达东非、红海。
葡萄牙则改进风帆技术，创造性地以三角帆代替方帆，并改进了指南针，建造出了适合远航的快速帆船。而后，葡萄牙在恩里克王子的带领下，撑起风帆，领航世界大航海，最终和西班牙先后成为称雄世界的海洋霸主，并把触角一直伸展至欧、亚、非和美洲，影响世界长达一个多世纪。
18世纪，蒸汽机问世。1807年，美国人富尔顿首次在克莱蒙脱号船舶上，使用蒸汽机驱动装在两舷的明轮，并在哈德逊河上航行成功。从此，机械动力开始代替自然动力，人类迎来了蒸汽机船时代。
20世纪中叶，柴油机船等更为先进动力的船舶相继登上历史舞台，船舶发展进入了新的历史阶段。船舶越行越远—在船舶帮助下，人类得以走出陆地，到达世界任意一个角落，甚至是人迹罕至的极地；船舶的动力也越来越足—当年麦哲伦花费3年多、历经千难万险完成环游世界之旅，如今也只需要不到3个月时间。
从史前时期的一叶扁舟，到今天的高科技舰船，经历了几千年的漫长演变，人类无穷的智慧和发明创造力，在船舶身上得到了完美体现。在这个过程中，随着船舶技术的进步，人类对海洋的认识、探索与开发也得以不断深化。
探索更深的海洋
前不久，据新华社消息，我国在南海海域发现两处古代沉船遗址。近日，深海考古队已经搭乘探索一号科考船，在南海西北陆坡一号、二号沉船遗址海域开始了第一阶段调查。据介绍，考古工作将充分利用已有的平台技术装备，包括探索一号、探索二号科考船，深海勇士号、奋斗者号载人潜水器，狮子鱼一号遥控水下机器人等，同时开展深海考古关键技术攻关和专用装备研发，为深海考古工作提供有力支撑。
此次发现的两处大型海底沉船遗址，位于南海西北陆坡约1500米深度海域。深海考古，难度可想而知。
在大海中，随着深度的增加，能见度会越来越低。当水深超过200米，海洋中的能见度已经非常低了。当水深达到千米级时，我们就可以真切体会到什么叫“无边无际的黑暗”。
然而，深海中真正可怕的，是其中的高压。一般来说，水深每增加10米，海洋中的压强就会增加差不多1个大气压。地球海洋的平均深度大约为3700米，这种深度的压强可以达到370个大气压，这大概相当于1平方厘米的面积承受370公斤的重量。如此极端的高压环境，极大地限制了人类在深海中的行动能力。当然，环境的恶劣阻碍不了人类探索深海的步伐。借助深海探测器，人类得以进入更深的海底。
美国是世界上最早进行深海研究和开发的国家，至今仍保持着多项潜入深度的世界纪录。1960年，美国里亚斯特-2号在马里亚纳海沟创下了载人潜水器最深世界纪录10916米。此外，日本、法国和历史上的苏联，也都拥有较为先进的潜水器。1995年，日本海沟号创下了无人潜水器最深世界纪录10970米。
随着我国对于海洋科技的重视，尤其是党的十八大提出海洋强国战略以后，我国的深海探测器研究迎来新的机遇和高速发展期。
2010年，海龙号无人有缆潜水器完成3500米级海试。2018年，潜龙三号无人无缆潜水器研制成功。这期间，探测者们发现揭示了南海海盆张裂、海底扩张的历史，使南海成为深部过程研究程度最高的边缘海。2020年4月，中科院科考船探索一号搭载深海勇士号载人潜水器抵达三亚。本次航行中，我国科学家首次在南海发现了一个3米长的自然鲸落。
2020年11月10日，奋斗者号成功坐底马里亚纳海沟，创下中国载人深潜10909米新纪录。奋斗者号全海深载人潜水器的研制成功，标志着我国在大深度载人深潜领域已经达到世界领先水平。从此，人类探索万米深海又拥有了一个强大的新平台。
目前，各国正在集中力量研制深海潜水器、水下居住舱以及海底采矿装置。随着人类对深海探测的推进，越来越丰富的海洋资源领域正在被开发利用。海底多金属结核的商业性开采将逐渐规模性展开，对洋底天然气水合物（可燃冰）的开发利用也提上了日程。
与大海和谐共生
海洋，是地球上最大的“资源宝库”，自然资源储量占地球总量65%以上。其蕴含的生物、矿物、可再生能源及空间资源等，对人类的生存有着重要意义。
海洋被誉为“未来粮仓”。仅以物种数量来算，海洋生物种类达到约20万种，能为人类提供丰富的食物资源。
海洋是地球最大的“天然矿床”。海洋沉积物价值极高，其中有金刚石、金、铂、锡等矿物。除此之外，海洋矿产资源中还有一个潜在的宝库—多金属结核。多金属结核含有锰、铁、镍钴、铜等几十种元素，总储量达3万多亿吨。海洋还储藏着各类丰富能源，包括石油、天然气、潮汐能、海流能、温差能、盐差能、风能、地热能等。目前，世界海洋矿产开发中，最重要的组成部分是海洋油气的开采，其产值占海洋开发总产值的70％以上。世界上已有50多个国家和地区从海洋开采石油，年产量占世界石油产量的30％左右；海上天然气产量已占天然气总产量的20％以上。与此同时，作为可再生清洁能源的海洋新能源，受到越来越多的重视，正在引发一场新的能源革命。
除了对海洋生物、矿产和资源的利用，人类的科技发展也从海洋中受益匪浅。比如，鱼排出鱼鳃内的气体时，身体便下沉；当充入气体时，便会浮起。根据这一原理，人们制造了潜水艇。海豚的身体真皮内具有海绵状的突起，突起之间充满流动的液体，难以产生阻碍运动的满流，从而可以快速前进。根据这样的原理，科学家们给水下潜艇及鱼雷穿上了一层类似鲨鱼和海豚结构的“衣服”，大大提高了潜艇和鱼雷的速度。此外，科学家们发现，鲸联络同伴、寻找猎物不是通过眼睛而是通过回声定位法。它从鼻下产生声波，在海中遇到障碍物后再返回耳朵。受此机理的启示，人类发明了声呐系统安装在舰艇和潜艇上，在海上作战时广泛使用。
海洋仿生机器人，是人类学自海洋、用于海洋的“代表作”。近年来，形形色色的海洋仿生机器人，在海洋科考、水下作业、侦查搜救等多方面发挥着越来越重要的作用。前段时间，我国科学家开发出一种鱼形机器人，用以探求解决越来越严重的海洋微塑料污染问题。这款鱼形机器人每秒可以游大约自身身体长度的2.67倍，能够拉动5公斤的重量。在游动过程中，鱼形机器人会释放出含有带轻微负电的分子，吸引带正电的微塑料分子，从而让海洋中的微塑料“自投罗网”。
海洋孕育了生命，联通了世界，促进了发展。然而，随着全球气候变化以及海洋污染，这份美好有陷入失衡的危险。向海而兴，背海则衰。海洋是全人类共同的财富，是人类赖以生存的蓝色家园，需要我们倍加珍惜，共同守护。
