3月17日,离开毛里求斯路易港的“向阳红10”船一路扬帆破浪,为执行中国大洋49航次第三航段科考任务奋勇向前。本航段的核心任务是,在位于西南印度洋的工作区对海底多金属硫化物进行勘查。

海底多金属硫化物是海底热液活动的产物,它们富含铜、锌、铅、金、银、铁等金属元素,有希望成为最早被人类利用的深海矿产资源之一。

国家海洋局第二海洋研究所海底科学实验室副主任、因多次带队发现硫化物热液区而拥有“烟囱博士”之称的陶春辉告诉记者,中国寻找海底多金属硫化物之路,其中既面临挑战,也蕴含机遇。

《科技日报》采访视频

洋中脊的海底多金属硫化物的形成是一个有趣的地质过程。

首先,大洋板块在沿着洋中脊扩张时产生裂隙,海水便从裂隙“趁虚而入”,被深部岩浆加热后,它们将周边岩石中的金属元素析出,变成富含金属元素的高温热液流体。

这些热液从海底下部冒出来后,遇到表层冰冷的海水,迅速冷却并堆积下来,形成类似“烟囱”的结构。于是出现了这样一种景象:灰黑色的液体像浓烟一样滚滚冒出,陶春辉将其比作“海底温泉”。外界也称其为“黑烟囱”。

“寻找海底‘烟囱’的过程不亚于大海捞针。”陶春辉说。此次“向阳红10”船所勘查的海域深度在1500到3000米之间,而烟囱体喷出的“黑烟”最高能飘到离海底300米左右。要隔着海水,顺着“黑烟”找到烟囱体,其中有相当大的难度。

寻找海底多金属硫化物,在世界范围内,中国的起步并不算早。

陶春辉介绍,国际上在上世纪70年代便首次发现海底热液活动,至今已研究了近40年。而中国对海底热液活动的规模研究,从2005年已经正式开始。

尽管研究时间比较短,研究队伍也相对年轻,令国际社会侧目的是,中国在海底多金属硫化物的勘查方面,堪称“后起之秀”。2011年,中国大洋矿产资源研究开发协会与国际海底管理局签订西南印度洋多金属硫化物资源勘探合同。这是国际海底管理局在全球国际海域签订的第一份多金属硫化物勘探合同。

“中国对多金属硫化物的资源勘查水平,已经跻身全球前列。”陶春辉说,这些年国家对海洋研究日益重视,中国在多金属硫化物勘查技术、方法上创新多、进步快。

2007年,中国找到第一个位于西南印度洋超慢速扩张脊的活动热液区。2008年中国第一次在东太平洋海隆赤道附近找到热液活动区。2009年中国找到首个位于南大西洋12度以南的热液区。2012年中国又在西北印度洋找到第一个热液区。

在陶春辉看来,中国在该领域的贡献有目共睹,同时也面临很大的发展机遇。海底多金属硫化物既是未来重要的资源,又可以在资源勘查的过程中带动海洋科学研究、深海技术的发展,并为国家培养一批深海科技人才。

(来源:科技日报)