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全球海底观测竞争:美国领先,中国崭露头角

更新时间:2025-01-15 工作计划 版权反馈
【摘要】:进入21世纪以来,最令人瞩目的就是海底观测系统的竞争。在这场酝酿中的海上竞争中,走在最前面的是美国。可以预料,海底观测网建设的国际竞争,在若干年内必将引发国际权益与安全之争。近10多年来,虽然海洋考察船的调查相当活跃,但在长期观测上缺少举措,已经落在一些亚洲邻国之后。中国目前经历着数百年不遇的良机,科研投入增长之迅速令各国羡慕。

与20世纪以前“炮舰外交”的时期不同,现代海上的国际之争,很大程度上就是科技之争;一些属于海洋权益和军事的举措,往往也是在科学研究的旗帜下进行。进入21世纪以来,最令人瞩目的就是海底观测系统的竞争。建设海底的地球观测平台,通过光缆联网供电和传递信息,对海底以下的岩石、流体和微生物,对大洋水层的物理、化学与生物,以及对大气进行实时和连续的长期观测,是海洋科技的重大举措,预示着科学上的革命性变化,而同时也有军事上的重要性,必将成为海上权益之争的新手段。在这场酝酿中的海上竞争中,走在最前面的是美国。经过10多年的讨论,美国2006年6月底通过了由近海、区域、全球三大海底观测系统组成的“海洋观测计划”(OOI),2007年起建,计划使用30年。其中最为重要的是区域性海底观测网,即东北太平洋的“海王星”(NEPTUNE)计划,在整个胡安·德富卡板块上,用2 000多千米光纤带电缆,将上千海底观测设备联网,由美、加两国联合投资,对水层、海底和地壳进行长期连续实时观测。[18]美国的计划已经在欧洲和日本得到响应。2004年,欧盟英、德、法等国的研究所制定了“欧洲海底观测网计划”(ESONET),针对从北冰洋到黑海不同海域的科学问题,在大西洋与地中海精选10个海区设站建网,进行长期海底观测。日本长期以来特别关注板块俯冲带的震源区,20世纪80年代末期以来,日本在其附近海域已经建立了8个深海海底地球物理监测台网,有的已经和陆地台站相连后进行地震监测;2003年又提出“ARENA计划”,将沿着俯冲带海沟建造跨越板块边界的观测站网络,用光缆连接,进行海底实时监测。可以预料,海底观测网建设的国际竞争,在若干年内必将引发国际权益与安全之争。我国决不能袖手旁观,应该尽早着手,力争主动。

应该承认,我国历来在海洋观测方面严重落后。近10多年来,虽然海洋考察船的调查相当活跃,但在长期观测上缺少举措,已经落在一些亚洲邻国之后。印度早在10年前通过国际合作,在其专属经济区水深20米至4 100米之间投放12个浮标;韩国2003年在东海,建成了世界上最大的无人海洋观测站。近年来,在海洋“863”计划和地方建设的推动下,我国已经在沿海周边地区初步建立起航天、航空、海监船体等监测体系,提高了海洋环境观测监测和预报能力,但其目标还是海面的环境监测和台风、风暴潮等的预警,并未涉及海底。好在海底观测系统的全面建设,即使发达国家目前也才处于起步阶段,如果我国能够从长远着眼,从当前着手,立即部署,尽快行动,完全有可能在这场新的海上竞争中,争得主动。

回顾历史,科学的发展历来具有突发性。地球科学在19世纪的突破在于生命和地球环境演变的进化论,20世纪的突破在于地球构造运动的板块学说,而突破的基础都在于新的观测,这在当时的中国无从谈起。达尔文经过“贝格尔”号船上五年的观测,才形成进化论,但当时中国正在鸦片战争前夕;《物种原始》发表的1859年正值英法联军大战大沽口,国祚垂危,遑论学问。板块学说的证明,关键在于深海钻探,测得大洋地壳的年龄离中脊越远越大,然而深海钻探开始的1968年,中国正值“文革”高峰,只闻“打倒”“砸烂”,哪有科研的余地?对于前两个世纪世界地球科学的进展,中国愧无贡献,首先是历史的原因。人们预计,21世纪的突破将在地球系统科学的领域,人类从地面、空间、海底三管齐下观测地球,将能揭示地球系统“运作”之谜。当前建设中的海底观测系统,正是通向新突破的捷径,而且作为新开的领域,各国也都处在起步阶段。中国目前经历着数百年不遇的良机,科研投入增长之迅速令各国羡慕。因此,我国科学界应当深思:我们能不能抓住时机,在这场新的突破中对人类作出应有的贡献?国人的回答和行动,将决定历史给我们的评分。

(本文原载《自然杂志》2007年,29卷3期;《文汇报·科技文摘》2007年8月26日,标题为“在海底装上‘眼睛’”)

【注释】

[1]Van der Meijde,M.,Marone,F.,Giardini,D.,et al.Seicmic evidence for water deep in Earth's upper mantle[J].Science,2003,300:1556-1558.

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[8]Smith D.,Ears in the Ocean[J].Oceanus,2004,42,(2):1-3.

[9]Van Dover C.L.,German C.R.,Speer K.G.,et al.Evolution and biogeography of deepsea vent and seep invertebrate[J].Science,2002,295:1253-1257.

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[11]Summit M.,Barros J.A.,1998.Thermophilic subseafloor microorganisms from the 1996 North Gorda Ridge eruption[J].Deep-Sea Res.II,45:2751-2766.

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[13]Cacchione D.A.,Strenberg,R.W.,Ogston,A.S.,Bottom instrumented tripods:history,applications,and impacts[J].Continental Shelf Research,2006,26:2319-2334.

[14]Olsen R.J.,Shalapyonok A.,Sosik H.M.,An automated submersible flow cytometer for analyzing pico-and nanophytoplankton:FlowCytobot[J].Deep-Sea Research I,2003,50:301-315.

[15]Sosik H.M.,Olson R.J.,Neubert M.G.,et al.Growth rates of coastal phytoplankton from timeseries measurements with a submersible flow cytometer.Limnol[J].Oceanogr.,2003,48:1756-1765.

[16]Gartner J.W.,Cheng R.T.,Wang P.-F.,Richter K.,Laboratory and field evaluations of the LISST-100 instrument for suspended particle size determinations[J].Marine Geology,2001,175:199-219.

[17]Favali P.,Beranzoli L.,Seefloor observatory science:a review[J].Annals of Geophysics,2006,49,(2/3):515-567.

[18]由于美国经费不能及时到位,美国—加拿大联合的“海王星”计划后来一分为二:加拿大的部分先在2009年建成,成为当时世界上最大的海底观测网,称“加拿大海王星”网;美国的部分构成“OOI网”中的“区域网”,最终于2016年6月正式建成启用——编注.

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