第4章

（1）由于日本的地理位置和地质条件以及历史、文化背景，开发利用海洋对日本的生存和发展有着重要的作用；（2）日本是世界上最大的镍、铜消费国，需从国外进口100％的镍，96％的铜，100％的钴和90％的锰。日本工业希望减少对这些金属进口的依赖性；（3）日本需要维持和西方工业国家在深海开发多金属结核的技术、经济政治方面的紧密合作；（4）日本需要加强政府和私人企业之间的传统的紧密联系。

深海采矿技术

深海采矿技术是深海采矿业中的支柱性技术，它对海洋的其他产业技术，如近海矿产业、深海油气业、海洋能源业、船舶制造业等等都会有重大的影响，专家们预测，未来的深海采矿业很可能是一组采矿、海洋能源利用和深海农牧渔业等综合发展的高新技术产业群。深海采矿技术是未来海洋产业中的先导性行业技术，它对整个海洋高新技术的潜在影响是深远的。

深海钻探计划

深海钻探是20世纪世界科学技术上的一项壮举。1957年，美国学者芝克和赫斯首先提出了钻穿地壳取得地幔样品的构想。1961年３月，美国率先在东太平洋海域作了试钻，但在更换钻头时因找不到原钻孔而中止。要钻穿地壳的底面莫霍面，需耗资11200万美元。由于耗资巨大，这项“莫霍计划”被美国众议院投票否决。1964年，美国斯克里普斯海洋研究所等单位联合组成了“地球深部取样联合海洋机构”，并于1966年制定了“深海钻探计划”。深海钻探计划在技术上由“地球深部取样联合海洋机构”具体实施，并专门设计建造了高性能的“格洛玛·挑战者”号钻探船。“挑战者”号从1968年8月11日开始到1983年11月的15年中，共完成96航次，航程累计达60万千米，在以北冰洋除外的各大洋的624个钻位上钻井共计1092口，取得岩芯95000余米。“深海钻探计划”在技术上取得了突出成就。70年代，科学家们先后研制成功新的钻孔装置和液压活塞取芯技术，后者能够取得数百米长的原状岩芯样品，为高精度的古气候学和古海洋学研究奠定了重要基础。

“深海钻探计划”的实施为验证和发展板块构造学说立下了丰功伟绩，并重视中生代以来古大洋环境的演变，从而创建了古海洋学等新学科。

现代物理海洋学

现代物理海洋学是研究海洋的热状态、动力状态，以及物理特性的控制和世界各大洋边界的科学。或者说研究海洋物理特性、海洋水体的运动形式和过程，及其诸多因素与大气和海底有关因素变化的学科。因此，建立在这个范围内的理论研究和实地观测，对于深入了解海洋水体的循环过程是十分重要的。

在长期的实践中，为了了解海水的物理特征，形成了波浪动力学，以及潮汐、海流、地震、海啸等；海水热力学，以及瞬间海水运动现象，如上升流、涡流等。此外，海水光学、海洋声学、海洋气象学等方面的研究，都能为了解海水运动，提供依据。当然，从海洋物理学中衍生出来的海洋声学，为声纳技术提供了研究基础；海洋气象学，为气象预报技术提供了依据，因为海洋对于世界天气和气候，起着决定性的作用，所以，海洋气象学特别重视海水和大气层交界面，各种现象的相互作用影响和热量、水气交换的研究。

先驱投资者

先驱投资者是指在国际海底区域已经对海底金属结核资源勘查活动进行了至少3000万美元投资的国家或其控制下的法人和自然人，允许有资格成为先驱投资者的国家或实体，在海洋法公约生效前，按照有关规定的条件和程序，可以向海底筹委会提出两块具有同等商业价值、面积各为15万平方千米的申请区。经审查后，海底筹委会将其中的一个区域(15万平方千米)分配给申请者作为开辟区，以便进一步勘探和开发。另一块15万平方千米的矿区则指定为海底管理局的保留区。1987年海底筹委会在纽约先后审查批准了印度、法国、日本、前苏联四国勘探国际海底多金属结核资源矿区的申请。1991年3月又审查批准了中国作为先驱投资者登记国际海底矿区的申请，从而使我国在太平洋获得了15万平方千米的矿区勘探权。

幽灵潜艇

最早发现不明潜水物是在1902年。报道说，英国货轮伏特·苏尔瑞贝利号在非洲西海岸的几内亚海湾航行时，船员发现了一个半沉半浮在水中的巨大怪物。在探照灯的照射下，船员清楚地看到那个怪物由稍带圆形的金属构成，中央部分宽约30米，长约200米，外形很像今天的航天飞机。它在灯光中不声不响地潜入水中而无影无踪。20世纪50年代末期又传说阿根廷和美国沿海也出现了“幽灵潜艇”。

1963年美国海军在波多黎各东南海域进行军事演习时，发现了一艘不明潜水艇，它只有一只螺旋浆，却能以280千米/小时的高速在深达9千米的海底航行。美国军舰和潜艇尽力追赶它，却无法赶上。这艘幽灵潜艇的性能令人咋舌，因为即使目前人类最先进的潜水器也只能下潜到水下6千米左右，在水中的时速不会超过95千米。

到了20世纪70年代，传闻幽灵潜艇又在北欧的斯堪的纳维亚海域不断出现，它潜入挪威、瑞典等国家的一些军港。开始时，北约集团认为是前苏联的侦察潜艇，后经美国情报分析人员认真研究，否认了这种说法。

报纸报道说，1973年幽灵潜艇在挪威的感恩克斯纳湾露面。当时北约和挪威等国海军在举行大规模联合军事演习，对这艘胆大妄为的潜艇，联合舰队极为恼火，决定发动攻击。数十艘舰艇同时向不明潜水艇开火，但它在枪林弹雨中出入，如入无人之境，就连海军发射的三枚极先进的”杀手鱼雷”也无一击中目标。当这艘幽灵潜艇突然浮出海面时，所有舰艇上的电子装置竟同时发生故障，通讯中断，雷达、声纳系统也全部失灵。等十分钟后不明潜水艇潜下水时，舰队的无线电通讯才恢复正常。不明潜水物的踪迹遍布全球各地海域，引起了研究人员的关注，甚至有人认为，不明潜水物便是海底人的舰船，而更耸人听闻的是，许多人都说他们在海中发现了各式各样的神秘建筑物。

英法海底隧道工程

英法海底隧道工程是由英法10家大建筑公司组成的TML财团承建的，高达150亿美元的工程总投资是向210家银行贷款和发行股票筹集起来的。这项工程1987年12月正式动工。由于工程难度大，整整花了六年半时间才得以正式竣工，比预定完工时间晚了1年，工程总投资也超出预算1倍。它目前不仅是欧洲的最大建筑工程，也是世界上耗资最多的工程之一。

英吉利海峡海底隧道

英吉利海峡海底隧道的正式名称是“欧洲隧道”。英吉利海峡海底隧道，举世瞩目的连接英国和法国的英吉利海峡海底隧道定于1994年5月6日举行隆重的通车典礼，英国女王伊丽莎白二世和法国总统密特朗为之剪彩。英吉利海峡海底隧道隔断英伦三岛与欧洲大陆的天堑变通途，人们只要坐上被称为“欧洲之星”的高速列车，穿越海底隧道，连接伦敦、巴黎、布鲁塞尔仅需3个小时。全长35千米，其中海底部分长37千米。整个隧道由两条直径为76米的火车隧道和一条直径为48米的服务隧道组成。它横穿英吉利海峡最窄处，西起英国东南部505港口城市多佛尔附近的福克斯通，东至法国北部港口城市加来，两条火车隧道之间相距30米，服务隧道平卧间。火车隧道与服务隧道间每隔375米有一横向通道，用于隧道维修，和在发生事故时紧急疏散乘客。

英法海底隧道的装置

为使隧道成为世界上最安全的通道，欧洲隧道公司除在列车行驶速度和服务方面作出努力外，还在安全方面采取了措施。该公司在隧道内安装了大量先进的安全装置，仅用于隧道运营管理的控制和信息交流系统就有3套。此外，还备有自动灭火装置、防震系统、修建了防弹墙、安全通道，甚至设置了动物捕捉器，以对付因迷路而闯入隧道的动物。隧道每隔175千米就安置一个监测器，随时测定温度、烟尘及一氧化碳的含量。

空间资源

陆地已全部被人类占有，海洋和宇宙空间是两个待开发的领域。比较来说，海洋对人类活动更为现实一些。事实上，人们在海洋空间利用方面已做了不少工作，如围海造地、滩涂利用、浅海养殖、跨海架桥、开凿海底隧道、海洋运输、建人工岛、发展海洋旅游业等。随着科学技术和海洋开发利用的发展，海洋将越来越成为人类活动的空间。

开采滨海煤矿的方法

开采滨海煤矿，一般是从岸上开井口，由此向海底延伸。也有利用天然岛屿和人工岛开井口的。人们采掘方法有所不同，主要有洞室法、矿柱法、长壁开采法、阶梯长壁采矿法等。这些采砂法与陆地采煤差不多，所采用的设备也大致相同。不过，目前有的国家正在研究采用汽化法开采海底煤田。

勘探开发形势

(1)墨西哥湾和海湾地区仍然是主要海上产油气区，其中美国为29亿石油当量吨(按1000m3天然气折合1吨石油计算，下同)，阿拉伯国家超过2亿吨；(2)北海地区的大型油田都已投入开发，在世界海洋油气产量中所占比例有大的突破，其中英国的产量达23亿吨，挪威的产量达22亿吨；(3)拉丁美洲地区的墨西哥石油产量已达11亿吨，巴西和委内瑞拉也是主要产油国，产量合计为11亿吨；(4)俄罗斯在巴伦支海近海发现斯托史曼考耶巨型天然气田(4700亿立方米)，又在阿卜谢隆海峡等海域发现沙法格油田，估计石油储量11亿吨；天然气85万立方米；(5)亚洲地区的海上石油开发也有新的发展，印度尼西尼亚在东爪哇岸外和纳土纳海盆中勘探近期内可能发现新油田，马来西亚的勘探开发，集中于马来盆地中的特伦加努近海，沙巴，沙捞近海，该工区的海上石油产量将达2亿多吨；(6)澳大利亚海域的石油储量为85亿吨，今后几年将有新的勘探开发成果；(7)非洲的主要海上产油区位于地中海的苏伊士湾，利比亚在地中海水深150米处发现地质储量66～79亿吨，可采储量7000万吨；埃及海域也有比较丰富的油气资源，刚果海域发现了储量达15亿吨的大油田正在勘探之中。

新能源“可燃冰”

“冰”怎么会“可燃”？即使是二氧化碳在超低温状态下形成的“干冰”也不可燃。但确有“可燃冰”存在，它是甲烷类天然气被包进水分子中，在海底低温与压力下形成的一种类似冰的透明结晶。据专家介绍，1立方米“可燃冰”释放出的能量相当于164立方米的天然气。目前国际科技界公认的全球“可燃冰”总能量，是所有煤、石油、天然气总和的2～3倍。美国和日本最早在各自海域发现了它。我国近年来也开始对其进行研究。

“可燃冰”的主要成分是甲烷与水分子(CH4·H2O)。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿，而且密切相关。埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中，厌气性细菌把有机质分解，最后形成石油和天然气(石油气)。其中许多天然气又被包进水分子中，在海底的低温与压力下又形成“可燃冰”。这是因为天然气有个特殊性能，它和水可以在温度2～5摄氏度内结晶，这个结晶就是“可燃冰”。

有天然气的地方不一定都有“可燃冰”，因为形成“可燃冰”除了压力主要还在于低温，所以一般在冰土带的地方较多。长期以来，有人认为我国的海域纬度较低，不可能存在“可燃冰”；而实际上我国东海、南海都具备生成条件。

东海底下有个东海盆地，面积达25万平方公里。经20年勘测，该盆地已获得1484亿立方米天然气探明加控制储量。尔后，中国工程院院士、海洋专家金翔龙带领的课题组根据天然气水化物存在的必备条件，在东海找出了“可燃冰”存在的温度和压力范围，并根据地温梯度、结合东海地质条件，勾画出“可燃冰”的分布区域，计算出它的稳定带的厚度，对资源量做了初步评估，得出“蕴藏量很可观”结论。这为周边地区在新世纪使用高效新能源开辟了更广阔的前景。

走近“海事卫星”

海事卫星是集全球海上常规通讯、遇险与安全通讯、特殊与战备通讯于一体的实用性高科技产物，它是通过各个系统自动控制来充分发挥自己的功能的。

1海事卫星的功能与作用海事卫星通信系统主要由同步通信卫星、移动终端（包括海用、陆用和空用终端）、海岸地球站以及协调控制站等构成。海事卫星系统在海事上的应用为直拨电话、电传、传真、电子邮件、数据连接、船队管理、船队安全网和紧急状态示位标。海事卫星系统还为海事遇险救助和陆地较大自然灾害，提供免费应急通信服务。海事卫星有多种不同的移动卫星通信系统，通过一系列终端向用户提供不同的服务。

海事卫星组织原是一个提供全球范围内卫星移动通信的政府间合作机构，即国际移动卫星组织。该组织最早称国际海事卫星组织，人们习惯简称海事卫星。国际海事卫星组织成立于1979年，初期旨在为海上用户提供遇险安全通信和常规卫星通信服务，现随着社会的进步，已发展成为世界上唯一能为海、陆、空各行业用户提供全球、全天候、全方位卫星移动公众通信和遇险安全通信的强大的信息支柱。海事卫星总部设在伦敦，到目前为止已有89个成员国。1979年，中国以创始成员国身份加入该组织，并指定交通部北京船舶通信导航公司（MCN）作为中国的（股东）签字者，承担着有关海事卫星的一切经营和管理事务。

2我国走上应用海事卫星的历程海事卫星在中国已经经历了20多年的发展历程，其独特的性能和覆盖能力已成为国内公众基础电信网的补充和延伸，实现了在任何地方，任何时间与任何人自由通信的理想。海事卫星在我国经过不断地发展与完善，在国内得到了广泛地应用，其中典型实例有：

——1998年的特大洪灾抗洪抢险斗争中，我国海事卫星通信系统显示了无可比拟的专业优势，以其迅捷、优质的通信保障能力，为指挥、调度长江等流域的抗洪抢险提供了可靠的通讯手段和全方位的应急服务，受到了国家有关部委的高度称赞。

——以美国为首的北约发起南斯拉夫战争后，南联盟境内的通信设施被炸毁，通信陷入瘫痪状态。在美国悍然袭击了我驻南大使馆后，我外交工作人员正是依靠MCN提供的海事卫星终端与祖国时刻保持着通信联系，才把各种消息迅速传回祖国，传遍全世界。