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第5章 人类最后的资源宝库:海洋资源(4)

20世纪60年代末期,欧洲许多国家在北海海域陆续开始油气勘探,并使这个地区成为世界上油气勘探开发最活跃的地区。70年代初,全世界有75个国家在近海寻找石油,其中有45个国家进行海上钻探,30个国家在海上采油。到了80年代,全世界从事海上石油勘探开发的国家或地区超过100个。目前,世界各国在海上寻找石油、天然气的活动正在向纵深发展,在海洋找油、找气的调查,勘探工作不断扩大,海底油气资源的勘探、开发,已成为沿海国家重要的经济活动内容。

在四大洋及数十处近海海域中,石油、天然气含量最丰富的数波斯湾海域,占总储量的一半左右。第二位是委内瑞拉的马拉开波湖海域。第三位是北海海域。第四位是墨西哥湾海域。石油、天然气含量丰富的海域还有我国沿海,东南亚海域以及澳大利亚、西非等海区。

我国海域的油气资源是相当丰富的。它主要包括两大部分,一部分是近海大陆架上的油气资源,另一部分是深海区的油气资源。在我国海域已发现了18个中新生代沉积盆地,总面积约130多万平方千米,其中近海大陆架上已发现含油气沉积盆地9处,开采海区含油气沉积盆地9处。我国海域石油资源量500亿吨,天然气资源量为22.3万亿立方米。自20世纪60年代开始,我国开始进行海洋油气资源的自营勘探开发,80年代开始吸引外国资金和技术,进行合作勘探开发。我国的海洋石油天然气开发实行油气并重,向气倾斜,自营勘探开发与对外合作相结合,上下游一体化的政策,取得了重大进展。到1997年,我国已与18个国家和地区的67个石油公司签订了131项合同协议,引进资金近60亿美元,发现含油气构造100多个,找到石油地质储量17亿吨,天然气储量3500亿立方米,已有20个油气田投入开发,形成了海洋石油天然气产业。1997年,我国海洋石油产量超过1629万吨,天然气产量为40亿立方米。

(2)锰结核

在大洋底部广泛蕴藏着一种很有开采价值的矿物——锰结核。

锰结核(又叫锰团块、锰矿球和锰矿瘤)是大洋底蕴藏的经济价值很高的海底矿产。其形状似马铃薯,直径一般在1毫米~20厘米,大洋中锰结核的总储量为5×104亿吨。它主要分布在3500~4500米的洋底表面。除三大洋外,在内海和大陆架也有发现,总储量约有3万亿吨。其中,锰4000亿吨、铜88亿吨、镍164亿吨、钴98亿吨,可供人类开采2万多年。而且它还有很强的再生能力,矿体总在慢慢地增长。其中每年增加的铜,可供世界用3年,钴可供世界用4年,镍可供世界用1年。特别值得指出的是,临近我国的太平洋蕴藏锰结核最多。据报道,太平洋北纬6°~20°、西经110°~180°之间的海域为锰结核的富集区。根据目前的技术水平,开采价值较大的矿区面积为225万平方千米,其矿物丰富程度在每平方米10千克以上。

锰结核发现于1872年。这一年,英国的“挑战者”号调查船环球一周时,采集了大量的深海底样品,汤普逊等人在分析这些样品的过程中,发现了这一海底矿产。

第二次世界大战后,人们开始正式对锰结核进行调查研究。 1957~1958年,国际地球物理年期间,美国弄清了锰结核在大洋底的大致分布情况。20世纪60年代,美国、日本等国进行小规模取样。各国对锰结核的成因与形成过程进行大量研究工作,提出了各种各样的见解和假说,对开采技术进行了多方的试验。70年代,进入了锰结核商业化开采的准备阶段。日本于1978年3~5月,采用气吸式和气压式在北太平洋低纬度带、水深5000米的海域进行开采。3月31日开采时,锰结核源源不断地从大洋底吸到船上,最高开采速度达每小时40吨。美国建造了3.6万吨深海作业船,准备在4000~5000米深的太平洋底开采锰结核。

(3)海底热液矿床

热液矿床是20世纪60年代中期发现的另一种海洋矿产。这种矿床也含有铜、银、铬、钼、铅、锌等多种金属,存在于大洋中脊扩张的裂缝区域。1977~1982年,美、法和墨西哥等国在太平洋加拉帕戈斯群岛以东海底的扩张裂缝发现一个巨大的热液矿区。十年多来,已发现此类矿床37个。热液矿床一般位于2000~3000米水深的大洋中脊区,比锰结核富集区水浅,容易开发。而且矿物中含有金、银等贵重金属,是锰结核所不及的,加之其成矿周期短等优点,已引起了世界多数国家的关注,有人称之为“海底金银库”。

1974年7月,美国和法国的海洋学家在大西洋中脊进行联合调查。当深海潜水器载着考察人员进入幽暗的大洋深处时,通过潜水器上的观察窗,观察到在大洋中脊的一些裂隙中,溢出了许多像打破的圆锥体的物体,有的像一卷卷棉纱,有的像一串串棉绳。这种现象立即引起了科学家们的关注,这些从洋脊裂谷中流出来的物质,正是被人们称之为“未来战略性金属”的海底热液矿床,也叫多金属软泥。经过科学家们的研究,热液矿床主要形成在大洋中脊的裂谷中。因为这里地壳较薄,熔融的岩浆从地球内部不断涌出,形成新的海洋地壳。这种地球内部来的物质,既含有多种金属,又有高的温度。当它们接近海底表层时,海水通过若干细小的裂隙向下渗透,与地球内部来的高温物质接触后,发生化学反应,使其中的金属析出来,形成富含金属的热水溶液。这些热液在洋底孔隙较大的地方以很高的速度喷出来,形成了一座座富含金属的烟筒状堆积物。它们的体积差别很大,有的高几十米,底宽数百米,小的则仅有1~4米,底面宽5~15米。喷出的高温热液与冷海水接触后温度降低,其中被溶解的金属沉淀在海底堆积成矿。这种热液矿床富含铁、锰、铅、锌、金、银等多种金属。

经调查发现,全世界约有l亿平方千米的海底分布着软泥状的热液矿床,而且它们还是活矿床。据估计,它们以每4年增长5米的速度发展着。在这1亿平方千米的海底,金属软泥中所含的铜一项每年可净增5万吨。海底热液矿的发现,引起了世界各国的普遍重视。

(5)可燃冰

天然气水合物又称甲烷水合物,是在高压低温的条件下,由水与天然气(主要是甲烷)结合形成的无色透明结晶体,由于它的外观看上去像冰,又具有很容易燃烧的特性,所以又称为“可燃冰”。

天然气水合物储藏在300~4000米深的海洋中、高纬度大陆地区永久冻土带以及水深100~250米以下的极地陆架海中,而以在海洋中为主。它是通过海洋板块的活动形成的,海洋板块下沉时,海底石油和天然气由板块的边缘涌上来,当在深海的压力下接触到冰冷的海水时,天然气就与海水形成水合物。水深500米的海底温度约为5℃,1000米的海底温度约为10℃,在这样的条件下,可燃冰能够保持稳定状态。

早在20世纪30年代,从事天然气研发的有关人士就已经知道天然气水合物的存在,60年代发现西伯利亚的永久冻土下有大规模的天然气水合物层。其后,正式开始进行利用人工地震波的地质勘探,相继发现了南北极圈的永久冻土层下和日本近海、加勒比海沿岸等大陆沿岸海底的天然气水合物。据推算,海洋总面积90%的海底具有形成天然气水合物的条件。科学家估计,海底可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%,相当于4000万平方千米。目前世界海域内有88处直接或间接发现了天然气水合物。

20世纪90年代末期,我国开始进行天然气水合物调查研究工作。1999年10月,由广州海洋地质调查局承担,国土资源部我国地质调查局首次在我国海域南海北部西沙海槽区利用高分辨率地震反射方法开展天然气水合物前期试验性调查,获得了重大发现,调查工作达到世界先进水平。2000年,我国地质调查局广州海洋地质调查局继续在西沙海槽区进行天然气水合物资源调查工作,结果表明西沙海槽区是一个有利的天然气水合物远景区。2001年,我国地质调查局在东沙群岛附近海域也开展了调查工作。

可燃冰燃烧方便,清洁,其燃烧时释放的二氧化碳只有石油的一半左右,可减少环境污染,因此可能成为人类新的后续能源。但是,海底可燃冰的开采涉及复杂的技术问题,在开采过程中一旦出现差错,将引发严重的环境灾难。因为海底可燃冰分布面积很大,其分解出来的甲烷很难聚集在某一地区内收集,而且一离开海床便迅速分解,容易发生意外。甲烷的温室效应比二氧化碳强10~20倍,一旦发生意外释放到大气层,将使全球温室效应问题更为严重。此外,海底开采还可能破坏地壳稳定,引发海底塌方甚至导致大规模海啸,带来灾难。

4.海洋旅游资源

《联合国21世纪议程》中指出:“海洋是全球生命支持系统中的一个基本组成部分,也是一种有助于可持续发展的宝贵财富”。随着陆域资源的开发利用,在陆上资源日益短缺的今天,海洋对人类的生存具有十分重要的意义。人们有必要在海洋区域去寻找新的经济发展空间。世界各国都十分重视海洋经济,许多国家和地区都提出了“向海洋进军”的口号。作为海洋产业中的重要组成部分,海洋旅游业已越来越受到世界各国的重视,已成为沿海国家竞相发展的重点产业。目前,世界各国都在自己的领海以及广阔的公海、大洋领域开发旅游资源,建设旅游基地,开辟了许多海洋旅游项目。世界海洋旅游事业正向广度和深度迅速发展,海洋旅游业已成为人类旅游活动的主要形式之一。

我国位于地球上最大的大陆和最大的大洋两大板块交会之处,海岸线长达3.2万千米(含岛屿岸线超过1.4万千米),海岸带滩涂超过20×104平千方米,岛屿6500多个,管辖海域近300×104平方千米(含内水、领海、毗连区、专属经济区),沿岸已开发有1500多处旅游娱乐景观资源,16个国家历史文化名城和沿海港口城市群,25个国家重点风景名胜,130个全国重点文物保护单位,15个国家海洋自然保护区。沿海开放地区又有着政策、经济、区位、科技、人才等方面的优势,发展海洋旅游的条件十分优越。

5.海洋能

海洋能源主要包括波浪能、潮汐能、海水温差能、海流能、盐浓度差能、冰水温差能和海洋生物质能等。这些能源在形式上是有差异的。波浪能、潮汐能、海流能为机械能;海水温差能和冰水温差能为热能;盐浓度差能为化学能;浮游生物、海藻和海草等为生物质能。

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