【摘要】16世纪人类在平面上进入海洋, 21世纪,人类正在垂向上进入海洋,都是改变历史发展轨迹的壮举。人类向深海进军,恰值我国建设海洋强国、致力华夏振兴的时期。为此,我国必须抓住时机,处理好海洋军事、经济和科技的关系,选择走合作、开放的道路,通过科技先行力求脱颖而出,争取海上的引领地位。
【关键词】大国崛起 海洋强国 深海 科技 国际合作
【中图分类号】P7 【文献标识码】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2017.18.001
人类与海洋
近千年来的世界史,也可以从人类与海洋的关系来解读。早期的人类社会和海洋只有零星的关系,16世纪,人类在平面上进入海洋,通过航海导致的“地理大发现”改变了世界历史的轨迹,造就了一批大国崛起。当前的21世纪,人类正在垂向上进入海洋,向海洋深处发展。虽然这场变化目前只处在起始阶段,预言其社会历史后果为时尚早,但是客观上构成了华夏振兴的时代背景,值得我们特别的注意。
16世纪以前,人类不知道海洋有多大;20世纪以前,不知道海洋有多深。正因为不知道还有个太平洋,15世纪末哥伦布才敢从西班牙西行,相信跨过大西洋就能到达印度,结果却到了美洲。欧洲人越洋远航,通过海面航道的开拓将世界各大洲联系起来,发展了殖民经济,为自身带来了几百年的繁荣。正是凭籍着海上的航行优势,葡萄牙成为欧洲第一个崛起的大国,在16世纪建立起比本土大一百倍的殖民帝国;接着是西班牙,在16世纪晚期控制了世界贵金属开采的83%,成为欧洲最富有的海上帝国。然而,当时开发的主要是海洋彼岸的大陆,并不是海洋本身;竞争的手段主要是能够远洋航行的船只和坚船利炮的舰队。
20世纪晚期,人类开始进入深海。半个多世纪以来,人类在克服地心引力进入太空的同时,也克服了水柱压力进入深水海底。作为陆生生物,人类历来只能在海洋外面利用海洋,无论“渔盐之利”还是“舟楫之便”,都是从海岸或者海面上开发海洋。现代技术把人类送进了海洋内部,发现原来地球上还有另一番天地。深海一片漆黑,在历来的想象中是个既无运动、又无生命的死寂世界,没有任何指望。但是二战之后,科学家发现地球上最大的山脉是在洋底,这就是绵延六万公里的大洋中脊,海底的地形起伏决不亚于陆地。现在知道地球上85%的火山活动发生在海底,近5000米的海底还有“深海风暴”造成的波痕,深海并不平静。深海底下的沉积和岩石里,生活着微生物的“深部生物圈”,推测占据全球活生物总量的5%以上。种种的科学发现颠覆了传统概念:深海不是地面过程的归宿,而是地球内部的出口所在。海洋是一个双向运动的活跃系统,既有源自大陆物质的下沉,又有地球内部物质和能量的上升。
人类进入深海虽然还在起步阶段,其社会后果却已初见端倪,这就是海洋经济重心的下移。世界海洋经济的四大支柱产业中,海底油气已经高居榜首,远远超越了渔业、运输和旅游,现在全球油、气总产量的1/3出自海底。新世纪头十年发现的油气田,40%来自水深超过400m的深海,20%在浅海,陆地已经退居第二位。不但能源,即便原来限于海面的传统产业(如海鱼捕捞),也在向深层拓展,发展了深水鱼类的捕捞技术。海底资源发现产生的政治后果,就是新一轮的海上权益之争。历来无人问津的荒岛,突然变成了国际争端的焦点,根子就出在海底。1994年“联合国海洋法公约”生效,从此根据一个小岛就可以将周围200海里范围划为专属经济区;有的国家据此申报的海域,比它本土的面积还大。
深海的前景
深海的重要,在于拓展了新的空间。16世纪人类在平面上进入海洋,开拓的空间是在陆上:“地理大发现”带来的是亚非拉的陆地资源,从矿产到奴隶的物质和人力资源,带来了世界经济几百年的繁荣。近一百年来,世界人口翻了两番,但是90%的人挤在10%的陆地上,资源匮乏、环境恶化等问题日益突出。因此,人类进一步的发展要求开拓新的空间,宏观地讲无非是两大方向:地外星球和地球深处。地球虽大,但是全人类都分布在地球表面,对于表面以下所知甚微。拿淡水来说,南极冰盖下面有一百多个冰下湖,拥有全球淡水的8%;沙漠底下也有淡水,1990年代卡扎菲的“人造河大计划”,将撒哈拉东端的地下水抽到的黎波里,推测可以用一千年。因此,人类进一步拓展空间的方向,首先不是太空,而是在地球的深处,下一个目标应该是向地球深部进军探索资源和能源。人类“上天、入地、下海”都有进展,但是入地的本事最差。入地最深的莫如南非金矿,深入地下将近五千米,但是还不到地球半径的千分之一。相对于陆地岩石圈的深处,进入水圈的海洋深处的阻力要小得多。因此,向地球深部拓展,深海必属首选。
深海海底,正是距离地球内部最近的地方。地球内部能量和物质的主体,在于地壳下面的地幔,但是大陆地壳平均比大洋壳厚五倍,只有深海海底距离地幔最近。尤其是深海海底的大洋中脊和深海沟,是地球内部和表层相互连接的通道,也是深海双向运动最为活跃的地方。我们习惯中地球上的能量来自太阳,“万物生长靠太阳”,依赖的是1.5亿公里外太阳的核聚变;深海海底却另有来自地球内部核裂变产生的能量,它不仅产生深海热液和火山活动,而且滋养着不靠光合作用的“黑暗食物链”和海底下的“深部生物圈”。科学界对于依靠地球内部能量的过程十分陌生,更不清楚这类过程在人类社会里的应用前景。比如,深海底下“深部生物圈”里的微生物新陈代谢极其缓慢,是处于休眠状态几十万年以上的“寿星”,猜想应当有其特殊的医学价值。此类过程已经引起人类注意的有深海热液和冷泉,包括“可燃冰”,也就是含甲烷的水冰。在海底高压低温条件下,甲烷分子被锁在水冰的晶格里,是海洋里十分普遍的现象;还可以有CO2分子锁在晶格里,形成海底的“二氧化碳湖”。
21世纪人类在垂向上进入海洋,指的不仅是海底的开发,而是说在三维空间开发海洋。以水产为例,世界上数量最多的鱼类就是深水的圆罩鱼,海洋捕鱼已经推进到海洋深处,同时海水养殖业也可以向深海发展。16世纪是借道海洋去开发海外的大陆,21世纪将要开发的是占地球面积71%的海洋本身。不过现在说的都还只是序幕,因为人类进入深海、了解深海还都处在起步阶段。海水平均深度3700m,不能靠遥感技术穿透。因此,直到今天,人类对洋底地形的了解还不如月球,甚至还赶不上火星。深海产业究竟指什么,几十年来也并没有弄清楚。最先注意的是金属矿,从太平洋的多金属结核,到海山上的钴结壳,直至热液口的金属硫化物,都有潜在的重要价值,但迄今为止都还只有试验性的开采。当前最为引人注目的是“可燃冰”,其含碳量可能超过全部矿物燃料的总和,有希望成为未来能源的主体,但是离工业开采还有很长的路程。有的深海资源出人意料,比如日本发现太平洋海底的稀土资源可采储量超过陆地一千倍,正在造船准备开发。另外一类是生物资源,包括极端环境下微生物的基因资源,“深部生物圈”的新陈代谢极慢,以至于经过几十万年还在生存,人类将来如何加以利用完全是个未知数。可见,深海产业既有巨大的潜力,又有极大的不确定性。
目前还很难预料海洋垂向开发为世界带来的具体结果,更谈不上其发展的途径。16世纪海洋在平面上的开发,引发了人类社会历史的转折,21世纪海洋在立体上的开发,很有可能也会导致又一次的历史变化。从陆地进入海洋,又从海面深入海底,都是改变人类活动运行方式的历史转折,肯定要经历各种挫折和反复,从欧洲当年“地理大发现”历史看,这必然是个以世纪计算的长期过程。
科学与军事
进军海洋,包括经济、军事和科技三大方面。首先是科技开路,才能实现经济与军事的目标,才能从新的角度去认识我们生活的地球;经济和军事是进军海洋的社会目的,也是科学探索获得支持的源头。从面临的科技挑战看,深海探索和航天有着相似性,首先是从军事需求得到支持,才有科技快速发展的动力。从开发利用的前景看,深海资源尽管有巨大的不确定性,肯定要比地外星球的开发来得现实。从国际关系的角度看,科学、尤其是基础科学研究,是在这三者当中最容易、也最需要国际合作,最能够促进海上睦邻关系的一个方面。
如果将21世纪和16世纪人类进军海洋的过程相比,两者间一个根本区别在于手段。16世纪的开发主要依靠舰队,当时的国际斗争就是海军的较量;21世纪则主要依靠高科技,拥有高科技的国家才有资格参与开发深海的国际竞争。当然,海洋的国际之争都要有军事实力,然而进入深海的每一步都离不开高技术,对科技要求之高是不能与海面相比的。
海洋的开发和国际竞争,要求有军事和科学两方面的支撑。16世纪前后的海洋开发,探险家、海盗和官兵往往三位一体,其间并没有截然的界限,海盗成功便成了探险家,国王本人也可以是海盗出身。早期的海洋科考船就是军舰:19世纪进行世界上首次环球海洋考察的,就是英国军舰“挑战者号”;给达尔文带来进化论思想的环球航行,用的还是军舰“小猎犬号”。两次世界大战的需要,发展了潜艇和海底监听装置,为现在的深海潜水和海底监测开辟了道路。今天深海研究的“深潜、深网和深钻”“三深”技术,除了深海钻探之外,深海探测的“深潜”技术和海底监测网的“深网”技术,全都是从军用发展而来。因此,海洋科技发展中的军民联动,是世界各国不言而喻的潜规则。
但是海洋的科学和军事活动处境不同,军事活动具有排他性,而科学活动的成果可以共享,存在着国际合作的可能性甚至必要性。世界大洋本来是相互连通的整体,加上深海研究昂贵的财政预算和技术要求,20世纪晚期以来,深海科学研究的国际合作迅速发展。其中最为突出的就是国际大洋钻探计划,自从1968年美国发起以来,50年来盛况不衰,世界20多个国家共同集资,以全球最高的科技水平在深海大洋进行钻探,成为地球科学历史上为时最久、投入最大、成果也最为显著的国际合作计划。
与此同时,海洋的科学研究也被一些国家用来为其政治和军事目的服务。美国长期以来以科学探索名义在全世界各大洋巡航,直到各国的海岸,为其军事目的服务,似乎已经成为国际惯例;而在特定条件下,还以绝密形式在科学掩盖下做军事动作。著名的一例是1968年,苏联载有核导弹的K-129潜艇失事,沉在北太平洋4800m的海底,美国请私人公司出面,建造了5万吨的勘探船伪装开采锰结核,于1974年将部分潜艇残骸捞起。同样,海洋高科技也可以为海洋权益的政治服务,例如2007年俄罗斯“和平-1”号载人深潜器破冰下潜,将一米高的钛合金国旗插到北冰4261m的海底,支持俄国对北冰洋水域的主权声索。我国的海洋科技正在发展,在具备一定科技水平的条件下,同样应当考虑让海洋科技在国际政治斗争中发挥其独特的作用。
另一方面,海洋科研又可以通过国际合作,成为外交关系上的缓冲剂。海上的军事、经济和科学活动三方面,唯有科学活动最少对抗性、排他性,德、法等欧洲国家利用其科技优势和包括我国在内的亚非等国合作,协助培养海洋科技人才,既取得了科研成绩,又赢得了国际友谊,非常值得我们学习。关键之一是要正确处理好军事保密安全和国际科研合作的界限,找到两方面都能满足的方案。近年来,一场无声的科技革命正在国际海洋界发生,那就是把“气象站”设在深海、把“实验室”建在海底的海底观测网。去年6月美国宣布包含九百多个探头的大洋观测计划正式建成,全球最大;前年日本建成了总共5700km网线的海底地震观测网,全球最长;我国的海底观测网大科学工程,也已经立项待建。这类科学网都会产生海量的观测数据实时上网,我国如何在新的科技领域划清界限,既能满足基础研究数据公开、实现国际接轨,又能保证国防安全军事保密的要求,这将是我们进军深海面临的一项考验。