前言：尋找寫作靈感？中文期刊網(wǎng)用心挑選的西太平洋對(duì)深海研究作用分析，希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

1 引言

深海以其廣闊的空間、豐富的資源和特殊的政治地位日益成為各國(guó)關(guān)注的重要戰(zhàn)略區(qū)域。深海研究不僅支撐著國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略需求，還同時(shí)孕育著地球系統(tǒng)科學(xué)新的理論革命。20世紀(jì)后半葉，深海科學(xué)研究的突破性進(jìn)展對(duì)地球系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展影響深遠(yuǎn)。其中，板塊構(gòu)造理論的確立、氣候變化周期的發(fā)現(xiàn)與古海洋學(xué)的建立、深海熱液活動(dòng)和深部生物圈的發(fā)現(xiàn)、大洋環(huán)流理論的提出等，都對(duì)地球系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了革命性的影響。21世紀(jì)深海研究繼續(xù)保持著海洋科學(xué)的前沿地位，并有可能在海洋各圈層相互作用關(guān)系與過程機(jī)理、海洋極端環(huán)境與深部生物圈、地球深部動(dòng)力過程與巖石圈演化等方面孕育著新的重大理論突破。

我國(guó)瀕臨西太平洋，西太平洋及其鄰近海域是我國(guó)國(guó)家需求極為迫切的關(guān)鍵區(qū)域。中新生代以來中國(guó)東部大陸的構(gòu)造活動(dòng)和礦產(chǎn)資源分布、邊緣海的形成演化與油氣盆地的形成、地震的發(fā)生等都與西太平洋海底板塊俯沖密切相關(guān)；西太平洋活躍的構(gòu)造和流體活動(dòng)對(duì)地球環(huán)境變化產(chǎn)生重要影響，并塑造了特殊的深海生態(tài)系統(tǒng)，這些弧后盆地的海底熱液活動(dòng)區(qū)與廣泛發(fā)育的海山系，使我國(guó)科學(xué)家可以憑借得天獨(dú)厚的地理區(qū)位優(yōu)勢(shì)，將其作為取得海洋科學(xué)理論突破和國(guó)家探尋海洋戰(zhàn)略資源的天然實(shí)驗(yàn)場(chǎng)。

可見，西太平洋及其鄰近海域不但與我國(guó)海洋權(quán)益和資源開發(fā)等國(guó)家需求密切相關(guān)，也是我國(guó)實(shí)施由淺海向深海發(fā)展戰(zhàn)略和實(shí)現(xiàn)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的必經(jīng)之地。在該區(qū)典型海域進(jìn)行系統(tǒng)的深海科學(xué)探索與研究，將在我國(guó)地球科學(xué)、生命科學(xué)以及環(huán)境科學(xué)等多方面取得重要突破性進(jìn)展，并帶動(dòng)相關(guān)高新技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2 西太平洋存在重大國(guó)家需求

2.1 西太平洋是海底資源的寶庫(kù)

西太平洋是現(xiàn)今地球上超巨型俯沖帶發(fā)育區(qū)，從北太平洋的阿留申海溝，向南過西太平洋的日本海溝、馬里亞納海溝，并一直延伸到南太平洋新西蘭南部的普伊斯哥（Puysegur）海溝，貫穿南北。由于西太平洋的板塊俯沖作用，在西太平洋邊緣向陸一側(cè)發(fā)育了占全球70%的海溝-島弧-弧后盆地（溝弧盆）系統(tǒng)，向洋一側(cè)發(fā)育廣闊的深海盆地和密集分布的海山群。西太平洋這種獨(dú)特的地質(zhì)構(gòu)造格局和地理環(huán)境孕育著種類豐富、儲(chǔ)量巨大的海底資源。鄂霍次克海、日本海、中國(guó)東海及南海等蘊(yùn)藏著大量的含油氣盆地和天然氣水合物資源；沖繩海槽、馬里亞納海槽、馬努斯海盆及北斐濟(jì)海盆等發(fā)現(xiàn)正在活動(dòng)的海底熱液系統(tǒng)和巨型熱液硫化物礦床，堆積了巨量的多金屬沉積；浩瀚的菲律賓海盆和西太平洋星羅棋布的海山發(fā)育了豐富的鐵錳結(jié)核和富鈷結(jié)殼資源。這些海底資源是我國(guó)國(guó)家發(fā)展最具潛力的戰(zhàn)略儲(chǔ)備資源。此外，西太平洋海區(qū)極為發(fā)育的熱液系統(tǒng)和海山系統(tǒng)中還培育了特殊的生態(tài)系統(tǒng)和生物群落，可提供獨(dú)特的深海基因和酶資源，在醫(yī)療、化工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

2.2 西太平洋是維護(hù)國(guó)家權(quán)益的焦點(diǎn)

西太平洋豐富的海底資源使海域內(nèi)、外大陸架之爭(zhēng)成為維護(hù)國(guó)家根本權(quán)益的迫切問題。《聯(lián)合國(guó)海洋法公約》自1994年生效以來，我國(guó)在管轄海域劃界和維護(hù)海洋權(quán)益方面面臨的形勢(shì)十分嚴(yán)峻，在我國(guó)主張的300萬km2管轄海域中，有120萬km2與周邊國(guó)家存在爭(zhēng)議。在東海，我國(guó)與日本在海域劃界問題上存在巨大分歧，爭(zhēng)議海域面積達(dá)30萬km2；在南海，我國(guó)同越南、菲律賓、馬來西亞、文萊在南沙群島全部或部分主權(quán)歸屬問題上有嚴(yán)重爭(zhēng)端，主張管轄海域面積的70％存在爭(zhēng)議。在菲律賓海，沖之鳥礁的中日之爭(zhēng)烽煙再起。日本2008年11月以沖之鳥礁為由，向聯(lián)合國(guó)大陸架界限委員會(huì)提出太平洋大陸架延伸申請(qǐng)。一旦申請(qǐng)獲準(zhǔn)，日本將獲得沖之鳥礁周邊超過40萬km2的海洋專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)，其海底大陸架面積可增至相當(dāng)于其陸地面積2倍的74萬km2進(jìn)而享有海洋資源的開采權(quán)。中國(guó)則認(rèn)為沖之鳥礁是“礁”，而非日本辯稱的“島”，不能供人類居住，也無法維持經(jīng)濟(jì)生活，日本設(shè)定大陸架沒有任何根據(jù)。在這些爭(zhēng)議中，相關(guān)國(guó)家須向大陸架界限委員會(huì)提供科學(xué)資料，其精度、可靠性和科學(xué)釋義以及是否符合《海洋法公約》的規(guī)定成為維護(hù)國(guó)家權(quán)益的關(guān)鍵；只有掌握了充分的科學(xué)依據(jù)，才能使我國(guó)在維護(hù)國(guó)家權(quán)益的國(guó)際談判中處于主動(dòng)地位。

2.3 西太平洋是國(guó)防安全的屏障

位于第一島鏈和第二島鏈海域之間的西太平洋海域，戰(zhàn)略地位十分重要，歷來是全球軍事活動(dòng)最敏感的區(qū)域之一。有的國(guó)家已將60%的彈道導(dǎo)彈核潛艇、60%的攻擊性潛艇、超過一半的航空母艦編隊(duì)都轉(zhuǎn)移到了亞太地區(qū)，其軍艦、戰(zhàn)機(jī)長(zhǎng)期在臨近我國(guó)的西太平洋海域、空域飛行偵察，對(duì)我國(guó)安全構(gòu)成重大威脅。因此，突破西太平洋第一島鏈已成為捍衛(wèi)國(guó)家海洋安全最重要的戰(zhàn)略布局。詳細(xì)的海底地形地貌特征、重力場(chǎng)、磁力場(chǎng)、水聲聲學(xué)環(huán)境參數(shù)及海底聲學(xué)物理參數(shù)等是艦艇巡戈、潛伏、進(jìn)攻、通訊、對(duì)抗、反擊時(shí)必需了解的海洋背景參數(shù)，尤其是作為水與沉積物界面的海底淺表層，對(duì)于聲傳播過程中反射、散射和損失具有直接影響。總理在2010年政府工作報(bào)告中明確指出，國(guó)防和軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)要以增強(qiáng)打贏信息化條件下局部戰(zhàn)爭(zhēng)能力為核心；著名軍事專家、海軍少將尹卓認(rèn)為，局部戰(zhàn)爭(zhēng)最大可能發(fā)生的區(qū)域就在海上。在未來的海戰(zhàn)中，要確保我軍能夠正確評(píng)估作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)、制定作戰(zhàn)方案、發(fā)揮武器裝備的最佳效能、進(jìn)而掌握作戰(zhàn)的主動(dòng)權(quán)，須及時(shí)開展未來作戰(zhàn)海區(qū)海底綜合參數(shù)的調(diào)查研究，這已成為十分迫切的戰(zhàn)略任務(wù)。

3 西太平洋蘊(yùn)藏著重大地球系統(tǒng)科學(xué)問題

3.1 西太平洋構(gòu)造體系在全球板塊構(gòu)造理論中占有獨(dú)特地位

西太平洋是全球最著名的匯聚板塊邊緣之一，發(fā)育著全球最老的洋殼（1.8億年）和地球上最年輕、最壯觀的海溝－島弧－弧后盆地體系，是全球唯一可以同時(shí)觀察到板塊消減與增生的區(qū)域。近年來，越來越多的地球科學(xué)問題集中在匯聚板塊邊緣［11］，如板塊構(gòu)造動(dòng)力學(xué)、地震的孕震機(jī)制、殼幔物質(zhì)相互作用、大陸增生模式和海底流體活動(dòng)等。許多大型研究計(jì)劃，如國(guó)際大陸邊緣計(jì)劃、俯沖帶構(gòu)造細(xì)節(jié)計(jì)劃、地震帶實(shí)驗(yàn)以及大洋鉆探計(jì)劃等均將西太平洋作為最重要的研究靶區(qū)［12］。在西太平洋構(gòu)造體系研究中的核心科學(xué)問題是56Ma以來菲律賓板塊俯沖方向和殘留洋脊俯沖的過程和機(jī)制問題。解決了這些科學(xué)問題就像拿到一把鑰匙，不但可以打開西太平洋巖石圈演化史的大門，還可以為中國(guó)東部新生代的礦床分布規(guī)律和巖漿活動(dòng)、巖石圈減薄、郯廬斷裂帶的活動(dòng)、中國(guó)邊緣海和沉積盆地的形成與演化等提供新的視角。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

3.2 西太平洋弧后盆地?zé)嵋合到y(tǒng)—獨(dú)具特色的海底熱液活動(dòng)

海底熱液活動(dòng)是20世紀(jì)70年代末期海洋地質(zhì)領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)，與其相關(guān)的重大資源問題、環(huán)境效應(yīng)問題和非光合作用的“黑暗食物鏈”等生命過程已成為近半個(gè)世紀(jì)以來海洋科學(xué)研究的焦點(diǎn)。作為有機(jī)世界與無機(jī)世界的結(jié)合點(diǎn)，海底熱液系統(tǒng)與其系統(tǒng)內(nèi)存在的極端生命現(xiàn)象是研究地圈、生物圈、水圈等各圈層之間的物質(zhì)交換和相互作用的最佳對(duì)象。許多科學(xué)家預(yù)言，深海極端環(huán)境與生命過程的研究將是繼板塊理論之后又一全新的重大理論突破。因此，海底熱液活動(dòng)研究是國(guó)際許多重大研究計(jì)劃的核心研究?jī)?nèi)容，成為極富挑戰(zhàn)性且前景誘人的科學(xué)研究領(lǐng)域，是美國(guó)、歐盟、日本、加拿大和澳大利亞等國(guó)未來十年、十五年海洋科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要方向。國(guó)際上對(duì)深海熱液系統(tǒng)的研究主要集中在大洋中脊區(qū)域，如東太平洋海隆、大西洋中脊等，對(duì)西太平洋弧后盆地?zé)嵋合到y(tǒng)研究的廣度相對(duì)薄弱。然而，不論是從地質(zhì)構(gòu)造背景和巖漿活動(dòng)等深部過程的角度，還是從環(huán)境效應(yīng)和生態(tài)系統(tǒng)的角度看，西太平洋弧后盆地?zé)嵋合到y(tǒng)與大洋中脊的熱液系統(tǒng)相比，存在明顯差異，具有顯著的特殊性[13]。因此，西太平洋弧后盆地?zé)嵋合到y(tǒng)研究的核心科學(xué)問題就是回答它們與大洋中脊相比其典型特征在哪里？演化機(jī)制如何？不同區(qū)位的弧后熱液系統(tǒng)之間有什么關(guān)聯(lián)？

3.3 西太平洋海山系—海底板塊運(yùn)動(dòng)的遺跡和深海大洋中“與世隔絕”的生態(tài)系統(tǒng)

廣袤的深海平原上分布著雄偉的海山，由于絕大多數(shù)的海山是地幔柱和板塊運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物，因此往往形成一個(gè)由老到新的火山鏈（如夏威夷—帝王海嶺），成為海底擴(kuò)張和板塊運(yùn)動(dòng)理論的有力證據(jù)[14]。受海山地形的影響，在海山上方形成一個(gè)特殊的環(huán)流系統(tǒng)—泰勒柱[15]，泰勒柱將大洋深部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)帶入透光帶，使這里成為一個(gè)高生產(chǎn)力區(qū)域，是遠(yuǎn)洋漁場(chǎng)探索的重點(diǎn)靶區(qū)。受流場(chǎng)和地形的制約，海山區(qū)域形成了特殊的生物地球化學(xué)元素環(huán)境并發(fā)育著獨(dú)特的海山生物物種。因此，對(duì)海山系統(tǒng)的研究成為海洋科學(xué)又一熱點(diǎn)[16]，并形成了系統(tǒng)的國(guó)際海山研究計(jì)劃。盡管如此，人類對(duì)海山的認(rèn)識(shí)還是相當(dāng)膚淺，在全球洋底分布的30000多座相對(duì)高度超過1000m的海山中，人類探索過的海山僅有324座。西太平洋是全球海山分布最密集的區(qū)域，分布著夏威夷—帝王海嶺、麥澤倫海嶺、卡羅林海嶺、翁通—爪哇海臺(tái)等著名的海底山脈。這些海山系統(tǒng)記錄了中生代以來太平洋板塊演化重大歷史事件，承載著豐富的軌道尺度及亞軌道尺度古海洋環(huán)境演化信息，孕育著特殊的海山生態(tài)環(huán)境。西太平洋典型海山基底的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、形成年代和漂移軌跡、海山沉積物和環(huán)流系統(tǒng)、生物群落組成和生態(tài)系統(tǒng)是其中的核心問題。通過對(duì)這些科學(xué)問題全方位的深入探求，將為中新生代以來中國(guó)東部及其邊緣海重大地質(zhì)事件提供新的線索，同時(shí)為我國(guó)深海生物和基因資源的開發(fā)利用開辟新的通道。

3.4 西太平洋洋流—“大洋傳送帶”冷、暖水系的轉(zhuǎn)換區(qū)

全球大洋90%的水體受溫鹽環(huán)流影響，其經(jīng)向熱輸送對(duì)局地和全球氣候變化有明顯影響，有關(guān)研究成果也被西方輿論界稱為20世紀(jì)的科技新發(fā)現(xiàn)之一。而作為經(jīng)向倒轉(zhuǎn)環(huán)流的一部分，深水環(huán)流是各洋盆間熱量、營(yíng)養(yǎng)和溶解氣體分布的一個(gè)關(guān)鍵控制因素，其在全球氣候變化中的作用不容忽視。同時(shí)，約占全球海水體積30%的深層水團(tuán)是氣候變化的重要“緩沖器”，海底藏冷效應(yīng)使得大洋底層水成為一個(gè)巨大“冷源”，且大洋底層的化學(xué)組成控制著大氣CO2的含量變化。近期有研究表明全球變暖與大洋底部溫度的增加準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)，深而冷的海水可能對(duì)調(diào)解全球氣候也起著至關(guān)重要的作用[17]。此外，現(xiàn)代氣象與海洋學(xué)家也已確認(rèn)熱帶西太平洋上層海洋對(duì)氣候變化影響的時(shí)間尺度為2～7年，而對(duì)10年以上尺度的氣候變化因素應(yīng)到深海去尋找。西南太平洋是南大洋底層冷水進(jìn)入太平洋的關(guān)鍵區(qū)域，而中北太平洋卻是“大洋傳送帶”底層深水環(huán)流的終極點(diǎn)和南極深層冷水上翻轉(zhuǎn)為上層暖水的樞紐區(qū)。因此，第四紀(jì)大洋上層與深部水體古溫度變化的耦合關(guān)系及其相關(guān)的同位素示蹤成為西太平洋區(qū)域古海洋環(huán)境研究的核心。

4 結(jié)語

長(zhǎng)期以來，我國(guó)海洋科學(xué)研究主要集中在中國(guó)近海（西太平洋邊緣海），然而大洋中脊—深海盆地—俯沖帶—島弧—邊緣海是一個(gè)復(fù)雜的相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，西太平洋深海區(qū)域研究的相對(duì)滯后使中國(guó)近海研究的一些關(guān)鍵的核心科學(xué)問題長(zhǎng)期懸而未決。加之由于深海研究的薄弱，導(dǎo)致我國(guó)海洋科學(xué)在國(guó)際前沿領(lǐng)域的外圍徘徊。西太平洋深海研究將為我國(guó)海洋科學(xué)研究理論水平的整體抬升，支撐國(guó)家海洋戰(zhàn)略的科學(xué)規(guī)劃與實(shí)施。

科學(xué)有序地進(jìn)入西太平洋深海研究領(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)我國(guó)深海研究戰(zhàn)略目標(biāo)的必要保障。以國(guó)家需求為引導(dǎo)、定視角；以解除解決核心問題為主線，定方案；以技術(shù)創(chuàng)新為支撐，抓重點(diǎn)。鑒于我國(guó)對(duì)西太平洋深海資料的嚴(yán)重缺乏，需制定一個(gè)相應(yīng)的長(zhǎng)期規(guī)劃，分階段實(shí)施。第一階段是綜合科學(xué)考察階段，主要在于注重海洋自然過程和現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，積累資料；第二階段為全面研究階段，主要利用多學(xué)科交叉，重點(diǎn)在于機(jī)制和機(jī)理上的解釋；第三階段為系統(tǒng)集成階段，主要注重規(guī)律上的提升和認(rèn)知，以建立我國(guó)海洋學(xué)家自主的理論體系。相信利用10年左右的時(shí)間，中國(guó)的深海科學(xué)研究定能奮起直追，躋身世界海洋科學(xué)強(qiáng)國(guó)之列。致謝：中國(guó)科學(xué)院海洋地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自2008年開始，組織了全體科技人員進(jìn)行相對(duì)系統(tǒng)的有關(guān)深海科學(xué)的戰(zhàn)略研討，是本文構(gòu)思和寫作的重要基礎(chǔ)，在此特別致謝！