中國夢:上天、入地、下海
摘 要:習(xí)近平總書記“中國夢”思想,提出中國共產(chǎn)黨的新的執(zhí)政理念、指導(dǎo)思想和偉大目標(biāo)――中華民族偉大的復(fù)興。2023年12月,習(xí)總書記在視察江蘇期間,把治國理政戰(zhàn)略布局概括為“四個(gè)全面”:全面建成小康社會、全面深化改革、全面依法治國、全面從嚴(yán)治黨。這實(shí)際上是對“中國夢”做的具體解釋,是將“中國夢”條理化和具體化!爸袊鴫簟钡年P(guān)鍵是實(shí)踐,是實(shí)現(xiàn)偉大目標(biāo)的行動(dòng),即“實(shí)干興邦”,實(shí)施“四個(gè)全面”的戰(zhàn)略布局。全國人民人人都有夢,不同社會階層的人都有各自不同的夢想!吧咸烊氲叵潞!,這不僅中國地質(zhì)學(xué)家的夢,也是中國人的科學(xué)夢想。全體中國人的夢集合起來,為實(shí)現(xiàn)中國夢同心協(xié)力行動(dòng)起來,積極參加中華民族偉大復(fù)興的奮斗,中國夢就一定會實(shí)現(xiàn),也一定能實(shí)現(xiàn)!吧咸臁保洪_發(fā)利用太空地質(zhì)資源;“入地”:開發(fā)利用地殼深處地質(zhì)資源;“下海”:開發(fā)利用海洋地質(zhì)資源。這是解決中國資源問題的新的戰(zhàn)略方向。
關(guān)鍵詞:中國夢;上天;入地;下海
“上天、入地、下!保@是中國幾代科學(xué)家的夢想。1959年,我國著名地質(zhì)學(xué)家、中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)尹贊勛(1902―1984)教授,發(fā)表《科學(xué)家談21世紀(jì)》一文,首次提出“下海,入地,上天”(這是當(dāng)時(shí)的次序,現(xiàn)在的次序是“上天、入地、下!保┑目茖W(xué)目標(biāo)。他說,21世紀(jì)的中國地質(zhì)學(xué),將深入地下和海底開采礦床,進(jìn)入太空研究外星地質(zhì),地質(zhì)學(xué)要不斷拓寬視野和活動(dòng)空間[1]。現(xiàn)在,中國“神舟”上天,“嫦娥”繞月,開發(fā)利用太空地質(zhì)資源;“超級科學(xué)鉆”入地,開發(fā)利用地殼深處地質(zhì)資源;“蛟龍”下海,開發(fā)利用海洋地質(zhì)資源,實(shí)施新的資源開發(fā)戰(zhàn)略,尹贊勛等幾代科學(xué)家的夢想正在一步一步地實(shí)現(xiàn)。
一、上天、入地、下海,從夢想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)
半個(gè)世紀(jì)前,尹贊勛教授提出,中國地質(zhì)學(xué)要不斷拓寬視野和活動(dòng)空間。但是,受當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)條件的限制,人類活動(dòng)主要仍然在地球表面,因而,這是一個(gè)偉大的夢想。有夢想就表示有希望,或者說,符合實(shí)際的夢想就是希望,沿著希望的方向堅(jiān)持不懈、盡心盡力,現(xiàn)在中國科學(xué)家“上天、入地、下!钡膲粝胝谧?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
(一)夢想與現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)換,夢想要符合實(shí)際
入地、下海、上天的夢想是從實(shí)際出發(fā)提出的。人類的需要是最重要的實(shí)際。人的夢想從實(shí)際需要出發(fā),就是從人的需要出發(fā)。尹贊勛教授是中國地學(xué)界杰出的代表,他從人類需要出發(fā),代表中國地學(xué)界提出“下海、入地、上天”的科學(xué)目標(biāo)。他清醒地認(rèn)識到,人類現(xiàn)在主要在地球表面勘探和開發(fā)礦藏,但是地球表面的礦產(chǎn)終究是有限的,人類社會的發(fā)展對礦產(chǎn)的需要是無限的,地質(zhì)學(xué)需要不斷地拓寬視野和活動(dòng)空間,才能滿足人類的需要。人類社會發(fā)展的歷史告訴我們,只要有了需要,隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,地球上許多物質(zhì)都可以轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源為人類需要服務(wù),地球有能力支持人類持續(xù)發(fā)展。這就需要不斷地向地球的深度和廣度進(jìn)軍,開發(fā)地球不同層次的物質(zhì)、能量、信息和空間資源。這是一個(gè)隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展不斷拓展、不斷深化的過程。
300-700萬年前,人類從類人猿進(jìn)化而來。人類以文化的方式生存,地球上有了人就有了文化。在漫長的幾百萬年的原始社會,作為文化的科學(xué),以萌芽的形式存在。這時(shí),人類現(xiàn)成地從自然界取得生存資料,最早利用的地球物質(zhì)是石塊,利用自身的體力,以木棒和石器工具從自然獲取動(dòng)物和植物果實(shí)為生,過著狩獵和采集的生活。
約一萬年前,隨著石器工具進(jìn)步,以及陶器、青銅器和鐵器生產(chǎn)工具的創(chuàng)造,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)的產(chǎn)生。這是人類第一個(gè)文明時(shí)代。人類馴養(yǎng)動(dòng)物和畜力使用,土地成為社會的主要財(cái)產(chǎn)。這時(shí)科學(xué)從物質(zhì)生產(chǎn)中產(chǎn)生,并以經(jīng)驗(yàn)的形式存在,鐵器工具使用極大地提高社會物質(zhì)生產(chǎn)力,推動(dòng)和促進(jìn)農(nóng)業(yè)文明的發(fā)展,人口開始增加。這時(shí)人類利用的地球物質(zhì)仍然是很有限的。
300年前,科學(xué)技術(shù)革命推動(dòng)世界工業(yè)化。發(fā)展工業(yè)需要大量能源、金屬和非金屬材料,煤炭、石油和天然氣,400多種主要礦產(chǎn),相繼源源不斷地大量地從地下挖掘開采出來,支持機(jī)械化、電器化和自動(dòng)化的社會物質(zhì)生產(chǎn)發(fā)展,制造出過去無法比擬的、極其豐富多彩的產(chǎn)品,支持人類現(xiàn)代化生活。300多年來人類的現(xiàn)代化生活,是以地球表層的礦藏減少為代價(jià)發(fā)展起來的,F(xiàn)在,地球表層的主要礦藏正在面臨枯竭,人類未來的資源發(fā)展戰(zhàn)略,需要拓寬新視野,開辟新的活動(dòng)空間,向地球的深度和廣度進(jìn)軍,尋找、發(fā)掘和開采更多的礦產(chǎn)。這就是中國科學(xué)家提出“上天、入地、下!眽粝氲臅r(shí)代背景。
(二)夢想的實(shí)現(xiàn)靠行動(dòng),關(guān)鍵是科學(xué)技術(shù)的支持
人類的需要是無窮無盡的,因而人類的夢想是無窮無盡的。人類不僅依靠科學(xué)知識提出自己的夢想,而且運(yùn)用科學(xué)技術(shù)的偉大力量,把夢想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。人類生活需要夢想,但是從來都不是只靠夢想生活,而主要靠實(shí)踐,靠實(shí)際行動(dòng),靠智慧指導(dǎo)下的勞動(dòng),特別是依靠科學(xué)技術(shù)發(fā)展及其成果的應(yīng)用,得以實(shí)現(xiàn)自己的夢想。
人類最早利用的地球物質(zhì)是石塊,它的化學(xué)元素是“硅”,當(dāng)時(shí)用它作為打獵、生產(chǎn)和生活的工具,后來用作修路和蓋房子的材料,用途是簡單和有限的。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,石塊的用途不斷地?cái)U(kuò)大。隨著信息高科技發(fā)展的需要,現(xiàn)在用石塊生產(chǎn)“硅片”,它成為信息產(chǎn)業(yè)的主要材料。人類未來社會以信息產(chǎn)業(yè)為支柱,它的地位會越來越重要,使用越來越廣泛。
300多年來,人類依靠現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),勘探、挖掘和開發(fā)地球礦產(chǎn),F(xiàn)在,地球表層的礦產(chǎn)面臨枯竭,以“上天、入地、下!钡膽(zhàn)略,尋找和開發(fā)地球深處和廣處的礦產(chǎn)。這是更加艱難百倍的事業(yè)。最早它只是少數(shù)科學(xué)家的夢想,經(jīng)過幾代科學(xué)家的努力,“上天、入地、下!钡膲粝胝谝徊揭徊降貙(shí)現(xiàn)。
(三)上天、入地、下海與“中國夢”
2023年11月29日,習(xí)近平總書記在參觀《復(fù)興之路》展覽時(shí)正式提出“中國夢”思想。他說:“每個(gè)人都有理想和追求,都有自己的夢想,F(xiàn)在,大家都在討論中國夢,我以為,實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興,就是中華民族近代以來最偉大的夢想。這個(gè)夢想,凝聚了幾代中國人的夙愿,體現(xiàn)了中華民族和中國人民的整體利益,是每一個(gè)中華兒女的共同期盼。歷史告訴我們,每個(gè)人的前途命運(yùn)都與國家和民族的前途命運(yùn)緊密相連。國家好,民族好,大家才會好。實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興是一項(xiàng)光榮而艱巨的事業(yè),需要一代又一代中國人共同為之努力。空談?wù)`國,實(shí)干興邦。我們這一代共產(chǎn)黨人一定要承前啟后、繼往開來,把我們的黨建設(shè)好,團(tuán)結(jié)全體中華兒女把我們國家建設(shè)好,把我們民族發(fā)展好,繼續(xù)朝著中華民族偉大復(fù)興的目標(biāo)奮勇前進(jìn)!盵2] 習(xí)總書記的“中國夢”思想,宣告了中國共產(chǎn)黨的新的執(zhí)政理念、指導(dǎo)思想和偉大目標(biāo)。它代表全體中國人民的意志和信念,發(fā)揮各族人民的智慧和創(chuàng)造力,凝聚各族人民的信心和力量、積極性和創(chuàng)造性,團(tuán)結(jié)一致齊心合力努力奮斗,建設(shè)國家富強(qiáng)、民族振興和人民幸福的偉大國家,實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興。2023年12月,習(xí)主席在視察江蘇期間,把治國理政的戰(zhàn)略布局概括為“四個(gè)全面”:全面建成小康社會、全面深化改革、全面依法治國、全面從嚴(yán)治黨。有評論者指出,這實(shí)際上對“中國夢”做具體解釋,是將“中國夢”條理化和具體化,實(shí)施“四個(gè)全面”的治國理政的戰(zhàn)略布局,實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興。
我們理解和實(shí)行“中國夢”的思想,主要是:第一,全國人民人人都有夢,不同社會階層的人都有各自不同的夢想,例如“上天入地下!,這是中國地質(zhì)學(xué)家的夢。第二,全體中國人的夢集合起來,就是中華民族復(fù)興的偉大夢想。第三,“中國夢”的關(guān)鍵是實(shí)踐,是實(shí)現(xiàn)偉大目標(biāo)的行動(dòng),即“實(shí)干興邦”,即實(shí)施“四個(gè)全面”的戰(zhàn)略布局,所有中國人為實(shí)現(xiàn)中國夢行動(dòng)起來,積極參加中華民族偉大復(fù)興的奮斗。第四,在共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)下,全國各族人民努力奮斗,中國夢一定能實(shí)現(xiàn),即中國共產(chǎn)黨的新的執(zhí)政理念、指導(dǎo)思想和偉大目標(biāo)一定能實(shí)現(xiàn)。習(xí)總書記說:“我堅(jiān)信,到中國共產(chǎn)黨成立100年時(shí)全面建成小康社會的目標(biāo)一定能實(shí)現(xiàn),到新中國成立100年時(shí)建成富強(qiáng)民主文明和諧的社會主義現(xiàn)代化國家的目標(biāo)一定能實(shí)現(xiàn),中華民族偉大復(fù)興的夢想一定能實(shí)現(xiàn)!盵2]
二、“上天”,開發(fā)利用太空地質(zhì)資源
“上天”指發(fā)展航天科學(xué)技術(shù),開發(fā)利用太空資源。航天科技發(fā)展,首先,它是受軍事和政治利益驅(qū)動(dòng)。同時(shí),它為人類可持續(xù)發(fā)展提供資源也正在受到重視。美國亞利桑那大學(xué)月球和行星實(shí)驗(yàn)研究所的約翰?劉易斯教授說:“如果我們認(rèn)為我們的資源正在耗盡,我們需要抬頭向上看。”例如,他計(jì)算后認(rèn)為,在太陽滅亡之前,小行星的資源足以養(yǎng)活幾10億人[3]。這是美國科學(xué)家的“美國夢”。
(一)世界航天科技已經(jīng)取得偉大成就
航天學(xué)理論的創(chuàng)始人,俄國“宇航之父”齊奧爾科夫斯基的墓志銘上有他生前講的一段話:“地球是人類的搖籃。但是人類決不會永遠(yuǎn)生活在這個(gè)搖籃里,他們會不斷探索新的天體和空間。人類首先將小心翼翼地穿過大氣層,然后再去征服太陽系空間!彼岢鲆曰鸺鳛閯(dòng)力,使用液體燃料的多級火箭,將能擺脫地球的引力飛上太空。這是俄國科學(xué)家的航天夢想,F(xiàn)在這種夢想正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),科學(xué)家發(fā)明威力強(qiáng)大的火箭和導(dǎo)彈技術(shù),以及衛(wèi)星和宇宙飛船技術(shù),人類航天活動(dòng),發(fā)射人造地球衛(wèi)星、載人航天和深空探測三大領(lǐng)域已經(jīng)取得重大突破;人類登陸月球的實(shí)踐,開發(fā)月球資源,建立月球基地已成為世界航天活動(dòng)的必然趨勢和競爭熱點(diǎn);現(xiàn)在,人類高科技的航天科技成果的應(yīng)用,把飛天的夢想付諸實(shí)踐,不僅飛出地球登上月球,而且火星和彗星探測器發(fā)射登陸,正在為征服太陽系空間邁出堅(jiān)實(shí)的一步又一步。
迄今,人類航天科技的里程碑式的成就有:
――1957年10月4日,世界第一顆人造地球衛(wèi)星“蘇聯(lián)1號”發(fā)射成功。
――1961年4月12日,蘇聯(lián)宇航員尤里?加加林駕駛“東方1號”宇宙飛船,成功地實(shí)現(xiàn)人類史上第一次太空飛行。
――1969年7月20日,美國宇航員阿姆斯特朗等3人,駕駛“阿波羅11號”飛船,成功地登上月球。
――1971年4月19日,蘇聯(lián)成功發(fā)射世界上第一個(gè)軌道空間站――“禮炮1號”空間站。
――1971年5月19日、28日,蘇聯(lián)火星探測器“火星2號”和“火星3號”發(fā)射成功。
――1976年7月和8月,美國火星探測器“海盜1號”、“海盜2號”在火星成功著陸。
――1981年4月12日,美國第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞”號成功地發(fā)射升空。
――1997年,美國“火星探路者”號探測器在火星登陸,“旅居者”號火星車在火星上運(yùn)行。
――2023年3月歐盟“菲萊”的彗星探測器“羅塞塔”升空。這是人造探測器首次登陸一顆彗星。科學(xué)家希望通過了解形成于太陽系形成初期的彗星,進(jìn)一步探究太陽系甚至人類的起源。
――2023年12月5日,世界最大型的火箭第一次將新型的“獵戶座”載人飛船從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心發(fā)射升空,試飛的最大高度達(dá)到距離地面5800公里,是國際空間站距離地面高度的15倍!矮C戶座”的成功降落標(biāo)志著人類第一艘以深空探索為目標(biāo)的載人飛船首次試飛取得成功。美國航天局稱,這是火星探索之旅的重大里程碑,“獵戶座”有能力超越以往任何的美國宇宙飛船。
(二)中國飛天夢的實(shí)踐同樣精彩
中國航天科技雖然晚于美國和蘇聯(lián)起步,但是緊跟世界高度,現(xiàn)在已經(jīng)接近或達(dá)到世界先進(jìn)水平。
1. 中國衛(wèi)星飛奔世界。1970年4月24日中國第一顆衛(wèi)星“東方紅1號”發(fā)射成功;1975年返回式衛(wèi)星發(fā)射成功;1984年同步通信衛(wèi)星“東方紅2號”發(fā)射升空;1986年第二顆“實(shí)驗(yàn)通信衛(wèi)星”發(fā)射成功;1997年“東方紅3號”地球靜止軌道通信廣播衛(wèi)星發(fā)射成功。
2004年7月25日,“長征二號丙/SM”型運(yùn)載火箭點(diǎn)火,將“探測2號”衛(wèi)星成功地從太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。
2. 中國神舟飛天10次成功發(fā)射。
――1999年11月20日,中國“神舟1號”無人飛船發(fā)射升空;2001-2002年,“神舟2號、3號”和“神舟4號”相繼發(fā)射成功。
――2003年10月15日,航天員楊利偉乘座“神舟5號”飛船發(fā)射成功。
――2005年10月12日,航天員費(fèi)俊龍、聶海勝駕“神舟6號”飛船發(fā)射升空。
――2008年9月25日,翟志剛、劉伯明、景海鵬乘座“神舟7號”飛船發(fā)射成功,開展對地觀察和空間科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)。 ――2023年11月1日,“神舟8號”無人飛船發(fā)射成功,與9月29日發(fā)射的“天宮1號”交會對接成功突破。
――2023年6月16日,“神舟9號”發(fā)射成功,景海鵬、劉旺、劉洋三名航天員升空,與“天空1號”實(shí)驗(yàn)艙實(shí)現(xiàn)手動(dòng)對接。
――2023年6月11日,“神舟10號”發(fā)射成功,聶海勝、張曉光、王亞平三名航天員升空,實(shí)現(xiàn)載人天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)首次應(yīng)用飛行,神10與天宮1號對接。
3. 中國嫦娥工程完美收官。2004年,中國實(shí)施首次探月活動(dòng),正式開展月球探測工程,并命名為“嫦娥工程”。嫦娥工程分為“無人月球探測”、“載人登月”和“建立月球基地”三個(gè)階段。
2007年10月24日,“嫦娥1號”成功發(fā)射升空,在圓滿完成各項(xiàng)使命后,于2009年按預(yù)定計(jì)劃受控撞月,完成獲取月球表面三維影像、分析月球表面有關(guān)物質(zhì)元素的分布特點(diǎn)、探測月壤厚度、探測地月空間環(huán)境等使命。
2023年10月1日,“嫦娥2號”順利發(fā)射,圓滿并超額完成各項(xiàng)既定任務(wù)。2023年9月19日,月球探測工程首席科學(xué)家歐陽自遠(yuǎn)表示,探月工程正在進(jìn)行嫦娥3號衛(wèi)星和玉兔號月球車的月面勘測任務(wù)。嫦娥4號是嫦娥3號的備份星。嫦娥5號主要科學(xué)目標(biāo)包括對著陸區(qū)的現(xiàn)場調(diào)查和分析,以及月球樣品返回地球以后的分析與研究。
中國探月工程“繞”、“落”、“回”三步走戰(zhàn)略,計(jì)劃在月球建立研究基地。月球巖石和礦物是研究月球資源、物質(zhì)組成與形成演化的主要信息來源。采集月壤剖面樣品和月球巖石樣品,對月表資源調(diào)查、月球物質(zhì)組成、月球物理研究和月球表面過程及太陽活動(dòng)歷史等方面都具有重要意義。對月球上的5種資源進(jìn)行探測,我國將探測14種,其中重要的目標(biāo)是月球上的氦-3資源。氦-3是一種安全高效而又清潔無污染的重要燃料,據(jù)統(tǒng)計(jì),月球上的氦-3可以滿足人類1萬年以上的供電需求。月球土壤中的氦-3含量可達(dá)500萬噸。
中國探月工程三期再入返回飛行試驗(yàn)獲得圓滿成功。再入返回飛行試驗(yàn)器于2023年10月24日在中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道?蒲腥藛T將對飛行試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入研究,為優(yōu)化完善嫦娥5號任務(wù)設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。試驗(yàn)器服務(wù)艙將繼續(xù)在太空飛行,并開展一系列拓展試驗(yàn)。首次再入返回飛行試驗(yàn)圓滿成功,標(biāo)志著中國已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再入返回關(guān)鍵技術(shù),為確保嫦娥5號任務(wù)順利實(shí)施和探月工程持續(xù)推進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
(三)發(fā)展航天技術(shù),從太空探索中實(shí)現(xiàn)更大的利益
“上天”事業(yè)的發(fā)展,為我國從太空探索中實(shí)現(xiàn)更大的利益奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。地球所在的太陽系,太陽在可預(yù)見的未來有取之不盡用之不竭的能源資源,10大行星和許多小行星的礦藏亦有可開發(fā)的廣闊前景,月球具有可供人類開發(fā)和利用的各種獨(dú)特資源,月球上特有的礦產(chǎn)和能源,是對地球資源的重要補(bǔ)充和儲備,將對人類社會的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
航天科學(xué)技術(shù)作為現(xiàn)在最前沿領(lǐng)域,科學(xué)界非常重視太空探索的實(shí)際意義。例如,建設(shè)太空科學(xué)技術(shù)的試驗(yàn)基地,航天員在太空站進(jìn)行對地觀察試驗(yàn),進(jìn)行太空生物學(xué)試驗(yàn),材料科學(xué)試驗(yàn),流體和燃燒試驗(yàn),人體科學(xué)和生命保障試驗(yàn),先進(jìn)的航天器技術(shù)試驗(yàn),F(xiàn)在已經(jīng)精選出一批具有開發(fā)前景的項(xiàng)目,并不斷擴(kuò)大其應(yīng)用范圍[4]。航天科技成果的應(yīng)用具有非常廣泛深刻的意義。
太空資源開發(fā)依靠航天科技,它的太空探索涉及人類生活的方方面面,正在為提高人類的生活水平和生活質(zhì)量服務(wù)。例如,在解決人類所面臨的人口、糧食、能源、資源和環(huán)境等可持續(xù)發(fā)展問題方面,它發(fā)揮著重要作用,為實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。
在解決人口問題方面,發(fā)射通信衛(wèi)星,衛(wèi)星電視教育――遠(yuǎn)程教育的發(fā)展,為培養(yǎng)中小學(xué)教師和提高廣大勞動(dòng)者的素質(zhì),正在發(fā)揮越來越重要的作用。它為偏遠(yuǎn)地區(qū)、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的孩子提供識字受教育的機(jī)會。它對提高人口素質(zhì)具有重要的作用。
在解決糧食問題方面,空間育種已開始實(shí)踐應(yīng)用。農(nóng)作物種子經(jīng)太空微重力、強(qiáng)輻射、超凈、高真空和低溫環(huán)境的作用,發(fā)生有益于人類的遺傳變異,從這些變異中可選育出高產(chǎn)、高質(zhì)和抗病蟲害的優(yōu)良品種。我國用返回式衛(wèi)星搭載農(nóng)作物種子,已培育出水稻、小麥、玉米、青椒、西紅柿、黃瓜、西瓜等良種,增產(chǎn)20%以上。用衛(wèi)星為噴灑農(nóng)藥的飛機(jī)導(dǎo)航,滅蟲率提高到90%以上。據(jù)報(bào)道,1985年以來,我國用衛(wèi)星對冬小麥的長勢和產(chǎn)量進(jìn)行評估,精度在95%以上,僅河南一省每年減少小麥損失15萬噸。
在解決能源問題方面,航天技術(shù)對勘探和發(fā)現(xiàn)新的煤田和新的油氣田具有重要的作用,特別是為開發(fā)新的清潔能源提供了條件。在大氣層以外,太陽輻射不受天氣和晝夜的影響,太陽光強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于地球表面,科學(xué)家正在研究太空電站的建造,用航天技術(shù)把太陽能收集器發(fā)送到太空,在那里建造巨大的太陽能電站,并用微波束把電力發(fā)送回地球,將為人類提供大量干凈的能源。
在解決資源問題方面,運(yùn)用遙感技術(shù)進(jìn)行資源考察,可以獲得地球表面資源儲藏和分布的情況,利用衛(wèi)星遙感在世界各地發(fā)現(xiàn)一批礦區(qū)或礦點(diǎn)?茖W(xué)家報(bào)告說,利用高空慣性軌道上的微重力資源在航天器上生產(chǎn)出地球上生產(chǎn)不出來的新物質(zhì),如地面因重力存在無法熔合在一起的新合金、制備大面積的單晶硅、長距離無缺陷的光導(dǎo)纖維和藥物提純等?茖W(xué)家從月球表面帶回的巖石分析發(fā)現(xiàn),月球上含有豐富的硅、鐵、鋁、鈦等物質(zhì)可供開發(fā),月球土壤中有豐富的氦-3可作為核裂變材料,月壤中的氫加上氧提煉出可作為火箭的動(dòng)力燃料。遙感技術(shù)應(yīng)用于氣象預(yù)報(bào),大大提高氣象資源的開發(fā)利用率,減輕各種氣象災(zāi)害對人類利益的損害。
在解決環(huán)境問題方面,利用航天遙感技術(shù)監(jiān)測地球環(huán)境全球變化,可以在大的空間和時(shí)間范圍內(nèi),對全球環(huán)境的物理、化學(xué)和生物學(xué)變化,包括海洋和偏遠(yuǎn)荒漠地區(qū)的環(huán)境變化實(shí)施監(jiān)測,為治理和保護(hù)環(huán)境提供強(qiáng)有力的科學(xué)數(shù)據(jù)的技術(shù)手段。
此外,有的科學(xué)家指出:有一種太空資源已經(jīng)為地球上的經(jīng)濟(jì)作出了巨大貢獻(xiàn),這就是對地靜止軌道。它位于赤道上方的太空中,衛(wèi)星在此與地球以相似的速率運(yùn)行。它使得人們可以安裝一個(gè)固定天線,以便同衛(wèi)星保持聯(lián)系。現(xiàn)在,利用空間高位從事通信、廣播、對地觀測、定位和導(dǎo)航。衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用于交通運(yùn)輸,衛(wèi)星通信應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)發(fā)展,衛(wèi)星電視走進(jìn)千家萬戶,航天技術(shù)改變了社會經(jīng)濟(jì),以及人類的整個(gè)生活和文化。科學(xué)家預(yù)計(jì),對于人類將來移居外星球,除繼續(xù)進(jìn)行研究性探測外,將在太空建立生活設(shè)施,進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn),從半導(dǎo)體到制藥等制造業(yè),以及太空采礦和太陽能發(fā)電等產(chǎn)業(yè),它們將融為一體建設(shè)人類新的“太空文化”。 三、“入地”,開發(fā)利用地殼深處地質(zhì)資源
“入地”指發(fā)展地質(zhì)勘探技術(shù),開發(fā)利用地殼深處資源。雖然,我國地質(zhì)勘探工作為國家建設(shè)服務(wù)已經(jīng)取得重大成就。但是,鑒于地球表面主要礦產(chǎn),在好勘探和容易開采的地方大多已經(jīng)勘探和開采完畢,我國400多種主要礦產(chǎn)已經(jīng)進(jìn)入中晚期。今后,我國地質(zhì)勘探的視野主要轉(zhuǎn)向兩個(gè)方向:一是人跡罕至的高原地區(qū);二是地殼深部礦產(chǎn)。這是中國地質(zhì)學(xué)家半個(gè)世紀(jì)的夢想,隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,這個(gè)夢想也正在一步一步地實(shí)現(xiàn)。
(一)青藏高原地質(zhì)調(diào)查傳來喜訊
據(jù)報(bào)道,2023年6月,中國地質(zhì)調(diào)查局一項(xiàng)歷時(shí)10年的國土資源調(diào)查項(xiàng)目《青藏高原地質(zhì)理論創(chuàng)新與找礦》(簡稱“青藏項(xiàng)目”)取得重大突破,并被授予2023年年度唯一一項(xiàng)國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目在青藏高原新發(fā)現(xiàn)32個(gè)大型―超大型礦床,礦產(chǎn)資源總量初步估算為:銅8000萬噸、金2000噸、鉛鋅3000萬噸,以及其他礦藏。它潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值約2.7萬億元人民幣。
“青藏項(xiàng)目”首次發(fā)現(xiàn)岡底斯、念青唐古拉、班公湖―怒江三大巨型成礦帶,發(fā)現(xiàn)驅(qū)龍、甲瑪、雄村等7個(gè)超大型和25個(gè)大型礦床,新增資源儲量包括:銅3194萬噸、鉛鋅1519萬噸、金569噸、銀23015噸,分別相當(dāng)于12年前全國保有資源儲量的54%、12%、15%、21%;驅(qū)龍銅礦儲量1036萬噸,規(guī)模躍居中國國內(nèi)第一,相當(dāng)于20個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大型銅礦;甲瑪多金屬礦相當(dāng)于10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大型銅礦、5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大型金礦。這些新發(fā)現(xiàn)顯著提高中國礦產(chǎn)儲備庫,提升資源保障與供給能力。
“青藏項(xiàng)目”發(fā)現(xiàn),新疆準(zhǔn)噶爾盆地的東北邊緣,阿爾泰山脈的東端南麓,可可托海三號礦坑的豐富寶藏。它深100多米,長寬數(shù)百米,坑內(nèi)有76種礦共生。它的規(guī)模之大、礦種之多、品位之高、成帶性之分明為國內(nèi)獨(dú)有、國外罕見,蘊(yùn)藏著有鋰、鈹、鋮、鉬、銣、銫、鉿、鈾、釷等多種稀有及放射性元素,擁有地球上已知140多種礦物中的86種,稀有金屬占到礦山儲量的九成以上。它的神秘更在于富集鈹、鋰、鈮、鉭、鈦、鋯等金屬,從而成為一座天然的稀有金屬元素儲備庫。例如,這里出產(chǎn)的礦物珍品,人們采到過16公斤重的海藍(lán)寶石、17公斤重的黃玉、60公斤重的鉭鈮單晶礦、500公斤重的水晶塊、12噸重的石榴石、30噸重的綠柱石晶體等。最引人注目的是60公斤重的鉭鈮單晶礦,它通體黝黑,鉭鈮含量超過70%。鉭鈮被稱為“宇宙天空時(shí)代的稀有金屬”(俗稱黑寶石),其合金被廣泛應(yīng)用于火箭、人造衛(wèi)星、航天飛機(jī)等的制造。
青藏項(xiàng)目成果及其應(yīng)用,建設(shè)中國最大的資源儲備基地,將為國家建設(shè)提供寶貴的礦產(chǎn)資源。
(二)地殼深部探測技術(shù)取得成就,將從地殼深部開發(fā)礦產(chǎn)資源
地殼厚度30-70公里,人類迄今只開發(fā)地表1公里范圍的礦產(chǎn),F(xiàn)在,在地表礦床面臨枯竭的形勢下,礦產(chǎn)資源開發(fā)正向地殼深處進(jìn)軍。這是同“上天”航天技術(shù)開發(fā)同樣宏大的“入地”地殼深部探測技術(shù)。
1. 蘇聯(lián)“深層地理實(shí)驗(yàn)室”計(jì)劃。1962年,蘇聯(lián)科學(xué)院和地質(zhì)部決定用鉆井的方式直接研究地殼深層。它被稱為“向下伸出的望遠(yuǎn)鏡”。1966年,他們選擇靠近芬蘭的科拉地峽一個(gè)古老地盾,向地心鉆探,打個(gè)洞直徑約8-10英寸(1英寸約合2.54厘米)。計(jì)劃打到15000米深,1991年已經(jīng)創(chuàng)造12262米的世界記錄。蘇聯(lián)科學(xué)家的鉆探發(fā)現(xiàn),深度超過9500米后,獲得的地層巖心金含量高達(dá)每噸80克,但在地球表層很少能找到超過10克的礦層;而且,一直鉆到最后,巖層里仍然有水,有金屬礦。這改變了人們對深層地殼成分的認(rèn)識。他們還發(fā)現(xiàn)了每噸含80克黃金的巖芯,比例遠(yuǎn)超過地面上的富礦?上н@些深達(dá)數(shù)千米的礦脈現(xiàn)在只可以研究而沒法開采。
這個(gè)洞現(xiàn)在打不下去了,因?yàn)槎聪聹囟冗_(dá)177攝氏度甚至更高,洞里變得十分粘稠,無法再打下去。這是人類在地球上挖的最深的洞。未來,人類高科技將會提供新的手段探索地層深處的奧秘。
2. 中國“地殼探測工程”成功起動(dòng)。2002年,中國國土資源部開始籌備宏偉的地殼深部探測工程,“超級科學(xué)鉆”工程,又稱“入地工程”!叭氲亍惫こ绦蜗竦卣f,是“把地球打個(gè)洞”,就像蘇聯(lián)地殼深層探測工程,置一架深入地殼內(nèi)部的“望遠(yuǎn)鏡”,探測地殼深處的資源。
2004年9月27日,中國“超級科學(xué)鉆”在江蘇東?h開打,主鉆孔打入地下4501米,超過4500米大關(guān),完成了5000米計(jì)劃深度的90%以上;2005年,鉆探已經(jīng)達(dá)到5100米深度。最新的“超級科學(xué)鉆”于2023年8月20日調(diào)試,計(jì)劃首次試驗(yàn)6000多米深度,并指向10000米深度。2006年7月完鉆的塔河1號井有8408米深,正在鉆探的“川科1號井”設(shè)計(jì)深度8875米,已經(jīng)超過珠穆朗瑪峰的高度。
2008年3月,寶雞石油機(jī)械有限公司研發(fā)的12000米超深鉆井機(jī)正式投入使用,F(xiàn)在只有美國一臺能打到這個(gè)深度的鉆機(jī)。這是世界最深鉆井機(jī)。它能在40℃~55℃的地下高溫環(huán)境,適應(yīng)全球任意工作區(qū)域的作業(yè)。
這些數(shù)字標(biāo)志著,我國成功破解了在超高壓結(jié)晶變質(zhì)巖中鉆探的世界性技術(shù)難題。深部鉆探提取大量地層深處的樣本,利用鉆取出的巖芯及液、氣態(tài)樣品,進(jìn)行多學(xué)科綜合研究,帶來許多的新的科學(xué)發(fā)現(xiàn),豐富人類對地殼深處的認(rèn)識,科學(xué)家在揭示大陸造山帶的深部物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)等方面取得初步成效。
2023年美國《未來學(xué)家》雙月刊1-2月號,發(fā)表托馬斯?弗雷《推動(dòng)人類進(jìn)步的八大挑戰(zhàn)》一文指出,推動(dòng)人類進(jìn)步夢想的第一挑戰(zhàn)是沖向地核,安裝一個(gè)直通地核的探測器。它攜帶通訊系統(tǒng),能夠向地表傳達(dá)實(shí)時(shí)的感應(yīng)數(shù)據(jù),幫助人類認(rèn)識地球內(nèi)部。但他說,這是很難解決的問題,因?yàn)榈叵驴赡艹霈F(xiàn)各種極端溫度,探測器需要穿過氣隙、熔巖、堅(jiān)冰甚至我們現(xiàn)在不知道的堅(jiān)硬物質(zhì)!叭绻嬗腥四芡瓿蛇@個(gè)任務(wù),我們就需要研究如何利用這些信息來建設(shè)更安全的居所,為人類謀取更多的利益!盵5]這是又一個(gè)科學(xué)夢。 3. 開發(fā)地球內(nèi)核礦產(chǎn)的夢想。地球半徑6371公里,分地殼、地幔和地核。迄今人們對地球人認(rèn)識,只達(dá)地球表層薄薄的一部分;“超級科學(xué)鉆”正在幫助人們向認(rèn)識地殼深處進(jìn)軍;但是,地幔深處和以下的地核是基本上不了解的地方。中國科學(xué)院杜樂天教授,從20世紀(jì)90年代起,用地球物理方法研究地球,獲得重要發(fā)現(xiàn),提出“深氣開發(fā)”概念。他認(rèn)為,地球上除了地表以上的大氣圈,地球內(nèi)部至少有4個(gè)巨大的氣圈,而且越深氣體越多。這4個(gè)巨大的氣圈由淺到深順次分布:(1)上地殼充氣圈,包括石油、天然氣和煤層氣,固相水合甲烷和鹵水氣,地下水中氣等;(2)中地殼充氣圈,地下深度10―20千米的低速、高導(dǎo)、低密度、高熱液體的高壓氣體(數(shù)千大氣壓),淺層地震與它密切相關(guān),震源出于該氣圈的頂部;(3)上地幔充氣圈,深度60―80千米,為地幔軟液體、低速體中高壓氣體,壓力達(dá)數(shù)萬大氣壓,是中深地震的震源所在;(4)外地核充氣圈,是溶解于液態(tài)鐵中的強(qiáng)大氫氣流,壓力更大,達(dá)數(shù)百萬大氣壓。深于上地核的流體,是一種呈超臨界態(tài)存在,既不是水液,也不是巖漿,而是高壓縮高密度的極強(qiáng)還原性氣體,如氫、一氧化碳、甲烷等與地表上的大氣截然不同[6]。
杜樂天教授認(rèn)為,損害人類安全的氣象、地震和海洋災(zāi)害,如旱災(zāi)、熱災(zāi)、洪災(zāi)、特大暴雨、沙漠形成、森林和草原大火、臺風(fēng)突拐、厄爾尼諾、海底風(fēng)暴、海[等的成因,僅從地殼以上的大氣圈考慮是不夠的,地球排氣作用,巨量地下高壓可燃?xì)怏w(比大氣圈多數(shù)百倍),強(qiáng)烈向上噴流,是造成這些災(zāi)害的重要原因之一。它得到衛(wèi)星遙感的全球觀測所證實(shí),利用衛(wèi)星熱紅外圖像觀測,發(fā)現(xiàn)地球天天時(shí)時(shí)都在不均勻地大規(guī)模強(qiáng)烈向外排氣,已有上萬張實(shí)際圖像觀測資料。
他還指出,地球自發(fā)的排氣可能造成大范圍的自然災(zāi)害,損害人類安全;但是,通過有計(jì)劃的國土深鉆,為地球人工放氣,可以獲得大量可燃?xì)怏w和化工原料,為社會提供巨大的資源,為人類造福。它的前景是無限的。
四、“下!保_發(fā)利用海洋地質(zhì)資源
“下!敝赴l(fā)展海洋技術(shù),開發(fā)利用海洋資源。海洋占地球面積的70%,它不僅是孕育生命的搖籃,而且是展示人類文化的廣闊舞臺。因?yàn)樗菢拥貜V闊那樣地深遠(yuǎn),因而有無窮無盡的奧秘,至今遠(yuǎn)未被人們了解。征服海洋從來就是人類的夢想。現(xiàn)在,海洋作為最便捷的交通要道,越來越受到人們的重視、開發(fā)和利用,創(chuàng)造越來越多的福祉。但是,它的無窮無盡的資源,基本上仍然是待開發(fā)的狀態(tài)。發(fā)展海洋技術(shù),開發(fā)海洋資源,這是解決世界資源危機(jī)的重要方向。
(一)中國海洋技術(shù)取得偉大成就
“下!,開發(fā)海洋資源,前提條件是發(fā)展現(xiàn)代海洋技術(shù)。我國海洋技術(shù)迅速發(fā)展,除了大型船舶建造、海洋交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展,海洋生物產(chǎn)品開發(fā)利用,其他海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展,在社會物質(zhì)生產(chǎn)中占有越來越重大的比例。發(fā)展海洋技術(shù)已經(jīng)取得可喜的進(jìn)展,正在加快向海洋進(jìn)軍的步伐,建設(shè)生態(tài)文明的海洋文化。
1. 中國海洋科考取得巨大成就。1984年11月,中國“雪龍?zhí)枴睒O地考察船首次參加南極考察。它是我國第三代極地破冰船和科學(xué)考察船。至1994年10月,首次執(zhí)行南極科考和物資補(bǔ)給運(yùn)輸,“雪龍”號已先后31次赴南極,至2023年已5次赴北極執(zhí)行科學(xué)考察與補(bǔ)給運(yùn)輸任務(wù)。它的足跡遍布五大洋,創(chuàng)下了中國航海史上多項(xiàng)新紀(jì)錄。
2004年11月1日,香港市民歡送極地破冰船“雪龍?zhí)枴彪x開香港維多利亞港,再次啟程前往南極。中國科學(xué)家向南極冰蓋最高點(diǎn)發(fā)起沖擊,不僅進(jìn)行與冰雪相關(guān)的一系列考察,而且為中國在南極建立第三個(gè)考察站選址。這是人類歷史上首次向南極冰蓋之巔發(fā)起的沖擊。
中國南極長城站是中國在南極建立的第一個(gè)科學(xué)考察站,對南極地區(qū)進(jìn)行常年科學(xué)考察。2004年7月28日,中國首座北極考察站――黃河站落成儀式在挪威斯匹次卑爾根群島北極科考基地――新奧爾松舉行。中國首座北極科學(xué)考察站――黃河站的建立。
我國多種先進(jìn)的遠(yuǎn)洋科考船奔赴世界大洋!按笱1號”是目前中國第一艘現(xiàn)代化的綜合性5600噸級遠(yuǎn)洋科學(xué)考察船,是我國遠(yuǎn)洋科學(xué)調(diào)查的主力船舶;“科學(xué)1號”建造于1980年,是一艘設(shè)備先進(jìn)的考察船,承擔(dān)中國遠(yuǎn)洋科考,多次承擔(dān)國家重大航次項(xiàng)目;“向陽紅10號”考察船是我國自行設(shè)計(jì)制造的第一艘萬噸級遠(yuǎn)洋科學(xué)考察船,曾參加中國首次發(fā)射運(yùn)載火箭、同步通信衛(wèi)星等重大科研試驗(yàn)任務(wù)。
中國科學(xué)家的遠(yuǎn)洋科考,開展富鈷結(jié)殼區(qū)調(diào)查,收集、積累和掌握了許多海洋礦產(chǎn)的科學(xué)數(shù)據(jù)。例如,熱液區(qū)的硫化物和深海生物基因資源的綜合調(diào)查,為提高深海調(diào)查能力,取得了3200多萬年的深海沉積記錄;取得南海演變的沉積證據(jù),發(fā)現(xiàn)到300多萬年前南海沉積環(huán)境才出現(xiàn)強(qiáng)烈的南北差異;首次探討了2000多萬年以來氣候周期性的演變,發(fā)現(xiàn)大洋碳循環(huán)的長周期等。科學(xué)家據(jù)此建立了南海的“歷史檔案”。
我國遠(yuǎn)洋科考為大洋礦產(chǎn)資源和生物資源研究,進(jìn)行多種專項(xiàng)調(diào)查,大陸架勘探調(diào)查,為我國進(jìn)行海洋礦產(chǎn)資源開發(fā)作科學(xué)準(zhǔn)備。科學(xué)家們?yōu)楹5渍业V邁出堅(jiān)實(shí)的步伐。
2. 中國海洋深潛技術(shù)成就:“蛟龍?zhí)枴焙汀昂qR號”。2002年,我國啟動(dòng)深海探測計(jì)劃,科學(xué)家在短短兩年時(shí)間內(nèi)成功研制出國內(nèi)第一套水下高精度定位導(dǎo)航系統(tǒng)。試驗(yàn)表明,在水深45米左右的水域,系統(tǒng)的水平定位精度達(dá)到5厘米,測深精度為30厘米,從而將水下定位精度從過去的十多米提升到了亞米級。我國是繼美、法、德之后成為世界上少數(shù)幾個(gè)掌握水下高精度定位技術(shù)的國家之一。2004年,我國研制成功可以下潛3500米的水下機(jī)器人,以后研制7000米深的深潛器。它們投入運(yùn)行,現(xiàn)在,中國人的“足跡”已經(jīng)覆蓋地球上的大多數(shù)海域。
“蛟龍?zhí)枴毖兄坪瓦\(yùn)行。2002年中國科技部將深海載人潛水器研制列為國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃的重大專項(xiàng),啟動(dòng)“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器的自行設(shè)計(jì)、自主集成研制工作。2009年至2023年,“蛟龍”號接連取得1000米級、3000米級、5000米級和7000米級海試成功,不斷打破深潛記錄。 2023年7月28日,“蛟龍?zhí)枴眲?chuàng)造了中國載人深潛紀(jì)錄,最大下潛深度為5188米;2023年7月,“蛟龍”號在馬里亞納海溝試驗(yàn)海區(qū)創(chuàng)造了下潛7062米的中國載人深潛紀(jì)錄,同時(shí)也創(chuàng)造了世界同類作業(yè)型潛水器的最大下潛深度紀(jì)錄。這意味著中國具備了載人到達(dá)全球99.8%以上海洋深處進(jìn)行作業(yè)的能力。
2023年7月26日,蛟龍?zhí)栞d人潛水器在太平洋國際水域下潛到5057米深處,采集了海底沉積物和拍攝了深海生物照片。它的設(shè)計(jì)深度7000米,為世界第一。2023年6月24日,“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器在太平洋馬利亞納海溝的海試,沖破設(shè)定的7000米目標(biāo),成功下潛至7020米深處,創(chuàng)造了載人深潛新的國家紀(jì)錄。它表明我國深海高新技術(shù)裝備研發(fā)能力提高,它致力于洋底科學(xué)研究,如收集海底生命樣本,海底地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)資源,這是我國開發(fā)海洋資源邁出的重大一步。
2023年6月10日日至7月12日,6位科學(xué)家乘“蛟龍?zhí)枴毕聺摚瑘?zhí)行“南海深部計(jì)劃”的科考任務(wù)。這是2023年起動(dòng),汪品先院士領(lǐng)銜的為期8年、投資1.5億元國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目的一部分,以“構(gòu)建邊緣海的生命史”為主題,以“洋殼深海盆的演化”為骨架,研究深海沉積和生物地球化學(xué)過程。這是我國海洋科學(xué)大規(guī)模的基礎(chǔ)性研究,第一次對3000多米深的海底探索,采集到多種錳結(jié)核和巖石標(biāo)本,海綿、珊瑚和多種深海生物標(biāo)本,對認(rèn)識南海形成的時(shí)間、方式和物質(zhì)來源,以及南海擴(kuò)張的歷史有重要的價(jià)值。
2023年12月18日,“蛟龍”號首次赴印度洋成功下潛探海,2023年1月14日,蛟龍?zhí)栐谖髂嫌《妊簖埧d紉呵執(zhí)行印度洋科考首航段的最后一次下潛,這也是“蛟龍”號在這個(gè)航段的第9次下潛。這次下潛結(jié)束后,“蛟龍”號將搭乘母船靠泊毛里求斯補(bǔ)給,隨后繼續(xù)在西南印度洋執(zhí)行印度洋科考第二航段的下潛科考任務(wù)。中國第一臺自行設(shè)計(jì)、自主集成研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器設(shè)計(jì)最大下潛深度為7000米,工作范圍可覆蓋全球海洋區(qū)域的99.8%。
“蛟龍?zhí)枴鄙顫撌亲钚碌暮Q蠹夹g(shù),它的探海記錄,顯示我國海洋技術(shù)的新成就,為我國尋找和開發(fā)海底油氣和其他礦物資源增添了新的強(qiáng)有力手段。
“海馬號”研制和運(yùn)行!昂qR號”研制是繼“蛟龍?zhí)枴敝笥忠粯?biāo)志性成果。2023年2月20日至4月22日,我國自主研制的首臺4500米級深海遙控?zé)o人潛水器作業(yè)系統(tǒng)――“海馬號”搭乘“海洋6號”綜合科學(xué)考察船分三個(gè)航段在南海進(jìn)行海上試驗(yàn),并于4月18日通過了海試現(xiàn)場專家組進(jìn)行的海上驗(yàn)收!昂qR號”的研制是“863”計(jì)劃支持的重點(diǎn)項(xiàng)目,是我國迄今為止自主研發(fā)的下潛深度最大、國產(chǎn)化率最高的無人遙控潛水器系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵核心技術(shù)國產(chǎn)化。國土資源部作為該項(xiàng)目的主持部門,廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局作為業(yè)主單位牽頭,聯(lián)合上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、青島海洋化工研究院、同濟(jì)大學(xué)和哈爾濱工程大學(xué)等共同協(xié)作完成研制與海試。在南海進(jìn)行的三個(gè)階段的海試中,“海馬號”共完成17次下潛,3次到達(dá)南海中央海盆底部進(jìn)行作業(yè)試驗(yàn),最大下潛深度4502米,完成91項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的現(xiàn)場考核,并通過專家組驗(yàn)收。此次海試的成功標(biāo)志著我國掌握了大深度無人遙控潛水器的關(guān)鍵技術(shù),為我國開發(fā)海洋地質(zhì)資源提供了科學(xué)基礎(chǔ)。
(二)發(fā)展海洋技術(shù),開發(fā)豐富的海洋地質(zhì)資源
海洋占地球表面70%,人們用“聚寶盆”來形容海洋資源,這是非常確切的。海洋礦產(chǎn)資源,包括海水資源和海洋地殼資源。它種類繁多含量豐富,在地球表面已發(fā)現(xiàn)的百余種元素中,有80余種在海洋中存在,其中可提取的有60余種。這些豐富的礦產(chǎn)資源以不同的形式存在于海洋中:海水中的“液體礦床”;海底富集的固體礦床;從海底內(nèi)部滾滾而來的油氣資源。
1. 開發(fā)海水里的礦產(chǎn)資源。海水中最普通礦產(chǎn)是是鹽,即氯化鈉,是人類最早從海水中提出的礦物質(zhì)之一。另外還有一種鎂鹽,它們是造成海水又咸又苦的主要原因。除了這兩種外,還有鉀鹽、碘、溴等幾十種稀有元素及硼、銣、鋇等,它們一般在陸地上比較少,而且分布較分散。海水中稀有元素極具價(jià)值對人類用處很大。
此外,海水中含有的黃金可達(dá)550萬噸,銀5500萬噸,鋇27億噸,鈾40億噸,鋅70億噸,鉬137億噸,鋰2470億噸,鈣560萬億噸,鎂1767萬億噸,等等。這些東西,大都是國防和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的必需品。例如,鎂是制造飛機(jī)和快艇的材料,又可以做火箭的燃料及照明彈等,是金屬中的“后起之秀”,現(xiàn)在世界上有一半以上的鎂來自海水。
海洋礦砂主要有濱海礦砂和淺海礦砂。它們都是在水深不超過幾十米的淺;蚝┲。由礦物富集而具有工業(yè)價(jià)值的礦砂,是開采最方便的礦藏。從這些砂子中,可以淘出黃金,而且還能淘出比金子更有價(jià)值的金剛石、石英、鉆石、獨(dú)居石、鈦鐵礦、磷釔礦、金紅石、磁鐵礦等。現(xiàn)在,海洋礦砂成為增加礦產(chǎn)儲量的最大的潛在資源之一,愈來愈受到人們的重用。
2. 開發(fā)珍貴的海底礦產(chǎn)資源。海底礦藏中,多金屬結(jié)核-錳結(jié)核是其中最有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的一種。它是1872-1876年英國一艘名為“挑戰(zhàn)號”考察船在北大西洋的深海底處首次發(fā)現(xiàn)的。這些黑乎乎的,或者呈褐色的錳結(jié)核鵝卵狀團(tuán)塊,有的像土豆,有的像皮球,直徑一般不超過20厘米,呈高度富集狀態(tài)分布于300-6000米水深的大洋底表層沉積物上。
據(jù)估計(jì),整個(gè)大洋底錳結(jié)核的蘊(yùn)藏量約3萬億噸,如果開采得當(dāng),它將是世界上一項(xiàng)取之不盡、用之不竭的寶貴資源。目前,錳結(jié)核礦成為世界許多國家的開發(fā)熱點(diǎn)。在海洋這一地層礦產(chǎn)中,還有許多沉積物軟泥,也是一種非同小可的礦產(chǎn),含有豐富的金屬元素和浮游生物殘骸。例如覆蓋一億多平方公里的海底紅粘土中,富含鈾、鐵、錳、鋅、鈷、銀、金等,具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
海洋地?zé)岬V床:近年來,科學(xué)家們在大洋底發(fā)現(xiàn)了33處“熱液礦床”,是由海底熱液成礦作用形成的塊狀硫化物多金屬軟泥及沉積物,其中金屬硫化物和鐵錳氧化物沉淀,形成塊狀物質(zhì),堆積成礦丘。有的呈煙筒狀,有的呈土堆狀,有的呈地毯狀,從數(shù)噸到數(shù)千噸不等,是又一項(xiàng)極有開發(fā)前途的大洋礦產(chǎn)資源。 3. 開發(fā)豐富的海洋能源資源。石油和天然氣是遍及世界各大洲大陸架的礦產(chǎn)資源。石油可以說是海洋礦產(chǎn)資源中的“寵兒”,又被稱為“黑色的金子”。據(jù)報(bào)告,1990年,全世界海上石油已探明儲量達(dá)2.970×1010噸,海上天然氣已探明儲量達(dá)1.909×1013立方米。油氣加在一起的價(jià)值占了海洋中已知礦產(chǎn)物總產(chǎn)值的70%以上。海底石油和天然氣的產(chǎn)值,已經(jīng)超過世界海洋經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的一半;它和海底的“可燃冰”加在一起,有可能會成為地球上未來礦物能源的主體,F(xiàn)在,陸地油氣資源行將枯竭,開發(fā)海洋特別是深海油氣田成為一種戰(zhàn)略選擇。
世界海洋石油的勘探開發(fā),主要集中在靠近陸地的大陸邊緣的部分,包括大陸架、大陸坡和大陸隆三部分。中國大陸架是世界最寬的大陸架之一,總面積473萬平方千米。據(jù)有關(guān)專家估計(jì),我國大陸架石油地質(zhì)儲量約250億噸,天然氣80000億立方米。如果再考慮整個(gè)大陸邊緣,其發(fā)展前景更不可限量。根據(jù)1994年的數(shù)據(jù),中國海上采集地震測線57萬公里,打探井363口,發(fā)現(xiàn)油氣構(gòu)造88個(gè),獲得石油地質(zhì)儲量11.88億噸、天然氣地質(zhì)儲量1800億立方米。
我國從20世紀(jì)后半葉開始勘探和開發(fā)海洋石油,21世紀(jì)以來,海洋技術(shù)不斷進(jìn)步,我國開啟名為“海洋石油981工程”的深海采油技術(shù)研發(fā),2008年開工建造深海鉆探平臺,2023年2月交付中海油使用,現(xiàn)已經(jīng)完成和布置營運(yùn)。它具備勘探、鉆井、完井等多種作業(yè)功能,設(shè)計(jì)自重3萬噸,長114米,寬79米,平臺穩(wěn)定性和強(qiáng)度能抵御南中國海200年一遇的波浪載荷,在1500米水深內(nèi)可使用錨泊定位,甲板最大載荷9000噸,最大作業(yè)水深超過3000米,鉆井深度超過1萬米。這些技術(shù)指標(biāo)與世界最先進(jìn)的鉆井平臺相媲美。2023年中國海洋石油產(chǎn)量首次超5000萬噸,天然氣產(chǎn)量約50億立方米。
2008年6月6日,中國石油天然氣集團(tuán)公司宣布:目前全球最大的座底式鉆井平臺――“中油海3號”座底式鉆井平臺安全抵達(dá)冀東南堡油田。該平臺投入使用后,將大大提高中國石油灘海地區(qū)勘探開發(fā)的能力!爸杏秃3號”是由中國石油海洋公司與上海708所聯(lián)合研制,由山海關(guān)造船廠制造。該平臺長78.4米,寬41米,上甲板高20.9米,空船總重量5888噸,適合10米以內(nèi)水深的海上作業(yè),是目前全球最大的座底式鉆井平臺。中國石油海洋公司組建于2004年11月,2006年公司在渤海灣三個(gè)油田海上鉆完井17口,試油試采11.2萬噸,動(dòng)用自有船舶8艘、外雇船舶19艘,安全完成了19次海上平臺的拖航、移位。目前,中國石油海洋公司已擁有各類移動(dòng)式平臺7座,包括5座自升式鉆井平臺和2座生活平臺,還有3座自升式鉆井平臺,已經(jīng)陸續(xù)制造完成。
目前中國正在設(shè)計(jì)、建造的超深水鉆井平臺(船)主要有:(1)由708所與上海外高橋造船廠設(shè)計(jì)、建造3000米工作水深的半潛式鉆井平臺。(2)中國船舶重工集團(tuán)公司大連造船廠建造了BG9000型4艘超深水半潛式鉆井平臺。(3)由江蘇韓通船舶重工有限公司承擔(dān)建造的“舍凡鉆工”號半潛式平臺,工作水深達(dá)當(dāng)前創(chuàng)世界紀(jì)錄的12500英尺(3810米);中部具有雙井架的、鉆深能力亦達(dá)當(dāng)前創(chuàng)世界紀(jì)錄的40000英尺(12200米)超深井鉆機(jī);是世界第一艘SSP(即舍凡穩(wěn)定性(減搖)鉆井平臺)。(4)由上海船廠2007年開始建造4-5萬噸動(dòng)力定位深水鉆井船。以上均是中國垮入超深水鉆井平臺建造的重要標(biāo)志,目前中國在建造平臺、船體噸位總量方面僅次于韓國而居世界第2位,但在自行設(shè)計(jì)建造用于平臺、船上的主機(jī)、特別是浮式鉆井專用設(shè)備方面幾乎還是空白,這需要國內(nèi)海洋裝備企業(yè)瞄準(zhǔn)世界頂尖水平繼續(xù)努力!昂Q笫981”號是中國首次自主設(shè)計(jì)、建造的第六代3000米深水半潛式鉆井平臺,代表了當(dāng)今世界海洋石油鉆井平臺技術(shù)的最高水平,堪稱海洋裝備里的“航空母艦”,已經(jīng)投入我國南海勘探作業(yè)。
2023年海洋石油產(chǎn)量6684萬噸。中國海洋石油開發(fā)上了一個(gè)新臺階。開發(fā)我國沿海大陸架豐富的石油和天然氣資源,同時(shí)深?碧胶烷_采技術(shù)又取得重大的進(jìn)步和突破,開發(fā)豐富的海洋能源資源是解決我國能源問題的主要方向。
4. 研究和應(yīng)用核聚變技術(shù),開發(fā)海洋氘-氚資源。海水中有豐富的氘和氚,在一定條件下,它們的原子核可以互相碰撞而聚合成一種較重的原子核――氦核,同時(shí)把核中貯存的巨大能量(核能)釋放出來。普通電廠一個(gè)碳原子完全燃燒生成二氧化碳時(shí),只放出4電子伏特的能量,而氘-氚反應(yīng)時(shí)能放出400萬電子伏特的能量,氘-氚反應(yīng)時(shí)能放出1780萬電子伏特的能量。據(jù)計(jì)算,1公斤氘/燃料,至少可以產(chǎn)生相當(dāng)于l萬噸優(yōu)質(zhì)煤燃料的電力。海水中氘的含量為十萬分之三,即1升海水中含有0.03克氘。這0.03克氘聚變時(shí)釋放出的能量等于300升汽油燃燒的能量,因此,人們用1升海水=300升汽油這樣的等式來形容海洋中核聚變?nèi)剂蟽Σ氐呢S富。人們已經(jīng)知道,海水的總體積為13.7億立方公里,所以海水中總共含有幾億億公斤的氘。這些氘的聚變能量,足以保證人類上百億年的能源消費(fèi)。而且,氘的提取方法簡便,成本較低,核聚變堆的運(yùn)行也是十分安全的。因此,以海水中的氘、氚的核聚變能解決人類未來的能源需要將展示出最好的前景。
核聚變反應(yīng),需要在幾千萬度,以致上億度的高溫條件下進(jìn)行。目前,這樣的反應(yīng),已經(jīng)在氫彈爆炸過程中得以實(shí)現(xiàn)。用于生產(chǎn)目的的受控?zé)岷司圩冊诩夹g(shù)上還有許多難題。但是,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,這些難題都是能夠解決的。1991年11月9日,由l4個(gè)歐洲國家合資,在歐洲聯(lián)合環(huán)型核裂變裝置上,成功地進(jìn)行了首次氘-氚受控核聚變試驗(yàn),反應(yīng)時(shí)發(fā)出了1.8兆瓦電力的聚變能量,持續(xù)時(shí)間為2秒,溫度高達(dá)3億度,比太陽內(nèi)部的溫度還高20倍。核聚變比核裂變產(chǎn)生的能量效應(yīng)要高達(dá)600倍,比煤高1000萬倍。
科學(xué)家們認(rèn)為,氘-氚受控核聚變的試驗(yàn)成功,是人類開發(fā)新能源歷程中的一個(gè)里程碑。因?yàn)楹司圩儾粫尫艤厥覛怏w和其他污染物,其放射性廢物存在時(shí)間不長,是一種幾乎無限量的能源供應(yīng)。核聚變能源是最有前途的能源,被譽(yù)為“能源圣杯”。 應(yīng)用核聚變技術(shù),開發(fā)海洋氘-氚資源,生產(chǎn)廉價(jià)和干凈的電力,是科學(xué)家多年來的夢想。經(jīng)過努力,中國和世界其他國家的科學(xué)家已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室條件下取得突破。最近外電報(bào)道,美國科學(xué)家設(shè)計(jì)出低成本的核聚變反應(yīng)堆。美國華盛頓大學(xué)的專家2023年10月9日宣布,他們已設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)上可行的核聚變反應(yīng)堆,如果能大規(guī)模建設(shè),其發(fā)電成本僅相當(dāng)于煤炭發(fā)電廠。主持該項(xiàng)目的華盛頓大學(xué)航空航天專家托馬斯。賈博教授說,該設(shè)計(jì)依托當(dāng)前技術(shù),在一個(gè)封閉空間內(nèi)創(chuàng)造磁場,以使高溫等離子體在其中保留足夠長時(shí)間,發(fā)生聚變?nèi)紵。他說:反應(yīng)堆在很大程度上是自我維持的。這意味著它可能持續(xù)加熱等離子體以維持熱核環(huán)境,所產(chǎn)生的熱量將加熱冷卻劑,用來帶動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能。這個(gè)原理與普通核反應(yīng)堆的運(yùn)行原理相似。
2023年10月16日,英國《每日郵報(bào)》報(bào)道,美國洛克希德-馬丁公司宣布,成功研制車載核聚變反應(yīng)堆。核聚變通過把氫原子的兩種同位素氘和氚的氣體注入反應(yīng)堆的安全殼實(shí)現(xiàn),后加入能量使電子從原子中脫離,形成等離子區(qū)。這是一個(gè)管狀設(shè)計(jì),使反應(yīng)堆只能容納有限數(shù)量的等級離子體,利用內(nèi)置的特定形狀磁場找到一種約束等離子體的方法,使等離子體可以自我抑制。這是一個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)突破。
科學(xué)界期望,核聚變技術(shù)和海洋氘、氚提取技術(shù)的進(jìn)一步重大突破,以及這兩項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展與成熟,將為社會提供無限的干凈的能源,會對整個(gè)人類社會產(chǎn)生重大的影響。學(xué)界對前景持樂觀進(jìn)取的態(tài)度。
(三)建設(shè)21世紀(jì)海上絲綢之路,發(fā)展新的海洋文化
我國歷史上,海上絲綢之路早在秦漢時(shí)代就已出現(xiàn)。唐中后期,陸上絲綢之路因戰(zhàn)亂受阻,同時(shí)中國經(jīng)濟(jì)重心由北方轉(zhuǎn)向南方,海路取代陸路成為中外貿(mào)易主通道,海上絲綢之路繁榮發(fā)展,特別是宋元時(shí)期東西方世界格局的變化,航海技術(shù)的突破和經(jīng)濟(jì)貿(mào)易空前興盛,海上絲綢之路的發(fā)展達(dá)到它的鼎盛時(shí)期。
2023年10月,習(xí)近平主席訪問東盟國家時(shí)提出建設(shè)“21世紀(jì)海上絲綢之路”和“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”,又稱為“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想。它設(shè)想以“一帶一路”貫穿歐亞大陸,東邊連接亞太經(jīng)濟(jì)圈,西邊進(jìn)入歐洲經(jīng)濟(jì)圈,將串起連通東盟、南亞、西亞、北非、歐洲等各大經(jīng)濟(jì)板塊的市場鏈,發(fā)展面向南海、太平洋和印度洋的戰(zhàn)略合作經(jīng)濟(jì)帶。
為了實(shí)施“一帶一路”構(gòu)想獲得資金支持,2023年11月,中國發(fā)起建立亞洲基礎(chǔ)設(shè)施投資銀行和設(shè)立絲路基金。這是一個(gè)非常重大、影響非常深遠(yuǎn)的舉措。亞洲基礎(chǔ)設(shè)施投資銀行,作為政府間性質(zhì)的亞洲區(qū)域多邊開發(fā)機(jī)構(gòu),重點(diǎn)支持基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),總部設(shè)在北京。亞投行法定資本1000億美元;同時(shí),中國將出資400億美元成立絲路基金。亞投行和絲路基金的設(shè)立和運(yùn)作,為“一帶一路”沿線國家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、資源開發(fā)、產(chǎn)業(yè)合作等有關(guān)項(xiàng)目提供投融資支持。
2023年12月,在北京召開的APC會議上,上述措施得到基本落實(shí)。海上絲綢之路和絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶建設(shè),將全面推進(jìn)沿線國家的基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通、產(chǎn)業(yè)金融合作和機(jī)制平臺建設(shè),加快實(shí)施自由貿(mào)易區(qū)戰(zhàn)略,加深沿線區(qū)域經(jīng)貿(mào)合作,加強(qiáng)安全領(lǐng)域交流與合作。在亞洲基礎(chǔ)設(shè)施投資銀行和絲路基金的支持下,加強(qiáng)基礎(chǔ)文化建設(shè),優(yōu)先發(fā)展海上互聯(lián)互通,在港口航運(yùn)、海洋能源、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易、科技創(chuàng)新、生態(tài)環(huán)境、人文交流等領(lǐng)域,促進(jìn)政策溝通,道路聯(lián)通,貿(mào)易暢通,貨幣流通,民心相通,攜手共創(chuàng)區(qū)域繁榮,無論是發(fā)展經(jīng)濟(jì)、改善民生,還是應(yīng)對危機(jī)、加快調(diào)整,發(fā)展沿線國家的共同利益,實(shí)現(xiàn)亞歐非經(jīng)濟(jì)貿(mào)易一體化發(fā)展的長期目標(biāo)。
這是21世紀(jì)海洋新文化發(fā)展愿景,新的世界夢。它一定能夠?qū)崿F(xiàn)。
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