中国水产门户网报道 一般认为,高技术的特点集中在一个“高”上,即高效益、高竞争、高资金、高风险、高智力。海洋技术就在现代高技术领域的范畴之内。
海洋技术的“高”是由海水的特点决定的。由于海水的存在,使人类在开发利用海洋时,遇到了一系列的难题。
进入海底必须克服海水屏障,而水深每增加10米,相当于增加9.8×104帕(1个大气压)的压力。1960年1月23日,首次潜入马里亚纳海沟的深潜器“的里雅斯特”号,表面承受的压力达到106.8兆帕,其直径被压缩了1.5毫米。因此深海仪器设备首先必须能承受巨大的水压力。
电磁波容易透过大气,目前应用电磁波已可探测远至几百万光年的宇宙空间,是很理想的观测手段。而电磁波却几乎完全不能通过海水,如30千赫的电磁波仅能通过1米左右的水层。因此电磁波不能用于海洋中目标物的探测,也不能用于两地之间的通讯。
声波作为一种机械波在海水中较易传播。其传播速度是空气中的4~5倍,传播距离是空气中的10~15倍,因此声波是海洋中的主要探测手段和通讯工具。但声波的传播速度和传播距离受海水的温度、压力、盐度及悬浮颗粒的影响,直接影响对目标物的探测精度和声讯的质量,特别是数据、图形和图像的声通讯方面还有许多难题。因此水下声通讯要比陆上的无线通讯复杂得多。
由于受地球公转、自转、风、温度、盐度、密度、压力及地形等多种因素的影响,海水处于不断的运动和变化中。海流、波浪、潮汐和风暴时刻作用在海洋工程设施和海洋仪器设备上,巨大的摧毁力时刻危及这些设施和设备的安全,巨轮沉没、仪器丢失、人员丧生是经常发生的事情。海水中含有盐类和各种离子,对金属有很强的腐蚀性,海洋生物的存在及对海上结构物的附着,将严重污损结构物。这些都是海洋仪器设备研制者备感头痛的事情。另外,恶劣的海洋环境也使卫星遥感的真实性检验和定量观测成为相当棘手的问题。
就总含量而言,海水中含有的各种金属、贵金属和稀有金属是非常之大的,如海水中金的含量是陆上储量的156倍,铀的含量是陆上储量的80倍。但这些元素都属于海水中的微量元素,海水中所有微量元素的总和其浓度还不到5毫克/升,要想从如此低浓度的海水中提取金属元素,谈何容易!从人类首次打捞上锰结核算起,已有100多年的历史,但是从总体看,锰结核的开采至今仍处于调查、评估和试开采阶段。要想从6000米深的洋底开采锰结核,还需解决一系列的技术难题,作为商业性开采和生产还要考虑投入产出比。
目前,陆上的淡水资源日趋紧张,但十分丰富的海水却不能直接利用。如何利用海水资源,这是国际社会和科技界十分关心的问题。遗憾的是,海水淡化和综合利用需解决一系列的技术难关,至今仍没有一种既经济又高效的海水淡化方法。
正是海水的这些特点,为海洋探测和资源开发赋予了丰富的高科技内涵,形成了特有的海洋高技术领域。
编辑:邓洁
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