“深海勇士”汪品先院士:與深海結緣

汪品先:大家好、我叫汪品先,是同濟大學教授,今天我要介紹的書是我自己2020年寫的一本書,叫做《深海淺說》。

《深海淺說》這本書,就是用淺的語言來講深的海,其實深海是地球上的一個謎。我們物理學講有暗物質、暗能量,其實深海就是地球表面的暗世界。世界上的水,如果你有本事把它吸起來,美國人畫過一張圖,把所有的水吸起來,吸成一個大珠子,你現在看見的滔滔長江水、滾滾黃河流,這個也是一個珠子。那個珠子多大呢,你根本看不見,相差百萬倍,所以世界上的水主要在海里面。海里面的水,現在知道平均的深度是3700米。3700米什麼概念,南京路的步行街是1100米,所以如果說你把世界地圖2000米深的深海都它抹黑,那地球幾乎就是漆黑一團。所以,世界上的海洋,95%是一個黑暗世界,裡面有什麼,不知道。

到了二次世界大戰之後,用地球物理的辦法就知道了,這海底有山。海底有一條叫做大洋的中介,大洋像背脊兩側中間有一根骨頭,它一直穿過來、把各個大洋穿過來,加起來6萬公里,是世界上最大的山脈。這傢伙就知道,實際原來海底還在動,這個山脈、這個山脊,它裡面有岩漿跑出來,這個山脈是在往兩邊推開,這個就叫做板塊運動,推得很慢,你看不見。速度怎麼樣呢,基本上可以跟你手指甲長的速度差不多,所以你不是不知道你手指甲在長嗎,你也不知道世界大洋在擴大。這個擴大不要緊,就造成了很多地形,因爲這個擴大的大洋的板塊到了海洋的邊上,它要俯衝下去的,到地底下去了,就造成一個深溝。

中國科學家去探索馬里亞納海溝,這就是板塊俯衝下去的,有11000米深,是地球上最深的地方。就是在這種地方,我們現在知道,世界的海底是很不平的,世界上最高的山珠穆朗瑪峰才8800米,而最深的海有11000米,所以最高的山,塞不滿最深的海。

我們以前對海洋的瞭解是很差的,以爲是一個沒有光線、也沒有運動、也沒有生命的一個三無世界,也沒有地形。這就錯了,除了沒有光線、其他都錯了。實際上海底世界有很多事情,有時候海底的火山會爆發出來,有時候海底會有滑坡,像浙江省那麼大的一大塊東西,在挪威的岸外8000年前,一下子滑到3000米的深海去了,幸好那時候沒有什麼人。

深海海底也有熱液,以前人類是不知道的,後來發現海底有煙囪那樣的東西,有煙冒出來。這個不是煙,這實際上就是深海里面海水滲下去,碰到了岩漿再回上來,那就是像一股濃煙一樣,實際上是海水。這個海水比較熱,因此比較輕,它往上走、裡面帶的很多金屬硫化物的粒子,所以看起來像黑的一樣。然後它跑出來就形成黑煙囪,邊上有很多奇奇怪怪的生物,一些貝殼、一些螃蟹、還有一些蠕蟲,這些生物非常怪,爲什麼呢,這些生物它是不能要氧氣了,它是靠硫細菌。

我們說萬物生長靠太陽,它們不靠這些,所以我們現在知道,世界上其實有兩個生物圈,一個是靠太陽能的,一個是靠地球內部能的,一個是有光的食物鏈,一個是黑暗的食物鏈,兩個還不能碰頭。黑暗的食物鏈裡,不管是熱液,還有冷泉,大家可能聽說過,海底有可燃冰。冰怎麼可燃呢,其實就是水的分子結冰的時候,把甲烷的分子鎖在裡面,結果一點火,冰化了,這個甲烷就燒起來了,所以這個冰是可以燒的,這是地球上可能的將來一個重要的能源。在它邊上也有,如果這個可燃冰化了,氣啪啪啪啪那麼跑出來,也有這種怪怪的生物在它的邊上,所以海底有很多奇怪的東西。

我是四年前下潛到南海的海底,碰到了我們以前在太平洋地區很少碰到的海底的冷水珊瑚,我把它叫成深海園林。我們很快就會在上海自然歷史博物館展出海底的深海生物羣,其中一個就是深海園林。

深海怎麼會有園林?園林是植物,植物要光線,深海沒有光線,它都是動物生活的場所。珊瑚能夠長得像一棵樹一樣高的,還幾米高,有的珊瑚像一把扇子,半米高、一米高在海底,這個事情以前是我們沒看見過的,很漂亮。所以我自己到了深海海底,看傻眼了,海底還有這麼漂亮的園林。有時候,一些軟體動物趴到這個珊瑚的上面,停在那裡,我說這不就是小鳥歸林嘛,所以這是另外一個世界。

不光是說深海好玩、神秘,它是有用的,人類歷來開發海洋,叫做魚鹽之利、舟楫之便,那些都在船上、在岸上打魚曬鹽,然後交通運輸。現在不是了,現在海洋經濟的重心下移,下到深海去了。現在海洋的最大經濟是什麼呢,是深海石油。海洋裡面現在能夠佔到海洋經濟增加產值的三分之一是歸石油的,而且現在越來越深,淺海的東西已經不稀罕了,新發現重大的油田都在深海,所以整個世界在變了。

深海的資源不光是石油天然氣,很早我做學生的時候就談,深海海底有錳結核,還真的是,太平洋5000米的海底以前有,都比土豆大,一個一個黑的疙瘩,鋪在地上全是。我們最近在南海發現,南海的海山上也有很多錳結核,這都是寶貝,因爲裡面有很多稀有的金屬,但是採上來不容易。還有就是,海山上還有富鈷結殼——鈷。鈷是一種比較值錢的金屬,它貼在海山上。

總而言之,熱液口有金屬硫化物,這些都是金屬礦產,但是到現在都沒有開採,爲什麼呢,因爲難度很大。首先是環境污染,如果開那些錳結核,把土揚起來了以後,把所有的生物都給埋掉了。但是,隨着科技發展,我們都會開發的。其中很重要的,最近日本人發現深海底下有稀土元素,稀土元素是中國的特產,世界上主要靠中國。現在說海底的可能比陸地上的還要多上千倍。

現在,深海是一個廣闊的未來,是我們要逐漸進軍的一個對象,但是這個事情也並不容易,因爲大家聽說過以前曾經在墨西哥灣發生過一個很大的事件,開採石油的油井癱掉了,燒起來,結果4月份癱掉,9月份才把它裡面冒出來的油控制住,整個污染不得了,所以這是世界上石油開採的一個重大的事件。

那麼,人類離開採海洋的資源,還遠得很,可能同學們感興趣的是:你是怎麼樣去探索海洋呢?我們有三深手段,深潛、深鑽和深網。

深潛就是載人或者不載人的深潛器下到海底去探索;深鑽就是在船上用鑽機在海底打轉;深網就是把傳感器放到海底,用光電纜把它連起來,連到實驗室來,連到信息站來。用深潛、深鑽和深網,“三深”的手段探索海洋,我們國家做得很不錯。我國的深潛器“蛟龍號”是第一個,後來“深海勇士號”是第二個,“奮鬥者號”是第三個,一個一個出來,現在已經世界上沒有一個海區我們不能潛下去的。

當然不光是要潛載人的,還有很多不載人的我們做得也很漂亮。世界上有幾個國家在做這個事情,深鑽是世界上最貴的事情,所有的國家合起來一道要搞一個計劃,叫做“國際大洋鑽探計劃”,中國也參加在裡面。我自己主持的“南海深部計劃”,最近的幾年裡面,接連實現了三次國際大洋鑽探,把南海的歷史搞得比較清楚。

再一個深網就是海底聯網,我所在的同濟大學現在領先,正在國家海底建造海底觀測系統,這也就是說,我們觀測地球,靠地面、海面,後來有了遙感從天上來觀測,現在我們第三個平臺,就到海底去觀測。海底觀測有什麼好處,它什麼都不怕,可以一直在那裡觀測,颱風來了也用不着怕。如果有了這個系統,可以在家裡打開電視機,看海底火山爆發的現場直播。現在世界上沒有幾個國家,做這件事情,中國也正在做。總而言之,我們正處在海洋科學發展的一個新階段。我們國家很爭氣,最近在幾個方面都取得了進展,但是海洋是一個很大的挑戰。

16世紀人類在橫向上進入海洋,21世紀我們在縱向上、垂向上進入海洋;16世紀歐洲國家進入海洋的時候,中國處在國難的時候,差不多國家都要亡了,所以談不上;21世紀人類,垂向進入海洋的時候,中國正是振興華夏的時候,所以我們很歡迎同學們一道來向海洋進軍。

最後,我說幾句,我自己所做的南海深部計劃,2011年到2018年國家自然科學基金委支持的一個項目、一個大計劃叫做“南海深海過程演變”,這是我這輩子大概做的最後一件大事情。8年計劃2億的預算,我有30個實驗室,有700個人次參加這項工作。中國海洋科學從來沒有這麼大規模的,我很高興我是這個專家組的組長。後來這個項目也延了一年,最後答辯結束是2020年,實際上是2011年到2020。

你真的要懂南海。南海的資源怎麼來,南海的災害從什麼地方來,邊上是回答不了的,要到當中去、深入南海當中。有一個我們叫深海盆地,它的海底岩石是大洋殼,邊上都是大陸殼,這塊東西一直沒有人研究。我們這次組織了很大的力氣,用各個方面去研究這一塊,南海最深有5000米,所以研究這一塊深海的變化、現代過程、歷史演變。國際大洋鑽探我們就做了三次,所以這個成果是非常大的,現在南海已經成爲世界上邊緣海的深部研究世界上最好的海洋之一。

所以我們很高興、驕傲地講,南海是世界上現在邊緣海深部研究最棒的一個地方。而南海深部研究的主人是中國人,不是別的國家的人,這個很重要。

19世紀起,中國從鴉片戰爭開始,中國受列強的侵略,就是從海上來的,甚至有淞滬海戰,實際陸軍打得很漂亮,最後日本海軍,從杭州灣、金山灣上岸,然後突破防線,一直打到南京,發生了南京大屠殺,我們這個教訓太大了。所以,21世紀華夏振興,也一定要在海上站住、從海上立足、從海上發展,我們要建設深海強國。

十多年前,同濟大學要我題字,我當時題了兩句話,就是12個字:德育崇尚信仰,科學貴在懷疑。“懷疑”兩個字是這裡的關鍵詞,就是說科學都是從懷疑開始的,創新的科學,不是模仿的科學。宗教是要相信的,科學是要懷疑的,這兩個是兩樣的,如果你永遠是相信,那你不會有創新。

中國開展深海研究是比較晚的,陸上研究擡腿就去了,深海研究一定要有先進的技術,都是高技術,沒有低技術的。所以我很感慨的是,我2018年參加“勇士號”的深潛,用的都是外國船,有美國船、有德國船、有法國船,就是沒有中國船。但這次我非常高興,因爲這條船是中國的,我們的深潛器也是中國的,我來深潛我覺得特別高興。

中國這幾年在海上研究,特別在南海的進展是非常快的,我們很多工作以前都是外國人做的,現在不是了,現在技術好了。我們這次是中國設計,中國自己爲主,各個行業一道支持來攻南海的深部,這樣發現了很多新的現象。

首先,1999年第一次做中國第一個大洋鑽探,我是首席科學家,我做後的一個大的發現,就是氣候不是原來說是長期氣候變化,我說的是萬年級的,不是以前說的都是北大西洋的深沉水,都是北極的冰蓋,而是熱帶的低緯度的地區起着非常重要作用,它有自己的旋律。爲什麼呢,因爲地球上這些能量都主要靠太陽輻射量,而太陽輻射主要照到低緯度地區,然後才運到高緯度地區。我們真的找到了一些它的距離,不是高緯度的距離,是低緯度的距離,具體講就是在地球上控制的季風的變化,地球很多氣候變化,我把它叫做低緯驅動。

最近的幾次大洋鑽探之後,一個重大發現,就是說南海的張力的原理跟大西洋的是兩樣的,因爲世界上像這種海區,都是大西洋是一個模板,大家都去套這個模板,我們也套到南海來,打鑽打出來說不對,不是這樣的。所以我很高興,我當時建議去到南海來檢驗大西洋模型,檢驗出來不對,因爲這說明太平洋的一些變化,跟大西洋是兩碼事兒,你要把一個地區說成全球,是過分了。

所以,我們現在有許多南海的一些新的發現是跟以前的認識是不一致的,我們很高興現在掌握的數據、好多海底放的儀器,十多年一直在那裡測量,這很有價值,而且將來價值越來越大,我們很高興,可以說在科學上我們是南海的主人。

去年我85歲,我未來的五年計劃,有三步:第一步是科普,我要把我原來在2021年在同濟大學《科學與文化》那門課變成書,一本從文化的角度來看科學,還有一本從科學的角度看文化,我第一本馬上就要出了,叫做《科壇趣話》,副標題叫做“科學、科學家、科學家精神”,這本書從恐龍的高血壓,講到愛因斯坦的小提琴,反正什麼都講;同時我那本書放棄了,暫時不敢寫《從科學看文化》,我發現我的底蘊不夠,真的要寫文化,我得好好地惡補中外歷史,我估計我弄不過來,所以那本書我現在放棄了;但是有個出版社,正在整理我的那個課的記錄,變成一本書,就叫《科學與文化》,這本書大概明年出,這是我第一步。

第二步,我明年準備找個時間,可能我的科普不做了,要做科學了,我剛纔說的南海的一些發現,我需要整體搞出戰略層面的東西來,趁現在我腦子還清楚,所以這個要第二個做,這兩個是排着隊的。

第三步,就看運氣了,就是有出版社要給我出自傳,我說我這個又不是《阿Q正傳》,你給我寫什麼傳,我現在發現還真的有價值,因爲我們這一代人,我敢說是二次大戰的一代人,經歷跟現在的青年很不一樣,有時候你跟他說,他聽不懂。我不滿意現在出的一些書,特別是關於思想領域的。我想用我自己的例子,寫一本書,不知道出得了出不了,所以我放在最後,活到那時候就寫,活不到那時候或者出不了,那就算了。

被問到有什麼經驗可以送給年輕人的,那就是珍惜生命、珍惜時間,因爲生命就是由時間組成的,我們這些人真正能夠做事情太晚了,所以我實際上在補我自己丟掉的歲月。我這句話不是謙虛話,就是我確實60歲以前做的工作現在並不滿意,感覺沒有取得真正的成就。

我是60歲以後才真的做深海的,以前淺海的東西也都做,也有文章,也選上院士,但是我真正做深海的工作,實際上幾乎是60歲。我很珍惜現在的時間,很珍惜自己現在還能工作,真想證明60歲退休是錯的,人現在的條件完全可以工作得更久,而且這種工作更久的效果,不見得比你培養新人差。

希望青少年們能夠多閱讀、多看書、多跑世界。如果搞想科學,一定要學會獨立思考,自己辨別,科學貴在懷疑。

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