汪品先:大家好、我叫汪品先,是同济大学教授,今天我要介绍的书是我自己2020年写的一本书,叫做《深海浅说》。
《深海浅说》这本书,就是用浅的语言来讲深的海,其实深海是地球上的一个谜。我们物理学讲有暗物质、暗能量,其实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来,美国人画过一张图,把所有的水吸起来,吸成一个大珠子,你现在看见的滔滔长江水、滚滚黄河流,这个也是一个珠子。那个珠子多大呢,你根本看不见,相差百万倍,所以世界上的水主要在海里面。海里面的水,现在知道平均的深度是3700米。3700米什么概念,南京路的步行街是1100米,所以如果说你把世界地图2000米深的深海都它抹黑,那地球几乎就是漆黑一团。所以,世界上的海洋,95%是一个黑暗世界,里面有什么,不知道。
【资料图】
到了二次世界大战之后,用地球物理的办法就知道了,这海底有山。海底有一条叫做大洋的中介,大洋像背脊两侧中间有一根骨头,它一直穿过来、把各个大洋穿过来,加起来6万公里,是世界上最大的山脉。这家伙就知道,实际原来海底还在动,这个山脉、这个山脊,它里面有岩浆跑出来,这个山脉是在往两边推开,这个就叫做板块运动,推得很慢,你看不见。速度怎么样呢,基本上可以跟你手指甲长的速度差不多,所以你不是不知道你手指甲在长吗,你也不知道世界大洋在扩大。这个扩大不要紧,就造成了很多地形,因为这个扩大的大洋的板块到了海洋的边上,它要俯冲下去的,到地底下去了,就造成一个深沟。
中国科学家去探索马里亚纳海沟,这就是板块俯冲下去的,有11000米深,是地球上最深的地方。就是在这种地方,我们现在知道,世界的海底是很不平的,世界上最高的山珠穆朗玛峰才8800米,而最深的海有11000米,所以最高的山,塞不满最深的海。
我们以前对海洋的了解是很差的,以为是一个没有光线、也没有运动、也没有生命的一个三无世界,也没有地形。这就错了,除了没有光线、其他都错了。实际上海底世界有很多事情,有时候海底的火山会爆发出来,有时候海底会有滑坡,像浙江省那么大的一大块东西,在挪威的岸外8000年前,一下子滑到3000米的深海去了,幸好那时候没有什么人。
深海海底也有热液,以前人类是不知道的,后来发现海底有烟囱那样的东西,有烟冒出来。这个不是烟,这实际上就是深海里面海水渗下去,碰到了岩浆再回上来,那就是像一股浓烟一样,实际上是海水。这个海水比较热,因此比较轻,它往上走、里面带的很多金属硫化物的粒子,所以看起来像黑的一样。然后它跑出来就形成黑烟囱,边上有很多奇奇怪怪的生物,一些贝壳、一些螃蟹、还有一些蠕虫,这些生物非常怪,为什么呢,这些生物它是不能要氧气了,它是靠硫细菌。
我们说万物生长靠太阳,它们不靠这些,所以我们现在知道,世界上其实有两个生物圈,一个是靠太阳能的,一个是靠地球内部能的,一个是有光的食物链,一个是黑暗的食物链,两个还不能碰头。黑暗的食物链里,不管是热液,还有冷泉,大家可能听说过,海底有可燃冰。冰怎么可燃呢,其实就是水的分子结冰的时候,把甲烷的分子锁在里面,结果一点火,冰化了,这个甲烷就烧起来了,所以这个冰是可以烧的,这是地球上可能的将来一个重要的能源。在它边上也有,如果这个可燃冰化了,气啪啪啪啪那么跑出来,也有这种怪怪的生物在它的边上,所以海底有很多奇怪的东西。
我是四年前下潜到南海的海底,碰到了我们以前在太平洋地区很少碰到的海底的冷水珊瑚,我把它叫成深海园林。我们很快就会在上海自然历史博物馆展出海底的深海生物群,其中一个就是深海园林。
深海怎么会有园林?园林是植物,植物要光线,深海没有光线,它都是动物生活的场所。珊瑚能够长得像一棵树一样高的,还几米高,有的珊瑚像一把扇子,半米高、一米高在海底,这个事情以前是我们没看见过的,很漂亮。所以我自己到了深海海底,看傻眼了,海底还有这么漂亮的园林。有时候,一些软体动物趴到这个珊瑚的上面,停在那里,我说这不就是小鸟归林嘛,所以这是另外一个世界。
不光是说深海好玩、神秘,它是有用的,人类历来开发海洋,叫做鱼盐之利、舟楫之便,那些都在船上、在岸上打鱼晒盐,然后交通运输。现在不是了,现在海洋经济的重心下移,下到深海去了。现在海洋的最大经济是什么呢,是深海石油。海洋里面现在能够占到海洋经济增加产值的三分之一是归石油的,而且现在越来越深,浅海的东西已经不稀罕了,新发现重大的油田都在深海,所以整个世界在变了。
深海的资源不光是石油天然气,很早我做学生的时候就谈,深海海底有锰结核,还真的是,太平洋5000米的海底以前有,都比土豆大,一个一个黑的疙瘩,铺在地上全是。我们最近在南海发现,南海的海山上也有很多锰结核,这都是宝贝,因为里面有很多稀有的金属,但是采上来不容易。还有就是,海山上还有富钴结壳——钴。钴是一种比较值钱的金属,它贴在海山上。
总而言之,热液口有金属硫化物,这些都是金属矿产,但是到现在都没有开采,为什么呢,因为难度很大。首先是环境污染,如果开那些锰结核,把土扬起来了以后,把所有的生物都给埋掉了。但是,随着科技发展,我们都会开发的。其中很重要的,最近日本人发现深海底下有稀土元素,稀土元素是中国的特产,世界上主要靠中国。现在说海底的可能比陆地上的还要多上千倍。
现在,深海是一个广阔的未来,是我们要逐渐进军的一个对象,但是这个事情也并不容易,因为大家听说过以前曾经在墨西哥湾发生过一个很大的事件,开采石油的油井瘫掉了,烧起来,结果4月份瘫掉,9月份才把它里面冒出来的油控制住,整个污染不得了,所以这是世界上石油开采的一个重大的事件。
那么,人类离开采海洋的资源,还远得很,可能同学们感兴趣的是:你是怎么样去探索海洋呢?我们有三深手段,深潜、深钻和深网。
深潜就是载人或者不载人的深潜器下到海底去探索;深钻就是在船上用钻机在海底打转;深网就是把传感器放到海底,用光电缆把它连起来,连到实验室来,连到信息站来。用深潜、深钻和深网,“三深”的手段探索海洋,我们国家做得很不错。我国的深潜器“蛟龙号”是第一个,后来“深海勇士号”是第二个,“奋斗者号”是第三个,一个一个出来,现在已经世界上没有一个海区我们不能潜下去的。
当然不光是要潜载人的,还有很多不载人的我们做得也很漂亮。世界上有几个国家在做这个事情,深钻是世界上最贵的事情,所有的国家合起来一道要搞一个计划,叫做“国际大洋钻探计划”,中国也参加在里面。我自己主持的“南海深部计划”,最近的几年里面,接连实现了三次国际大洋钻探,把南海的历史搞得比较清楚。
再一个深网就是海底联网,我所在的同济大学现在领先,正在国家海底建造海底观测系统,这也就是说,我们观测地球,靠地面、海面,后来有了遥感从天上来观测,现在我们第三个平台,就到海底去观测。海底观测有什么好处,它什么都不怕,可以一直在那里观测,台风来了也用不着怕。如果有了这个系统,可以在家里打开电视机,看海底火山爆发的现场直播。现在世界上没有几个国家,做这件事情,中国也正在做。总而言之,我们正处在海洋科学发展的一个新阶段。我们国家很争气,最近在几个方面都取得了进展,但是海洋是一个很大的挑战。
16世纪人类在横向上进入海洋,21世纪我们在纵向上、垂向上进入海洋;16世纪欧洲国家进入海洋的时候,中国处在国难的时候,差不多国家都要亡了,所以谈不上;21世纪人类,垂向进入海洋的时候,中国正是振兴华夏的时候,所以我们很欢迎同学们一道来向海洋进军。
最后,我说几句,我自己所做的南海深部计划,2011年到2018年国家自然科学基金委支持的一个项目、一个大计划叫做“南海深海过程演变”,这是我这辈子大概做的最后一件大事情。8年计划2亿的预算,我有30个实验室,有700个人次参加这项工作。中国海洋科学从来没有这么大规模的,我很高兴我是这个专家组的组长。后来这个项目也延了一年,最后答辩结束是2020年,实际上是2011年到2020。
你真的要懂南海。南海的资源怎么来,南海的灾害从什么地方来,边上是回答不了的,要到当中去、深入南海当中。有一个我们叫深海盆地,它的海底岩石是大洋壳,边上都是大陆壳,这块东西一直没有人研究。我们这次组织了很大的力气,用各个方面去研究这一块,南海最深有5000米,所以研究这一块深海的变化、现代过程、历史演变。国际大洋钻探我们就做了三次,所以这个成果是非常大的,现在南海已经成为世界上边缘海的深部研究世界上最好的海洋之一。
所以我们很高兴、骄傲地讲,南海是世界上现在边缘海深部研究最棒的一个地方。而南海深部研究的主人是中国人,不是别的国家的人,这个很重要。
19世纪起,中国从鸦片战争开始,中国受列强的侵略,就是从海上来的,甚至有淞沪海战,实际陆军打得很漂亮,最后日本海军,从杭州湾、金山湾上岸,然后突破防线,一直打到南京,发生了南京大屠杀,我们这个教训太大了。所以,21世纪华夏振兴,也一定要在海上站住、从海上立足、从海上发展,我们要建设深海强国。
十多年前,同济大学要我题字,我当时题了两句话,就是12个字:德育崇尚信仰,科学贵在怀疑。“怀疑”两个字是这里的关键词,就是说科学都是从怀疑开始的,创新的科学,不是模仿的科学。宗教是要相信的,科学是要怀疑的,这两个是两样的,如果你永远是相信,那你不会有创新。
中国开展深海研究是比较晚的,陆上研究抬腿就去了,深海研究一定要有先进的技术,都是高技术,没有低技术的。所以我很感慨的是,我2018年参加“勇士号”的深潜,用的都是外国船,有美国船、有德国船、有法国船,就是没有中国船。但这次我非常高兴,因为这条船是中国的,我们的深潜器也是中国的,我来深潜我觉得特别高兴。
中国这几年在海上研究,特别在南海的进展是非常快的,我们很多工作以前都是外国人做的,现在不是了,现在技术好了。我们这次是中国设计,中国自己为主,各个行业一道支持来攻南海的深部,这样发现了很多新的现象。
首先,1999年第一次做中国第一个大洋钻探,我是首席科学家,我做后的一个大的发现,就是气候不是原来说是长期气候变化,我说的是万年级的,不是以前说的都是北大西洋的深沉水,都是北极的冰盖,而是热带的低纬度的地区起着非常重要作用,它有自己的旋律。为什么呢,因为地球上这些能量都主要靠太阳辐射量,而太阳辐射主要照到低纬度地区,然后才运到高纬度地区。我们真的找到了一些它的距离,不是高纬度的距离,是低纬度的距离,具体讲就是在地球上控制的季风的变化,地球很多气候变化,我把它叫做低纬驱动。
最近的几次大洋钻探之后,一个重大发现,就是说南海的张力的原理跟大西洋的是两样的,因为世界上像这种海区,都是大西洋是一个模板,大家都去套这个模板,我们也套到南海来,打钻打出来说不对,不是这样的。所以我很高兴,我当时建议去到南海来检验大西洋模型,检验出来不对,因为这说明太平洋的一些变化,跟大西洋是两码事儿,你要把一个地区说成全球,是过分了。
所以,我们现在有许多南海的一些新的发现是跟以前的认识是不一致的,我们很高兴现在掌握的数据、好多海底放的仪器,十多年一直在那里测量,这很有价值,而且将来价值越来越大,我们很高兴,可以说在科学上我们是南海的主人。
去年我85岁,我未来的五年计划,有三步:第一步是科普,我要把我原来在2021年在同济大学《科学与文化》那门课变成书,一本从文化的角度来看科学,还有一本从科学的角度看文化,我第一本马上就要出了,叫做《科坛趣话》,副标题叫做“科学、科学家、科学家精神”,这本书从恐龙的高血压,讲到爱因斯坦的小提琴,反正什么都讲;同时我那本书放弃了,暂时不敢写《从科学看文化》,我发现我的底蕴不够,真的要写文化,我得好好地恶补中外历史,我估计我弄不过来,所以那本书我现在放弃了;但是有个出版社,正在整理我的那个课的记录,变成一本书,就叫《科学与文化》,这本书大概明年出,这是我第一步。
第二步,我明年准备找个时间,可能我的科普不做了,要做科学了,我刚才说的南海的一些发现,我需要整体搞出战略层面的东西来,趁现在我脑子还清楚,所以这个要第二个做,这两个是排着队的。
第三步,就看运气了,就是有出版社要给我出自传,我说我这个又不是《阿Q正传》,你给我写什么传,我现在发现还真的有价值,因为我们这一代人,我敢说是二次大战的一代人,经历跟现在的青年很不一样,有时候你跟他说,他听不懂。我不满意现在出的一些书,特别是关于思想领域的。我想用我自己的例子,写一本书,不知道出得了出不了,所以我放在最后,活到那时候就写,活不到那时候或者出不了,那就算了。
被问到有什么经验可以送给年轻人的,那就是珍惜生命、珍惜时间,因为生命就是由时间组成的,我们这些人真正能够做事情太晚了,所以我实际上在补我自己丢掉的岁月。我这句话不是谦虚话,就是我确实60岁以前做的工作现在并不满意,感觉没有取得真正的成就。
我是60岁以后才真的做深海的,以前浅海的东西也都做,也有文章,也选上院士,但是我真正做深海的工作,实际上几乎是60岁。我很珍惜现在的时间,很珍惜自己现在还能工作,真想证明60岁退休是错的,人现在的条件完全可以工作得更久,而且这种工作更久的效果,不见得比你培养新人差。
希望青少年们能够多阅读、多看书、多跑世界。如果搞想科学,一定要学会独立思考,自己辨别,科学贵在怀疑。
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