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海洋绿色能源论文

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海洋绿色能源论文

前出塞作文网同学们,当你面对大海,感慨她的广阔无垠的时候;当你在海滨冲浪,尽享她的欢乐的时候;当你乘船出海,体验她的波涛汹涌的时候,你是否知道:这奔腾不息的 大海蕴藏着无限巨大的能源:有日夜涨落、终年不息的潮汐产生的潮汐能;有汹涌澎湃、倒海翻江的海浪产生的波浪能;有若隐若现、行踪难觅的海流产生的海浪 能;有上暖下凉,“冷热不均”的海水产生的温差能;还有江河淡水与海洋咸水“会师”时产生的盐差能。这些能源构成了取之不尽、用之不竭的海洋能。所以,战 略家指出:海洋,人类21世纪开发新能源的主战场。  月亮的礼物——潮汐能  月球引力的变化引起潮汐现象,潮汐导致海水平面 周期性地升降,因海水涨落及潮水流动所产生的能量,称为潮汐能。世界上潮汐能最大的地方是加拿大的芬地湾,那里的海潮最高时达到18米,相于6层楼房的高 度。“声驱千骑疾,气卷万山来”的我国钱塘江潮,最大潮差达9米,可称为天下一绝。  目前世界上最大的潮汐发电站,是法国朗斯的24万千瓦潮汐电站。中国的江厦潮汐试验电站,建于浙江省乐清湾北侧的江厦港,装机容量3200千瓦,于1985年正式投入运行。  海上“烈马”——波浪能   波浪能是由于风和水的重力作用形成的起伏运动所带来的能量。俗话说:“无风海面三尺浪”。据统计,波浪能是海洋能源中蕴藏最丰富的一种,占整个海洋能的 90%以上,是潮汐能蕴藏量的几十倍。1964年,日本造出世界上第一盏用海浪发电的航标灯。1985年,挪威建成了一座装机容量500千瓦的波浪能发电 站,是迄今为止世界上最大的岸式波浪能电站。  海中之河——海流能  海流即洋流,大规模常年稳定地沿着一定方向流动的海水便 是洋流。世界上最大的海流是墨西哥暖流。该暖流挟带的水量是世界江河总流量的50多倍。流经我国的黑潮是世界上第二大暖流,它水色深蓝,从远处看像是蔚蓝 色的大海里飘着一条黑色的绸带,故有“黑潮”之称。其宽度为185千米,平均厚度有400米,平均每天的流速是55千米-150千米,它的总流量相当于全 世界陆地上的所有河流流量的20倍。但如何利用海浪发电,目前仍处于小规模试验阶段。  海洋热电站——温差能  据科学家长期 观测计算,到达海面的太阳辐射能60%被深为1米的表层海水所吸收,而海面下10米深的海水只吸收了太阳能的18%。因此,不同深度水温迥(jiǒng) 异,且随深度增加海水吸收太阳辐射减弱。因此,在热带和亚热带海区表层海水与深层海水之间的温度差可达20℃-25℃。由此引起科学家的深思:利用海水这 一特性为人类造福。1930年,古巴建成了世界上第一座海水温差电站。之后,美国、日本等国也相继建成了海水温差电站。  咸、淡两水的较量——盐差能   盐差能是两种含盐度不同的水体相混时放出的一种能量。其广泛分布于陆地江河入海处。海水中含有大量的矿物盐,海水含盐浓度大于江河水,形成了盐度差。当 两种不同浓度的溶液混合在一起时,淡的溶液就会向浓的方向渗透,直至浓度平稳为止,这种渗透就带有压差。研究人员提出了用化学渗透膜隔开浓、淡水,构成盐 度差能电站的设想,预计本世纪将取得实质性的突破。

2007年7月23日,国家发改委公布了444个油耗不达标车型的“黑名单”,涉及55家生产企业。公告中还声明,所有不符合标准的车型自发布公告之日起不得再进行生产。发改委之所以这么做,是因为近年来石油价格的不断上涨。国际油价目前没有下跌的迹象,现国际原油价格已达到76美元。石油是不可再生的能源,其储藏量和可开采量资源正面临枯竭。2003年全球石油探明储量为11477亿桶,而每年新勘探量仅50亿桶。如今人类社会高度依赖于石油工业,包括汽车在内的各个行业的发展都离不开石油工业。地球上的石油到底还能供人类用多久?据美国石油业协会估计,地球上尚未开采的原油储藏量已不足两万亿桶,可供人类开采不超过95年的时间。在2050年到来之前,世界经济的发展将越来越多地依赖煤炭。其后在2250到2500年之间,煤炭也将消耗殆尽,矿物燃料供应枯竭。 中国石油资源不及世界人均水平的1/6,从1993年开始,中国成为石油净进口国,供需矛盾日益突出。2004年中国石油消费量达到了92亿吨,进口原油23亿吨。其中,车用燃油消耗已经达到了中国石油消费量的1/3左右。此后石油进口仍呈上升趋势,进口量约占使用量的20%左右,预计到2010年前后将达到40%,车用汽油年消耗量为6400万吨。面对人类即将消耗完需几百万年才形成的石油资源所引发的即将到来的能源危机,中国及全世界必须认识到要采取开源节流的战略,即一方面节约能源,另一方面开发新能源。 2006年中国车市销量达到720万辆,增长超过30%,中国已经超过日本成为世界第二大汽车市场。权威调查部门预计,除了中国、印度等发展中国家,2007年全球汽车销售都将进入疲软时代。但在中国汽车市场领跑全球汽车市场荣耀的背后,是中国过快消耗着祖先留下的资源。面对即将到来的能源危机,中国的汽车产业路在何方,路只有一条:使用新能源,也只有使用新的替代能源,汽车产业才能持续发展。实施替代能源战略,有助于我国汽车逐渐摆脱对原油的依赖,从能源安全的角度看,无疑是非常必要的。 那么,目前世界汽车产业使用替代能源主要有哪几种方式?其前景到底如何呢? 1乙醇燃料:价廉物美 使用乙醇燃料,是全世界最常见的一种燃料替代方案,也是目前国内颇为重视、已经得到推广的新燃料。这种燃料一般是与传统的汽油、柴油混合起来使用,其混合比例从加入10%~30%的乙醇到85%不等,甚至可以采用100%的乙醇作为燃料。其最大的好处在于不需要对现有的汽车结构做很大的修改就可以使用乙醇燃料, 而且这种燃料比起汽油、柴油来更加环保,能够起到减少污染的效果。同时,乙醇可以通过玉米、小麦、水稻、甜高粱、木薯、甘薯以及甘蔗、甜菜等农作物制造,甚至连农作物的秸秆都有可能被用来生产乙醇。只要合理解决“汽车与人争食”的问题,乙醇燃料的推广能解决燃料的再生问题,是最价廉物美的能源解决方案。 除了乙醇以外还有类似于丁醇、甲醇这样的生物燃料,都被纷纷用于替代汽油与柴油。乙醇燃料汽车由于与现有的汽车没有多大区别,所以在国内外都相对普及。例如巴西作为乙醇燃料汽车最流行的国家,在这方面最为典型。人们熟悉的本田思域、飞度,三菱帕捷罗等都拥有专门针对巴西市场的乙醇燃料型号。最新型的车款安装了油气浓度传感器,可以自动感知燃料箱内不同性质的燃料,做到与普通汽油柴油的自然替换。此外,著名的跑车制造厂莲花甚至推出了采用乙醇汽油混合燃料引擎的Exige265E跑车,它仅重930kg,265代表它的最大输出为265匹马力左右,E表示其使用的是莲花E85高性能环保动力。特别让人吃惊的是该车加速成绩足以向法拉利发起挑战,0~60mph加速时间仅为88秒,0~100mph加速时间为2秒,最高时速达到158mph。除了巴西以外,美国的乙醇燃料汽车也十分流行,中国则超过整个欧盟成为乙醇燃料消费的大国。如何摆脱简单改装并提高乙醇燃料汽车的技术含量以使其发挥更大的效能,是摆在中国汽车制造厂商面前的课题。

绿色能源论文

对建筑节能的几点看法 论文   随着科学技术的日新月异,能源短缺已不容忽视,节约能源已受到世界性的普遍关注,在我国亦不例外。目前,全世界有近30%的能源消耗在建筑物上,长此以往,将严重影响世界经济的可持续发展。因此,能源问题将成为本世纪的热门话题,我们必须从可持续发展的战略出发,使建筑尽可能少地消耗不可再生资源,降低对外界环境的污染,并为使用者提供健康、舒适、与自然和谐的工作及生活空间。中国建筑能耗基本情况  我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4,居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展,需要大量的建造和运行使用能源,尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计,1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为54×108t标准煤,占当年全社会能源消耗总量27×109t标准煤的6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能3×108t标准煤,占全国能源消费总量的5%左右,占采暖区全社会能源消费的20%以上,在一些严寒地区,城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右[1]。与此同时,由于建筑供暖燃用大量煤炭等矿物能源,使周围的自然与生态环境不断恶化。在能源的利用过程中,化石类燃料燃烧时排放到大气的污染物中,99%的氮氧化物、99%的CO、91%的SO2、78%的CO2、60%的粉尘和43%的碳化氢是化石类燃料燃烧时产生的,其中煤燃烧产生的占大多数。燃煤产生的大气污染物中SO2占87%、氮氧化物占67%,CO2占71%,烟尘占60%[2]。由于我国是主要以煤而不是以油、气等优质能源作为主要能源消耗的国家,每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二,预计到2020年,中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此,中国对于全球气候变暖承担着重大的责任,而作为耗能大户的建筑,其节能也就成为关系国计民生的重大问题。  我国节能工作与发达国家相比起步较晚,能源浪费又十分严重。如我国的建筑采暖耗热量:外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4~5倍,屋顶为5~5倍,外窗为5~2倍;门窗透气性为3~6倍;总耗能是3~4倍[4]。如果听任高耗能建筑大行其道,建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度,国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求,从而不得不组织大规模的旧房节能改造,将耗费更多的人力、物力。另外,每年新建和改建的几千万栋建筑要消耗掉几十亿吨林木、砖石和矿物材料,造成森林的过度砍伐,材料资源的大量开采,带来土地的破坏,植被的退化,物种的减少和自然环境的恶化。几种节能途径墙体节能  墙体是建筑外围护结构的主体,其所用材料的保温性能直接影响建筑的耗热量。我国以实心粘土砖为墙体材料,保温性能不能满足设计标准。以外墙为例,JGJ26-1995标准规定,在建筑物形体系数(建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围的体积的比值)小于3时,北京地区传热系数不超过16W/(m2·K),而目前常用的内抹灰砖墙,传热系数都大于上述节能标准数值。因而在节能的前提下,应进一步推广空心砖墙及其复合墙体技术。门窗节能  外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位,其能耗占住宅总能耗的比例较大,其中传热损失为1/3,冷风渗透为1/3,所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下,尽量减小住宅外门窗洞口的面积,提高外门窗的气密性,减少冷风渗透,提高外门窗本身的保温性能,减少外门窗本身的传热量。其节能措施有:  (1)控制住宅窗墙比。住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值,JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定,指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。  (2)提高住宅外窗的气密性,减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条,使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。  (3)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结合防火、防盗要求,在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板,以增加其绝热性能;窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗,这样可避免金属窗产生的冷桥,可设置双玻璃或三玻璃,并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃,有条件的住宅可采用低辐射玻璃;缩短窗扇的缝隙长度,采用大窗扇,减少小窗扇,扩大单块玻璃的面积,减少窗芯,合理地减少可开启的窗扇面积,适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。  (4)设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次,这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透,减少外墙、外窗的热耗损。在住宅中,将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来,外门设防风门斗,防止冷风倒灌,楼梯间设计成封闭式的,对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。屋面节能  在不断改进建筑外墙、外窗的保温性能后,还必须进一步加强屋面保温隔热的研究。屋面节能措施的要点,其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料,以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果,如选用吸水率较高的保温材料,屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在,高效保温材料已经开始应用于屋面,一些建筑的屋面保温,采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法,就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品,不仅适用于具有平面的屋面,也可用于带有曲面的屋面,其保温工程更可显示出它的优越性。其主要技术指标,表观密度为110~150kg/m3;导热系数为04~06W/m·K;蓄热系数为90~11m2·K。抗压强度大于2MPa;吸水率小于01%;蒸汽渗透系数为18×10-7g/Pa[5]。这些指标充分体现了膨胀珍珠岩密度较小,导热系数较低,而且吸水率和蒸汽渗透系数也都很低。这是保温性能好的材料所必须具备的。2001年已经在西宁污水处理厂的数百平方米屋面工程中使用,收到了好的技术经济效果。利用太阳能  地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消费量的1500倍。而在现有技术、经济条件下可供开发利用的太阳能,只占理论资源量的很小一部分。据美国能源部评估,1990年美国太阳能经济可开发资源量约为22Mtce/年,仅为技术可开发量的6%。所以,太阳能的开发利用有巨大的潜力。太阳能作为一种可再生的洁净能源,是建筑上很具有利用潜力的新能源之一。太阳能在建筑上的利用方式主要有,被动式太阳能采暖、太阳能供热水、主动式太阳能采暖与空调、以及太阳能发电等等。我国太阳能资源丰富,陆地每年接受的太阳辐射能,相当于4×1012tec,2/3国土面积的太阳能总辐射量超过6MJ/m2[6]。如果将太阳能源充分加以利用,不仅有可能节省大量常规能源,而且有可能在某些区域完全利用太阳能采暖。夜间通风  夜间通风方法的原理是在夜间引入室外的冷空气,通过冷空气与作为蓄热材料的建筑维护结构接触换热,冷却建筑材料,达到蓄冷目的。在夏季,为了获得舒适的室内环境,则需要空调供冷系统。而此时,因为夜间的室外空气温度比白天低得多,所以夜间室外冷空气则可以作为一种很好的自然冷源加以利用。严格地说,只要室外空气温度低于室内空气温度,此时的室外冷空气就可视为可利用的自然冷源。

绿色环保从我做起。每个人都应该保护环境

你自己在网上无了解下(电气工程)吧~找下你自己的写作思路吧~

绿色能源的论文

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绿色环保从我做起。每个人都应该保护环境

环保发电仪随着人们环保意识的不断增强,各种各样的环保产品和替代能源也是曾出不穷。一、旋转门发电每个大酒店门口都有一个旋转门,人们进进出出都要转动它,那为什么不把这推动旋转门转动的动能转化为电能储存起来呢?既可以作为夜间灯光的能源,又可以用来防备不时之需。对于那些生意兴旺的酒店来说,每个月的电费都可以省个七八十元,而小餐馆也可以多买些柴米油盐酱醋茶什么的。这些白来的钱既不犯法,又保护了环境,何尝不要呢?我觉得这种发电器应该得到推广,应该每一家酒店都装上,这不仅是为了酒店自己,还是为了我们美好的地球。因为这种发电器不排放二氧化碳,建造也不会消耗大量的材料,只会为全国省下千万度电来,为我们美好的地球增添绿色。二、下水道发电每栋大楼都会有一根长长的下水道,而在这普遍又普通的东西里又可以干些什么呢?我说:还是发电。思路来自于那三峡大坝巨大的发电量,水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处,将其中所含之位能转换成水轮机之动能,再藉水轮机为原动力,推动发电机产生电能。利用水力推动水轮机转动,将水能转变为机械能,在水轮机上接上发电机,随着水轮机转动便可发出电来,这时机械能又转变为电能。下水道有一个优势,就是深度大,底部压强大,容易推动水轮机转动,也避免了堵塞的隐患,而用水又是经常的事,这发电量可想而知,不但楼道灯的电费免了,连电梯的费用也几乎没了。而且水力发电是再生能源,是一种取之不尽、用之不竭、可再生的清洁能源,对环境没有半点损害,所以我们可以家家户户都安上它。如果这两种发电器得到推广并使用,那么全国就会有上百万度的电省下来,有上万次停电会被避免,有上万吨煤可以减少燃烧,上千吨二氧化碳可以不被排放,地球的负担就大大减少,我们的未来就会充满绿色。

绿色能源期刊

《绿色建筑》杂志主要栏目:“绿色聚焦”—— 绿色建筑行业重大事件、热点话题及封面所刊人物或个案新闻为专题报道对象,及时报道国际绿色建筑领域前沿最新动态;“绿色人生”—— 生态节能、绿色建筑名家、企业家、杰出绿色建筑设计师、工程师、环保者的人生历程;“生态足迹”—— 生态规划、能源规划、资源环境保护的全面展示;“绿色创想”—— 绿色建筑设计、技术及产品设计的深入剖析;“绿色地产”—— 优秀绿色、生态、科技地产项目的权威解读;“绿色能源”—— 绿色、可再生能源技术、产品设备的专业剖析;“绿色通道”—— 优秀绿色建筑部品、材料的展示,及与设计开发项目的对接点评;“绿色搜索”—— 第一时节间预报、介绍、评述业内建设立项、工程信息、重要会议和展览详情;“绿色建筑论坛”——坚持创新性、学术性、实践性,提倡科学民主的学术作风,开创思想交流的学术阵地,促进绿色建筑行业国际合作交流,为中国绿色建筑行业知识的普及、发展做出贡献。

是国家电网和德国施普林格(Springer-Verlag)合办的期刊,中国科技期刊D类,14年重点发展的科技类期刊。但是建刊较晚,现在没什么影响力,只有2013年第2期和第3期的2篇论文被SCI检索过,还不是SCI、EI检索或检索源。如果不需要SCI、EI等期刊档次要求,侧重受到国家电网认可,可以投;其地位不如《电力系统自动化》等核心期刊

汉斯出版社《清洁煤与能源》Clean Coal and Energy

海洋能源论文

洋资源开发利用的方法1、耕海牧渔 渤海具有建设世界一流海洋牧场的理想条件。由于有黄河、海河、滦河、等河流的注入,渤海海水中含有较多的有机物质和无机盐,PH值适度。从这个意义上说,渤海属富营养海域。由于水浅,风浪小,各类海洋生物不约而同选中渤海作为自己的“产房”。因此,渤海自古就有“天然渔池”的美称, 海洋生物资源200多种,其中鱼类110多种。 中国的海水养殖技术比较成熟,有些甚至在世界上也占有一席之地。正是由于有成熟的技术作依托,中国水产品产量连续几年居世界首位,对虾的养殖技术、效益指标都居世界前列。对虾年产量过万吨的县都集中在河北省的沿海。2、海滨旅游:我国海岸线曲折绵长,岸外岛屿众多,海岸地貌类型齐全,海岸带南北纵跨三个气候带,自然风光各异,拥有许多旅游价值很高的风景区。我国历史悠久,海洋文化积淀丰厚,海岸带人文景观也非常丰富,概括起来,我国海洋旅游景观大体可分为以下几类

近年来,各国科学家竞相进行太空探索。但一个不可否认的事实是,人类在热衷研究其他星球的同时,对地球本身仍缺乏足够的认识。比如,对我们所居住的地球上的海洋来说,正如一位美国海洋生物学家所说,“我们关于海底的知识还不如对火星的多”。星际探索短期内可能不会给人类带来实质性的好处,而深海中蕴藏的丰富资源却有望在不久的将来为人类造福。  日本在海洋探索方面走在了各国的前列。比如“海沟”号无人驾驶深海探测器,曾在1995年潜入世界最深的马里亚纳海沟,潜深达到10911米。但不幸的是,“海沟”号最终却在日本沿海失踪了。  “海沟”号的生命历程  1986年,日本海洋科技中心开始研制“海沟”号无人驾驶潜艇,于1990年完成设计并开始制造。“海沟”号长3米,重6吨,耗资1500万美元。它是缆控式水下机器人,上面装备有复杂的摄像机、声呐和一对采集海底样品的机械手,是世界上惟一下潜深度达到7000米的探测器。  2003年5月29日,日本科学家利用“海沟”号在日本高知县东南大约130公里左右的海域进行海底调查作业,当时“海沟”号的下潜深度为4673米。由于当年的4号台风已经开始接近这一海域,操作人员当天下午1时29分提前结束调查作业。但是在回收“海沟”号时,工作人员发现不知何原因“海沟”号已无法回到母船的发射架中。1分钟后,海面控制船与“海沟”号的光缆通信和高达3000伏的电力供应突然中断,控制船不得不采取紧急措施。  当天下午4时17分,控制船的卷扬机只回收到了“海沟”号的母船发射架,“海沟”号则因电缆断裂而不知去向。操作人员大吃一惊,连续用方位测定器向“海沟”号发射了3次信号,但控制船没有接收到“海沟”号的任何信号。  “海沟”号上搭载的电波发射器可以连续工作240小时,而电波发射器的发射范围仅在4公里左右。当时由于台风已经接近该海域,控制船上的操作人员推测认为,“海沟”号没有反应,可能是它受海浪冲击与控制船距离已经超过了4公里的范围。  此后,日本海洋科学技术中心决心找回“海沟”号,并进行了一个月的搜索,但一无所获。直至当年6月30日,日本方面才向外界公布了“海沟”号失踪的消息。日本海洋科学技术中心于当年7月4日开会研究后认为,在大片海域中即使动用声呐仪也不可能找到久已失去联系的“海沟”号,于是宣告搜索结束。  “海沟”号失踪使不少科学家痛心不已。对日本的深海科研来说,这次的损失无法估量。一些科学家甚至将“海沟”号比作航天界的“哥伦比亚”号。他们认为,这个价值5000万美元的探测器是独一无二的,它的失踪对科学研究是一个重大损失。  到深海去看看  大海正以自己特有的魅力召唤着人类。“海沟”号的失踪并不能阻止人类进行深海探测,正像“哥伦比亚”号失事不能阻止人类的航天事业一样。  今天的人类正面临着人口、资源和环境三大难题。随着各国经济的飞速发展和世界人口的不断增加,人类消耗的自然资源越来越多,陆地上的资源正日益减少。为了生存和发展,人们必须寻找新的物质来源,海洋应当是首选。因此一些科学家认为,深海给人类带来的利益要比那些耗资庞大的太空计划实惠得多。  此外,深海生物新物种的发现,在探索生命起源方面具有重大意义。  深海探测中的技术问题  在短期内,人类乘坐潜水器潜入深海还不太现实。因为在海洋中,每下潜100米就增加10个大气压,几毫米厚的钢板在1万米洋底就像大气中的鸡蛋壳一样易碎。为了克服这些障碍,从事深海探测的大部分科学家都已从有人驾驶潜水器转向机器人潜水器的研究。现在,称为“遥控潜水器”(ROV)的有绳潜水探测器和小型的计算机控制蓄电池驱动潜水器(AUV)可以由任何合适的船只操纵。此外,它们的造价也比较便宜,而且不会给操纵它的人带来任何危险。  另一种可能解决的方案是开发出能取代适于海洋最深处压力的船壳。美国海军已成功试验过利用新型的陶瓷材料制成有浮力的深潜船壳,这类船壳具有人乘坐时所需的安全可靠性。目前这种陶瓷材料的数据资料已经解密,此举必然会促进其商用开发。  而对于潜水器的浮力材料,不仅要求它能承受住巨大的压力,而且要求它的渗水率极低,以保证其密度不变,否则机器人就会沉入海底。在高压环境下,耐高水压的动态密封结构和技术也是水下机器人的一项关键技术。机器人上任何一个密封的电气设备、连接缆线和插件都不能有丝毫渗漏,否则会导致整个部件甚至整个电控系统的毁灭。  由于无线电波在水中的衰减太快,所以在水中不能使用无线电通信、无线电导航及无线电定位系统。“海沟”号与控制船之间就是利用光缆进行通信的。由控制船发出的信号以及由“海沟”摄像机拍摄到的实时图像信号均可通过光缆传输,操作人员可观察监视器上的图像,在控制船上对“海沟”号进行操作。  这些技术问题如能得到彻底的解决,海底这块最后未开发的“处女地”必将得到很好的开发和利用。届时,人类面临的一些社会问题也可有望迎刃而解。我们企盼着这一天的到来。(曲笑)  大洋探秘从海洋中探索生命的奥秘  记日本海洋科学技术中心 曲国斌  海洋被称为地球上最后一个未开拓的疆域,她不仅可以为人类提供“取之不尽、用之不竭”的能源,而且还是人类探索生命奥秘的绝好窗口。位于日本横须贺市海滨的日本海洋科学技术中心就是一所专门从事这一科研活动的规模最大的机构。  从开发资源到进一步了解地球  日本海洋科学技术中心成立于1971年,30年来它走过了3个发展阶段。日本在20世纪70年代初设立这所科研机构的目的在于开发海洋大陆架资源。它通过实施“海洋计划”开发出了可在300米的深海的高水压、黑暗和低温等严峻条件下进行作业的技术以及潜水技术和潜水系统等。80年代,为展开对深海及海洋微生物的研究,它研制了有人潜水考察船“深海2000”号、海中作业实验船“海洋”号、3000米级无人潜水器“海豚3K”号等。到90年代,它开始在世界范围内展开对海洋的全面考察和研究,为此建造了6500米级潜水考察船“深海6500”号、深海考察船“海岭”号、万米级无人潜水器“海沟”号、海洋地球考察船“未来”号、深海巡航探测器“浦岛”号,最新研制的工具是远程航行型自律无人潜水器“AUV”等。  1998年,日本海洋科学技术中心制定了新的“海洋开发长期计划”,提出“进一步了解地球”的目标,并设定了五大研究领域:揭示海洋和气候的变化机制、调查海洋海底的动态、探索海洋生态系、解析地球系统及研究新的海洋开发技术等。其中提出,21世纪的重要研究目标之一就是“探索地球生命的起源”。为此,海洋科学技术中心还启动了“深海生态环境”和“深海地球钻探计划”两个研究项目。  发现地下生物圈  1977年,美国的“阿尔宾”号潜水考察船最早在太平洋上的加拉帕戈斯岛附近2500米深的海底发现了热水(温度高达90℃)喷出孔周围存在着“热水喷出孔生物群落”。以此为契机,1984年,日本海洋科学技术中心使用“深海2000”号在距东京不远的相模滩1200米海底深处也发现了热水喷出孔生物群落,其中有在壳质形成的栖管内生活的虫类以及蜗牛、贝纲、甲壳纲、多毛纲、海葵目等的多种生物。据研究,这些动物不依赖光合作用,而把从地球内部喷出的硫化氢和甲烷等还原性低分子化合物作为初级能源,依靠由以硫酸化细菌、甲烷化细菌等为主的化学合成细菌构成的食物网供应能源。不仅如此,在相模滩及日本列岛附近的日本海沟及南海海沟等处,还发现了“冷水涌出带生物群落”。它们同样是通过化学合成而诞生的生物群落。到目前为止,在日本列岛周围海底,已经发现了18处冷水涌出带生物群落和13处热水喷出孔生物群落。  自从发现了存在于海底的热水喷出孔生物群落之后,各国科学家竞相在太平洋、印度洋和大西洋等海域寻找深海生物。结果发现,这种热水喷出孔生物大多生存在地质构造上是活动着的海岭的两侧。而且,它们之间还有某种共同之处。在考虑到海底扩大的不连贯性和海底扩大的历史过程等因素的基础上,科学家对热水喷出孔生物群落的生物地理学特征进行了比较,结果提出如下假说:“生活在大西洋的热水喷出孔生物群落里的生物是从东太平洋派生出来的,而最有可能的传播路线可能就是东南印度洋海岭和西南印度洋海岭。”  1996年,日本海洋科学技术中心使用无人探测器“海沟”号又在世界最深的海域———马里亚纳海沟查林杰海渊深度约1万米处采到了海底泥沙的标本,从中分离出来大约3000株微生物,并发现了新的微生物种类,如在1000个大气压下能够生存的超喜压性细菌、超好热性细菌、可制造有用酶的蛋白质分解酶及新的糖质分解酶的微生物等。  2000年8月,日本海洋科学技术中心使用深海考察船“海岭”号又在印度洋的中央海岭、东南海岭和西南海岭的交接处(南纬25°19′10〃、东经70°2′24〃,水深2420米)发现了热水喷出孔生物群落,共有20多种生物,其中许多都是第一次发现。这表明,即使在深海海底那样的极限环境里,也存在着多样性的生物世界。科学家们设想:地球诞生初期的微生物有可能不受外界干扰而照原样生存下来;既然海底地壳下这样严酷的环境中还有生物生存,那么,在火星等星球上也会有生命存在;如果热水喷出孔生物是适应地球诞生初期高温环境的生物的话,那么,这就有可能使我们解开地球生命起源的奥秘。  进一步探索地球生命的起源  海底堆积着各种各样的物质层,保存着有关地球的各种历史资料,由此也可以了解地球气候的变化过程。根据迄今为止的研究,80万年来,地球上曾经有过多次超过现在的高温(40℃)和寒冷(-40℃)的时代。而从1万年前开始到现在,地球在气温上处于“异常的稳定期”。更有意义的是,上述谈到的“地下生物圈”,正是探索生命起源的绝好场所。把它与地球外行星上的生命现象进行比较,将加深人类对生命、对自身的了解。  日本海洋科学技术中心为此进行超临界水中的氨基酸聚合观察实验、微生物在超临界水中的溶解实验、压力生理学实验等。科学家们发现,色氨酸能够使酵母菌在高压环境(250个大气压~300个大气压)下安然无恙地生存、发育,高等生物细胞(HeLa细胞)在400个大气压下会大大改变其骨骼形态等。  为了进一步探索地球生命的起源,日本将从2003年起,与美国联合实施“统一国际深海地球勘探计划(IODP)”。为此,日本建造了“地球”号地球深部勘探船,并于今年1月在三井造船公司冈山公司厂举行了“进水式”。这条船长210米,宽38米,高116米,深2米,吃水6米,排水量约6万吨,船员150名,能够从海底向下钻探达到5公里~7公里(这是地壳到地幔的最短距离)处的地幔。  为了实施这一国际性研究活动,日本海洋科学技术中心设立了“深海生物风险中心”,开发了“深海微生物实验系统”,其中包括地壳岩芯标本的防止微生物污染技术、地壳岩芯及岩石标本的微生物解析法、微生物分离法和培养法等技术。人们对这个计划寄予了极大期望,期待着能够在揭开生命起源之谜等方面获得进展。

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