前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的西太平洋對深海研究作用分析，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
1 引言
深海以其廣闊的空間、豐富的資源和特殊的政治地位日益成為各國關注的重要戰略區域。深海研究不僅支撐著國家發展的戰略需求，還同時孕育著地球系統科學新的理論革命。20世紀后半葉，深海科學研究的突破性進展對地球系統科學的發展影響深遠。其中，板塊構造理論的確立、氣候變化周期的發現與古海洋學的建立、深海熱液活動和深部生物圈的發現、大洋環流理論的提出等，都對地球系統科學的發展產生了革命性的影響。21世紀深海研究繼續保持著海洋科學的前沿地位，并有可能在海洋各圈層相互作用關系與過程機理、海洋極端環境與深部生物圈、地球深部動力過程與巖石圈演化等方面孕育著新的重大理論突破。
我國瀕臨西太平洋，西太平洋及其鄰近海域是我國國家需求極為迫切的關鍵區域。中新生代以來中國東部大陸的構造活動和礦產資源分布、邊緣海的形成演化與油氣盆地的形成、地震的發生等都與西太平洋海底板塊俯沖密切相關；西太平洋活躍的構造和流體活動對地球環境變化產生重要影響，并塑造了特殊的深海生態系統，這些弧后盆地的海底熱液活動區與廣泛發育的海山系，使我國科學家可以憑借得天獨厚的地理區位優勢，將其作為取得海洋科學理論突破和國家探尋海洋戰略資源的天然實驗場。
可見，西太平洋及其鄰近海域不但與我國海洋權益和資源開發等國家需求密切相關，也是我國實施由淺海向深海發展戰略和實現海洋強國戰略的必經之地。在該區典型海域進行系統的深海科學探索與研究，將在我國地球科學、生命科學以及環境科學等多方面取得重要突破性進展，并帶動相關高新技術及產業的發展。
2 西太平洋存在重大國家需求
2.1 西太平洋是海底資源的寶庫
西太平洋是現今地球上超巨型俯沖帶發育區，從北太平洋的阿留申海溝，向南過西太平洋的日本海溝、馬里亞納海溝，并一直延伸到南太平洋新西蘭南部的普伊斯哥（Puysegur）海溝，貫穿南北。由于西太平洋的板塊俯沖作用，在西太平洋邊緣向陸一側發育了占全球70%的海溝-島弧-弧后盆地（溝弧盆）系統，向洋一側發育廣闊的深海盆地和密集分布的海山群。西太平洋這種獨特的地質構造格局和地理環境孕育著種類豐富、儲量巨大的海底資源。鄂霍次克海、日本海、中國東海及南海等蘊藏著大量的含油氣盆地和天然氣水合物資源；沖繩海槽、馬里亞納海槽、馬努斯海盆及北斐濟海盆等發現正在活動的海底熱液系統和巨型熱液硫化物礦床，堆積了巨量的多金屬沉積；浩瀚的菲律賓海盆和西太平洋星羅棋布的海山發育了豐富的鐵錳結核和富鈷結殼資源。這些海底資源是我國國家發展最具潛力的戰略儲備資源。此外，西太平洋海區極為發育的熱液系統和海山系統中還培育了特殊的生態系統和生物群落，可提供獨特的深海基因和酶資源，在醫療、化工等領域具有廣泛的應用前景。
2.2 西太平洋是維護國家權益的焦點
西太平洋豐富的海底資源使海域內、外大陸架之爭成為維護國家根本權益的迫切問題。《聯合國海洋法公約》自1994年生效以來，我國在管轄海域劃界和維護海洋權益方面面臨的形勢十分嚴峻，在我國主張的300萬km2管轄海域中，有120萬km2與周邊國家存在爭議。在東海，我國與日本在海域劃界問題上存在巨大分歧，爭議海域面積達30萬km2；在南海，我國同越南、菲律賓、馬來西亞、文萊在南沙群島全部或部分主權歸屬問題上有嚴重爭端，主張管轄海域面積的70％存在爭議。在菲律賓海，沖之鳥礁的中日之爭烽煙再起。日本2008年11月以沖之鳥礁為由，向聯合國大陸架界限委員會提出太平洋大陸架延伸申請。一旦申請獲準，日本將獲得沖之鳥礁周邊超過40萬km2的海洋專屬經濟區，其海底大陸架面積可增至相當于其陸地面積2倍的74萬km2進而享有海洋資源的開采權。中國則認為沖之鳥礁是“礁”，而非日本辯稱的“島”，不能供人類居住，也無法維持經濟生活，日本設定大陸架沒有任何根據。在這些爭議中，相關國家須向大陸架界限委員會提供科學資料，其精度、可靠性和科學釋義以及是否符合《海洋法公約》的規定成為維護國家權益的關鍵；只有掌握了充分的科學依據，才能使我國在維護國家權益的國際談判中處于主動地位。
2.3 西太平洋是國防安全的屏障
位于第一島鏈和第二島鏈海域之間的西太平洋海域，戰略地位十分重要，歷來是全球軍事活動最敏感的區域之一。有的國家已將60%的彈道導彈核潛艇、60%的攻擊性潛艇、超過一半的航空母艦編隊都轉移到了亞太地區，其軍艦、戰機長期在臨近我國的西太平洋海域、空域飛行偵察，對我國安全構成重大威脅。因此，突破西太平洋第一島鏈已成為捍衛國家海洋安全最重要的戰略布局。詳細的海底地形地貌特征、重力場、磁力場、水聲聲學環境參數及海底聲學物理參數等是艦艇巡戈、潛伏、進攻、通訊、對抗、反擊時必需了解的海洋背景參數，尤其是作為水與沉積物界面的海底淺表層，對于聲傳播過程中反射、散射和損失具有直接影響。總理在2010年政府工作報告中明確指出，國防和軍隊現代化建設要以增強打贏信息化條件下局部戰爭能力為核心；著名軍事專家、海軍少將尹卓認為，局部戰爭最大可能發生的區域就在海上。在未來的海戰中，要確保我軍能夠正確評估作戰態勢、制定作戰方案、發揮武器裝備的最佳效能、進而掌握作戰的主動權，須及時開展未來作戰海區海底綜合參數的調查研究，這已成為十分迫切的戰略任務。
3 西太平洋蘊藏著重大地球系統科學問題
3.1 西太平洋構造體系在全球板塊構造理論中占有獨特地位
西太平洋是全球最著名的匯聚板塊邊緣之一，發育著全球最老的洋殼（1.8億年）和地球上最年輕、最壯觀的海溝－島弧－弧后盆地體系，是全球唯一可以同時觀察到板塊消減與增生的區域。近年來，越來越多的地球科學問題集中在匯聚板塊邊緣［11］，如板塊構造動力學、地震的孕震機制、殼幔物質相互作用、大陸增生模式和海底流體活動等。許多大型研究計劃，如國際大陸邊緣計劃、俯沖帶構造細節計劃、地震帶實驗以及大洋鉆探計劃等均將西太平洋作為最重要的研究靶區［12］。在西太平洋構造體系研究中的核心科學問題是56Ma以來菲律賓板塊俯沖方向和殘留洋脊俯沖的過程和機制問題。解決了這些科學問題就像拿到一把鑰匙，不但可以打開西太平洋巖石圈演化史的大門，還可以為中國東部新生代的礦床分布規律和巖漿活動、巖石圈減薄、郯廬斷裂帶的活動、中國邊緣海和沉積盆地的形成與演化等提供新的視角。#p#分頁標題#e#
3.2 西太平洋弧后盆地熱液系統—獨具特色的海底熱液活動
海底熱液活動是20世紀70年代末期海洋地質領域的重大發現，與其相關的重大資源問題、環境效應問題和非光合作用的“黑暗食物鏈”等生命過程已成為近半個世紀以來海洋科學研究的焦點。作為有機世界與無機世界的結合點，海底熱液系統與其系統內存在的極端生命現象是研究地圈、生物圈、水圈等各圈層之間的物質交換和相互作用的最佳對象。許多科學家預言，深海極端環境與生命過程的研究將是繼板塊理論之后又一全新的重大理論突破。因此，海底熱液活動研究是國際許多重大研究計劃的核心研究內容，成為極富挑戰性且前景誘人的科學研究領域，是美國、歐盟、日本、加拿大和澳大利亞等國未來十年、十五年海洋科學發展的一個重要方向。國際上對深海熱液系統的研究主要集中在大洋中脊區域，如東太平洋海隆、大西洋中脊等，對西太平洋弧后盆地熱液系統研究的廣度相對薄弱。然而，不論是從地質構造背景和巖漿活動等深部過程的角度，還是從環境效應和生態系統的角度看，西太平洋弧后盆地熱液系統與大洋中脊的熱液系統相比，存在明顯差異，具有顯著的特殊性[13]。因此，西太平洋弧后盆地熱液系統研究的核心科學問題就是回答它們與大洋中脊相比其典型特征在哪里？演化機制如何？不同區位的弧后熱液系統之間有什么關聯？
3.3 西太平洋海山系—海底板塊運動的遺跡和深海大洋中“與世隔絕”的生態系統
廣袤的深海平原上分布著雄偉的海山，由于絕大多數的海山是地幔柱和板塊運動的產物，因此往往形成一個由老到新的火山鏈（如夏威夷—帝王海嶺），成為海底擴張和板塊運動理論的有力證據[14]。受海山地形的影響，在海山上方形成一個特殊的環流系統—泰勒柱[15]，泰勒柱將大洋深部的營養物質帶入透光帶，使這里成為一個高生產力區域，是遠洋漁場探索的重點靶區。受流場和地形的制約，海山區域形成了特殊的生物地球化學元素環境并發育著獨特的海山生物物種。因此，對海山系統的研究成為海洋科學又一熱點[16]，并形成了系統的國際海山研究計劃。盡管如此，人類對海山的認識還是相當膚淺，在全球洋底分布的30000多座相對高度超過1000m的海山中，人類探索過的海山僅有324座。西太平洋是全球海山分布最密集的區域，分布著夏威夷—帝王海嶺、麥澤倫海嶺、卡羅林海嶺、翁通—爪哇海臺等著名的海底山脈。這些海山系統記錄了中生代以來太平洋板塊演化重大歷史事件，承載著豐富的軌道尺度及亞軌道尺度古海洋環境演化信息，孕育著特殊的海山生態環境。西太平洋典型海山基底的結構構造、形成年代和漂移軌跡、海山沉積物和環流系統、生物群落組成和生態系統是其中的核心問題。通過對這些科學問題全方位的深入探求，將為中新生代以來中國東部及其邊緣海重大地質事件提供新的線索，同時為我國深海生物和基因資源的開發利用開辟新的通道。
3.4 西太平洋洋流—“大洋傳送帶”冷、暖水系的轉換區
全球大洋90%的水體受溫鹽環流影響，其經向熱輸送對局地和全球氣候變化有明顯影響，有關研究成果也被西方輿論界稱為20世紀的科技新發現之一。而作為經向倒轉環流的一部分，深水環流是各洋盆間熱量、營養和溶解氣體分布的一個關鍵控制因素，其在全球氣候變化中的作用不容忽視。同時，約占全球海水體積30%的深層水團是氣候變化的重要“緩沖器”，海底藏冷效應使得大洋底層水成為一個巨大“冷源”，且大洋底層的化學組成控制著大氣CO2的含量變化。近期有研究表明全球變暖與大洋底部溫度的增加準確對應，深而冷的海水可能對調解全球氣候也起著至關重要的作用[17]。此外，現代氣象與海洋學家也已確認熱帶西太平洋上層海洋對氣候變化影響的時間尺度為2～7年，而對10年以上尺度的氣候變化因素應到深海去尋找。西南太平洋是南大洋底層冷水進入太平洋的關鍵區域，而中北太平洋卻是“大洋傳送帶”底層深水環流的終極點和南極深層冷水上翻轉為上層暖水的樞紐區。因此，第四紀大洋上層與深部水體古溫度變化的耦合關系及其相關的同位素示蹤成為西太平洋區域古海洋環境研究的核心。
4 結語
長期以來，我國海洋科學研究主要集中在中國近海（西太平洋邊緣海），然而大洋中脊—深海盆地—俯沖帶—島弧—邊緣海是一個復雜的相互關聯的系統，西太平洋深海區域研究的相對滯后使中國近海研究的一些關鍵的核心科學問題長期懸而未決。加之由于深海研究的薄弱，導致我國海洋科學在國際前沿領域的外圍徘徊。西太平洋深海研究將為我國海洋科學研究理論水平的整體抬升，支撐國家海洋戰略的科學規劃與實施。
科學有序地進入西太平洋深海研究領域，是實現我國深海研究戰略目標的必要保障。以國家需求為引導、定視角；以解除解決核心問題為主線，定方案；以技術創新為支撐，抓重點。鑒于我國對西太平洋深海資料的嚴重缺乏，需制定一個相應的長期規劃，分階段實施。第一階段是綜合科學考察階段，主要在于注重海洋自然過程和現象的發現，積累資料；第二階段為全面研究階段，主要利用多學科交叉，重點在于機制和機理上的解釋；第三階段為系統集成階段，主要注重規律上的提升和認知，以建立我國海洋學家自主的理論體系。相信利用10年左右的時間，中國的深海科學研究定能奮起直追，躋身世界海洋科學強國之列。致謝：中國科學院海洋地質與環境重點實驗室自2008年開始，組織了全體科技人員進行相對系統的有關深海科學的戰略研討，是本文構思和寫作的重要基礎，在此特別致謝！