向海洋要淡水

高風(fēng)

海水又苦又咸，而淡化海水成本高昂，這是眾所周知的事實(shí)。人類應(yīng)該怎樣向大海要淡水？人類能不能像開采石油那樣從海底開采淡水？答案是肯定的。在一望無際的大海中確實(shí)存在淡水資源，我國前些年曾在浙江省舟山群島附近海域打出了一口淡水井，此舉開創(chuàng)了我國海底探水的先河。

海底淡水資源豐富

海洋中的淡水主要有極地冰山、“海底噴泉”、“化石淡水”等形態(tài)。在陸地淡水資源日益匱乏的情況下，“海底淡水”無疑給人類帶來了福音。

目前，科學(xué)家已在海底發(fā)現(xiàn)了多處淡水資源，而且數(shù)量驚人，例如在希臘東南面的愛琴海海底有一處涌泉，一晝夜能流出100萬立方米的淡水，那里的人們將泉水與海水分開，用冰凍水灌溉土地。

在美國佛羅里達(dá)州和古巴之間的海面上有一個(gè)直徑30米的淡水區(qū)，水色、溫度與周圍海水皆異，人稱“淡水井”，每秒大約能噴出約4立方米的淡水。在我國福建省古雷半島東邊有個(gè)萊嶼，距該島500米的海面上也有一個(gè)淡水區(qū)，人稱“玉帶泉”。這些就是“海底噴泉”，其離岸不遠(yuǎn)，海底含水構(gòu)造與陸地含水構(gòu)造相連，噴出的淡水由陸地補(bǔ)給，由于地下水露頭很低，在海面以下，所以水頭壓力很大，形成“海底噴泉”。專家分析，這種情況多存在于一些大河河口處，由第四紀(jì)晚更新世的下切古河道充填的沙礫層是與陸地連通的含水層，往往在活動(dòng)斷層穿過的地方形成淡水露頭。像這樣的“海底噴泉”在美國發(fā)現(xiàn)了200多處，在我國沿海地區(qū)的近海也發(fā)現(xiàn)了幾十處。

此外，在海底海相與陸相交互的地層中，陸相地層也有淡水層保存，它們一般與陸地含水構(gòu)造不連通，也沒有露頭，成為封存的“化石淡水”。

近年來，俄羅斯海洋學(xué)家探測(cè)也表明，全球大洋底部淡水資源豐富，其蘊(yùn)藏量約占海水總量的1/5。除了上述列舉“海底淡水”的例子，墨西哥尤卡坦半島，巴林附近的波斯灣，包括智利、夏威夷、關(guān)島、美國薩摩亞群島和澳大利亞在內(nèi)的環(huán)太平洋多個(gè)地區(qū)，以及西班牙、法國、意大利、希臘、敘利亞、黎巴嫩、以色列和利比亞岸外的地中海等海域均發(fā)現(xiàn)淡水資源。

相關(guān)研究表明，在我國第四大河流珠江河口，其海底淡水資源的儲(chǔ)量在12億～16 億立方米，天然補(bǔ)給量每年可達(dá)40 萬立方米。此外，我國還發(fā)現(xiàn)了大連灣“海中龍眼”泉、大黑石海底淡水泉、小拉樹房淡水泉、粵東韓江河口南澳島澳前灣海灘上的“宋皇井”、汕頭南澳縣深澳鎮(zhèn)的“海泉群”、汕尾龜齡島淡水泉、珠江口橫琴島海漫灘上的甘甜淡水、北海潮間帶淡水泉等。

淡水成因沒有統(tǒng)一答案

那么，海底淡水是從哪里來的呢？有關(guān)專家認(rèn)為，在很久以前的地質(zhì)歷史時(shí)期，現(xiàn)在的一些海底原來可能是陸地，陸地上眾多的河流和湖泊為形成地下含水層創(chuàng)造了有利條件。在歷經(jīng)海陸變遷后，其中的水分可被原封不動(dòng)地保存下來。根據(jù)麥克拉倫的“冰川控制說”，現(xiàn)今的大陸架是在第四紀(jì)冰期的低海平面時(shí)期大陸邊緣陸地受侵蝕和堆積的產(chǎn)物。陸地水系通過地下含水層向大陸架海域或陸緣盆地邊緣延伸，使地表淡水直接成為海底淡水的補(bǔ)給源，此即原生海底淡水。在地質(zhì)歷史中，海平面多次升降，造就多期規(guī)模巨大的埋藏古河道系統(tǒng)，形成多層原生海底淡水層。另一方面，海底含水層中的原積咸水在自然條件下，經(jīng)地下水質(zhì)點(diǎn)的彌散作用和對(duì)流作用可自發(fā)淡化成淡水，成為海底淡水的次生源。

近年來，各國科學(xué)家經(jīng)過艱辛探索，提出不少解釋“為什么咸澀的海洋中卻蘊(yùn)藏了豐富的淡水資源”的相關(guān)理論。滲透理論認(rèn)為，海底淡水來自陸地。海洋中每年有33萬立方公里的海水被蒸騰化為雨雪降到陸地上之后，一部分滲入地下，遇到不透水的巖層便形成蓄水層，如果蓄水層靠近大海，淡水就有可能透過海岸流入海底的巖層中。凝聚理論認(rèn)為，地面上的淡水滲入海底只能達(dá)到一定界限，但實(shí)際上在這一界限以下仍有淡水，顯然這些淡水不是來自陸地，而是由空氣中的水蒸氣凝聚而成。巖漿理論認(rèn)為，地球深處存在的放氣帶釋放出數(shù)量驚人的氣體，其中大量的氧氣與氫氣結(jié)合便形成了巖漿水。沉降理論則認(rèn)為，地下水的起源與海底沉積物的沉積過程相聯(lián)系，海水中攜帶的大量泥沙一層層地沉積在海底，下層的沉積物在重力的作用下把水分?jǐn)D出來，被擠壓的水又隨沉積物的下降被帶入地層深處，于是形成了地下水。

不過，截至目前，關(guān)于海洋中的淡水到底是如何形成的，科學(xué)界仍然沒有統(tǒng)一的答案。

開發(fā)利用前景可觀

我國曾在浙江省舟山群島附近海域打出了第一口淡水井，雖然水中氯離子含量偏高，每升水含有400～600毫克，口感有點(diǎn)澀，但水質(zhì)非常接近飲用水標(biāo)準(zhǔn)，堪稱“真正自然的礦泉水”。此舉開創(chuàng)了我國海底探水的先河。

整個(gè)舟山群島的缺水量達(dá)1.6億立方米，周邊404個(gè)島嶼用水主要依靠小水庫、海水淡化、從大陸運(yùn)水，其中海水淡化提供的水源占了大部分。但目前海水淡化成本很高，每噸水約需要4元人民幣。早有專家指出，如果缺水城市全部調(diào)水，將帶來水資源的根本枯竭。此外，只要引水量超過河流量的40%，勢(shì)必引起泥沙淤積，河道堵塞，破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。

因此，我國在浙江舟山群島附近海域打出第一口海底淡水井，也為解決沿海地區(qū)淡水緊缺問題提供了一種思路。

其實(shí)，人類向海洋要淡水的行為可追溯到1498年。當(dāng)年，哥倫布率領(lǐng)的航行隊(duì)在奧里諾科河口海域中意外獲得淡水，解決了船上斷水危機(jī)。世界上首次實(shí)現(xiàn)的海底工業(yè)化取水發(fā)生在法國。2003年法國納菲雅水公司在意大利芒冬和凡蒂米之間把一個(gè)郁金香花形的不銹鋼管固定在海床上，讓海底36米深處的淡水沿管道噴射出海面，傾瀉進(jìn)一個(gè)花冠形容器中，而后再用管道輸送上岸，水流量可達(dá)100升每秒。

淡水資源緊缺是當(dāng)今世界面臨的一個(gè)重大問題，而海底淡水具有資源儲(chǔ)量大、水質(zhì)好、無污染的優(yōu)點(diǎn)。如果有一天能夠?qū)ⅰ跋胥@石油一樣鉆淡水”的設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，并對(duì)海底淡水資源合理開發(fā)，那么將有助于緩解近海島嶼和沿海城市淡水資源緊張的狀況。