三章：无机宝藏

走到海边，用指头沾着海水尝一尝，那股苦咸的滋味会提醒你，海水就是无机溶液，一座流动的富矿。人类从陆地上找到的很多资源，如果与海水中的蕴藏量相比，都会变得不值一提。

然而，资源永远是技术的函数。没有金刚钻，人类就捡不起海水提炼这个瓷器活。直到几十年前，不断翻新的技术才让海水显示出它的资源本质。

一节：化海水为淡水

地球上的水虽然多，淡水只占可怜的2.53%，并且绝大部分封存于冰川，而那里又是无人区。工业革命后，不仅人类总量增加七倍，而且大规模地趋海移动。人口逐渐集中到沿海城市，当地淡水却一直靠内陆维持。

1982年，由于用水告急，天津市不得不实施引滦入津工程，从河北省滦河流域引水入津。为开挖各种渠道与涵洞，最多时有17万人奋战在工地上。然而天津主城区离大海只有几十公里，中间一片通途，却只能望水兴叹。

在中国52个主要沿海城市中，近90%缺水，其中极度缺水就有18个，重度缺水还有10个。沿海地区缺水总量达到177亿立方米，主要集中在天津、河北、辽宁、山东这些北方沿海地区。究其原因，还在于这些地方依靠陆地淡水，并且长年处于干旱。另外，沿海城市海拨很低，不能大规模抽取地下水，否则海水会倒灌入内陆地下水系统。

如果按质量计算，海洋给予人类最大的物质资源就是水本身！使用它的方式便是海水淡化。如今，阿联酋几乎所有饮用水都来自海水淡化，以色列也有70%的饮用水来自大海。在意大利的西西里岛，海水淡化已经提供了四成的饮用水，当地居民有500万人。不过，这些都是不到千万人口的小型经济体，如果是数千万人口的沿海国家，海水淡化还不能供全民使用。

中国海水淡化工程正是从缺水的天津开始。最紧张时，天津曾经从北京密云水库临时调水，但是北京也很缺水，无法长期支持天津。1974年，国家为解决天津缺水问题，召开全国海水淡化科技工作会议，工业规模的海水淡化厂也是从这次会议开始建设。

现在，天津发展成全国海水淡化规模最大的城市，每天生产淡水三十万吨，保障了滨海新区五分之一的用水，而此地提供了天津六成经济总量。

北京市也制定计划，未来将从河北省曹妃甸工业区输送淡化海水，最终实现每天300万吨的产能。2019年北京日用水量就是320万吨。如果这个海水淡化工程完成，加上其他水源，基本满足这个北方最大经济城市的用水。

中国有450个岛屿有人居住，海水淡化是当地头号水源。对沿海城市来说，目前还只是第二水源，比例远低于内陆淡水供应。但如果曹妃甸这种规模的淡化工程能够普及，海水淡化将成为沿海城市第一水源，节省下大量陆地淡水资源。

海水淡化需要很多能源，是取用淡水时能耗的十倍以上。意大利都灵理工大学能源部发明了一种仿生学装置，漂浮在海面上用毛细管吸收海水，自动将淡水和盐分离。全程不使用机械系统，不消耗能量，每平方米每天产生二十公升淡水。

中科院宁波材料研究所用水稻秸秆制造成光热蒸馏器，每平方米每天可提供三个人的饮用水，使用的能源就是太阳能。

这些方式不能大规模产水，但可以用于小型居民点，海上科研站。甚至可以配备在救生船上，让海难中的遇险人员直接从海水里获取淡水。

二节：冰山也是资源

2000年3月，一座名叫B15的冰山从南极洲罗斯冰架上断裂，飘进海洋。它的面积达到惊人的1.14万平方公里，是人类观测到的最大冰山。1.14万平方公里有多大？差不多能把天津市区，加外四郊五县都包括进去。

南极冰川冻结了地球上72%的淡水，由于重力作用，这些冰川从数千米高的内地往海边压下来，前端探入海洋形成冰舌。一旦断裂，就形成南极特有的桌状冰山。海面上几十米，海面下几百米，方圆能按平方公里计算。

这些冰山在南极附近被海流和风所推动，兜兜转转，最后融化在海水里。寿命可能有几年，十几年，有的甚至存在几个世纪。把它们拉到人类所在地，不就是很好的淡水资源吗？以“B15”为例，后来这座冰山分裂成两块。代号“B15A”的那块，蕴藏的淡水够英国用60年，另一块也够美国用5年。

然而打开地图后就会发现，人类工业地带和人口密集区都在北半球，距离远不说，还隔着很多岛屿和陆地。所以，能用上这些冰川的只有南美沿海、南部非洲沿海和澳大利亚。沙特阿拉伯曾经打过冰山的主意，想把它们拉到吉达港融成淡水。但是成本太高，没有商业化。

不象内陆淡水，南极冰山是无主资源。把它们运到目的地，运费就是主要成本。中国学者进行过成本分析，以一亿立方米的冰山为目标，以每小时三公里的速度拖到波斯湾，扣除沿途融化部分，淡水价格只有海水淡化的25分之1。所以，这笔生意完全能做！

从技术上讲，托运前要选择冰山的形状，长条形冰山容易在腰部折断，导致运输失败，过于方正的冰山，行驶时又会增加海水阻力。至于什么是最佳形状，目前还没有实践中得出的结论。

目标冰山的位置也要选择，离南极大陆越远，离供应目标就越近。拖运冰山通常要几个月甚至一年，距离缩短几百公里都是优势。另外，冰山在海面下的部分高达几百米。进入狭窄水道或者宽大的浅海会搁浅，这个因素也需要考虑。

至于拖动技术，目前有几种方案。有人主张直接用船上的钢索拖拽，也有人主张在冰山上装电力推进装置，由船载核电站供电。

万事俱备，只看需求。南极洲对面各地当中，南美有人口，但经济规模有限，他们还有亚马逊大河供水。澳大利亚是发达工业国，但人口有限，对淡水也没有迫切需要。海湾国家又富又缺水，无奈就是太远。

综合各种因素，南部非洲反而是最大的潜在市场。这里是全球人口增长最快的地区，从现在起到2050年，非洲还要增加13亿人口，他们都需要淡水！同时，很多非洲国家都在工业化，经济增长率达到每年十个百分点，不亚于曾经的中国，这也使得他们在将来有条件为冰山付费。

当然，拖动冰山之前，最可能实现的是贩卖南极冰块，将无污染的南极冰直接放入冷冻船，运到发达地区，成为酒店餐馆的配料。

三节：海水可以直接用

凡尔纳曾经写过一个科幻故事，名字叫《大海入侵》。在小说里，人类开挖运河，将地中海的水引入撒哈拉沙漠，这是直接利用海水的科学畅想。虽然撒哈拉工程从未开展过，但是人类直接利用海水，而不是将海水淡化后再使用，积累起来的水量也能灌满几片沙漠。

过去两百年来，内地居民纷纷离土离乡，到沿海城市工作。这种趋海移动积累到今天的一个结果，就是中国人均淡水占有量每年2220立方米，大部分沿海城市都低于每年500立方米。所以，沿海城市对直接使用海水有刚性需求。

在城市用水中，百分之七八十属于工业用水。而在工业用水中，冷却水又占百分之七八十。综合下来，一半以上的城市用水消耗在冷却上。为什么不直接用海水？是的，很早以前人们就用海水进行直流冷却。也就是把海水引入工厂设备进行冷却，然后直接排入大海。由于冷却过程携带污染物，这种方法造成近海环境严重污染，已经基本废除。

目前，工业上主要利用海水进行循环冷却。将冷却塔流出来的温热海水储存起来，降温后再通入冷却塔，循环利用，取水量降到以前的百分之几。

在市民生活用水中，35%用来冲厕所。现在的下水管道多使用陶瓷和塑料制品，耐腐蚀，冲厕也可以使用海水。在香港，八成人口用海水冲厕所，每年节省18%的淡水。在沿海城市，景观用水和道路清污用水也纷纷改成海水，这两个领域也是用水大户。

而在工业领域，洗涤、制碱、印染等行业都是用水大户。工业生产迟迟不能用海水，是因为盐份太高，腐蚀机器设备。然而，用新材料对机器设备进行改造，减少腐蚀，海水不就可以直接用了吗？顺着这种思路，上述行业也正在加大海水使用量。

如此看来，海水直接利用大有可为。无论沿海工厂取用多少海水，周围海水都会自动补充过来。与淡水相比，海水取用量接近无限。只是因为排污考虑，才不能无限量取用。然而，工业上使用淡水也会造成水污染，两者在环保处理方面几乎没有区别。

如果海水直接利用大规模铺开，不仅沿海地区节约了淡水，某些大量用水的工业企业还能从内陆迁过来，间接节约内陆淡水资源。然而，目前制约海水直接利用的除了技术因素，还有价格因素。

沿海城市兴建多年，供水系统从整体上就以利用淡水为主。如果改成利用海水，需要对管网进行大规模改装。特别是很多工业企业，都要改装给排水系统，这笔费用非常庞大。

另外，象“南水北调”之类的工程由国家出资，以公益形式兴建，导致淡水费用低廉，居民和企业更愿意使用淡水。而海水直接利用从一开始就由市场定价，难以和淡水竞争。

这种价格体系导致资源供求关系被扭曲，但也不能一步调整到位。需要在较长时间里，逐渐把淡水成本计入价格，让水价上涨，促使人们更多地使用海水。

四节：海盐之利

过去天津有句老话，“金宝坻，银武清，不如宁河一五更（JING）。”这句话是用来形容当地长芦盐场的价值。宝坻和武清是天津的两个富裕县区，都能进入全国百强县。然而，他们都比不上宁河盐工半夜起来收海盐的效益。

长芦盐场横跨天津与河北，年产海盐占全国四分之一。此外，中国还有东湾、莱州湾等著名盐田。浙江甚至有个海盐县，以“海滨广斥，盐田相望”而得名。

与趋海移动相似，人类吃盐也是先用陆盐，后用海盐。通过加热高卤水取得盐，是很多内陆帝国的经济命脉。然而，直接把海水引入滩涂，靠风吹日晒蒸发取盐，大大节省燃料费用，也不需要钻井提取卤水。所以，海盐最终取代陆盐，成为餐桌上的主流。

不过，要是根据用量来计算，盐最大的用途不是吃，而是充当工业原料，被称为化工之母。人类通过盐来制造盐酸、烧碱、纯碱和氯气，再把这些原料用于陶瓷和玻璃的生产、日用化工、石油钻探等等。所以，盐是现代工业的重要物资。光是制造烧碱和纯碱的用盐，就达到食用盐的八倍。

1914年，中国实业家范旭东便是从海盐起家，进一步创办碱厂、硫酸铵厂，成立化工实体“永久黄集团”，成为民国时代四大实业家之一。

从化学角度讲，盐并非只指氯化钠，而是所有金属离子或铵根离子与酸根离子结合的化合物。海水除了能提取氯化钠，也能提取其它盐类，包括氯化镁、硫酸镁、碳酸镁等等。氯化镁可以用于食品工业，加工面粉。用硫酸镁制造的水泥具有良好的防火性、保温性和耐久性，硫酸镁还是重要的镇静剂。其它盐类制品也都有重要的工业用途或者医学用途。

人们用海水晒盐时，先得到粗盐，剩余的苦卤水就用来提取其它化工原料。中国每年在海盐制取中产生两千万立方米的苦卤水，是重要的化工原料。

虽然科学家很早就弄清了海盐的成分，但是以海盐为原料的化工业在20世纪60年代才发展起来。

海盐以海水为原料，不管使用多少，周围海水都会补充过来。如果把海洋中的盐都提取出来，有5亿亿吨之多。与人类现在这点取用量相比，算得上取之不尽，用之不竭。以盐为原料的重化工业，有很多分布在沿海城市。从海水中提取盐类，减少了运输成本。

早在2005年，中国就成为全球头号海盐生产国，现在已经占到全球海盐产量的三成。建国初期，中国不仅缺盐，而且盐类化工业规模小，近9%的盐供食用。1987年，工业用盐超过食用盐。现在，两者比例已经倒转过来，工业用盐接近90%。

所以，海盐已经成为国民经济的又一个重要命脉。

五节：海水直接提取

除了使用海盐或者海盐业的副产品，海水还能直接提取很多有用原料。特别是海水淡化行业，到现在对水的提取率都没超过50%。浓缩后的海水要作为废料排回去，既污染又浪费。所以，人们开始打起海水直接提取的主意。

镁在海水中的比例仅次于氯和钠，镁的各种合金广泛运用于航空航天和精密仪器上，是重要工业原料，人们很早就研发海水提镁的工艺，主要方法是把海水与石钟乳混合，生成氢氧化镁，再进行提炼。

中国科学家袁俊生带领团队研制出“改性沸石”，用它制造成分子筛，可以从海水中提取钾，富集率达到以前的200倍。用这些原料制造钾肥，质量已经达进口优质钾肥的标准。

溴是海水中的另一种资源，以前主要通过蒸溜法提取，效率低下。中国科学家吴丹等人发明鼓气膜吸收法，可以提取海水中90%以上的溴。

锂是重要的电池原料。相比其它金属，锂可以储存更多能量。每年全球为了制造锂电池，人消耗16万吨锂。随着新能源车的普及，这个数量还会在十年内增加近十倍。

全球海水中储存着1800亿吨锂。不过看上去很多，但是浓度才百万分之0.2。而且，锂和钠的化学性质接近，钠在海水中的比例远多于锂。所以，目前各种提取方法都导致产生的钠远远多于锂。

美国斯坦福大学崔屹领导的团队在电极上涂覆二氧化钛，让锂离子更容易透过这层薄膜进入电极，并且分离也比钠要慢。经过多次循环后，可以将钠和锂的比例提高到1：1，有了工业化生产的价值。

2018年，中国南京大学的团队使用选择性固体膜，成功地从海水中提取出锂。这个过程通过太阳能电池板完成，大大节省能耗，也让海水提锂朝实用性迈进了一步。另外，铷和铯等重要的金属都可以从海水中提取。

核电以铀为原料，陆地铀矿已经不堪开采，人们便尝试从海水中提取。英国和日本都有此类研究。2018年，美国一个研究团队使用丙烯酸纤维，将海水中的铀吸附在上面。改变条件后，这些铀还会从材料上分离出来。一公斤丙烯酸纤维就能从海水中分离五克铀。

1970年，华东师范大学科研组率先从海水中提取到30克铀。目前，这些实验的成本都高于陆地铀矿，但是前景看好。陆地铀矿只集中在极少数国家，而世界上很多国家有海岸线。一旦海水提铀技术取得突破，象日本这样的国家都可以自产核燃料。

浓海水是海水淡化工业的废料物，同时也是上述工业的原料。所以，这些工业就围绕着海水淡化业建立起来，一举两得。

六节：不起眼的资源

如果以产值计算，目前海洋中最大资源非石油天然气莫属。第二大资源很多人不一定想得到，居然是完全不起眼的海砂。

只要搞建筑，就需要砂子。特别是混凝土技术出现后，砂子必不可少。最初，人类主要利用河沙和山砂。随着城市建筑体量暴增，这两种砂资源供不应求，价格飞涨，不少工程居然因为没有砂子而停工。

利用河砂和山砂需要挖河道，挖山体，造成明显的环境破坏。将陆砂运到海边，运费成本也很高昂。这些都促使人们以海砂替代陆砂。另外，由于海平面上升，沿海地区需要大规模填海造陆，或者修筑海堤。目前人类采集的海砂中，就有20%就用于填海造陆。未来几十年，这类需求更会迅速膨胀，陆砂已经完全无法供应。

广东省近海海砂资源有12.5亿立方米。该省制定规划，要在未来几年内每年投放七千万立方米海砂。2020年，珠海市拍卖珠江口外伶仃东海域的海砂采矿权，居然拍到62.48亿元，和大城市中心地价有一拼。菲律宾向中国中交疏浚集团提供的2亿立方米海砂，价值也高达几十亿元。

然而，海砂与河砂有个重大区别，就是含盐量高，拌入混凝土会腐蚀钢筋，导致结构隐患。所以，在技术手段得到突破之前，海砂只能用于临时建筑。然而，由于陆砂供不应求，一直有人偷偷使用海砂。国家还出台各种政策，严格限制砂料中的氯含量。

海砂要想合理使用，必须经过淡化。于是，海砂混凝土成为一个重要的科技攻关项目。日本由于缺乏陆砂，从上世纪四十年代就开始研发海砂混凝土。到了九十年代，30%的混凝土使用海砂。英国、丹麦、挪威、瑞典等沿海国家，也都普遍在建筑业里使用海砂，一些国家海砂使用量已经超过40%。

要减少海砂里的盐分，最简单的方式就是用淡水冲洗。不过，滨海地区本来缺乏淡水，冲洗海砂造成了新的淡水消耗。为此，珠海台奇海砂淡化公司在全球首创海水洗砂技术，直接用海水将海砂中的有害离子含量降低到国家标准以下。

另外，挖掘海砂会改变海底地形，影响河道入海口，破坏海洋生态。所以，海砂开采需要国土资源部门提供详细的勘探结果，并且在合规的前提下开采。

除了采集天然海砂，靠机械手段还能将海底岩石粉碎成海砂，用于扩大岛屿面积。这就需要大型自航绞吸挖泥船。它配备各种绞刀，将海底岩石绞碎后，可以喷射到千米开外，可以在礁盘上扩展岛屿。

中国已经相继建造出“天鲸号”与“天鲲号”，通过这些船只协同作业，一年半在南海填岛12平方公里，极大扩展了海岛使用面积。2019年，这些造岛神器又在斯里兰卡的科伦坡吹填出269公顷，成为印度洋周边最大的单体填海造陆工程。

随着技术水平提高，海砂与海岩这些不起眼的物质，正在成为大海中的新资源。

七节：滨海砂矿

仅仅用于建筑，还不至于让海砂如此值钱，不少海砂还是宝贵的矿产资源。

远古时代，火山将地球内部的矿物喷射出来，在海边冷凝。它们被浪涛反复拍打，形成砂石。受海流冲击作用，有些砂状矿物堆积起来，便形成规模化的海砂矿。全球已探明有开采价值的海砂矿高达七千亿吨。

如果计算总质量，二氧化硅是海砂中最主要的成分。它可以加工各种石英制品，广泛用于玻璃、铸造和建筑业。

金刚石也是海砂中的重要资源，虽然南非“戴梦德”矿业以出产大颗粒钻石而闻名，但是全球90%的工业金刚石是从海砂中提取的。海边的金矿也为数不少，著名的阿拉斯加诺姆海滨砂金矿，就是长期海浪作用后形成的高品位砂矿。

钒和钛都是重要的金属材料，用于航空航天等尖端领域。而世界上一半的钒钛资源来自海砂矿。

中国有漫长的海岸线，滨海砂矿丰富。辽宁瓦房店就是我国主要的金刚石产区。由于水流的剥蚀作用，陆地上很多金刚石被冲入当地的复州海湾，淹没在水下。据目前勘探结果，总含量估计有2.28亿克拉。

科学家对山东半岛浅海碎屑进行了长期研究，也已经发现了铁钛矿物、石榴石、锆石、榍石、电气石等重要矿产。海南岛东部滨海区则是极有潜力的锆钛砂矿开采区。

与性质相同的陆地矿藏相比，海砂矿都集中在浅滩，挖掘和运输方便得多，不用往深山老林里面铺公路。这也是海砂矿的又一大优势。

由于中国建设突飞猛进，国内矿产资源不够，最近也开始大量进口国外的海砂矿。来自印尼、菲律宾和新西兰的海砂铁矿，是我国大宗进口的海砂矿物，品相十分优良。

截止目前，中国沿海探明海砂矿物有六十多种，总量十六亿吨。虽然滨海砂矿资源不少，但是我国海砂开采业起步很晚，并不发达。长期以来，不少砂矿都被当成普通海砂用于建筑材料。

海砂矿通常是几种资源混在一起，限于技术，很多地方只能采集其中一种，而将其它矿藏作为废料抛弃。特别是由于技术低下，只能采集高品位的海砂矿，放弃矿沙含量少的地方。

海砂虽然很丰富，但也是典型的不可再生资源。尤其是在某个具体位置上，采一点就少一点。现在还没有多少人关注海砂资源，但是由于全球使用量不断攀升，在不远的将来，人类是否又面临海砂短缺？

美国作家拜泽尔最早关注这个问题。他经过调查发现，在南非、肯尼亚和墨西哥等国家，最近都有因争夺海砂矿导致的死亡事件。充分说明这一行不仅有利可图，甚至有暴利可图。好在我国针对境内海砂矿产的执法力度一向很大，每年都会查获数百起此类案件，有效地保证了海砂矿业在中国的健康发展。

海砂矿既有远大前景，也有现实问题，而问题也就是新的增长点，希望本书读者能够从中找到自己的科研方向。

八节：锰结核

1872年，英国“挑战者号”海洋调查船从深海捞起形似瘤子的矿石。因为主要成分是锰的化合物，就把它称为锰结核。

直到二次大战前，海洋科学家不断从深海海底捞出锰结核，但都未予关注，因为陆地上锰矿和铁矿当时还显得很丰富。二战后随着经济开发，金属需求量猛增。另一方面，锰结核里除了铁和锰，还有很多稀有金属。于是在1959年，美国科学家梅罗公布了第一份锰结核商业开采前景的报告。从那以后，海洋科研大国开始把锰结核当成研究重点。

在锰结核当中，锰占25％，铁占14％，此外还有镍、铜、钴等金属。除了铁，其它在陆地上都比较少见。锰结核恰恰填补陆地金属矿藏的空白。以美国为例，由于锰矿全部都要进口，也一直着力于深海锰结核的研究。

以目前的年消耗水平来计算，海底锰结核中的锰可供人类用三万三千年，镍可以用两万五千年，铜能使用将近一千年。金属材料并非消耗品，大多可以回收再利用，所以人类并不用把它们都挖出来，就可以丰富自身金属材料的仓库。

还有一个因素让锰结核矿显得更有价值。它几乎都分布在公海上，没有领海和专属经济区带来的法律纠纷，更不属于任何私人。在国际海底管理局协调下，先驱投资者都划分到了大片勘探区。

海水中各种金属氧化物沉降到海底，在电子引力作用下聚集成块，便形成了锰结核。由于海水成分到处都差不多，所以，锰结核广泛分布在大洋深处，有的地方每平方米就有几十公斤。如果这是在陆地上，完全不用炸山挖洞找矿脉，直接捡起来就行。

大洋盆地地形非常平坦，水流也很缓慢，锰结核就这样到处散布着。开采时，只要把船停下来就行。最大的障碍只是深海处的水压，以及海水对设备的腐蚀。

各国相继进行了很多锰结核的试采。有的使用链斗式采掘机，就象农村的水车那样，把锰结核挖上来。有的使用水力升举法，把锰结核连泥带水从深海里吸到船上。有的使用高压空气，吸收深海的锰结核。

虽然试采者很多，但都是在海洋调查船上进行，采集量很小。真正能够执行商业化开采任务的船，只有中国刚建成的“鹦鹉螺新纪元”。这艘船为了便于架设和使用开采设备，制造得很宽。长227米，宽也达到40米，摆在海面上象一个平台。它通过提升泵把锰结核吸上来，再进行分离，满载量可达39000吨。

任何工业生产的第一步都很昂贵，等到产能提高，成本就会下降。制造这艘船的马尾船厂表示，“鹦鹉螺新纪元”成功后，会带来一百艘的订单！大洋深处将形成一个采矿船队。

现在，“鹦鹉螺新纪元”还必须自己将矿物运回来，这时就要停止开采。将来有可能建设专用船队，从这些采矿船那里转运矿物。这样，采矿船就象钻井平台那样可以持续作业。

九节：富钴结壳

大洋底部不光有广阔的盆地，还有巍峨的海山。尤其是太平洋，集中了全球大部分海山。由于水流作用，淤泥不会附着在海山上，所以，海山地区大部分是光秃秃的岩石。

海洋中的金属氧化物往下沉降，如果遇到盆地，就形成锰结核。如果遇到海山，就会附着在上面形成一层壳。它的成分和锰结核差不多，只是钴的含量高出三四倍，所以又叫富钴结壳。

由于海山形状各异，富钴结壳不象锰结核那样平均散布。有的地方厚，有的地方薄。厚度不足0.5厘米的只能叫“结膜”，0.5厘米到1厘米之间的叫“结皮”，超过1厘米的才叫“结壳”。

从开采角度来看，当然是越厚越好。这就需要大规模的海底调查，寻找富矿区。太平洋下面的海山系统十分庞大，我国探测器曾经挖到三十厘米厚的结壳，日本也曾经找到半个东京大小的富钴结壳矿。

钴被广泛地运用于电池生产、超硬合金和陶瓷等行业，被称为“工业的味精”特别是新能源汽车正处于普及阶段，制造量会飞涨，而其电池的重要原料就是钴。

然而，中国钴资源只占全球1.1%，却在使用着全球三分之一的钴。相反，海底富钴结壳中的钴储量，是陆地钴矿的十几倍。所以，我国对富钴结壳很感兴趣。“蛟龙号”深潜器出海的一个使命就是寻找这种宝贝。另外，富钴结壳里有很多稀土金属，也是高科技领域必须的材料。

不过，锰结核就象土豆一样散布在淤泥里，容易开采。富钴结壳却生长在岩石上，需要把它们敲下来。现在作资源调查，人们使用浅钻和抓斗来取得富钴结壳。将来还要发展出专门的生产工具。

海底世界除了这两种最普遍的矿藏，还有多金属硫化物和多金属软泥。两者都出现在海底地壳薄弱处，那里喷出很多海底热液。其中含有大量的硫，与金属元素反应后，形成硫化物保留下来。多金属软泥也来自海底喷发。由于这个原因，这些资源年年生长，是典型的可再生资源。

在陆地上，铁矿最容易开发。但是在金属硫化物和多金属软泥中，锰、铅、锌的含量都相当高。多金属软泥中富含稀土矿物，是陆地稀土矿物的800倍！日本东京大学佐藤团队在太平洋一千多万平方公里海域里进行试点勘探，发现了广泛的稀土矿藏。以日本目前的使用量，一平方公里多金属软泥里的稀土元素，就够日本用一年。

金和银这两种贵金属，在其中也有很高的蕴藏量。所以，上述这些都被称为战略性矿藏。与锰结核一样，这三种金属矿藏也主要在公海领域生成，不涉及各国主权和私人产权，没有法律纠纷的困扰。以钴为例，我国超过90%的钴矿要从非洲不稳定地区引进，经常要受当地战乱影响。但是在海洋里不存在这个麻烦。

十节：最生态的开发

向海洋要无机资源，还有一个重要目的，就是恢复陆地生态。

工业革命后，各种矿业开发破坏绿水青山，搞得大地千疮百孔。由于技术平台限制，当年只能先开发陆地矿产。不久的将来，人类转向海洋要矿后，这个局面就会彻底改观。

这里需要介绍“生物量”的概念，它是指某一时刻单位面积内实存生活的有机物质的总量。这个单位面积可以用“平方米”、“平方公里”为标准。通过比较，人们可以发现在“森林”、“草原”、“沙漠”、“海洋”等各种环境里，生物量谁多谁少。

当然，科学家不可能把所有生物都称量一遍，目前对于生物量的研究还都属于间接估算。大体来说，陆地植物占了总生物量的83%，其次是细菌和真菌。海洋虽然占地球表面的71%，生物量却刚刚超过1%。

而这么少的生物总量，有四分之一生存在近海。人们会从电视节目里看到水下摄影镜头。海底生物云集，鱼类畅游。但那都是近海的情况，远海大洋里有很多生命禁区。而锰结核与富钴结壳，恰恰都位于这些地方。

海洋生命所需要的养分，或者从陆上冲下来，或者由海流从海底卷上来。受海陆交界影响，近海波浪汹涌，海流强劲。水质混浊，营养成分也高，成为生物富集区。离陆地越远，海水越平静。海水越深，底部营养成分就越难带到海表，这些地方的生物量都很小。

美国的海星探测器是一颗用于观测海洋中叶绿素含量的卫星。自发射以来，一直在观测“海洋沙漠”的面积。这些海域的生物量小于陆地上的沙漠地区。以南太平洋亚热带环流区为代表，世界上“海洋沙漠”的总面积已经达到海洋总面积的56.3%。

而这些地方恰恰以大洋盆地为主，是金属矿物的主要开采区。在这里采矿，相当于在塔克拉马干沙漠中心采矿，对生态的破坏程度最低。

不仅如此，深海采矿甚至有吸引海洋生物的能力。通过铰吸海底矿物，投弃冶金废弃物，将一潭死水变活，底部营养物质得以流动。人类遗留的海底沉船一直是微型生物聚集区，深海采矿也会带来类似的效果。

陆地矿产还有产权问题。大量的矿山和油田都是有主资源，开发者和产权所有者之间围绕产权交易形成很多麻烦。大洋盆地是公海，开发这里的资源，至少不需要付出地皮费用。

陆地矿区往往毗邻人类居住区。无论开采还是运输，都会给周围带来污染。大洋盆地无人居住，在那里开采不会带来这些问题。

深海矿物的产品几乎覆盖所有陆地金属。它不仅可以满足人类增加的金属需求，或者降低矿产价格，更是对陆地矿物的替代。增加海矿，逐渐封闭陆矿，恢复植被，对增加地球生物量能做出巨大贡献。

所以，深海采矿还应该作为环保产业来扶持。



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