“科学”号探秘全球著名的“富钴结壳区”

中国“科学”号科考船上的“发现”号深海机器人日前多次深潜探访西太平洋麦哲伦海山区并采样。这里正是全球著名的“富钴结壳区”。水下画面显示，距海面约2000米的深海中，海山大多被一层黑色的“结壳”紧紧包裹，“结壳”上时常可见各类海洋生物附着；山坳峡谷里，散落着大大小小的黑色圆石头；山顶平台等地，则覆盖了一层厚厚的白色有孔虫砂……据考察队员张吉介绍，富钴结壳是生长在海底岩石或岩屑表面的皮壳状铁锰氧化物和氢氧化物，因富含钴而得名。除钴之外，结壳中还含有钛、镍、铂、锰、铊、钨、铋、钼及稀土等多种金属元素，是一种重要的矿藏资源。富钴结壳据其形态可分为结壳、结壳状结核和结核三大类。其中，结壳是主要类型；结壳状结核是结壳和结核的过渡型；结核以球状、瘤状光滑型结核为主。研究发现，海山的存在为海底富钴结壳成矿提供了一个长期稳定的“容矿空间”，富钴结壳一般形成于最低含氧层以下、碳酸盐补偿深度以上、水深在1000米至3000米的平顶海山。

在营养贫乏的大洋水体环境中，高耸于洋底的海山系统可以为中浅层海水环境提供相对丰富的矿物质，为海洋生物大量繁殖提供必要的营养物质，并通过生物富集和分解，成为富钴结壳的直接物质来源。同时，海山区发生的涡旋和上升流等，将富氧、富铁的深层和底层海水提升到最低含氧带，成矿金属离子在此被氧化，发生胶体凝聚沉淀，历经长期地质过程后，就会形成富钴结壳。

 西太平洋是全球海山分布密度最大的海区，太平洋海区也是全球富钴结壳资源最富集的洋区。其中，麦哲伦海山区是海山富钴结壳资源调查和研究最为关注的地区，中俄日韩四国均在此有海底合同区。新调查显示，多金属结核区具有十分丰富的底栖生物多样性，且大多数巨型动物的多样性与多金属结核本身呈现关联性，在锰结核丰度较高的地区动物较多。海山矿产资源丰富，生态系统却十分脆弱。“科学”号麦哲伦海山科考航次首席科学家徐奎栋表示，未来的海底矿产资源开发可能对海底环境和生物产生巨大甚至毁灭性影响，对矿区生态环境进行本底资料调查和评估是资源开发的必要条件。他介绍说：“我们此次调查的目的是为了获得这个矿产资源丰富的海山区的环境本底数据以及生物和岩石样品，为未来建立一个国际合作的深海保护区开展前期科学研究。”