海底淡水

地球的表面70%是水，但可供人使用的淡水卻不是很多，隨著人口的增長，環境污染的加劇，淡水資源日趨緊張，於是科學家把目光轉向了海洋。科學家們在海底發現有甘甜的淡水，而且數量驚人。例如，在希臘東南面的愛琴海，海底有一處湧泉，一晝夜能流出100萬立方米淡水。海底淡水從何處來，各國科學家經過艱辛探索，提出了不少理論，主要有滲透理論、凝聚理論、岩漿理論、沉降理論等。

海底的淡水來自陸地。海洋每年有33萬立方公里的海水被蒸騰，化為雨雪降到陸地上之後，一部分滲入地下，遇到不透水的岩層，便形成了蓄水層。如果這蓄水層靠近大海，淡水就有可能透過海岸流入海底的岩層中。

地面上的淡水滲入海底只能達到一定界限，但實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。海底的有些海水是那裡空氣中的水蒸氣凝聚而成的。

地球深處存在著放氣帶，那裡每時每刻都釋放出數量驚人的氣體，其中有大量的氧氣和氫氣，它們相互結合便形成了岩漿水（又稱原生水）。據推算，地球內部有140億立方公里的原生水，約為地球表面水量的10倍，

地下水的起源與海底沉積物的沉積過程相聯繫。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，把水分擠出來；被擠壓的水又隨沉積物的下降，被帶入地層深處，形成了地下水。

不管哪一種理論更符合實際，但在海底有藏量豐富的淡水，這是不爭的事實。科學家們設想，有朝一日在海上建成淡水廠，用鑽機像鑽石油一樣鑽淡水。人們期待這一日儘快到來。

在很久以前的地質歷史時 期，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造了有利條件。在歷經海陸變遷后，其中的水分可被原封不動地保存下來；另一方面，海底含水層中的原積鹹水在自然條件下，經地下水質點的彌散作用和對流作用可自發淡化成淡水，成為海底淡水的次生源。

主要研究者之一、澳大利亞弗林德斯大學的文森特·波斯特說，研究人員確認，海床下淡水“常見，並非特殊環境下才能產生的反常事物”。這些淡水儲備的形成始於數十萬年前。那時海平面遠比現在低，雨水得以滲入海床以下。海平面升高后，位於海床下的蓄水層因覆蓋層層粘土和沉積物而保存完好

早在上世紀80年代末90年代初，就有專家來到嵊泗縣，根據長江三角洲地區古地理位置及水文地質特徵，推斷嵊泗海域可能存在長江古河道，海底蘊藏著豐富的淡水資源，可以開發作為島上居民生活用水。

希臘愛琴海海底的一處湧泉，一晝夜能流出100萬立方米淡水。

海底淡水資源的生成、聚集和保存需要一定的地質條件。原生的地表淡水需運移、過濾、儲存到海底之下有一定保護作用的蓋層地區才能保存。而新生代近岸區海平面相對於陸棚邊緣的頻繁升降變化，正好為河口海底淡水的形成創造了良好的“生、運、濾、儲、蓋”組合條件。

目前我國海底淡水主要集中在大型河口地區、沿海多個海灘區。根據資料對珠江河口初步估計后的數據顯示，該河口海底淡水資源的靜儲量在12億—16億立方米之間，天然補給量可達每年40萬立方米，一經開採，水力梯度增大而引起的開發補給量可達每年80萬立方米。

徑直湧入海洋的地下水則以泉的形式出現於世界許多近岸地區，如美國弗羅里達兩岸，環太平洋的多個地區等。在希臘東南面的愛琴海海底有一處湧泉，一晝夜就能流出100萬立方米海底淡水。我國也有如大連灣的“海中龍眼”泉等。有些海泉淡水量大到可以滿足當地人的用水需求。

成因

經過科學考察后發現，這些“淡水井”的海底都有一口噴泉，能夠源源不斷地噴出一股強大的淡水流，當噴出的淡水頂開海水佔據了一定的位置以後，就形成了一個同周圍海水完全不同的淡水區。

幾十萬年前，有些海底還是一片陸地，陸地上眾多的河流和星羅棋布的湖泊為形成地下含水層創造了有利條件，所以有些海底仍儲存有淡水資源。

地球上的水資源分佈。與太陽系其它幾個行星相比，地球顯得格外幸運。它的70%以上表面被海洋所覆蓋，剩餘的陸地部分儲水量也很豐富，說是“水球”也不過分。但是不幸的是，像湖泊、河流或者是淺層地下淡水這種容易開採的淡水資源，在地球整體水的總儲量並不多，甚至可以說少的可憐。這些淡水資源只佔全球水總儲量的不足萬分之一和全球淡水總儲量的0．34%。而我們通常所說的“水資源”，正是指這些“不足萬分之一”的淡水來源。如果全球水資源相當於一個大水缸，那麼人類所能用到的僅僅相當於一個調羹的分量。

目前最大的淡水資源備選就是海水，但海水淡化所需要的費用往往難以在所有貧水國家中進行推廣。雖然海水淡化技術已經普遍應用於沙烏地阿拉伯、阿聯酋、科威特和馬爾他，在這些國家，海水淡化技術為50%的居民提供著生活用水。然而根據聯合國教科文組織的統計，海水淡化所獲得的水量僅佔全球淡水的1%。其中，費用與消耗的能源是阻止海水淡化在全球推廣的重要因素之一。

一直到幾年前，海下地質專業公司的總經理皮坡爾·貝克來到了希臘。一天，他看到一群山羊在離岸邊不遠的海水裡喝水。他感到很奇怪，經仔細觀察，才發現，原來山羊喝的不是海水，而是在喝從海下淡水源中噴到海面的淡水。要到海底去尋找水源。他大腦中出現了地質數據：在2萬年前，海平面比今天要低120米。草原與山上的泉水不斷流淌，那麼在被上升的海面淹沒后，這些水源仍在那裡。這樣的一種取水系統已經被腓尼基人使用過了：他們在水源上面安裝轉動的水車，並通過皮管將淡水引上岸邊。需將這一古老的方法採用現代化的方式進行改進。

在不使用水泵的情況下，如何將淡水從海底輸送到海面上來。如果僅僅是用水泵將淡水從海底抽取上來，那麼這項工程所需要耗費的能源就沒有在花費上節省多少。從一次工程設置的安裝過程，可以看到整個系統是如何運作的。在下水安裝鬱金香形管道之前，深海作業專業公司作業船上的吊車會將傳輸的巨大的金屬管道送入水下，在吊車繩索的運送下，金屬管道由潛水員進行安裝。金屬管道將安裝在半球形的有機玻璃罩上，後者作為緩衝區，用來調節水源的水流量，尤其是當岸上下暴雨的時候。這個半球形有機玻璃罩還有一個功能，就是避免淡水與海水相混合。

潛水員要跳入水中：親自檢測，確保整個管道沒有漏洞。在此右側是一個遙控裝置，上面裝有攝像機，可以將水下作業的情景拍攝下來並將畫面傳導到水面上的作業船中。在淡水引出前的最後操作，是潛水員開始進行最後的操作：將下部的基座和管道與上部的“噴泉”對接。在將設備的兩個部分對接之前，我們還可以看得出淡水與海水相混合的區域。當實施對接后，由於淡水因比海水密度低，便很自然地從海面上的浮標之間噴湧出來。組裝這種設備僅需要幾個小時的時間。

山脈和石灰岩的存在預示著在海下可能存在淡水。經過對海岸的地理研究與調查，配備紅外攝相機的飛機檢測到了溫度的差距，這預示著湧泉的存在。圖上列出的具有這種溫度差距的國家有：西班牙、法國、義大利、南斯拉夫、希臘、希臘的克里特島、敘利亞、黎巴嫩、以色列、塞普勒斯、利比亞、阿爾及利亞、摩洛哥、沙烏地阿拉伯、阿曼、阿聯酋、卡達、巴林、伊朗。除了該圖上列出的國家外，在佛羅里達、安的列斯、納米比亞、印度尼西亞、菲律賓和日本等地，也檢測出了淡水水源。

環境保護主義者難免提出疑問，那就是這種取水方式會不會破壞海下生態環境呢？“絕對不會的，”巴黎第六大學教授吉斯蘭·德·馬西里回答說。“雖然，我們有時會看到石灰岩層地下水水道的塌陷，但那都是經過了幾百萬年才出現這種情況的。”但同時，這位生態學家也指出，由於存在微小的裂縫，或由於岩石存在細小的孔洞，微量的海水也滲透到了海下的淡水水源中。水源位置越低，海水越容易滲透進去。對此，將通過一年的流量、溫度及鹽度測試，對滲透情況進行評估。這項評估工作將由保羅-里卡爾海洋學院學科負責人和艾克斯-馬塞大學教授納爾多·萬桑特負責。納爾多·萬桑特說：“在安裝取水裝置之前，我和同事帕特里克·勒龍潛到海水中。我們在那裡建立了生態系統試驗點。那裡有豐富的珊瑚藻、紫紅色的柳珊瑚，還有海綿。取水裝置對這個生態系統的影響是零。”不過並不是所有的人都完全放心。羅賓森林協會的成員傑克·伯納邁對此的回答就是：“最好能對海水中的動物及其變化進行詳細評估。”

法國打出的淡水井，水流量可達每秒100升。舟山地處海島，整個舟山的缺水量達1.6億立方米。嵊泗縣404個島嶼用水主要依靠小水庫、海水淡化、從上海運水，其中海水淡化提供的水源佔了大部分。但海水淡化每噸至少需要3到4元，從1998年施行的舟山大陸引水應急工程投資3億多元，其引來的爭議又不斷。早有專家指出，如果缺水城市全部調水，將帶來水資源的根本枯竭。此外，只要引水量超過其河流量的40%%，勢必引起泥沙淤積，河道堵塞，破壞當地的生態環境。

中國在浙江舟山群島附近海域打出第一口海底淡水井，也為解決沿海地區淡水緊缺問題提供了一種思路。海底淡水的實際應用可追溯到1498年。當年，哥倫布率領的航行隊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。世界上首次實現的海底工業化取水發生在法國。2003年法國納菲雅水公司在義大利芒冬和凡蒂米之間把一個鬱金香花形的不鏽鋼管固定在海床上，讓海底36米深處的淡水沿管道噴射出海面，傾瀉進一個花冠形容器中，而後再用管道輸送上岸，水流量可達每秒100升。

海底找水難在海洋上作業投資大、工藝複雜。但中國對海底淡水主要還停留在探測階段，尚未進行工業化利用，研究也幾近空白。有專家認為，海底找水難在海洋上作業投資大、工藝複雜，同時也難在改變人們的觀念。在解決水資源供需矛盾時，人們習慣於將目光集中在地表淡水上。淡水資源緊缺是當今世界面臨的一個重大問題，而海底淡水具有資源儲量大、水質好、無污染的優點。如果有一天能夠將“像鑽石油一樣鑽淡水”的設想變為現實，對海底淡水資源合理開發，將有助於緩解近海島嶼和沿海城市淡水資源緊張的狀況。

2007年10月，中國距離浙江舟山嵊泗縣21公里的海洋上，成功打出了一口淡水井，每小時淡水噴涌量達到近120噸。經化驗，雖然該井水中含的氯離子偏高些，但已經非常接近飲用水。經過處理后，這些淡水有望成為舟山居民生活用水的理想水源，而如果能把這些淡水運往缺水的嵊泗縣，將從根本上解決8萬多人的用水問題。

俄羅斯一海洋學研究小組在太平洋海域進行實驗考察時，首次發現洋底有類似淡水性質的“隱淡水”。據這個海洋學研究小組透露，這種隱淡水的含鹽量為1.7%—2.5%，而海水平均含鹽量為3.4%—3.5%。隱淡水並非靜止地存在於海底，而是從洋底岩層裂隙內噴涌而出。俄羅斯海洋學研究人員推斷，隱淡水並非原本就是淡水，這是一種被淡化了的海水。這種海水是在水壓作用下，經洋底岩層“裂隙高密度區”的氣孔的鹽析作用而產生，從氣孔涌流而出，以“潛流”的形式出現在洋底。俄羅斯研究人員提出，在世界各大洋的底部，擁有極為豐富的隱淡水資源。其蘊藏量可占海水總量的20%左右。他們認為，隱淡水的鹽析作用對判明洋底的變遷，海底隱淡水資源的進一步研究乃至開發利用，都是一個新鮮而有魅力的課題。

“玉帶泉”和“淡水井”

在中國閩南的漳浦縣古雷半島東面，有一個盛產紫菜的小島叫菜嶼，距該島約500米處的海面上有一處奇異的淡水區，叫做“玉帶泉”。

美國佛羅里達州和古巴東北部之間的海區，周圍海水含鹽量很高，但中間有一片直徑為30米的海域，水卻是淡的，這裡的水的顏色、溫度、波浪同周圍的海水不同，人們稱它為“淡水井”。

與上面提到的淡水井不同的是，這兩處淡水區，都是天然的。

2013年12月，澳大利亞研究人員在海底深處發現了龐大的淡水儲備。由於現有水資源逐漸變少，這些淡水可供後代使用。

研究報告的第一作者、澳大利亞弗林德斯大學的文森特·波斯特說，他們在澳大利亞、中國、北美和南非附近大陸架的海底發現了約50萬立方千米的低鹽度水。

該研究報告發表在最新一期的《自然》雜誌上。波斯特在談到這一發現時說：“這些淡水儲備的總量是我們在整個20世紀從地下抽出的水量的100倍。