海洋深層水

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  一、海洋深層水的定義

  從海洋學(xué)的理論上講,在大陸架外部海域的補(bǔ)償深度(即海洋植物發(fā)生光合作用的極限深度,一般認(rèn)為以200米為其極限值)以下,便可稱為“海洋深層”(無(wú)光層)。反之,淺于200米以上的海水則稱之為“海洋表層”(有光層)。全世界海洋的平均水深為3800米,從海洋學(xué)理論廣義上講,地球上的海水有95%為海洋深層的海水。由于有光層與無(wú)光層并沒有一個(gè)明顯的界限,實(shí)際上在海洋表層和“海洋深層”之間還存在著一個(gè)過(guò)渡層,即“海洋中層”。這樣,海洋學(xué)上一般將海水分為三層:“海洋表層水”為水深200米以上的海水;“海洋中層水”為水深200米~700米之間的海水;“海洋深層水”為水深900米以下的海水。

  現(xiàn)在,世界上開發(fā)和利用海洋深層水的國(guó)家只有挪威、日本和美國(guó)。這些國(guó)家都分別有自己的地理優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。尤其是夏威夷地處太平洋中部,正好處在海洋大循環(huán)的循環(huán)帶上。因此,夏威夷具備了采集海洋深層水的兩大條件。

  二、能汲取和利用的海洋深層水應(yīng)具備的特點(diǎn)

  迄今為止,由于研究的滯后以及深海汲水技術(shù)的困難,對(duì)海洋深層水的研究和認(rèn)識(shí)還比較貧乏。近年來(lái),歐美、日本等工業(yè)國(guó)開始對(duì)海洋深層水表示出了極大的興趣,并進(jìn)行了大量的科學(xué)研究和應(yīng)用研究,使有關(guān)海洋深層水的定義和許多概念得到了進(jìn)一步完善。根據(jù)最新研究資料的說(shuō)明,對(duì)人類有利用價(jià)值且能被人類現(xiàn)有技術(shù)所汲取和利用的海洋深層水,至少應(yīng)該具備以下兩個(gè)特點(diǎn):

  l.深層循環(huán)

  即因海洋深層水與表層水水溫以及鹽分濃度的差異而發(fā)生的海水深層大循環(huán)。1958年海洋學(xué)家斯通梅爾提出“海洋深層大循環(huán)”的理論。該理論認(rèn)為大西洋南北兩極冰山不斷融化,由于其水溫、鹽分濃度與海水差異,這些水源源不斷地自然沉入千余米以下的深海,從而形成了一個(gè)在海洋深層緩慢流動(dòng)的大深層流。該深層流源起北極格陵蘭海,以每秒3000萬(wàn)噸的流速、共花1500年的光陰縱斷大西洋,與南極的德雷克海峽的溶冰深層水匯合。該深層水流在此得到了大量的充實(shí),然后再以1000~1500余年的時(shí)光沿南印度洋和南太平洋緩慢流向北太平洋。從北極格陵蘭海起共計(jì)經(jīng)歷2000~3000年漫長(zhǎng)歲月的遷移,該深層水流的水溫緩慢上升,最終在北太平洋(阿拉斯加南部海域)浮起轉(zhuǎn)為中層水或表層水。變?yōu)楸韺铀螅撍髟俳?jīng)太平洋、印度洋向大西洋回流。然后又在南北兩極再轉(zhuǎn)為冰-融化-沉入深海-發(fā)生深層水大循環(huán),這樣,以4000年~5000年的漫長(zhǎng)歲月為周期周而復(fù)始形成了“海洋深層水大循環(huán)”。

  2.涌升現(xiàn)象

  即由于地球自轉(zhuǎn)引起深層水流上升或深層水流碰到海中山脈(島嶼)等上升的現(xiàn)象,該現(xiàn)象至今為止均為自然涌升現(xiàn)象。所謂深層水的自然涌升現(xiàn)象,指在水深上千米以下緩緩流動(dòng)的海水,一部分因與大陸架的擠壓、或碰到海中山脈(島嶼)而產(chǎn)生的涌升流。正是因?yàn)橛泻Q笊顚铀挠可,使人類利用現(xiàn)有的汲水技術(shù),開發(fā)和利用海洋深層水成為了可能。夏威夷的海洋深層水實(shí)際上是1000~6000米深“海洋深層大循環(huán)”的海水。因?yàn)橄耐奶幱谔窖笊顚铀笱h(huán)之要道,深層水流到這里碰到海中山脈(夏威夷群島)發(fā)生涌升,從而使人類第一次實(shí)現(xiàn)了從675米深處大量汲取1000~6000米深處流動(dòng)的大循環(huán)深層水的夢(mèng)想。

  自1958年海洋學(xué)家斯通梅爾提出“海水熱鹽深層大循環(huán)”(或“海洋深層大循環(huán)”)理論后,世界上海洋學(xué)家所說(shuō)的“海洋深層水”則多指狹義的大循環(huán)深層水。因此,本文中所提的“海洋深層水”均為狹義的“大循環(huán)深層水”,而并非水深在900米以下的深海水(所謂的“廣義的海洋深層水”)。

  三、海洋深層水的特點(diǎn)

  綜上所述,海洋深層水處于無(wú)陽(yáng)光進(jìn)入的海洋“無(wú)光層”,而且遠(yuǎn)離來(lái)自人類、陸地以及大氣的化學(xué)物質(zhì)的影響和污染。根據(jù)研究的結(jié)果查明,海洋深層水至少具有以下四大主要特點(diǎn):

  1.低溫安定性

  不受陽(yáng)光照射,不像海洋表層水溫度變化無(wú)常,深層水終年溫度不變,恒定于8~10℃左右。

  2.成分豐富且穩(wěn)定性

  與海洋表層水相比,海洋深層水中含有曾經(jīng)孕育過(guò)生命的、對(duì)植物生長(zhǎng)和人體健康都不可缺少的90余種無(wú)機(jī)鹽以及礦物質(zhì)(包括微量元素)。除了其含量豐富外,由于這些水以漫長(zhǎng)的時(shí)光流動(dòng)于“無(wú)光層”的海洋深層,無(wú)光合作用發(fā)生、不受外界影響,因此所含無(wú)機(jī)鹽及礦物質(zhì)(包括微量元素)的成分十分穩(wěn)定,是100%的氧還原水。

  3.易被人體吸收

  海洋深層水億萬(wàn)年在深海強(qiáng)大的水壓作用下,其水分子團(tuán)明顯小于陸地上的水分子團(tuán)。其分子結(jié)合角為165~180度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸地上的水分子結(jié)合角,與人體內(nèi)水分、血液的分子結(jié)合角極其近似。因此,該水分子團(tuán)極容易為人體吸收。另外,水分子團(tuán)之中溶有的營(yíng)養(yǎng)成分(無(wú)機(jī)鹽及礦物質(zhì))在長(zhǎng)年深海水壓的強(qiáng)大作用下幾乎均以活性的游離離子形式存在。因此,人體在吸收這些水分子的同時(shí),也吸收了所含的營(yíng)養(yǎng)成分(無(wú)機(jī)鹽及礦物質(zhì))。

  4.無(wú)菌清潔性

  處于海洋“無(wú)光層”的深層水,除了遠(yuǎn)離人類現(xiàn)代文明的影響以及不受陸地、大氣化學(xué)物質(zhì)、病菌的污染外,本身也無(wú)生成病原菌等細(xì)菌的條件。因此,海洋深層水是非常清潔的無(wú)菌自然之水,是100%的“綠色”之水。

  四、發(fā)展前景

  由于海洋深層水具有許多其他水無(wú)法取代的特性,就海洋深層水在食品飲料上的衍生產(chǎn)品而言,單憑它具有的潔凈、營(yíng)養(yǎng)豐富、極易吸收的特性,就有許多利用價(jià)值有待于我們?nèi)ダ^續(xù)開發(fā)。

  隨著對(duì)海洋深層水的不斷開發(fā),它的利用價(jià)值引起了世界范圍的關(guān)注。最近,國(guó)際上成立了“海洋深層水利用協(xié)會(huì)”(DOWA)和“海洋溫度差發(fā)電”(OTEC)等國(guó)際組織。

  目前,人類對(duì)海洋深層水的認(rèn)識(shí)和開發(fā)均處在初級(jí)階段,如何利用海洋深層水還有很大的發(fā)展空間。


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