海洋深層水

海洋深層水

海洋學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;“海洋中深層水”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。 現在,世界上開發和利用海洋深層水的國家和地區只有韓國、義大利、日本、美國和台灣。它們都分別有自己的地理優勢和特點。尤其是夏威夷地處太平洋中部,正好處在海洋大循環的循環帶上!

基本信息

歷史

約兩千年前,地處北極的冰山及阿拉斯加的冰河開始融化,溶解後的冰水由於無法立即融於含有高鹽分的溫暖海水裡,逐漸沉澱于海底。在高壓的環境下,海底深層的冰水順著海溝形成的海洋環流, 經由大西洋,印度洋來到太平洋。海洋深層水 (Deep Ocean Water)自被發現以來,被國際認定為重要的海洋資產,更被海洋專家譽為”二十一世紀的深海藍金。”

定義

海洋深層水 海洋深層水

從海洋學的理論上講,在大陸架外部海域的補償深度(即海洋植物發生光合作用的極限深度,一般認為以200米為其極限值)以下,便可稱為“海洋深層”(無光層)。反之,淺於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,從海洋學理論廣義上講,地球上的海水有95%為海洋深層的海水。由於有光層與無光層並沒有一個明顯的界限,實際上在海洋表層和“海洋深層”之間還存在著一個過渡層,即“海洋中層”。這樣,夏威夷具備了採集海洋深層水的兩大條件。

汲取和利用

迄今為止,由於研究的滯後以及深海汲水技術的困難,對海洋深層水的研究和認識還比較貧乏。近年來,歐美、日本等工業國開始對海洋深層水表示出了極大的興趣,並進行了大量的科學研究和套用研究,使有關海洋深層水的定義和許多概念得到了進一步完善。根據最新研究資料的說明,對人類有利用價值且能被人類現有技術所汲取和利用的海洋深層水,至少應該具備以下兩個特點:

深層循環

即因海洋深層水與表層水水溫以及鹽分濃度的差異而發生的海水深層大循環。1958年海洋學家斯通梅爾提出“海洋深層大循環”的理論。該理論認為大西洋南北兩極冰山不斷融化,由於其水溫、鹽分濃度與海水差異,這些水源源不斷地自然沉入千餘米以下的深海,從而形成了一個在海洋深層緩慢流動的大深層流。該深層流源起北極格陵蘭海,以每秒3000萬噸的流速、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,然後再以1000~1500餘年的時光沿南印度洋和南太平洋緩慢流向北太平洋。從北極格陵蘭海起總計經歷2000~3000年漫長歲月的遷移,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)浮起轉為中層水或表層水。變為表層水後,該水流再經太平洋、印度洋向大西洋回流。然後又在南北兩極再轉為冰-融化-沉入深海-發生深層水大循環,這樣,以4000年~5000年的漫長歲月為周期周而復始形成了“海洋深層水大循環”。

涌升現象

即由於地球自轉引起深層水流上升或深層水流碰到海中山脈(島嶼)等上升的現象,該現象至今為止均為自然涌升現象。所謂深層水的自然涌升現象,指在水深上千米以下緩緩流動的海水,一部分因與大陸架的擠壓、或碰到海中山脈(島嶼)而產生的涌升流。正是因為有海洋深層水的涌升流,使人類利用現有的汲水技術,開發和利用海洋深層水成為了可能。夏威夷的海洋深層水實際上是1000~6000米深“海洋深層大循環”的海水。因為夏威夷處於太平洋深層水大循環之要道,深層水流到這裡碰到海中山脈(夏威夷群島)發生涌升,從而使人類第一次實現了從675米深處大量汲取1000~6000米深處流動的大循環深層水的夢想。

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

特點

綜上所述,海洋深層水處於無陽光進入的海洋“無光層”,而且遠離來自人類、陸地以及大氣的化學物質的影響和污染。根據研究的結果查明,海洋深層水至少具有以下四大主要特點:

低溫安定性

不受陽光照射,不像海洋表層水溫度變化無常,深層水終年溫度不變,恆定於8~10℃左右。

成分豐富且穩定性

與海洋表層水相比,海洋深層水中含有曾經孕育過生命的、對植物生長和人體健康都不可缺少的90餘種無機鹽以及礦物質(包括微量元素)。除了其含量豐富外,由於這些水以漫長的時光流動於“無光層”的海洋深層,無光合作用發生、不受外界影響,因此所含無機鹽及礦物質(包括微量元素)的成分十分穩定,是100%的氧還原水。

易被人體吸收

海洋深層水億萬年在深海強大的水壓作用下,其水分子團明顯小於陸地上的水分子團。其分子結合角為165~180度,遠遠大於陸地上的水分子結合角,與人體內水分、血液的分子結合角極其近似。因此,該水分子團極容易為人體吸收。另外,水分子團之中溶有的營養成分(無機鹽及礦物質)在長年深海水壓的強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,也吸收了所含的營養成分(無機鹽及礦物質)。

無菌純淨性

處於海洋“無光層”的深層水,除了遠離人類現代文明的影響以及不受陸地、大氣化學物質、病菌的污染外,本身也無生成病原菌等細菌的條件。因此,海洋深層水是非常清潔的無菌自然之水,是100%的“綠色”之水。

發展前景

連結:世界各國和地區海洋(深層水資源開發利用簡況)
美國
海洋深層水研究最早在美國,他們在1974年成立“夏威夷能源研究所”,主要從事利用海水溫差原理進行海水作為能源的研究。隨著石油危機的到來,1984年夏威夷政府將能源研究所改名為“自然能源研究機構”,並成立“夏威夷科學技術園區”,以海洋深層水為資源做多目標開發利用研究,並逐漸形成一個產業鏈。到2002年該技術園區共創造4000萬美元的產值。
日本
國際上,日本也是最早開發利用海洋深層水的國家。日本各屆政府對於推動海洋深層水產業發展不遺餘力。1995年政府設立“海洋深層水對策室”專門輔導海洋深層水發展,日本在2003年創造出深層海水關聯產業的產值近6000億日元。
台灣
我國台灣省對發展海洋深層水產業極為重視,台灣經濟部水利署制定了《台灣深層海水資源利用政策與產業推動策略》。台灣東半部縣市都有了豐富的深層海水資源。預計每年可帶來8000億元新台幣產值。
韓國
韓國也看好海洋深層水產業,2007年制定和通過了《海洋深層水開發管理法》,標誌著韓國海洋深層水開發正式起步。
中國
中國是海洋大國,建設海洋強國是國家可持續發展的需要,在過去數十年中國的海洋經濟和海洋管理有了長足的飛躍。我國海洋經濟總產值達10077億元,經濟總量的絕對值居世界海洋國家前列。我國在海洋高科技產業方面已初具規模,主要有海洋油氣田的勘探開發、海洋生物製藥和海洋養殖業、海洋儀器設備以及海水淡化、海水直接利用、海洋能開發和平海洋資訊等。

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