书城童书海洋大探秘
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第16章 同舟共济——海洋开发(3)

原子弹是杀伤力最大的武器,它有冲击波、光辐射和放射性污染等多种破坏因素,它的威慑力量,足以使人胆战心惊。你知道那里面装的是什么“炸药”吗?是铀。核潜艇的推进力量功率高达3万马力,潜航二三个月,航程可达20万海里,它用什么做燃料呢?还是铀。铀裂变时能释放出巨大的能量,1千克铀的能量等于2000~3000吨优质煤燃烧时所释放出来的能量。随着核武器和和平利用原子工业的飞速发展,对铀的需要与日俱增。可是陆地上铀的储量极其有限,据测试,有开采价值的总共不过100万吨。而海水里含铀浓度虽然不高,但海水极多极多,铀的总量相当可观,达45亿吨。如果能从海水中提炼铀,把这个“宝”取出来,造福人类,那该有多好啊!

对海水中铀的研究,可以追溯到1935年,当时有人测定海水中的含铀量,但没有方法从海水中提取这种含量极稀的铀。到20世纪70年代能源危机日趋严重,铀价上涨,铀生产国限制输出,那些缺铀国家,急于想扩大铀的来源,海水提铀的研究才被重视起来。许多国家相继成立了研究机构,制定了研究规划,采取了实际步骤,大力研究海水提铀的系统工程。

海水提铀最大的困难是水中含量太稀,提铀成本太高,因此先要想出富集铀的办法。科学家曾研究一种萃取法,它是以磷酸二丁酯做萃取剂,在旋转的圆形柱中与酸化的海水接触进行抽铀,每20升海水可获60微克铀。这种方法技术上是可行的,但因溶剂耗费太大,生产困难。后来还研究了起泡分离法、生物富集法、吸附法等,都可以使水中微量的铀富集起来,但或因技术复杂,或因成本太高,或因机械强度不够,正式投入大规模生产条件还不成熟。但总有一天,而且不会太久,海水提铀工业化一定会实现。

海水发电

海水中有电吗?这些电来自何处?能用来照明、开机器吗?

我们说的海水中的电,不是电鳐、电鳗等海洋生物所发出的电,也不是开采海下石油、天然气燃烧发的电,而是海水运动所产生的能量转换来的电。它同样可以照明、开机器,它是一种最廉价的电,一次投资,百年受用,取之不尽,用之不竭。

当你站在海边悬崖峭壁前,会看到汹涌澎湃的波涛不停地冲打着岩石,溅起千尺浪花。大海好像有着使不完的劲儿,日复一日,年复一年,从早到晚,不停地拍打着,坚硬的岩石变得千疮百孔。人们作过测试:强波对1米长的海岸线所做的功,每年约10万千瓦时,强波对每平方米的石面冲击可达20~30吨,最大可以超过60吨。飓风所掀起的大浪,可把100吨重的岩石抛到20米高的地方,可以把万吨大船推上岸边几百米远处。有人做过计算,波浪能量每秒钟为2.7伊1200瓦,每年的波能总量为23万亿千瓦时。

海水运动包括水平运动和升降运动,海浪冲击只是水平运动,能量之大,已是惊人,而升降运动所产生的能量更无法估计。前面我们说过的潮汐能,全世界蕴藏着27亿千瓦,若利用起来,年发电量可达12000亿千瓦时。

在热带海区,太阳直射,90%的太阳能都被海水所吸收,海面温度高达25~30益。而40米下的水温只有5益,这一温差,潜藏着巨大能量,据计算,海水温差能(又称海洋热能)蕴藏有500千瓦。

首先提出温差发电方案的是法国物理学家德阿松瓦,第一个用事实证明可以发电的是他的两位学生克劳德和布射罗。

1926年11月15日,在法兰西科学院大厅里,座无虚席,全部目光都集中到试验台两个烧瓶和连着一圈电线的小灯泡上。左边的烧瓶里放入冰块,并保持在0益(模仿海洋深层水温)。当克劳德开动真空泵抽水机抽出右边烧瓶中的空气时,温水沸腾,水蒸气吹动涡轮机旋转并带动发电机发电。一瞬间3个小灯泡同时发出耀眼的光芒,顿时激起全体观众一阵热烈的掌声。

为什么真空泵抽出烧瓶内的空气,温水就沸腾起来了呢?因为开动真空泵后,瓶里气压变低,水的沸点也随之降低。实验表明,当水的压力只有大气压的1/25时,水的沸点只有28益,水便迅速变为蒸汽。高速的蒸汽推动涡轮机转动,涡轮机又带动发电机,便发出电来。通过涡轮机的蒸汽进入左边的瓶子后,被瓶内冰块冷却而凝结成水,所以右边瓶中始终保持低压,水也不断汽化。这虽然是一个小的试验,但它证明海水温差可以发电。1930年克劳德在古巴建立了世界上第一座水温差发电站,用事实展现出利用海洋热能的广阔前景。

海水中的“宝”远不止这些。已知海水中含80多种元素,按理说都是“宝”,都可以提取,但毕竟含量稀少,提取成本太高。第一次世界大战后,德国曾想在海水中提取黄金,以偿还战争赔款,终因耗费太多而作罢。如果我们能够把海水中的“宝”,都提取出来,那儿人类的富有,将是难以设想的。

丰富的海洋生物资源

海中的生物资源是聚宝盆中的“活宝”,也是海洋开发的主体,不可不写。

前面说过,地球已经有40多亿年的历史,最原始的生命大约在30亿年前诞生在海洋里。海洋是生命的开始,是生命的篮。为什么最原始的生命只诞生在海洋里?

第一,水是孕育生命必不可少的条件。凡是有生命的东西必有水,水是生命的重要组成部分。植物也好,动物也好,只要它活着,就要起陈新代谢的作用,体内必有许多水。没有水,体内一系列的生理和生物化学反应就无法进行,生命也就停止了。原始生命更需要水,没有水,它就不能诞生,诞生了,也不可能活下去。生命最初只可能在水里生,水里长,水里繁殖,水里进化,水是孕育生命必不可少的条件。

第二,海水是一种良好的溶剂。海水是一种天然的最好的溶剂,海水里面含有许多生命所需要的无机盐,如氯化钠、氯化钾、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐,还有溶解氧。原始生命要生存要发展,就得吸取这些东西作养料。既然海水里有这么多好养料,原始生命就可以毫不费力地,随心所欲地去吸取,而且源源不断。

第三,海洋是天然的温床。海水具有很高的热容量,任凭夏季烈日暴晒,冬季寒风扫荡,温度变化都不大。幼小的原始生命娇得很,经不起严寒和酷暑的折腾,它只适宜在既不太冷又不太热的环境中生活。浩瀚的海洋就是天然的温床,原始生命就在这温床上诞生成长。

第四,海水是抵御外侵的坚不可摧的防线。原始生命弱得可怜,怕风、怕雨、怕太阳,倘若不是海水筑成一道坚不可摧的防线,风可以把它卷走,雨可以把它淋死,太阳可以把它晒干,它怎么也不可能活下去。当然,阳光是生命所需要的,但得有度,特别是阳光中的紫外线,多照一下,原始生命就有可能被扼杀。海水能吸收紫外线,紫外线照不到水中原始生命身上去,这是一道天然屏障,一道抵御外侵坚不可摧的防线。

原始生命经过亿万年的进化,慢慢形成原生动物、海绵动物、环形动物、节肢动物、棘皮动物和脊椎动物。今天的海洋,可谓是洋洋大观,生机盎然,有五彩缤纷的藻类,有五光十色的贝类,有千姿百态的鱼类,还有躯体庞大的兽类。大大小小的动物、植物20多万种。有人估计,整个大洋大海每年可产1350吨有机碳,在不破坏生态平衡的情况下,每年可提供30亿吨水产品,至少够300亿人食用。海洋给人类提供的食物,将是陆地耕地面积所生产的粮食数量的1000倍,海洋之富饶,可以想象。

海洋里的丰富药材

广袤无垠的大海中,不仅藏着石油和多种矿物,还藏有丰富的药材,种类繁多的海洋动植物,就是永不枯竭的医药来源。

我国早在唐代时,就有人撰写了专门研究海洋药材的着作《海药本草》

(李珣着)。可见大海在很早以前就开始为人类贡献药材了。

像鱼肝油、琼胶、鹧鸪菜、精蛋白、胰岛素以及中药所用的一些海味,都是历史悠久、疗效甚佳的海洋药物。近年来,人们又从海洋动植物中提取了抗菌素、止血药、降血压药、麻醉药,甚至抗癌药。

有一种杀菌能力很强的头孢霉素及其化合物就是从海洋微生物中提取的。它不仅能消灭革兰氏阳性、阴性杆菌,对青霉素都不能杀死的葡萄球菌也有效力,而且没有抗药性。

食用海带,可以弥补碘的不足,这是人尽皆知的。其实,从海带中提取的药材,对治疗高血压、气管炎、哮喘以及外出血都颇有疗效。从马尾藻中可以分离出一种广谱抗生素,而海洋中的马尾藻是取之不尽的。

珍珠贝壳的珍珠层粉具有治疗神经衰弱、风湿性心脏病等10多种疾病的功能。乌贼墨在治疗功能性子宫出血和其他类型的出血症方面大显神通,既实用又经济。

因为乌贼是我国四大海产之一,产量很高。海龙、海马也是很重要的药用动物,早在《本草纲目》中对它们的功用就有描述。现代中医对海马的评价是,具有“补肾壮阳、镇静安神、舒筋活络、散淤消肿、止咳平喘、止血、催产”等作用。海龙的药效与海马相似。

海洋动物中有很大一部分具有毒性,有的毒性大得惊人。从某些有毒的鱼类中提取的有毒成分制成的麻醉剂,其效果比常用麻醉剂大上万倍,简直令人难以置信;从海绵动物中分离出来的药物,对病毒感染和白血症有明显疗效;从海蛇中可提取能缩短凝血时间的化合物;从柳珊瑚中能够提取前列腺素。

另外,某些海洋生物体内含有抗癌物质,如从河豚肝中提炼制成的药品,对食道癌、鼻咽癌、结肠癌、胃癌都有一定疗效。从玳瑁身上可提取治肺癌的药物。

海洋生物不断繁衍生长,没有穷尽。因此这个药材库也是永远用不完的。