一、為什么要探索深海？從“未知之?！钡健百Y源寶庫”的認(rèn)知跨越演講人01為什么要探索深海？從“未知之?！钡健百Y源寶庫”的認(rèn)知跨越02海洋資源有哪些？從“生存所需”到“未來希望”的多元價(jià)值03探測(cè)與資源的“共生之道”：科學(xué)探索與可持續(xù)利用的平衡目錄2025小學(xué)六年級(jí)科學(xué)上冊(cè)深海探測(cè)與海洋資源課件作為一名從事小學(xué)科學(xué)教育十余年的教師，我始終記得第一次帶學(xué)生觀察海洋生物標(biāo)本時(shí)，有個(gè)孩子指著深海鮟鱇魚的發(fā)光誘餌問：“老師，這么黑的海底，科學(xué)家是怎么看到它們的？”這個(gè)問題像一顆種子，讓我意識(shí)到：向孩子們講清楚“深海探測(cè)”與“海洋資源”的關(guān)聯(lián)，不僅要傳遞知識(shí)，更要點(diǎn)燃他們對(duì)未知的好奇與對(duì)自然的敬畏。今天，我們就從這顆“好奇的種子”出發(fā)，一起走進(jìn)神秘的深海世界。01為什么要探索深海？從“未知之?！钡健百Y源寶庫”的認(rèn)知跨越為什么要探索深海？從“未知之?！钡健百Y源寶庫”的認(rèn)知跨越地球表面約71%被海洋覆蓋，但人類對(duì)深海（通常指200米以下的海域）的探索程度甚至不如月球表面——這是我在參與“藍(lán)色家園”海洋科普項(xiàng)目時(shí)，聽中國科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所專家說的一組數(shù)據(jù)。為什么深海如此難以探索？讓我們先從它的“生存挑戰(zhàn)”說起。1深海的“三大生存挑戰(zhàn)”：高壓、黑暗與低溫高壓：每下潛10米，水壓增加約1個(gè)大氣壓。馬里亞納海溝最深處（約11000米）的水壓相當(dāng)于2000頭非洲象站在一枚硬幣上——這是我在國家深?；貐⒂^“奮斗者”號(hào)載人潛水器時(shí)，工程師用的類比。這樣的壓力下，普通金屬會(huì)像紙一樣被壓扁。黑暗：陽光只能穿透200米深的海水，200米以下是永恒的黑暗。我曾在模擬深海環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室里體驗(yàn)過：關(guān)閉所有光源后，眼前只有儀器的微光，那種“被黑暗包裹”的壓迫感，讓我瞬間理解了深海生物為何會(huì)進(jìn)化出發(fā)光器官（如鮟鱇魚的“小燈籠”）。低溫：除了熱液噴口等特殊區(qū)域，深海平均溫度僅2℃左右。2020年“奮斗者”號(hào)在馬里亞納海溝拍攝到的獅子魚，就生活在4℃的冷水中，它們的血液里含有“抗凍蛋白”，這是自然演化的奇跡。1232從“恐懼”到“探索”：人類深海探測(cè)的百年跨越1早期人類對(duì)深海充滿恐懼。19世紀(jì)的航海日志里，常記載“海怪”襲擊船只的傳說；20世紀(jì)初，科學(xué)家還認(rèn)為深海是“生命荒漠”。但隨著技術(shù)進(jìn)步，這種認(rèn)知被徹底顛覆：21930年：美國科學(xué)家威廉畢比乘坐“球形潛水器”下潛至923米，首次用相機(jī)記錄深海生物。他在日記中寫道：“這里不是荒漠，而是充滿奇異生命的‘水下雨林’?！?1960年：“的里雅斯特”號(hào)載人潛水器抵達(dá)馬里亞納海溝10916米處，駕駛員沃爾什說：“我們看到了蝦類和比目魚，這證明生命可以在極限環(huán)境中存在?！?2020年：中國“奮斗者”號(hào)成功坐底10909米，帶回了巖石、沉積物和生物樣本，還記錄到未知的透明海綿和白色海參——這些發(fā)現(xiàn)，讓我們對(duì)“生命的邊界”有了全新認(rèn)識(shí)。3探索深海的意義：從科學(xué)認(rèn)知到人類未來為什么要投入巨大資源探索深海？答案藏在三個(gè)“鑰匙”里：地球演化的“時(shí)間膠囊”：深海沉積物記錄著數(shù)億年的氣候變遷。2018年，我國“決心”號(hào)在西南印度洋鉆探，獲取了2000萬年的沉積物巖芯，為研究全球變暖提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。生命起源的“實(shí)驗(yàn)室”：熱液噴口（俗稱“海底黑煙囪”）周圍，沒有陽光卻活躍著管蠕蟲、蛤蜊等生物。它們依靠化能合成細(xì)菌生存，這與早期地球生命的生存方式高度相似——這里可能藏著“生命如何誕生”的密碼。人類發(fā)展的“資源儲(chǔ)備庫”：深海不僅有石油、天然氣，還有儲(chǔ)量遠(yuǎn)超陸地的多金屬結(jié)核（含鎳、銅、鈷等）、可燃冰（甲烷水合物），以及尚未被開發(fā)的生物藥物資源。2021年，我國在南海發(fā)現(xiàn)的可燃冰，按目前能源消耗計(jì)算，可供全國使用數(shù)百年。3探索深海的意義：從科學(xué)認(rèn)知到人類未來二、深海探測(cè)有哪些“利器”？從“憋氣潛水”到“智能探測(cè)”的技術(shù)進(jìn)化要克服深海的三大挑戰(zhàn)，需要“硬科技”支撐。我曾帶學(xué)生參觀青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)看到各種探測(cè)裝備時(shí)，孩子們的眼睛亮得像星星——這些“國之重器”，正是人類探索深海的“眼睛”和“手臂”。1載人潛水器：人類的“深海之舟”載人潛水器是唯一能讓科學(xué)家“親臨”深海的裝備。我國的“奮斗者”號(hào)就是其中的代表：抗壓外殼：采用鈦合金“艙球”，壁厚110毫米，能承受110兆帕的壓力（相當(dāng)于1100個(gè)大氣壓）。我摸過它的外殼，觸感冰涼但分量極重——一小塊材料就有幾十公斤。智能控制系統(tǒng)：裝備了高精度定位、水聲通信和機(jī)械臂。2021年下潛時(shí)，潛航員用機(jī)械臂采集了26.3公斤的海底巖石，還修復(fù)了一臺(tái)故障的海底觀測(cè)設(shè)備。生命支持系統(tǒng)：可支持3名潛航員在水下工作12小時(shí)，包括氧氣供應(yīng)、二氧化碳吸收和溫濕度調(diào)節(jié)。潛航員曾說：“在艙內(nèi)，我們就像住在一個(gè)‘會(huì)潛水的小房間’里。”32142無人潛航器：不知疲倦的“深海哨兵”不是所有任務(wù)都需要載人。無人潛航器（AUV/ROV）更適合長時(shí)間、高風(fēng)險(xiǎn)的探測(cè)：自主式潛航器（AUV）：自帶動(dòng)力和程序，可按預(yù)設(shè)路線探測(cè)。2023年，我國“探索4500”AUV在南海連續(xù)工作30小時(shí)，繪制了100平方公里的海底地形圖，精度達(dá)到厘米級(jí)。遙控式潛航器（ROV）：通過纜繩與母船連接，由操作員遠(yuǎn)程控制。我曾在視頻里見過ROV采集熱液噴口樣本：它的機(jī)械臂像“外科醫(yī)生”一樣，精準(zhǔn)夾取僅5厘米長的管蠕蟲，不損傷周圍生物。水下滑翔機(jī)：靠浮力變化“滑翔”前進(jìn)，幾乎不耗電。我國“海翼”水下滑翔機(jī)曾連續(xù)工作91天，航行3100公里，觀測(cè)了西太平洋的溫鹽分布——這種“沉默的旅行者”，是長期監(jiān)測(cè)的好手。3遙感與觀測(cè)網(wǎng)：從“點(diǎn)探測(cè)”到“面監(jiān)控”如果說潛水器是“探路者”，那遙感技術(shù)和海底觀測(cè)網(wǎng)就是“全景相機(jī)”：衛(wèi)星遙感：通過可見光、紅外和雷達(dá)衛(wèi)星，監(jiān)測(cè)海面溫度、洋流、赤潮等。2022年，衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)南海某海域水溫異常升高，提前3天預(yù)警了珊瑚白化風(fēng)險(xiǎn)。海底觀測(cè)網(wǎng)：我國在東海建設(shè)的“海底科學(xué)觀測(cè)網(wǎng)”，像一張“電子神經(jīng)網(wǎng)”，連接著地震儀、溫鹽深儀和攝像頭，實(shí)時(shí)回傳數(shù)據(jù)。我看過一段實(shí)時(shí)畫面：一群透明的樽海鞘正穿過觀測(cè)鏡頭，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡被精確記錄。02海洋資源有哪些？從“生存所需”到“未來希望”的多元價(jià)值海洋資源有哪些？從“生存所需”到“未來希望”的多元價(jià)值當(dāng)我們通過探測(cè)技術(shù)“看清”深海，會(huì)發(fā)現(xiàn)這里不僅是“生命的搖籃”，更是“資源的寶庫”。這些資源與我們的生活息息相關(guān)——餐桌上的海鮮、手機(jī)里的金屬、治療癌癥的藥物，可能都來自海洋。1生物資源：海洋的“生命饋贈(zèng)”海洋生物資源是人類最早利用的海洋資源之一：漁業(yè)資源：全球約30億人依賴海洋魚類作為主要蛋白質(zhì)來源。我國舟山漁場(chǎng)曾是世界四大漁場(chǎng)之一，但過度捕撈導(dǎo)致部分魚類（如大黃魚）資源衰退——這提醒我們，“取之有度”才能“用之不竭”。藥用資源：深海生物因生存環(huán)境特殊，能產(chǎn)生獨(dú)特的化學(xué)物質(zhì)。比如，從海綿中提取的化合物可用于治療白血病，從芋螺毒液中提取的藥物能緩解慢性疼痛。2023年，我國科學(xué)家在南海發(fā)現(xiàn)的一種深海真菌，其代謝產(chǎn)物對(duì)新冠病毒有抑制作用。生態(tài)資源：珊瑚礁、紅樹林等生態(tài)系統(tǒng)是“海洋雨林”，能保護(hù)海岸、凈化水質(zhì)、維持生物多樣性。我曾帶學(xué)生在三亞參觀珊瑚保育基地，孩子們親手種植珊瑚幼苗時(shí)說：“原來小珊瑚也能保護(hù)我們的家?！?礦產(chǎn)資源：海底的“金屬寶藏”深海礦產(chǎn)資源種類多、儲(chǔ)量大，是未來工業(yè)的重要支撐：石油與天然氣：全球約30%的石油和15%的天然氣來自海洋。我國南海的“可燃冰”（天然氣水合物）儲(chǔ)量相當(dāng)于千億噸石油，2017年試采成功，標(biāo)志著我國在這一領(lǐng)域走在世界前列。多金屬結(jié)核：俗稱“錳結(jié)核”，是海底的“金屬礦球”，直徑1-20厘米，富含鎳、銅、鈷等稀有金屬。太平洋克拉里昂-克利珀頓斷裂帶的結(jié)核儲(chǔ)量，足夠全球使用數(shù)百年。熱液硫化物：熱液噴口周圍的“黑煙囪”會(huì)沉淀金屬硫化物，形成富銅、鋅的礦床。2019年，我國“深海勇士”號(hào)在西南印度洋發(fā)現(xiàn)的熱液區(qū)，面積相當(dāng)于100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)。3化學(xué)與能源資源：海洋的“隱形財(cái)富”除了可見的生物和礦產(chǎn)，海洋還蘊(yùn)藏著“隱形”的化學(xué)和能源資源：化學(xué)資源：海水中溶解了80多種元素，其中鹽（氯化鈉）的儲(chǔ)量約4億噸，足夠全球使用數(shù)萬年；溴的儲(chǔ)量是陸地的1000倍，用于制造阻燃劑和藥品?？稍偕茉矗撼毕?、波浪能、溫差能等是清潔的“藍(lán)色能源”。我國浙江江廈潮汐電站已運(yùn)行40余年，年發(fā)電量可達(dá)1000萬千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少燃燒3000噸標(biāo)準(zhǔn)煤。4空間資源：海洋的“立體利用”隨著陸地空間緊張，海洋的“立體空間”價(jià)值日益凸顯：港口與航運(yùn)：全球90%的國際貿(mào)易通過海運(yùn)完成，我國寧波舟山港連續(xù)14年位居全球貨物吞吐量第一。人工島與海上城市：迪拜的“棕櫚島”、日本的“六甲人工島”，都是向海洋要空間的案例。我國也在研究“海上漂浮城市”，未來可能成為應(yīng)對(duì)海平面上升的解決方案。03探測(cè)與資源的“共生之道”：科學(xué)探索與可持續(xù)利用的平衡探測(cè)與資源的“共生之道”：科學(xué)探索與可持續(xù)利用的平衡當(dāng)我們了解了深海探測(cè)的技術(shù)和海洋資源的價(jià)值，必須思考一個(gè)關(guān)鍵問題：如何讓“探索”與“利用”良性互動(dòng)？這需要“科學(xué)認(rèn)知”與“生態(tài)保護(hù)”雙輪驅(qū)動(dòng)。1探測(cè)為資源利用“打基礎(chǔ)”沒有探測(cè)，資源開發(fā)就是“盲人摸象”：資源勘探：通過潛水器和無人潛航器，我們能精確繪制礦產(chǎn)分布、評(píng)估生物儲(chǔ)量。2022年，我國在南海的可燃冰勘探中，通過“奮斗者”號(hào)獲取的地質(zhì)數(shù)據(jù)，將開采風(fēng)險(xiǎn)降低了40%。環(huán)境評(píng)估：探測(cè)技術(shù)能監(jiān)測(cè)資源開發(fā)的環(huán)境影響。比如，開采多金屬結(jié)核可能擾動(dòng)海底沉積物，通過觀測(cè)網(wǎng)可實(shí)時(shí)監(jiān)控沉積物擴(kuò)散范圍，避免影響生態(tài)。技術(shù)驗(yàn)證：探測(cè)裝備的研發(fā)（如抗壓材料、能源系統(tǒng)），往往能反哺資源開發(fā)技術(shù)?！皧^斗者”號(hào)的鈦合金技術(shù)，已應(yīng)用于海上油氣平臺(tái)的管道制造。2資源利用需“生態(tài)優(yōu)先”海洋資源不是“取之不盡”的，我曾在福建東山島看到：因過度挖沙，原本5公里長的沙灘只剩1公里，海岸線后退了200米——這是“破壞式開發(fā)”的教訓(xùn)?？沙掷m(xù)利用需要：科學(xué)規(guī)劃：劃定“禁漁區(qū)”“保護(hù)區(qū)”，限制開采強(qiáng)度。我國已建立1500多個(gè)海洋保護(hù)區(qū)，覆蓋海域面積超12萬平方公里。技術(shù)創(chuàng)新：發(fā)展“綠色開采”技術(shù)，比如用微生物采礦減少化學(xué)污染，用選擇性捕撈網(wǎng)保護(hù)幼魚。公眾參與：每個(gè)人都能貢獻(xiàn)力量——減少使用一次性塑料制品（全球每年800萬噸塑料進(jìn)入海洋）、不購買瀕危海洋生物制品、參與海灘清理活動(dòng)。結(jié)語：從“探索者”到“守護(hù)者”的使命傳承2資源利用需“生態(tài)優(yōu)先”站在教室的窗邊，看著孩子們盯著“奮斗者”號(hào)模型的專注眼神，我想起自己第一次接觸深海探測(cè)時(shí)的震撼：原來，人類的好奇心可以突破極限，原來，每一次探索都在改寫我們對(duì)地球的認(rèn)知。今天我們講“深海探測(cè)與海洋資源”，不僅是為了讓孩子們記住幾個(gè)科學(xué)名詞，更是要傳遞