海底沙漠

海底沙漠

海底沙漠,發現於1986年,2009年3月引用“海底沙漠”概念發表引起轟動。它是指台灣海峽海底存在的“台灣淺灘”,總面積約1.5萬平方公里、蘊含數百萬億立方米,可滿足海峽兩岸百餘年的建築用沙。事實上,“海底沙漠”只是對台灣海峽地理環境的形象比喻,“主角”應該是台灣海峽蘊含的砂資源。2009年初,中國科學家經實地考察並結合相關研究發現這一成果,並發表在2009年3月號《自然資源學報》上。

基本信息

海底沙漠,發現於1986年,2009年3月引用“海底沙漠”概念發表引起轟動。它是指台灣海峽海底存在的“台灣淺灘”,總面積約1.5萬平方公里、蘊含數百萬億立方米,可滿足海峽兩岸百餘年的建築用沙。事實上,“海底沙漠”只是對台灣海峽地理環境的形象比喻,“主角”應該是台灣海峽蘊含的砂資源。

“海底沙漠”早在上個世紀八十年代就發現了,換句話說,這一發現已經“沉睡”了二十多年,不過因為兩岸交流呈現的新局面,而“甦醒”過來並引發關注。2009年初,中國科學家經實地考察並結合相關研究發現這一成果,並發表在2009年3月號《自然資源學報》上面。

海底沙漠地理位置圖海底沙漠地理位置圖

名稱起源

“海底沙漠”的稱呼,源自廈門理工學院石謙博士、中科院青島海洋研究所張君元研究員和廈門大學蔡愛智教授在2009年3月號《自然資源學報》上發表的論文——《台灣淺灘——巨大的砂資源庫》。作者指出,“海底沙漠”只是一個形象的比喻,它實際是指存在於台灣海峽的一處廣闊淺灘。由於淺灘上分布著儲量豐富的海底砂,且砂層一直在巨大暴風浪和合成海流的作用下處於改造和運動狀態,淺灘上幾乎沒有或極少底棲生物,因此可以被稱為“海底沙漠”。
蔡愛智教授介紹說,“海底沙漠”的物質構成與動態變化,和陸地上的沙漠都極其相似。從地貌上看,“海底沙漠”同陸地沙漠一樣,也有沙丘;從成分上,“海底沙漠”基本以沙粒為主,沒有黏土或粉砂;在大風浪的條件下,各種形態的沙丘都會被改造或削平,而風浪過後又會恢復或形成新的沙丘,就像陸地上的沙漠一樣。和陸地沙漠不同的是,“海底沙漠”中的貝殼含量比較多。

詳細情況

(圖)台灣淺灘台灣淺灘

廈門理工學院環境工程系石謙博士、中國科學院青島海洋研究所張君元研究員、廈門大學海洋與環境學院蔡愛智教授為主的研究小組,通過實地考察、觀察,發現了位於台灣海峽中南部的台灣淺灘蘊藏有豐富的沙資源。

石謙認為,這片“海底沙漠”的沉積物由中細沙組成,其中含有數量較豐的貝殼碎片、海灘岩玄武岩礫等。

按在水深30米以內的淺灘計算,總面積為1.5萬平方公里。灘沙一直在巨大暴風浪和合成海流的作用下處於改造和運動狀態,淺灘上幾乎沒有或極少有底棲生物,所以可稱為“海底沙漠”。

研究組根據台灣淺灘的沙坡地貌、沉積物的分布範圍初步評估總沙量達數百億立方米之巨,如此龐大的淺灘沙可滿足海峽兩岸未來百年以上的建築用沙需求。

發現始末

“海底沙漠”是怎么發現的?
說起“海底沙漠”的發現,蔡愛智坦言,二十多年前便已知曉了它的存在。1988年,蔡愛智作為地質組負責人,乘坐“東方紅”號海洋科學考察船,到台灣海峽進行調查研究。當他通過海底電視進行觀測時,畫面總是不穩定。他讓助手告訴船長,讓船拋錨,否則船老是在移動,觀測工作就沒法順利進行。結果助手跑回來告訴他,船早已拋錨好幾個小時了。這時蔡愛智突然意識到,船還在移動,而海底很可能是沙地。因為在沙地上錨沉不下去,當船體給予一定的拉力,錨就會被拖走,使船隻無法固定。
後來,根據海底測聲儀水下電視等儀器的觀測,加上採集的沉積樣本和以前的資料,蔡愛智確定了“海底沙漠”的存在,但這一發現卻沒有馬上發表,而是被他鎖在了抽屜里。隨著近年來兩岸交往日益頻繁,蔡愛智和他的學生石謙才覺得是時候將這一發現公布於眾了。

形成原因

關於“海底沙漠”的成因,蔡愛智認為,距今25000年到8000年前,海平面較低,台灣海峽尚不存在,當時的台灣島和大陸是相連的。台灣西部的許多河流,帶著大量泥沙從高處衝下,形成了一個具有很厚沉積層的陸相衝積扇(沖積扇是河流出山口處的扇形堆積體,當河流流出谷口時,擺脫了側向約束,其攜帶物質便鋪散沉積下來)。
後來,隨著全球氣候的變化和海平面的上升,海水開始侵入到現在台灣海峽地區,後來逐漸形成了今天的台灣海峽。而原來的河流的衝擊扇,也被淹沒在海水之下,成為了“海底沙漠”。有意思的是,“海底沙漠”一開始並不在現在的位置,而是位於泉州和台中之間。後來,由於北面的海流和風浪比較大,使“海底沙漠”開始從東北向西南方向運動,一直被衝到了現在的位置上。
石謙博士表示,目前對於“海底沙漠”的成因和台灣海峽環境演變的研究,很多都是建立在對以前資料基礎上的推理,依據還不是很確鑿,他們會對此進行更加深入系統的調查研究,以獲得進一步的了解。
在論文中,作者指出,“海底沙漠”東面與澎湖列島相連,西接閩南漳浦沿海區的禮士列島和粵東的南澎列島,以30米水深為邊界計算,面積約為1.5萬平方公里。“沙漠”中的砂儲量巨大,雖然目前尚未在整個淺灘進行地質鑽探,但研究組根據台灣淺灘的沙波地貌、沉積物的分布範圍初步評估了淺灘砂的儲量,若以砂層的平均厚度5米計算,總砂量將達數百億立方米。如能成功開發,可滿足海峽兩岸未來百年以上的建築用砂需求。

利用途徑

如此巨大的砂資源,怎樣才能得到有效的利用?同現在常用的河砂相比,海砂又有哪些優點和不足?

台灣淺灘有一半面積水深在30米以內,最淺的地方只有16米,這為砂資源的開採創造了便利的條件。但在接受媒體採訪時,石謙表示,目前只能算是資源發現,離實際的開採、利用還有較大距離,主要是開發利用成本太高。
蔡愛智介紹說,由於“海底沙漠”中的沙丘狀態會隨著海流和風浪的情況發生變化,因此掌握“沙漠”的變化規律,了解在什麼情況下,砂會往哪裡移動,對於開發砂資源來說非常重要,直接關係到開採成本的問題。采砂的技術和設備都比較簡單,一般是用從船上將管子放下,把砂從海底吸上來。5月份水位最低,知道準確地點的話,開採就容易得多。
相比河砂,海砂的價格要更加便宜,但在使用上也存在很大的局限。首先,在海水環境下,海砂的鹽分很高,造成它的黏著力不夠,如果要用在建築上,需要進行脫鹽處理。另外,海砂中含有的大量貝殼也影響了它作為建築材料使用。目前海砂主要用於修路或作為地基材料。
儘管如此,海砂的開發和利用還是很有必要的。在論文中作者指出,由於多年來我國沿海地區的蓬勃發展,建築用砂需求巨大,加之大量出口,使砂資源需求緊迫,供應緊張。沿海和近河口的江河段采砂業亂挖濫采,引起堤壩河岸破壞,河岸海岸被侵蝕後退,土地流失,對附近的土地、公路、農村城鎮造成損害,因此,在嚴格規範采砂活動之外,尋找新的砂源地就變的很有必要,而“海底沙漠”巨大的砂儲量,也許就能滿足這一需求。
石謙表示,“海底沙漠”粒級粗、水淺、數量大的特點,使它將成為我國一項特殊的海洋資源。由於過去兩岸關係,台灣海峽的調查研究還很不系統,空白較多,應該說這篇論文只是初步研究成果。希望今後兩岸學者能合作開展工作,科學調查能跨越所謂的“海峽中線”,才能最終揭開這個世界海洋科學上的“謎”,並進而更好地開發利用這一特殊資源。 研究組根據台灣淺灘的沙坡地貌、沉積物的分布範圍初步評估總沙量達數百億立方米之巨,如此龐大的淺灘沙可滿足海峽兩岸未來百年以上的建築用沙需求。

若干疑問

(圖)台灣海峽地圖台灣海峽地圖

大陸學者發表研究論文指出,台灣海峽擁有面積廣大的海底沙漠,可做為砂石建材,蘊藏量足供兩岸合作開採百年。台灣中山大學海洋科學相關學者則存疑;學者表示,台灣海峽確有許多沙丘存在,但粒徑是否夠粗、可做為砂石建材,仍有待評估。
台灣中山大學海洋系教授李忠潘指出,海砂粒徑小於0.1毫米就不適合做建材;若小於0.625毫米就是泥。大陸學者指在台海發現的海底沙漠,具做為砂石建材的經濟價值,他說:我們對這說法存疑。
疑問

專家釋疑

台灣淺灘的沉積物是由分選優、磨圓度很好的中細砂組成的,其中含有數量較豐的貝殼碎片、海灘岩和玄武岩礫等。以水深30米計算,淺灘的總面積為1.5萬平方公里。灘砂一直受巨大暴風浪和合成海流的作用處於改造和運動狀態,淺灘上幾乎沒有或極少底棲生物,可稱為海底沙漠。由於淺灘砂數量巨大而淺灘區水淺,雖然目前尚未在整個淺灘進行地質鑽探,但研究組根據台灣淺灘的沙波地貌、沉積物的分布範圍初步評估了淺灘砂的儲量,若砂層的厚度平均以5米計,則總砂量將達數百億立方米之巨,如此龐大的淺灘砂可滿足海峽兩岸未來百年以上的建築用砂需求。
科研人員表示,台灣淺灘砂源地的出現,希望能引起有關部門的注意,積極研究和進一步探索前期開發所需的勘探和營運政策與措施,包括兩岸的合作等。淺海和近海海岸帶海底的海砂不能單純當做建築用砂料來開採,因其中常常含有有用的礦物成分,例如鈦鐵礦、紅柱石、鋯石、獨居石等,尤其在粵東接近福建的外海。當富集量達到一定規模時,這種礦砂就成為海濱或者淺海海底砂礦。在將來開採過程中要注意採用回收設定,以得到更大的效益。

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