1.人類的“海底龍宮”
為了突破人類傳統的居住環境,到海洋中去生活,美國前飛行員愛德華·林克曾到海底探險。就在林克躍躍欲試準備嚐試遨遊海底時,傳來了美國海軍軍醫喬治·邦德創立的“飽和潛水理論”。
該理論認為,隻要深度不變,潛水員在高壓環境下經過24小時後,機體內吸收的中性氣體就達到了飽和,而一旦達到飽和,人不管在水中停留多長時間,氣體的總量就不會改變,出水後的減壓時間也不會增加。飽和潛水理論的誕生,使林克極為震驚和欣喜,他的腦海中立時萌發了“海中人計劃”的設想。
1962年8月27日,在地中海沿岸的維爾佛朗什,林克乘水密電梯下到了水深18米處的“水下住房”,在裏麵呆了8個小時,一切正常。不久,林克又一次下到“水下住房”,呼吸著283.71千帕(2.8個大氣壓)的氦氧混合氣體,還在那裏用了餐,依然沒有不舒服的感覺。但水麵上的人卻抱怨林克在水下說話太快,而且尖聲細氣的。後來才明白,這是混合氣體中的氦氣在作怪,這次林克在水下待了14個小時。
1962年9月6日上午9時55分,斯特尼順利潛到地中海水下60米深的“水下住房”裏,這座“水下住房”直徑1米,高3米,房內四周安裝了各種儀表後,所剩空間極為狹小,斯特尼隻能坐在折疊椅上睡覺。他在“水下住房”裏休息一會兒,又走出來到水中遊泳,考察海底,再回到“水下住房”內吃飯。天黑以後,“水下住房”越來越冷,斯特尼連忙穿上毛衣,打開房內的電熱器。他成為人類迎來海底之夜的第一人,一直躺到夜裏10點多鍾才進入夢鄉。翌日早晨8時,斯特尼已經順利地在海底度過了20個小時了。
通過以上實驗,“海中人計劃”看來確實可行。
2.海底采礦技術
開采海底礦產資源所使用的方法、裝備和設施種類繁多,狀態各異,分布廣闊,埋深懸殊,開采的方法和使用的裝備也不盡相同。
海底采礦技術一般分表層礦開采和基岩礦開采兩大類。
表層礦大都呈散粒狀或結核狀存在於海底各類鬆散沉積層中,例如分布在海濱的磁鐵礦、鈦鐵礦、鉻鐵礦、錫砂、鋯石、金紅石、獨居石、金、鉑、金剛石等重砂礦和砂、礫石等;分布在近海底的磷灰石、海綠石、硫酸鋇結核、鈣質貝殼和砂、礫石等;分布在深海底的錳結核、多金屬軟泥、鈣質軟泥、矽質軟泥、紅粘土等。
基岩礦是指存在於海底岩層和基岩中的礦產,如非固態的石油、天然氣和固態的硫磺、岩鹽、鉀鹽、煤、鐵、銅、鎳、錫、重晶石等。
在開采海底礦產之前,須查明所采礦床的分布範圍、麵積、埋深、儲量、品位以及當地自然條件和海陸運輸能力等。在此基礎上,根據礦產的形態選擇合適的開采方法、裝備和設施。
海底表層礦開采由於深海與淺海采礦技術的難度不同,因而分為兩種。
露出水麵的海濱砂礦通常采用露天開采方法。陸地上使用的挖掘機械,如拉杆電鏟、鋼索電鏟、推土機等都可用於海濱砂礦的開采作業。
水麵以下砂礦床的開采,目前作業水深大多在30~40米範圍內,使用的采礦工具有4種:鏈鬥式采礦船、吸揚式采礦船、抓鬥式采礦船和空氣提升式采礦船。前3種的構造和工作原理與挖泥船類似。空氣提升式采礦裝置由氣管、氣泵和吸砂管等部分組成,氣管與吸砂管的中部或下端相連通,作業時將吸砂管下端靠近砂礦床,啟動氣泵,壓縮空氣使吸砂管內產生向上流動的摻氣水柱,從而帶進砂礦固體顆粒,連續壓氣就可達到采礦的目的。這種裝置的缺點是作業水深增加時,壓縮空氣的成本費呈指數倍增長。