国内外深海资源探测技术应用综述及展望
国内外深海资源探测技术应用综述及展望
随着人类对资源的需求不断增加，陆地上的资源供给越来越乏力，一些国家和国际矿业公司正以极大的关注和热情瞄准深海矿产资源的开采。除了我们熟悉的石油和天然气，深海的资源还有：多金属结核、富钴结核、海底热硫化物、天然气水合物和生物基因资源等。
深海探测技术的重要性
1982年通过的《联合国海洋法公约》中规定：国际海底区域（国家管辖范围以外的大洋底部）及其资源是人类共同继承的财产。由于规定是本着谁有能力开采就是谁开采的原则，所以，在深海资源探测方面较为先进的国家就开始了对于海底采矿权的争夺。
行业巨头、加拿大多伦多的鹦鹉螺矿业公司，15年前就已宣称对巴布亚新几内亚约2000平方英里海床拥有开采权，但它并不急于进入实际开采阶段。这些年来，它一直专注于扩大自己的“地盘”，在太平洋数百个地点进行勘探，确定了几十个潜在开采对象。2011年，鹦鹉螺矿业公司赢得太平洋西南部俾斯麦海域一片矿山的20年开采权，并获得巴布亚新几内亚政府颁发的世界第一个深海多金属硫化物资源采矿租约，计划于今年进行试开采。中国五矿也已经获得了一片深海海底的采矿权。
所以，未来谁的探测技术好，谁就拥有海底宝藏的获得权。这使得各国都非常重视深海探测技术。
深海探测技术简介
从技术类型上分，深海探测技术主要分为：激光探测技术、声纳探测技术、地磁探测技术和地震探测技术。分别用于深海原位化学探测、深海地形探测、矿产勘探和油气勘探等方面。是现今深海探测的有力武器
激光探测技术
深海探测的激光技术主要是深海拉曼光谱仪，拉曼光谱仪是根据印度科学家拉曼发现的拉曼效应及其原理发明的光谱仪器，广泛应用在很多领域，如：石油、食品、农牧、化学、高分子、制药、医学、刑侦、宝行业、古玩鉴定和地质行业等。美国和中国都研制了自己的深海光谱仪，分别是深海拉曼原位光谱仪（DORISS）和深海集成化自容式拉曼光谱仪（DOCARS）。
深海拉曼光谱仪主要是在原位监测海底化学物质的变化，主要用在热硫化物出口等化学物质聚集区，即时探测化学成分的改变，为人们研究海底资源提供数据支持。
声纳探测技术
声纳探测技术也是一种很常用的海洋探测手段，分为军用和民用两大类。深海探测声纳技术主要是多波束测深技术、侧扫声纳技术和合成孔径声纳技术。
- 多波束测深技术
与传统的单波束测深系统每次测量只能获得测量船垂直下方一个海底测量深度值相比，多波束探测能获得一个条带覆盖区域内多个测量点的海底深度值，实现了从“点—线”测量到“线—面”测量的跨越。系统是一种多传感器的复杂组合系统,是现代信号处理技术、高性能计算机技术、高分辨显示技术、高精度导航定位技术、数字化传感器技术及其他相关高新技术等多种技术的高度集成。
测深时，载有多波束测深系统的船，每发射一个声脉冲，不仅可以获得船下方的垂直深度，而且可以同时获得与船的航迹相垂直的面内的多个水深值，一次测量即可覆盖一个宽扇面。
多波束测深系统一般由窄波束回声测深设备（换能器、测量船摇摆的传感装置、收发机等）和回声处理设备（计算机、数字磁带机、数字打印机、横向深度剖面显示器、实时等深线数字绘图仪、系统控制键盘等）两大部分组成。自70年代问世以来，多波束测深系统就一直以系统庞大、结构复杂和技术含量高著称，世界上主要有美国、加拿大、德国、挪威等国家在生产。
- 侧扫声纳
侧扫声纳，是水下搜索、水下考察等一项重要的有力的工具，每边旁扫通过向水底发射声纳，反射后被拖鱼接收形成声纳影象来发现水下物体。接收到的信号通过拖缆传到甲板上的显示单元，该系统非常适合寻找水下小型的或者怕碰的目标，可以用于寻找古董、残骸、航海日志、溺水人员等目标，也可以用来寻找大型的目标沉船，也应用在深海测量领域。
- 合成孔径声纳
合成孔径声纳的灵感来自于合成孔径雷达，合成孔径成像在雷达领域取得的成功，推动了合成孔径声纳技术的发展。由于合成孔径成像的相似性，声纳可借鉴雷达中的技术成果，雷达中的成像算法可用在声纳中。
受雷达成功的鼓舞，一些国家自80年代以来进行了较多的水声环境和合成孔径声纳成像试验，并开始研制原理样机。90年代以来，澳洲、欧洲、北美国家先后研制出合成孔径声纳实验样机，并且性能在不断提高。一些S声纳系统的作用距离从原来的几十米、几百米到十几公里，甚至更远；分辨率也从米、分米到厘米量级。美国在该领域处于领先地位。
地磁探测技术
磁力仪通常被船只用拖拽的形式运行，由于金属会改变地磁的特性，磁力仪在有色金属探测方面有很大用途。海洋磁力仪就是测量地球磁力场强度的一款精度很高的测量设备，能够勘测出任何会使磁力场发生改变的物体。美国Geometrics，Inc.的G882铯光泵磁力仪，加拿大Marine Magnetics Corp.的SeaSPY系列和加拿大GEM Systems Inc.公司的GSM系列是现在性能较好的深海磁力仪品牌。
地震探测技术
地震勘探-地震勘探,指利用地下介质弹性和密度的差异,通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应,推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。
在地表以人工方法激发地震波，在向地下传播时，遇有介质性质不同的岩层分界面，地震波将发生反射与折射，在地表或井中用检波器接收这种地震波。收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置、地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过对地震波记录进行处理和解释，可以推断地下岩层的性质和形态。地震勘探在分层的详细程度和勘查的精度上，都优于其他地球物理勘探方法。地震勘探的深度一般从数十米到数十千米。
爆炸震源是地震勘探中广泛采用的非人工震源。已发展了一系列地面震源，如重锤、连续震动源、气动震源等，但陆地地震勘探经常采用的重要震源仍为炸药。海上地震勘探除采用炸药震源之外，还广泛采用空气枪、蒸汽枪及电火花引爆气体等方法。
目前，我国在深海探测领域与世界先进水平差距较大，有些科考船和深潜器还不得不配置国外品牌的探测仪器。随着国家的日益重视和我国科研和生产单位的攻坚克难，我国深海探测装备一定会赶上或者超过发达国家的水平。