海底观测系统建设的作用与意义

 海底观测系统是人类研究探索海洋，开发和利用海底资源的重要前提之一。海底观测系统的主要任务主要有三项：一是探测未知世界；二是寻找海底资源；三是监控人类活动对海洋带来的影响。对海洋乃至海底的物理、化学和生物量的观测，如海洋的流、浪、潮等动力参数，海底的结构构造参数和海洋的PH、CO2、DO(溶解氧)、营养盐、蛋白总量等化学和生物量等等，都是海洋科学研究的基础。
  在深海海底资源勘探领域，除了探测新的海底资源之外，海底观测系统还可在这样三个方向进行应用：一是研究矿物生长与发展，如热液硫化物的生成机理研究；二是开展面向生物资源开发的特定地区生态系统研究，如热液生态体系的研究；三是进行大洋资源开发过程及其后续过程的环境变化监测，从而避免资源开采过程中对海洋周边环境所带来的不良影响。
 海底观测系统实质上是海底实验室，由海底观测节点和岸基站组成（岸基站向海底站提供电力并接收海底站回传的观测数据以及图像资料等信息），通过电缆或光纤把各站点联接起来形成一个海底观测网。海底观测系统的重要特征在于其观测的长期连续和实时性。长期现场观测是当代地球科学研究的要求，因为只有通过过程观测才能揭示机理。以前的各种海底观测都有一个共同的瓶颈，就是受能量供应和测量数据传送困难的制约。如锚定浮标，需要定期派船更换电池、取回观测记录，虽然观测连续但并不及时，一般数月之后才能取回，而海洋预警则要求实时观测信息。另一方面，海上作业的更大制约是安全，而往往海况最小安全时的观测数据最有价值，比如台风和海啸。海底的观测设备则要依赖深潜器等深海运载工具去补给能量和回收数据。海底观测系统的建立从根本上摆脱了受制于电池寿命、船时与舱位、恶劣天气和数据延迟等因索的影响，使海洋学家可以从陆上通过网络实时监测深海实验，实现对海洋物理、化学、生物、地质变化过程的不间断观测。
  海底观测系统的最大优势是原位分析。海洋生物学、海洋化学和海洋地质研究的传统做法是从海里取样后带回室实验室进行分析。其缺陷是显然的，一是容器可能污染水样，二是采回后的海水化学性质可能已发生变化，如pH值等，一些深海生物可能已死亡。新的方法——原位分析，不是把样品采回实验室分析，而是把海水传感器放在海里直接进行探测。原位分析是海洋环境研究的基本要求。只要将海水中的原位观测传感器与海底的节点连接，其就成了海底观测系统的有机组成部分。
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海底热液口的原位观测
  海洋观测总体上已进入立体观测时代，“全球海洋观测系统”(GOOS)也阐明了这种立体观测的构思和目标。2004年1月初，科学家们齐聚波多黎各商讨未来美国在这一领域的优势地位。作为新海底观测网络计划的一部分，美国国家科学基金会NSF已经拨款2亿美元作为沿岸与深海观测站基础设施建设的投资基金。与此同时，欧洲和日本的研究人员也在规划建立大批海底观测站及海底观测网络。
  到目前为止，海底观测站、海底观测链和海底观测网的实际应用案例已有很多，例如：美国“海王星”海底观测网络计划、欧洲海底观测网ESONET(European Sea floor Observatory Network)、日本新型实时海底监测网(Advanced Real-Time Earth Monitoring Network in the Area，ARENA)、美国Hobo海底热液观测站、美国LEO-15(the Rutgers Long-Term Ecosystem Observatory)生态环境海底观测站、美国NeMo(New Millennium Observatory)海底观测链、夏威夷-2(Hawaii-2Observatory)海底观测网络、美国新泽西大陆架观测网(the New Jersy ShelfObserving System NJSOS)、美国ORION(Ocean ResearchInteractive Observatory Network)计划等。