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小，因此减少了风浪施加的负荷。法国布置此系统后，收到很好效果。第五
届各国政府间海洋学委员会决定在全球海洋推广使用。在无法布设自留式自
动浮标的海域，漂流式自动浮标被广泛应用。美国研制的“海鸥鸲”漂流浮
标，是水下部分直径0。6米，上部直径1。2米的锥体。浮标上装有各种海洋、
气象和监测传感器19个。漂流式浮标随海流漂移，位置不断变化，因此要用
卫星或其他导航系统确定浮标的位置。这种卫星定位的导航系统体积小，很
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有发展前途。
海洋浮标是当代海洋工程的重要技术之一，现已取得很大进展。但它的
造价仍然较高，可行性还较差，使用受到一定限制。
（3）潜水器
潜水器分为载人潜水器和无人潜水器，既可作为深潜调查的工具，又可
用它进行水下工程。第一个潜水器是美国1934年制造的，可载人潜入到906
米深处。1953年，法国建成自航式潜水器“底里雅斯特号”；1960年下潜到
世界上最深的马里亚纳海沟，首创深潜10916米的世界纪录。60年代中期以
后，潜水器已发展到海洋研究和海洋作业方面。
在能够深潜到2000米以下的载人潜水器中，美国1964年建造的“阿尔
文号”具有一定代表性。它工作水深1830米，可载2人。1966年，美国军
队用它在西班牙找到了美国飞机丢失在海里的一颗氢弹。在1974—1976年，
改装后的“阿尔文号”在3650米的深度考察了大西洋中脊裂谷。“阿尔文号”
使用率很高。70年代末以来，它年航日高达197—220天，年下潜次数达81
—117次。加拿大于70年代将“南鱼座”系列载人潜水器投放世界市场。英
国开发北海油田时使用了这种潜水器进行海底作业。法国的“陆架潜水员
号”、“莫安娜号”和原联邦德国的“美人鱼3号”也都是先进的载人潜水
器。
1962年，法国开始进行海底居住实验。1964年，美国进行了“海底实验
室1号”实验。此后，美国又进行了“海底实验室2号”实验，潜水67米，
历时45天。30名研究人员分3组轮流在水下住15天。这些潜水器为人类提
供了海洋考察的基础。
载人潜水器要考虑乘员的人身安全，深海作业更是危险。因此无人潜水
器逐步发展起来。美国于 1958年首先研制出缆控可回收的遥控潜水器。60
年代至70年代初，由于军事和海底石油开采的需要，美国、英国、法国等国
都建造了无人潜水器。遥控潜水器比载人潜水器动力强大，造价低廉，没有
人身安全问题，在军用和民用方面都有广泛的应用。
美国60年代研制的都是系缆式自由航行无人潜水器。其中“CURV”型潜
水深度达3050米，“深拖号”潜水深度达6100米。西欧国家中法国生产的
潜水器最多，80年代初已生产了160艘遥控潜水器。中国在1980年已研制
出可在近海水域、深200米作业的无人潜水器样机。随着无人潜水器的性能
不断改善，这将会获得更大发展的广泛应用。
潜水器对材料的要求很高，不仅要具有高强度，而且要轻，耐腐蚀。无
人潜水器要求有很高的机动性与稳定性以及灵敏完善的操作系统。这些问题
有待于进一步解决。
5。海洋矿产资源开发
海洋开发有海洋矿产资源开发 （包括石油、天然气）、海洋能源开发、
海洋生物资源开发等几个方面。海洋石油、天然气等海洋能源开发已在有关
章节叙述，本节只介绍重要矿产资源开发情况。
（1）海水中提取镁和铀
海水中含有近80种元素。其中含量最多的有氯、钠、钙、钾、镁、碳、
溴等10种。除了提取食盐外，一些国家在19世纪就探索从海水中提取其他
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元素。1926年，美国第一次从海中提取了溴。1933年，美国道化公司研制出
一套年产3000吨的提溴设备并投入生产。当前世界70％的溴是从海洋中提
取的，年产量约100多万吨。
海水中含镁量仅次于氯和钠。第二次世界大战期间，为了获得更多的镁
以满足军事需要，美国于1941年建成并投产了第一座从海水中大规模直接提
取镁的工厂。从海水中提取镁的过程，是将海水与石灰乳混合，反应生成不
溶性的呈淤浆状的氢氧化镁，过滤后用盐酸溶解生成氯化镁，经过蒸发、电
解生成金属镁和氯气。这样得到的镁纯度达99。8％。从此，美国大力发展海
水提镁工业。战后耗用的镁，几乎都来自海水。其生产技术不断成熟，成本
不断下降。40年代以后，美国从海水中提镁的经济性已高于从矿石中提镁。
60年代初，全世界每年从海水中生产的镁约15万吨。80年代初，其年产量
已达150万吨，占全世界镁的总产量的60％。
海水中铀的浓度仅为0。00334毫克／立升，但由于军事和能源工业的需
要，从40年代就开始了海水提取铀的研究。第二次世界大战后不久，英国倍
斯特尔领导的小组就试验用离子交换树脂从海水中提取铀。英国的哈威尔原
子能研究所采用连续逆流萃取技术，从20升海水中得到了60微克的铀。但
这种技术经济效益低，没有推广价值。50年代，英国学者用氢氧化钛作吸附
剂，以细棉布或玻璃棉作载体，从海水中吸附铀。这种方法也存在许多问题，
1964年已经停止采用。
日本学者尾方昇和垣花从1966年起选定钛酸、硫化铅、磷酸酯等作吸附
剂进行海水提铀的探索。1981年，日本在香川县兴建了一座年产10千克铀
的海水提铀试验厂。
中国海水提铀研究已有20多年历史。1970年，中国从海水中提取了30
克铀化合物，走在日本前面。现在已从海水中提取了数千克铀，是当今世界
上海水提铀较多的国家之一，同国外相比，技术上各有特色。中国在海水中
提取镁、溴、碘、钾等方面的研究，也已取得许多进展。目前中国海水提钾
的技术水平居世界前列，但实现大规模工业化生产尚需一段时间。
（2）海底锰结核的开采
1873年，英国“挑战者号”调查船在大西洋底部发现了大量锰结核。它
含锰25％，铁14％，还含有铜、钴、镍等20多种元素。据科学家计算，世
界大洋锰结核总储量可达 3万亿吨，而且它还以每年几千万吨的速度在增
加。本世纪50—60年代，美国、西欧、原苏联等国都对锰结核作了重点调查。
日本70年代建造了专用调查船勘查锰结核。1984年以后，中国在北太平洋
区域、南海海域都采到了锰结核。
50年代，美国开始探索锰结核的开始。1970年后，各国都争先恐后进行
锰结核的开发。近10年来，各国大洋采矿投资约2亿美元，比10年前提高
了近2倍。目前比较可行的开采技术有两种。一种是连续索斗式。它是用一
根10000米长的环形尼龙缆绳，等距离系挂一个个采矿挖斗，通过绞盘使沉
到海底的缆绳不断循环运动，带动挖斗把洋底表面的锰结核挖出来送到采矿
船上。1972年，日本、美国、法国等6国20多个公司在夏威夷海域4900米
深处，以这种横曳式采锰结核取得成功。另一种开采技术是泵式。将泵室置
于采矿船与海中输送管道中间的浮筒内，浮筒中充以高压空气，用真空吸气
机吸取海底锰结核，再由管道送到船上。1978年，美国在夏威夷海域5200
米深处先后用液压泵法和空压泵法连续采锰结核，日开采量为300吨。
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1980年，美国专门制订了“锰结核开采法”，并已生产出日采锰结核5000
吨的先进设备。日本于1982年制订了“深海海底矿业临时措施法”，成立了
深海资源开发公司，已能用泵式方法将锰结核吸上海面，最快时每小时可吸
40吨。英国、法国、原苏联也在进行试验性开采。第三世界国家为维护本国
的海洋权益，近年来也积极投入大洋锰结核勘探开采活动。预计到本世纪末，
锰结核的开