2000年，加拿大温哥华岛的渔民从海底挖出了1吨重的冰状天然气水合物。因为不知它为何物，渔民们很快把那咝咝作响的大块固体白色物倾倒回海洋。
我国南海北部陆坡区的天然气水合物资源，经初步探测和估算，其资源量达185亿吨油当量，相当于南海深水勘探已探明的油气储量的6倍。神狐海域钻获实物样品之后，尽快发现具有开采价值的可燃冰矿藏，已成为当前我国气体水合物勘探研究的首要目标。人们期望我国海域拥有足够量的新型能源为子孙后代造福。
我国在钻获“可燃冰”方面有哪些成绩
值得一提的是，我国先后于2008年11月和2009年6月，在青海省祁连山南麓海拔4000米以上的天峻县木里镇永久冻土带多次成功钻获天然气水合物实物样品。至此，我国成为世界第一个在低纬度冻土区发现“可燃冰”的国家，是继前苏联、美国、加拿大之后第四个在陆域钻获“可燃冰”的国家。
这次钻获的“可燃冰”处于永久冻土层之下，埋深较浅，一般位于井深130～396米的不同层位，地层时代属于中侏罗统江仓组和木里组。与海域“可燃冰”相比，两者有所区别：海域“可燃冰”甲烷（CH4）纯度高，含量为99%左右，样品呈团块状或细纹状，在海面之下1000多米深，从海底往下200多米深的地层中，其气源矿主要来自海底天然气藏。陆域“可燃冰”甲烷含量达70%多，纯度不一，样品呈薄层状赋存于泥质粉砂岩、细砂岩、泥岩的裂隙面上，主要成分为甲烷，还含有乙烷、丙烷等，气源成因与上覆或下伏的煤炭资源有关，是青藏高原长期演化过程的产物，应属于化石能源。
中国地质科学院矿产资源研究所实施钻探项目首席科学家祝有海研究员，先后三次将样品送青岛海洋地质研究所水合物低温实验室，使用世界最先进的激光拉曼光谱仪进行检测。此外，18位院士专家对样品进行了评审，再次确认其为天然气水合物。这是继南海北部钻获天然气水合物之后的又一重大突破，对寻找新型能源具有重大意义。
海底喷溢热液流体
自1972年美国海洋地质家罗纳确认大西洋中脊北纬26°处有热液活动；1976年美国海洋科学家在东太平洋和加拉帕戈斯断裂带水深2500米处发现海底热液喷溢口；1978年美法联合使用“西安纳”号，在北纬21°的东太平洋海隆首次发现热液硫化物；1979年美国“阿尔文”号再度下潜，发现了“黑烟囱”及其喷溢口呈环带状存活的生物群落以来，这一海底现代成矿作用表明，在由海底扩张而产生新洋壳的同时，海底多金属硫化矿床也随之形成。此后，此类矿床在国际矿物学界属最新研究领域，在成矿理论和开发远景上都具有十分重要的科学意义和商业开采价值。地学界的矿床学家对这种类型矿床的研究已取得较大进展。
什么是海底热液
目前，国际海洋地学界对海底热液活动产生的构造部位已有了比较清楚的认识，从已发现的所有海底热液硫化物来看，它们均为海底热液溶解的高温热水所产生的硫化物堆积，热液溶解作用则是由海底热源驱使含矿热液在海底扩张中心对流循环而产生。海底扩张中心由大洋中脊的断裂带系统组成，它们环绕地球5000多千米，并通过所有主要的海盆。
通常认为，海底热液硫化物是热液水溶离洋底玄武岩，在热液上涌喷溢口附近产生的硫化物沉淀和堆积。在成矿过程中，起重要作用的是海水沿扩张裂隙下渗，形成了酸性的、具有强溶蚀能力的高温热水，并受深部热力加温，在对流循环的上涌过程中溶离出玄武岩中的大量金属元素，并以热液或蒸汽状态喷出海底进入海水中。在高温条件之下，硫化物在热液通道及喷口周围被海水迅速冷却、沉淀，逐渐堆积形成块状热液多金属硫化物矿床。
最使人惊异的是，在通常被认为是极端不利于生命存在环境的热液喷溢口周围，科学家们还发现了大量形态各异的生物群落。
这些鲜为人知的生物群落的发现，使人们认识到地球上存在着两种大洋——“蓝色大洋”和“黑色大洋”，并存在两种初级生产力及其食物链。“蓝色大洋”以浮游生物为初级生产力、靠吸收阳光获取能量；“黑色大洋”则以热液细菌为初级生产力，主要依靠微生物通过化学合成作用还原海底热液系统中硫的氧化物获取能量。
在300℃高温的热液系统中，有一类被称为“嗜热菌”的微生物能存活下来。同样，在低温、高压、高碱、高盐等极端环境下也有极端的生命世界。已发现的极端生命形式包括嗜热菌、嗜冷菌、嗜碱菌、嗜酸菌、嗜盐菌、嗜压菌等，统称为“极端微生物”。它们主要分布于两大环境：一是热液本身就含有大量的嗜热细菌，它们随着其他热液物质一起喷出海底并在热液喷口附近聚积下来，火山岩中也含有大量细菌；二是存在海底沉积物和海底以下的地层中的微生物。“大洋钻探计划”（ODP）首次在洋底以下深逾750米的沉积物中发现有微生物存在。研究表明，深海极端环境下生存的生物群落是一种珍贵的生物资源，特别是它们的基因在现代生命科学和医学上具有特殊的意义和价值，未来深海生物基因资源的开发利用将给人类带来福音。因此，海底热液系统与极端生命现象是当今国际地学界研究岩石圈、生物圈、水圈等各圈层相互作用以及地球科学系统的前沿和最佳对象。
说到这些鲜为人知的生物群落，为什么在没有阳光、含氧量极其稀少、海水压力非常强大的大洋深海底处仍然存在生命？科学家们至今尚未做出令人信服的解释。有的学者认为，这是由于海底火山喷出的热水，把附近岩石中的矿物质溶解出来，在热量和压力的作用下，它们会合成硫化物。这种硫化物不仅成为微生物的食物来源，而且还能与海底水中稀少的氧和二氧化碳结合，产生一种化学能源——类似于太阳能的作用。
众所周知，在自然界众多生物中，关系极其复杂，但均可围绕食物联系起来，构成所谓的“食物链”——它的基础是绿色植物通过光合作用，将氧、碳、水合成为有机物。动物直接或间接以绿色植物为食。因此，这种食物链又称“光合食物链”。地球上生物圈的生物赖以生存的能源是太阳，这就是“万物生长靠太阳”的道理。
但是，后来，美国科学家托马斯·戈尔德提出了一种“地下生物圈假说”，它从根本上动摇了“光合食物链”的理论基础。他认为，在地下存在一个由微生物组成，不依赖太阳能和氧的新的生命世界，而深海底火山或热泉处的生物群落，就是这个地下生物圈的出露部分。据统计，地球上有高达2/3的微生物可能深藏在洋底的沉积物和地壳中。后来，在瑞典锡利延的大陆超深钻中，从地下6000米深的花岗岩岩心中发现了微生物。据研究，这些微生物也是以地热为能源，以烃类为食物的。
“地下生物圈假说”尚需科学家们进一步研究证实。然而深海底生物群落的发现，不仅是生物理论的一个重大突破，而且也为太阳系外其他星球可能有生命存在提供了佐证。总之，为什么在深海火山或热泉附近能存活如此众多的海洋生物，它们又是靠什么来维持生存的呢？这些至今仍是尚未解开的科学之谜。
海底热液活动不仅为人类提供了大量可供开发利用的矿产和生物资源，而且还有探索生命起源的科学研究价值。
取之不尽的海洋能源
把海洋称为蓝色煤田是很确切的，海洋中储藏的能源，无论是种类还是储藏量，都是陆上能源无可比拟的。海洋能源除了前面介绍过的波力能、潮汐能，海流中蕴藏的动力能及海洋热能外，还有多种自然能源可供利用。并且，随着海洋工程技术的发展，可供利用的海洋自然能源将会更多。海洋自然能源的利用前景十分广阔。
海水中蕴藏有化学能，它存在于海水浓度差中。由于海水的浓度取决于海水的盐度，所以海水浓度差能又叫海水盐度差能。
海水的盐度是指1000克海水中所溶解的全部固体物质的总克数，用符号‰表示，一般海水的盐度为30%～35%。在河流入海处的淡水和海水交汇地方，有显著的盐度差，海水盐度差能最丰富，是开发利用海水中化学能最理想的场所。据估算，海洋中储藏的盐差能达到26亿千瓦，比海洋温差能还要大。
早在1939年，就有人提出利用盐差能来发电的设想。人们从化学实验中发现，把两种不同浓度的盐溶液倒在同一容器中时，浓溶液中的盐类离子就会向稀溶液中扩散。由此设想，将两种盐度不同的海水的化学电位差能转换为电能，其原理是利用渗透膜两侧海水和淡水之间的水位差，来驱动水轮机发电。
美国的诺曼博士提出一种利用盐差能发电的方案。他设计了一个水压塔，这是一个上端开口、下端封闭的腔室。水压塔的一侧是淡水室，另一侧是海水室，中间隔着特制的半渗透薄膜。由于海水与淡水之间的盐分不同，因而形成较高的渗透压力，淡水不断渗入已经充满海水的水压塔中；当水压塔中的水一直升高至上端，从上口溢出，就会冲击水轮发电机发电。
盐度差能是可供开发的一种新型海洋自然能源，人们对它认识较晚，对它的特点、基础技术掌握不够，特别是并发浓度差能最关键的材料半渗透薄膜还未过关，故海水盐差发电还未到实用阶段。但是，盐度差能蕴藏的能量巨大，利用海水盐度差发电，产生的电力要比潮汐发电、海流发电、温差发电都要大，海水盐差发电作为一种海洋新能源，还只是初出茅庐，但它诱人的前景，使得许多国家科技人员致力于对海水盐差发电的研究和开发。
海洋影响着大气的温度和湿度，也影响全球大气的环流。海洋是风雨的故乡，地球环境的“空调器”。海面上的海水受到阳光照射，海水温度升高，水分蒸发，含有水蒸气的湿润空气遇冷后凝结成水，成为雨降落地面；也可成为雪飘落大地。
海洋上和大气之间是一部天然的大型空调器，这台自然空调器长年累月、不间断地工作着，它的能源来自海洋和高空大气的寒冷空气之间的温度差。海洋表面上空大气温度高，高空大气层温度低，通常在0℃以下。热冷空气之间的温度差，为海洋“空调器”提供了取之不尽的能源。
科学家设想从海洋空调器中提取能源，并提出一种设计方案，建造一座“兆功率塔”。它的高度为5千米。直径50米。在塔内充满丁烷气。丁烷气受到海洋热量作用而蒸发，丁烷气以时速180千米的速度向塔尖冲去，到达塔尖时是一层-10～30℃的霜。丁烷气遇冷液化，通过一根中心竖管，泻人底层。在塔的底层安装一个涡轮机，液化丁烷气冲击涡轮发电。这个“兆功率塔”发电功率可达到7000兆瓦。
利用“兆功率塔”从海洋空调器提取电力有许多技术问题要解决。首先，塔的结构要非常坚固，要能承载如此高大的海上建筑物；同时要保持塔身的稳定。对此，科学家设想，“兆功率塔”三面用8千米长的粗钢丝对塔进行固定，在塔四周绑着4个漂浮式椭圆形氢气球，利用氢气球的浮力来减轻塔身对塔底的压力。
科学家设想这座“兆功率塔”建造在北海海面，离海岸约30千米的一个浮动船坞上。“兆功率塔”的设想能否变为现实还是一个未知数，但是，它向海洋大气这台自然空调器提取电能，并非天方夜谭。海洋大气这台自然空调器是可以向人类提供新能源的。
石油污染——海洋的悲伤与愤怒
海洋不仅为人类提供了丰富的资源，而且是大量物资运输的最廉价的交通枢纽。众所周知，海洋是一个巨大的石油储备库，然而，在人类开发利用海洋石油资源时，由于自然或人为因素造成的海洋石油污染对海洋环境造成了严重的破坏。当船舶行驶在这天然航道上时，也不可避免地把一些物质或能量引入海洋环境，造成海洋污染。据估计，全世界每年因航运作业及船舶失事而泄入海洋的石油约为100～150万吨，其中油轮事故溢油就有50多万吨。虽然石油开采事故不像油轮航运溢油事故那样频繁，但事故一旦发生，其后果难以想象。石油对海洋生物资源、海岸环境和人类自身都造成了一定程度的损害。海洋石油污染范围广，时间长，修复难度大。因此，海洋石油污染应引起人类的高度重视。
除了海上航运中发生的溢油事故和海上石油开采造成突发性灾难外，战争也是造成海洋石油污染的一种重要途径，而且由战争引发的海洋石油污染事故更具有毁灭性。
在这些严重的石油污染事件中，尤为值得一提的是1991年海湾战争石油污染事件和2010年墨西哥湾石油污染事件。
