本书从介绍海底许多特殊现象开始，带领大家遨游海洋深处，去看看深海海底独特的生命系统现象——海底热液系统，那些不需要阳光雨露的生命系统，是那样的与众不同，向大家介绍海底底部的绚丽生物，并揭示海底蕴藏的各种资源。

绪言
第一篇 海底奇观
海底火山——海底“玫瑰花园”
为什么要开展热液现象的研究？
海底热液是怎么形成的？
火山口的土著——热液生态系统
阳光下的热液区——浅海热液
触摸海底——海洋技术在热液研究上的支撑
冷泉——海底里的“绿洲”
冷泉与热液的差别
冷泉的形成
冷泉居民
冷泉的消亡
我国的冷泉
冷热交织的海底环境
技术接力——亲近“海底绿洲”
深海生物
深海：挑战生存的战场
游弋于深海的生命
绚丽多彩的深海无脊椎动物
底栖生物——深海底的“森林”
宛若繁星的海底微生物
海底资源
海底热液硫化物
中国科学家与西南印度洋热液区的研究
海底天然气水合物资源
第二篇 深海技术
海洋探测中的“眼”和“手”
深海采样技术——海底探测的“双手”
水下传感器技术——海底探测的眼睛
无人遥控潜水器——ROV
ROV是如何工作的
ROV的前世今生
ROV技术的明天
ROV的命脉——关键技术支撑
ROV的经典集锦
无人自主潜水器——AUV
追溯历史：探寻AUV的来龙去脉
攻坚克难——AUV的技术难点攻关
基于AUV的观测
展望未来：AUV何去何从
冰下魅影——“AUTOSUB 2”AUV的失踪之谜
载人深潜器——HOV
追溯载人深潜器的发展历程
载人深潜器的贡献
载人深潜器的经典故事
挺进深海的中国力量——“蛟龙”号
水下滑翔机——AUG
水下滑翔机的发展史
我国水下滑翔机技术的发展
水下滑翔机如何工作
基于水下滑翔机的观测
潜渡太平洋的壮举
海底观测
基于浮标的海洋观测技术
海底观测系统
海底观测新宠——水下直升机
日本仙台海啸中的海底观测网络预报
参考文献

在太阳系中，地球是目
前唯一发现有生命存在的星
球，科学家认为其主要原因
是在这颗星球上具有能够产
生并延续生命的大量液态水
。整个地球约有97%的水赋
存于海洋，地球表面积的
71%为海洋所覆盖，因此地
球又被称为蔚蓝色的“水球”
。
地球上最早的生命出现
在海洋。陆地生物丰富多样
，而从生物分类学来说，海
洋生物比陆地生物更加丰富
多彩。目前地球上所发现的
34个动物门中，海洋就占了
33个门，其中全部种类生活
在海洋中的动物门有15个，
有些生物，例如棘皮动物仅
生活在海洋。因此，海洋是
保存地球上绝大部分生物多
样性的地方。由于人类探索
海洋的难度大，对海洋生物
的考察、采集的深度和广度
远远落后于陆地，因此还有
很多种类的海洋生物没有被
人类认识和发现。大家都知
道“万物生长靠太阳”，以前
的认知告诉我们，只有在阳
光能照射到的地方植物才能
进行光合作用，从而奠定了
食物链的基础，海水1000
米以下或者更深的地方应是
无生命的“大洋荒漠”。但是
自从19世纪中叶海洋考察发
现大洋深处存在丰富多样的
生物以来，到20世纪的60
年代，已逐渐发现深海绝非
“大洋荒漠”，有些地方生物
多样性之高简直就像“热带
雨林”。尤其是1977年，在
深海海底发现热液泉口以及
在该环境中存在着其能量来
源和流动方式与我们熟悉的
生物有很大不同的特殊生物
群落。深海热液生物群落的
发现震惊了全球，表明地球
上存在着另一类生命系统，
它们无需光合作用作为食物
链的基础。在这个黑暗世界
的食物链系统中，地热能代
替了太阳能，在黑暗、酷热
的环境下靠完全不同的化学
合成有机质的方式来维持生
命活动。1990年，又在一
些有甲烷等物质溢出的“深
海冷泉”区域发现生活着大
量依赖化能生存的生物群落
。显然，对这些生存于极端
海洋环境中的生物的探索，
对于研究生命起源、演化和
适应具有十分特殊的意义。
在地球漫长的46亿年演
变中，洋盆的演化相当突出
。众所周知，现在的地球有
七大洲（亚洲、欧洲、非洲
、北美洲、南美洲、大洋洲
、南极洲）和五大洋（太平
洋、大西洋、印度洋、北冰
洋、南大洋）。但是，在距
今5亿年前的古生代，地球
上只存在一个超级大陆（泛
大陆）和一个超级大洋（泛
大洋）。由于地球岩石层以
几个不同板块的结构一直在
运动，导致了陆地和海洋相
对位置的不断演化，才渐渐
由5亿年前的一个超级大陆
和一个超级大洋演变成了我
们熟知的现代海陆分布格局
，并且这种格局仍然每时每
刻都在悄然发生变化，改变
着我们生活的这个世界。因
此，从一定意义上来说，我
们所居住和生活的这片土地
是“活”的：新的地幔物质从
海底洋中脊开裂处喷发涌出
，凝固后形成新的大洋地壳
，继续上升的岩浆又把原先
形成的大洋地壳以每年几厘
米的速度推向洋中脊两侧，
使海底不断更新和扩张；当
扩张的大洋地壳遇到大陆地
壳时，便俯冲到大陆地壳之
下的地幔中，逐渐熔化而消
亡。
海洋是人类生存资源的
重要来源。海洋除了能提供
丰富的优良蛋白质（如鱼、
虾、藻类等）和盐等人类生
存必需的资源之外，还有大
量的矿产资源和能源，包括
石油、天然气、铁锰结核、
富钴结壳等，用“聚宝盆”来
形容海洋资源是再确切不过
的了。这些丰富的矿产资源
以不同的形式存在于海洋中
，如在海底热液喷口附近富
集的多金属矿床，其中富含
金、银、铜、铅、锌、锰等
元素的硫化物，是一种过去
从未发现的工业矿床新类型
，而且也是一种现在还在不
断生长的多金属矿床。深海
尤其是陆坡上埋藏着丰富的
油气，20世纪60年代末南
海深水海域巨大油气资源潜
力的发现，正是南海周边国
家对我国南海断续线挑战的
主要原因之一。近年来海底
探索又发现大量的新能源，
如天然气水合物，又称“可
燃冰”，人们在陆坡边缘、
深海区不断发现此类物质，
其前期研究已在能源开发与
环境灾害等领域日益显示出
非常重要的地位。
海洋与人类生存的自然
环境密切相关。海洋是地球
气候系统的关键组成部分，
存储着气候系统的绝大部分
记忆。由于其巨大的水体和
热容量，使得海洋成为全球
水循环和热循环中极为重要
的一环，海洋各种尺度的动
力和热力过程以及海气相互
作用是各类气候变化，包括
台风、厄尔尼诺等自然灾害
的基础。地球气候系统的另
一个重要部分是全球碳循环
，人类活动所释放的大量
CO，的主要汇区为海洋与
陆地生态系统。海洋因为具
有巨大的碳储库，对大气
CO，浓度的升高起着重要
的缓冲作用，据估计，截至
20世纪末，海洋已吸收了自
工业革命以来约48%的人为
CO2。海洋地震所引起的海
啸和全球变暖引起的海平面
上升等，是另一类海洋环境
所产生的不同时间尺度的危
害。
海洋科学的进步离不开
与技术的协同发展。海洋波
涛汹涌，常常都在振荡之中
，光波和电磁波在海洋中会
很快衰减，而声波是唯一能
够在水中进行远距离信息传
播的有效载体。由于海洋的
特殊性，相较于其他地球科
学门类，