看过《西游记》的人都会记得，孙悟空大闹东海龙宫得“镇海之宝”——金箍棒的故事。孙悟空的金箍棒是用金、银、铜、铁做的，威力无穷，能降妖伏魔。“镇海之宝”的故事，纯粹是一则美丽的神话，但它反映了古代人们的愿望和想象。如今，神话变成了现实，真正的海底“镇海之宝”——锰结核。
有的锰结核锰含量达到55%，除锰以外还含有铁、镍、铜、钴、钛等20多种金属元素，并且含量都很高。锰结核所富含的金属广泛地应用于现代社会的各个方面。如金属锰可用于制造锰钢，其质地极为坚硬，能抗冲击、耐磨损，大量用于制造坦克、钢轨、粉碎机等。锰结核所含的铁是炼钢的主要原料，所含的金属镍可用于制造不锈钢，金属钴可用来制造特种钢，金属铜大量用于制造电线。锰结核所含的金属钛，密度小、强度高、硬度大，广泛应用于航空航天工业，有“空间金属”的美称。
锰结核不仅储量巨大，而且还会不断地生长。生长速度因时因地而异，平均每年长1毫米。以此计算，全球锰结核每年可增长1000万吨，堪称“取之不尽，用之不竭”的可再生多金属矿物资源。
沉睡万千年的钴
地球上“睡”得最安稳的金属应该算是钴了，因为富钴结壳深埋在海底，着实难以开采。富钴结壳是生长在海底岩石或岩屑表面的皮壳状铁锰氧化物和氢氧化物。因富含钴，名富钴结壳。表面呈肾状或鲕状或瘤状，黑色、黑褐色，断面构造呈层纹状，有时也呈树枝状。因为富钴结壳含有钛、锰、钴等多种金属，它很可能成为战略金属钴、稀土元素和贵金属铂的重要来源。
富钴铁锰结壳氧化矿床遍布全球海洋，集中在海山、海脊和海台的斜坡和顶部。数百万年以来，海底洋流扫清了这些洋底的沉积物。太平洋约有5万座海山，其富钴结壳贮存量最丰富，但经过详细勘测及取样的海山却寥寥无几。
富钴结壳中的矿物很可能是借细菌活动之助，从周围冰冷的海水中析出沉淀到岩石表面。结壳形成厚度可达25厘米，面积宽达数万平方千米的铺砌层。据估计，大约635万平方千米的海底（占海底面积1.7%）为富钴结壳所覆盖。据此推算，钴总量约为10亿吨。
根据储藏学、海洋学和品位（矿石中有用矿物含量的百分率）等条件，最具开采潜力的结壳矿址位于赤道附近的中太平洋地区，尤其是约翰斯顿岛和美国夏威夷群岛、马绍尔群岛、密克罗尼西亚联邦周围的专属经济区，以及中太平洋国际海底区域。此外，水深地区的结壳矿物含量比例最高，是开采的一个重点。
富钴结壳除了钴含量高于深海锰结核之外，其开采之所以被认为有利，是因为高质量的结壳储存在岛屿国家专属经济区内，水深较浅，离海岸设施较近的水域。
在20世纪70年代后期，特别是在1978年，当时世界上的第一产钴国扎伊尔（现在的刚果民主共和国）境内矿区爆发内战，钴价飙升，人们对结壳的经济潜力有了深刻的认识。由于刚果民主共和国的生产持续下降，直到2000年，赞比亚、加拿大和俄罗斯三国总产量占了全球总产量（2.95万吨）的一半以上。
在历史上，钴价波动较大。在1979年前扎伊尔沙巴省发生动乱期间，钴价在数周之内激增三倍。当时扎伊尔约占全球供应量的一半。现在，钴生产在地域上远没有以前集中。但从中、短期来看，需求仍趋于缺乏价格弹性。只要认为可能出现供应问题，价格仍可能迅速倍增。
大洋富钴结壳主要存在于太平洋水下顶面平坦、两翼陡峭、形似“圆台”的海山斜坡上，水深1000～3500米，色黑似煤，质轻性脆，结构疏松，表面常布满花蕾似的瘤状体，厚度一般为几毫米至十几厘米，形状为板、结核或砾状等的海相固结沉积物。
由于沉积时古海洋环境的差异，富钴结壳常呈现为成分和颜色不断变化的多层构造特征，如褐煤状、多孔状或无烟煤状结壳分层。此外，据实地勘查及系统科学研究，它在太平洋不同区域的储存特征和富集规律也是五彩缤纷、千奇百怪。至今，它已静静地沉睡在海底数千万年了。
有资料显示，富钴结壳金属钴含量可高达2%，是陆地最著名的含钴矿床中非含铜硫化物矿床含钴量的20倍。若与我国东太平洋海盆、大洋多金属结核开辟区相比，其钴含量高3倍至4倍，铂含量高10多倍，海底面覆盖率高3倍至4倍，单位面积重量高4倍至6倍。据不完全统计，太平洋西部火山构造隆起带上，富钴结壳矿床的潜在资源量达10亿吨，钴金属量达数百万吨，经济总价值已超过1000亿美元。因此，自上世纪80年代以来，它一直是世界海洋矿产资源研究开发领域的热点。
盐的故乡——大海
我们日常食用的盐是从哪里来的呢？地球母亲提供给我们一个巨大的仓库，那就是海洋。海水是一种非常复杂的多组分水溶液，其中就有各种盐。然而，海水为什么含有盐分，这又是一个复杂的问题。有人说这与地球的起源、海洋的形成及演变过程有关。一般还认为，盐分主要来源于地壳岩石风化产物及火山喷出物。
斯堪的那维亚半岛曾有一个民间传说，在海底有一个神仙，它有一盘磨盐的磨子在不停地转动，所以海水一直是咸的。
有人说海水是盐的“故乡”，是因为海水中含有各种盐类。海水中90%左右是氯化钠，也就是食盐，另外还含有氯化镁、硫酸镁、碳酸镁及含钾、碘、钠、溴等各种元素的其他盐类。氯化镁是点豆腐用的卤水的主要成分，味道是苦的，因此，含盐类比重很大的海水喝起来是又咸又苦的。
如果把海水中的盐全部提取出来平铺在陆地上，陆地的高度可以增加153米；假如把世界海洋的水都蒸发干了，海底就会积上60米厚的盐层。
海水里这么多的盐是怎么聚集的？这个复杂的问题难以得出明确的结论。科学家们把海水和河水加以比较，研究了雨后的土壤和碎石，得知海水中的盐是由陆地上的江河通过流水带来的。当雨水降到地面，便向低处汇集，形成小河，流入江河，一部分水穿过各种地层渗入地下，然后又在其他地段冒出来，最后都流进大海。
因为水在流动过程中，经过各种土壤和岩层，使其分解产生各种盐类物质，这些物质随水被带进大海。加上海水经过不断蒸发，盐的浓度就越来越高，而海洋的形成经过了几十万年，海水中含有这么多的盐也就不奇怪了。
那么，怎样使海水中的盐变为我们经常使用的食盐呢？
目前，从海水中提取食盐的方法主要是“盐田法”，这是一种古老而至今仍广泛沿用的方法。使用该法需要在气候温和，光照充足的地区选择大片平坦的海滩，构建盐田。
盐田一般分成蒸发池和结晶池两部分。先将海水引入蒸发池，经日晒，水分蒸发到一定程度时，再倒入结晶池，继续日晒，海水就会成为食盐的饱和溶液，再晒就会逐渐析出食盐来。这时得到的晶体就是我们常见的粗盐。剩余的液体称为母液，可从中提取多重化工原料。
古代我国沿海居民利用海水制食盐，把海水引入盐田，利用日光和风力蒸发浓缩海水，使其达到饱和，进一步使食盐结晶出来。这种方法在化学上成为蒸发结晶。
公元1320年至公元1378年时，在我国碣石山北境鬲津河沿岸建有海丰、海润、海盈三处盐场。明初，海润、海盈有煎有晒，明世宗嘉靖元年（1522年）海丰场率先易煎为晒，一直沿用了2000多年的传统制盐旧工艺，被无棣人发明的新工艺所代替，使制盐业向前迈进了一大步，无棣人对盐业生产的贡献功不可没。
海水晒盐的加强蒸发方法与液体蒸发技术有关。以往的海水蒸发晒盐，均采用平面蒸发的方法，盐水与流动着的水汽未饱和的空气的接触面积限于盐田的平面面积，而加强蒸发法以盐水在一定高度上洒下，或盐水在一定压力下且在一定高度上喷洒，立体式地扩大了盐水溶液与流动的水汽未饱和的空气的接触面积，加大了蒸发面积，加强蒸发，缩短蒸发周期从而提高盐水的蒸发效率。
海水的化学资源利用是将海水先蒸发结晶，把苦卤水（含有镁离子、溴离子、碘离子等）和粗盐（含钠离子、氯离子、镁离子、硫酸根离子等）析出。然后，依次加入氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠。去除杂质，过滤后可得到沉淀和滤液，加入稀盐酸溶液之后，再蒸发结晶，这样就可以得到纯净盐。
海水蕴藏的碘极为丰富，总数估计达800亿吨。碘是国防、工业、农业、医药等部门和行业所依赖的重要原料，世界上有许多国家从海水中提取碘。
20世纪70年代末，中国提出“离子共价”的概念，成功研究出JA-2型吸着剂，可直接从海水中提碘和溴；此后发展了液-固分配等富集方法，亦可直接从海水中提取碘。
晒盐后的卤水也可制取碘，其中，活性炭吸附法比较简单。某些海藻具有吸附碘的能力，如干海带中碘的含量一般为0.3%～0.5%，比海水中碘的浓度高10万倍。因此，利用浸泡液浸泡海带亦可制取碘。
大海——未来的粮食基地
有些读者可能会想，在海洋中不能长粮食，怎么能成为未来的粮仓呢？是的，海洋里不能种水稻和小麦，但是，海洋中的鱼和贝类却能够为人类提供营养丰富的蛋白食物，更何况还有无限的海洋资源有待开发。
蛋白质是构成生物体的最重要的物质，它是生命的基础。现在人类消耗的蛋白质中，由海洋提供的不过5%～10%。令人焦虑的是，20世纪70年代以来，海洋捕鱼量一直居高不下，有不少品种已经呈现枯竭现象。用一句民间的话来说，现在人类把黄鱼的孙子都吃得差不多了。要使海洋成为名副其实的粮仓，鱼鲜产量至少要比现在增加十倍才行。美国某海洋饲养场的实验表明，大幅度地提高鱼产量是完全可能的。
自然界存在着数不清的食物链。在海洋中，有海藻就有贝类，有了贝类就有小鱼乃至大鱼。世界上屈指可数的渔场大抵都在近海，这是因为海藻生长需要阳光和硅、磷等化合物，这些条件只有接近陆地的近海才具备。海洋调查表明，在1000米以下的深海水域中，硅、磷等含量十分丰富，只是它们浮不到温暖的表面水层。因此，只有少数范围的海域，由于自然力的作用，深海水自动上升到表面层，从而使这些海域海藻丛生，鱼群密集，成为不可多得的渔场。
有关专家乐观地指出，海洋粮仓的潜力是很大的。目前，产量最高的陆地农作物每公顷的年产量折合成蛋白质计算，只有0.71吨。而科学试验显示，同样面积的海水饲养产量最高可达27.8吨，具有商业竞争能力的产量也有16.7吨。
海水——未来的淡水资源
在很多地方，通过海水脱盐来制造淡水，已经在大规模地进行，但是成本一直很高。由于我们对淡水的需要不断增长，科学家们正在研究廉价的方法。有一种方法是利用核燃烧或太阳能来煮沸海水，通过蒸馏取得淡水而留下盐。另一种方法，是把海水通以电流，让带正电的盐离子向一个方向流动，而让带负电的离子向另一个方面流动，从而分离出盐。还有一种方法，是用一种特殊的薄膜，让纯水通过，而把盐滤出。再一种方法，是把海水冻结。冻结过程能从水中萃取出盐。当盐从冰中分离出来以后，冰融化就得到淡水。得到淡水的最好方法之一是“多级闪速蒸馏法”。其方法是使海水进行几次快速蒸发，每次都是在更高的真空和更低的温度下进行。
世界上淡水资源不足，已成为人们日益关切的问题，也影响了一些国家的经济发展。1997年3月，世界气象组织和联合国教科文组织，在摩洛哥举行的世界水资源论坛准备的文件中，发出了“到21世纪，水有可能成为一种稀罕之物”的惊呼。当然，这里所述的水是指淡水。淡水在地球上本来就十分有限，它只占地球总水量的3%还不到，而且，其中约2/3囤积在高山和极地的厚厚冰雪中，近1/3深埋在地层里，而真正能被我们利用的淡水，只占地球总水量的0.26%左右。就是这占有极小份额的淡水资源，今天还正面临着来自人类的严重污染，致使其更加捉襟见肘，日见匮乏。因此，节约用水，保护珍贵的淡水资源，已成为现代人的当务之急。
除了节约和保护现有的淡水资源以外，人们自然想到怎样开辟新的更充足的水源，而占地球总水量达96.5%的海水当然成为首选的目标。海水又咸又苦，既不能喝，也不能用。如果用海水灌溉农作物，会使它们迅速腌死；如果用海水烧锅炉，就会使锅炉壁结成锅垢而影响传热，甚至引起爆炸……因此，若想利用海水，就必须将海水进行淡化处理。
当前人们已掌握了几种海水淡化方法。
第一种是蒸馏法，即把海水加热，变成蒸汽，然后使蒸汽冷却变成淡水。一次蒸馏不行，还可以蒸馏多次。蒸馏法的缺点是，要消耗较多的能量。如果利用工业余热，特别是核电厂的高温余热来加热海水，就可节省燃料，降低淡化的成本。
第二种是电渗析法，它依靠两种薄膜——阴离子膜和阳离子膜，经过通电把海水里的盐类分解成为阳离子和阴离子，并且分别通过薄膜迁移到另一边，剩下的便是不含盐的淡水。虽然电渗析法耗能相对较少，但是不能除去海水中不带电荷的杂质。
第三种是反渗透法。利用一种薄薄的具有多孔结构的“反渗透膜”作为核心部件，在加压条件下，薄膜只能让水通过，把盐类物质拒绝于薄膜外，这样淡水和盐类就分开了。反渗透法不仅分离效率高，能量消耗少，而且设备简单，所以备受人们的欢迎，成为当今世界各国最广泛使用的海水淡化技术。
除了以上三种海水淡化方法以外，人们还在探索其他效率更高、成本更低的海水淡化技术。
深层海水用处多
在地球水资源中，海水占96.5%。所以，如何充分利用海水资源，一直是人们极为关心的问题。在日本、美国等发达国家，一个新兴的产业——利用深层海水，正在悄悄地兴起。
在海洋深处，由于受到上部海水的阻挡，阳光无法到达，致使水中生物远远少于浅层，尤其是那些喜阳性的浮游微生物。这就使海水中有机物的分解速度大大超过其被生物吸收、合成的速度。所以深层海水中含有极其丰富的氮、磷等营养成分。另外，由于阳光不能到达，深海水还具有温度较低（一般在1～9℃）以及清洁、有害病菌少的特点。
