“蛟龙”号的深海实验

“蛟龙”号载人深潜器是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器。2013年6月10日,搭载我国“蛟龙”号载人潜水器的“向阳红09”试验母船又起航了,它将执行为期113天左右的航海任务。自2009年8月开始,“蛟龙号”已先后进行了1000米、3000米、5000米级的海试,并获得圆满成功。2012年6月,“蛟龙”号成功下潜至7062米深度,打破了日本深潜器6527米的世界纪录,成为目前世界下潜能力最深的作业型载人潜水器。这次的主要任务不再是挑战下潜深度的极限,而是进行我国首次载人试验性应用。

  从“蛟龙”号潜水器达到的下潜深度,说明我国具备载人到达全球99.8%以上海底进行作业的能力。现在“蛟龙”号的主要目标转向了应用,它将成为科学家深海实验的游艇,为科学家下五洋的梦想搭建一个可靠、稳定的平台,使科学家在探索海洋、研究海洋、保护海洋等方面大显身手。

  “蛟龙”号的新任务

  这次“蛟龙”号试验性应用航段的作业区域包括一个海山区和一个冷泉区。科学家将搭乘“蛟龙”号下潜3000~4000米,在南海北部的一座小海山开展科学试验,进行海底观测、测量地形以及采集岩石、沉积物、生物样品等。选择到海山区进行探测的原因是为了研究地球变迁过程中基底的形成过程,因为海山的成分与洋壳基底的成分有密切关系,人们可以通过海山区的岩石样本推测基底的形成过程。由于基底之上覆盖有很厚的沉积层,以往的工作几乎都在沉积层,没有一块南海洋壳基底样品。通过这次“蛟龙”号下潜,希望能够采集到南海洋壳基底的岩石样品。

  冷泉是除了洋中脊热液活动外另一种引人注目的海底深部活动。冷泉口的生物密密麻麻,很多新物种的发现都是来自冷泉口。过去,要采集几千米深海处的海洋生物,就好像海底捞针,要碰运气才能发现新物种。现在,科学家可以随“蛟龙”号下潜到深海,使他们身临其境,直接观察和采集样品 。

  冷泉其实温度并不低于周边海水,往往还要更高一点,它渗出的东西是甲烷。在那里,有一种奇特的生物——古菌,它具有吃掉甲烷,同时生成碳酸氢离子和硫化氢甲烷的特异功能。这个生化过程不仅支撑了一个奇特的生物链,也造就了特殊的沉积岩石种类。南海冷泉区之所以吸引地质学家和生物学家,是因为它的奥秘基本没有揭开。 20多年来,全世界各海域发现了几十个冷泉。在中国,已发现的冷泉只有一处,就在南海的东北部,这个冷泉还是一个未开发的处女地。科学家期望在这里能发现新的物种,以及物种共生的独特方式。

  首战告捷

  2013年6月17日9时54分,“蛟龙”号载人潜水器被成功布放至南海冷泉作业区,并开始下潜,执行首个试验性应用航次的首次下潜任务。这次下潜的深度是1500米,主要任务是:验证潜水器技术状态,进行长基线定位系统试验,让驾驶员熟悉怎样在复杂海山区进行操作。所以,暂时不搭载科学家,搭载的是潜航员、“蛟龙”号设计人员和声学人员。“蛟龙”号顺利完成了首个试验性应用航次的首潜,并获得了一个比较完整的碳酸盐气囱样品和15个贻贝样本以及大量视频影像资料。

  6月18日,“蛟龙”号试验性应用航次的第二次下潜开始。这次任务首次搭载了科学家,这位“乘客”就是同济大学教授周怀阳,下潜区域仍然是17日“蛟龙”号下潜的南海冷泉区。这次任务中,获得了冷泉区大量的贻贝、毛瓷蟹和蜘蛛蟹。潜航员从海底传回的图片和视频显示,南海海底冷泉生物种类丰富,双壳类生物密布在海底,白色的毛瓷蟹在双壳类生物上随意爬行。一种在冷泉区比较罕见的蜘蛛蟹也“堂而皇之”地在“蛟龙”号潜水器的镜头前“闪亮登场”。多种海底生物的发现让现场指挥部瞬间沸腾起来。冷泉区生物群落的发现大大超出了现场指挥部原定下潜目标的预期。

  6月19日5时,“蛟龙”号载人潜水器开始这次任务的第三次下潜,下潜深度是7000米,这也是7000米级海试第二次下潜试验。8点40分,“蛟龙”号载人潜水器已经坐底,下潜深度6908米,状态正常。停下之后3位潜航员将在海底开展各项作业。因为刚刚停留,海底可能有些浑浊,不适合拍照。如果“蛟龙”号可以在这个深度取样和拍照的话,都将是到目前为止世界上最深海底的取样和拍照记录。

  这次“蛟龙”号首次试验性应用获得成功,将大大增强国内科技界对潜水器进军深海大洋的信心。但是,因为现阶段潜水器常态化业务运行的条件仍不完备,这次首航仅仅是一个开始,我国计划用5年左右时间开展试验性应用,完成“蛟龙”号从海试向常态化业务运行的过渡。

  【责任编辑】蒲 晖

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  为什么要进行深海探测?

  确切地说,海平面1000米以下就叫深海,到那里进行探测,就是深海探测。数千米的深海海底是地球上最宁静而神秘的地方,那里生存着许多古老的原始生物,发现和开发这些生活在极端环境下的生物及其基因资源有巨大的科研和经济价值,是全球海洋科学家研究的热点。那里还蕴藏着丰富的矿产资源,例如,有比陆地资源高出几十倍到几千倍的稀有金属锰、铜、镍、钴等,蕴藏了全球70%多的油气资源 。近10年来,人们新发现的储量在1亿吨以上的油气田,70%都在海上,其中一半以上又位于深海,开发这些资源对人类未来的生存有着非凡的意义。

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