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我国深海科考进入万米时代 “探索一号”创多项深海科考新记录  
8月23日,pk10论坛:中国科学院在京召开“深渊科考重大成果新闻发布会”,初步梳理了“探索一号”首航次取得的重要成果。中科院院长白春礼介绍,这是我国海洋科技史上第一次万米级深海科考,执行了84项装备试验及科考任务,其中三种由我国自主研制的万米级深海装备5次超过万米深度,装备稳定性得到验证,并取得了一大批珍贵样品和数据,“标志着我国深海科考进入万米时代”。
图为此次科考获取的生物样品钩虾。新华社记者 金立旺摄
航次首席科学家、中国科学院深海科学与工程研究所(以下简称“深海所”)包更生研究员用“奇迹”二字来形容“探索一号”的首航成果,他说:“能在一次科考中创造这么多纪录,这是非常难得的!”
自主研发仪器设备经受住万米考验
考验我国自主研发的深海设备,是这次科考最重要的目的之一。本次科考的领队刘心成说:“我们自主研发的仪器设备不仅经受住了万米考验,与国际横向比较,还进行了一些开创性工作,取得了突破性成果。”
他介绍,在万米深度,我国自主研发的“原位实验号”深渊升降器搭载实验装置在海底成功进行了深渊底部氮循环的原位培养实验、“天涯号”深渊着陆器单次获取大量海底水样(>100升),“这在国际同等或类似装备上都无先例”。
最让人惊喜的是国产海底地震仪的“表现”——最大工作深度达7731米,刷新了国产地震仪工作水深的新纪录,并且在国际上首次于“挑战者深渊”的西部开展主动源人工地震勘探,成功获得一条完整地震剖面。刘心成说:“我们还非常幸运地获得了马里亚纳海沟7.7级天然地震的数据,这是自1900年以来,科学家在马里亚纳海沟第三次记录到大于7.7级的天然地震信号。这些数据将提供给相关科学家进行深入研究。”
同时,“探索一号”利用船载绞车系统和沉积物采样设备,获得了9150米水深的箱式沉积物样品,创造了同类型深海装备作业深度的新纪录。
万米深渊不再是中国科学家的禁区
万米海底是一种极端的自然环境,压力、温度等条件十分苛刻,用深海所所长丁抗的话说:“有些设备你以为能够经受住万米考验,但实地一用就会出现很多问题。”刘心成笑着说:“我们这次出海,出问题的都是引进设备,我们自主研发的设备都好得很!”
这样的成果,让万米深渊不再是中国科学家的禁区。
——我国自主研制的“海斗号”无人潜水器成功进行了一次八千米级、两次九千米级和两次万米级下潜应用,最大潜深达10767米。“海斗号”成为我国首台下潜深度超过万米并进行科考应用的无人自主潜水器,创造了我国无人潜水器的最大下潜及作业深度记录,使我国成为继日、美两国之后第三个拥有研制万米级无人潜水器能力的国家。
——我国自主研制的水下滑翔机下潜深度达到5751米,接近目前国际上水下滑翔机最大下潜深度(6000米),创下了我国水下滑翔机的最大下潜深度纪录。
——我国自主研制的“海角号”和“天涯号”深渊着陆器、“原位实验号”深渊升降器共进行17次大深度下潜,其中“天涯号”和“原位实验号”三次突破万米深度,最大深度达10935米,在海底停留作业皆超过12小时。
推动我国建立深海科研体系
何舜平是中科院水生生物研究所的研究员,“探索一号”在深海捕获的狮子鱼标本让他非常兴奋。深海狮子鱼是一种生活在6000~8000米深海的独特生物,曾有人形象地描述,它在深海所承受的压力相当于1600头大象站在库珀(mini cooper)车顶上。何舜平说:“这是我国第一次捕获该标本,它很可能是一个新物种。当然,最终的结论还要等待DNA检验等研究以后才能得出。”
技术的进步总会带来科学的进展,“探索一号”大批珍贵数据和样品将拓展人类对于深海的认识。
在生命科学研究领域,“探索一号”在五千米、六千米、七千米、八千米、九千米及一万米级深度获取2000余个大生物样品,其中包括钩虾、深渊专属的狮子鱼以及未知物种。这些深渊大生物的获得为探索海斗深渊物种的起源与演化、群体遗传特征及其共生微生物对极端高压环境的适应机制提供了宝贵的样本。不仅有大生物样品,“探索一号”还进行了原位水体微生物收集工作,这些样品能最大程度反演深渊底部原位环境下的微生物组学信息,为揭示深渊微生物群落结构、代谢途径和环境适应机制提供了珍贵的研究样本。
在地球科学研究领域,“海斗号”无人潜水器成功获得了2条九千米级(9827和9740米)和2条万米级(10310和10767米)水柱的温度、盐度和深度数据。这是我国获得的第一批万米温盐深剖面数据,为研究海斗深渊水团特性的空间变化规律和深渊底层洋流结构,以及万米载人潜水器的设计提供了宝贵的基础资料。深度序列完整的海底沉积物样本、马里亚纳海沟水样,填补了我国万米海底数据和样品的空白,将极大地促进我国深海深渊科学研究的发展,有效推动我国海斗深渊科学研究体系的建立。
“探索一号”刚刚回航,但科学家们已放眼未来。刘心成说:“我们将执行第二次万米深渊科考!

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