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“海洋大于江湖,坚持海底的能力会带来真实的科学发现”

已有 1429 次阅读 2023-1-19 01:30 |系统分类:科研笔记

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由曾经只身下潜万米马里亚纳海沟深处的詹姆斯·卡梅隆导演、正在热映的电影《阿凡达:水之道》里有一句台词:水联结一切。这种由海洋水体实现的跨越性和整合性,在长期以陆地文化为主导的中国也正在发生,并已收获一些喜人的成果。

记者从117日在上海举行的“深海勇士号/奋斗者号”载人潜水器用户科学指导委员会2022年度工作会议上获悉,2018年至今,中国载人深潜器年度下潜次数已连续5年居世界第一。2022年,排除疫情影响,我国“深海勇士”号和“奋斗者”号载人潜水器分别完成了100个和75个潜次。累计至今,国内共有八十余家单位参与了两台深潜器的使用,参加下潜总人数超过250人。“深海勇士”号和“奋斗者”号潜水器不仅作业能力达到了世界先进,开拓了“两船两潜”的联合作业之路,运维能力也已居世界前列,开辟了我国深潜科学研究的新领域,打开了我国深海科研国际合作的新局面。

两台深海载人潜水器应用成果喜人

会议听取了潜水器运维单位——中科院深海所关于“深海勇士”号和“奋斗者”号载人潜水器2022年科学应用工作的报告、载人潜水器2022年开放应用情况及2023年初步下潜计划的报告。会上放映的首次中国—新西兰联合深渊深潜科考航次第一航段科考纪念片,让与会者了解到两国科考人员借助“奋斗者”号载人潜水器到达克马德克海沟最深点开展的工作。据悉,这是国际上首次在克马德克海沟区域开展的大范围、系统性载人深潜调查,采集了深渊宏生物、岩石和沉积物样品,为理解深渊的生命演化与适应机制、深渊沉积环境演变以及板块俯冲与物质交换通量提供了重要支撑。

国家文物局考古研究中心研究员宋建忠在题为《中国深海考古新进展》的报告中指出,中国从1987年起开展水下考古,到前些年已经出现瓶颈——由于渔民活动或工程等影响,浅海和近海的海洋考古成分线索基本已经绝迹。20181月,国家文物局水下文化遗产保护中心(今国家文物局考古研究中心)与中科院深海所合作,成立深海考古联合实验室,近年来通过深海深拖、ROV和载人潜器的结合等深海工程技术手段,有意识、有目的、有计划地搜寻深海水下文化遗存,从单件陶罐到成堆文物点、遗物点及3艘沉船的先后发现,表明我国深海考古发现进入了新的突破阶段。

来自上海交通大学肖湘教授团队的下潜科学家赵维殳在题为《2022MEER计划实施情况》的报告中深情回顾了跟随“奋斗者”号开展科考、收获样本时,感受到的扑面而来的新鲜冲击。依托“奋斗者”号,上海交通大学深部生命国际研究中心联合中科院深海科学与工程研究所、华大生命科学研究院、浙江大学等国内相关单位,开展了深渊环境与生态研究计划(简称“MEER计划”)。著名的全球表层海水生物计划“Tara Oceans”曾用5年时间获得了10T数据,而MEER团队搭载“奋斗者”号,仅1年就获得了160T的深渊数据。在超大数据支持下,该团队已建立了目前世界上最大的海洋微生物数据库,分析发现,深渊具有世界上极高的微生物多样性、新颖性以及新资源的潜能。在MEER计划中,研究团队不断体会到,在取样精度、取样频率、设备迭代和现场决策方面,“奋斗者”号带给深渊科学,尤其是深渊的生命科学研究一种强烈的科学范式的推动和改变。

同济大学海洋地质国家重点实验室副主任、下潜科学家党皓文在题为《南海冷水珊瑚古海洋研究进展》的报告中介绍,传统的海洋记录提供的大都是海洋表层系统的信息,且往往时间尺度比较长,在海洋中层部位等一些关键位置,没有沉积物或沉积很少。南海冷水珊瑚的骨骼为填补这些空缺提供了绝佳的材料,其中的碳酸钙和蛋白质可提供关于海洋内部碳循环的重要线索。

鲸落是观测深海生命的“窗户”。已有的研究表明,鲸落生态系统中至少存在102个特有种,数量介于深海冷泉和热液之间。同时,它还聚集有至少382个其他海洋生境中发现的生物物种,呈现出较高的生物多样性。中山大学谢伟副教授在题为《南海鲸落的发现与研究进展》的报告中,以鲸落为窗口,向大家描绘了南海深部生物多样性研究的蓝图。

不会换下国产部件,将逐步替换进口部件

为推动“深海勇士”号和“奋斗者”号载人潜水器在我国深海/深渊科学研究、海洋资源调查、应急救捞等工作中发挥更大的作用,中科院深海科学与工程研究所经与同济大学、广州海洋地质调查局、中山大学等多家合作单位研讨商议,于20213月牵头发起成立“深海勇士”号/“奋斗者”号载人潜水器用户科学指导委员会,由同济大学翦知湣教授任首届委员会主任。委员会致力于服务“深海勇士”号/“奋斗者”号载人潜水器的用户和专家群体,搭建一个面向“深海勇士”号、“奋斗者”号载人潜水器科学应用的沟通和交流平台;指导“深海勇士”号、“奋斗者”号载人潜水器的技术升级和作业能力提升,拓展其在深海/深渊前沿科学研究及其他领域的应用潜力;推动开展载人深潜国际合作,促进学术共同体的多学科交叉融合与应用。

结合会上各应用方介绍的深潜器工作,作为潜器运维业主方的中科院深海所代表认为,两台潜器在深海进入、深海探测和开发中发挥的作用,已实实在在地开启了中国各领域深海科研的新时代。他相信:“海洋大于江湖,中科院深海所不会沉湎于江湖的热闹和风波。坚持海上的存在,坚持海底的能力,最终会带给我们真实的科学发现和一个更加真实的世界。”

  在今天,使用和支持国产技术已经不仅是一件时髦或动听的事情,而是切实地关乎国运。中科院深海所代表表示,中科院深海所未来将继续支持国产技术的发展。虽然国产技术在应用初期经常不那么靠谱、可能带来更多的故障和风险,这也是国产潜水器的潜航员特别辛苦、为了坚持每天一潜常常需要连夜处置设备故障的原因。但这条道路中科院深海所会选择走下去,也承诺不仅不会换下原来潜器上的任何一个国产部件,而且会逐步用国产部件替换或撤下尚留在这两台潜水器上的进口部件。这位代表感慨:“在这两年的工作和国际形势变化中,我们也开始体会到国产部件的好处——出现问题时,研制方的技术人员能及时参与故障的分析处理,进行技术更新。”他预测,2023年,包括“蛟龙”号在内的中国3台载人潜水器累计下潜次数将突破1000次。“我们的下潜最终不仅追求科技的发展、科学的发现,更将充实和坐实中国工程技术界的发明和创造。”



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