逐夢(mèng)深藍(lán)

我國(guó)深海裝備研發(fā)和深淵科學(xué)研究捷報(bào)頻傳

逐夢(mèng)深藍(lán)

制圖：李蕓

圖為2023年5月17日，民眾登上?？吭诟＝ㄊ「Ｖ菔旭R尾船政文化城碼頭的“探索二號(hào)”科考船，近距離參觀(guān)“奮斗者”號(hào)。 資料圖片（張斌 攝）

圖為深淵級(jí)海底原位科學(xué)實(shí)驗(yàn)站。 中國(guó)科學(xué)院深海所供圖

圖為國(guó)際首次環(huán)大洋洲載人深潛科考中，鄧玉清（中）、施納貝爾（右）等科考隊(duì)隊(duì)員在載人球艙內(nèi)。 中國(guó)科學(xué)院深海所供圖

入南海尋絲路遺珍，載人潛水器將中國(guó)水下考古從近海帶向深遠(yuǎn)海。6月13日，國(guó)家文物局在海南瓊海召開(kāi)“考古中國(guó)”重大項(xiàng)目重要進(jìn)展工作會(huì)，通報(bào)南海西北陸坡一號(hào)、二號(hào)沉船遺址考古新成果。

深海蘊(yùn)藏著地球上遠(yuǎn)未認(rèn)知和開(kāi)發(fā)的寶藏。2020年11月，在“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器成功完成萬(wàn)米海試并勝利返航之際，習(xí)近平總書(shū)記發(fā)來(lái)賀信：“從‘蛟龍’號(hào)、‘深海勇士’號(hào)到今天的‘奮斗者’號(hào)，你們以嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度和自立自強(qiáng)的勇氣，踐行‘嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、拼搏奉獻(xiàn)、勇攀高峰’的中國(guó)載人深潛精神，為科技創(chuàng)新樹(shù)立了典范?！?/span>

近年來(lái)，我國(guó)深海裝備研發(fā)和深淵科學(xué)研究捷報(bào)頻傳。萬(wàn)米之下，海底是一片怎樣的世界？逐夢(mèng)深藍(lán)，科學(xué)家們?nèi)绾谓议_(kāi)深海面紗？

“在1500米的海底對(duì)大規(guī)模古代沉船遺址進(jìn)行考古調(diào)查，在世界上也沒(méi)有先例”

南海西北陸坡一號(hào)、二號(hào)沉船遺址是我國(guó)首次在1500米深海發(fā)現(xiàn)的明代沉船遺址。6月2日，在完成南海西北陸坡一號(hào)、二號(hào)沉船遺址第三階段的水下考古調(diào)查工作后，中國(guó)科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中國(guó)科學(xué)院深海所”）深?？茖W(xué)研究部副主任陳傳緒回到了三亞。

2023年5月至2024年6月，國(guó)家文物局考古研究中心、中國(guó)科學(xué)院深海所、中國(guó)（海南）南海博物館使用“深海勇士”號(hào)載人潛水器，聯(lián)合對(duì)南海西北陸坡一號(hào)、二號(hào)沉船開(kāi)展了3個(gè)階段的水下考古調(diào)查，共提取出水文物928件套。

“本次調(diào)查采用載人潛水器和無(wú)人潛水器結(jié)合作業(yè)的形式，首次應(yīng)用了多種深海技術(shù)和裝備?！标悅骶w告訴記者，第三階段的探測(cè)手段更加豐富，嘗試了能探測(cè)海底地形的國(guó)產(chǎn)多波束測(cè)量等新技術(shù)。

陳傳緒從事地球物理探測(cè)研究，從2019年開(kāi)始參與潛水器上的工作，執(zhí)行過(guò)載人深潛科考、深海裝備搜尋回收等多類(lèi)任務(wù)，但深?？脊胚€是頭一回?！霸?500米的海底對(duì)大規(guī)模古代沉船遺址進(jìn)行考古調(diào)查，在世界上也沒(méi)有先例?！标悅骶w說(shuō)。

載人深潛器讓深?？脊懦蔀榭赡?。“之前，我們理論上知道南海的深海肯定有沉船，但那時(shí)中國(guó)還沒(méi)有載人潛水器?！蹦虾Ｎ鞅标懫鲁链z址考古調(diào)查發(fā)掘項(xiàng)目領(lǐng)隊(duì)宋建忠說(shuō)。

我國(guó)深海科技起步較晚但發(fā)展迅速。2012年，我國(guó)首臺(tái)自行設(shè)計(jì)、自主集成研制的7000米級(jí)載人潛水器“蛟龍”號(hào)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)深海載人潛水器零的突破；2017年，我國(guó)第二臺(tái)深海載人潛水器“深海勇士”號(hào)正式交付，作業(yè)能力達(dá)到水下4500米并實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)化；2020年，我國(guó)自主研發(fā)的萬(wàn)米載人潛水器“奮斗者”號(hào)在馬里亞納海溝成功坐底，我國(guó)具有了進(jìn)入世界海洋最深處開(kāi)展科學(xué)探索和研究的能力。

迄今為止，“蛟龍”號(hào)、“深海勇士”號(hào)、“奮斗者”號(hào)三臺(tái)潛水器累計(jì)下潛已經(jīng)超過(guò)1100次；近三年來(lái)，全球一半以上的載人深潛任務(wù)是由這三臺(tái)載人潛水器完成。

“每一次下潛，每當(dāng)艙口蓋關(guān)閉的一刻，就仿佛打開(kāi)了一扇新的通往未知世界的大門(mén)”

2022年10月23日，“深海勇士”號(hào)在南海執(zhí)行第500潛次任務(wù)。透過(guò)舷窗，中國(guó)科學(xué)院深海所深海科學(xué)研究部主任杜夢(mèng)然和隊(duì)友幸運(yùn)地發(fā)現(xiàn)了南海西北陸坡一號(hào)沉船。

“每一次下潛，每當(dāng)艙口蓋關(guān)閉的一刻，就仿佛打開(kāi)了一扇新的通往未知世界的大門(mén)?！?014年博士畢業(yè)后，杜夢(mèng)然加入中國(guó)科學(xué)院深海所。從此，出海、深潛成為她的工作常態(tài)，大洋、深淵是她的工作地點(diǎn)。

海洋中深度大于6000米的區(qū)域被稱(chēng)作深淵。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球共有37條深淵，其中5條超過(guò)萬(wàn)米。深淵也是最神秘且難以企及的極端環(huán)境之一，具有低溫、超高壓、黑暗無(wú)光、構(gòu)造活躍、地震頻發(fā)等特點(diǎn)。

深淵曾是深?？茖W(xué)研究的“無(wú)人區(qū)”，許多深淵區(qū)域還未被人類(lèi)實(shí)地到訪(fǎng)過(guò)。如今有了“奮斗者”號(hào)，通往深淵不再是遙不可及的夢(mèng)。截至今年5月，“奮斗者”號(hào)投入使用以來(lái)累計(jì)下潛244次，其中一半潛次抵達(dá)6000米以下的深淵，萬(wàn)米深淵潛次達(dá)25次，成功帶領(lǐng)32人到達(dá)萬(wàn)米海底。

2月8日到3月28日，中國(guó)科學(xué)院深海所牽頭組織實(shí)施首次中國(guó)-印度尼西亞爪哇海溝聯(lián)合深潛科考航次任務(wù)，由杜夢(mèng)然擔(dān)任首席科學(xué)家。歷時(shí)50天的航次中，“奮斗者”號(hào)成功下潛7178米，創(chuàng)下印尼深海下潛新紀(jì)錄，獲得一批寶貴的大型底棲生物、巖石和沉積物等樣品，發(fā)現(xiàn)兩處活躍的低溫?zé)嵋簠^(qū)，為深入理解爪哇海溝的特殊地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)、生物多樣性、地質(zhì)生命協(xié)同演化等提供了重要支撐。

這是“全球深淵深潛探索計(jì)劃”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“全球深淵計(jì)劃”）的第二站。2022年，在中國(guó)科學(xué)院國(guó)際伙伴計(jì)劃項(xiàng)目支持下，中國(guó)科學(xué)院深海所牽頭發(fā)起實(shí)施“全球深淵計(jì)劃”，開(kāi)啟了以中國(guó)為主導(dǎo)的深淵科考國(guó)際合作新模式。

2022年10月，“全球深淵計(jì)劃”第一站、國(guó)際首次環(huán)大洋洲載人深潛科考啟程?！皧^斗者”號(hào)搭乘“探索一號(hào)”母船，歷時(shí)157天，完成了2.2萬(wàn)多海里的大洋洲探索之旅，先后在3個(gè)深淵——克馬德克海溝、蒂阿曼蒂那海溝、瓦萊比-熱恩斯深淵開(kāi)展深潛綜合科考。

在這一航次中，新西蘭國(guó)家水資源和大氣研究所研究員卡琳·施納貝爾成為“奮斗者”號(hào)的首位國(guó)際乘客?！叭魏螘?shū)本上的知識(shí)都無(wú)法與眼睛看到的體驗(yàn)相提并論。”施納貝爾說(shuō)。

每一條深淵都有不同的歷史、地質(zhì)和生命現(xiàn)象。杜夢(mèng)然告訴記者，與我們所熟知的馬里亞納海溝不同，爪哇海溝是一種增生楔型海溝，豐富的有機(jī)質(zhì)等輸入孕育了爪哇海溝獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，也形成了這里極高的生物多樣性。

目前，中國(guó)科學(xué)院深海所已與新西蘭、日本、印尼、智利等國(guó)的研究機(jī)構(gòu)和科研人員建立合作，不斷擴(kuò)大“全球深淵計(jì)劃”的“朋友圈”。

“每一條海溝都有特殊之處，只有到達(dá)了每一條海溝，才能在全球深淵地圖上一一填補(bǔ)這些空白，把全球深淵的地質(zhì)、環(huán)境與生命科學(xué)問(wèn)題串聯(lián)起來(lái)，取得系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)?！倍艍?mèng)然說(shuō)。

“在海底布設(shè)原位科學(xué)實(shí)驗(yàn)站相當(dāng)于把實(shí)驗(yàn)室‘搬’到海底”

5月初，“探索二號(hào)”科考船完成了一次歷時(shí)14天的航次，成功回收深海裝備6型，其中深淵級(jí)海底原位科學(xué)實(shí)驗(yàn)站在深淵海底駐留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)115天。

原位科學(xué)實(shí)驗(yàn)站是近年來(lái)由我國(guó)提出的一種新型深海裝備技術(shù)體系。其中，深淵級(jí)海底原位科學(xué)實(shí)驗(yàn)站由中國(guó)科學(xué)院支持研制，以深淵基站為核心，集成深淵基站式遙控作業(yè)潛水器、自主式水下航行器等平臺(tái)，能夠開(kāi)展協(xié)同探測(cè)作業(yè)，通過(guò)攜帶大容量能源系統(tǒng)在海底長(zhǎng)期駐留。為順利實(shí)施原位科學(xué)實(shí)驗(yàn)站任務(wù)，中國(guó)科學(xué)院深海所成立了一支由年輕黨員組成的攻關(guān)突擊隊(duì)，正在全力攻克相關(guān)核心技術(shù)。

中國(guó)科學(xué)院深海所深海探測(cè)技術(shù)研究室主任陳俊是該航次的首席科學(xué)家?！霸诤５撞荚O(shè)原位科學(xué)實(shí)驗(yàn)站相當(dāng)于把實(shí)驗(yàn)室‘搬’到海底。與取樣后拿回陸地相比，在深海原位做實(shí)驗(yàn)，可以避免因環(huán)境變化導(dǎo)致的樣本數(shù)據(jù)損壞或缺失?！标惪≌f(shuō)，通過(guò)本航次深淵實(shí)驗(yàn)站的海底長(zhǎng)期駐留試驗(yàn)，既驗(yàn)證了系列關(guān)鍵技術(shù)，也為后續(xù)利用深淵實(shí)驗(yàn)站開(kāi)展新型深?？瓶紤?yīng)用奠定重要基礎(chǔ)。

當(dāng)前，我國(guó)已初步形成由載人與無(wú)人潛水器構(gòu)成的深海裝備譜系。載人潛水器能讓人親臨深海進(jìn)行精細(xì)化作業(yè)，但每次只能在海底停留數(shù)小時(shí)。若想進(jìn)行長(zhǎng)周期研究或海底自然災(zāi)害預(yù)警，就要用到無(wú)人深潛裝備。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)深海長(zhǎng)時(shí)間尺度的生物地球化學(xué)過(guò)程研究，杜夢(mèng)然和團(tuán)隊(duì)一起研發(fā)了系列深海原位高性能傳感探測(cè)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。“這些裝備技術(shù)應(yīng)用到‘全球深淵計(jì)劃’中，有望帶來(lái)更重大的科學(xué)產(chǎn)出?！倍艍?mèng)然說(shuō)，他們希望不斷給“奮斗者”號(hào)提供“秘密武器”，不斷提升水下的實(shí)際能力。

“深海很大，可以做的事情很多，你完全可以做跟別人不一樣的事情”

杜夢(mèng)然的專(zhuān)業(yè)背景是海洋科學(xué)，最初主要研究淺海。她記得，2014年時(shí)所里還沒(méi)有科考船，她就帶著學(xué)生去租借小漁船，到近岸淺海的甲烷滲漏點(diǎn)做實(shí)驗(yàn)。

后來(lái)，杜夢(mèng)然轉(zhuǎn)向深海研究。“淺海取樣簡(jiǎn)單，拿玻璃瓶潛水下去就能取。去深海千米深的地方取樣就難了，潛水深度每超過(guò)10米，壓力就增加1個(gè)大氣壓，而人的飽和潛水大多只有幾百米?！倍艍?mèng)然說(shuō)，有了載人潛水器，才有機(jī)會(huì)真正進(jìn)入深海。

從百米淺海到萬(wàn)米深海，下潛的深度標(biāo)注著中國(guó)深海探索嶄新的高度。站在新起點(diǎn)，中國(guó)載人深潛即將從全海深拓展至全海域。

4月20日，我國(guó)首艘深遠(yuǎn)海多功能科學(xué)考察及文物考古船在廣州出塢。據(jù)中國(guó)科學(xué)院深海所總工程師唐古拉山介紹，該船總體建造進(jìn)度接近60%，7月預(yù)計(jì)開(kāi)展大范圍的全船設(shè)備調(diào)試及全船內(nèi)裝工作，計(jì)劃于2025年初交船。

“極區(qū)海域是全球深海的重要組成部分，我們迫切需要研制一艘破冰科考船，形成極區(qū)載人深潛水面支持能力?！碧乒爬礁嬖V記者，這艘船由我國(guó)自主研發(fā)設(shè)計(jì)建造，突破了冰區(qū)船舶總體設(shè)計(jì)技術(shù)、智能控制技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，全船國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%左右。

“它的建造出塢，標(biāo)志我國(guó)在冰區(qū)深?？瓶佳b備和船舶設(shè)計(jì)的自主可控方面取得重要進(jìn)展，將使我國(guó)載人深潛能力從全海深拓展到全海域，并提升我國(guó)深海考古作業(yè)能力。”唐古拉山說(shuō)。

在陳傳緒看來(lái)，深?？脊攀侵袊?guó)深海技術(shù)裝備的一個(gè)大型實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，考古的高精細(xì)化要求為一系列深潛技術(shù)的精進(jìn)提供了契機(jī)，潛水器平臺(tái)、載荷和操控作業(yè)技術(shù)都在應(yīng)用中不斷迭代。

今年5月，南海西北陸坡一號(hào)、二號(hào)沉船水下文物保護(hù)區(qū)名單公布。陳傳緒說(shuō)，接下來(lái)要繼續(xù)優(yōu)化載人潛水技術(shù)，避免對(duì)沉船遺址區(qū)造成擾動(dòng)；沉船遺址區(qū)的保護(hù)和展陳利用也已提上日程，未來(lái)大家能通過(guò)直播等方式“親臨”深?？脊努F(xiàn)場(chǎng)。

“我的老師曾說(shuō)過(guò)，深海很大，可以做的事情很多，你完全可以做跟別人不一樣的事情?！标惪≌媲懈惺艿剑覈?guó)深海裝備研發(fā)始終立足于自身?xiàng)l件和需求攻關(guān)創(chuàng)新，而非亦步亦趨。

陳俊和團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)研發(fā)了多型深海著陸器平臺(tái)，如今又在原位科學(xué)實(shí)驗(yàn)站這一前沿領(lǐng)域攻關(guān)?！安簧偕詈Ｑb備實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有，但從有到優(yōu)還有很長(zhǎng)的路要走。”陳俊說(shuō)。

一次次下潛，抵達(dá)前人未抵之境。“深淵常常給我們帶來(lái)具有原創(chuàng)性、突破性的發(fā)現(xiàn)，同時(shí)也伴隨著未知和挑戰(zhàn)?！倍艍?mèng)然說(shuō)，只要堅(jiān)定目標(biāo)、一路“潛”行，就有一路驚喜，這正是科學(xué)的樂(lè)趣所在。（柴雅欣 自海南三亞報(bào)道）