自主研發(fā)儀器設備助力我國深海科考進軍萬米深淵

作者: 2016年08月24日 來源:中國儀表網(wǎng) 瀏覽量:
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8月23日,中國科學院在京召開“深淵科考重大成果新聞發(fā)布會”,初步梳理了“探索一號”首航次取得的重要成果。中科院院長白春禮介紹,這是我國海洋科技史上第一次萬米級深??瓶迹瑘?zhí)行了84項裝備試驗及科考任務,其
8月23日,中國科學院在京召開“深淵科考重大成果新聞發(fā)布會”,初步梳理了“探索一號”首航次取得的重要成果。中科院院長白春禮介紹,這是我國海洋科技史上第一次萬米級深海科考,執(zhí)行了84項裝備試驗及科考任務,其中三種由我國自主研制的萬米級深海裝備5次超過萬米深度,裝備穩(wěn)定性得到驗證,并取得了一大批珍貴樣品和數(shù)據(jù),“標志著我國深海科考進入萬米時代”。


 
(圖為此次科考獲取的生物樣品鉤蝦)
  
  航次首席科學家、中國科學院深??茖W與工程研究所(以下簡稱“深海所”)包更生研究員用“奇跡”二字來形容“探索一號”的首航成果,他說:“能在一次科考中創(chuàng)造這么多紀錄,這是非常難得的!”
  
  自主研發(fā)儀器設備經(jīng)受住萬米考驗
  
  考驗我國自主研發(fā)的深海設備,是這次科考最重要的目的之一。本次科考的領隊劉心成說:“我們自主研發(fā)的儀器設備不僅經(jīng)受住了萬米考驗,與國際橫向比較,還進行了一些開創(chuàng)性工作,取得了突破性成果?!?BR>  
  他介紹,在萬米深度,我國自主研發(fā)的“原位實驗號”深淵升降器搭載實驗裝置在海底成功進行了深淵底部氮循環(huán)的原位培養(yǎng)實驗、“天涯號”深淵著陸器單次獲取大量海底水樣(>100升),“這在國際同等或類似裝備上都無先例”。
  
  最讓人驚喜的是國產(chǎn)海底地震儀的“表現(xiàn)”——最大工作深度達7731米,刷新了國產(chǎn)地震儀工作水深的新紀錄,并且在國際上首次于“挑戰(zhàn)者深淵”的西部開展主動源人工地震勘探,成功獲得一條完整地震剖面。劉心成說:“我們還非常幸運地獲得了馬里亞納海溝7.7級天然地震的數(shù)據(jù),這是自1900年以來,科學家在馬里亞納海溝第三次記錄到大于7.7級的天然地震信號。這些數(shù)據(jù)將提供給相關科學家進行深入研究。”
  
  同時,“探索一號”利用船載絞車系統(tǒng)和沉積物采樣設備,獲得了9150米水深的箱式沉積物樣品,創(chuàng)造了同類型深海裝備作業(yè)深度的新紀錄。
  
  萬米深淵不再是中國科學家的禁區(qū)
  
  萬米海底是一種極端的自然環(huán)境,壓力、溫度等條件十分苛刻,用深海所所長丁抗的話說:“有些設備你以為能夠經(jīng)受住萬米考驗,但實地一用就會出現(xiàn)很多問題。”劉心成笑著說:“我們這次出海,出問題的都是引進設備,我們自主研發(fā)的設備都好得很!”
  
  這樣的成果,讓萬米深淵不再是中國科學家的禁區(qū)。
  
  ——我國自主研制的“海斗號”無人潛水器成功進行了一次八千米級、兩次九千米級和兩次萬米級下潛應用,最大潛深達10767米?!昂6诽枴背蔀槲覈着_下潛深度超過萬米并進行科考應用的無人自主潛水器,創(chuàng)造了我國無人潛水器的最大下潛及作業(yè)深度記錄,使我國成為繼日、美兩國之后第三個擁有研制萬米級無人潛水器能力的國家。
  
  ——我國自主研制的水下滑翔機下潛深度達到5751米,接近目前國際上水下滑翔機最大下潛深度(6000米),創(chuàng)下了我國水下滑翔機的最大下潛深度紀錄。
  
  ——我國自主研制的“海角號”和“天涯號”深淵著陸器、“原位實驗號”深淵升降器共進行17次大深度下潛,其中“天涯號”和“原位實驗號”三次突破萬米深度,最大深度達10935米,在海底停留作業(yè)皆超過12小時。
  
  
推動我國建立深??蒲畜w系
  
  何舜平是中科院水生生物研究所的研究員,“探索一號”在深海捕獲的獅子魚標本讓他非常興奮。深海獅子魚是一種生活在6000~8000米深海的獨特生物,曾有人形象地描述,它在深海所承受的壓力相當于1600頭大象站在庫珀(mini cooper)車頂上。何舜平說:“這是我國第一次捕獲該標本,它很可能是一個新物種。當然,最終的結(jié)論還要等待DNA檢驗等研究以后才能得出。”
  
  技術的進步總會帶來科學的進展,“探索一號”大批珍貴數(shù)據(jù)和樣品將拓展人類對于深海的認識。
  
  在生命科學研究領域,“探索一號”在五千米、六千米、七千米、八千米、九千米及一萬米級深度獲取2000余個大生物樣品,其中包括鉤蝦、深淵專屬的獅子魚以及未知物種。這些深淵大生物的獲得為探索海斗深淵物種的起源與演化、群體遺傳特征及其共生微生物對極端高壓環(huán)境的適應機制提供了寶貴的樣本。不僅有大生物樣品,“探索一號”還進行了原位水體微生物收集工作,這些樣品能最大程度反演深淵底部原位環(huán)境下的微生物組學信息,為揭示深淵微生物群落結(jié)構(gòu)、代謝途徑和環(huán)境適應機制提供了珍貴的研究樣本。
  
  在地球科學研究領域,“海斗號”無人潛水器成功獲得了2條九千米級(9827和9740米)和2條萬米級(10310和10767米)水柱的溫度、鹽度和深度數(shù)據(jù)。這是我國獲得的第一批萬米溫鹽深剖面數(shù)據(jù),為研究海斗深淵水團特性的空間變化規(guī)律和深淵底層洋流結(jié)構(gòu),以及萬米載人潛水器的設計提供了寶貴的基礎資料。深度序列完整的海底沉積物樣本、馬里亞納海溝水樣,填補了我國萬米海底數(shù)據(jù)和樣品的空白,將極大地促進我國深海深淵科學研究的發(fā)展,有效推動我國海斗深淵科學研究體系的建立。
  
  “探索一號”剛剛回航,但科學家們已放眼未來。劉心成說:“我們將執(zhí)行第二次萬米深淵科考!”
  
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標簽:深海設備

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