精密科研仪器助力深海科考 “探索一号”获取宝贵数据
2016-9-8 来源：中国化工仪器网 作者：-
【中国化工仪器网 技术前沿】导读：我国“探索一号”科考船在马里亚纳海域开展了我国海洋科技发展史上第一次综合性万米深渊科考活动。其中，我国自主研制的“海斗”号无人潜水器最大潜深达10767米，创造了我国无人潜水器的最大下潜及作业深度纪录。8月23日，中国科学院召开“深渊科考重大成果新闻发布会”，发布了这次首航取得的一系列重要成果。
“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3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。”中国科学院院长白春礼说。
多次深潜突破万米，我国也能研制万米级无人潜水器
据统计，本航次先后有5型装备下潜深度超过7000米，3型装备4次超过8000米，3型装备4次超过9000米，3型装备5次突破10000米。其中，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米并悬停52分钟，创造了我国无人潜水器的最大下潜及作业深度纪录，这也使我国成为继日、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。
“海斗”号万米级自主遥控潜水器，也被称为“全海深水下机器人”。它采用竖高立扁的形体，自带能源，搭载有全海深CTD（温盐深）传感器和水下摄像机。最大工作水深11000米，空气中重量260千克。
中科院深海科学与工程研究所航次领队刘心成说：“除了创造最大下潜深度纪录，‘海斗’号还为我国首次获取了万米以下深渊及全海深剖面的温盐深数据。”
除了“海斗”号外，另外3型自主研制深海设备的下潜表现也不俗。“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了17次大深度下潜，其中“天涯”和“原位实验”号3次突破万米深度，在海底停留作业皆超过12小时。
“天涯”号主要面向海斗深渊科学的综合应用需求。此航次中，“天涯”号深渊着陆器下潜9次，其中8次成功，获得大量近底水样、视频、照片及部分沉积物样品等，成功捕获批量深渊特征生物狮子鱼及其他大型生物。
“海角”号着陆器是集水文测量、光学观测、声学探测和生物取样等功能于一体的深海综合探测装备。此航次中，“海角”号深渊着陆器3次下潜作业全部成功。在接近7000米深度捕获狮子鱼、大型端足类钩虾。
“原位实验”号深渊升降器通过锚系布放，主要用于海底微生物、化学实验的原位培养，系统设置有12个培养单元，可同时满足多种生物地球化学原位培养实验的要求。此航次中，“原位实验”号升降器下潜应用6次，全部成功。
在万米深渊考验深海设备，是科考最重要的目的之一
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。
“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。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。”刘心成说。
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。
国产海底地震仪的“表现”也同样令人惊喜。它的最大工作深度达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。
此外，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。
科考填补了我国无法获得万米海深数据和样品的空白
“‘探索一号’获得的深度序列完整的原位探测数据及水体、沉积物和大生物样本填补了我国长期以来无法获得超大深度特别是万米海深数据和样品空白，这将极大地促进我国深海深渊科学研究的发展，并推动我国海斗深渊科学研究体系的建立。”刘心成说。
此次，“探索一号”共获取了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。
“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映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。
此外，“探索一号”获取的万米温盐深剖面数据，也将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宝贵的基础资料。
中国科学院三亚深海科学与工程研究所所长丁抗说：“我们的目的不仅仅在于到达深度，而在于为科学家的研究实验提供帮助和支持。在下一阶段工作中，不仅要利用已获得的技术优势和作业经验返回挑战者深渊，执行第二次万米深渊科学考察，还要采取有效措施，以开放型模式吸引全国科学力量，对万米级深渊宝贵的样品与数据进行广泛、深入的科学研究。”
（来源：中华机械网）
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