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挺進深海,7000米下洋底捉鱉

2018-12-18 00:00:00來源: 科技日報 作者: 本報記者 陳 瑜

2017年,西太平洋海域,“蛟龍”號載人潛水器離開“向陽紅09”科學考察船準備進入水中,進行中國大洋38航次最后一潛。 新華社記者 劉詩平攝

本報記者 陳 瑜

可燃冰開采的立體模型,載人深潛支持母船以及蛟龍、海龍、潛龍“三龍”兄弟深海探測裝備模型……走進國家博物館,一批大國重器,向觀眾無聲地講訴著改革開放40年以來我國海洋領域的成就。

從點到線的技術跨越,從國計到民生的科學支撐能力提升,從“海”到“洋”的全球視野,40年來,伴隨著改革開放的春風,我國海洋科技事業取得突飛猛進的進展。

從點到線的技術跨越

沒有網絡,也查不到資料,憑著少有的幾張照片,大家發揮想象去做研究,這是1984年中科院三亞深海科學與工程研究所總工程師張艾群事業起步時的情形。當時他在中國工程院院士蔣新松領導下,研究我國第一臺水下機器人——“海人一號”。“我們當初不知道什么叫深海,什么叫深海裝備,不光領導不知道,技術人員也不知道,所有都是空白。”

1985年,“海人一號”完成了200米水深的南海試驗,結束了它的歷史使命。

但我國海洋裝備研發大幕由此拉開了。

從“九五”起,原863計劃設立海洋技術領域,開始加快大型海洋裝備的研發進程。

2001年,張艾群參加了原863計劃重大項目論證組,論證組提出了一個足以讓人心跳的數字——7000米,這是我國第一臺載人深潛器的設計目標。

當年年底,各方專家編寫完成了論證報告;半年后,科技部批準立項,一場深海技術領域的攻堅戰打響了。從立項申請到海上試驗,整整十年。

原863計劃海洋技術領域深海探測與作業技術主題專家組召集人、上海交通大學任平研究員評價,通過“蛟龍”號的研制,帶動了國內一系列技術的發展,還培育了一批專業人才隊伍。

2017年,包括科技部在內的三部門聯合發布的《“十三五”海洋領域科技創新專項規劃》提出,“十三五”我國將通過《深海技術與裝備》專項的實施,形成3—5個國際前沿優勢技術方向、10個以上核心裝備系列產品,滿足我國在深海領域的重大需求、為形成我國自主的深海產業提供技術和人才支撐。

具體包括:全海深(最大工作深度11000米)潛水器研制及深海前沿關鍵技術研究,爭取在“十三五”實現萬米下潛;深海通用配套技術及1000—7000米級潛水器作業及應用能力示范;深遠海核動力平臺關鍵技術研發。

“到現在為止,在國家支持下,尤其在原863計劃支持下,國內有上百家單位、上千人從事海洋技術方面的工作,它的成果不是簡單的一個點,而是變成了一條線。”任平說,“十三五”我國將形成深海運載、探測裝備譜系化和配套能力,提升深海作業支持能力以及深水油氣和礦產資源開發方面的自主技術能力,最終目的是希望通過技術裝備研發,帶動整個國家裝備制造能力的進步。

從國計到民生的科研支撐

改革開放之初,國內海洋科學研究的很多領域還處于落后和空白的狀態。

海洋鋒是一種重要的物理海洋現象。上世紀80年代,我國海洋的調查工具和手段還很落后。在做杭州灣水系界面調查時,為驗證杭州灣南面的高泥沙沉積與鋒面是否有關系,中國科學院院士、自然資源部第二海洋研究所名譽所長蘇紀蘭因陋就簡,用了幾個竹竿子,上面用浮子穩定、下面弄個十字架一樣的東西讓竿子能跟著水流走,看竹竿隨著水擺來擺去漂到哪去。最終證實了二者有一定關系的猜想。

“沒錢有沒錢的做法。”但蘇紀蘭說,包括全球海洋觀測系統等海洋觀測技術的革新和能力提升,極大地推動和促進了物理海洋學乃至整個海洋學發展。

40年前海底熱液活動被發現,但要獲得真正的海底熱液樣品并開展深入研究并非易事。受裝備條件限制,我國在這方面的研究嚴重落后于國際先進水平。

2007年發現龍旂熱液區后,由于沒有潛水器,我國一直沒有獲得該區熱液樣品。2014年底至2015年初,借助“蛟龍”號,我國科學家主導了該區首次海底熱液考察工作。

盡管獲得的熱液樣品數量有限,但同濟大學海洋與地球科學學院周懷陽教授課題組還是獲得了一些基本認識。該研究成果已發表于國際地球科學著名雜志《深海研究》。

這是國際上第一篇有關西南印度洋熱液區海底熱液流體化學方面的文章,也是我國依靠“蛟龍”號取樣并公開發表的第一篇有關海底熱液流體化學研究的文章,被認為是“蛟龍”號自2013年開展試驗性應用以來取得的突破性科學成果。

海洋科學研究也為我國拓展藍色疆土提供了科學依據。

自2001年俄羅斯提交第一份大陸架劃界案,外大陸架的爭奪已成為“藍色圈地”運動的新熱點。按照海洋法公約,各沿海國家可對“外大陸架”行使主權權利,但外大陸架的劃定需要各國提交科學與法律的證據,并得到聯合國大陸架界限委員會的認可。

這項研究非常敏感,各國間都是背靠背開展研究,沒有任何可參考的范例。

2002年我國啟動大陸架劃界項目以來,在國內外均無成熟理論方法和成功先例的情況下,中國工程院院士、自然資源部第二海洋研究所所長李家彪帶領團隊聯合攻關10余年,集中我國優勢單位上千人,構建了我國大陸架劃界技術體系,為我國大陸架劃界工作提供了重要科技支撐,這一成果獲得2015年度國家科技進步獎二等獎。

從“海”到“洋”的全球視野提升

1978年12月,原國家海洋局“實踐”號和“向陽紅”號海洋調查船,參加了首次全球大氣試驗的熱帶風和特定(赤道)海區海洋水文氣象觀測,這是我國第一次參加國際合作調查。這也意味著我國海洋科學走向世界,不再只研究“海”,還研究“洋”。

作為北太平洋的西部邊界流,“黑潮”主流沿中國臺灣島東岸、東海陸架的東側北流,直達日本南岸,再東向流回太平洋。不言而喻,“黑潮”研究對我國意義重大。

1986年前后,中日兩國海洋學家就“黑潮”開始了為期7年的聯合調查研究,蘇紀蘭是這一項目的中方首席科學家。這是我國海洋研究走出近海的第一個項目,擴展了我國對近海的認識,也提高了我國在世界海洋科學界的知名度。

始于1968年的深海大洋鉆探,中間經歷多次更名,但一直延續至今。它是地球科學領域存續時間最長、規模最大且產出成果最為豐富的國際科學合作項目。

之前中國科學家都游離在外,1995年,中國科學院院士、同濟大學海洋與地球科學學院汪品先提交了《東亞季風在南海的記錄及其全球氣候意義》建議書,1997年,該建議書被正式列為大洋鉆探計劃(ODP)184航次。

在我國的海洋研究史上,它是我國海域大洋鉆探零的突破,使得我國深海基礎研究躋身世界前列。

2017年的IODP 367和368航次上,除了兩位首席科學家外,我國還派出了24位科學家,占了船上全部科研人員的三分之一。

改革開放40年來,從無到有、由弱變強,我國海洋領域形成了全方位、多領域、多層次的國際合作局面,實現了歷史性跨越。

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責任編輯:符雪苑
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