(圖片來源:北京日報)
昨天,中國科學院發布了我國首次在馬里亞納海溝挑戰者深淵科考的重大成果。中國4500米載人潛水器及萬米深潛作業的工作母船——“探索一號”科考船TS01-01航次使用自主研制的“海斗”號無人潛水器、“天涯”號和“海角”號深淵著陸器等一批深海裝備,5次下潛超過萬米深度,取得一大批珍貴樣品和數據。
這是我國海洋科技史上第一次萬米級深??瓶?,標志著我國深??瓶歼M入萬米時代,萬米深海已不再是我國海洋科技界的禁區。
“海斗”號首破萬米下潛深度
6月22日至8月12日期間,“探索一號”船在馬里亞納海溝挑戰者深淵開展了我國第一次綜合性萬米深淵科考活動,航次歷時52天,其中作業37天,共執行作業任務84項。
任務中,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。“海斗”號成為我國首臺下潛深度超過萬米并進行科考應用的無人自主潛水器,創造了我國無人潛水器的最大下潛及作業深度記錄,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。
此外,利用“海斗”號無人潛水器,科研人員還成功獲得了2條九千米級(9827和9740米)和2條萬米級(10310和10767米)水柱的溫鹽深數據。這是我國獲得的第一批萬米溫鹽深剖面數據,為研究海斗深淵水團特性的空間變化規律和深淵底層洋流結構,以及萬米載人潛水器的設計提供了寶貴的基礎資料。
據悉,“海斗”號無人潛水器自帶能源,搭載有全海深CTD傳感器和水下攝像機,具有無人潛水器自主模式、光纖遙控模式、光纖/AUV混合操控模式。
記錄下7.7級天然地震信號
本次深淵科考中,我國使用國產海底地震儀(OBS)首次在挑戰者深淵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。同時,國產海底地震儀工作深度首次突破7000米。航次共投放了9臺OBS,儀器回收率100%,最大工作深度達7731米,刷新了國產地震儀工作水深的新記錄。最意外的驚喜莫過于,趕巧記錄下一次7.7級天然地震信號。
在7月30日凌晨,5臺海底地震儀成功記錄了當天5時18分發生在馬里亞納海溝的7.7級天然地震,震中距約970千米。
記者了解到,從1900年至今一百余年來,在馬里亞納海溝發生的7.7級以上地震只有3次,而這寶貴的第三次天然地震信號被我國的地震儀成功記錄下來。對此,中科院深??茖W與工程研究所航次領隊劉心成透露,太平洋馬里亞納海溝是世界上最活躍的地震帶之一,對世界其他地方地震的影響意義重大。世界上很多科學家都揭示馬里亞納海溝地震奧秘,解剖了它,對于研究世界板塊運動規律,以及其他地震帶活動影響都意義重大。平均40年才能有一次這樣7.7級以上的大地震,這是很多科學家?!拔覈卣饘W家得知這個消息以后都高興得不得了!”
劉心成還透露,在我國下一次深淵科考中,我國將在此番9臺地震儀的基礎上,增加布放地震儀的數量,計劃布放50臺大深度海底地震儀。
海底地震儀是用于接收和記錄海底地震波的一種海洋地震觀測與勘探設備,可用于記錄天然地震和人工震源信號,由中國科學院地質與地球物理研究所自主研發。儀器設計采用單球一體化結構,將檢波器(地震計)、數據采集、數據存儲、聲學應答系統進行了一體化集成,能夠記錄水聽計與地震計數據。該設備是近年來發展起來的一種海洋地震探測高新技術產品,已廣泛應用于大洋調查、海洋資源勘查、海底構造研究、海洋防災減災與大陸架劃界等方面,成為海洋地球物理探測的關鍵設備之一,是海洋地球物理儀器與探測技術中的一個新亮點。
捕獲2000余深海大生物樣本
本航次中,我國科學家通過深淵著陸器和升降器共進行了13個潛次的大生物誘捕實驗,分別在五千米、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。
“深海海底屬于高壓低溫環境,生物數量不是很多,跟人們平日里釣魚的感受截然不同。”劉心成說,在這里釣魚,訣竅就是誘捕,我們在誘餌上下了大量功夫。他透露,科研人員不斷改進誘捕箱和誘捕網,誘餌也是換著花樣來,例如用過雞腿、雞翅等,卻屢遭失敗。后來,大家猛地意識到,誘餌光是放在誘捕箱里不行,還得想辦法吊起來,將其偽裝成活的生物一樣。其中最重口味的誘餌莫過于,被捂臭的小鯧魚和黃花魚。
“那可真是臭氣熏天,一般人聞一會兒就發暈、受不了了?!闭勂疬@個,劉心成皺皺眉笑了,恰恰就是這些被吊在誘捕箱里的臭魚,最終幫助大伙兒成功捕獲了大量深海的魚類和萬米水深的大生物樣品,其中還包括首次獲得的深淵專屬特性的獅子魚、鉤蝦等萬米水深的大生物樣品。其中最長的獅子魚足有25厘米,最長的鉤蝦個頭也有16厘米。
據悉,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境的適應機制提供了寶貴的樣本。
水下滑翔機長眠深海海底
此次任務中,我國自主研制的水下滑翔機成為了每個人最揪心的記憶。它可以根據科學家提前設定的路線進行攝像、拍照,將海底的地形地貌記錄并傳回,可采集記錄溫度、壓力、電導率等水文參數;此外,由于滑翔時幾乎處于靜止狀態,它還能通過隨身攜帶的聲學記錄儀,記錄地震傳入水中的聲波,以及深海魚類發出的聲音等寶貴信號。
然而,世界上沒有多少裝備是可以經得住萬米壓力的考驗,我國水下滑翔機此次沒能沖擊成功目前國際上最大下潛深度6000米,遺憾長眠深海。劉心成至今記得那段經歷,8月8日早晨6時30分,我國水下滑翔機浮起后,立即進入第九個周期,這次將一次性下潛到6000米的深度。它應該在當天下午18時30分浮起……然而,大家卻遲遲沒有等到水下滑翔機向母船發回的信號。
究竟是什么導致了水下滑翔機長眠深海的宿命?劉心成透露,目前最有可能的原因有三個,一是供電系統突然崩潰,沒有電就不可能浮起來了;二是保護計算機設備的耐壓艙進水了;第三則可能是用來進行平衡的油囊破裂了。
任務記錄顯示: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),創下了我國水下滑翔機的最大下潛深度記錄。
正所謂科考也是一種探險。就如中科院深??茖W與工程研究所所長丁抗所說:“寧可讓設備躺在沖刺的海底,也不把它撈回來放在陳列室里當展品?!?/p>
科技部相關負責人透露,深海關鍵技術與專項作為今年首個啟動的重大科技專項已正式開始實施,現已完成所有項目撥款。未來,我國力爭在2021年將實現萬米載人深潛,從而帶動整個深海領域的科技發展。而這次萬米深淵科考的成功,不僅為我國十三五期間布局的研制萬米載人潛器的目標作出了先期努力,也為我國掌握萬米深潛核心技術邁出了具有重要意義的一步。(作者 劉歡)