■ 中國海洋報記者 王 晶
6月23日,“向陽紅09”船搭載蛟龍?zhí)栞d人潛水器及96名科考隊員??繃疑詈;卮a頭。至此,歷時138天的2017年蛟龍?zhí)栐囼炐詰煤酱?,圓滿完成中國大洋38航次科學考察任務,同時標志著為期5年的蛟龍?zhí)栐囼炐詰煤酱螆A滿收官。
2012年7月,我國蛟龍?zhí)栞d人潛水器在西太平洋馬里亞納海溝7000米級海試中獲得成功,實現(xiàn)了中華民族“可下五洋捉鱉”的夙愿。2013年1月,中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會吸收國際同類載人潛水器均經(jīng)歷研制、海試、試驗性應用、業(yè)務化運行階段等經(jīng)驗,確定了蛟龍?zhí)栞d人潛水器在步入業(yè)務化運行前開展試驗性應用的工作方案。
蛟龍?zhí)栕院I显囼炓詠?,開展了152次成功下潛。在試驗性應用過程中,先后在我國南海、東太平洋多金屬結(jié)核勘探區(qū)、西太平洋海山結(jié)殼勘探區(qū)、西南印度洋脊多金屬硫化物勘探區(qū)、西北印度洋脊多金屬硫化物調(diào)查區(qū)、西太平洋雅浦海溝區(qū)、西太平洋馬里亞納海溝區(qū)等7大海區(qū)下潛,主要為國家海洋局深海資源勘探計劃、環(huán)境調(diào)查計劃、科技部“973”計劃、中國科學院深海先導計劃、國家自然科學基金委南海深部計劃5大計劃提供了技術(shù)和裝備支撐?!膀札垺弊鳂I(yè)覆蓋海山、冷泉、熱液、洋中脊、海溝、海盆等典型海底區(qū)域,深??萍汲晒S碩,獲取了海量珍貴視像數(shù)據(jù)資料和高精度定位的地質(zhì)與生物樣品。深潛工程技術(shù)保障隊伍和深潛科學家隊伍不斷壯大,安全管理制度趨于完善,多系統(tǒng)、多任務的工作格局已經(jīng)形成,向業(yè)務化運行跨出了堅實一步。
中國大洋協(xié)會秘書長兼辦公室主任劉峰介紹,蛟龍?zhí)柹詈L矫乜蓜澐殖珊I显囼?、試驗性應用和業(yè)務化運行3個階段。2012年結(jié)束海上試驗后,蛟龍?zhí)栟D(zhuǎn)入試驗性應用階段?!叭绻f第一階段是為了檢驗它能否下潛到設(shè)計深度,驗證其各項技術(shù)指標是否達到設(shè)計要求。那么,試驗性應用階段主要是為了培養(yǎng)專業(yè)化的業(yè)務支撐隊伍,建立全國開放共享機制,提高它的作業(yè)效能?!眲⒎逭J為,蛟龍?zhí)柦怀隽藵M意的答卷。
“蛟龍?zhí)胶!奔夹g(shù)能力凸顯
大深度技術(shù)優(yōu)勢,全球海洋99.8%的作業(yè)區(qū)域,海底定點作業(yè)能力,安全性、可靠性、先進性,等等,蛟龍?zhí)柕倪@些優(yōu)勢在試驗性應用階段得到了驗證。在涵蓋海山、冷泉、熱液、洋中脊、海溝、海盆等典型海底地形區(qū)域,蛟龍?zhí)枌崿F(xiàn)了100%安全下潛,作業(yè)能力覆蓋7000米以淺全球海洋面積99.8%的海域。其中,17個潛次作業(yè)水深超過6000米(其中11次超過6500米)。連續(xù)大深度安全下潛,充分發(fā)揮了蛟龍?zhí)柸蝾I(lǐng)先的深度技術(shù)優(yōu)勢,為我國搶占國際深淵科學研究前沿提供了強有力的技術(shù)支撐。
海底煙囪噴口內(nèi)高溫熱液取樣和連續(xù)觀測,證明了蛟龍?zhí)柛呔榷c懸停作業(yè)能力。在西南印度洋和西北印度洋熱液區(qū)復雜地形下,蛟龍?zhí)枌崿F(xiàn)了對深海海底11米高黑煙囪頂部、直徑5厘米噴口內(nèi)379.7℃熱液的保壓取樣和連續(xù)溫度測量。海底深淵科學儀器的定點布放與回收,證明了蛟龍?zhí)柛呔人褜つ繕俗鳂I(yè)能力。第100潛次及第128潛次,蛟龍?zhí)柍晒υ谖髂嫌《妊蠹拔鞅庇《妊鬅嵋簠^(qū)搜尋,并回收前序潛次布放的微生物富集罐等作業(yè)工具。第144潛次成功在馬里亞納海溝6300米深度搜尋并回收第122潛次布放的氣密性保壓序列采水器,在國際上首次實現(xiàn)時隔一年在6000米以深海底對科學儀器的定點搜尋與回收。
蛟龍?zhí)栂冗M水聲通信技術(shù)和微地形地貌探測技術(shù)優(yōu)勢在試驗性應用中得到發(fā)揮和驗證。蛟龍?zhí)枖?shù)字水聲通訊系統(tǒng)工作穩(wěn)定,傳輸正確率超過90%,保障了潛水器水下作業(yè)安全;高分辨率測深側(cè)掃聲吶累計完成測線長度17.2公里,繪制海底三維測深圖覆蓋面積6.876平方公里,繪制側(cè)掃圖覆蓋面積13.752平方公里,取得了各個區(qū)域大量的海底微地形地貌數(shù)據(jù),特別是在第125潛次中首次實現(xiàn)了熱液煙囪彌散流的探測,獲取了海底熱液彌散流側(cè)掃瀑布圖。
深海公共平臺有效運行
“過去我們研制的深海裝備一度用不起來,因為在科研和應用之間存在斷層??蒲性核穆毮苁秦撠熢O(shè)備研發(fā),而不是長期支撐設(shè)備的海上運行。科學家擅長在實驗室分析樣品,在海上操作起設(shè)備也比較吃力。研制的設(shè)備雖然性能先進,卻難以保證海上的有效應用。”劉峰說,在蛟龍?zhí)柕难兄坪蛻弥校ㄟ^建設(shè)國家深?;毓芾碇行?,逐漸摸索出了填補斷層的機制。“深海中心的職責就是做好深海大型裝備的集中統(tǒng)一管理,既支撐前端研發(fā),又服務后端應用。”
接下來,蛟龍?zhí)柤磳⑥D(zhuǎn)入業(yè)務化運行階段。據(jù)悉,目前8名潛航員的潛水器駕駛與操作技術(shù)水平、潛水器維護保障技術(shù)水平、綜合素質(zhì)、體質(zhì)與心理狀態(tài)等日趨穩(wěn)定,具備了開展常態(tài)化載人潛水器駕駛操作與技術(shù)維護保障的能力。同時,潛水器維護保障隊伍規(guī)模逐漸擴大,維護保障和水面支持操作能力逐步提升,關(guān)鍵崗位的保障能力得到鍛煉,形成了一支18人的職業(yè)化潛水器維護保障隊伍和兩支獨立完成潛水器布放回收作業(yè)的職業(yè)化水面支持保障隊伍。
深海中心作為國家級深??瓶脊卜掌脚_的作用日益凸顯。除了配置先進的車間、試驗室、大型科考碼頭等硬件設(shè)施,為蛟龍?zhí)柕壬詈_\載器的維護保障提供技術(shù)支撐,職業(yè)化的潛航員隊伍和技術(shù)保障隊伍不斷經(jīng)受鍛煉,公共平臺安全高效的運行機制已經(jīng)形成。
深海資源勘探成果豐碩
蛟龍?zhí)栕栽囼炐詰靡詠?,先后在七大海區(qū)開展了下潛作業(yè),取得了一系列勘探成果。
在我國南海區(qū),初步查明了南海冷泉區(qū)和海山區(qū)生物群落特征,獲取了冷泉區(qū)的地球化學特征,6個新種和生物群落的3個優(yōu)勢種等新發(fā)現(xiàn),為我國科學家在深海大型底棲生物分類學和生物多樣性領(lǐng)域的研究提供了有利條件。初步圈定了1000米級多金屬結(jié)核試驗區(qū)的目標靶區(qū),在試采區(qū)及參照區(qū)開展了多學科調(diào)查,獲得了高質(zhì)量結(jié)核、結(jié)殼樣品及數(shù)據(jù)資料,為深入研究南海鐵錳成礦作用等科學研究提供了支撐,為后續(xù)開展采礦環(huán)境影響評價打下了基礎(chǔ)。
在東太平洋我國多金屬結(jié)核勘探區(qū),調(diào)查發(fā)現(xiàn),在海水較深且比較平坦的海盆結(jié)核覆蓋率稍低,僅為37.5%;在海丘斜坡上結(jié)核覆蓋率有增高的趨勢,最高達60%,基本查明我國多金屬結(jié)核合同區(qū)的結(jié)核分布特征。
在西太平洋海山結(jié)殼勘探區(qū),探查了采薇海山區(qū)的結(jié)殼、結(jié)核的分布特征,初步了解維嘉海山區(qū)富鈷結(jié)殼的分布范圍,初步探明采薇海山與維嘉海山巨型底棲生物分布具有良好的連通性。
在西南印度洋我國多金屬硫化物勘探區(qū),基本確定了典型熱液區(qū)的活動狀況及發(fā)育范圍,采集了熱液流體樣品,并對熱液噴口及附近多次進行了溫度觀測,基本查明龍旂熱液區(qū)熱液活動及熱液產(chǎn)物分布特征,進一步了解了底棲生物群落結(jié)構(gòu),揭示了龍旂熱液區(qū)共附生微生物的多樣性。
在西太平洋深淵海溝區(qū),初步查明雅浦海溝北段西側(cè)生物群落結(jié)構(gòu),認識了其微生物、細菌、古菌和真菌的多樣性,揭示了食腐端足類在近底層的分布規(guī)律;認識了馬里亞納海溝生態(tài)系統(tǒng)基本特征,獲取了大批量馬里亞納海溝深淵底部保壓海水樣品。
在西北印度洋我國熱液硫化物調(diào)查區(qū),初步查明“臥蠶1號”“臥蠶2號”“天休”“大糦”4個作業(yè)區(qū)的熱液區(qū)位置,對熱液區(qū)環(huán)境特征及生物群落結(jié)構(gòu)有了基本認識。
據(jù)初步統(tǒng)計,截至4月底,基于蛟龍?zhí)栂聺撜{(diào)查,我國科學家發(fā)表論文41篇,待出版專著1部,取得了多項國際相關(guān)前沿科學研究成果,標志著中國深海載人科學研究和資源勘探能力達到國際先進行列。
蛟龍?zhí)栕院I显囼炓詠恚瑓⒓訂挝簧婕皣液Q缶?、中國科學院、教育部、中船重工集團等多個部委近40家單位, 450余人次參與下潛,參航人員超過1000人次,總計歷時517天,總航程超過8.6萬海里,圓滿完成了航次任務。