作者:記者 廖洋 來源: 發(fā)布時間:2020-9-13 6:37:43
從望洋興嘆到走向深海大洋
——記“科學”號深遠海綜合探測與研究體系

   “工欲善其事,必先利其器”,沒有現(xiàn)代化的海洋考察設備,深海大洋探測與研究無異于空談。深海研究能力的系統(tǒng)提升是實施海洋強國戰(zhàn)略的關(guān)鍵。

   黨的十八大以來,面向世界科技前沿,海洋所歷史性地確立了我國在西太平洋前沿研究中的國際地位。

   面向國家重大需求,海洋所建成了我國海洋領(lǐng)域首個國家重大基礎設施項目——“科學”號綜合科學考察船和以“科學”號為載體的國際一流的深海探測與研究平臺體系,構(gòu)建了國際上首個具有實時數(shù)據(jù)傳輸功能、規(guī)模最大的深海潛標觀測網(wǎng),建立了從我國近海到西太平洋的綜合觀測體系……引領(lǐng)我國海洋探測能力實現(xiàn)跨越發(fā)展。

 

攻堅克難“科學”號 千呼萬喚踏浪來

 

   新世紀伊始,我國的海洋科學考察設備依然相對落后,深海研究困難重重。沒有現(xiàn)代化的科學考察船,如何進行深海探測與研究?中國海洋界一直處于“望洋興嘆”狀態(tài)。而同一時期,美國、歐洲、日本甚至印度都已擁有非常先進的科考船,都搭載著深潛器。相比而言,中國相形見絀。

   “我們不能沒有現(xiàn)代化的科學考察船!”這是時任海洋所所長孫松的心聲,更是中國海洋界全體同仁的呼喚。目標非常清晰,要建造世界上最先進的、具有深海探測能力的新一代綜合科學考察船。

   當在挪威親身站到當時世界上第一艘新一代科學考察船“G.O . SARS”的甲板上時,時任國家發(fā)改委高新技術(shù)司副司長劉艷榮真實地感受到了中國造船業(yè)與世界一流水平的差距。她不禁問孫松,“這樣好的船,中國能建造出來嗎?”當時的孫松心里也沒底,回答道:“能造出來,能否達到這樣的標準就看我們怎么努力了。”

   希望與挑戰(zhàn)并存。孫松立刻組織成立“科學”號項目組,踐行“最大努力”,2007年,開始了這艘夢之船的建造。 

   依據(jù)科學家的需求,“科學”號項目組廣泛調(diào)研,根據(jù)未來海洋科學發(fā)展趨勢、滿足海洋科技發(fā)展需求,配備了七大船載科學探測與實驗系統(tǒng),包括水體探測系統(tǒng)、大氣探測系統(tǒng)、海底探測系統(tǒng)、深海極端環(huán)境探測系統(tǒng)、遙感信息現(xiàn)場印證系統(tǒng)、船載實驗系統(tǒng)、船載網(wǎng)絡系統(tǒng)。船上搭載了高精度導航、操控系統(tǒng)、纜控水下機器人、走航自動觀測等多種國際先進的探測設備,快速性和經(jīng)濟性指標達到甚至超過國際先進水平。

   2012年,一艘載著中國海洋科學家夢想的綜合性科學考察船“科學”號就這樣橫空出世!它為深海大洋夢插上了騰飛的翅膀,我國在深?茖W探知領(lǐng)域的研究終于開始蓬勃發(fā)展。

 

百折不撓“發(fā)現(xiàn)”號 歷盡艱辛終鑄成

 

   “發(fā)現(xiàn)”號ROV是 “科學”號考察船搭載的重要深海調(diào)查設備,是國際上下潛作業(yè)能力最強的水下機器人之一,裝有動力推進系統(tǒng)、高清攝像和照明系統(tǒng)、采水器、采集生物標本和地質(zhì)樣品的生物吸管和機械手以及溫鹽深(CTD)、溶解氧、濁度計、二氧化碳等傳感器,最重要的是搭建了能夠搭載各種水下探測、取樣和實驗的綜合平臺,在“科學”號考察船的深海科考中起到了至關(guān)重要的作用。

   孫松提出了ROV建造指標:下得去、看得清、測得準、取得上、能擴展、用得起!安裝全球最好的高清攝像頭和機械手。

   “為ROV取名‘發(fā)現(xiàn)’號,意味著在深海大洋中進行探索與發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘與挖掘、創(chuàng)新與取得,與‘科學’號船名合起來是‘科學發(fā)現(xiàn)’——發(fā)現(xiàn)深海資源,發(fā)現(xiàn)大自然的神奇。”孫松娓娓道來取名初衷。

   終于,“科學”號搭載著“發(fā)現(xiàn)”號啟航了!

   “發(fā)現(xiàn)”號第一次下潛就找到了冷泉,這是中科院第一次用自己的設備發(fā)現(xiàn)冷泉,真實觀測到深海極端環(huán)境下的生命以及引起人們高度關(guān)注的可燃冰,獲得了大量的深海影像資料、海洋生物與地質(zhì)樣品以及深海環(huán)境資料。

   俄羅斯遠東海洋生物研究所所長在訪問研究所期間對孫松說:“兩年前你還在向我請教深潛器的技術(shù),現(xiàn)在看來,你們做的已經(jīng)比我們好。”艱辛的付出后孫松品嘗到果實的香甜。

   從淺海到深海、從近海到大洋,“科學”號、“發(fā)現(xiàn)”號一路迎難而上,昂首闊步,走向了深海大洋,譜寫著一曲曲劈風斬浪、百折不撓的奮進之歌。

 

探向深海 科學考察佳音頻傳

 

   乘著自主研發(fā)的大國重器“科學”號,海洋所的科研驕子們在西太平洋海域耕海探洋,取得了一批原創(chuàng)性成果,成為在西太平洋開展綜合研究最多的研究所,填補了我國在深海綜合科學考察中的科研空白。

   在主流系與西太平洋暖池變異機制及其氣候效應方面,科研人員在國際上首次破解潛標數(shù)據(jù)長周期穩(wěn)定實時傳輸?shù)暮Q笥^測難題,并實現(xiàn)10余套潛標深海6000米數(shù)據(jù)每小時一次的組網(wǎng)實時傳輸,成為國際首個具有實時傳輸功能的潛標觀測網(wǎng)。

   科研人員發(fā)現(xiàn)了深海大型生物1新科、1新亞科、5新屬、51新種;系統(tǒng)刻畫了南海臺西南冷泉生態(tài)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和深;軤I養(yǎng)食物網(wǎng)結(jié)構(gòu);揭示了深海細菌適應低溫環(huán)境的獨特調(diào)控機制;揭示了熱液柱熱和物質(zhì)通量,建立了熱液柱動力學過程物理模型;發(fā)現(xiàn)了具有生物活性新結(jié)構(gòu)化合物130余個(含3個先導化合物),揭示了深海微生物非酶二聚化、異構(gòu)化、環(huán)化等特殊生物合成機制,實現(xiàn)了多種手性化合物的酶法拆分。

   通過海洋先導專項的實施,海洋所在國內(nèi)率先建立了從宏觀到微觀、從走航到定點、從探測到采樣,梯度與原位相結(jié)合的深遠海探測與作業(yè)技術(shù)體系,建成了我國迄今樣品量最大、物種數(shù)最多的深海大型生物樣品庫并實現(xiàn)樣品共享。深海環(huán)境探測與取樣能力達到國際先進水平,并廣泛應用于西太平洋深海極端環(huán)境探測。

 

平臺建成 開啟深?缭桨l(fā)展新紀元

 

   海洋所成功構(gòu)建了國際一流的深海探測與研究平臺體系,實現(xiàn)了從“淺近海”到“深遠海”的跨越。

   每年,“科學”號在海上作業(yè)時間都達到了280~300天,其綜合海洋環(huán)境立體探測能力范圍能夠涵蓋全球99.2%的海域,是國際上公認的最先進的綜合科學考察船之一。2016年,“科學”號喜獲“海洋工程科學技術(shù)獎特等獎”。作為“大國重器”,它在我國深海綜合探測與研究中發(fā)揮“旗艦”作用,并成為我國新建和在建科考船復制、仿制和參考的“母船”。

   面向深遠海探測國家重大戰(zhàn)略需求,依托中科院先導專項,“開拓”“海翼”“海星”“探索”等裝備先后研制成功,世界首臺耐高溫原位拉曼光譜探針為代表的深海儀器問世,引領(lǐng)了海洋技術(shù)裝備的跨越發(fā)展。

   項目組成功構(gòu)建了“船基—潛器—原位”一體化的國際先進的深海系統(tǒng)探測與技術(shù)體系,突破了10000米深海定點探測、6000米深海探測與采樣等關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了“室內(nèi)模擬實驗→海洋移動實驗室→深海原位實驗室”的跨越。

   英國《自然》雜志兩次刊文評述表示:中國的深海大洋研究是600年前鄭和下西洋之后中國人的又一創(chuàng)舉!由此,我國終于成為世界上具備深海綜合探測與研究能力的少數(shù)國家之一,開啟從近海到深?缭绞桨l(fā)展的“新紀元”,奠定了我國深遠海探測的國際地位。

 

 

《科學新聞》 (科學新聞2020年8月刊 碩果)
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