深海曾经一度被认为是生命的禁区,但是在深海中又蕴藏着丰富的宝藏。为了探秘深海,人们研发了各种各样的“探海神器”。无人遥控的深海潜水器,因为不受时间限制、作业能力强、没有载人风险,一经发明立刻就成为潜水器领域里数量最多、类型最齐全、应用最广泛的一类潜水器,所以潜水器一度成为衡量一个国家探测深海能力的重要标志。
但是我们国家在这方面晚了整整半个世纪,而且国外对我们进行技术封锁,关键技术受制于人,随着我国国家实力的增强和技术的发展,2006年我国把潜水器列入中长期科学技术发展规划,正是在这样的背景下,“海马”号项目在2008年正式启动。
“海马”号的研发
“海马”号这个项目有两个重要的指标:一个是下潜4500米。为什么是4500米呢?因为我们国家管辖的海域主要是4500米深,国家管辖海域以外的自然区域也大概是这个深度,另一个是国产化率达到90%。
要实现国产化,有很多技术难点需要攻克,最难的是抗水压的问题。研发团队创造性地借鉴了“深海鸡蛋”原理——通过微孔结构实现内外压平衡。从2008年开始到2014年,“海马”号用了六年时间进行技术攻关,中间经历了上千次的部件测试,100多次的水区试验还有17次的深海下潜,有3次下潜到南海的4500米深度,最后终于试验成功。
发现我国第一个巨型活动性冷泉
“海马”号第一次下潜作业就不负众望,在南海发现了我国第一个巨型活动性冷泉,为了纪念这一重大的科学发现,它被命名为“海马冷泉”。
什么是冷泉?深海里面有的地方会有气体渗漏,比如油气外泄漏,或者其他生物气会泄漏,这种泄漏的情况有点像地面上泉水咕咕地往外流,所以叫冷泉,它的温度大概只有两三度。
冷泉之所以会引起大家的关注,是因为它是科学与资源非常绝佳的天然实验室。在深海里面有一种吃气体的细菌,它可以将这种气体转为营养物质,再供给生态系统的生物,这种以"甲烷氧化菌——贻贝"共生体系为基础,构建出的独特的化能合成生态系统,让冷泉区聚集了大量的生物。最神奇的是在海底还能看到可燃冰。
“深海多面手”“海马”号
“海马”号除了做可燃冰的调查,还进行了许多其他科考研究——
我们国家除了960万平方公里的国土和300万平方公里的海域,还对管辖海域外的23.5万平方公里的结核、结壳、硫化物矿区有优先的开采权和勘探权。在西太平洋富钴结壳矿区,“海马”号创下了机械手单手抓取样品的新纪录(62公斤矿石样本,差不多像一个成人的重量)。“海马”号还成功把深海3吨多的物体打捞出来。
随着应用范围越来越广泛,功能越来越齐全,“海马”号还扩展了资源环境以外的调查应用领域。我们把“海马”号加上声学、光学的探测传感器去海底的溶洞进行调查,“海马”号就变成了测绘工程师;我们还借助“海马”号进行了深海文物的考察。
“海马”号每年都有技术迭代,都有更新,每年都能取得很多的重大成果,未来,随着无人智能化技术的发展,“海马”号一定会获得更多的深海奥秘。
陈宗恒 广州海洋地质调查局海洋技术方法研究所正高级工程师
来源: 科普中国说
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