2025 年4 月22 日，国家深海基地管理中心潜航员张奕在 2025 科普中国说“多维地球 寰宇共生”世界地球日主题场带来演讲《“蛟龙”探秘：解锁地球生态的“深蓝档案”》，带我们潜入 6000 米的深海，探索“深海宝藏”。

以下是张奕的演讲节选：

在深海我们都能看到什么呢？

你可能看到过这样的新闻“盘点世界最怪异的 10 种深海生物”，它们大多长下面这样：

网上截图

但是当我下潜到 6000 米海底时，我看到的生物却是这样：

肉嘟嘟的小章鱼，它会趴在我们的采样篮上，看看今天你们都抓了什么好东西？还有长得像花朵一样的海参，非常害羞的海葵，当你用机械手碰它一下的时候，它就马上缩成了一团，非常的可爱。

图片来源于张奕PPT

今天，我想带大家一起乘坐“蛟龙”号潜入深海，用潜水器的“眼睛”看地球。

科普中国

PART1 跟着“蛟龙”号，下潜！

大家都知道，如果在海上坐船，遇到风浪，船是会晃得非常厉害的，很多人还会晕船,吐得昏天黑地。那你们猜猜在“蛟龙”号里会不会很晃？其实除了在水面那短短的半个小时的时间，**当“蛟龙”号完全没入水中之后，舱内非常平稳，比在船上还要平稳。**所以我们经常开玩笑说，如果晕船，那就跟“蛟龙”一起下潜吧～

“蛟龙”号每次可以搭载 3 名人员下潜，每个潜次的工作时间大概是 10～12 个小时。由于要承受高压，所以它的载人舱直径非常小，只有 2.1 米。在这个小小的空间里，大部分的地方都被舱内的一些仪器设备、氧气瓶等等所占据，供人活动的空间更是少之又少，所以在整个水下 10 个小时的工作时间里，我们的状态一直是蜷缩着的，腿都很难伸直。

“蛟龙”号的上浮和下潜速度大概是 35 米/分钟。也就是说，如果我们要下潜到水下 7000 米的深度，那么单程就需要 3 个半小时的时间。

当水深超过 200 米的时候，舱外就是一片漆黑，伸手不见五指。随着下潜深度的增加，舱内的温度也会逐渐降低。一般我们下潜到水下 6、7000 米的时候，舱内的温度只有 4～5 摄氏度。而由于舱内是一个钛合金球体，它会有很多冷凝水，湿度非常大，所以在舱里体感温度会更低。我们要一路下潜，一路添衣服，以至于到后来要把全身贴满了暖宝宝来取暖。

图片来源于张奕PPT

PART2 深海宝藏：从生态奇迹到战略资源

根据国际标准定义，水深超过‌ 1000 米称之为“深海”。

我们为什么要下潜深海？因为深海蕴藏着很多宝藏。

在深海，常见的海底地形有泥地、砂质底、结核区、海山区、热液区等等，由于其特殊的环境影响，哪怕外观上跟陆地版本没有太大区别的岩石和沉积物，一旦放到深海的环境里，也会呈现出完全不同的“画风”。

比如在热液区，一个个高耸林立的烟囱冒着滚滚黑烟，我们俗称为“黑烟囱”。这些烟囱口的温度能够高达三四百度，仿佛一个正在喷发的火山。

如果在陆地上遇到火山喷发，那些高温岩浆所到之处，往往会寸草不生。然而在深海环境中，“黑烟囱”喷出的黑烟在接触到周围海水后会迅速冷却。黑烟中携带的大量化学元素反而成为深海动物的养分来源。因此，即使在烟囱口附近，也能看到大量贻贝、虾和蟹等生物的生长，形成了一个极为丰富的生态系统。

这个发现，改变了传统的极端环境下无生命存在的认识，丰富了深海生物基因库，在工业、医药、环保等领域有广泛的应用前景。

“黑烟囱”带来的热液硫化物，富含金、银、铜、锌等多种矿产资源，是海底的金山银山。

图片来源于张奕PPT

在海床上铺满的多金属结核，含有镍、钴、铜、锰等 70 多种元素，其储量高出陆地的几十倍～几千倍，目前勘探到的具有商业开发潜力的多金属结核资源总量多达 700 亿吨。而深海的天然气水合物如果换算成甲烷气体，则大约为全世界陆地上煤、石油、天然气总储量的两倍。

图片来源于张奕PPT

这些丰富的深海资源，往往也是大国博弈的战略空间。当国家有能力去探明一个区域的这个资源价值，就可能拥有优先开采权和勘探权，目前‌我国目前拥有 5 块国际专属海底勘探矿区，涵盖太平洋、印度洋等区域，是全球拥有最多深海专属勘探权的国家。

PART3 勇闯世界“第四极”

除了上面提到过的海底地形地貌外，深海还有一个人类不断去探索和挑战的区域——深渊区。

我们都知道，南极、北极和珠穆朗玛峰被称为世界的三大极点。然而，还存在一个不太为人熟知的“第四极”——马里亚纳海沟。它的深度甚至超过了珠穆朗玛峰的海拔高度，是地球上最深的地方。

图片来源于张奕PPT

上世纪 90 年代，美国、法国、日本、俄罗斯已经具备了大深度载人深潜技术能力，最深下潜至 6500 米，而中国当时还停留在 600 米。

2002 年，科技部将“ 7000 米载人潜水器”列为国家 863 计划重大专项，目标就是打破国际技术垄断，实现从 600 米到 7000 米的跨越。国内集中了上百家科研院所、高校的科研力量，集中攻关。

2012 年，“蛟龙”号勇闯“第四极”，在马里亚纳海沟创造了 7062 米的世界纪录，成为当时世界上下潜深度最大的作业型载人潜水器。标志着我国具备了在全球 99.8％ 以上的海域开展深海探测的能力。

图片来源于张奕PPT

如何实现深海下潜并携带人类作业？需要解决几个关键问题：

1大深度耐压问题

要有能够承受深海压力的载人舱，保障下潜人员的安全。“蛟龙”号的载人球壳是用 78 毫米厚的钛合金焊接而成，能够承受水下 7000 米的压力。

除了载人舱，深海潜水器所用的电子舱、接线箱、电缆、油管等一切水下设备，都需要解决耐压的问题。

2深海能源动力问题

载人潜水器在水下作业时，所有设备的能源都来自电池，因此需要攻克耐压、高能量密度和长续航供电的电池组研制技术。

“蛟龙”号在设计之初采用的是高密度银锌电池，一组电池可以循环使用 30 次左右，也就是说，一组电池能够支持 30 个潜次的下潜。今年，“蛟龙”号经过技术升级，更换为锂电池，其循环次数大幅提升至 300 多次。这不仅显著提高了技术性能，还大幅降低了“蛟龙”号的运营成本。

3水下导航与通讯的问题

载人潜水器一般一个潜次要在水下工作十几个小时，这十几个小时我们要知道自己的位置、母船的位置、目标点的位置，还要和水面保持实时联系。在水下，由于海水的干扰，通常使用的电磁波和光波通信方式很难正常工作，只能通过声波进行通讯。

通过技术攻关，我们研制出了大深度水下惯性导航系统和水声通讯系统，这使得我们在水下工作期间，能够精准定位并与母船保持联系。

图片来源于张奕PPT

4水下取样作业问题

“蛟龙”号的一大技术优势是能够在水底进行高精度的定位精准取样，这需要高精度机械手和作业工具的配合。“蛟龙”配备了两只非常灵活的机械手，就像人的左右手一样，由潜航员在舱内进行控制，能够在水下精准地完成取样作业。

为了取得更高质量的海底样品供科学研究，“蛟龙”号还配备了很多“秘密武器”。比如深海保压取样器，能够取到固定深度下的保压水样，带到水面上来，然后供科学家进行研究；多参数传感器，在下潜过程中能够对海底的环境多参数来进行测量；生物虹吸取样器，可以对一些海底细小的生物，比如小鱼小虾等等进行虹吸抽取。这些配套作业工具的研制也使得“蛟龙”号在水下作业“如虎添翼”。

在这里，我想给大家讲一个我刚刚经历的一件事：

在我上个月结束的一个潜次中，我需要先将一个设备放置在冷泉喷口附近，然后去其他地方进行作业，等潜次快结束时再回来取回设备。

当我们完成任务想要回收设备的时候，我们发现周围已经被“蛟龙”号的螺旋桨搅起了浓浓的烟尘，而且迟迟散不掉，“蛟龙”号水下的视野非常低，哪怕这个设备就在 5 米之外，我们也根本看不到，在这种情况下，要找到设备简直是“大海捞针”。

最终我们通过综合参考“蛟龙”号的深度计以及运动传感器的数据，先确定了设备布放位置的深度和大致方位，再利用成像声纳锁定了布放设备的山头，最终在距离任务结束的前一刻，在大海里把“针”捞了回来。

5应急安全问题

因为“蛟龙”号是我国第一台大深度载人潜水器，在研制之初，我们国家并没有同样深度的配套救援设备。因此，在设计“蛟龙”号时，对它的安全性要求非常高，安全冗余设计也做得非常充分。

比如在水下作业期间，如果机械手卡到了岩石里，“蛟龙”号可以自断手臂，如果采样篮被水草缠住了，可以整个把采样篮抛掉，如果“蛟龙”号要上浮，但是浮力不够，可以把电池箱抛掉，来提供额外的浮力。

除此之外，“蛟龙”号还有一个终极的“秘密武器”——“蛟龙”号上有一根长达 9000 米的凯夫拉缆绳，如果我们遇到危险无法上浮，可以通过释放这根凯夫拉缆绳到水面，由母船回收缆绳，把“蛟龙”号拉上来。

图片来源于张奕PPT

其实，人类对于深海的探索还处于起步阶段。以海山为例，全球有大概 3 万多座海山，但是我们只对其中 1% 的海山进行过取样作业，其中了解比较充分的只有 50 多座。

当我们透过深潜器的“眼睛”凝视深海，看到的不仅是地球演化的古老密码，而是人类与自然共生的未来。潜水器不是征服深海的工具，而是人类谦卑倾听地球的“听诊器”，让我们得以聆听深海的心跳。

来源: 科普中国说

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