作者:記者 廖洋 來源: 發布時間: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提升是實施海洋強國戰略的關鍵。

   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,構建了國際上首個具有實時數據傳輸功能、規模最大的深海潛標觀測網,建立了從我國近海到西太平洋的綜合觀測體系……引領我國海洋探測能力實現跨越發展。

 

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。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,時任國家發改委高新技術司副司長劉艷榮真實地感受到了中國造船業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。 

   依據科學家的需求,“科學”號項目組廣泛調研,根據未來海洋科學發展趨勢、滿足海洋科技發展需求,配備了七大船載科學探測與實驗系統,包括水體探測系統、大氣探測系統、海底探測系統、深海極端環境探測系統、遙感信息現場印證系統、船載實驗系統、船載網絡系統。船上搭載了高精度導航、操控系統、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探知領域的研究終于開始蓬勃發展。

 

百折不撓“發現”號 歷盡艱辛終鑄成

 

   “發現”號ROV是 “科學”號考察船搭載的重要深海調查設備,是國際上下潛作業能力最強的水下機器人之一,裝有動力推進系統、高清攝像和照明系統、采水器、采集生物標本和地質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‘發現’號,意味著在深海大洋中進行探索與發現、發掘與挖掘、創新與取得,與‘科學’號船名合起來是‘科學發現’——發現深海資源,發現大自然的神奇。”孫松娓娓道來取名初衷。

   終于,“科學”號搭載著“發現”號啟航了!

   “發現”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現冷泉,真實觀測到深海極端環境下的生命以及引起人們高度關注的可燃冰,獲得了大量的深海影像資料、海洋生物與地質樣品以及深海環境資料。

   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,現在看來,你們做的已經比我們好。”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、“發現”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據長周期穩定實時傳輸的海洋觀測難題,并實現10余套潛標深海6000米數據每小時一次的組網實時傳輸,成為國際首個具有實時傳輸功能的潛標觀測網。

   科研人員發現了深海大型生物1新科、1新亞科、5新屬、51新種;系統刻畫了南海臺西南冷泉生態系統基本結構和深海化能營養食物網結構;揭示了深海細菌適應低溫環境的獨特調控機制;揭示了熱液柱熱和物質通量,建立了熱液柱動力學過程物理模型;發現了具有生物活性新結構化合物130余個(含3個先導化合物),揭示了深海微生物非酶二聚化、異構化、環化等特殊生物合成機制,實現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,梯度與原位相結合的深遠海探測與作業技術體系,建成了我國迄今樣品量最大、物種數最多的深海大型生物樣品庫并實現樣品共享。深海環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境探測。

 

平臺建成 開啟深海跨越發展新紀元

 

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

   每年,“科學”號在海上作業時間都達到了280~300天,其綜合海洋環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,引領了海洋技術裝備的跨越發展。

   項目組成功構建了“船基—潛器—原位”一體化的國際先進的深海系統探測與技術體系,突破了10000米深海定點探測、6000米深海探測與采樣等關鍵技術,實現了“室內模擬實驗→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國家之一,開啟從近海到深海跨越式發展的“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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