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万米海底科考 有实力做得更好

2018-10-18 10:48:17|来源:人民日报|编辑:薛维萌 |责编:韩东林

深渊科考试验队凯旋。刘宇飞 摄

科考队获得的索深鼬鳚属鱼样品。中科院深海所 供图

  10月16日,中科院海斗深渊科考试验队完成了在马里亚纳海沟的深海科考任务后返回三亚,整个航程历时54天。此次科考是“探索一号”科考船进行的第三次万米深渊综合科考,科考队在深海装备与技术、地球物理、海洋地质与地球化学、海洋生物及物理海洋等多个学科取得了丰硕成果。

  中科院深海科学与工程研究所所长丁抗说:“第一次深渊科考,我们进入了万米时代;第二次科考,证明我们不仅能进入深渊还可以开展研究;第三次科考的完成,表明我们有实力在深渊坚持,有能力引领世界深海深渊的技术发展和科学研究。”

  科考涉及多个学科方向,完成87个站位和504公里测深测线作业

  来自中国科学院大学、中科院沈阳自动化研究所、中科院南海海洋研究所等9家单位的59名成员,组成了此次海斗深渊科考试验队。队员们于2018年8月24日从三亚出发,赴马里亚纳海沟海域执行中国科学院战略性先导科技专项(B类)“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”、中国科学院战略性先导科技专项(A类)预研项目“深海智能装备发展预先研究”、国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项的科技任务。

  此次万米科考从深海装备与技术、地球物理、海洋地质与地球化学、海洋生物及物理海洋等多个学科方向,在马里亚纳海沟共完成了87个站位和504公里测深测线作业。

  航次首席科学家、中科院深海所研究员包更生介绍说,在近两个月的科考试验过程中,科考试验队遭遇3次台风的干扰,经历了多次装备故障,但大家始终怀着坚定和严谨的科学精神,以精湛的技术、无畏的勇气完成了科考任务。

  深海滑翔机、无人潜水器等装备海试,取得多项世界级突破

  自主研发的深海装备海试,是此次万米深渊科考的两项重要任务之一。海斗深渊科考试验队不负众望,在中国海洋科考史上创下多个“首次”。

  两台“海翼”号7000米级深海滑翔机分别连续工作26天与20天,一共航行1448公里,成为目前全球下潜深度超过7000米次数最多的滑翔机,也是目前世界上唯一一款能长时间连续稳定工作的深渊级滑翔机。

  包更生说:“滑翔机共下潜102个周期,下潜深度超过5000米的周期56个,其中超过7000米的下潜周期15个,最大下潜深度7076米。在超级台风‘山竹’与‘康妮’来袭期间,滑翔机依然正常连续工作,表明其具有高可靠性与强环境适应能力。”

  “海斗”号自主遥控水下机器人共完成7次下潜,验证了多项全海深无人潜水器关键技术;开展了面向科学的深渊科考应用,完成了深渊近海底远距离、长时间的机动作业。包更生说:“‘天涯’号等4台着陆器共进行了34次作业,20次下潜深度超过万米,最大深度10918米,搭载各类设备完成了试验任务,充分表明了深渊着陆器的可靠性和应用的广泛性。”

  此外,“海角”号全海深着陆器坐底26天,是目前国际上着陆器在深渊环境下单次作业时间最长的;全海深陶瓷耐压舱高清摄像系统共进行11次试验,7次下潜深度超过万米,最大工作水深10910米,是国际上将陶瓷材料作为摄像机耐压舱体的最大工作水深;全海深透明陶瓷视窗高清摄像系统共进行5次试验,3次下潜深度超过万米,最大工作水深10902米,其摄像系统的视窗材料首次采用透明陶瓷材料,工作水深突破现有国际纪录;全海深声学定位信标进行了9次试验,最大作业深度10700米,超短基线最大作用距离13652米,定位精度优于80米,为高精度水下定位系统的研发提供了数据支持,实现了国际上首次全海深着陆器水声定位的试验性应用。

  取得丰富的生物样品和观测数据,作业能力进一步提升

  此次科考作业也在多个学科方向取得了多项重大成果。

  科考队通过能源、材料、通信等技术及作业装备和平台的试验验证与科学应用,为深海智能装备研制和试验提供了技术支持,为全海深载人潜水器的研发和海试提供了技术支撑和选址决策的依据,为深渊科学的深入研究提供了数据和样品的保证。

  科考队员还在国际上首次诱捕获得全程低温保存的7000米级3条狮子鱼样品和9000米级2只糠虾样品;国际上首次在7012米水深发现索深鼬鳚属鱼类,这是已知的该属存活的最大深度;国际上首次在同一潜次实现全海深垂直分层水体微生物原位富集与固定取样,最大深度10890米。

  利用电视抓斗,科考队员还完成了8个站位的取样作业,样品抓取率达100%,岩石样品总重约409千克;搭载的高清摄像机、高清相机、CTD等传感器,获得了海底清晰视频影像以及温盐深数据。“电视抓斗与船舶动力定位、绞车系统、供电、高压输变电、光纤通信等协同作业的成功,表明‘探索一号’科考作业能力得到进一步提升。”包更生说。

  科考队还获得了马里亚纳海沟与雅浦海沟之间关键通道断面的海流数据和CTD数据,获得马里亚纳海沟7000米水深海底连续26天的宽频声学数据和9600米水深的海底宽频声学数据。同时,科考队还应用海翼水下滑翔机获取了马里亚纳深渊区域长时间、高密度的温盐深数据,并在此期间成功观测到2次台风过境时引起的上层海洋异常变化情况等。

  科考队通过5000米级至全海深深度的高分辨率海底地形探测,及利用着陆器和自主遥控水下机器人完成的海底表层沉积物取样、视频观测和CTD测量,为全海深载人潜水器的海试选址提供了决策依据。(吴月辉)

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