【海洋之谜】大洋一号装备3500米无人遥控潜水器 如人手般灵活

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资料图：“大洋一号”从广州起航

2010年12月8日下午，我国大洋考察主力船舶“大洋一号”缓缓驶出广州长洲码头，奔赴三大洋，执行迄今为止中国规模最大的一次远洋科考任务。
十多年来，“大洋一号”承载着中华民族的梦想，完成了一次又一次大洋科学考察任务。
1 t& Y% r9 k# }: X为人类和平开发利用海洋做出应有的贡献——这就是“大洋一号”所肩负的历史使命。
. X2 o- `" r3 a1 T. V向深海挺进
这是我国大洋科考新的航程，意味着我国海洋经济的发展将向深海挺进。
" V1 V' h! }  }% c. J+ ^; C“占地球表面积49%的国际海域是地球上具有特殊法律地位的最大政治地理单元，具有广阔的空间、丰富的资源和无穷的奥秘，是当今国际社会关注的热点。”“大洋一号”船长曹业政说。
伴随陆地资源的日趋枯竭，当人类把开发的眼光投向月球甚至更加遥远的太空的时候，拥有丰富资源的海底区域就静静地存在于我们的身边。近年来，随着国际海底区域的战略地位凸显，向海底要资源已成为众多国家的共识。
3 O) _1 p: t$ F8 q海底区域有哪些资源呢？据介绍，目前已经发现的资源主要有：多金属结核、富钴结壳、热液硫化物等。
向海底要资源，为人类探大洋。作为我国第一艘能充分满足国际海底区域研究开发活动需要的科考船，“大洋一号”肩负着重要使命，多年来开展了一次又一次大洋科学考察任务。此次执行的第22航次科考，是迄今为止我国规模最大的一次远洋科学考察。
“这是我国大洋科考新的航程，标志着我国海洋科学技术、海洋科学家将在‘十二五’期间进一步走向深海、走向海底，向深海挺进。”“大洋一号”首席科学家陶春辉这样评价此次任务的特殊意义。
历时376天，行程4.5万海里，横跨太平洋、大西洋、印度洋三大洋，搭载来自国内37家单位的431名科考队员。“大洋一号”此次出航，创下了我国大洋科考参航单位最多、参航人员最多和航次时间最长3大纪录。
陶春辉介绍，此次科考具有多任务、多目标、多学科的特点，主要任务是在三大洋开展深海资源、生物多样性和环境调查，对调查区的地质、环境和生物多样性等进行深入评价。
“捕获”海底“黑烟囱”
如果说首次环球科考是探索之旅，第二次就是发现之旅，而这一次可以叫做勘探之旅。
“2005年，中国才有了首次环球科学考察，2009年是第二次，而这次是我国深海探测史上第三次环球科学考察。”陶春辉说，如果说首次环球科考是探索之旅，第二次就是发现之旅，这一次可以叫做勘探之旅。
“大洋一号”所执行的这三次环球科学考察，都有一个与未来经济发展密切相关的重要任务——“捕获”海底热液硫化物“黑烟囱”。
据介绍，“黑烟囱”其实是大陆板块与海洋板块之间的火山口，位于海底热液区，状如烟囱，富含各种稀有金属，是各国都很关注的矿产资源。
作为中国发现海底“黑烟囱”的第一人，陶春辉近年来一直致力于寻找和研究“黑烟囱”，在第19、第20、第21次大洋科考担任首席科学家期间，他一共发现了16个“黑烟囱”。
4 w4 _1 Y8 z* L  H5 x陶春辉说，寻找海底“黑烟囱”对一个国家来说有着相当重要的意义，这种黑色的物质几乎包含了工业社会需要的各种资源，电子工业需要的铜，钢厂需要的镍和锌，制造纯平显示器需要的铟，甚至还有贵重金属黄金，都可以在“黑烟囱”中找到。“黑烟囱”周围还会形成一个特殊的生态系统，一个不靠阳光、不靠光合作用的“黑暗生物群”，这些生物对未来生物医药的发展大有裨益。
但是，寻找海底“黑烟囱”无异于大海捞针。陶春辉说，地壳运动在深海底部形成了巨大山脉，上面大约每隔100公里，才有一个烟囱群，哪怕有精确的经纬坐标，都不一定能找到，因为几千米深的海底没有一丝光亮。
可贵的是，我国前两次大洋环球科考在这方面都有所斩获。
' O+ G8 W7 M$ w我国首次大洋环球科考是在2005年4月至2006年初，科学家们在太平洋、大西洋和印度洋三大洋分别获取了宝贵的海底热液区岩石、硫化物烟囱和生物样品，并首次在数千米深的印度洋海底“捕获”了“黑烟囱”。
2009年7月至2010年5月，我国实施了第二次大洋环球科考，取得了多方面的历史性突破。科学家们在大西洋首次发现了热液区多金属硫化物，使我国成为能独立发现三大洋热液区的国家，并首次使用自主研发的深海无人缆控潜水器观察“黑烟囱”群，抓取“黑烟囱”。
专家介绍，迄今为止我国已经发现了17个海底热液区，约占世界三大洋30多年来已发现热液区的十分之一。此次“勘探之旅”，科学家们希望能够有更多的斩获。
; l$ L$ W. B- N8 l% w$ f高新技术助力大洋科考
从发现到勘探，中国的大洋科考靠的就是高新技术的应用。
# W+ x( C& Z; {) l6 B4 }记者看到，此次出征的“大洋一号”上，装备了国内近年来研制的一大批高精尖设备。“最新的拖曳式探测系统，深海底中深孔岩芯取样钻机，还有‘海龙’号3500米无人遥控潜水器，这可是我们船上的三大新宝贝。”“大洋一号”高级工程师崔运璐告诉记者。
“从发现到勘探，中国的大洋科考靠的就是高新技术的应用。”陶春辉说。“海龙”号等最新研制的“三大金刚”，使“大洋一号”此次“勘探之旅”如虎添翼。
, E  n/ Q7 k- q/ ~“海龙”号是一套大型深海作业无人缆控潜水器系统。崔运璐介绍，别看它是个重达3.5吨的巨无霸，到了海底却无比灵巧，最深能潜到海底3500米。有了它，深海科考不再为“看得见摸不着”而苦恼，技术人员可以在船上遥控它的两只机械手，抓取矿石样品或者逮深海里的螃蟹，就跟人手一样灵活。在上次环球科考中，“海龙”号已经成功进行了试用，在东太平洋海隆观察到了罕见的“黑烟囱”，并用机械手准确抓获到了多金属硫化物样品。
为了让“海龙”号随“大洋一号”船再次远征大洋探宝，科研人员对其进行了实用化改造，使其功能更加强大。出发前，“海龙”号已经成功通过了海上试验。崔运璐说，改造后的“海龙”号将在三大洋再次潜水，在距“黑烟囱”三四米的地方进行近距离拍摄，并经遥控精确取样。
0 R$ t0 D+ i7 z, k. N4 S+ X" M具有完全自主知识产权的深海底中深孔岩芯取样钻机，是国家“863”计划海洋技术领域重点项目的成果，在刚刚结束的海试中，它在我国东沙海域1740米海底成功获取深孔岩芯样品，并创下了15.7米的深孔记录。这是我国首次成功实现海底深孔钻探，意味着此次“大洋一号”在各大洋的海底矿藏区，将会获得更加准确的储藏量资料。
0 P4 c# W7 j7 I% d对拖曳式探测系统，陶春辉用了个形象的比喻：它就像一台B超机，对海底资源做体检。它能被“大洋一号”用缆绳拉着，潜下数千米深的海底，探测海底岩石中含有的金属成分。有了它，“大洋一号”就能对深不见底的海底进行更加全面的探测。
了解了这些高科技设备，我们对“大洋一号”此次“十二五”开局之航有了更深的期待。专家告诉我们，经过多年努力，我国的大洋科考在资源勘查技术、深海开采技术、深海生物基因利用技术等方面，都取得了突破性的进展，我国深海技术长期依赖进口的局面逐步改观，一批拥有自主知识产权的深海高新技术辐射并带动了深海相关技术产业的发展，一支多学科、多领域、高层次的深海领域人才队伍已经成长起来。我们有理由相信，随着“大洋一号”的一次次远征，我国海洋经济的发展必将向深海挺进。
: I  l6 p" t3 T" z% O. ]- a" X: W中国大洋考察大事记
( E: ?  z% O+ r- l$ y& k& ~% s& ]我国的大洋考察开始于上世纪70年代，最初以多金属结核资源调查为主。1978年4月，“向阳红05”号考察船在进行太平洋特定海区综合调查过程中，首次从4784米水深的地质取样中获得多金属结核。
3 p2 t6 r2 t, [4 A( R" |上世纪80年代初，我国大洋锰结构资源调查工作取得较大进展，1984年开始着手制定我国大洋矿产资源勘察规划，并开始部署相关的科学和技术研究工作。
从上世纪80年代到现在，我国深海技术经历了跨越式发展。“大洋一号”科学考察船是我国精心打造的5600吨级远洋科学考察船。
为更好地完成我国大洋资源调查任务，“大洋一号”于2002年进行现代化改装。经过改装的“大洋一号”科学考察船，已进入国际先进科学考察船的行列，是我国第一艘能充分满足国际海底区域研究开发活动，并面向国内外开放的综合性远洋科学考察船。
* q  {5 X4 y6 E7 K: r4 y, z/ C1991年，以“为人类开发利用国际海底资源做出贡献”为宗旨的中国大洋矿产资源研究开发协会正式成立，成为组织我国各方面深海科研开发的力量及开展大洋工作的主要平台，并代表我国向国际海底管理局和国际海洋法法庭筹备委员会申请矿区登记。
& _8 P1 _% ~6 h& Y8 w3 q8 ^7 d1995年8月，潜深6000米的“CR-01”无缆自治水下机器人研制成功，使我国机器人的总体技术水平跻身于世界先进行列。
1998年至2000年期间，国际海底管理局讨论和通过了《勘探规章》和《环境影响评价准则》。作为国际海底管理局理事会成员，中国据理力争，去掉了不利于中国及其他没有最后完成海上勘探任务的先驱投资者的条款，维护了我国在国际海底的权益。同时，由我国实施的环境基线及其自然变化研究计划，得到国际社会的赞同，被确立为四大国际合作项目之一，被认为是中国对国际海底区域勘查的一大贡献。
/ E" s+ H' e0 ^9 \2001年5月，经过8年的勘探，中国大洋协会与国际海底管理局签订了《勘探合同》，为我国在国际海底区域获得了7.5万平方公里具有专属勘探权和优先开采权的多金属结核矿区。这一多金属结核矿区的获得，为我国经济可持续发展提供了宝贵的资源战略储备。
) Z! v* K+ N9 h: t2002年5月15日，我国第一颗海洋探测卫星“海洋一号”成功定点太空，结束了我国没有海洋卫星的历史，标志着我国在海洋卫星遥感应用领域迈入了世界先进行列。
" z9 h- w. G* X. a2005年4月至2006年初，中国实施了首次大洋环球科考，科学家们对东太平洋海隆、大西洋和印度洋中脊的重点海域进行了热液硫化物相关项目的调查，在东太平洋海隆和印度洋中脊发现了新的热液异常区，并首次在数千米深的印度洋海底“捕获”了海底热液硫化物——“黑烟囱”。
2009年7月至2010年5月，我国实施了第二次大洋环球科考，取得了多方面的历史性突破，科学家们在大西洋首次发现了多金属硫化物，我国自主研发的深海观测和取样型水下机器人也试用成功。
! |! X5 N' `0 u; }+ S9 q; f2010年12月，“大洋一号”起航执行我国第三次环球科考任务。