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. \7 Y0 J. h$ J! ` 9月15日，上海自然博物馆举行第120期绿螺讲堂《深海探秘》，由同济大学地球与海洋科学学院周怀阳教授主讲，解密大洋深处的探索历程。
6 q. E( W2 s" s" l) \ “深海探秘”
! ?. Z; P' Y" W) U1 ~5 ^ 第120期绿螺讲堂
& D( l& w" D4 \3 F3 Q( [/ B 航向南溟 + }2 V/ i/ x/ d2 ]7 M/ X
你去过远海吗？有时那里风平浪静，有时却变幻莫测。 $ [) v' o) v# z, W" m
那深海呢？
5 s+ J* U1 B) B- i4 Z 在江上航行的人会说：10米深的航道就是深水航道；开采海油的人会说：不，300米以下我们叫深水油气。 % L1 b7 e7 P. ?# J& E$ d
, a, { H* t/ T( i1 i 但是海洋学家会说：2000米以下的才叫深海，那里完全是另一个世界。
6 f+ A7 @9 \' g 今年同济大学主导了两个“南海深部计划”探秘的航次，下潜的最大深度是3850米，我们对从南海东北到中南部陆坡的冷泉、海山和特殊沉积区高效地进行了33次科学下潜考察，还做了国内第一次深海海底科普直播。 & J0 v, |* V* N+ z
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▲烟灰蛸、火山岩柱节理、冷水珊瑚、杜父鱼 9 r2 e( M" c& g7 y4 ]) F( V
南海在中国典故中被称作“南溟”，意思是南边的大海，《庄子·逍遥游》里说：“南溟者，天池也”。这次在南海海底发现的一个古热液区，就被命名为“南溟”。 0 N! A. u1 ] b1 {; Z
探秘之旅 ( H* Y6 |0 [. ]% ]4 N
探秘1：寻找海底热液
' s9 }; t, f& p2 q4 O9 S: v 所需装备：温度浊度传感器、电视抓斗
0 \3 M/ u7 o/ r" ?/ W; I 现在我们在南海看到的海山在几百万年以前是活火山，这些热液区在那时也是活动着的，几百万年之后的今天它们已不再活动，所以叫它“古热液区”。
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▲古热液烟囱样品
' E# f7 u/ k- F7 B6 x5 \ 不过，在地球板块扩张的区域，现在还有许多海底活火山，那儿就不一样了，会有300多度的热液喷出来。
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2 f K" Q o$ {- z" B) v ▲全球海底热液分布图（红点是热液区） ( k! d$ |. H$ c1 [5 t, S
2000多米深海温度一般在2摄氏度左右，是生命“沙漠”，而热液口就是沙漠里的“绿洲”，有着非常繁茂的生命。
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5 d P$ z( Q' E 说到探测热液口，关键在于温度——正在活动的热液口会持续产生高温羽流。我们会先把一个携带温度浊度传感器的探测装置放到海底，哪里热就往哪里走，这样就能先找到大的活动羽流区域，并不断逼近羽流根部。
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知道羽流根部大概位置，也就知道了热液口的大致在哪儿，随后从船体放下这个装着摄像头的电视抓斗采样。
' P* }$ l) m4 k( ?% H/ L 探秘2：寻找海底锰矿
9 v2 Y$ n! _& U: g) j [8 Y 所需装备：无缆自返式抓斗、箱式沉积物采样器、多管沉积物采样器
7 M# x) Z2 J+ o 不过毕竟热液口只是少数，深海还有什么呢？
7 B) ~, r, I$ G. o' x ——有生物，少但是奇异的生物；
% I# m" m% t' D ——有泥巴，多而且积累了上万年的无生命碎屑；
* g/ p/ K5 Q! T( O ——还有“海底兵马俑”，上百万年富集而成的深海铁锰结核。 2 F! |4 B/ h+ ^8 A2 S+ M# f
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▲海底密集的铁锰结核
( ]) T6 k3 k* m 铁锰结核是可利用的海底矿藏，其中的金属锰可用于制造锰钢、金属镍可用于制造不锈钢、金属钴可用来制造特种钢。 0 h# \7 Y& f4 R1 m& |8 W4 [: ?
% q& ~/ H$ T9 i5 g ▲南海海底铁锰结核区
% ~1 u9 l: K! ^2 n/ [! r3 K “这次我们从南海新发现一处迄今规模最大的海底铁锰结核区，并基本确定了2013年发现的蛟龙海山铁锰结核区的分布范围和分布特征。”
% |- B1 s; N* u) R 探秘3：绘制海底地形图
$ R6 b6 [# @$ L( u 所需装备：多波速回声测探仪、AUV（水下飞机）
3 s( r* @$ [6 E" D4 Z 海底像陆地一样，也会有高低起伏、沟壑和山丘，怎么知道地形呢？
+ P2 I$ l, Z* D 用回声探测仪，也就是声呐，一种利用声波在水下的传播来测量距离的仪器。现在的多波速声呐一次能同时打很多信号下去，得到很多点的数据。
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$ C* J# a1 I. [ “不过有时候，也会因为航程时间紧张，不能测完每一个细节之处。2010年我们在西南印度洋花了四天时间测了一处海域的海底地形，图中空白的地方就是没有时间测了。”
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8 z# N" u+ u( H' g9 X+ u ▲2013年周怀阳教授发表于Nature的文章
4 B, F/ x' v2 q “即使这样，依然有1%左右的误差，比如从船上向3000米的海底发射信号的话，就会产生30米（大概十层楼）的误差。那如果我可以让发射信号的机器离海底近一点，比如离海底只有30米呢？误差是不是只有0.3米了？” * k* S b( i6 `; E
. c* |! a$ u+ n9 P; L 这就是AUV——“水下飞机”的好处。 & c9 Y" l6 q/ j/ t+ k- z
探秘4：定点下潜 4 |/ v0 A$ m4 _& l
所需装备：“深海勇士”号载人深潜器、“ROPOS”号遥控深潜器 ; u+ v; ~' L% X& n9 T1 d6 o- I
1874年，“挑战者”号在历时3年的环球航行中第一次对深海做了系统调查。一百多年以后，人类做到了离海底几千米的船上遥控水下机器人，美国的阿尔文号在五十多年前就已经能够载人下潜到深海，我们也想要下去看一看。
7 B2 {/ c3 T2 K2 j1 h 今年“南海深部计划”执行了两个下潜航次。
4 h( W6 b. F( L; [. N 一个是我做首席科学家的“ROPOS”号航次，这一次是租借的加拿大遥控深潜机器人“ROPOS”，用的是厦门大学“嘉庚”号科考船。 + e2 N/ `) Q* @* y' W; ^( p
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另一个是“深海勇士”号载人深潜科学考察航次，这是我们国家第二台自行研制的深海载人潜水器，用了13天，下潜了11次，同济大学82岁的汪品先院士下潜了3次。
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. d' U) [3 }$ }4 `% r% K 未来的深海探索 5 m* _; S! v c3 V# _8 Y
当前对南海的开发主要在浅海，而揭开南海真正的奥秘却在于深海。
7 l, P9 N8 P3 `: Z/ [6 C5 v8 e 而除了深潜，中国未来的深海探索还会用到深钻、深网，海洋学领域仍然有很多我们想做而做不到的事情。
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9 ?5 U+ t: Z/ e “鹏之徙于南冥也，水击三千里，抟扶摇而上者九万里”。今天的听众如果未来想到深海去做研究，希望能研制出我们的国产仪器，不断取得新的科学发现。 2 t0 H' o% Z6 v* U5 C" y. ^
5 f& ^4 c( b* j6 L 绿螺讲堂 | 第120期
9 U2 ~ p# h( b6 w4 z 文字丨余一鸣 4 |5 k: x, v1 s* ~+ A5 V
文中未标注图片均来自嘉宾PPT 2 V4 o" ~. y& m3 c
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* ]/ Q# Q" a9 H4 M) K 本文为上海自然博物馆（上海科技馆分馆）原创，
+ U9 J- {1 N9 _ R3 P% S4 n 欢迎分享，如需转载请联系lvluotougao@sstm.org.cn。
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