大洋一號(hào)環(huán)球369天凱旋 深海瑰寶驚艷亮相(圖)

   “大洋一號(hào)”的勘探之旅

    “2005年，中國(guó)有了首次環(huán)球科學(xué)考察，2009年是第二次，剛剛完成的是我國(guó)深海探測(cè)史上第三次環(huán)球科學(xué)考察?！敝袊?guó)大洋科考第22航次首席科學(xué)家陶春輝說，如果把首次環(huán)球科考定義為探索之旅，

    在369天、6萬(wàn)多海里、跨越三大洋的勘探之旅中，中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了什么？他們?cè)诖瞎ぷ魃钣质窃鯓拥模孔蛉?，記者登上“大洋一?hào)”，逐一解開這些謎底。

    繼續(xù)探尋“黑煙囪”

    陶春輝告訴記者，“大洋一號(hào)”所執(zhí)行的三次環(huán)球科學(xué)考察，都有一個(gè)與未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)的重要任務(wù)——“捕獲”海底熱液硫化物“黑煙囪”。

    為什么要找尋這個(gè)“黑煙囪”？

    據(jù)陶春輝介紹，“黑煙囪”其實(shí)是大陸板塊與海洋板塊之間的火山口，位于海底熱液區(qū)，狀如煙囪，富含各種稀有金屬，是世界各國(guó)關(guān)注的礦產(chǎn)資源。

    “地球表面有7大板塊，板塊與板塊之間，總愛相互推搡，板塊交界處就是海底最活躍的區(qū)域。因?yàn)楹５讛U(kuò)張，深海底部形成了巨大山脈，它們?cè)诳茖W(xué)上被叫做大洋中脊，這樣的中脊在太平洋、大西洋和印度洋3個(gè)大洋都有，全部連起來(lái)，長(zhǎng)度有6—8萬(wàn)公里，是地球上最大的山脈。在考察過程中，科考船的行進(jìn)線路也是沿著海底山脈前進(jìn)。”

    由于板塊運(yùn)動(dòng)，大洋中脊的擴(kuò)張中心會(huì)產(chǎn)生很多裂隙和斷裂，冷且密度大的海水在這種高滲透的巖石中下滲到較深的地殼下面，由于受到高熱流或深部巖漿活動(dòng)的熱驅(qū)動(dòng)，海水會(huì)從各種周邊巖石中溶解出大量的礦物質(zhì)，形成高溫并富含多種金屬成分的熱液。

    另外，由于受熱膨脹的海水降低了密度，熱液會(huì)沿裂隙上升噴發(fā)，它在與海底表面往往只有幾攝氏度的冷海水混合時(shí)，溶解在其中的金屬成分就會(huì)沉淀，而有的會(huì)進(jìn)一步形成“煙囪”，這些“煙囪”就像桂林山水的鐘乳石或者是陸地上的煙囪一樣聳立于海底。截至目前，我國(guó)科考人員發(fā)現(xiàn)的 “煙囪”最高者達(dá)26米，大約等同于5層大樓的高度。

    陶春輝說，這些海底“煙囪”有著要么拳頭大，要么澡盆大的口子，晝夜不歇地向海水里噴射熱焰。目前世界各國(guó)的研究人員發(fā)現(xiàn)，海底的“煙囪”共有“白煙囪”、“黑煙囪”、“黃煙囪”三類，但是高溫型的“黑煙囪”更為普遍。

    陶春輝告訴記者，尋找海底“黑煙囪”對(duì)一個(gè)國(guó)家來(lái)說有著相當(dāng)重要的意義，這種黑色的物質(zhì)幾乎包含了工業(yè)社會(huì)需要的各種資源，電子工業(yè)需要的銅，鋼廠需要的鎳和鋅，制造純平顯示器需要的銦，甚至還有貴重金屬黃金，都可以在“黑煙囪”中找到?！昂跓焽琛敝車€會(huì)形成一個(gè)特殊的生態(tài)系統(tǒng)，一個(gè)不靠陽(yáng)光、不靠光合作用的“黑暗生物群”，這個(gè)生物群的多樣性堪比熱帶雨林，不僅生物醫(yī)藥的發(fā)展大有裨益，由于這些生物生長(zhǎng)環(huán)境與地球生物最初產(chǎn)生的環(huán)境相似，科學(xué)家也希望通過研究這一群落來(lái)找到生物起源之謎。

    但是，尋找海底“黑煙囪”無(wú)異于大海撈針。陶春輝說，地殼運(yùn)動(dòng)在深海底部形成了巨大山脈，上面大約每隔100公里，才有一個(gè)煙囪群，哪怕有精確的經(jīng)緯坐標(biāo)，都不一定能找到，因?yàn)閹浊咨畹暮５讻]有一絲光亮。

    2007年，“大洋一號(hào)”第19航次在西南印度洋發(fā)現(xiàn)了第1個(gè)海底熱液區(qū)，自此，經(jīng)過四年多努力，我國(guó)已在三大洋發(fā)現(xiàn)了33個(gè)海底熱液區(qū)，占世界三大洋30多年來(lái)發(fā)現(xiàn)熱液區(qū)的十分之一強(qiáng)。“要知道這樣的成績(jī)我們只花了五年時(shí)間。”陶春輝臉上不無(wú)自豪。但他同時(shí)表示，中國(guó)對(duì)熱液的研究還處于發(fā)現(xiàn)和認(rèn)知階段，同國(guó)外此領(lǐng)域的前沿研究尚有差距。 國(guó)產(chǎn)科研儀器大顯身手

    在此次科學(xué)考察中，我國(guó)自主研制的高技術(shù)裝備發(fā)揮了重要作用。比如，深海綜合錨系浮標(biāo)觀測(cè)系統(tǒng)、拖曳式資源綜合探測(cè)系統(tǒng)及中深孔巖芯取樣鉆機(jī)均是第一次在航次調(diào)查中投入使用并獲得成功，科研人員還在熱液區(qū)成功應(yīng)用了無(wú)人纜控潛水器（ROV）和深海聲學(xué)深拖等重大高新裝備。

    此次科考中第一個(gè)亮相的是深海綜合錨系浮標(biāo)觀測(cè)系統(tǒng)。在第一航段西南印度洋高緯度地區(qū)，科研人員將其成功布放在海中。這個(gè)系統(tǒng)可以長(zhǎng)期連續(xù)采集目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的氣象等資料并通過衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸，“這是我國(guó)首次布放于遠(yuǎn)洋的多參數(shù)綜合觀測(cè)系統(tǒng)?！碧沾狠x說這對(duì)我國(guó)在西南印度洋洋中脊相關(guān)區(qū)域開展科學(xué)研究具有重要意義。

    大型深海作業(yè)無(wú)人纜控潛水器系統(tǒng)“海龍”號(hào)是此次科考中第二個(gè)亮相的尖端設(shè)備。別看它是個(gè)重達(dá)3.5噸的巨無(wú)霸，到了海底卻無(wú)比靈巧，最深能潛到海底3500米。有了它，深?？瓶疾辉贋椤翱吹靡娒恢倍鄲?，技術(shù)人員可以在船上遙控它的兩只機(jī)械手，抓取礦石樣品或者逮深海里的螃蟹，就跟人手一樣靈活。陶春輝介紹，在第二航段，這個(gè)大家伙大展身手，兩次下水，取得硫化物、玄武巖等樣品和數(shù)碼照片?！昂｝垺碧?hào)的成功使用，標(biāo)志著我國(guó)成為國(guó)際上少數(shù)幾個(gè)能使用水下機(jī)器人開展洋中脊熱液調(diào)查和取樣的國(guó)家之一。

    隨后出場(chǎng)的兩套深海聲學(xué)深拖系統(tǒng)在大西洋克服了橫向風(fēng)流、光衰減偏大等困難，獲得南大西洋兩個(gè)熱液區(qū)的高精度資料，為洋中脊熱液區(qū)微地形和硫化物小尺度分布規(guī)律研究提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

    拖曳式資源綜合探測(cè)系統(tǒng)在第四航段首次成功試用，獲得了寶貴的南大西洋多金屬硫化物礦藏資料。對(duì)拖曳式探測(cè)系統(tǒng)，陶春輝用了個(gè)形象的比喻：它就像一臺(tái)B超機(jī)，對(duì)海底資源做體檢。它能被“大洋一號(hào)”用纜繩拉著，潛下數(shù)千米深的海底，探測(cè)海底巖石中含有的金屬成分。有了它，“大洋一號(hào)”就能對(duì)深不可測(cè)的海底進(jìn)行更加全面的探測(cè)。

    深海底中深孔巖芯取樣鉆機(jī)到了第八航段才 “一現(xiàn)芳容”。作為國(guó)家“863”計(jì)劃海洋技術(shù)領(lǐng)域重點(diǎn)項(xiàng)目的成果，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，它能在3000多米深的海底巖石上鉆孔取樣。陶春輝告訴記者，在東太平洋區(qū)域，鉆機(jī)完成了2個(gè)站位的作業(yè)，分別鉆進(jìn)2米和4米，均取得了硬巖柱狀樣品，“可以說，我們?cè)诙嘟饘倭蚧镔Y源勘查上又多了一大利器。”

    “80后”成為科研主力軍

    陶春輝告訴記者，本航次先后共有來(lái)自全國(guó)32家科研單位和院校的218位科考隊(duì)員參加了海上調(diào)查任務(wù)，既有在讀的大學(xué)生，也有為大洋事業(yè)奮斗了幾十年的“老大洋”。其中年齡最小的22歲，年齡最大的61歲，平均年齡38歲。擔(dān)任本航次的6位首席科學(xué)家有5人都在45歲以下，大批80后的科考隊(duì)員逐漸成為了海上工作作業(yè)的骨干。據(jù)了解，80后的科考隊(duì)員有91人，占到了全體科考人員的42%。

    這么多人，這么長(zhǎng)的時(shí)間，為保證所有工作人員的生活質(zhì)量，“大洋一號(hào)”出發(fā)時(shí)帶了100噸飲用水，船長(zhǎng)曹業(yè)政告訴記者，船上有兩臺(tái)海水淡化機(jī)，每天能淡化海水25噸，船員洗澡這樣的需求能夠滿足。

    按照國(guó)際慣例，船上工作人員分為三撥，都是工作4小時(shí)，休息8小時(shí)。不過這只是一般的作息時(shí)間，當(dāng)進(jìn)行水下作業(yè)時(shí)，船員必須隨時(shí)按照指示調(diào)節(jié)船只運(yùn)行軌道，科學(xué)家們必須緊盯監(jiān)視屏，不能有絲毫松懈。水下作業(yè)少則六、七個(gè)小時(shí)，多則十幾個(gè)小時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的工作當(dāng)中，沒有休息時(shí)間，不僅要求專業(yè)技術(shù)過硬，更要有驚人的毅力?！半m然我們要求科研人員工作時(shí)間不能超過6個(gè)小時(shí)，但真正干起來(lái)，人手不足的情況下，很多人都會(huì)超過6個(gè)小時(shí)?！?/p>

    科研途中，“大洋一號(hào)”會(huì)不斷地?？扛劭谶M(jìn)行補(bǔ)給?！拔覀冏铋L(zhǎng)的一個(gè)航段，是在海上航行了45天?！辈軜I(yè)政說，從廣州出發(fā)，除了從南海進(jìn)入印度洋時(shí)遇到了9級(jí)風(fēng)，“大洋一號(hào)”的路途波瀾不驚，先后在南非的開普敦、巴西的薩爾瓦多、巴拿馬，還有厄瓜多爾的瓜亞基爾，進(jìn)行了8次補(bǔ)給，“主食都是從國(guó)內(nèi)出發(fā)時(shí)帶的，但是蔬菜和水果需要到當(dāng)?shù)剡M(jìn)行補(bǔ)給，這樣才能保證船上人員吃上新鮮的食物?！?/p>

    300多天的時(shí)間里，科研人員只能通過網(wǎng)絡(luò)與家人聯(lián)系，有的隊(duì)員父親去世了，但他不能回去看父親最后一眼；有的隊(duì)員妻子分娩，但自己也不能回去陪伴……正是因?yàn)橛辛诉@群“舍小家、顧大家”的科研人員，中國(guó)大洋科考事業(yè)在短短的時(shí)間取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。最令陶春輝自豪的是，以前中國(guó)科學(xué)家為進(jìn)行海上科考，要想辦法加入到外國(guó)科研機(jī)構(gòu)的科考項(xiàng)目中，如今，隨著我們科研平臺(tái)的改善，科研實(shí)力的提升，很多外國(guó)科研人員愿意加入到我們的科研項(xiàng)目中來(lái)，幫助我們做課題、做項(xiàng)目，這次“大洋一號(hào)”在每個(gè)?？奎c(diǎn)，都與當(dāng)?shù)乜蒲腥藛T開展了廣泛合作。（記者 趙笛 周光輝）