作者:記者 廖洋 來源: 發(fā)布時(shí)間:2020-9-13 6:37:43
從望洋興嘆到走向深海大洋
——記“科學(xué)”號(hào)深遠(yuǎn)海綜合探測(cè)與研究體系

   “工欲善其事,必先利其器”,沒有現(xiàn)代化的海洋考察設(shè)備,深海大洋探測(cè)與研究無異于空談。深海研究能力的系統(tǒng)提升是實(shí)施海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的關(guān)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(guó)在西太平洋前沿研究中的國(guó)際地位。

   面向國(guó)家重大需求,海洋所建成了我國(guó)海洋領(lǐng)域首個(gè)國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目——“科學(xué)”號(hào)綜合科學(xué)考察船和以“科學(xué)”號(hào)為載體的國(guó)際一流的深海探測(cè)與研究平臺(tái)體系,構(gòu)建了國(guó)際上首個(gè)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功能、規(guī)模最大的深海潛標(biāo)觀測(cè)網(wǎng),建立了從我國(guó)近海到西太平洋的綜合觀測(cè)體系……引領(lǐng)我國(guó)海洋探測(cè)能力實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展。

 

攻堅(jiān)克難“科學(xué)”號(hào) 千呼萬喚踏浪來

 

   新世紀(jì)伊始,我國(guó)的海洋科學(xué)考察設(shè)備依然相對(duì)落后,深海研究困難重重。沒有現(xiàn)代化的科學(xué)考察船,如何進(jìn)行深海探測(cè)與研究?中國(guó)海洋界一直處于“望洋興嘆”狀態(tài)。而同一時(shí)期,美國(guó)、歐洲、日本甚至印度都已擁有非常先進(jìn)的科考船,都搭載著深潛器。相比而言,中國(guó)相形見絀。

   “我們不能沒有現(xiàn)代化的科學(xué)考察船!”這是時(shí)任海洋所所長(zhǎng)孫松的心聲,更是中國(guó)海洋界全體同仁的呼喚。目標(biāo)非常清晰,要建造世界上最先進(jìn)的、具有深海探測(cè)能力的新一代綜合科學(xué)考察船。

   當(dāng)在挪威親身站到當(dāng)時(shí)世界上第一艘新一代科學(xué)考察船“G.O . SARS”的甲板上時(shí),時(shí)任國(guó)家發(fā)改委高新技術(shù)司副司長(zhǎng)劉艷榮真實(shí)地感受到了中國(guó)造船業(yè)與世界一流水平的差距。她不禁問孫松,“這樣好的船,中國(guó)能建造出來嗎?”當(dāng)時(shí)的孫松心里也沒底,回答道:“能造出來,能否達(dá)到這樣的標(biāo)準(zhǔn)就看我們?cè)趺磁α恕?rdquo;

   希望與挑戰(zhàn)并存。孫松立刻組織成立“科學(xué)”號(hào)項(xiàng)目組,踐行“最大努力”,2007年,開始了這艘夢(mèng)之船的建造。 

   依據(jù)科學(xué)家的需求,“科學(xué)”號(hào)項(xiàng)目組廣泛調(diào)研,根據(jù)未來海洋科學(xué)發(fā)展趨勢(shì)、滿足海洋科技發(fā)展需求,配備了七大船載科學(xué)探測(cè)與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括水體探測(cè)系統(tǒng)、大氣探測(cè)系統(tǒng)、海底探測(cè)系統(tǒng)、深海極端環(huán)境探測(cè)系統(tǒng)、遙感信息現(xiàn)場(chǎng)印證系統(tǒng)、船載實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、船載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。船上搭載了高精度導(dǎo)航、操控系統(tǒng)、纜控水下機(jī)器人、走航自動(dòng)觀測(cè)等多種國(guó)際先進(jìn)的探測(cè)設(shè)備,快速性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)達(dá)到甚至超過國(guó)際先進(jìn)水平。

   2012年,一艘載著中國(guó)海洋科學(xué)家夢(mèng)想的綜合性科學(xué)考察船“科學(xué)”號(hào)就這樣橫空出世!它為深海大洋夢(mèng)插上了騰飛的翅膀,我國(guó)在深?茖W(xué)探知領(lǐng)域的研究終于開始蓬勃發(fā)展。

 

百折不撓“發(fā)現(xiàn)”號(hào) 歷盡艱辛終鑄成

 

   “發(fā)現(xiàn)”號(hào)ROV是 “科學(xué)”號(hào)考察船搭載的重要深海調(diào)查設(shè)備,是國(guó)際上下潛作業(yè)能力最強(qiáng)的水下機(jī)器人之一,裝有動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)、高清攝像和照明系統(tǒng)、采水器、采集生物標(biāo)本和地質(zhì)樣品的生物吸管和機(jī)械手以及溫鹽深(CTD)、溶解氧、濁度計(jì)、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(cè)、取樣和實(shí)驗(yàn)的綜合平臺(tái),在“科學(xué)”號(hào)考察船的深?瓶贾衅鸬搅酥陵P(guān)重要的作用。

   孫松提出了ROV建造指標(biāo):下得去、看得清、測(cè)得準(zhǔn)、取得上、能擴(kuò)展、用得起!安裝全球最好的高清攝像頭和機(jī)械手。

   “為ROV取名‘發(fā)現(xiàn)’號(hào),意味著在深海大洋中進(jìn)行探索與發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘與挖掘、創(chuàng)新與取得,與‘科學(xué)’號(hào)船名合起來是‘科學(xué)發(fā)現(xiàn)’——發(fā)現(xiàn)深海資源,發(fā)現(xiàn)大自然的神奇。”孫松娓娓道來取名初衷。

   終于,“科學(xué)”號(hào)搭載著“發(fā)現(xiàn)”號(hào)啟航了!

   “發(fā)現(xiàn)”號(hào)第一次下潛就找到了冷泉,這是中科院第一次用自己的設(shè)備發(fā)現(xiàn)冷泉,真實(shí)觀測(cè)到深海極端環(huán)境下的生命以及引起人們高度關(guān)注的可燃冰,獲得了大量的深海影像資料、海洋生物與地質(zhì)樣品以及深海環(huán)境資料。

   俄羅斯遠(yuǎn)東海洋生物研究所所長(zhǎng)在訪問研究所期間對(duì)孫松說:“兩年前你還在向我請(qǐng)教深潛器的技術(shù),現(xiàn)在看來,你們做的已經(jīng)比我們好。”艱辛的付出后孫松品嘗到果實(shí)的香甜。

   從淺海到深海、從近海到大洋,“科學(xué)”號(hào)、“發(fā)現(xiàn)”號(hào)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(fēng)斬浪、百折不撓的奮進(jìn)之歌。

 

探向深海 科學(xué)考察佳音頻傳

 

   乘著自主研發(fā)的大國(guó)重器“科學(xué)”號(hào),海洋所的科研驕子們?cè)谖魈窖蠛S蚋L窖,取得了一批原?chuàng)性成果,成為在西太平洋開展綜合研究最多的研究所,填補(bǔ)了我國(guó)在深海綜合科學(xué)考察中的科研空白。

   在主流系與西太平洋暖池變異機(jī)制及其氣候效應(yīng)方面,科研人員在國(guó)際上首次破解潛標(biāo)數(shù)據(jù)長(zhǎng)周期穩(wěn)定實(shí)時(shí)傳輸?shù)暮Q笥^測(cè)難題,并實(shí)現(xiàn)10余套潛標(biāo)深海6000米數(shù)據(jù)每小時(shí)一次的組網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸,成為國(guó)際首個(gè)具有實(shí)時(shí)傳輸功能的潛標(biāo)觀測(cè)網(wǎng)。

   科研人員發(fā)現(xiàn)了深海大型生物1新科、1新亞科、5新屬、51新種;系統(tǒng)刻畫了南海臺(tái)西南冷泉生態(tài)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和深;軤I(yíng)養(yǎng)食物網(wǎng)結(jié)構(gòu);揭示了深海細(xì)菌適應(yīng)低溫環(huán)境的獨(dú)特調(diào)控機(jī)制;揭示了熱液柱熱和物質(zhì)通量,建立了熱液柱動(dòng)力學(xué)過程物理模型;發(fā)現(xiàn)了具有生物活性新結(jié)構(gòu)化合物130余個(gè)(含3個(gè)先導(dǎo)化合物),揭示了深海微生物非酶二聚化、異構(gòu)化、環(huán)化等特殊生物合成機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了多種手性化合物的酶法拆分。

   通過海洋先導(dǎo)專項(xiàng)的實(shí)施,海洋所在國(guó)內(nèi)率先建立了從宏觀到微觀、從走航到定點(diǎn)、從探測(cè)到采樣,梯度與原位相結(jié)合的深遠(yuǎn)海探測(cè)與作業(yè)技術(shù)體系,建成了我國(guó)迄今樣品量最大、物種數(shù)最多的深海大型生物樣品庫并實(shí)現(xiàn)樣品共享。深海環(huán)境探測(cè)與取樣能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,并廣泛應(yīng)用于西太平洋深海極端環(huán)境探測(cè)。

 

平臺(tái)建成 開啟深?缭桨l(fā)展新紀(jì)元

 

   海洋所成功構(gòu)建了國(guó)際一流的深海探測(cè)與研究平臺(tái)體系,實(shí)現(xiàn)了從“淺近海”到“深遠(yuǎn)海”的跨越。

   每年,“科學(xué)”號(hào)在海上作業(yè)時(shí)間都達(dá)到了280~300天,其綜合海洋環(huán)境立體探測(cè)能力范圍能夠涵蓋全球99.2%的海域,是國(guó)際上公認(rèn)的最先進(jìn)的綜合科學(xué)考察船之一。2016年,“科學(xué)”號(hào)喜獲“海洋工程科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)”。作為“大國(guó)重器”,它在我國(guó)深海綜合探測(cè)與研究中發(fā)揮“旗艦”作用,并成為我國(guó)新建和在建科考船復(fù)制、仿制和參考的“母船”。

   面向深遠(yuǎn)海探測(cè)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求,依托中科院先導(dǎo)專項(xiàng),“開拓”“海翼”“海星”“探索”等裝備先后研制成功,世界首臺(tái)耐高溫原位拉曼光譜探針為代表的深海儀器問世,引領(lǐng)了海洋技術(shù)裝備的跨越發(fā)展。

   項(xiàng)目組成功構(gòu)建了“船基—潛器—原位”一體化的國(guó)際先進(jìn)的深海系統(tǒng)探測(cè)與技術(shù)體系,突破了10000米深海定點(diǎn)探測(cè)、6000米深海探測(cè)與采樣等關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)了“室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)→海洋移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室→深海原位實(shí)驗(yàn)室”的跨越。

   英國(guó)《自然》雜志兩次刊文評(píng)述表示:中國(guó)的深海大洋研究是600年前鄭和下西洋之后中國(guó)人的又一創(chuàng)舉!由此,我國(guó)終于成為世界上具備深海綜合探測(cè)與研究能力的少數(shù)國(guó)家之一,開啟從近海到深?缭绞桨l(fā)展的“新紀(jì)元”,奠定了我國(guó)深遠(yuǎn)海探測(cè)的國(guó)際地位。

 

 

《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2020年8月刊 碩果)
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