揭秘"大洋一号"科考船:水下机器人可深潜3500米

　　12月8日下午，一艘100多米长白色的考察船从广州码头起航，驶向寥廓的外海。几百人在码头上招手，欢送它前往太平洋、大西洋和印度洋进行科学考察。它是中国赫赫有名的科考船——“大洋一号”。

　　这是“大洋一号”第三次执行环球科学考察任务。本次出行，它将完成中国有史以来规模最大的一次远洋科考。随船携带的科考设备，也是最先进的，将帮助“大洋一号”完成各种高难度的采样和测量任务。

　　———— 三大法宝 ————

　　深海高技术装备是大洋科学考察的重要技术手段。本次大洋考察设备技术负责人崔运璐告诉我们：“经过实用化改造后的3500米无人缆控潜水器将在本航次对深海热液环境进行近距离拍摄和遥控精确取样；高分辨率测深侧扫声呐则在航次中承担海底微地形地貌精确测绘的任务；最新研制的深海中深孔岩芯取样钻机将尝试在海底钻取样品。”它们被称作本次科考的三大法宝。

　　法宝一：“海龙号”可深潜3500米捕获“黑烟囱”

　　此次航次中被寄予厚望的，是深海观测和取样型水下机器人“海龙号”，它是我国最先进的深海作业机器人。从上方看，这个重达3.45吨的家伙穿着黄马甲，整体造型像个长方体。它的功夫可是相当了得。崔运璐介绍说，这家伙的潜水深度可达3500米，其灵活性也是国内其他潜水器难以企及的。海龙号还可以自如地前进后退、上下运动和侧移。在上次科考中它初战告捷。

　　在此次科考中，海龙号将观察几个罕见的巨大“黑烟囱”(海底硫化物堆积形成直立的柱状圆丘被称为“黑烟囱”)。这些烟囱附近的温度高达400℃，在附近生活的微生物几乎代表了生命的极限，意味着那里存在着与陆地上的生物世界截然不同的生物系统。对这些深海生物的研究，可以有助于人类探索自身的起源。

　　通过液压系统提供动力的海龙号，通过其本身的照明、视频传感和机械手等系统，通过GPS定位等辅助手段，能准确发现海底 “黑烟囱”并捕获样品。在本航次的2、3、9航段中，经过实用化改造后的海龙号将再次披挂上场，潜入海底，在距“黑烟囱”三四米的地方进行采样和拍摄，为今后进行后续的研究奠定基础。

　　法宝二：测深侧扫声呐堪称“海洋顺风耳”

　　高分辨率测深侧扫声呐具有“海洋顺风耳”功能，是此次大洋科考中的另一件“利器”，它可以监听海洋中所有异常的声音，并可利用声波回声定位得到海域海底地形地貌的电子地图。

　　深海异常环境探测系统是调查深海环境基线的重要工具之一，利用该系统上搭载的传感器不仅可以收集海底温度、盐度、酸度以及浊度等信息，还可以“嗅”到海底溶解在海水中的气体。

　　法宝三：深海浅层岩芯取样钻机对海底一览无余

　　此次“大洋一号”科学考察船上还搭载了深海浅层岩芯取样钻机。钻机不仅可以对海底一览无遗，还可以在深海底比较坚硬的岩石上钻取岩芯，岩芯直径60毫米，岩芯长度可达500毫米，同时具有自动调平功能，可以在坡度30度以下深海海底工作。

　　———— 科考之最 ————

　　376天创航次时间最长纪录，431人参加为历次人数最多

　　中国大洋第22航次任务计划时间376天，航程约4.5万海里，共9个航段，期间分别停靠南非(开普敦)、巴西(萨尔瓦多)、巴拿马和厄瓜多尔(瓜亚基尔)，预计2011年12月18日返回青岛。中国大洋第22航次共有来自国内37家单位的431名科考队员参加，是我国大洋科考中参航单位、参航人员最多和航次时间最长的航次。

　　据考察队首席科学家陶春辉介绍，中国大洋第22航次航前准备工作充分。为了保证376天航次任务顺利执行，起航前，“大洋一号”船已在中国南海完成了为期53天的综合海试任务，对航次调查的关键设备进行了逐一验证，并对航次调查设备进行了全面检查，为大洋第22航次的顺利起航做了充分准备。

　　———— 科学任务 ————

　　首要目标还是“黑烟囱”

　　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。

　　“通过大洋科学考察我们希望为人类认识大洋、了解大洋、开发利用大洋做出中国人应有的贡献。”陶春辉告诉我们，深海是当今重大科学问题、气候变化问题研究的前沿，是世界海洋界关注的重要领域。中国大洋第22航次安排体现了多任务、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。

　　“这次科考的特点就是时间长，航段多。我们的主要任务有三个，一是对海底硫化物进行进一步探测和取样研究，二是进行海底生物多样性研究，三是进行海洋环境调查。”陶春辉说。

　　———— 连线首席 ————

　　“‘海底黑烟囱’中几乎包含了工业社会需要的所有东西”

　　本次科考的首席科学家陶春辉，一直致力于研究海底的独特地质现象——“黑烟囱”。陶春辉在第19、20、21次大洋科考担任首席科学家期间，一共发现了16个“海底黑烟囱”，是中国发现“海底黑烟囱”的第一人。

　　“海底是‘漏’的，有下去的水，有上来的水。上来的水中，热的叫热液。”陶春辉说，“深海热液不但会形成‘黑烟囱’，还会在其周围形成特殊的生态系统，它是一个不靠阳光、不靠光合作用，而是依靠地球内部热量进行化学合成作用的‘黑暗生物群’，有虾、有蟹，还有蠕虫。”

　　科学家推测地球形成初期，可能也和这样的环境相似，那么这种热液区或许蕴藏了生命起源的奥秘。

　　“‘海底黑烟囱’是发现生命起源和大洋演变的重要证据。”陶春辉说，寻找“海底黑烟囱”对一个国家来说，有着相当重要的科研意义，这种黑色的物质几乎包含了我们工业社会需要的所有东西。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。

　　“寻找‘海底黑烟囱’是名副其实的大海捞针”

　　寻找“海底黑烟囱”是名副其实的大海捞针。

　　地壳运动在深海底部形成巨大山脉，叫做大洋中脊。陶春辉说，在大洋中脊上，大约每隔100公里，才有一个烟囱群，而一个烟囱群不过方圆几米，“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。”陶春辉说。

　　“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，第22航次的大洋科考，在“大洋一号”上装备了很多最新的尖端武器，“海龙号”就是其中之一。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海龙号的两只机械手，抓几吨重的矿石，或者逮深海里的螃蟹，就跟人手一样灵活。

　　——船上掠影——

　　自主研制高技术装备唱主角

　　多波束和浅剖实验室、重力和ADCP实验室、磁力实验室、地震实验室、综合电子实验室、地质实验室、生物基因实验室……在“大洋一号”的不同层间穿梭，实验室、海底矿物、生物标本及图片，让人眼花缭乱。

　　在甲板上，可以看到装置在船尾的“电视抓斗”，连接它的缆绳有数千米长。据介绍，该装置学名叫深海可视采样系统，为科考安上了千里眼，可以在海底“走马观花”。它能将水下6000米海底地形地貌、矿物、生物的图像传到考察船上，并可根据需要随时抓取海底表面上的矿物样品和保真采集海底水样。

　　还有近底地震探测仪(OBS)、声学深拖系统和深海生物组合取样器……在甲板上，多种在航次调查中首次投入使用并全部获得成功的调查设备次第排开。

　　值得一提的是，这都是我国自主研制的高技术装备。（记者 高博）