中國深海探測

馮源立

科學家在3000米以下的海底工作、生活，是好萊塢大片里曾出現過的場景，但也許就在不久的將來，這一幕也可能在我國實現。在陸海空天四大空間中，海洋是地球上遠未充分開發的資源寶庫。“下五洋捉鱉”的難度不亞于“上九天攬月”。

“蛟龍”號下潛7000米

2012年6月27日，中國載人深潛器“蛟龍”號7000米級海試最大下潛深度達7062米，再創中國載人深潛記錄。“蛟龍”號載人深潛器是我國首臺自主設計、自主集成研制的作業型深海載人潛水器，設計最大下潛深度為7000米級，也是目前世界上下潛能力最深的作業型載人潛水器。“蛟龍”號可在占世界海洋面積99.8%的廣闊海域中使用，對于我國開發利用深海的資源有著重要的意義。

這艘潛水器外觀近似一顆膠囊藥丸，能容納3個人，一名操作員、兩名科學家。在潛水器的前端，是一個密閉的玻璃，潛水科學家可以通過這里看到外面的世界。位于深潛器最前方可乘坐3人的鈦合金載人球殼能承載700個大氣壓的壓力，實現了與航天相同的生命支持系統；該深潛器的浮力材料采用一種玻璃微珠聚合物，使其具有針對作業目標穩定的懸浮定位能力，并實現了完全依靠自身重量的無動力下潛、上浮。

蛟龍號南海科考的猜想

明年上半年，完成7000米級海試的“蛟龍”號將赴南海深潛科學考察，可望進一步揭開“海底下的海洋”的神秘面紗。

揭秘“黑暗生物圈”

“蛟龍”號在馬里亞納海溝的6次下潛作業發現了11種可能的新物種，其中第5次下潛至7062米釋放誘餌后，魚、蝦、海參等蜂擁而至。在生物資源更加豐富的南海，“蛟龍”號明年的發現值得期待。海面1000米之下就屬于深海，陽光無法到達那里，人們熟知的光合作用無法在深海海底進行。然而科學家早已發現，深海海底并非一片死寂。20世紀70年代，隨著海底熱液和熱液生物群的發現，科學家們意識到，“萬物生長靠太陽”總的來說沒錯，但在海底，地球內部散發的熱量或許替代了陽光，成為海底“黑暗生物圈”的能量之源。在黑暗的海底，無論是肉眼可以看到的魚蝦蟹貝，還是數量龐大的微生物，都依靠來自地球深處的能量和物質，通過自身的化學作用制造有機質，并形成了海底的“黑暗食物鏈”。科學家們還發現，海洋中的大型生物只占約10%，其他的90%都是微生物，在深海海底，微生物占的比例還要大。在海底深處的沉積層甚至大洋地殼中都有微生物的存在。這個生活在海水超高壓強下的地球最大生態系統，人類對其還是知之甚少。

嘗試“可燃冰”采樣

對海底冷泉和泥火山的近距離調查是“蛟龍”號的強項，對“可燃冰”的取樣則是一個挑戰。據了解，目前“蛟龍”號上還沒有專門針對“可燃冰”的取樣器材。

南海海底蘊藏著豐富的天然氣水合物，即俗稱的“可燃冰”。科學家們已經發現，“可燃冰”和“冷泉”有著密切的關系。在相對較淺的海底陸坡，“可燃冰”分解時會以“冷泉”的形式溢出，同時生成碳酸鹽結殼或在海底形成泥火山。碳酸鹽結殼和海底泥火山，就成為了解海底“可燃冰”礦體位置的一把鑰匙。目前，此類“冷泉”和泥火山在南海北部已經發現多處，科學家們亟待對這些天然氣進行連續的原位精確觀測和調查，但這是水下遙控機器人無法勝任的。

造訪海底火山鏈

4000多米水深，對“蛟龍”號來說應該不是問題。“蛟龍”號不僅可以驗證一個假設，更可以通過直接觀測和采集樣品追尋古代南海的歷史。

水深3000～4500米、底部平坦的南海盆地，對科學家來說是一個巨大的誘惑，也是一個巨大的謎團。其中的一個謎團是，在平坦的海盆底部，分布著一座座相對孤立的山峰。科學家們曾利用深海拖網，在這些山峰附近采集巖石樣品，其中發現了火山巖，科學家由此推斷，南海盆地存在著海底火山，這些山峰可能就是由于火山噴發生成的。科學家將目光對準南海盆地中一座類似火山口的山峰，它大約高出盆地底部200多米。有科學家認為，這座山峰可能就是一座海底火山，但這個假設又無法解釋它的周圍為何是一個盆地。

中國要建深海空間站

不久的將來，中國將建250噸級的，長度在22米左右，寬度接近7米，高度在8米左右的深海空間站。所謂深海空間站，就是在深海3000米的海底建立一座人可居住的生活環境。深海空間站可以潛到水下1000米深處，甚至更深的地方，人員可以集中在那里，不受海洋表面臺風和波浪的影響，進行比較穩定、長期的作業。未來的深海空間站，不僅可以做到衣食無憂，而且洗澡、娛樂一應俱全。深海也要實現對接。神九和天宮一號對接的場景，未來也是深潛器和深海空間站將要實現的一個長遠目標。

中國深海空間站的“三步走”計劃，目前第一步小型深海空間站試驗艇的研制已經完成，北京科博會上首次亮相了小型深海空間站試驗艇模型（見左下圖）。該試驗艇現已研制并制造完成，工作潛深150米，生命支持時間72小時，總長13.1米，型寬3.6米，型深3.0米，正常排水量38噸，乘載員6人。該試驗艇在完成水池功能試驗和海上試驗后，將成為小型淺海作業裝備，用于水下科學考察與試驗研究。第二步小型深海移動工作站的研制正在進行中；第三步可以水下逗留60天的未來型深海空間站，則還在理論研究階段。

未來深海空間站同樣有一系列關鍵技術需要突破。包括深海高壓環境，對空間站體積結構都要遠大于一般潛水器，其結構耐壓程度，以及耐腐蝕技術要求很高；人和物資的往返補給，需要有穿梭式運載器能夠方便往來；設備維修也需要有載人或無人作業潛水器實施，整體工程難度不亞于在太空建立的空間站。如天際空間站是航天領域的核心技術一樣，深海空間站代表了海洋領域的前沿核心技術，體現了一個國家的科技水平和經濟實力。

【責任編輯】蒲暉