10767米!“海斗”號創下我國無人潛水器最大下潛深度
6月22日至8月12日,我國“探索一號”科考船在馬里亞納海域開展了我國海洋科技發展史上第一次綜合性萬米深淵科考活動。其中,我國自主研制的“海斗”號無人潛水器最大潛深達10767米,創造了我國無人潛水器的最大下潛及作業深度紀錄。8月23日,中國科學院召開“深淵科考重大成果新聞發布會”,發布了這次首航取得的一系列重要成果。
我國深潛科考進入“萬米時代”:海斗號——我國首臺萬米水下機器人
“這是我國海洋科技史上第一次萬米級深??瓶?,執行了84項裝備試驗及科考任務,其中3種由我國自主研制的萬米級深海裝備5次超過萬米深度,裝備穩定性得到驗證,并取得了一大批珍貴樣品和數據,標志著我國深??瓶歼M入萬米時代。”中國科學院院長白春禮說。
多次深潛突破萬米,我國也能研制萬米級無人潛水器
據統計,本航次先后有5型裝備下潛深度超過7000米,3型裝備4次超過8000米,3型裝備4次超過9000米,3型裝備5次突破10000米。其中,我國自主研制的“海斗”號無人潛水器成功進行了一次八千米級、兩次九千米級和兩次萬米級下潛應用,最大潛深達10767米并懸停52分鐘,創造了我國無人潛水器的最大下潛及作業深度紀錄,這也使我國成為繼日、美兩國之后第三個擁有研制萬米級無人潛水器能力的國家。
“海斗”號萬米級自主遙控潛水器,也被稱為“全海深水下機器人”。它采用豎高立扁的形體,自帶能源,搭載有全海深CTD(溫鹽深)傳感器和水下攝像機。最大工作水深11000米,空氣中重量260千克。
中科院深??茖W與工程研究所航次領隊劉心成說:“除了創造最大下潛深度紀錄,‘海斗’號還為我國首次獲取了萬米以下深淵及全海深剖面的溫鹽深數據。”
除了“海斗”號外,另外3型自主研制深海設備的下潛表現也不俗。“海角”號和“天涯”號深淵著陸器、“原位實驗”號深淵升降器共進行了17次大深度下潛,其中“天涯”和“原位實驗”號3次突破萬米深度,在海底停留作業皆超過12小時。
“天涯”號主要面向海斗深淵科學的綜合應用需求。此航次中,“天涯”號深淵著陸器下潛9次,其中8次成功,獲得大量近底水樣、視頻、照片及部分沉積物樣品等,成功捕獲批量深淵特征生物獅子魚及其他大型生物。
“海角”號著陸器是集水文測量、光學觀測、聲學探測和生物取樣等功能于一體的深海綜合探測裝備。此航次中,“海角”號深淵著陸器3次下潛作業全部成功。在接近7000米深度捕獲獅子魚、大型端足類鉤蝦。
“原位實驗”號深淵升降器通過錨系布放,主要用于海底微生物、化學實驗的原位培養,系統設置有12個培養單元,可同時滿足多種生物地球化學原位培養實驗的要求。此航次中,“原位實驗”號升降器下潛應用6次,全部成功。
在萬米深淵考驗深海設備,是科考最重要的目的之一
考驗我國自主研發的深海設備,是這次科考最重要的目的之一。
“萬米海底是一種極端的自然環境,壓力、溫度等條件十分苛刻。我們自主研發的儀器設備不僅經受住了萬米考驗,與國際橫向比較,還進行了一些開創性工作,取得了突破性成果。”劉心成說。
他介紹,在萬米深度,我國自主研發的“原位實驗”號深淵升降器搭載實驗裝置在海底成功進行了深淵底部氮循環的原位培養實驗、“天涯”號深淵著陸器單次獲取大量海底水樣(>100升),這在國際同等或類似裝備上都無先例。
國產海底地震儀的“表現”也同樣令人驚喜。它的最大工作深度達7731米,刷新了國產地震儀工作水深的新紀錄,并且在國際上首次于“挑戰者深淵”的西部開展主動源人工地震勘探,成功獲得一條完整地震剖面。
劉心成說:“我們還非常幸運地獲得了馬里亞納海溝7.7級天然地震的數據,這是自1900年以來,科學家在馬里亞納海溝第三次記錄到大于7.7級的天然地震信號。這些數據將提供給相關科學家進行深入研究。”
同時,“探索一號”利用船載絞車系統和沉積物采樣設備,獲得了9150米水深的箱式沉積物樣品,創造了同類型深海裝備作業深度的新紀錄。
此外,我國自主研制的水下滑翔機下潛深度達到5751米,接近目前國際上水下滑翔機最大下潛深度(6000米),創下了我國水下滑翔機的最大下潛深度紀錄。
科考填補了我國無法獲得萬米海深數據和樣品的空白
“‘探索一號’獲得的深度序列完整的原位探測數據及水體、沉積物和大生物樣本填補了我國長期以來無法獲得超大深度特別是萬米海深數據和樣品空白,這將極大地促進我國深海深淵科學研究的發展,并推動我國海斗深淵科學研究體系的建立。”劉心成說。
此次,“探索一號”共獲取了2000余個大生物樣品,其中包括鉤蝦、深淵專屬的獅子魚以及未知物種。這些深淵大生物的獲得為探索海斗深淵物種的起源與演化、群體遺傳特征及其共生微生物對極端高壓環境的適應機制提供了寶貴的樣本。
“探索一號”還進行了原位水體微生物收集工作,這些樣品能最大程度反映深淵底部原位環境下的微生物組學信息,為揭示深淵微生物群落結構、代謝途徑和環境適應機制提供了珍貴的研究樣本。
此外,“探索一號”獲取的萬米溫鹽深剖面數據,也將為研究海斗深淵水團特性的空間變化規律和深淵底層洋流結構,以及萬米載人潛水器的設計提供寶貴的基礎資料。
中國科學院三亞深海科學與工程研究所所長丁抗說:“我們的目的不僅僅在于到達深度,而在于為科學家的研究實驗提供幫助和支持。在下一階段工作中,不僅要利用已獲得的技術優勢和作業經驗返回挑戰者深淵,執行第二次萬米深淵科學考察,還要采取有效措施,以開放型模式吸引全國科學力量,對萬米級深淵寶貴的樣品與數據進行廣泛、深入的科學研究。”