蛟龙号2012首赴南海科考 取可燃冰样品(图)

按照目前计划，“蛟龙号”将直接用来获取“可燃冰”样品

　　7月底，中国载人潜水器“蛟龙号”成功突破5000米海深，刷新了2010年创下的3759米纪录。根据每次潜深递增20%的计划，它将于2012年冲击7000米设计深度。

　　在不断创造深潜纪录之外，它又能给中国人带来何种实际利益？

　　《瞭望东方周刊》获悉，2012年3至5月，“蛟龙号”有望赴南海第一次正式执行勘探考察任务。　

　　这个预算达到1.5亿元人民币的国家自然科学基金项目，希望揭示南海的深海过程及其演变，进而探讨南海深海过程演变的资源与环境效应。

　　“蛟龙号”很有可能直接用来获取激动人心的“可燃冰”样品。

　　“早在1999年，许多科研人员就曾讨论要用我国自行设计的潜水器进行科研，一等就是十几年。如今我的鬓角已生白发，终于迎来了‘蛟龙号’。”同济大学海洋地质国家重点实验室周怀阳教授对《瞭望东方周刊》说。

　　揭开南海之谜

　　2011年5月，“南海深海过程演变”重大研究计划办公室正式向主持“蛟龙号”项目的中国大洋矿产资源研究开发协会和科技部递交申请。他们希望结合2012年和2013年“蛟龙号”的进一步试验，以该项目的科学目标为主题，在南海开展深潜科考，对南海深部过程进行高精度、高分辨率的现场探测工作。

　　“南海深海过程演变”计划从2011年起，用8年时间探测深海海盆，“研究整个南海海底的发展演化规律，为中国在南海海域的决策提供科学依据。”参与该项目的周怀阳说。

　　“完成全部海试后的‘蛟龙号’，将为这一海洋科研提供极大的便利。”领衔这一项目的中国科学院院士汪品先告诉《瞭望东方周刊》。

　　南海深海面积达到350万平方公里。对地质学家们而言，它作为西太平洋最大的一个边缘海，规模小、年龄新，其研究深部过程的条件比太平洋和大西洋都要优越。

　　更为重要的是，2006年在这里发现丰富的海底天然气，2007年又发现被称为“可燃冰”的天然气水合物。

　　目前，中国的许多部门都在展开南海研究项目。比如国土资源部系统的“海洋地质保障工程”、中国海油的深海石油勘探计划、科技部的深海高技术发展专项等等。

　　“南海深海过程演变”是国家自然科学基金项目中关于南海预算最大的一个项目。

　　国家自然科学基金委员会网站信息显示，2010年立项、从2011年初即实施的项目中有46项与南海有关，涉及南海底部天然气水合物分解释放甲烷、地幔及转换带结构、晚新生代中层深层水演变、环流结构、深海沉淀物、自生矿物及碳氧硫同位素记录等多个领域。

　　周怀阳介绍说，“南海深海过程演变”具体研究南海构造演化、沉积动力学、生物地球化学三方面。

　　正如大陆一样，海底板块的运动是成就海洋基本框架的根本原因。在海底扩张、熔岩溢出形成火山链、板块俯冲消减这一系列运动中，海底扩张最为基础。

　　目前有关南海海底扩张的数据主要来自70年代美国的船测资料，它显示南海形成于距今320万年至1600万年之间。一直到1999年，钻探才取得了距今3300万年的沉积记录。但是，中外科学家们始终无法了解南海海底扩张的具体情况。

　　揭示南海形成的演化过程，是探索这一海域所有谜团的基础。不仅包括海底油气资源的形成与分布，还有海底地震及其他重大自然灾害的成因与规律。

　　目前研究海底扩张的途径之一是了解火山熔岩的年龄和成因。一般认为，海底的火山链是扩张结束后，熔岩冷却的产物。因此，取得深海海底的火山岩石标本就非常重要。

　　到达南海后，“蛟龙号”将利用机械手等作业工具完成保压取样和潜钻取芯等任务，对原位微环境进行现场测量，定点获取水合物分解形成的碳酸盐样品、水样品、沉积物样品、生物样品、岩石样品，还可以高速传输图象和语音，探测海底的小目标。

　　这将是“蛟龙号”真正意义上的第一次科考之旅。

　　目标可燃冰

　　“总的来说，我国深海探测尚处于起步阶段。但最近几年国家很重视、投入力度也很大。比如，‘南海深海过程演变’项目申请使用‘蛟龙号’就十分顺利，现还在等最终一个审批。”周怀阳说。

　　他告诉本刊记者，“蛟龙号”工作一天的费用至少二三十万元人民币，这还不包括人员费用。“美国‘阿尔文号’深潜器及其搭载的船舶，一天的费用最起码也要5万美元。可见，国家对这次南海深海科研支持力度多大。”

　　如此决心，也证明了南海深海探测对于中国的重要性。

　　海底运动后，会形成盆地和盆地群，接纳来自陆地、岛屿的沉积物和生物残骸，最终形成油气盆地。

　　然而，目前对于南海的深海海流和沉积过程仍没有权威说法。特别是由于缺乏有效观测，中国还没有自己创立的沉积学说。而它将对深海油气勘探战略提供科学背景。

　　生物地球化学过程则涉及另一个尖端领域，即所谓“海底下的海洋”—— 地层流体。

　　目前，已经发现在海底有各种流体溢出，其中甚至包括淡水和泉水。它们都来自地层，不仅改变着海水的成分，还支配着深海微生物生物圈，即所谓“暗能量生物圈”。

　　这一研究的意义在于，深海微生物释放出巨量有机碳。它不仅改变着海洋和整个地球的碳循环，还将提供新的能源方式。

　　“这一领域的研究，我们2005年才开始，美国已经有30年左右的历史，此外还有英、法、日、俄等十来个国家研究多年。我们正加速科研步伐。”周怀阳说。

　　“现阶段‘蛟龙号’能给‘南海深海过程演变’计划提供帮助的，是海底火山年龄及其成因，生物地球化学两个子项目。”周怀阳透露，科考将探索何种深海构造环境下会存在哪些资源的规律，指导资源寻找和环境管理保护。

　　按照目前计划，“蛟龙号”将直接用来获取“可燃冰”样品。

　　1立方米天然气水合物可释放164立方米的天然气，被视为石油、天然气之后最佳的替代能源。但它埋藏于海底的岩石中，至今还没有完美的开采方案。一些发达国家希望在2015年前对其开始进行利用。

　　中国从1999年就开始对“可燃冰”进行实质性的调查研究。2007年4月至6月，中国通过租用外国钻探船在南海海域成功获取了“可燃冰”实物样品。

　　面临三大挑战

　　“蛟龙号”自2010年第一次公开深潜就引起巨大的关注。目前，它每次公开下潜都由三名人员组成驾驶小组。与第一次两名驾驶员、一名科学家的组成不同，此次试验有一名驾驶员、两名科学家。这显示，中国的深潜器驾驶员队伍已经趋向成熟，不再需要占用有限的空间来丰富驾驶员经验。

　　周怀阳曾乘坐美国的“阿尔文号”深潜器进入深海，他说：“中国目前坐过国外深潜器、有深潜经历的科学家尚不到10人，而国际海洋研究领域的先进国家起码有深潜科学家几千人。”

　　“‘蛟龙号’能作业是根本，不能研制完就束之高阁。‘阿尔文号’一年的下潜纪录最高可达两百七八十次，乘坐载人潜水器深入海洋开展科研活动在一些发达国家已是一种常规性的工作。”周怀阳说，“我们仍任重道远。”

　　在他看来，“蛟龙号”2012年赴南海执行第一次科考任务还需要应对三个挑战，“科学装备需要添置，据我所知目前可用的科研设备还是很少；其次，专业潜航员技术是否熟练、经验是否老到对深海科研至关重要，‘蛟龙号’肩负着培养专业潜航员的重要任务；‘蛟龙号’本身的部件性能是否稳定，也是令人关心的问题。”

　　他介绍说，尽管最近几年国家对深海探测十分重视，但由于中国在该领域基础薄弱，科研人员能力有待提高，出于中国威胁论，“国外某些媒体对我们的研究能力往往过于渲染了”。

　　和目前中国所有的重大科技项目一样，周怀阳认为，想在深海探索领域取得突破也要着手解决两个体制性问题。

　　“一是各科研行政部门各自为政，缺乏一个国家级别上的协调指导委员会，统一规划和指挥。二是，科学技术两张皮，科学要用到技术很难，也没有后续机制保障技术得到实际的应用检验。”

　　“蛟龙号”总设计师徐芑南曾在接受媒体采访时说：“我的脑海中，经常想象这样一幅画面：我们的潜航员驾驶着我国自主建造的深潜器，带着科学家在大洋深处航行，带回各种矿物资源、前所未见的物种，造福我们的社会和人民。”