大洋一号环球369天凯旋 深海瑰宝惊艳亮相(图)

   “大洋一号”的勘探之旅

    “2005年，中国有了首次环球科学考察，2009年是第二次，刚刚完成的是我国深海探测史上第三次环球科学考察。”中国大洋科考第22航次首席科学家陶春辉说，如果把首次环球科考定义为探索之旅，

    在369天、6万多海里、跨越三大洋的勘探之旅中，中国科学家发现了什么？他们在船上工作生活又是怎样的？昨日，记者登上“大洋一号”，逐一解开这些谜底。

    继续探寻“黑烟囱”

    陶春辉告诉记者，“大洋一号”所执行的三次环球科学考察，都有一个与未来经济发展密切相关的重要任务——“捕获”海底热液硫化物“黑烟囱”。

    为什么要找寻这个“黑烟囱”？

    据陶春辉介绍，“黑烟囱”其实是大陆板块与海洋板块之间的火山口，位于海底热液区，状如烟囱，富含各种稀有金属，是世界各国关注的矿产资源。

    “地球表面有7大板块，板块与板块之间，总爱相互推搡，板块交界处就是海底最活跃的区域。因为海底扩张，深海底部形成了巨大山脉，它们在科学上被叫做大洋中脊，这样的中脊在太平洋、大西洋和印度洋3个大洋都有，全部连起来，长度有6—8万公里，是地球上最大的山脉。在考察过程中，科考船的行进线路也是沿着海底山脉前进。”

    由于板块运动，大洋中脊的扩张中心会产生很多裂隙和断裂，冷且密度大的海水在这种高渗透的岩石中下渗到较深的地壳下面，由于受到高热流或深部岩浆活动的热驱动，海水会从各种周边岩石中溶解出大量的矿物质，形成高温并富含多种金属成分的热液。

    另外，由于受热膨胀的海水降低了密度，热液会沿裂隙上升喷发，它在与海底表面往往只有几摄氏度的冷海水混合时，溶解在其中的金属成分就会沉淀，而有的会进一步形成“烟囱”，这些“烟囱”就像桂林山水的钟乳石或者是陆地上的烟囱一样耸立于海底。截至目前，我国科考人员发现的 “烟囱”最高者达26米，大约等同于5层大楼的高度。

    陶春辉说，这些海底“烟囱”有着要么拳头大，要么澡盆大的口子，昼夜不歇地向海水里喷射热焰。目前世界各国的研究人员发现，海底的“烟囱”共有“白烟囱”、“黑烟囱”、“黄烟囱”三类，但是高温型的“黑烟囱”更为普遍。

    陶春辉告诉记者，寻找海底“黑烟囱”对一个国家来说有着相当重要的意义，这种黑色的物质几乎包含了工业社会需要的各种资源，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。“黑烟囱”周围还会形成一个特殊的生态系统，一个不靠阳光、不靠光合作用的“黑暗生物群”，这个生物群的多样性堪比热带雨林，不仅生物医药的发展大有裨益，由于这些生物生长环境与地球生物最初产生的环境相似，科学家也希望通过研究这一群落来找到生物起源之谜。

    但是，寻找海底“黑烟囱”无异于大海捞针。陶春辉说，地壳运动在深海底部形成了巨大山脉，上面大约每隔100公里，才有一个烟囱群，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。

    2007年，“大洋一号”第19航次在西南印度洋发现了第1个海底热液区，自此，经过四年多努力，我国已在三大洋发现了33个海底热液区，占世界三大洋30多年来发现热液区的十分之一强。“要知道这样的成绩我们只花了五年时间。”陶春辉脸上不无自豪。但他同时表示，中国对热液的研究还处于发现和认知阶段，同国外此领域的前沿研究尚有差距。 国产科研仪器大显身手

    在此次科学考察中，我国自主研制的高技术装备发挥了重要作用。比如，深海综合锚系浮标观测系统、拖曳式资源综合探测系统及中深孔岩芯取样钻机均是第一次在航次调查中投入使用并获得成功，科研人员还在热液区成功应用了无人缆控潜水器（ROV）和深海声学深拖等重大高新装备。

    此次科考中第一个亮相的是深海综合锚系浮标观测系统。在第一航段西南印度洋高纬度地区，科研人员将其成功布放在海中。这个系统可以长期连续采集目标区域内的气象等资料并通过卫星实现数据实时传输，“这是我国首次布放于远洋的多参数综合观测系统。”陶春辉说这对我国在西南印度洋洋中脊相关区域开展科学研究具有重要意义。

    大型深海作业无人缆控潜水器系统“海龙”号是此次科考中第二个亮相的尖端设备。别看它是个重达3.5吨的巨无霸，到了海底却无比灵巧，最深能潜到海底3500米。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它的两只机械手，抓取矿石样品或者逮深海里的螃蟹，就跟人手一样灵活。陶春辉介绍，在第二航段，这个大家伙大展身手，两次下水，取得硫化物、玄武岩等样品和数码照片。“海龙”号的成功使用，标志着我国成为国际上少数几个能使用水下机器人开展洋中脊热液调查和取样的国家之一。

    随后出场的两套深海声学深拖系统在大西洋克服了横向风流、光衰减偏大等困难，获得南大西洋两个热液区的高精度资料，为洋中脊热液区微地形和硫化物小尺度分布规律研究提供了关键数据。

    拖曳式资源综合探测系统在第四航段首次成功试用，获得了宝贵的南大西洋多金属硫化物矿藏资料。对拖曳式探测系统，陶春辉用了个形象的比喻：它就像一台B超机，对海底资源做体检。它能被“大洋一号”用缆绳拉着，潜下数千米深的海底，探测海底岩石中含有的金属成分。有了它，“大洋一号”就能对深不可测的海底进行更加全面的探测。

    深海底中深孔岩芯取样钻机到了第八航段才 “一现芳容”。作为国家“863”计划海洋技术领域重点项目的成果，具有完全自主知识产权，它能在3000多米深的海底岩石上钻孔取样。陶春辉告诉记者，在东太平洋区域，钻机完成了2个站位的作业，分别钻进2米和4米，均取得了硬岩柱状样品，“可以说，我们在多金属硫化物资源勘查上又多了一大利器。”

    “80后”成为科研主力军

    陶春辉告诉记者，本航次先后共有来自全国32家科研单位和院校的218位科考队员参加了海上调查任务，既有在读的大学生，也有为大洋事业奋斗了几十年的“老大洋”。其中年龄最小的22岁，年龄最大的61岁，平均年龄38岁。担任本航次的6位首席科学家有5人都在45岁以下，大批80后的科考队员逐渐成为了海上工作作业的骨干。据了解，80后的科考队员有91人，占到了全体科考人员的42%。

    这么多人，这么长的时间，为保证所有工作人员的生活质量，“大洋一号”出发时带了100吨饮用水，船长曹业政告诉记者，船上有两台海水淡化机，每天能淡化海水25吨，船员洗澡这样的需求能够满足。

    按照国际惯例，船上工作人员分为三拨，都是工作4小时，休息8小时。不过这只是一般的作息时间，当进行水下作业时，船员必须随时按照指示调节船只运行轨道，科学家们必须紧盯监视屏，不能有丝毫松懈。水下作业少则六、七个小时，多则十几个小时，长时间高强度的工作当中，没有休息时间，不仅要求专业技术过硬，更要有惊人的毅力。“虽然我们要求科研人员工作时间不能超过6个小时，但真正干起来，人手不足的情况下，很多人都会超过6个小时。”

    科研途中，“大洋一号”会不断地停靠港口进行补给。“我们最长的一个航段，是在海上航行了45天。”曹业政说，从广州出发，除了从南海进入印度洋时遇到了9级风，“大洋一号”的路途波澜不惊，先后在南非的开普敦、巴西的萨尔瓦多、巴拿马，还有厄瓜多尔的瓜亚基尔，进行了8次补给，“主食都是从国内出发时带的，但是蔬菜和水果需要到当地进行补给，这样才能保证船上人员吃上新鲜的食物。”

    300多天的时间里，科研人员只能通过网络与家人联系，有的队员父亲去世了，但他不能回去看父亲最后一眼；有的队员妻子分娩，但自己也不能回去陪伴……正是因为有了这群“舍小家、顾大家”的科研人员，中国大洋科考事业在短短的时间取得了长足进步。最令陶春辉自豪的是，以前中国科学家为进行海上科考，要想办法加入到外国科研机构的科考项目中，如今，随着我们科研平台的改善，科研实力的提升，很多外国科研人员愿意加入到我们的科研项目中来，帮助我们做课题、做项目，这次“大洋一号”在每个停靠点，都与当地科研人员开展了广泛合作。（记者 赵笛 周光辉）