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海洋国家实验室“万米深海行动计划”取得突破性进展
来源:青岛海洋科学与技术国家实验室    2016-10-24 15:48:16

深海分别占海洋和地球面积92.4%和65.4%,蕴藏着丰富的战略资源、能源矿产及生物资源。深海热液成矿体系研究、深海极端环境下生命过程研究、天然气水合物的应用开发、大洋结核的采集与开发,使国际深海研究高潮迭起。深海是高科技的舞台、是重大科技理论的诞生点。深海的国际竞争时代早已揭幕,大力开展深海研究是我国蓝色经济拓展与维护国家安全的有力举措,对占领新一轮深海大洋竞争的至高点至关重要。

承载着我国海洋科技抢占全球制高点和国家重大战略任务的使命,青岛海洋科学与技术国家实验室(以下简称“海洋国家实验室”)汇聚了来自深海科学、技术和装备等方面的优势力量,形成了较为完备的深海研究的学科体系,具备了在深海研究方面冲击国际前沿的能力。海洋国家实验室主任、中科院院士吴立新说,海洋国家实验室已经制定了深海“三步走”战略:第一步,实施“深海星空”探测计划,在重点海区投放一批我国自主研发的深海智能浮标,同时在马尼拉海沟、菲律宾海沟、马里亚纳海沟等构建实时立体多学科综合观测系统,点面结合,抢占深海探测的全球制高点;第二步,围绕板块运动动力学机理及欧亚大陆板块“俯冲黑洞”形成机理、深部碳循环、极端环境下的生命过程等重大前沿科学问题,利用“蛟龙号”载人潜器,ROV等移动平台对西太平洋-印度洋重点海区进行全面考察,力争在上述前沿科学问题取得原始创新。第三步,在未来三到五年内,推动中国大洋钻探船立项建设,并以此为平台实现深海与深地科学的协同发展,寻求地球科学的重大突破口。

“万米深海行动计划”是海洋国家实验室“透明海洋”重大战略任务的子任务之一。西太平洋马里亚纳海沟作为全球最深的海沟,堪称地球“第四极”,是地球上最后尚未被完全勘测的神秘区域,人类目前对大洋深海海沟的认识几乎是空白。虽然我国及其他国家在此海域有过航次调查,但整体上缺乏对深海海沟长期连续多学科综合观测,严重地制约了深海海沟水体运动与循环、海沟壳-幔结构特征与地震触发机制、地震诱发海沟浊流特征与物质输运过程、极端环境下生命演变过程等方面的研究步伐。

近日,海洋国家实验室的科学家利用深远海综合考察船“东方红2号”,在马里亚纳海沟成功完成万米深海研究科考任务,探究马里亚纳海沟水动力过程、地质与地球物理过程、生物地球化学等多种过程演变规律,揭示它们之间的相互作用及其对深部物质循环、能量循环、生命演化以及资源等影响。通过自主研发的海洋仪器装备,海洋国家实验室获得了诸多珍贵海洋观测资料,填补了多项海洋科研领域空白。



东方红2号科考队员甲板作业


吴立新表示,海洋国家实验室此次一系列深远海科考工作,特别是马里亚纳海沟大规模长达近一年的定点多学科综合观测系统资料的成功回收,这种被称之为“把人类的眼睛放到万米深海”工程的成功实施,正在促使我国深海科技创新能力从“跟踪国际先进水平”向“引领世界深海科学创新”为主的巨大改变。该航次也是海洋国家实验室启动的以战略任务为导向的首个面向全国的远洋科考开放共享航次,标志着海洋国家实验室深远海科考平台进入了实质性运行阶段,对我国海洋领域协同创新、共享机制的形成与应用具有重要的意义。



回收万米潜标及沉积物捕获器工作现场


海洋国家实验室常务副主任王栽毅介绍说,为推动我国深海研究进程,抢占深海研究制高点,海洋国家实验启动了“万米深海行动计划”。通过该计划的实施,使海洋国家实验室最终形成“深潜、深钻、深测”的强大能力,确立我国在全球深海竞争中的主导地位。此次共享航次,是有效统筹国家涉海资源,打破行业条块分割、部门壁垒的有效实践。

该航次首席科学家、海洋国家实验室海洋动力过程与气候变化功能实验室教授田纪伟介绍说,该航次主要执行完成了三大科学任务:一是对海洋国家实验室海洋动力过程与气候变化功能实验室构建的国际上第一个马里亚纳海沟海洋科学综合观测网资料进行回收,该观测网包含5套深海科学综合观测潜标、9套海底地震仪、1套深海海底边界层测量系统等设备,这些海洋仪器装备已在马里亚纳海沟持续运行近一年,取得了历史性的突破。二是对4000米深海Argo浮标、远程AUV、波浪滑翔机、深水实时式/自容式高清摄像机、万米深水采样装置及深海万米重力沉积物采样器等8种完全自主研制的海洋仪器与装备开展系统化海上试验,为形成我国自主深海仪器装备产品提供技术数据,推动我国深海创新技术发展进程,改变我国目前深海仪器与装备受制于人的这一被动局面。三是开展马里亚纳海沟大断面全水深海洋环境参量测量、大体积水体采样和深海海底沉积物采样,科考人员还将对采集样品进行深海细菌的种质资源、酶资源、药用资源的深度开发研究工作,不仅填补了国内在深海微生物研究领域的空白,为研究深海生命起源与演变、深海碳循环与地球生物化学循环及深海海洋药物资源提供了宝贵的数据、样品和资料。


田纪伟教授现场工作


海洋国家实验室“万米深海行动计划”使我国“地球第四极”的马里亚纳深海海沟研究从传统的短期航次调查研究进入了长期、连续、系统的观测研究时代,必将带来科学上新的突破。今后,海洋国家实验室将进一步发挥协同创新共享平台的作用,立足国际海洋科技发展最前沿,面向国家重大战略任务需求和蓝色经济发展,汇聚全球的优势涉海科研力量,稳步实施推进海洋国家实验室深海科技“三步走”战略,以取得重大突破。

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