中国深海探测

冯源立

科学家在3000米以下的海底工作、生活，是好莱坞大片里曾出现过的场景，但也许就在不久的将来，这一幕也可能在我国实现。在陆海空天四大空间中，海洋是地球上远未充分开发的资源宝库。“下五洋捉鳖”的难度不亚于“上九天揽月”。

“蛟龙”号下潜7000米

2012年6月27日，中国载人深潜器“蛟龙”号7000米级海试最大下潜深度达7062米，再创中国载人深潜记录。“蛟龙”号载人深潜器是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器，设计最大下潜深度为7000米级，也是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器。“蛟龙”号可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域中使用，对于我国开发利用深海的资源有着重要的意义。

这艘潜水器外观近似一颗胶囊药丸，能容纳3个人，一名操作员、两名科学家。在潜水器的前端，是一个密闭的玻璃，潜水科学家可以通过这里看到外面的世界。位于深潜器最前方可乘坐3人的钛合金载人球壳能承载700个大气压的压力，实现了与航天相同的生命支持系统；该深潜器的浮力材料采用一种玻璃微珠聚合物，使其具有针对作业目标稳定的悬浮定位能力，并实现了完全依靠自身重量的无动力下潜、上浮。

蛟龙号南海科考的猜想

明年上半年，完成7000米级海试的“蛟龙”号将赴南海深潜科学考察，可望进一步揭开“海底下的海洋”的神秘面纱。

揭秘“黑暗生物圈”

“蛟龙”号在马里亚纳海沟的6次下潜作业发现了11种可能的新物种，其中第5次下潜至7062米释放诱饵后，鱼、虾、海参等蜂拥而至。在生物资源更加丰富的南海，“蛟龙”号明年的发现值得期待。海面1000米之下就属于深海，阳光无法到达那里，人们熟知的光合作用无法在深海海底进行。然而科学家早已发现，深海海底并非一片死寂。20世纪70年代，随着海底热液和热液生物群的发现，科学家们意识到，“万物生长靠太阳”总的来说没错，但在海底，地球内部散发的热量或许替代了阳光，成为海底“黑暗生物圈”的能量之源。在黑暗的海底，无论是肉眼可以看到的鱼虾蟹贝，还是数量庞大的微生物，都依靠来自地球深处的能量和物质，通过自身的化学作用制造有机质，并形成了海底的“黑暗食物链”。科学家们还发现，海洋中的大型生物只占约10%，其他的90%都是微生物，在深海海底，微生物占的比例还要大。在海底深处的沉积层甚至大洋地壳中都有微生物的存在。这个生活在海水超高压强下的地球最大生态系统，人类对其还是知之甚少。

尝试“可燃冰”采样

对海底冷泉和泥火山的近距离调查是“蛟龙”号的强项，对“可燃冰”的取样则是一个挑战。据了解，目前“蛟龙”号上还没有专门针对“可燃冰”的取样器材。

南海海底蕴藏着丰富的天然气水合物，即俗称的“可燃冰”。科学家们已经发现，“可燃冰”和“冷泉”有着密切的关系。在相对较浅的海底陆坡，“可燃冰”分解时会以“冷泉”的形式溢出，同时生成碳酸盐结壳或在海底形成泥火山。碳酸盐结壳和海底泥火山，就成为了解海底“可燃冰”矿体位置的一把钥匙。目前，此类“冷泉”和泥火山在南海北部已经发现多处，科学家们亟待对这些天然气进行连续的原位精确观测和调查，但这是水下遥控机器人无法胜任的。

造访海底火山链

4000多米水深，对“蛟龙”号来说应该不是问题。“蛟龙”号不仅可以验证一个假设，更可以通过直接观测和采集样品追寻古代南海的历史。

水深3000～4500米、底部平坦的南海盆地，对科学家来说是一个巨大的诱惑，也是一个巨大的谜团。其中的一个谜团是，在平坦的海盆底部，分布着一座座相对孤立的山峰。科学家们曾利用深海拖网，在这些山峰附近采集岩石样品，其中发现了火山岩，科学家由此推断，南海盆地存在着海底火山，这些山峰可能就是由于火山喷发生成的。科学家将目光对准南海盆地中一座类似火山口的山峰，它大约高出盆地底部200多米。有科学家认为，这座山峰可能就是一座海底火山，但这个假设又无法解释它的周围为何是一个盆地。

中国要建深海空间站

不久的将来，中国将建250吨级的，长度在22米左右，宽度接近7米，高度在8米左右的深海空间站。所谓深海空间站，就是在深海3000米的海底建立一座人可居住的生活环境。深海空间站可以潜到水下1000米深处，甚至更深的地方，人员可以集中在那里，不受海洋表面台风和波浪的影响，进行比较稳定、长期的作业。未来的深海空间站，不仅可以做到衣食无忧，而且洗澡、娱乐一应俱全。深海也要实现对接。神九和天宫一号对接的场景，未来也是深潜器和深海空间站将要实现的一个长远目标。

中国深海空间站的“三步走”计划，目前第一步小型深海空间站试验艇的研制已经完成，北京科博会上首次亮相了小型深海空间站试验艇模型（见左下图）。该试验艇现已研制并制造完成，工作潜深150米，生命支持时间72小时，总长13.1米，型宽3.6米，型深3.0米，正常排水量38吨，乘载员6人。该试验艇在完成水池功能试验和海上试验后，将成为小型浅海作业装备，用于水下科学考察与试验研究。第二步小型深海移动工作站的研制正在进行中；第三步可以水下逗留60天的未来型深海空间站，则还在理论研究阶段。

未来深海空间站同样有一系列关键技术需要突破。包括深海高压环境，对空间站体积结构都要远大于一般潜水器，其结构耐压程度，以及耐腐蚀技术要求很高；人和物资的往返补给，需要有穿梭式运载器能够方便往来；设备维修也需要有载人或无人作业潜水器实施，整体工程难度不亚于在太空建立的空间站。如天际空间站是航天领域的核心技术一样，深海空间站代表了海洋领域的前沿核心技术，体现了一个国家的科技水平和经济实力。

【责任编辑】蒲晖