“蛟龍”號在南海探尋哪些科學(xué)奧秘？

新華社“向陽紅０９”船４月２６日電

新華社記者 劉詩平

“蛟龍”號載人潛水器２６日進(jìn)行南海今年第一潛，中國大洋３８航次第二航段科考全面展開。“蛟龍”號將在南海探尋哪些科學(xué)奧秘？科學(xué)家們在本航段將向哪些科學(xué)目標(biāo)挺進(jìn)？新華社記者就以上問題采訪了本航段兩位首席科學(xué)家——楊耀民和石學(xué)法。

首次開展１０００米級多金屬結(jié)核采集選址調(diào)查

“４月２５日我們抵達(dá)南海作業(yè)區(qū)后，首先利用溫鹽深儀（ＣＴＤ）獲取海水溫度、鹽度、水深度的變化，利用箱式取樣器獲取海底沉積物樣品，今天‘蛟龍’號進(jìn)行本航段首次下潛，在南海北部預(yù)選區(qū)開展１０００米級多金屬結(jié)核采集試驗區(qū)選址調(diào)查。”楊耀民說。

多金屬結(jié)核是一種海底礦產(chǎn)資源，多分布在４０００－６０００米水深的海底，主要成分為錳和鐵，有核心并有不斷向外生長的紋層，因而也稱“錳結(jié)核”，后來人們從中分析出銅、鈷、鎳、鉛、鋅、鋁和稀土元素等數(shù)十種金屬成分，因此稱為“多金屬結(jié)核”。

楊耀民說，此次１０００米級多金屬結(jié)核采集試驗區(qū)選址調(diào)查，為我國１０００米級多金屬結(jié)核試采工程試驗提供支撐，開展試采環(huán)境影響評價，有利于我國科學(xué)認(rèn)識深海采礦對環(huán)境的影響，進(jìn)一步發(fā)展環(huán)境友好型的深海采礦技術(shù)，最終實現(xiàn)深海采礦與環(huán)境保護(hù)之間的平衡。

“目前，國際上還沒有國家開展過全系統(tǒng)采礦試驗。同時，相比陸地上，深海的采礦更依賴科技發(fā)展。”楊耀民說，我國在開展深海礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)的同時，加強資源開采活動對環(huán)境影響的管控，避免造成海洋環(huán)境破壞，特別是對深海生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

國際海底區(qū)域資源的開發(fā)利用和海洋環(huán)境保護(hù)，是國際社會關(guān)注焦點。目前，我國已分別申請有東太平洋多金屬結(jié)核勘探區(qū)、西太平洋富鈷結(jié)殼勘探區(qū)和西南印度洋多金屬硫化物勘探區(qū)等，成為對這些主要國際海底礦產(chǎn)資源擁有專屬勘探權(quán)和優(yōu)先開采權(quán)的國家。

“我們重視海洋事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展和人類和平利用深海海底區(qū)域資源，本航段相關(guān)調(diào)查研究，可為我國認(rèn)識深海采礦對海洋環(huán)境的影響提供科學(xué)理論支撐。”楊耀民說。

載人深潛揭示海山鏈成因和海底濁流形成機理

南海水深海闊、海底地形多樣，蘊藏著眾多科學(xué)奧秘。石學(xué)法說：“本航段的科學(xué)調(diào)查，將隨‘蛟龍’號考察南海中部的海山鏈區(qū)和南海東北部的陸坡區(qū)，以海洋地質(zhì)學(xué)考察為主，兼顧海洋生物學(xué)考察。”

石學(xué)法說，海山鏈區(qū)考察將選擇海山鏈上的一座典型海山，“蛟龍”號從山底到山頂沿一個斷面進(jìn)行調(diào)查，系統(tǒng)采集新鮮的玄武巖樣品，同時進(jìn)行近底觀察、拍攝海底地形地貌和巨型底棲生物圖像，并采集沉積物和近底層海水樣品，使用多參數(shù)環(huán)境傳感器測量海底環(huán)境參數(shù)。

海山指孤立的海底高地，地形高差大于１０００米。海山鏈則指由多個互不相連的海山、海丘按一定方向排列構(gòu)成的大型地理實體。

“海山鏈潛次的主要科學(xué)目標(biāo)，是要推進(jìn)南海海山鏈成因這一重大科學(xué)問題的解決。”石學(xué)法說，通過對“蛟龍”號下潛在海山上精確采集到的巖石樣品，開展詳細(xì)的年代學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)等研究，可望闡明南海新生代擴(kuò)張期后在遺跡擴(kuò)張中心處海山鏈的成因，驗證之前我國科學(xué)家提出的假說，進(jìn)一步揭示南海擴(kuò)張期后的構(gòu)造演化規(guī)律。

同時，在南海東北部陸坡區(qū)調(diào)查，利用“蛟龍”號對發(fā)育濁流和海底峽谷的典型區(qū)進(jìn)行詳細(xì)的海底地形、地貌近底觀察和拍攝圖像，應(yīng)用多參數(shù)環(huán)境傳感器測量海底環(huán)境參數(shù)，并采集代表性的沉積物樣品、底棲生物樣品和海水樣品。

“在這里下潛的主要科學(xué)目標(biāo)，是獲取現(xiàn)代海底濁流活動的直接的地貌學(xué)和沉積學(xué)證據(jù)，查明現(xiàn)代濁流沉積物的物質(zhì)來源、特別是有機質(zhì)的來源，最終揭示大型海底濁流形成機理。”石學(xué)法說。

他表示，海洋生物學(xué)家還將對“蛟龍”號獲取的生物樣品和沉積物樣品進(jìn)行研究，了解南海特定區(qū)域環(huán)境大型底棲生物和微生物的多樣性構(gòu)成和地理分布格局。

“蛟龍”號載人深潛“與眾不同”

“蛟龍”號南海今年首潛的任務(wù)之一，是開展近底觀察、拍攝海底多金屬結(jié)核分布、巨型底棲生物和海底地形地貌特征。

“前期調(diào)查工作主要依靠拖網(wǎng)等調(diào)查多金屬結(jié)核，‘蛟龍’號載人深潛‘與眾不同’，最突出的特點是能在深海高精度定點和精確作業(yè)。同時，讓科學(xué)家親臨海底現(xiàn)場，增加切身感受，同樣有助于科學(xué)研究。”楊耀民說。

對于１０００米級多金屬結(jié)核采集選址調(diào)查，接下來的多個潛次中，“蛟龍”號將近底航行、觀察、拍攝多金屬結(jié)核和巨型底棲生物高清視像和照片；同步采集多參數(shù)環(huán)境數(shù)據(jù)；采集多金屬結(jié)核樣品、巖石樣品、沉積物樣品、水樣與巨型底棲生物樣品；進(jìn)行土工力學(xué)原位測量和測深側(cè)掃作業(yè)。

南海海洋地質(zhì)學(xué)和海洋生物學(xué)調(diào)查方面，“蛟龍”號將進(jìn)行水體與底棲大型生物樣品采集；利用“蛟龍”號在南海北部陸坡開展近底觀察、調(diào)查，獲取高清視像、地形地貌特征，獲取沉積物和巖石樣品；利用“蛟龍”號在海山鏈上的海山沿著底部爬到頂部，獲取高清視像、地形地貌特征。

本次南海科考原定４月９日至５月７日進(jìn)行，但直到４月２５日才抵達(dá)作業(yè)區(qū)、５月１３日結(jié)束本航段，科考時間調(diào)整，“蛟龍”號下潛及相關(guān)作業(yè)同樣需要作出相應(yīng)調(diào)整。

“目前的作業(yè)時間與原先計劃有所壓縮，完成預(yù)定的科學(xué)目標(biāo)任務(wù)更加艱巨，我們將認(rèn)真篩選和安排下潛的地點和人員，期待‘蛟龍’號帶給我們更多的驚喜和發(fā)現(xiàn)。”石學(xué)法說。