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「大洋一號」船探秘深海「四種利器」

上天不易,探海更難。千米水深,萬裏海闊,要找到只有100多平方米的海底金屬硫化物「黑煙囪」彷彿大海撈針。目前正在西南印度洋執行中國大洋科考第39航次任務的「大洋一號」科考船上,載著各種儀器裝備。海洋科學家們主要用下面這幾種「利器」探秘深海。


【千里眼——深海攝像拖體】


深海攝像拖體是名副其實的海底調查「千里眼」,能夠沉到水下6000米的海底,進行拍照和攝像,觀察海底情況,了解調查工作區的熱液活動。由於攝像拖體重量較大,需要用絞車帶動鋼纜通過「大洋一號」船尾A型架上的大滑輪吊入水中。

到達海底後,船開始以一定速度航行,鋼纜拖曳著設備在海底探測觀察,如同在海底「放風箏」。「大洋一號」的拖體上安裝了攝像機和照相機各1台,可以同時對海底情況進行拍照、攝像。攝像頭的光照使其在距海底3—6米的高度才能看清楚,信號通過鋼纜內的電纜傳送給船上的顯示器。


在船上的實驗室,通過攝像機實時傳回的畫面,可以看到海底不時有魚游過,還有珊瑚、海綿等構成了美麗的海底世界。當然,大多數時間,只能看到岩石和沉積物。它們雖然不如海底生物吸引眼球,但對於尋找海底金屬硫化物「黑煙囪」的科學家來說,更具有研究價值。


精密的拍照和攝像儀器安裝在拖體內部,外部由鋼架防撞網保護。由於作業區海底地形起伏複雜,懸崖峭壁比比皆是,外部鋼架往往被懸崖岩石摩擦、撞擊,出水後傷痕纍纍。「大洋一號」船探秘深海「四種利器」↑拖體出水後,調查隊員在現場下載內部設備中存儲的數據信息,並用淡水沖洗設備 記者楊維漢攝「大洋一號」船探秘深海「四種利器」↑拖體在西南印度洋工作區洋底拍攝的「海底世界」,岩石和美麗的珊瑚盡收眼底 調查科考隊供圖


【通臂手——深海電視抓鬥】

深海電視抓鬥是用於深海海底採樣的設備,是海洋科學家的「通臂手」,可以下放至4000米水深的海底,通過攝像機觀察海底,對海底表面鬆散岩石、沉積物等進行抓取採樣。


抓鬥下水見底後,科學家就可以在「大洋一號」船上的深拖實驗室,觀看抓鬥上安裝的攝像頭傳輸回的畫面,仔細辨認海底岩石或沉積物的類型和科考價值,判斷抓取時機,並操縱斗體開合。


抓到理想樣品並不容易,是個吃功夫的活兒。首先,科學家要選擇理想的海底區域進行抓取,不是隨便亂抓。其次,即使看到理想樣品,還要判斷能否抓到,比如樣品在斜坡上,就難以抓取。第三,抓取後,如果看到斗內樣品不理想,還會放棄,重新抓取。所以,為了抓好一斗樣品,科學家可能會在實驗室電子屏幕前,盯住海底畫面幾個小時,十分辛苦。「大洋一號」船探秘深海「四種利器」↑抓鬥正在被吊起運至後甲板,隊員們拉住止盪繩 記者楊維漢攝


「大洋一號」船探秘深海「四種利器」


↑抓鬥從海底抓取回來的貝殼樣品,可作為推斷海底熱液活動的記錄 記者楊維漢攝

【一鑽穿心——中深孔岩心取樣鑽機】


「大洋一號」搭載的我國自主研發的中深孔岩心取樣鑽機,於中國大洋科考第39航次第二航段(當地時間2月19日),在西南印度洋獲取我國首例深海多金屬硫化物岩心。


中深孔岩心取樣鑽機是用於深海海底礦產資源勘探的鑽探取心專用設備,主要是為了取得熱液區深層硫化物岩心樣品,了解熱液區硫化物的空間分布和品位。這次作業鑽取深度為7.6米,獲取的岩心總長為2.7米,包含上層沉積物40厘米、塊狀硫化物2.30米。


中深鑽實現的突破,將我國硫化物勘探從平面拓展到了空間,有利於獲取更全面的樣品和數據。誠然,我國的鑽機技術距離成熟還有一段距離,在定址、取心率方面還有提升空間。「大洋一號」船探秘深海「四種利器」↑中深鑽出水後,科考隊員進行取下鑽具 調查科考隊供圖「大洋一號」船探秘深海「四種利器」↑調查隊員從鑽具中獲取樣品 調查科考隊供圖


【小傢伙——熱液自動探測儀】

從外形和重量來看,前面三個是大件,而熱液自動探測儀(MAPR)是個「小傢伙」。它的本領就是尋找海底熱液異常,並記錄數據。


海底「黑煙囪」的熱液從熱液口噴出,附近的海水溫度、鹽度、濁度、微量金屬元素等都會發生異常。熱液自動探測儀上的感測器對水體的溫度和濁度異常進行感知和記錄。科學家對記錄的數據進行綜合分析,可以了解調查工作區的熱液活動,對尋找金屬硫化物提供重要證據。


「大洋一號」的調查隊員在下放大個的拖體入水幾十米後,通常會在牽吊拖體的同一根鋼纜上加掛這個「小傢伙」。它就會和拖體一起被船拖曳著,在海底探測水體異常。這種方法稱為「綜合異常拖曳探測法」,是我國開展硫化物資源調查的常規方法和手段。 「大洋一號」船探秘深海「四種利器」


↑調查隊員正在船尾甲板從鋼纜上摘卸熱液自動探測儀 記者楊維漢攝

記者:楊維漢


編輯:榮啟涵


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