跟著「蛟龍」去探海 科學家們都發現了什麼
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跟著「蛟龍」去探海 科學家們都發現了什麼
文·本報記者 陳 瑜
「蛟龍」號具備精確定位取樣、近底觀察與視像的技術優勢，此次任務之一是在我國富鈷結殼勘探合同區開展下潛作業。
電子顯微鏡下的富鈷結殼
出征近一個月的「蛟龍」號載人潛水器在我國富鈷結殼勘探合同區「漸入佳境」，截至5月4日，已在位於西北太平洋的合同區，成功完成1次工程下潛和4次應用下潛。
「經過之前的兩個試驗性應用航次，本航次在潛次安排上更趨向科學應用。」中國大洋礦產資源研究開發協會辦公室主任劉峰告訴科技日報記者。
4月30日，「蛟龍」號載人潛水器在西北太平洋維嘉海山西北側成功完成科學應用下潛，此次下潛也是「蛟龍」號首次在該海域搭載科學家進行下潛作業。
2013年6月18日，「蛟龍」號首次搭載科學家潛入深海大洋，此後，已有不同學科的多位科學家隨「蛟龍」探海。下潛的科學家們肩負著什麼樣的任務，在數千米的海底有什麼新的發現，讓我們來聽聽他們怎麼說。
科學家的發現
海山並沒有讓生物分布產生太大差異
調查研究維嘉海山和採薇海山的底棲生物多樣性及地理分布，有助於為將來開採海底礦產資源積累科學依據
「有學者認為由於海山的阻隔，生物群落的組成會存在較大差別。但從目前『蛟龍』號下潛的近底觀察來看並非如此。此前我們搭乘『蛟龍』號在採薇海山看到的各種游泳和爬行類動物以及海綿、珊瑚等固著類生物，這次在維嘉海山都可以看到。」
5月1日，「蛟龍」號在維嘉海山東北側成功完成科學應用下潛，當天參加下潛的本航段首席科學家、國家海洋局第二海洋研究所研究員王春生返回母船後，這樣描述下潛感受。
2013年，王春生隨「蛟龍」號探訪採薇海山，成為我國第一位在大洋乘坐「蛟龍」號下潛的科學家。
此次下潛的任務之一是調查維嘉海山和相距不遠的採薇海山底棲生物群落的相似性和聯通性。維嘉海山和採薇海山都位於中國富鈷結殼勘探合同區。在王春生看來，調查和研究這兩座海山的底棲生物多樣性及地理分布，有助於為將來開採海底礦產資源積累科學依據。
４月28日，「蛟龍」號在維嘉海山西南側山頂成功完成工程下潛作業。此次工程下潛兼顧了科學考察任務，採集到了礫狀結殼、結核、結殼岩芯等地質樣品；還採集了海綿、珊瑚等巨型底棲生物樣品12個。
「以前人們的認識是由於地理隔離，海山物種地域特徵比較強。但根據我們的初步分析，維嘉海山的巨型底棲生物與採薇海山具有較高的相似性，這就降低了人們對該區域物種滅絕的擔憂。」王春生說。
不同深度發現成礦帶
此次下潛作業探明，麥哲倫海山區山頂平台區域存在富鈷結殼，且具有一定的範圍分布，這為今後重點勘探區塊的選擇積累了依據
4月30日，「蛟龍」號載人潛水器在維嘉海山的西北側成功完成科學應用下潛，廣州海洋地質調查局高級工程師姚會強成為「蛟龍」號在這一海域首次搭載下潛作業的科學家。
「我們在2240米至2270米和1490米至1560米這兩個不同水深範圍都發現有連續分布的板狀結殼成礦帶。通過近底觀察，我們發現下面成礦帶範圍的生物量比較少，而上面成礦帶範圍的生物量比較多，主要是海綿、珊瑚等。」姚會強說。
維嘉海山位於麥哲倫海山鏈中部，是我國富鈷結殼勘探合同區所在地。姚會強說，此次下潛作業表明，麥哲倫海山區山頂平台區域存在富鈷結殼且具有一定的範圍分布，這為今後重點勘探區塊的選擇積累了依據。
名詞解釋
什麼是富鈷結殼
富鈷結殼在西太平洋分布廣泛，主要集中在海山、海脊和海台（具有比較平坦、寬闊頂面的海底高地）的斜坡。太平洋約有5萬座海山，其富鈷結殼貯存量最豐，但經過詳細勘測及取樣的海山卻寥寥無幾。
富鈷結殼物質來源具有多樣性，一般認為是鐵錳混合膠體吸附金屬元素沉澱而成，細菌活動在此過程中發揮了重要作用。結殼一般以每百萬年增長几毫米的速率形成，而變成一個厚厚的結殼，可能需要數千萬年之久，是地球上最緩慢的自然過程之一。
據了解，富鈷結殼中所含的鈷、錳、鎳等金屬用於合金，可為其增加硬度、強度和抗蝕性等特殊性能。在一些工業化國家，大量的鈷被用於航天工業中的超合金生產。
「蛟龍」任務
10次潛入深海6000米
這是「蛟龍」號自2012年7000米級海試以來，首次計劃完成連續大深度下潛作業，將驗證載人潛水器技術狀態的穩定性、可靠性
這是「蛟龍」號移交國家深海基地管理中心後的第一個航次。值得一提的是，本航次計劃大深度潛次多，其中5500米以上潛次達到14次，10個潛次水深在6000米以上，這是「蛟龍」號自2012年7000米級海試以來，首次計劃完成連續大深度下潛作業，將驗證載人潛水器技術狀態的穩定性、可靠性。
本航次任務主要來自中國大洋礦產資源研究開發協會大洋調查研究計劃重大項目、國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）項目等。
依託高精度定位和攝像觀察，「蛟龍」號在我國富鈷結殼勘探合同區開展作業，了解結殼資源狀況和生物多樣性，為我國富鈷結殼資源評價和生物多樣性研究提供基礎性資料；藉助大深度作業優勢，「蛟龍」號將在全球深淵的代表性區域開展科學考察工作，以獲得海斗深淵探測的第一手資料，促進我國深淵科學研究的進步。
為重點勘探區選擇提供依據
本航次第一航段預計51天，主要在西北太平洋富鈷結殼區和雅浦海溝分別開展環境和資源調查、深淵基礎科學研究
此次「蛟龍」號的任務之一是在我國富鈷結殼勘探合同區開展下潛作業，利用其精確定位取樣、近底觀察與視像的技術優勢，獲取合同區重點區塊高精度、高清晰數據資料，為未來選擇合同區重點勘探區塊提供依據。
2014年，我國與國際海底管理局簽訂了國際海底富鈷結殼礦區勘探合同，合同礦區的位置位於西北太平洋海山區，面積3000平方公里。根據勘探規章，我國將在簽訂合同後的十年內完成勘探，之後合同區面積三分之二的區域放棄，保留1000平方公里留作享有優先開採權的礦區。
按照計劃，本航次第一航段預計51天，主要在西北太平洋富鈷結殼區和雅浦海溝分別開展環境和資源調查、深淵基礎科學研究，擬進行13個潛次下潛作業和3次機動下潛作業。
獲取海斗深淵探測第一手資料
隨著深淵探測技術屏障被逐步突破，深淵科學正成為國際地球科學尤其是海洋科學中蘊含重大突破的最新前沿領域
本航次的另一大任務，是依託「蛟龍」號大深度作業優勢，將在全球深淵的代表性區域——雅浦海溝和馬里亞納海溝開展科學考察工作，以獲得海斗深淵探測的第一手資料。
出發前，2016年「蛟龍」號試驗性應用航次（中國大洋37航次）總指揮鄔長斌在介紹航次特點時談到，相較以往的航次，本航次的另一大特點，是為探索、建立「蛟龍」號開放、共享的應用平台，推動「蛟龍」號未來的業務化運行進程，同時承接了科技部973計劃項目和中國科學院先導計劃項目，開展以雅浦海溝、馬里亞納海溝為調查區的深淵科學調查任務。
海斗深淵，簡稱深淵，專指海洋中深度大於6000米的海溝區域。全球共有37條深海溝，其中9條最深的海溝如馬里亞納海溝分布在西太平洋。
近年來，隨著深淵探測技術屏障被逐步突破，深淵科學正成為國際地球科學尤其是海洋科學中蘊含重大突破的最新前沿領域。
本航次第一航段，在雅浦海溝，科研人員將開展超深淵生物分布規律研究。
2012年，「蛟龍」號曾在馬里亞納海溝完成7000米級海試，最大下潛深度達到7062米，主要是為了完成下潛深度指標，完成潛水器設計指標的驗證，檢驗潛水器的技術狀態。
時隔四年，在本航次的第二航段，「蛟龍」號將於6月重返馬里亞納海溝，開展深淵基礎科學調查研究。這也是中國科學院深海科學與工程研究所主導的專屬「蛟龍」號深潛航段。
目前我國大多海洋科研項目都局限在5000米以內的水域，該專項是國內第一個以探索深淵科技前沿、突破深淵探測裝備技術瓶頸、跨學科跨領域的重大研究項目。
按照計劃，在該航段中，將完成深淵海底原位探測設備的海底布放，實現對深淵生物影像數據、環境數據、地震數據等數據的獲取，認識馬里亞納海溝深淵區基本生物學特徵、環境特徵和構造活動特徵。
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