我国深海装备研发和深渊科学研究捷报频传

逐梦深蓝

中央纪委国家监委网站 柴雅欣 自海南三亚报道

入南海寻丝路遗珍，载人潜水器将中国水下考古从近海带向深远海。6月13日，国家文物局在海南琼海召开“考古中国”重大项目重要进展工作会，通报南海西北陆坡一号、二号沉船遗址考古新成果。

深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏。2020年11月，在“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航之际，习近平总书记发来贺信：“从‘蛟龙’号、‘深海勇士’号到今天的‘奋斗者’号，你们以严谨科学的态度和自立自强的勇气，践行‘严谨求实、团结协作、拼搏奉献、勇攀高峰’的中国载人深潜精神，为科技创新树立了典范。”

近年来，我国深海装备研发和深渊科学研究捷报频传。万米之下，海底是一片怎样的世界？逐梦深蓝，科学家们如何揭开深海面纱？

“在1500米的海底对大规模古代沉船遗址进行考古调查，在世界上也没有先例”

南海西北陆坡一号、二号沉船遗址是我国首次在1500米深海发现的明代沉船遗址。6月2日，在完成南海西北陆坡一号、二号沉船遗址第三阶段的水下考古调查工作后，中国科学院深海科学与工程研究所（以下简称“中国科学院深海所”）深海科学研究部副主任陈传绪回到了三亚。

2023年5月至2024年6月，国家文物局考古研究中心、中国科学院深海所、中国（海南）南海博物馆使用“深海勇士”号载人潜水器，联合对南海西北陆坡一号、二号沉船开展了3个阶段的水下考古调查，共提取出水文物928件套。

“本次调查采用载人潜水器和无人潜水器结合作业的形式，首次应用了多种深海技术和装备。”陈传绪告诉记者，第三阶段的探测手段更加丰富，尝试了能探测海底地形的国产多波束测量等新技术。

陈传绪从事地球物理探测研究，从2019年开始参与潜水器上的工作，执行过载人深潜科考、深海装备搜寻回收等多类任务，但深海考古还是头一回。“在1500米的海底对大规模古代沉船遗址进行考古调查，在世界上也没有先例。”陈传绪说。

载人深潜器让深海考古成为可能。“之前，我们理论上知道南海的深海肯定有沉船，但那时中国还没有载人潜水器。”南海西北陆坡沉船遗址考古调查发掘项目领队宋建忠说。

我国深海科技起步较晚但发展迅速。2012年，我国首台自行设计、自主集成研制的7000米级载人潜水器“蛟龙”号，实现了我国深海载人潜水器零的突破；2017年，我国第二台深海载人潜水器“深海勇士”号正式交付，作业能力达到水下4500米并实现了核心技术国产化；2020年，我国自主研发的万米载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，我国具有了进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力。

迄今为止，“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号三台潜水器累计下潜已经超过1100次；近三年来，全球一半以上的载人深潜任务是由这三台载人潜水器完成。

“每一次下潜，每当舱口盖关闭的一刻，就仿佛打开了一扇新的通往未知世界的大门”

2022年10月23日，“深海勇士”号在南海执行第500潜次任务。透过舷窗，中国科学院深海所深海科学研究部主任杜梦然和队友幸运地发现了南海西北陆坡一号沉船。

“每一次下潜，每当舱口盖关闭的一刻，就仿佛打开了一扇新的通往未知世界的大门。”2014年博士毕业后，杜梦然加入中国科学院深海所。从此，出海、深潜成为她的工作常态，大洋、深渊是她的工作地点。

海洋中深度大于6000米的区域被称作深渊。据不完全统计，全球共有37条深渊，其中5条超过万米。深渊也是最神秘且难以企及的极端环境之一，具有低温、超高压、黑暗无光、构造活跃、地震频发等特点。

深渊曾是深海科学研究的“无人区”，许多深渊区域还未被人类实地到访过。如今有了“奋斗者”号，通往深渊不再是遥不可及的梦。截至今年5月，“奋斗者”号投入使用以来累计下潜244次，其中一半潜次抵达6000米以下的深渊，万米深渊潜次达25次，成功带领32人到达万米海底。

2月8日到3月28日，中国科学院深海所牵头组织实施首次中国-印度尼西亚爪哇海沟联合深潜科考航次任务，由杜梦然担任首席科学家。历时50天的航次中，“奋斗者”号成功下潜7178米，创下印尼深海下潜新纪录，获得一批宝贵的大型底栖生物、岩石和沉积物等样品，发现两处活跃的低温热液区，为深入理解爪哇海沟的特殊地质构造活动、生物多样性、地质生命协同演化等提供了重要支撑。

这是“全球深渊深潜探索计划”（以下简称“全球深渊计划”）的第二站。2022年，在中国科学院国际伙伴计划项目支持下，中国科学院深海所牵头发起实施“全球深渊计划”，开启了以中国为主导的深渊科考国际合作新模式。

2022年10月，“全球深渊计划”第一站、国际首次环大洋洲载人深潜科考启程。“奋斗者”号搭乘“探索一号”母船，历时157天，完成了2.2万多海里的大洋洲探索之旅，先后在3个深渊——克马德克海沟、蒂阿曼蒂那海沟、瓦莱比-热恩斯深渊开展深潜综合科考。

在这一航次中，新西兰国家水资源和大气研究所研究员卡琳·施纳贝尔成为“奋斗者”号的首位国际乘客。“任何书本上的知识都无法与眼睛看到的体验相提并论。”施纳贝尔说。

每一条深渊都有不同的历史、地质和生命现象。杜梦然告诉记者，与我们所熟知的马里亚纳海沟不同，爪哇海沟是一种增生楔型海沟，丰富的有机质等输入孕育了爪哇海沟独特的生态系统，也形成了这里极高的生物多样性。

目前，中国科学院深海所已与新西兰、日本、印尼、智利等国的研究机构和科研人员建立合作，不断扩大“全球深渊计划”的“朋友圈”。

“每一条海沟都有特殊之处，只有到达了每一条海沟，才能在全球深渊地图上一一填补这些空白，把全球深渊的地质、环境与生命科学问题串联起来，取得系统性的认识。”杜梦然说。

“在海底布设原位科学实验站相当于把实验室‘搬’到海底”

5月初，“探索二号”科考船完成了一次历时14天的航次，成功回收深海装备6型，其中深渊级海底原位科学实验站在深渊海底驻留时间长达115天。

原位科学实验站是近年来由我国提出的一种新型深海装备技术体系。其中，深渊级海底原位科学实验站由中国科学院支持研制，以深渊基站为核心，集成深渊基站式遥控作业潜水器、自主式水下航行器等平台，能够开展协同探测作业，通过携带大容量能源系统在海底长期驻留。为顺利实施原位科学实验站任务，中国科学院深海所成立了一支由年轻党员组成的攻关突击队，正在全力攻克相关核心技术。

中国科学院深海所深海探测技术研究室主任陈俊是该航次的首席科学家。“在海底布设原位科学实验站相当于把实验室‘搬’到海底。与取样后拿回陆地相比，在深海原位做实验，可以避免因环境变化导致的样本数据损坏或缺失。”陈俊说，通过本航次深渊实验站的海底长期驻留试验，既验证了系列关键技术，也为后续利用深渊实验站开展新型深海科考应用奠定重要基础。

当前，我国已初步形成由载人与无人潜水器构成的深海装备谱系。载人潜水器能让人亲临深海进行精细化作业，但每次只能在海底停留数小时。若想进行长周期研究或海底自然灾害预警，就要用到无人深潜装备。

为实现对深海长时间尺度的生物地球化学过程研究，杜梦然和团队一起研发了系列深海原位高性能传感探测设备及实验系统。“这些装备技术应用到‘全球深渊计划’中，有望带来更重大的科学产出。”杜梦然说，他们希望不断给“奋斗者”号提供“秘密武器”，不断提升水下的实际能力。

“深海很大，可以做的事情很多，你完全可以做跟别人不一样的事情”

杜梦然的专业背景是海洋科学，最初主要研究浅海。她记得，2014年时所里还没有科考船，她就带着学生去租借小渔船，到近岸浅海的甲烷渗漏点做实验。

后来，杜梦然转向深海研究。“浅海取样简单，拿玻璃瓶潜水下去就能取。去深海千米深的地方取样就难了，潜水深度每超过10米，压力就增加1个大气压，而人的饱和潜水大多只有几百米。”杜梦然说，有了载人潜水器，才有机会真正进入深海。

从百米浅海到万米深海，下潜的深度标注着中国深海探索崭新的高度。站在新起点，中国载人深潜即将从全海深拓展至全海域。

4月20日，我国首艘深远海多功能科学考察及文物考古船在广州出坞。据中国科学院深海所总工程师唐古拉山介绍，该船总体建造进度接近60%，7月预计开展大范围的全船设备调试及全船内装工作，计划于2025年初交船。

“极区海域是全球深海的重要组成部分，我们迫切需要研制一艘破冰科考船，形成极区载人深潜水面支持能力。”唐古拉山告诉记者，这艘船由我国自主研发设计建造，突破了冰区船舶总体设计技术、智能控制技术等多项关键技术，全船国产化率达到90%左右。

“它的建造出坞，标志我国在冰区深海科考装备和船舶设计的自主可控方面取得重要进展，将使我国载人深潜能力从全海深拓展到全海域，并提升我国深海考古作业能力。”唐古拉山说。

在陈传绪看来，深海考古是中国深海技术装备的一个大型实验场，考古的高精细化要求为一系列深潜技术的精进提供了契机，潜水器平台、载荷和操控作业技术都在应用中不断迭代。

今年5月，南海西北陆坡一号、二号沉船水下文物保护区名单公布。陈传绪说，接下来要继续优化载人潜水技术，避免对沉船遗址区造成扰动；沉船遗址区的保护和展陈利用也已提上日程，未来大家能通过直播等方式“亲临”深海考古现场。

“我的老师曾说过，深海很大，可以做的事情很多，你完全可以做跟别人不一样的事情。”陈俊真切感受到，我国深海装备研发始终立足于自身条件和需求攻关创新，而非亦步亦趋。

陈俊和团队自主设计研发了多型深海着陆器平台，如今又在原位科学实验站这一前沿领域攻关。“不少深海装备实现了从无到有，但从有到优还有很长的路要走。”陈俊说。

一次次下潜，抵达前人未抵之境。“深渊常常给我们带来具有原创性、突破性的发现，同时也伴随着未知和挑战。”杜梦然说，只要坚定目标、一路“潜”行，就有一路惊喜，这正是科学的乐趣所在。