「海鬥一號」刷新我國潛水器最大下潛深度 海面下藏著什麼玄機

2021-01-07 環球網

本文轉自【科技日報】;

「海鬥一號」刷新我國潛水器最大下潛深度

海面下藏著什麼玄機 值得我們一次次走向深藍

本報記者 王祝華 王健高 實 習 生 葉作林

近日,由中國科學院瀋陽自動化研究所研製的「海鬥一號」全海深自主遙控潛水器載譽歸來,在馬裡亞納海溝實現4次萬米下潛,最大下潛深度10907米,刷新中國潛水器最大下潛深度紀錄,眾人讚嘆「這是一個有『深度』的潛水器!」與此同時,深海科考也再度引發關注。

下潛多深才算深海科考並無定論

深海,顧名思義,與淺海相對應,它包括海床、底土及上覆水體,是一個連接世界各大陸、具有複雜法律屬性的巨大空間。

深海科考,就是通過一定的技術手段和技術裝備,對深海的物理海洋、海洋生物、海洋化學、海洋地質等自然屬性進行科學調查,以獲得深海科學數據的過程。

那麼,要下到多深才算深海科考?

中國科學院海洋研究所研究員李新正在接受科技日報記者採訪時表示,關於下到多深才算深海科考的問題,在海洋地質學、物理海洋學、海洋生物學、海洋生態學等學科間一直沒有統一的說法,200米、500米、1000米、2000米甚至50000米都曾被作為深海的標誌性深度。

以海洋生物學為例,由於海洋生物對水深比較敏感,不同深度生活著不同的生物群落,因此海洋生物學對水深的劃分比較具體。由美國科學家阿蘭·P·特魯希略和哈洛德·V·瑟曼所著的《海洋學導論》中指出:水深200—4000米為半深海帶,4000—6000米為深海帶,6000米以下為超深淵帶。因此,對於海洋生物科考來說,200米以下的科考就算作半深海考察,4000米以下算深海考察。

用深海科考發掘海洋深處的寶藏

深海蘊藏著人類社會未來發展所需的戰略金屬、能源和生物資源,被譽為21世紀人類可持續發展的戰略「新疆域」。目前,確定有開發價值或潛力的領域主要有深海礦產資源的勘探與開發、深層海水的產業化應用、深海生物及基因產業、深海油氣資源的勘探與開發等。

資料顯示,深海蘊藏多金屬結核、富鈷結殼、海底熱液硫化物中鎳、鈷、錳、銅等含量是陸地的數十到數百倍。由於海底金屬礦產的開採與陸上相比成本更高,商業開發利用價值和潛力沒有顯現出來,加之海底採礦需具有相當高的技術水平,因此海底礦產開發尚屬於探測和試驗階段。

深層海水與表面海水的溫度差還蘊藏著巨大的能源資源。溫差能具有可再生、清潔、能量輸出波動小等優點,樂觀估計,全球海洋溫差能儲量的理論值為3×1016千瓦/年—9×1016千瓦/年。目前海洋溫差能利用技術已趨於成熟,正從小型試驗研究,向大型商用化方向發展,全球已建成海水溫差能發電站8座(含試驗或驗證型發電系統)。

另外,在深海活躍著一些奇特的微生物,它們在獨特的物理、化學和生態環境中,在高壓、劇變的溫度梯度、極微弱的光照條件和高濃度的有毒物質包圍中,形成了極為獨特的生物結構、代謝機制,它們體內的各種活性物質在醫藥、環保等領域都將有廣泛的應用前景。這些生物基因資源可能將在提高人類生活質量、改善基因缺陷、根除癌症等重大疾病方面發揮重要作用。

正因如此,深海科考有著非常重要的科學意義。李新正表示,人類通過深海科考,可以更深入地了解海洋的運作方式、深海的奧秘,從而更好地利用和保護海洋資源。例如,了解深海洋流運動方式,可以更好地理解海氣相互作用從而更加準確地預報天氣和海況;了解深海生命現象,可以更好地追溯地球生命的發展歷史,更好地回答生命起源、演化等重大科學問題;從深海生物中可以提取淺海生物沒有的生物活性物質,推動生物製藥的進步,為人類造福;了解海底地質變化和洋殼運動規律,可以更準確地預測海底地震,讓海底礦藏開採更有安全保障。

人類從未停止對海洋的探索

從古至今,人類從未停止過對海洋的探索。

有記錄的最早的深海生物科考是1818年英國在北極海域1464米處採集到1種棘皮動物。

而開啟現代科學海洋考察的則是1872—1876年的「挑戰者號」科考船遠徵。「挑戰者」號航行近7萬海裡(13萬公裡),總共進行了492次深海探通、133次海底挖掘、151次開闊水域拖網和263次連續水溫觀測,並發現約4700種新的海洋生物。「挑戰者」號遠徵是人類史上第一次真正海洋巡航的科學考察。

20世紀20年代,人類開始研製現代潛水器,向海洋更深處發起挑戰。1934年,美國潛水器潛入914米深度,是人類第一次在深海對生物進行觀察。

20世紀60年代,以美國「阿爾文」號為代表的第二代潛水器得到發展。「阿爾文」號帶有動力,還配置了水下攝影機、機械手等,下潛深度3658米。它曾經在地中海850米深的海底找到了一顆遺失的氫彈,也成功地探索了沉睡多年的「泰坦尼克」號,是世界上潛水次數最多的潛水器。

2012年12月,我國「蛟龍」號搭載3名潛航員在馬裡亞納海溝下潛到7062米,創下同類型載人潛水器的最大潛深紀錄。

……

大洋鑽探計劃始於1966年。海底熱泉則在1977年由約翰·科裡斯和羅伯·巴拉德搭乘「阿爾文」號發現。20世紀70年代,科學家將大型電腦應用於海洋科考,對海洋條件進行數值計算,並視其為整體環境變化預測的一部分,同時廣泛地設置海洋浮標,以取得更完整的觀測資料。

隨著科學技術的進步,人類下潛深海還會遇到哪些挑戰呢?李新正說,主要還是要克服黑暗、動力障礙、無法自然呼吸等帶來的心理壓力,以及隨時可能出現的洋流、海洋動物、地質變動等帶來的危險。

當前,人類深海科考發展體現在深海高技術研發與應用,包括深海環境監測技術,深水油氣、礦產、生物及其基因資源勘查和開發技術,深海運載平臺和作業技術等。深海高技術是海洋開發和海洋技術發展的最前沿和制高點,是國家綜合實力的集中表現,也是目前世界高科技發展的方向之一。

相關連結

這些技術被用來徵服深海

像航天技術一樣,深海科考也需要新的儀器和技術。外太空是寒冷無壓力的真空,但海洋深處更加富有挑戰——超高壓、低溫且黑暗。

8世紀,維京人在繩索上掛金屬塊以測量水深。從19世紀開始,研究人員開始使用鋼纜對海洋進行測深。進入20世紀,科學家們想到了利用聲音測量水深,他們使用炸彈測深(將炸彈扔入海溝並記錄回聲),發現馬裡亞納海溝、菲律賓海溝和湯加海溝的深度都超過1萬米。在20世紀50年代後,海洋科考進入聲吶時代。

當人們確定海床深度後,便想看看海床是怎樣的一番景象。第一艘潛水艇由荷蘭工程師德雷爾於1623年製造。1865年法國發明家貝努瓦·盧庫埃羅發明潛水服和呼吸器。1943年,庫斯託與埃米爾·加尼昂共同發明水肺,使用至今。

目前世界上擁有載人深潛器的只有美國、日本、法國、俄羅斯、中國5個國家。其中中國「蛟龍」號的設計最大工作深度為7000米。

但有人潛水器的使用費用令大多數科研團隊望而卻步,加之載人深潛器在滿足深潛技術要求之外,還要考慮海洋學家的生命安全, 因此現代深海探索大多數時候依賴於無人潛水器。

無人潛水器包括遙控潛水器和自主水下航行器。遙控潛水器是由科考船上的研究人員控制的系留式水下設備,遙控潛水器通常安裝攝像機、機械臂、聲納設備和樣品容器。自主水下航行器無需人工控制即可運行,可以通過聲吶繪製海床三維地圖,測量深海溫度與化學物質並拍照。這兩種無人潛水器共同成為了今天深海科考的主力。

相關焦點

  • 刷新我國潛水器下潛深度紀錄
    本報訊(瀋陽日報、沈報全媒體記者嶽雨) 6月8日,中國科學院瀋陽自動化研究所主持研製的「海鬥一號」全海深自主遙控潛水器(以下簡稱「海鬥一號」),在馬裡亞納海溝成功完成萬米海試與試驗性應用任務後,搭乘「探索一號」科考船順利返港
  • 我國潛水器下潛10907米刷新深度紀錄
    6月8日,「探索一號」科考船海試歸來。在此航次中,「探索一號」所攜的「海鬥一號」全海深自主遙控潛水器,在馬裡亞納海溝成功完成其首次萬米海試與試驗性應用任務,填補了我國萬米級作業型無人潛水器的空白。「海鬥一號」在馬裡亞納海溝實現4次萬米下潛,最大下潛深度10907米。
  • 中國最先進 「小丑魚」潛龍三號首潛成功:下潛最大深度 3955 米
    IT之家4月21日消息 根據新華網的報導,我國最先進的自主潛水器「潛龍三號」20日成功首潛。從凌晨4時46分進入海面,到下午3時53分浮出水面,下潛最大深度3955米,航行24.8公裡,順利完成各項測試指標。經IT之家報導後,不少網友發現了它雖然有「潛龍」這樣霸氣的名字,但是塗裝卻是可愛的小丑魚,也引起不少網友的喜愛。
  • 「奮鬥者」號載人潛水器成功坐底馬裡亞納海溝——「萬米的海底,妙...
    &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp首先需要確認好下潛海域的水文、氣象和地形信息,之後要對「奮鬥者」號進行充油、充氧以及充電。&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp「奮鬥者」號從「探索一號」科考船轉移到海面,這一過程就叫「布放」。
  • 「彩虹魚」號:世界首個作業型全海深載人潛水器(圖)
    我國自主研製的「蛟龍」號載人潛水器的最大下潛深度為7062米,對深淵科學來說,這個深度還只是起步。如何讓我國深海科考更進一步,達到全海深載人作業水平?  今年9月26日,我國自主研發的全球首個作業型萬米級載人深淵器「彩虹魚」號在南海海域完成海試,最大潛深為4328米,邁出了我國探索萬米深淵的關鍵一步。
  • 美軍潛艇可下潛530米,我國海軍潛艇最深能下潛多少米?
    但是我國海軍潛艇的發展技術也很快,那麼我國海軍潛艇最深能下潛多少米呢?潛艇分為科研領域用的潛水器和軍用潛艇,我國軍隊裝備的潛艇以039系列潛艇作為主力。通過我國向外銷售的潛艇數據可以推斷,我國潛艇的最大潛深在300米。這個數據是根據我國出口巴基斯坦和泰國的常規動力潛艇來比較的,以出口潛艇不如自家裝備的潛艇這點來看,我國的039型潛艇的最大潛深可能要在300米到350米這個區間。
  • ...蛟龍號 下潛深度 馬裡亞納海溝 下潛試驗 坐底 大深度 北京時間...
    6月3日上午,「向陽紅09」試驗母船搭載蛟龍號載人潛水器從無錫江陰蘇南國際碼頭起航,奔赴馬裡亞納海溝區域執行蛟龍號載人潛水器7000米級海試任務,挑戰中國載人深潛歷史的新紀錄。中國是繼美、法、俄、日之後世界上第五個掌握大深度載人深潛技術的國家。中新社發 李一芳 攝  東方網6月19日消息:6月19日,中國載人深潛器「蛟龍」號7000米級海試第二次試驗最大下潛深度達6965米,再創中國載人深潛記錄。  北京時間19日凌晨5點,中國載人深潛器「蛟龍」號7000米級海試第二次下潛試驗開始。
  • 馬航殘骸或在「藍鰭金槍魚」最大下潛深度邊緣
    (路透社)參考消息網4月16日報導 美聯社4月15日稱,澳大利亞當局4月15日表示,失蹤馬來西亞航班的搜索海域太深,自主水下航行器無法抵達,在首次進行印度洋海底搜尋殘骸和黑匣子的行動中半途折返,浮回海面。
  • 獨家|深海超級戰隊,向萬米海底出徵……|海洋|馬裡亞納海溝|潛水器...
    此刻,深海超級戰隊正向海底萬米出徵,中國之聲獨家帶來他們的聲音,聽……「奮鬥者」號總設計師、萬米海試總指揮葉聰他是「蛟龍」號載人作業潛水器首席潛航員、「深海勇士」號載人作業潛水器副總設計師、全海深載人作業潛水器總設計師,始終奮戰在深潛領域第一線,屢創我國載人深潛的新紀錄。
  • 中國首臺萬米級無人潛水器「彩虹魚」在南海完成海試
    「彩虹魚」號完成4000米級海試。記者昨天獲悉,9月26日至10月25日,上海海洋大學深淵科學技術研究中心研製的我國首臺萬米級無人潛水器「彩虹魚」號和著陸器,在南海成功完成4000米級海試,標誌著中國人探秘「萬米深淵」邁出了實質性的第一步。
  • 「潛龍三號」設計源於小丑魚,最先進自主無人潛水器先進在哪
    4月30日,在完成深海最後一潛後,「潛龍三號」跟隨「大洋一號」船開始返航。4月20日開始,這個中國最先進自主無人潛水器,先後進行了包括兩次海試和兩次試驗性應用在內的四次潛水作業,在全新挑戰中不斷刷新著紀錄。最近一段時間,大洋深處熱鬧非凡,各路探海英雄頻頻刷新著中國自主研發的深海裝備挺進藍海的紀錄。
  • 蛟龍號第三次下潛完成坐底 深度為6953米
    「蛟龍」號中廣網北京6月22日消息(記者周文超)北京時間22日5時,「蛟龍」號載人潛水器開始進行7000米級海試第三次下潛試驗。8點53分「蛟龍」號載人潛水器完成坐底,下潛深度為6953米,開始作業。「蛟龍」號由於認識到載人潛水器對海洋科學的價值,中國在「十五」期間開始研究深海載人潛水器。
  • 國之重器 「探索一號」載人潛水器在三亞崖州灣科技城南山港碼頭啟航
    隨著日新月異的發展 我國對海洋的探測也更深 更遠,尤其是對海洋資源的利用與開發也是這幾年國家的重點研究方向,隨著國家對海洋探測領域的深入我國的載人潛水器也取得了舉世矚目的成就
  • 這才是大國科技,中國載人潛水器又創新紀錄,下潛10058米最深海溝
    最近中國又出現了讓世界沒想到的壯舉,中國載人潛水器又創造了新的記錄,這才是真正的大國科技。據央視網消息稱,10月27日中國載人潛水器「奮鬥者」號在西太平洋馬裡亞納海溝成功下潛了10058米,創造了中國載人深潛的新紀錄。
  • 中國載人潛水器坐底世界最深海溝,美專家提醒:美難以承受這代價
    目前已經發展出先進的無人潛航器、海底著陸器、滑翔機和載人潛水器這些深潛設備,而且越來越能夠建造更先進、複雜的深潛設備,比如能夠下潛萬米的「海鬥號」無人潛水器。最近我國深潛器再次迎來裡程碑突破,但比起創紀錄的下潛深度,其實更不得了的是另一項能力。
  • 最大下潛深度10000米,比蛟龍號還深3千米:全球海洋不再有禁區
    不過,近日有消息稱我國在這一領域再次取得了最新的進展。眾所周知,2012年「蛟龍」號成功實現了在馬裡亞納海溝試潛7020的深度。這一深度的實現,已經為我國打開了一扇新的大門。不過這樣的成就遠非我國所要求的終極目標,最近我國自主研發的全海深載潛水器的球殼已經建造完成,並成功通過了總體集成單位的驗收。
  • 「蛟龍」第三次下潛獲透明海參(組圖)
    新華社發(中國大洋協會供圖)  本報記者 劉歡  昨天下午16時許,「蛟龍」號載人潛水器完成7000米級海試第三次下潛試驗後安全返回。據海試指揮部透露,這次試驗6次坐底,最大下潛深度達到6963米。而最令人激動的是,本次在海底6900米左右抓取到了一隻透明的深海海參。  海底取樣收穫頗豐  「今天下潛試驗的收穫非常豐富,基本完成了試驗計劃。」
  • 刷新歷史!中國載人深潛「奮鬥者」徵服馬裡亞納海溝
    刷新歷史!10909米 「奮鬥者」本次任務的圓滿完成 不但刷新了多項潛水器深潛紀錄 也意味著中國製造的潛水器 具備了極限深海的探測手段
  • 下潛到7000多米深海的「蛟龍號」是怎麼工作的?
    蛟龍號最大下潛7020米  蛟龍號載人潛水器是一艘由中國自行設計、自主集成研製的載人潛水器,也是863計劃中的一個重大研究專項。2010年5月至7月,蛟龍號載人潛水器在中國南海中進行了多次下潛任務,最大下潛深度達到了7020米。