實現海洋生態安全調控,攻克可燃冰安全開採……地球科學如何助力...

2020-12-08 大洋網

自古以來，廣東地區都是對外貿易交流的重要樞紐，也是最早的海上絲綢之路。這裡擁有廣闊海洋空間資源、眾多海島和綿長岸線，區域優勢明顯。當下粵港澳大灣區的建設如火如荼，發展好「海洋經濟」成為了一個熱門話題。如何能夠利用發揮好區位優勢，同時兼顧海洋生態系統良性發展？

7月13日上午，由廣州市科技局、廣東科學中心等主辦的珠江科學大講堂第72期，邀請到海洋科學研究領域權威專家——中國工程院院士張偲，通過線上講座的形式，為大家講述他對粵港澳大灣區海洋生態安全研究的思考。同時本次講座也是科技部主辦的「科學之路、科普講堂」系列活動之一。

粵港澳大灣區地處海陸相互作用的關鍵帶

「粵港澳大灣區的地理區位非常特殊，非常重要。它是海陸相互作用的關鍵帶，五江匯流（西江、東江、北江、流溪河、潭江），珠江從徑流量來說僅次於長江，每年達到了3300多億方。颱風、極端天氣等陸-海-氣相互作用超強。可燃冰礦藏資源非常豐富。」張偲在講座中首先講述了粵港澳大灣區的特殊地理優勢。

但研究表明，由於人類活動的影響，這個區域的水體汙染逐漸嚴重；生物多樣性水平與生態服務功能驟減；圍海工程導致了陸海場景不斷改變。

「要預測未來，就要先掌握現狀的動態變化。圍繞大灣區建設，地球科學必須回答，如何實現海洋生態的安全調控。」張偲說。因此要研究陸海相互作用關鍵過程一個是要掌握陸海相互作用關鍵的過程。「風暴潮、海平面上升、大氣沉降，將如何影響灣區。了解地理空間的格局優化，最後才能夠完成海洋生態的安全調控。」

以大科學裝置助力可燃冰安全開採

而圍繞灣區資源開發，必須回應的重大關切：可燃冰分解甲烷大規模洩漏可破壞生態安全；可燃冰分解滲漏可引發海底地質災害，造成海水酸化和氧枯竭，引起海洋生物大量死亡和嚴重的溫室效應，帶來環境生態災難。因此，需要以大科學裝置助力可燃冰安全開採工作。

為此，張偲團隊規劃設計了兩套系統。「第一套系統是原位載人觀測系統，主要是實現在冷泉系統生態樣地中長期、連續觀測，高保真樣品獲取和原壓原位和梯度壓力實驗研究，進行不同梯度壓力下的實驗。」

可燃冰試開採關鍵技術取得重大突破

「第二部分是陸地上建一套模擬測試系統，在觀測的基礎上進行長周期的模擬觀測來進行驗證，同時在這裡重複實驗。」可燃冰模擬裝置的發展趨勢如何？張偲介紹，目前國內外的模擬裝置針對可燃冰分解和形成模擬，參數少、模型理想、功能單一、不能實現可燃冰分解滲漏對環境的影響及生態系統模擬。未來，可燃冰開採實驗模擬裝備的測試精度、可視化程度將越來越高，檢測和表徵方法多樣化；規模逐步放大，貼近野外實際，但可能會出現缺乏服務於可燃冰開採的環境生態影響研究的專用裝備的情況。

張偲還介紹了正在研究的大裝置技術儲備，包括正在研發的高壓低溫水密模擬倉安全控制技術、已掌握的海底觀測控制與數據交換關鍵技術等，其中，中國科學院廣州能源研究所成果「水合物試驗技術」獲2018年國家技術發明二等獎。該項目攻克深海天然氣水合物苛刻地質條件下，地層構建、鑽井、井網布署及排採等設備研發技術難點，研發出世界首套三維成套大型設備專用於可燃冰開採技術研究，解決了可燃冰開採及控制難度大等關鍵技術難題，確定了開採可燃冰的關鍵技術。

他表示，為推動冷泉裝置預研項目建設，南海海洋所與中船重工702研究所、中國地質調查局廣州海洋地質調查局優化了戰略合作，各方將充分發揮各自技術優勢和資源優勢，強強聯合，加速總體進度，為冷泉裝置預研項目建設奠定重要科技基礎。

廣州日報全媒體文字記者 方晴
廣州日報全媒體圖片記者 方晴
廣州日報全媒體編輯 蘇琬茜

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