理论教育 驶向深蓝,纵横九万里:新一代向阳红的环球科考成果

驶向深蓝,纵横九万里:新一代向阳红的环球科考成果

时间:2023-09-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:老一代“向阳红”功勋卓著,新一代“向阳红”继承传统。精准定点作业是“向阳红01”船首航中显示出的独特优势。“向阳红01”船因此获得中央电视台“开拓先锋”的荣誉称号。真正让“向阳红01”船闻名遐迩的,是中国首次环球海洋综合科学考察。自然资源部第一海洋研究所所长李铁刚对“向阳红01”船执行环球海洋综合科考做出如此评价。

驶向深蓝,纵横九万里:新一代向阳红的环球科考成果

老一代“向阳红”功勋卓著,新一代“向阳红”继承传统。

投入使用后,“向阳红01”和“向阳红03”船可谓披星戴月。

2016年10月,“向阳红01”船从青岛出发,首航东印度洋,执行两个月的国家全球变化与海气相互作用专项“东印度洋南部水体综合调查秋季航次”综合海洋调查任务。本次任务采用了大面观测、走航观测、锚系定点和漂流浮标等多种观测方式,获取了物理海洋与气象、海洋生物、海洋化学和海洋光学等多学科现场调查数据,为揭示印度洋季风环流场特征、海气交换对东亚气候变化的影响等提供了数据基础。

航次期间,“向阳红01”船布放了两套白龙浮标系统,实现了我国在热带印度洋区域首次“一船两标”作业。“白龙”浮标是海洋一所自主研发的国内首套7000米级深海气候观测系统,能够搭载多要素传感器,对海表气象、海洋要素等高频率采样,实时将观测数据传输到位于青岛的岸站数据中心,为深海气候观测提供重要支撑。

精准定点作业是“向阳红01”船首航中显示出的独特优势。在船舶先进的动力定位系统支持下,面临恶劣的海况,科考队作业采样设备的入水点和出水点水平距离的偏差没超过1米,实现了精准定点作业,获取了高精度数据资料和定点样品。这好比大海捞针,通过高超的技能操作,在指定的海底位置取样作业,达到科考目的。

2018年7月,“向阳红01”船受邀参加中央电视台《机智过人》栏目的录制。科学家、船长和船上队员完美配合,使“向阳红01”船利用先进的动力定位系统和可视化取样设备,在气象条件非常恶劣且有限的时间内,成功地将抛在海底的设备取回,完美地诠释了“大海捞针”功能,展示了国之重器的超强综合能力。“向阳红01”船因此获得中央电视台“开拓先锋”的荣誉称号。

真正让“向阳红01”船闻名遐迩的,是中国首次环球海洋综合科学考察。2017年8月28日—2018年5月18日,“向阳红01”船开展大洋、极地和全球环境热点等多项科学考察。

那是我国首次组织的融合资源、环境、气候等多学科交叉的环球综合考察航次,由中国大洋第46 航次(5个航段)和中国第 34 次南极科考(第四航段)两部分组成,参航单位 25个,参航队员 183 人。在长达 263 天的科考中,“向阳红 01”船跨越印度洋、南大西洋太平洋,行程 3.86 万海里(约 7.1 万千米),实现了资源、环境、气候三位一体的融合科考。

“向阳红01”船配备的打捞设备

从一片蔚蓝到茫茫冰雪,“向阳红01”船在中国首次环球海洋综合科学考察中披星戴月,顶风冒雪,收获了沉甸甸的硕果。

大洋46航次第一航段,科考队员加密调查了中印度洋海盆的深海稀土,进一步圈划出稀土超常富集核心区域,较精密地估算了中印度洋海盆远景区稀土的资源潜力,深化了中印度洋海盆远景区稀土分布范围及成矿规律的认识,使我国成为目前调查研究印度洋深海稀土程度最高的国家。

大洋 46 航次第二和第三航段,科考队员精细调查了南大西洋 700 千米长的洋中脊海域热液硫化物,获取了大量热液硫化物样品,有的块状硫化物重达 3 吨;发现了南大西洋开普海盆多金属结核以及南大西洋方舟海山上的大面积、高丰度海绵、珊瑚等海底生物;开展了水文和微塑料调查,收集到横跨大西洋的水文结构断面数据资料,检测出海洋微塑料的存在。大洋 46 航次第五和第六航段,科考队员系统性地获得了东南太平洋调查区和走航区的海洋生物生态资料,填补了我国在该领域的资料空白。

“向阳红01” 综合科考船展示大洋中取回的科学样品(宋新华 张进刚 摄)

“向阳红01” 综合科考船展示大洋中取回的块状硫化物(宋新华 张进刚 摄)

“向阳红01” 综合科考船展示大洋中取回的蛇纹石化橄榄岩(宋新华 张进刚 摄)

在南极海域,“向阳红01”船与“雪龙”船联合执行中国第34 次南极科学考察,首次将我国南极科考由传统的西经45度向东扩展到了西经37度海域;首次大范围、全覆盖地测量南极大西洋扇区海底地形;首次发现了调查区天然气水合物形成与海底热液活动密切相关的直接地质与地球物理证据……

取得了多项“首次”的累累硕果,填补了多个海域调查的空白,“向阳红01”船的环球海洋综合科考,为进一步探索海洋奥秘、拓展海底资源的探查空间、深入开展海洋在全球气候变化中的作用以及对最新全球海洋环境热点问题的研究积累了丰富的资料。

“开启了我国深远海科考的历史新篇章。”自然资源部第一海洋研究所所长李铁刚对“向阳红01”船执行环球海洋综合科考做出如此评价。

我国新一代海洋综合科考船“向阳红01”完成中国首次环球海洋综合科学考察(宋新华 张进刚 摄)

2019年8月10日,“向阳红01”船从青岛起航执行中国第10次北极考察任务,成为我国第一艘同时执行过南北极考察任务的非破冰船舶。(www.daowen.com)

“向阳红03”船交付后同样征尘滚滚。

2016年9月23日—10月31日,搭载71名科考队员的“向阳红03”船首航西太平洋,开展全球变化与海气相互作用专项秋季航次调查。与“向阳红10”船一样,调查期间,“向阳红03”船经受了“鲇鱼”“海马”等6次台风考验,有效检验了设备性能,磨合和锻炼了科考队伍,成功回收5000米深水潜标,获取了一批关键科考数据,为后续参与大洋科考积累了经验。

在完成全球变化与海气相互作用深海底质调查和西太平洋海洋环境监测预警体系建设等7个航次任务后,2017年7月12日,“向阳红03”船首次承担中国大洋科考任务,赴太平洋开展中国大洋第45航次科学考察。

“向阳红03”船盛装待发

那个航次是国家海洋局组织的首个全要素综合考察航次,主要任务包括调查深海生态环境、多金属结核勘探合同区资源、公海环境污染状况等。航次共分为 3个航段:第一航段以海山生物多样性调查为主,在西太平洋典型海山及周边海域调查生物多样性与环境;第二航段以资源调查为主,在东太平洋中国大洋矿产资源研究开发协会多金属结核勘探合同区开展地质调查;第三航段以深海环境调查为主,兼顾调查多金属结核。

考察过程中,“向阳红03”船上的“十八般武器”纷纷亮相,有多管取样器、温盐深仪、浮游生物拖网、深海微生物原位富集系统、原位大体积过滤系统……可谓多学科、立体化、全方位投入使用。在种种设备中,最让人欣喜的莫过于被誉为“海底千里眼”的6000米集成化光学拖体。

这种拖体装着高清摄像机、照相机、高度计、姿态传感器、压力传感器、激光标尺等设备。在海底工作时,拖体在钢缆的带动下始终贴近海底1~3米“潜行”,移动完成摄像和拍照,实时采集、传输和记录相关数据并传至实验室。科考队员只需坐在电脑前,就能看到数千米深海瑰丽奇异的景象:广袤无垠的海底平原,自由游弋的海洋动物,形状各异的海洋植物……大有探秘未知世界的感觉。

船上的生活枯燥,当新奇来袭时是队员们最愉悦的时光。这种直观观察与采样分析相结合的方式,构成了我国深海环境调查的体系。

6000米集成化光学拖体

在西太平洋海山区和东太平洋多金属结核合同区,“向阳红03”船首次开展深海微生物原位富集培养实验,主要利用深海原位高压、低温、寡营养、黑暗等极端环境,富集和培养在陆地实验室无法培养的海洋微生物,如同把实验室搬到5000多米的深海海底。

“向阳红03”船还在西太平洋海山区布放的一套潜标上配备了时间序列水样采样器和浮游植物采样器。它们在海底工作1年,能获取海洋水文、海洋生物和海洋化学等观测数据,供科学家研究。

光学拖体在海底拍摄到的海洋生物

在不同作业区,“向阳红03”船连续调查了表层海水中新兴污染物微塑料、放射性核素,走航观测了海气二氧化碳、大气气溶胶以及气象等环境要素,为我国参与全球海洋环境治理、海洋生物多样性保护和海洋环境管理提供支撑。

3个航段分别获取了数座海山的海洋生物多样性与环境样品观测资料,综合调查了东太平洋多金属结核勘探区及邻近海域海洋地质和海洋生物多样性,还调查了中东太平洋海域海洋生物多样性与环境断面,获取了深海大洋的生物与环境样品和资料。

总而言之一句话:跟踪国际前沿科学问题,聚焦海洋生物多样性保护。

从起航到凯旋,在执行大洋45航次任务的130天中,“向阳红03”船航程1.5万海里,验证了船载技术装备和后勤保障水平,开展了高难度、大强度、远洋深海科考实践。

大洋45航次的科考队员林辉这样总结:正是凭借多种先进调查设备和手段的综合应用,以及多学科联合调查,才使得“向阳红03”船在西太平洋和中东太平洋开展大规模深海环境调查成为现实。

科考队员拖放光学拖体入水探测

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