“探索一號(hào)”船

在中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）“海斗深淵前沿科技問題研究與攻關(guān)”的支持下，中科院“探索一號(hào)”船TS01-01航次，于2016年6月22日至8月12日期間，在馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵開展了我國(guó)第一次綜合性萬米深淵科考活動(dòng)，航次歷時(shí)52天，其中作業(yè)37天，共執(zhí)行作業(yè)任務(wù)84項(xiàng)。

參與本航次科考的單位有中科院深?？茖W(xué)與工程研究所、沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、地質(zhì)與地球物理研究所，北京國(guó)冶銳誠(chéng)工程技術(shù)有限公司，青島華洋海事服務(wù)有限公司，深圳市長(zhǎng)榮海船舶工程有限公司和廣州鴻海海洋專用設(shè)備有限公司。

本航次以先導(dǎo)專項(xiàng)部署并自主研發(fā)的深海潛水器及裝備為主要手段，輔助以大深度常規(guī)作業(yè)工具，以“做實(shí)七千米，挺進(jìn)一萬米”為指導(dǎo)，避免單純地追求深度，而以大深度下的科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及獲取數(shù)據(jù)和各類樣品為目的。本航次是我國(guó)在萬米深海進(jìn)行的第一次深潛科考嘗試，是為實(shí)現(xiàn)國(guó)家“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃部署的萬米載人/無人深潛科技目標(biāo)所做的先期努力，為最終全面實(shí)現(xiàn)我國(guó)的萬米深潛邁出了具有重要意義的一步。它的成功縮短了我國(guó)與美、日、英等世界海斗深淵科考先驅(qū)國(guó)家在萬米科考能力上的差距，標(biāo)志了我國(guó)的深潛科考開始進(jìn)入萬米時(shí)代。

本航次在國(guó)際深海領(lǐng)域進(jìn)行的開創(chuàng)性工作和突破包括：

（1）在萬米深度，“原位實(shí)驗(yàn)”號(hào)深淵升降器（Elevator）搭載實(shí)驗(yàn)裝置在海底成功進(jìn)行深淵底部氮循環(huán)的原位培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、“天涯”號(hào)深淵著陸器（Lander）單次獲取大量海底水樣(>100升)，這在國(guó)際同等或類似裝備上都無先例。

（2）使用國(guó)產(chǎn)海底地震儀（OBS）首次在挑戰(zhàn)者深淵西部開展主動(dòng)源人工地震勘探，成功獲得一條完整地震剖面。

（3）利用船載絞車系統(tǒng)和沉積物采樣設(shè)備，獲得9150米水深的箱式沉積物樣品，創(chuàng)造同類型深海裝備作業(yè)深度的新紀(jì)錄。

本航次在國(guó)內(nèi)深海領(lǐng)域進(jìn)行的開創(chuàng)性工作和實(shí)現(xiàn)的突破包括：

（1）我國(guó)自主研制的“海斗”號(hào)無人潛水器成功進(jìn)行一次八千米級(jí)、兩次九千米級(jí)和兩次萬米級(jí)下潛應(yīng)用，最大潛深達(dá)10767米?！昂６贰碧?hào)成為我國(guó)首臺(tái)下潛深度超過萬米并進(jìn)行科考應(yīng)用的無人自主潛水器，創(chuàng)造了我國(guó)無人潛水器的最大下潛及作業(yè)深度記錄，使我國(guó)成為繼日、美兩國(guó)之后第三個(gè)擁有研制萬米級(jí)無人潛水器能力的國(guó)家。

（2）我國(guó)自主研制的水下滑翔機(jī)下潛深度達(dá)5751米，接近目前國(guó)際上水下滑翔機(jī)最大下潛深度（6000米），創(chuàng)下我國(guó)水下滑翔機(jī)的最大下潛深度記錄。

（3）國(guó)產(chǎn)海底地震儀（OBS）工作深度首次突破7000米。航次共投放9臺(tái)OBS，儀器回收率100%，最大工作深度達(dá)7731米，刷新了國(guó)產(chǎn)地震儀工作水深的新紀(jì)錄。地震儀記錄數(shù)據(jù)完整，采集到自1900年以來第三次發(fā)生在馬里亞納海溝大于7.7級(jí)的天然地震信號(hào)。

（4）我國(guó)自主研制的“海角”號(hào)和“天涯”號(hào)深淵著陸器、“原位實(shí)驗(yàn)”號(hào)深淵升降器共進(jìn)行17次大深度下潛，其中“天涯”和“原位實(shí)驗(yàn)”號(hào)三次突破萬米深度，最大深度達(dá)10935米，在海底停留作業(yè)皆超過12小時(shí)。

（5）“探索一號(hào)”船舶DP2動(dòng)力定位系統(tǒng)的高精度定位性能，以及萬米測(cè)深探測(cè)系統(tǒng)、CTD采水器、沉積物取樣裝置、地震實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等船載設(shè)備成功運(yùn)行，表明“探索一號(hào)”船作為我國(guó)4500米和萬米載人/無人潛水器母船以及綜合性海斗深淵科考作業(yè)平臺(tái)，具備了6500米以深海洋的常規(guī)探測(cè)作業(yè)以及支撐萬米深潛科考作業(yè)的能力。

（6）利用“海斗”號(hào)無人潛水器成功獲得2條九千米級(jí)（9827和9740米）和2條萬米級(jí)(10310和10767米)水柱的溫鹽深數(shù)據(jù)。這是我國(guó)獲得的第一批萬米溫鹽深剖面數(shù)據(jù)，為研究海斗深淵水團(tuán)特性的空間變化規(guī)律和深淵底層洋流結(jié)構(gòu)，以及萬米載人潛水器的設(shè)計(jì)提供了寶貴的基礎(chǔ)資料。

（7）通過深淵著陸器和升降器共進(jìn)行13個(gè)潛次的大生物誘捕實(shí)驗(yàn)，在五千米、六千米、七千米、八千米、九千米及一萬米級(jí)深度獲取兩千余個(gè)大生物樣品，其中包括鉤蝦、深淵專屬的獅子魚以及未知物種。這是我國(guó)首次獲得具有深淵專屬特性的獅子魚以及萬米水深的大生物樣品。這些深淵大生物的獲得為探索海斗深淵物種的起源與演化、群體遺傳特征及其共生微生物對(duì)極端高壓環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制提供了寶貴的樣本。

（8）利用船載沉積物采集裝備和深淵著陸器，成功獲得深度序列完整的海底沉積物樣本，從七千米、八千米、九千米到最大水深10822米。大深度沉積物樣本的獲取為研究深淵沉積對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)、深淵早期成巖活動(dòng)、化能生命與地質(zhì)活動(dòng)內(nèi)在聯(lián)系等重大科學(xué)問題創(chuàng)造了條件。

（9）利用船載采水器、深淵著陸器、升降器，成功獲得深度序列完整的馬里亞納海溝水樣，包括七千、八千、九千和萬米級(jí)水樣，最大采樣深度達(dá)10900米。大深度水樣的獲取為揭示深淵水體生態(tài)環(huán)境演變、深淵物質(zhì)循環(huán)以及極端高壓微生物學(xué)研究提供了珍貴的研究樣本。

（10）通過深淵著陸器搭載自主研發(fā)的原位固定裝置完成近十個(gè)站位的原位水體微生物收集工作，采樣實(shí)驗(yàn)的最大深度達(dá)7850米，單次過濾水樣體積達(dá)150升。此裝置所獲得的樣品能最大程度反演深淵底部原位環(huán)境下的微生物組學(xué)信息，為揭示深淵微生物群落結(jié)構(gòu)、代謝途徑和環(huán)境適應(yīng)機(jī)制提供了珍貴的研究樣本。

“海斗”號(hào)無人潛水器布放

本航次取得的成果，表明萬米深海已不再是我國(guó)海洋科技界的禁區(qū)，這是繼“蛟龍?zhí)枴逼咔缀Ｔ嚦晒笥忠粋€(gè)海洋科技的里程碑。此次航次所獲得的深度序列完整的原位探測(cè)數(shù)據(jù)及水體、沉積物和大生物樣本，填補(bǔ)了我國(guó)長(zhǎng)期以來無法獲得超大深度特別是萬米海底數(shù)據(jù)和樣品的空白，將極大地促進(jìn)我國(guó)深海深淵科學(xué)研究的發(fā)展，并有效推動(dòng)我國(guó)海斗深淵科學(xué)研究體系的建立。這些寶貴的數(shù)據(jù)和部分樣品將向相關(guān)研究領(lǐng)域的科學(xué)家開放。

本航次的成功得益于中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)在前沿領(lǐng)域的前瞻性部署及有效組織、海南省重大科技專項(xiàng)的及時(shí)支持，得益于國(guó)家863計(jì)劃海洋技術(shù)領(lǐng)域的持續(xù)支持和長(zhǎng)期積累。其結(jié)果進(jìn)一步表明，我們不可能單靠引進(jìn)走到國(guó)際深海領(lǐng)域的前沿，而國(guó)家頂層設(shè)計(jì)及堅(jiān)持全技術(shù)鏈條自主研發(fā)才是我國(guó)掌握萬米深潛核心技術(shù)及能力的基本保障和前提。

本航次通過對(duì)先進(jìn)及綜合性的船舶、深海探測(cè)平臺(tái)和多種深潛裝備的應(yīng)用以及密集性深淵科考作業(yè)的實(shí)踐，磨礪出一批海上一線作業(yè)指揮員，鍛造出一支能夠進(jìn)行萬米大深度科考作業(yè)的隊(duì)伍。

除了上述參航單位外，在本航次準(zhǔn)備工作中，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局、中船重工集團(tuán)702所、中船澄西（廣州）船廠、國(guó)家海洋局北海分局、浙江大學(xué)和上海交通大學(xué)也發(fā)揮了重要作用。整個(gè)航次在組織模式上有效融合了科研單位、高校、國(guó)企和民企各自的優(yōu)勢(shì)，大家本著協(xié)同創(chuàng)新的精神，為突破萬米深度、保障科考成功共同付出了巨大努力。

“海斗”號(hào)無人潛水器下潛