曹紅　李勛祥

青島海洋地質(zhì)研究所曹紅副研究員和徐翠玲副研究員近日參加了由上海海洋大學(xué)牽頭組織的TS2-30-3南海冷泉調(diào)查航次，她們搭載“深海勇士”號(hào)載人深潛器，順利完成了南海冷泉載人深潛任務(wù)。

突破自我 挑戰(zhàn)深海

曹紅和徐翠玲在本航次中執(zhí)行的是“中國(guó)海域冷泉深潛調(diào)查研究計(jì)劃”，該計(jì)劃于2022年6月在青島確立，由青島海洋所、上海海洋大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院深海科學(xué)與工程研究所（以下簡(jiǎn)稱：“深海所”）和自然資源部第三海洋研究所4家單位共同策劃。

2023年12月的一天，作為本次深潛科學(xué)家，曹紅和徐翠玲登上深海所“探索二號(hào)”科考船。在“海馬冷泉”海域，她們乘坐“深海勇士”號(hào)載人潛水器（HOV）下潛。她們的首次深海之旅由此展開。

近10年來(lái)，曹紅所在的深海極端環(huán)境探測(cè)研究團(tuán)隊(duì)在我國(guó)海域累計(jì)發(fā)現(xiàn)聲學(xué)氣泡羽流（存在深海冷泉的重要標(biāo)志）數(shù)量200余個(gè)，并通過可視化有纜潛水器（ROV）證實(shí)冷泉10余個(gè)，是我國(guó)發(fā)現(xiàn)冷泉數(shù)量最多的團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)此前主要利用ROV、無(wú)人無(wú)纜潛水器（AUV）等對(duì)冷泉開展調(diào)查，但乘坐HOV親臨海底，進(jìn)行最為逼真的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、取樣以及實(shí)驗(yàn)，還是第一次。

因?yàn)槭鞘状纬俗d人深潛器下潛，同時(shí)得知要在潛水器里作業(yè)8個(gè)小時(shí)，曹紅還是有一些緊張。但她滿懷對(duì)海洋地質(zhì)事業(yè)的熱愛，對(duì)深邃海底世界的向往，以及對(duì)解密深海冷泉的期望，不斷鼓勵(lì)自己克服困難，樹立了探索深海的勇氣。同時(shí)她了解到，一同下潛的主駕駛王碩已經(jīng)駕駛“深海勇士”號(hào)下潛過80多次，副駕駛徐立達(dá)也已下潛過約30次，這都給了她更多的信心。當(dāng)天上午7點(diǎn)25分，曹紅跟隨駕駛員進(jìn)入“深海勇士”號(hào)載人艙，開始下潛。

“深潛器脫鉤進(jìn)入水中的那段時(shí)間著實(shí)讓人不舒服，但下潛到幾十米后就穩(wěn)定了?！蓖高^舷窗看著湛藍(lán)無(wú)比的大海，觀察海里的一些藻類、魚蝦，曹紅很快忘記了緊張和不適，取而代之的是興奮和激動(dòng)，她渴望快點(diǎn)到達(dá)海底一探究竟。通過監(jiān)視屏幕，曹紅看到深潛器的下潛速度是36米/分鐘，只花了約5分鐘，深潛器就下潛到了海底200米。200米到1000米這個(gè)水層，被稱為“暮色帶”，因?yàn)榇┩傅竭@一層的光線已相當(dāng)昏暗。這時(shí)，駕駛員打開了潛水器的照明燈，于是周圍漆黑的海洋又亮了起來(lái)，曹紅得以繼續(xù)觀察海洋生物。

大約40分鐘后，“深海勇士”號(hào)接近海底，停止下潛。曹紅看了下深度，接近1400米。在近海底，“深海勇士”號(hào)以每秒0.5米到1米的速度從冷泉邊緣區(qū)向核心區(qū)前行，曹紅的注意力也開始轉(zhuǎn)移到調(diào)查研究“海馬冷泉”上。

同樣的經(jīng)歷，在另一個(gè)深潛航次里，徐翠玲也體會(huì)到了。不過，在進(jìn)入“暮色帶”后，由于深潛任務(wù)相對(duì)較多，為了省電，潛水器的照明燈并沒有打開。因?yàn)楹Ｑ笠黄岷?，為了緩解緊張情緒，徐翠玲在下潛時(shí)一直填寫樣品標(biāo)簽，寫了幾百枚，這為后續(xù)的樣品處理和保存工作節(jié)省了時(shí)間，可以盡快把取回來(lái)的樣品保存起來(lái)。

當(dāng)“深海勇士”號(hào)下潛至接近1400米的海底，停止下潛、打開燈光時(shí)，徐翠玲立刻湊到舷窗邊，她看到了比手掌大但已死亡的白瓜貝密密麻麻地覆蓋在海底，這時(shí)駕駛員像導(dǎo)游似的開始介紹：“這一片是白瓜貝的墳場(chǎng)，我們?cè)偻白?，可以看到活著的貽貝群……”歡快的氣氛讓她放松下來(lái)，研究工作穩(wěn)步開展。

探索冷泉 海底尋寶

在近海底前行了約一個(gè)小時(shí)，一個(gè)冷泉噴口出現(xiàn)在眼前?！爸灰姼缓淄榈戎饕煞值牧黧w不斷從海底往上噴發(fā)，產(chǎn)生了大量氣泡，形成了幾十米的氣泡羽流，我一下子就想到了電視劇《西游記》中的龍宮。”靠近冷泉噴口，曹紅被這種壯觀的景象深深吸引。不過，僅僅隔了一天時(shí)間，當(dāng)徐翠玲再次來(lái)到這個(gè)冷泉噴口處時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)已沒有多少氣泡了。“這鮮明地體現(xiàn)了冷泉具有易變性，一些冷泉可能僅僅過了幾個(gè)小時(shí)就不再‘噴發(fā)，但過幾天或幾個(gè)月又‘復(fù)噴。”為了研究冷泉流體到底能在海水中漂多遠(yuǎn)，徐翠玲對(duì)冷泉噴口處的海水進(jìn)行了分層取樣，并利用甲烷傳感器等裝備對(duì)冷泉流體成分進(jìn)行了測(cè)試，以待后續(xù)進(jìn)一步研究。

與徐翠玲不同，曹紅并沒有把精力過多放在冷泉流體上，因?yàn)檠芯坷淙壬詈O端環(huán)境的礦物巖石才是她關(guān)注的重點(diǎn)。在觀察冷泉噴口時(shí)，她很快注意到海底裸露的白色天然氣水合物（可燃冰）。以往的研究證明，與冷泉活動(dòng)有關(guān)的淺表層天然氣水合物分布廣泛，在有限區(qū)域內(nèi)可以高度富集，例如墨西哥灣地區(qū)的淺表層天然氣水合物可達(dá)5～6米，具有可觀的資源價(jià)值。實(shí)際上，深海冷泉之所以備受社會(huì)關(guān)注，一個(gè)重要的原因就是存在這種特殊的優(yōu)質(zhì)清潔資源。

“在冷泉噴口處對(duì)沉積物和生物等進(jìn)行取樣后，我當(dāng)時(shí)有一個(gè)遺憾，就是沒有發(fā)現(xiàn)和獲取到冷泉活動(dòng)的主要產(chǎn)物——冷泉碳酸鹽巖。冷泉碳酸鹽巖的形成，一般需要?dú)v經(jīng)上百年、上千年的沉淀，這在古冷泉（已經(jīng)活躍了比較長(zhǎng)時(shí)間的冷泉，但目前處于休眠或停止噴發(fā)狀態(tài)）發(fā)現(xiàn)的概率較大。”曹紅在與同伴表達(dá)了自己的遺憾后，王碩、徐立達(dá)兩位駕駛員立刻駕駛潛水器去尋找?！爱?dāng)時(shí)已經(jīng)是中午12點(diǎn)多，大家午飯也顧不上吃，駕駛員不斷跟船上的工作人員確定古冷泉的坐標(biāo)，最終在一個(gè)多小時(shí)后找到了一處古冷泉，獲得了碳酸鹽巖樣品?！?/p>

在完全黑暗、低溫高壓的深海海底，曹紅、徐翠玲在分別關(guān)注冷泉礦物巖石、冷泉流體之余，還在冷泉區(qū)看到和獲取了貽貝、海螺等眾多深海生物，這些具有獨(dú)特生理結(jié)構(gòu)和代謝機(jī)制的冷泉生物，隨著冷泉活動(dòng)的變化而興盛、衰亡，在荒蕪的海底形成了一片“深海綠洲”，顛覆了人類對(duì)“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”的傳統(tǒng)認(rèn)知。對(duì)深海冷泉開展系統(tǒng)研究，不僅是因?yàn)榇嬖谔烊粴馑衔镞@種深海礦物，而且關(guān)乎生命起源、生命極限等系列重要科學(xué)問題的解決，對(duì)深海生物資源開發(fā)利用，例如對(duì)海洋藥物與生物制品研發(fā)，都具有重大價(jià)值。

滿載而歸 期待未來(lái)

按照慣例，“深海勇士”號(hào)每天上午8點(diǎn)50分下水，下午約5點(diǎn)浮出水面，這是“深海勇士”號(hào)團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)好的時(shí)間。在確保電池續(xù)航安全的前提下，讓深潛人員盡可能完成8小時(shí)水下作業(yè)時(shí)長(zhǎng)，并且也可以趕上船上的早餐和晚餐。不過，曹紅下潛的那個(gè)航次，因?yàn)閾?dān)心海況不好，提前了約一小時(shí)下水，所以下午4點(diǎn)就浮出了水面?；氐娇瓶即虾?，曹紅、徐翠玲等工作人員旋即開始對(duì)樣品進(jìn)行處理和保存。

“我們自主研發(fā)的水下高精度雙目相機(jī)以及與中國(guó)海洋大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的甲烷、二氧化碳傳感器，通過搭載‘深海勇士號(hào)載人潛水器，以及搭載科考船上的溫鹽深儀器進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證了裝備的可靠性和先進(jìn)性。”曹紅談道。本航次利用水下高精度雙目相機(jī)，以及甲烷和二氧化碳傳感器開展深海原位測(cè)試，獲取了一大批活動(dòng)冷泉區(qū)地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)和資料，同時(shí)采集了冷泉區(qū)沉積物、巖石、生物和流體等多種類型樣品，圓滿完成了航次任務(wù)。

本航次獲得的樣品和數(shù)據(jù)將會(huì)為青島海洋所進(jìn)一步開展冷泉相關(guān)研究提供重要支撐，也為項(xiàng)目組及科研人員瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿，積極參與國(guó)家深海重大研究計(jì)劃積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

深海冷泉是地球科學(xué)與生命科學(xué)交叉研究的前沿領(lǐng)域，也是全球深海探測(cè)的重要目標(biāo)。經(jīng)過十余年的辛勤耕耘，青島海洋所深海極端環(huán)境探測(cè)研究團(tuán)隊(duì)在深海冷泉研究方面夯牢了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。近年來(lái)，通過自主研發(fā)譜系化水下傳感器和探測(cè)機(jī)器人等一批先進(jìn)調(diào)查裝備與技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)逐漸成為國(guó)內(nèi)冷泉調(diào)查研究領(lǐng)域的一支重要力量。

◎ 來(lái)源|中國(guó)礦業(yè)報(bào)