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2023年全国两会上,政协委员胡震建议国家尽快启动深海装备项目,建设深海实验室,率先走在大国海洋竞争的前列。在经历了两年的讨论和技术审查后,中国政府终于批准了该建议,决定在五年内建造一座深海研究设施,以充分挖掘南海资源的潜力。
这座深海空间站的正式名称叫做“冷泉生态系统研究装置”,由中科院南海研究所牵头承建,前天刚刚在广州举行了启动仪式。按照设计规划,中国深海空间站将建于南海海面以下2000米深处,投用后可容纳6名科学家进九游娱乐入口官网行单次为期一个月的考察。
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毫无疑问,这将是人类历史上所尝试深度最高、技术最复杂的水下设施之一。它将用于哪些前沿领域研究?未来中国在深海探测又有怎样的规划和目标?
建设深海空间站对中国来说从来不是头脑一热的冲动决定,从规划到实施,我国至少筹备了二十多年。本世纪初,中国提出开发深海技术的构想,工业信息化部在内的五大部位联合发表《海洋装备制造业中长期规划》,并从中提出深海空间站工程。
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2007年中国7000米级蛟龙潜航器组装完毕,并先后完九游娱乐入口官网成千米级、三千米级和七千米级海试,为中国深海空间站建设打下了坚实基础。潜航器对于深海空间站来说,就好比宇宙飞船之于宇宙空间站。
只是二者所承担的角色不同,潜航器主要侧重深海巡航和探测取样,但工作时间较短,最多只有12小时。深海空间站相对体型庞大,水下运行时间也大大延长,一次性能海底工作30日之久,且不受海面风浪影响。
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在未来蛟龙潜航器和深海空间站可协同配合,比如潜航器从深海空间站出来执行深海作业,或承担空间站与水面舰艇的人货运输任务。而深海空间站可以远程操控潜航器,构建三元深海探测体系。整体来说,这其实就是搬用了航天体系的这套模式而已。
2010年国家在十二五规划中提出深海三步走战略,第一步开展小型深海空间站试验艇研制;第二步建设小型深海移动站;第三步就是建设当下的未来型深海空间站了。
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深海空间站建设是对国家材料科学研究和工业设计制造的综合检验,首先要考虑海水压强,空间站的外壳必须具备强大抗压能力。其次是材料防腐,最后是深海通讯和应急救援保障,各个环节都必须百密无疏,
2019年俄罗斯的核动力深海工作站突发大火,14名船员命丧大海。2023年美国泰坦号潜航器突发灾难性内爆,5名乘员无一生还...历史的教训是惨痛的,国人必须汲取前行者的经验。
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在该项目上,我国整合了包括自主潜艇舰队、长期生命支持系统在内的先进深海技术,目的就是为了给长期驻扎的科研人员提供安全可靠的工作环境,安全才是生产研究的第一要素。
那么国家排除万难也要研究深海空间站的目的又是什么呢?答案只有一个,那就是新型能源的开发。谈及冷泉,许多国人或许对此感到十分陌生。
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1979年美国人首次发现了长有重晶石和管虫的海底流体渗漏区域,并称其为“低温热液”。一直到2002年,经广州地球化学研究所翻译引入,中国才首次接触到了冷泉的概念。
冷泉是指海底深处之下,甲烷、二氧化碳和硫化氢等气体溢出海底,进入到海水之间的活动。它具有黑暗、高压、低氧的特征,温度常年在3~5℃,蕴藏着大量可燃冰。
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在此之前,人类普遍认为生物都是依赖光合作用而活,但冷泉区的生物并不依靠光合作用,而是完全靠甲烷、硫化氢等化学物质自养,形成了了另一套生命体系。截至目前,人类已经在冷泉中发现了超600中生物,它们单纯汲取化学物质就能茁壮生长,展现了大自然的神奇之处。
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由于缺乏深海实验室,人类目前对冷泉的研究尚处于初始阶段,是名副其实的小学生。但我们却早早的构想了由冷泉入手,进而开发海底能源的愿景。可燃冰的学名叫天然气水合物,是天然气和水在低温高压环境下形成的类冰状结晶物质,除了二氧化碳和水外不会产生任何燃料物质,是目前已知最清洁高效的能源。
迄今为止,我国在南海深处发现了六个冷泉区域,蕴藏着至少700亿吨可燃冰资源,相当于中国现有石油和天然气储量的1/2。
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设想下,通过海底空间站来开发冷泉生态系统,既能探索深海极端环境下的生命起源,又能挖掘可燃冰新型能源的潜力,进而同步实现中国海洋强国和双碳战略的两大目标,简直是两全其美之计。
8月份海南大学传来捷报,称科研团队攻克了一道世界性难题,或将实现让甲烷在温和条件下高效转化为液体燃料甲醇。过去传统工业转化甲烷一直采用大火猛攻的方式,在高温高压下进行粗放式转化。
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这种方式不仅低效,而且能耗巨大,是能源和资源上的双重浪费。本次海南大学在70℃温和条件下实现原子级的精准调控,必将给未来可燃冰开发带来显著优势。
但可燃冰开采也存在一些挑战和风险,比如最值得注意的环境风险。可燃冰深埋海底,开采过程中产生的废水、废气或多或少会对周边环境产生危害。
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对此我国要开发出先进的生态监控系统,遵循尽责尽职的资源开采模式,为全球深海资源利用做好典范,切不可落人口实。
浩瀚无垠的海洋蕴藏着远超人类认知的资源宝藏,挖掘宝藏的第一步,就是勇敢的迈入深海探测,掌握深海技术开发的关键技术。
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十八大以来,国家启动深海技术装备的重点专项行动,蛟龙号前后150次下潜到七大海区,奋斗号更是成功下潜到1万米深度,创造了中国载人深潜的新纪录。
过去二十年内,中国科学家在全球大洋深处发现的奇异生物,一半以上都来自于蛟龙号潜水器的探索。潜航员唐嘉陵在亲眼目睹了各类新奇生物后,由衷感慨道:现实中常见的海参多为黑色,但我在海洋中却见到了粉红色、紫色、白色的各种海参,与它们相比,我们才是外来生物。
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迄今人类已发现的大洋生物大约有26万种,但国际学界普遍认为的大洋生物总数至少为200万种以上,深海不断刷新了人类对生物多样性的认知。2024年西太平洋国际航次科考,我国首次对外开放了蛟龙号潜水器,中外科学家得以一同下潜采样。站在深海探测技术前沿,也能让我国的科技地位更进一步。
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除了自然资源外,南海的深邃之处还暗藏着无数文化宝藏。2023年中国文物局考古中心在南海发现了两处明代古沉船遗址,深度均超过1500米,船货多达10万件以上,其中不乏散落珍品瓷器。
南海地区是硬底,因此无论沉船陷得多深,瓷器都不会被淤泥裹下去,而是一直浮在底面。经过初步挖掘,文物局共计在两艘沉船上提取到近100件精美谷物,包括色彩艳丽的珐华器。
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愿2030年中国海底空间站投用后,能发掘出更多的清洁能源、新型物种以及文物宝藏,让我们朝着深海更进一步。
