日前,第十五届全国运动会和全国第十二届残疾人运动会暨第九届特殊奥林匹克运动会火种采集仪式在广州举办。本次火种的“源火”来自我国南海北部海域水深1522米处的可燃冰。这是全球大型运动会历史上首次在深海海底获取“源火”。本次采集火种的任务是由广州海洋地质调查局自主研发的“海马”号深海遥控潜水器(ROV)完成的。
潜水器是衡量一个国家探测深海能力的重要标志,那么,“海马”号都有哪些“神奇”之处呢?让我们揭开它的神秘面纱。
1
“海马”号的研发
深海曾经一度被认为是生命的禁区,但是在深海中又蕴藏着丰富的宝藏。为了探秘深海,人们研发了各种各样的“探海神器”。无人遥控的深海潜水器,因为不受时间限制、作业能力强、没有载人风险,一经发明立刻就成为潜水器领域里数量最多、类型最齐全、应用最广泛的一类潜水器。
但是我们国家在这方面研发晚了整整半个世纪,而且国外对我们进行技术封锁,关键技术受制于人。随着我国国家实力的增强和技术的发展,2006年我国把潜水器列入中长期科学技术发展规划,正是在这样的背景下,“海马”号项目在2008年正式启动。
“海马”号项目有两个重要的指标:一个是下潜4500米。为什么是4500米呢?因为我们国家管辖的海域主要是4500米深,国家管辖海域以外的自然区域也大概是这个深度,另一个是国产化率达到90%。
要实现国产化,有很多技术难点需要攻克,最难的是抗水压的问题。研发团队创造性地借鉴了“深海鸡蛋”原理——通过微孔结构实现内外压平衡。从2008年开始到2014年,“海马”号用了六年时间进行技术攻关,中间经历了上千次的部件测试,100多次的水区试验还有17次的深海下潜,有3次下潜到南海的4500米深度,最终试验成功。
2
发现我国第一个巨型活动性冷泉
“海马”号第一次下潜作业就不负众望,在南海发现了我国第一个巨型活动性冷泉,为了纪念这一重大的科学发现,它被命名为“海马冷泉”。
什么是冷泉?深海里面有的地方会有气体渗漏,比如油气外泄漏,或者其他生物气会泄漏,这种泄漏的情况有点像地面上泉水咕咕地往外流,所以叫冷泉,它的温度大概只有两三度。
冷泉之所以会引起大家的关注,是因为它是科学与资源绝佳的天然实验室。在深海里面有一种吃气体的细菌,它可以将这种气体转为营养物质,再供给生态系统的生物,这种以“甲烷氧化菌——贻贝”共生体系为基础,构建出的独特的化能合成生态系统,让冷泉区聚集了大量的生物,最神奇的是在海底还能看到可燃冰。
3
它是一个“深海多面手”
这次“海马”号从1522米深的海底采集到可燃冰,作为全运会火种的气源。可燃冰怎么能“变”出火焰?其实,可燃冰的学名是“天然气水合物”,是天然气(主要成分是甲烷)和水在深海低温高压环境下形成的类冰状结晶。当其脱离深海高压环境、压力降低时,就会“苏醒”分解,释放出甲烷气体——这就是“源火”的气源。
“海马”号除了做可燃冰的调查,还进行了许多其他科考研究。
我国除了960万平方公里的国土和300万平方公里的海域,还对管辖海域外的23.5万平方公里的结核、结壳、硫化物矿区有优先的开采权和勘探权。在西太平洋富钴结壳矿区,“海马”号创下了机械手单手抓取样品的新纪录(62公斤矿石样本,差不多一个成人的重量)。“海马”号还成功把深海3吨多的物体打捞出来。
随着应用范围越来越广泛,功能越来越齐全,“海马”号还扩展了资源环境以外的调查应用领域。我们把“海马”号加上声学、光学的探测传感器去海底的溶洞进行调查,“海马”号就变成了测绘工程师;我们还借助“海马”号进行了深海文物的考察。
“海马”号每年都有技术迭代,都有更新,每年都能取得很多的重大成果。未来,随着无人智能化技术的发展,“海马”号一定会获得更多的深海奥秘。
据科普中国网站