原標題：深海著(zhù)陸器：海底的人造“海洋之眼”
通過(guò)“科學(xué)”號平臺回收已經(jīng)連續工作超過(guò)一年的系統
第二看臺
近日，我國新一代遠洋綜合科考船“科學(xué)”號在南海成功回收了我國國內首套連續工作超一年的“深海著(zhù)陸器”。
在過(guò)去375天里，被稱(chēng)為人造“海洋之眼”的深海著(zhù)陸器，在水深1130米左右的南海北部一冷泉噴口處，進(jìn)行原位觀(guān)測，帶回了約186千兆的冷泉區高清影像和傳感器數據資料。
深海著(zhù)陸器為什么布放在南海冷泉區？著(zhù)陸器上攜帶了哪些高科技“武器”？這些數據將揭開(kāi)冷泉生態(tài)系統哪些深海秘密？在冷泉區布放著(zhù)陸器有什么技術(shù)難點(diǎn)？中國科學(xué)院海洋研究所特聘研究員、著(zhù)陸器2016年測試和布放航次的首席科學(xué)家張?chǎng)螌Υ诉M(jìn)行了解答。
將實(shí)驗室搬到了海底
南海冷泉區，這是此次深海著(zhù)陸器工作的主要戰場(chǎng)。
冷泉，顧名思義，溫度較低，但又非一個(gè)“冷”字可以概括。
張?chǎng)握f(shuō)，冷泉是一種以水、碳氫化合物（天然氣和石油）、硫化氫、細粒沉積物為主要成分，溫度較低，流體溫度與海水溫度相近的流體，主要分布在被動(dòng)陸緣和主動(dòng)陸緣斜坡海底沉積面之下。
冷泉反映了海底的一種極端環(huán)境，但在這種環(huán)境中又生活了大量的生物，它們不依靠陽(yáng)光而生存，正因如此，冷泉成為地球科學(xué)以及生命科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
這次考察的南海冷泉區主要位于臺西南海域。“該海域冷泉區已經(jīng)活動(dòng)了很長(cháng)時(shí)間，形成了大量自生碳酸鹽巖，其噴口周?chē)哺患?zhù)大量的生物，主要以潛鎧蝦、鎧甲蝦、貽貝、阿爾文蝦為主。此處生物群落繁茂，水深1130米左右。”張?chǎng)握f(shuō)，經(jīng)過(guò)綜合考慮，項目組選擇對該海域的冷泉區進(jìn)行細致的長(cháng)期原位觀(guān)測。“如果將樣品取上船再做分析研究，變化的溫度和壓力將導致海底生命的死亡，所謂原位探測，相當于將實(shí)驗室搬到了海底。”
自己編程自動(dòng)“叫醒”
2016年9月8日零時(shí)，激動(dòng)人心的時(shí)刻到來(lái)，借助“科學(xué)”號母船的同軸鎧裝通訊電纜，重達近兩噸的深海著(zhù)陸器，被緩緩放至臺西南海域冷泉區。
張?chǎng)握f(shuō)，如果將一個(gè)海域比作一個(gè)房間，深海著(zhù)陸器相當于在房間里安了個(gè)攝像頭，能夠監控水下生物的生活規律。“它能夠自己編程，一般每隔幾個(gè)小時(shí)‘醒’一次，監控兩分鐘左右又進(jìn)入夢(mèng)鄉。”此次布放前，科學(xué)家已將這臺著(zhù)陸器進(jìn)行了長(cháng)達一個(gè)月的試布放。
與之前著(zhù)陸器相比，這是國內首套在深海連續工作超過(guò)一年的深海定點(diǎn)觀(guān)測系統。張?chǎng)握f(shuō)，要讓系統在深海工作這么長(cháng)時(shí)間，需要進(jìn)行特別的低功耗設計。“每天每個(gè)系統都需要工作四次，每次幾分鐘，加起來(lái)一年就要消耗很多電力，此外系統待機的時(shí)候也需要消耗電力。”
尤其值得一提的是，這次著(zhù)陸器布放的位置是在活躍的冷泉區。與廣闊的臺西南海域相比，冷泉冒泡的噴口也就與陸地上的籃球場(chǎng)大小相當，布放時(shí)需要船、潛水器和著(zhù)陸器緊密配合，才能將近兩噸的著(zhù)陸器一點(diǎn)點(diǎn)地準確挪至噴口。
多功能的深海作業(yè)平臺
受科技水平限制，人們對海洋的認知多是通過(guò)航海取得，對海洋過(guò)程的觀(guān)測只能是表面的、短暫的、不連續的。隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展和探測需求的推動(dòng)，科研人員的視野不再局限于海表，而是想深入“虎穴”進(jìn)入海水以下進(jìn)行連續長(cháng)期的觀(guān)測。
“著(zhù)陸器也是作業(yè)平臺，可以完成多種原位傳感器數據資料的獲取工作”，張?chǎng)握f(shuō)，此次布放的深海著(zhù)陸器搭載了CTD設備，以獲取冷泉區域的溫度、鹽度、深度。為了能使深海著(zhù)陸器這只“眼睛”看得更多更全面，深海著(zhù)陸器上也可以搭載其他傳感器，諸如pH傳感器、甲烷傳感器、二氧化碳傳感器、原位光譜傳感器等。
300多天里，系統攜帶高清影像系統，成功獲取了冷泉噴口附近眾多生物群落生長(cháng)演化的高清影像資料。張?chǎng)握f(shuō)，這些參數和影像的獲得，將為解析冷泉生態(tài)系統生物群落變遷、生活史演替、種群補充機制、生物活動(dòng)機制等重要基礎生物學(xué)問(wèn)題及其與環(huán)境之間的關(guān)系提供重要的第一手數據。
作為目前我國觀(guān)測時(shí)間尺度最長(cháng)的化能生態(tài)系統原位定點(diǎn)觀(guān)測平臺，該系統及數據的成功回收也將成為回答冷泉關(guān)鍵環(huán)境參數與上層水體水動(dòng)力過(guò)程、地質(zhì)活動(dòng)關(guān)系等科學(xué)問(wèn)題的金鑰匙，提升我國深海生態(tài)系統的國際影響力。
【關(guān)閉】
