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        返航途中,科考作业任务结束,科考队员们、船员们的船上生活相对轻松。“海六课堂”如期开讲。
        “每个航段都会有不同单位的科考队员来到海六参加科考工作,他们都是各个单位的精英,有博士、有教授,很多都是这个领域未来的翘楚,机会难得,所以我们想利用走航的时间,请他们就自己所专注的领域或自己的经历做一次讲课,既是一种学术交流也是一种生活调节。”船长蓝明华对海上课堂很重视。
        在大洋32航次结束科考任务返航途中的海上课堂里,来自广州海洋地质调查局、万里学院、厦门大学等单位的科研人员将大家带进了深海世界、带进了南极、带进了北极、带进了海洋微生物的生态圈里。
        来自广海局的邓希光博士,今年随着蛟龙号下潜至深海。他用图片和视频,向大家展现了深海生物的丰富多彩、我国海洋科技的进步,以及潜航员的工作环境、工作状态,独自翻跟斗的海参、机器人捡拾海底生物的灵活动作等都给大家留下了深刻的印象。
        来自浙江万里学院的熊尚凌老师,曾随雪龙号远赴南极。在“海六课堂”上,他向大家展示了南极科考队员的苦与乐,让常出大洋的在座科考队员们感同身受,又多了一种体验。
        有了南极,也有北极。厦门大学的胡王江博士,随科考船辗转北极圈。胡博士结合照片、音乐,展示了美丽的北极光、航程中的国别外交、下雪时年轻科考队员的青春笑脸、饭后飞机平台上的遛弯生活等等,让大家身临其境。
        来自国家海洋局第二研究所的研究员倪建宇则从专业角度,讲述了大洋32航次第3航段科考工作相关科研工作,向大家讲述了海洋环境研究的前前后后……
        讲座现场,每次都座无虚席。科考队员李琦说,“海六”上,很多人来自不同的单位、专业一般也不相同。像南极、北极、蛟龙号下潜这样的经历,就不是一般人都能亲身体会的了。通过他们的讲座,也就好像自己去过了一样。而且可以增长自己的见识和知识,了解其它专业方向的研究进展,而且大洋调查都是多学科、多专业性的,多听他们的讲座,对自己以后的工作也很有帮助。如果专门花时间来了解各专业知识的话 也没那个时间和精力。海六课堂上的讲座一般都是比较科普性的,一个小时的时间可能比自己花一天时间了解得都多了。
        科考队员杨永深为赞同。他说,平时很难这么多专业的人聚在一起。海六课堂可以让我们了解不同行业的知识,拓展知识面。
        首席科学家刘方兰说,这样的课堂还将继续。接下来,还将根据各人所长安排多次讲座。

    国家海洋局二所倪建宇博士作讲座


    航段首席邓希光教授作讲座


    科考队员正在聚精会神听讲座


    首席科学家刘方兰教授作讲座


    厦大胡王江博士作讲座


    浙江万里学院熊尚凌教授作讲座
    “海六课堂”开讲啦

    2020年8月10日,自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局“海洋地质六号”调查船顺利抵靠海洋地质码头,圆满完成2020大洋航次科考任务。航次历时49天,漂洋过海近15000公里,出海成瘾的我仍然心潮澎湃,意犹未尽。作为第一次出海的“小萌新”,此次远洋科考让我受益匪浅,唯一的遗憾是未能一睹“海马”系列深海遥控潜水器(ROV)在海上现场作业的风采。

    当听闻“海洋地质六号”船后续的航次调查任务将使用“海马2”号ROV在“海马冷泉”开展科学考察后,立刻跟海洋生态环境研究所所长夏真陈述了我对“海马2”号的向往之情,夏所慨然同意了我的出海申请。本航段有来自上海海洋大学、中科院南海所、中科院能源所、香港浸会大学、香港科技大学等多家科研院所的科学家组成了国内最强大的冷泉科研团队,以及广州海洋局水合物工程技术中心、实验测试研究所、海洋生态环境所和海洋技术方法研究所组成的海上技术调查队伍,再加上甲板部和轮机部船队人员28名。

    “海马”2号出水

    感谢技术负责亮哥(陈春亮)在“海洋地质六号”为我保留了我的老本行岗位——“导航”。本航段最主要的调查任务是依托“海马”2号强大的作业平台搭载多种作业工具和多家科研机构的设备在冷泉口作业,ROV下潜完成回收网兜、布放海底摄像装置、布放生物诱捕器、生物实验等多项任务,并采集海水、表层沉积物和碳酸盐岩样品。

    经过ROV室小伙子们的耐心调试,ROV成功下潜。此时的地质室成为新冠疫情期间电影院解禁以后最火爆的观影室,按进场先后顺序可分别抢占VIP观影区和一般观影区的座椅,来晚的科学家可自带小板凳找空地坐下,再晚的观影人员只能买到站票寻找“立锥之地”了。通过高清摄像头,看热闹的外行看到了笼统的“海底生物”,看门道的内行则看到了管状蠕虫、蛤类、贻贝、白瓜贝等多种冷泉生物。

    小迷妹惊叹地看着屏幕里令人眼花缭乱的海底世界,借此良机恶补了“海马冷泉”的相关知识。“海马冷泉”为国际前沿科学问题的研究提供了重要窗口,引得来自于多家科研院所的科学家们此刻汇集于“海洋地质六号”进行野外采样和学术探讨,也正是“海马”2号拥有的深海探测强大力量,使得调查取样成为可能,不愧为我的男神大“海马”。

    观众享受了视觉的盛宴之后ROV开始取样作业。任由科学家们提出多么“刁钻”地取样要求,ROV主驾驶员黄元铿都能得心应手、手到擒来、指哪打哪,只见他拿起操作手柄提、压、点、按,机械手张合自如,伸缩有度,取样一气呵成。在一旁的小迷妹被这一通操作惊艳到目瞪口呆,立刻萌生了做一名ROV驾驶员的梦想。听到技术负责亮哥和ROV室主任陈宗恒交流,国外有科学家兼任操作员的先例,我心花怒放准备坐上驾驶员座椅,却被技术负责严词喝止,告诉我ROV驾驶员的上岗必须通过严格培训。

    为了满足我当ROV驾驶员的心愿,技术负责安排了专业技术人员培训与科学任务最密切的机械手操作作业,培训从系统原理开始,接着介绍了机械手的关节组成与控制机理,随后才安排了实际操作,专业技术人员指导如何插管取样作业,虽然这是ROV最简单的取样作业,小迷妹却费了很大劲才get到这一技能,更加佩服ROV驾驶员的精湛技艺。

    小迷妹享受着学习的幸福时刻,像是在片场客串了一把导演,给男神爱豆加了一段戏,妙不可言。完成所有作业之后,“海马”2号终于满载而归,出水一刻,他像自带bgm的英雄,一袭白衣,持剑而立,云淡风轻,帅气逼人。她又像自带光环的出水芙蓉,清晰脱俗,遗世而独立。

    广海人:小迷妹与大“海马”的初遇

    6月27日上午,中国地质调查局广州海洋地质调查局“海洋六号”船从东莞市东江口海洋地质专用码头起航,执行深海地质调查第6航次和中国大洋第51航次两项科学考察任务。

    据介绍,本航次是“海洋六号”连续第8年执行深海大洋科考任务。航次分4个航段,预计120天,调查工区为西太平洋我国富钴结壳勘探合同区等。

    此次主要任务有5项:一是在西太平洋执行深海地质调查航次,在前期工作基础上继续开展多波束测深、浅地层剖面测量、温盐深测量和地质取样调查,进一步了解目标区域地质特征;二是在富钴结壳合同区开展“一般勘探阶段”资源调查,为获得部分区块控制资源量和重点区块探明资源量、完成第一次区域放弃工作提供基础资料;三是开展富钴结壳规模取样装置海上试验,验证采样设备性能,为采矿设备研发奠定基础;四是开放共享科考平台科研搭载任务,利用“海马”号深海遥控潜水器(ROV)等开展沉积物、海底生物和海水取样工作;五是开展海洋环境调查,为西太平洋微塑料分布特征等海洋环境热点问题研究提供数据支撑。

    图为科考队授旗仪式。朱夏 摄

    “海洋六号”再起航 执行深海大洋科考任务

    6月27日,自然资源部中国地质调查局所属的广州海洋地质调查局“海洋六号”船从东莞市东江口海洋地质专用码头起航,执行中国地质调查局深海地质调查第6航次和中国大洋第51航次两项科学考察任务。

    据广州海洋地质调查局副总工程师、航次总首席何高文介绍,本航次分4个航段,预计120天,调查工区为西太平洋我国富钴结壳勘探合同区等。航次主要任务有5项:一是在西太平洋执行深海地质调查航次,在前期工作基础上继续开展多波束测深、浅地层剖面测量等地球物理调查和地质取样调查,进一步了解西太平洋目标区域地质特征;二是在富钴结壳合同区开展“一般勘探阶段”资源调查,为获得部分区块控制资源量和重点区块探明资源量、完成第一次区域放弃工作提供基础资料;三是开展富钴结壳规模取样装置海上试验,验证采样设备性能,为采矿设备研发奠定基础;四是开放共享科考平台科研搭载任务,利用“海马”号深海遥控潜水器(ROV)等开展沉积物、海底生物和海水取样工作;五是开展海洋环境调查,为西太平洋微塑料分布特征等海洋环境热点问题研究提供数据支撑。

    按计划, “海洋六号”船本航次将开展多波束测量、浅地层剖面测量等地球物理调查共6万千米、声学深拖70千米、海底摄像120千米、深海浅钻82个,以及ROV观测与取样、海洋微塑料调查、富钴结壳规模取样和其他地质取样等相关工作。

    其中,深海地质调查第6航次由中国地质调查局组织;中国大洋第51航次由中国大洋协会组织,是“蛟龙探海”工程“深海富钴结壳资源勘查计划”的具体落实。

    本次远洋科考由广州海洋地质调查局实施。自1986年以来,该局在太平洋海域先后开展了多金属结核、富钴结壳、稀土等资源调查与研究,累计实施了22次深海地质调查及大洋科学考察,完成2次南极科学考察任务。本航次是“海洋六号”入列以来连续第8年执行深海大洋科考任务。此外,还来自中国五矿集团长沙矿山研究院有限责任公司,国家海洋局第二海洋研究所、第一海洋研究所、海洋信息中心、海洋环境监测中心、海洋技术中心,中国科学院声学研究所东海研究站,北京探矿工程研究所,浙江大学,中山大学,上海交通大学,杭州电子科技大学和北京联合声信海洋技术有限公司等14家单位的115名科考队员参加。

    启航仪式上,中国地质调查局副总经济师、装备部主任骆庆君指出,开展深海大洋科考是加快建设海洋强国的一项重要科学活动,对推进深海高新技术发展以及人类和平利用海洋具有重要意义。中国大洋协会办公室副主任李波认为,此次大洋科考是“蛟龙探海”工程的具体落实,对维护我国在国际海底资源权益将起到重要作用。

    广州海洋地质调查局局长叶建良向参加深海地质调查第6航次科考队授旗,中国大洋协会办公室副主任李波向中国大洋51航次科考队授旗,中国地质调查局办公室副主任周绪辉和广州海洋地质调查局总工程师杨胜雄分别向“走向深海大洋”新闻宣传团队和航次青年突击队授旗。广州海洋地质调查局党委书记温宁主持欢送活动。

     

    “海洋六号”再赴深海大洋执行科考任务

    经过9天在太平洋调查区的多波束测线作业,“海洋六号”船已经初步掌握了调查区海底地形。但在平均水深超过5公里的深处,阳光无法直达,又有蔚蓝海水的掩盖,海底仍旧是“犹抱琵琶半遮面”。所以,为了进一步了解海底环境资源概况,北京时间7月27日12时科考队员派遣了深海摄像系统潜入这片幽暗的水世界。

    正所谓“工欲善其事,必先利其器”,此次使用的设备为第五代海底摄像系统,支持高清视频传输及闪光照相,由铠装光纤缆提供动力和通讯,水下照明灯亮度可调等功能。大电影由首席科学家及3位助理操刀,每天分三班拍摄;每班配有两名绞车操控手,负责掌控机位;两名地质专业人员进行地质描述,前者以视频方式记录测线范围内的海底状态,后者则在关键区域进行小范围的高清照相。


    拍摄现场的“科研精神”

     

    在整个拍摄过程中,船舶沿测线缓缓前进,绞车操控手需要根据地形变化将水下拖体时刻保持在离底2-3米范围内,实现约每小时3公里向前的“贴地飞行”。但当地形变化较快或船速突变时,摄像系统免不了与海底发生亲密接触。在27日14时30分,摄像就经历了“初吻”,嘴上立马就糊满了泥。虽然经过海水的一番冲刷,海底逐渐豁然开朗,但最后还是留下了两个顽固的斑点,作为青春的记忆。当然,记忆最终没跑赢岁月,经历几次亲吻和冲刷后,海底世界再次清晰动人。“要是能给它配一个雨刷就好了”,一旁的于宗泽与张旭开始讨论道。

    到了20时17分,绞车缆长已经由开拍时的6734米放到7991米,即将到达绞车的8000米安全极限。绞车手罗旭龙这时抛出了一个问题:“往年都是收放交替,缆长变化并不大,这次怎么就必须不停地放呢?”于立分开始了推理:水深不变,船速恒定,缆长却不断变大,那只能是底流变大了。“底流怎么会一直变大呢”?罗红波对此不以为然,也抛出一个“放风筝理论”。听着虽是通俗,但却耐人寻味。于立分计穷,鬼马地扯开话题:“其实人类对大自然的奥秘了解地还很少,我们要怀有一颗敬畏之心。”这三个后甲板技工的对话令人不禁莞尔,但也让我多少嗅到了“科研精神”的意味,也许这就是“海洋六号”的气质吧!


    把海底世界捞上来

     

    摄像操控室里,我们都围着巨型屏幕,跟随高清摄像机在海底贴地飞行。

    随着镜头推进,可以看到不时有白色尘埃飘落到这深海世界,那可能是上层海洋的生物碎屑经过多级分解的产物,也可能是被大气和水流运送至此的陆地尘埃,它在此停靠片刻,随后便加入到漫长的地质演化进程。

    过了荒漠区,生物逐渐多了起来,白色小虾、栉水母、紫色怪鱼、海星等陆续出镜。当然,还有那些我们看不见的无数种细菌正从海底底部渗出来。镜头下,这些奇怪的生物大都体型小巧,如肥皂泡一样脆弱,若隐若现,幽灵一般在镜头下潇洒游过,其精致程度不亚于装在天蓝色小方盒里的蒂芙尼珠宝,极尽美丽,也极尽奇异。料想博物馆里的标本必不能告诉我们,这条怪鱼在水里有多优雅,它是怎样运动、捕食、交配以及繁殖的。拍摄过程中,还随处可见横七竖八的长条坑道以及蚊香状的生物遗迹,兴许是海底生物怕我们太过单调,特意留下的谜题呢。

    整个拍摄过程,大家似乎都在操着19世纪新大陆探险者的心,生怕错过任何关于这片海底的新发现。于是从头到尾,没有人敢离开。

    直至7月28日2时,深海摄像结束海底漫步,回归“海洋六号”。本次“海底电影”拍摄过程长达34小时,共完成90公里测量作业。

    作业完成后,眼睛累得发疼的科考队员们面露喜悦,结果令人满意。其实在很多时候,科学考察任务就如同深海摄像一样,是静态的。科学家们坐在各自的屏幕前,平心静气地观察、试验,有时偶然对大自然的奥秘发出几声赞叹和感慨。

     


    活动在5620米海底层的虾

    5500米海底的海星

    海底大电影,深海漫游——记首次海底摄像作业

    24日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所迎来了前来参加寒假海洋科普教育的青岛市育才中学师生。寒假期间,青岛市39中、青岛市实验初中、青岛大学附中等多所学校的师生来到青岛海洋所开展科普活动,参观了国土资源科普基地科技展览馆、实验室,并听取了地质科普讲座。

    活动期间,青岛海洋所科普志愿者们带领师生参观了科技展览馆,为他们详细地讲解了地球的形成演化、板块运动、丰富的海底生物和资源以及先进的海洋地质调查技术等科普知识。在天然气水合物模拟实验室,为他们讲解了水合物生成、物理化学性质测量的实验过程,让师生们对天然气水合物这种新能源有了初步的认识。

    师生们还听取了青岛海洋所科学家所作的“可燃冰-潜在的新能源”、“我为祖国找石油”、“海洋地质灾害”等科普讲座。讲座深入浅出地为同学们讲解了研究新能源-“可燃冰”的重要性,让他们了解了石油成因、海上石油勘探与开采、石油对人类文明进程的影响、石油利用产生的环境效应等问题,以及海洋地质灾害的危害、防治等方面的知识,激发了同学们探索海洋奥秘的热情。

    活动结束后,学生们表示,参加此次科普活动,不仅开阔了视野,拓展了知识面,使自己学到了很多课堂上学不到的东西,收获很大。

    参观科技馆

    了解水合物分子结构

    听取学术报告

    参观实验室

    青岛海洋所开展寒假海洋科普活动
        当地时间10月7日,海洋六号科考队员间互相传递着一个令人振奋的消息:昨天回收的大型生物观测与诱捕系统带回的海底生物与影像资料统计出来了。粗略估计,此次共诱捕海底生物684只,另有数百张深海相机拍摄的照片,照片里出现多种鱼、虾,这将为海洋环境调查提供宝贵资料。
      大家津津乐道的还有回收经过。当地时间10月6日下午,海洋六号科考船来到3天前布放“大型生物观测与诱捕系统”的站位,回收系统。下午13:30分左右,十多名科考队员来了一场漂亮的团体战,操作释放设备发出上浮信号的、抛锚勾浮球的、拉缆绳的、挂钩的、绑水手结的、开绞车的等,大家各就各位,一环套一环,回收过程紧张而有序。
      由于这是海洋六号首次回收该类设备,大家心中都忐忑不已,不知道这次能否顺利回收,也不知道设备在海底的工作成果如何。很多休班的队员也纷纷来到后甲板瞭望。
      一个多小时后,站在船尾的记者隐约听见大海里传来清脆的滴滴声,这是设备自带的发声系统。这声音像给大家打了一阵兴奋剂,手中越发有劲!
      终于,这大型生物观测与诱捕系统如期出现在大家眼前。看见诱捕设备里被吃得干干净净的诱饵,科考队员们喜笑颜开——这意味着有海底生物出现!此次观测与诱捕成功!

    抛出锚勾住浮球——浮球下方连着大型生物观测与诱捕系统


    抛出锚勾住浮球——浮球下方连着大型生物观测与诱捕系统1


    聚精会神将海底生物从诱饵袋中夹出来


    看见被海底生物吃得干干净净的诱饵,女科考队员霍颖异乐开怀


    抛出锚勾住浮球


    生物观测与诱捕系统如期回归
    镜头说事:海底生物回收记

        你或许见过山,或许见过海,但是,大洋几千米以下的海山,你了解吗?在蓝色的海水下,也同样有高山、平原、峡谷、暗流,现在,请跟随“海洋六号”船,到中太平洋某海山一探虚实。

        当地时间8月23日,这是中国大洋23航次进行到近一半的时间,按照计划,海洋六号实施深海摄像。海底摄像这还是第一次出马,大家很关注。

        这些天,海况并不太好,浪花翻滚,远处一排排的白浪溅起飞沫。记者得知,当天风力4-5级,浪高2米,海上作业有些困难。

        年轻科考人员胡波是深海摄像作业的负责人之一,刚值完大夜班吃过早餐睡了不到一个小时就被叫醒,带着困意,到可视工作室协助调试海底摄像系统。后甲板的科考队员们也正忙碌地准备着: 吊放浅钻,换接系统接口,开机调试。

        直到中午12:30,海底摄像系统完成准备工作,从三层作业甲板下水,记者看到,这套系统仿如一个两米长,1米多高的飞艇,包括两个高精度水下摄像机和水下光源,以及高度计、倾角传感器和压力传感器,水下定位信标等。据正在现场指挥作业的摄像作业负责人张锦炜高级工程师介绍,经过10多年的多次改进,这套摄像系统已今非昔比,可以通过光电复合缆控制水下部分的电力供应和数据传输。也就是说,实现了甲板供电,甲板录制,作业时间不受限制。

        下水前,只见科考队员王俊珠满身油污趴在甲板上,用毛巾清洗摄像头后再用镜头纸进行擦拭。其后,A型架启动,海底摄像系统吊起,2组4位科考队员分两队从两侧用绳索将系统牵引稳定后,深海摄像系统入水。

        而在综合地球物理室内,导航定位组负责人彭朝旭、科考队员黄宁从上午8:30就开始为水下定位紧张忙碌,通过这套水下定位系统,可以准确地获知深海摄像系统所在的位置和深度,数据稳定,绝大部分时间效果令人满意,大家很高兴。

        下午,进行深海摄像作业期间,由于海上风向突然变化,光纤缆被海流牵引倾斜,被避免被磨损,首席科学家助理刘方兰紧急协调,后甲板与驾驶台密切配合,顺利将设备回收水面。其后又再次下放。

        “进行海底摄像作业时,对绞车操作要求很高,眼睛要时刻盯着摄像画面和绞车转轮,手要时刻握住绞车操作杆,将设备时刻保持在适当水深处,既要保证设备离海底很近,使摄像画面足够清晰,又要保证设备离底一定高度,避免触底。”首次参加远洋科考的李琦体会着,“连续进行了7个小时的绞车操作,在精力如此集中的情况下,对绞车操作员的精神和体力都是一个很大的考验,还好作业过程中有傅晓洲和炜哥(张锦炜高工)替换。”

        深海观山不易。进行水下定位、下放摄像系统、观测、记录,期间还要综合海流、风向等各方因素,更需要船舶驾驶、轮机配合,后甲板科考人员的高度协调,从上午8点,到晚上23时30分关闭海底摄像系统,“海洋六号”船科考人员们经过了15个小时的工作,完成了对中太平洋的一座平顶海山的首次探索之旅。

        由于本航次开展的富钴结壳调查,因此,所选择的海山为可能富集结壳的平顶海山。海底摄像要从水深1000多米的平顶海山的山顶处到水深3000多米的山脚。那就让我们跟随海底摄像一起探海遨游吧!

        打开系统,在海底摄像系统投射的灯光照射下,白色的“雪花”纷纷飘落,继续向下推进,高清摄像镜头传回的画面稳定、清晰。到海底了,摄像系统席卷着海流掀起了一阵浓雾很快沉静下来,一片灰白的画面上分布一些弯弯曲曲的纹路,间或有些孔洞,充满着神秘感,犹如上个世纪70年代黑白电视纪录片的画面。这就是我们第一眼看到的深海海底世界。

        此刻,正负责记录班报的董彦辉博士解释到,那些纹路应该是海底底栖生物爬过的痕迹。孔洞则可能是生物的藏身之处。

        “看,鱼,那姿态,真叫妩媚!”科考队员王俊珠提醒着我们。画面上,一条黑色的小鱼从我们的眼前扭动着腰躯游过。

        再深一些,海底又是另一幅景象了。凹凸不平的,犹如菠萝蜜表面圆润的黑色块状物,那就是深海富钴结壳,本航次科考的目标之一,低凹处覆盖着灰白色的海底沉积物。深海摄像带着我们安静掠过的前人从未到达的深处和海域,记者仿佛正俯身翱翔。

        几个小时过去了,灰白色的画面上,黑色结壳、海底沉积物交替或穿插出现,一朵摇曳的“花”出现在结壳的缝隙间,有着多次大洋科考经验的首席科学家助理邓希光博士解释到,那是深海红色珊瑚。

        “海洋六号”以两节的速度在中太平洋公海沿预定测线慢速行进,涌浪袭来,间或有些晕眩。科考队员李琦、傅晓洲等轮换操纵着万米光纤缆绞车,牵引深海摄像系统继续向深处进发。

        深海底下,深海摄像系统犹如一个外星来客,静静地缓慢的从距离海底几米的高处飞过,静寂的海底世界并没有被这群来自中国的海洋地质工作者打乱。

        一只色如血红的虾从镜头下游过。此刻画面上显示水深已达3000多米。操作绞车的工程师李琦、记录班报的宋维宇博士精神为之一振。

        时间已是8月24日晚上9点多,10分钟后,根据此前完成的多波束测深表明,此处已是海山底部,然后,结束深海摄像,回收系统,结束水下定位等等时,已是当天的11:30。

        在可视工作室观看深海摄像的首席科学家何高文对记者说,“深海摄像是开展大洋科学考察的一种重要的调查手段,它可以帮助我们直接观察海底地貌等情况,为其他采样作业手段选择合适的采样点提供依据,提高了采样的针对性;可以圈定结核、结壳的分布范围,此外,画面中关于海底生物的分布活动等情况,可以为环境学家们提供海区环境评价的基础资料。”

        从清晨到深夜,整整15个小时,科考队员们完成了对中太平洋某海山的深海摄像1条测线的作业。

        记者已随船科考半月,据记者观察,几乎每次深海作业,少则三、五小时,多则十几小时。科考队员于宗泽感慨到,“海上情况瞬息万变,气候、海浪、仪器甚至人的情感,不经意间就会出现这样或者那样的问题,整个航次也是在不断的发现问题大家共同解决问题中过来的。”如今,科考时间已近半,远洋科考队员在太平洋海域继续探索。

    深海摄像系统入水

    2、	神秘的海底世界(中太平洋海山上的富钴结壳与海底生物——红珊瑚)

    神秘的海底世界(中太平洋海山上的富钴结壳与海底生物——红珊瑚)

    神秘的海底世界(中太平洋海山上的海底沉积物与海底生物——深海红虾)

    深海观山记

    南海是我国海域天然气水合物赋存的主要区域,学术界关于南海近期连续水合物演化史及其分解触发机制仍存有较大争议,甲烷渗漏引起的海洋环境和生物效应也尚不清晰。近年来,中国地质调查局广州海洋地质调查局实验测试研究所教授级高级工程师陈芳牵头团队通过对南海天然气水合物钻探岩心沉积物开展系统研究,在水合物分解的地球化学记录、水合物演化、触发机制及生物环境方面取得系列新的研究进展。相关成果已陆续发表在《Geophysical Research Letters》(地球物理研究通讯)、《Ore Geology Reviews》(矿产地质论评)、《Chemical Geology》(化学地质)、《Minerals》(矿物)和《Science China Earth Sciences》(中国科学:地球科学)等国内外著名地学期刊。

    一是开展天然气水合物分解的触发机制研究,证实了南海北部冷泉碳酸盐岩确实与水合物有关,提出温度对水合物稳定性影响更大等新认识,并首次提供高海平期存在强烈甲烷渗漏活动的证据。天然气水合物在海洋沉积物中处于动态的平衡状态,极易受到温度和压力变化引起分解,释放大量的甲烷至海水甚至大气中,因而了解其触发机制对于资源和环境调查都显得尤为重要,也是目前水合物研究最受关注的热点问题之一。

    广州海洋局陈芳及团队邓义楠、庄畅等,联合上海海洋大学、中国科学院南海海洋研究所等相关人员组成课题组,通过测试东沙海域含水合物钻孔岩心中发育的自生碳酸盐岩U-Th(铀-钍)年龄,收集迄今为止已公开发表的全球冷泉自生碳酸盐岩测年数据,并投放在全球20万年来海平面-年龄变化曲线进行研究,获得水合物分解释放及冷泉活动发生在高海平面,甲烷渗漏在高海平面暖期活动强度最大,其诱因可能与底层海水变暖有关,与压力相比,温度对水合物的稳定性影响更大等新认识,与过去普遍认为的压力是影响南海水合物动态的主要因素这一传统认识大相径庭。研究成果证实了南海北部冷泉碳酸盐岩确实与水合物有关,并首次提供了高海平期存在强烈甲烷渗漏活动的证据。

    图1全球海平面变化与甲烷释放关系图解

    二是揭示了南海东北部二十万年以来较为完整的水合物分解演化历史。研究人员通过对含水合物钻孔岩心所获连续沉积冷泉碳酸盐岩样品进行了系统地球化学分析,结合前期测年结果,揭示出南海东北部二十万年共发生了三大期的甲烷渗漏事件。通过开展多种微量元素特征研究显示,第一期和第三期的甲烷渗漏强度较小,主要局限于沉积物中,对海洋环境影响微乎其微。而第二期规模极大,形成于13.3-11.3万年之间,大量的甲烷向上渗漏至海水中,极大的影响了海洋环境。研究首次提出了天然气水合物分解可能导致海底局部的硫化环境。

      

     

    图2南海北部近二十万年以来水合物释放历史

    三是建立起新的水合物分解事件识别指标。识别天然气水合物分解事件对于了解水合物成藏模式及地质历史时期甲烷在全球碳循环中的作用具有重要意义。研究人员在含水合物钻孔岩心的沉积物和碳酸盐岩样品中发现了多层微量元素钼(Mo)的强烈富集,最高富集系数达到273(富集系数>10属于强烈富集),而正常半深海沉积物中Mo的含量偏低,一般富集系数≤1。Mo元素的富集是高度还原硫化环境的指示,推断其富集与天然气水合物分解释放的甲烷厌氧氧化作用有关。由于Mo在地质样品中所赋存的硫化物易于保存,因此,Mo作为有效的地球化学指示剂,能够更好地用于示踪地质历史时期中甲烷渗漏的强度和大规模的水合物分解事件。

    图3水合物甲烷渗漏区Mo元素富集机制

    四是对天然气水合物释放与海底生物关系取得新认识。水合物分解伴随着大量的甲烷渗漏至海水中,从而养育了冷泉生物群。然而,冷泉区生物众多,甲烷渗漏与各类生物存在何种联系目前尚未十分清晰。研究团队对南海北部深水洋流途经海域的天然气水合物异常区钻探站位采集到的冷水珊瑚、冷泉碳酸盐岩进行了鉴定,对其矿物、元素、稳定同位素进行测试和研究。鉴定出3个种的冷水珊瑚,发现南海冷水珊瑚的成因是在洋流作用下多种因素作用的结果。

    研究指出,以甲烷为主的冷泉流体形成冷泉碳酸盐岩,为珊瑚生长提供了硬质基地。渗漏最终停止后,来自西太平洋的深水洋流携带“富营”物质维持冷水珊瑚的生长和堆积。甲烷不仅可以直接为海底生物提供能量,也可间接的支撑珊瑚等生物生长。研究拓展了南海北部海底洋流、冷泉流体的环境效应研究视域。同时,研究团队首次发现在晚第四纪沉积中底栖和浮游有孔虫碳同位素值同时出现极低值事件,对解释陆坡甲烷气释放能否贯穿上层海水及有孔虫碳同位素负偏因素有很好的研究意义。对资源勘探及古海洋环境研究具有重要意义。

    以上研究成果得到国家自然科学项目基金(No. 41372012、41776066和41803026)和南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项(GML2019ZD0506)的共同资助。

    论文信息如下:

    Chen, F., Wang, X. D., Li, N., et al., 2019. Gas hydrate dissociation during sea-level highstand inferred from U/Th dating of seep carbonate from the South China Sea. Geophysical Research Letters, 46, 13,928–13,938.

    Deng, Y., Chen, F., Hu, Y.,et al., 2020. Methane seepage patterns during the middle Pleistocene inferred from molybdenum enrichments of seep carbonates in the South China Sea. Ore Geology Reviews, 125, 103701.

    Chen, F., Hu, Y., Feng, D., et al., 2016. Evidence of intense methane seepages from molybdenum enrichments in gas hydrate-bearing sediments of the northern South China Sea. Chemical Geology, 443, 173–181.

    Deng, Y., Chen, F., Li, N., et al., 2019. Cold-Water Corals in Gas Hydrate Drilling Cores from the South China Sea: Occurrences, Geochemical Characteristics and Their Relationship to Methane Seepages. Minerals, 9, 742.

    Zhuang, C., Chen, F., Cheng, S., 2016. Light carbon isotope events of foraminifera attributed to methane release from gas hydrates on the continental slope, northeastern South China Sea. Science China Earth Sciences, 59, 1981–1995.

    广州海洋局水合物演化机制研究获系列成果

    近日,从国家知识产权局获悉,中国地质调查局广州海洋地质调查局新获7项国家专利授权。其中“一种利用冷泉气体渗漏计算海洋流场的方法及处理终端”、“一种海底泥火山温度压力的监测方法”、“一种冷泉区海底生物识别方法及处理终端”和“一种计算海底泥火山泥流水平运动速度的方法”4项专利获得国家发明专利授权;“一种用于岩心扫描装置”、“一种适用于海底泥火山的天然气采集装置”和“一种冷泉水合物培养及采集装置”3项专利获得国家实用新型发明专利授权。

    一种利用冷泉气体渗漏计算海洋流场的方法及处理终端(专利号:ZL 201910716070.X),可以通过冷泉气泡在水体中的三维多波束水体结构计算冷泉区洋流流场,为物理海洋流场监测提供新的方法和手段。

    一种海底泥火山温度压力的监测方法(专利号:ZL 201911014438.4),可以实现对深海泥火山温度压力的时间序列监测,为研究泥火山活动与深部地质活动提供数据和基础。

     

    一种冷泉区海底生物识别方法及处理终端(专利号:ZL 202010008208.3),可以对冷泉区获取的大量视频影像资料进行自动处理,快速识别海底地质及生物并进行分类,大大提高深海冷泉区生物生态群落研究效率。

     

    一种计算海底泥火山泥流水平运动速度的方法(专利号:ZL 201910986984.8),可以实现对海底泥火山生长和运动的监控,为预测和预警泥火山活动导致地质灾害提供方法和思路。

     

    一种用于岩心扫描装置(专利号:ZL 201921398226.6),为大洋和深海钻探岩心多参数扫描和记录提供了方法和装置。

     

    一种适用于海底泥火山的天然气采集装置(专利号:ZL 201921714842.8),可以将深海泥火山的天然气进行收集,为泥火山渗漏天然气作为能源资源进行采集和开发提供了方法和装置。

     

    一种冷泉水合物培养及采集装置(专利号:ZL 201921712828.4),实现了冷泉区渗漏气体可再生资源与不可再生资源之间的转化,并为冷泉区渗漏气体作为资源开发提供了有效思路。

    广州海洋局新获7项国家专利授权

    中国地质调查局广州海洋地质调查局不断提升科技创新能力,生产与科研相结合,创新成果涌现。近日,申报2项发明专利“一种基于希尔伯特变换的振幅增益方法及处理终端”和“一种冷泉区海底识别方法及处理终端”顺利通过国家知识产权局审核并获授权。其中“一种冷泉区海底识别方法及处理终端”专利的相关程序“冷泉区海底生物即时识别软件V1.0”取得了国家计算机软件著作权。

    “一种基于希尔伯特变换的振幅增益方法及处理终端”(专利号为ZL201810574209.7)主要针对现有技术不足,提供了一种基于希尔伯特变换的恢复振幅方法,以解决地层由浅至深能量不均衡问题,有效突出深层有效反射能量,且能够保留相位频率特性,能更好地用于地质构造解释。

    “一种冷泉区海底识别方法及处理终端”(专利号为ZL200010008208.3)首先对冷泉区海底生物图片中的生物进行标记,作为图像数据的视觉特征,通过特征融合,从而训练出自动识别图像特征的模型,可直接识别冷泉区的海底生物,用于海上测量时对海底冷泉生物进行自动标记记录。

     

    广州海洋局数据处理再获两项发明专利

    2020年9月,深海遥控潜水器(ROV)“海马2”号随母船“海洋地质六号”调查船圆满完成“海马冷泉”科考共享航次任务,返回广州。

    这是继2015年发现“海马冷泉”后,自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局组织“海马”号深潜器第六次开展冷泉相关科学考察。

    “海马”号创新升级

    4500米级深海遥控潜水器“海马”号是“十二五”863计划海洋技术领域重点科研项目的标志性成果。经多年应用,2018年,广州海洋局依托国家重点研发计划和地勘项目,对原“海马”号进行了性能优化和升级改造,开发了科学型ROV“海马”号(新)和科学工程型“海马2”号,于2019年底正式交付。

    2020年,广州海洋局安排“海马”号(新)、“海马2”号参与南海调查航次54天,共计下潜作业48次。调查表明,新开发的“海马”系列潜水器在动力、搭载能力等方面有明显提升。

    科考共享再创佳绩

    2020年8月至9月,广州海洋局组织“海洋地质六号”船实施“海马冷泉”科考共享航次,来自南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)、中国科学院南海海洋研究所、中国科学院广州能源研究所、上海海洋大学、香港科技大学、香港浸会大学等7家单位共36名科考队员参加了海上调查,调查任务涉及海洋地质、地球物理、地球化学、物理海洋、海洋化学、海洋生物及海洋生态学等多个领域。

    海底冷泉与天然气水合物、全球气候变化和极端环境生物资源等方面存在密切联系。此次科考过程中,“海马2”号共进行了7次下潜作业,圆满完成了“‘海马’号深海遥控潜水器科学应用及其性能优化”、“中国海域冷泉系统演变过程及其机制”等5个科研项目的样品数据采集和海底实验任务。

    此外,还开展了海底冷泉生物多样性、生物地球化学特征详查和海底原位实验,采集了大量贻贝、伴溢蛤、管状蠕虫、硬须虫、铠甲虾、阿尔文虾、海蛇尾、帽贝、海参等典型冷泉生物样品,为后续冷泉系统演变过程及其机制、甲烷微渗漏范围等研究提供实验基础,为天然气水合物资源和生态环境效应研究提供了大量样品和探查数据。航次中,“海马”号还完成了“深海原位金属元素富集装置”、“深海宏生物原位固定装置”、“微生物原位富集取样装置”等多个海底实验和探测装置布设/回收任务。

    “海马”团队自主研制的“海底长周期延时相机”、“重载数控精细云台”等设备在试验性应用中取得成功。其自行研发的“海马相机”在冷泉海底生物高清图像拍摄中发挥了重要作用。

    大力提升我国深海海底精细调查能力

    自2014年研制成功并投入调查工作以来,“海马”号先后执行了南海水合物资源调查、大洋多金属矿产资源调查等多项任务,搭载试验和应用了近20项新技术装备,为十余项国家和省部级科研项目提供了关键支撑,打捞回收了近十套重要海底观测设备,成为我国深海地质调查、科学和工程应用的强大作业平台。

    “海洋地质六号”(原名“海洋六号”)调查船是我国本世纪设计建造的一艘现代化多功能海洋科学考察船,一直出色担当“海马”号作业母船,已实现了潜水器定点和移动收放、水面母船与潜水器同步平移,以及昼夜无限时支持等多种成熟有效的协同作业模式。

    经多年探索,广州海洋局水面调查船“海洋地质六号”与深海潜水器“海马”号紧密结合、融为一体的现代化作业模式,正逐渐取代传统调查手段,成为我国海洋地质调查工作中开展海底精细调查的主力手段,将引领我国深海探查技术的发展方向,在深海进入、深海探测和深海开发中将发挥重要作用。

    广州海洋局新启用两台深海遥控潜水器:海马号(新)、“海马2”号

    “海马”号机械手执行冷泉海底原位生物基因固定和样品采集作业

    2020“海马”号再创佳绩