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潜心探索地球深部的奥秘(迈向“十五五”的创新图景)

来源:人民日报2025-12-15 09:56

  强化深海极地考察支撑保障体系。

  ——摘自“十五五”规划建议

  2025年9月,北纬85度,北冰洋。海风呼啸,舷窗外是漫无边际的浮冰,作为一名和岩石打了20余年交道的海洋地质科研人员,我第一次来到如此高纬度的极地。我们此行的目的地并非冰面,而是冰层之下5000多米的深渊。

  当我乘坐的“奋斗者”号载人潜水器缓缓没入冰冷的海水,舷窗外的光线一点点被黑暗吞没,我内心的激动压倒了对未知的恐惧。这次历时98天的北极科考,团队依托我国自主设计建造的首艘破冰科考船“探索三号”,在海冰覆盖率超过80%的加克洋中脊,完成了一次密集冰区连续载人深潜。

  位于北极的加克洋中脊是地球扩张速率最慢的地方之一,被称为“超慢速扩张脊”,每年仅向两侧分离不到20毫米。这里隐藏着地球深部地幔物质上涌的秘密,是解读地球演化历史的“关键拼图”。在过去,厚厚的海冰是我们探索这里的天然屏障。

  在北极,如何让潜水器精准地从冰缝中上浮,是我们遇到的一大难题。在常规海域,潜水器完成下潜后,浮出水面即可被母船回收;但在北极,海面漂浮着厚重的海冰,海冰随洋流不断漂移挤压,潜水器上浮时一旦头顶被冰层封住,后果不堪设想。记得第一次下潜回收时,我们在母船上焦急地寻找合适的出水点,花了3个多小时。对于深潜而言,潜水器的电量就是生命线,每一分钟的拖延都会增加风险。

  后来,年轻的科考团队提出新方案:既然“船找潜器”行不通,那就换“潜器找船”。母船通过破冰开辟出水域,通过先进的水声通信系统,指引水下的潜水器精准追踪母船位置,实现从冰缝中安全上浮。这种在密集冰区“船潜协同”的移动式冰潜模式,帮助我们更好地安全作业。

  在第418和第421潜次中,我们要用机械手采集玄武岩样品,这些岩石能帮我们了解地幔深处的岩浆是如何塑造海底世界的。为了减少舱内如厕的不便,我们往往要在下潜前控制饮食和饮水,在狭小的球舱里工作9个小时。但在幽深的海底,借着潜水器的灯光看到从地球深部喷涌而出的玄武质熔岩,我们觉得所有的辛苦都值得!

  这次科考,我们经历了漫长的极昼,还遭遇了海上高达13级的超级风暴。其中40多天时间里,我们处于完全没有网络信号的状态。但我们坚持办内部刊物、开学术讨论会,大家心中仿佛燃烧着一团火,那是对科学最纯粹的热爱。此外,从“探索三号”的破冰能力,到“奋斗者”号的冰下导航,国产装备的“硬核实力”也帮助我们实现梦想。

  回到三亚的实验室,看着那些来自北极深海的岩石样本,我知道,海底的故事远未讲完。深海科研需要多学科交叉、多单位协作。展望“十五五”,我们期待建立更高效的交流共享机制,让更多科研工作者参与进来,共同利用珍贵的极地样品和数据,编织出一张覆盖全球的深渊科考探索网。

  (作者为中国科学院深海科学与工程研究所研究员,本报记者孙海天采访整理)

  ■记者手记

  破冰,驶向更远的深蓝

  深海、极地,这两个词给普通人带来的是神秘又浪漫的感觉。但对于一线科研人员来说,却意味着枯燥与艰辛:在狭小的潜水器球舱里工作9个小时,为了工作甚至不敢多喝水;在零下十几摄氏度的后甲板上作业,海风吹在脸上如刀割般疼痛;在高达13级的风暴中,晕船到无法站立……

  承受这些困难,到底是什么支撑着他们一次次奔赴深蓝?田丽艳给出的答案很简单:“如果不热爱,坚持不下来。”科学研究需要全情投入,这种热情源于对未知的好奇,也来自攻破难题、发现新知时的那份喜悦。一次次向“不可能”发起挑战的背后,正是一代代科研工作者热爱与坚持的接力。北极科考是技术的突破,更是人对自我的突破。面对未知的密集冰区,从最初没有先例、摸索经验,到后来一天一潜的从容,这支平均年龄不到35岁的科考团队,在实战中实现了成长。

  中国深海科研人员用最朴素的热爱,在地球的最北端凿开冰层,为探索地球深部奥秘打开一扇新的窗户。面向“十五五”,我们有理由相信,这份热爱将助力中国深海科研驶向更远的深蓝。

  ■延伸阅读

  先进装备如何破解极地深潜难题

  北极海域常年被海冰覆盖,环境极端恶劣,北极深潜考验着装备全体系的“极地适应能力”。此次科考中,“探索三号”是我国首艘自主设计建造的载人深潜作业母船,长约104米,排水量约1万吨,拥有双向破冰能力,能以2节航速破除1.2米厚的冰层,为潜水器开辟作业窗口;“奋斗者”号作为技术先进的万米载人潜水器,经过一系列极区适应性改造,已能够在低温、无卫星信号环境下精准作业。

  “十四五”时期,我国深海科技装备快速发展。科考队建立了极区极端环境下“奋斗者”号载人深潜作业规程,开创了在密集冰区“船潜协同”的移动式冰潜新模式,实现了精准导引、安全上浮,使我国成为世界上唯一在北极密集海冰区进行连续载人深潜的国家。

  科考队采集了一批珍贵的水体、沉积物、岩石和生物样品,将为深入研究北极气候快速变化、极区生命演化和适应机制等提供重要科学支撑。

  (本报记者孙海天整理)

[ 责编:田新宇 ]
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