大公報綜合央視新聞、新華社報道,前不久,由自然資源部組織的中國第15次北冰洋科學考察任務圓滿完成。此次考察由「雪龍2」號、「極地」號、「深海一號」和「探索三號」四船共同實施,是我國歷來規模最大北冰洋科考。
在「雪龍2」號船保障支持下,「深海一號」船搭載「蛟龍」號實現我國首次載人深潛北極冰區下潛,完成10餘次載人深潛,並首次實現雙潛器─「蛟龍」號載人潛水器和ROV(無人遙控潛水器)在北極海域水下協同作業:後者變身「超級助手」,拍攝「蛟龍」號在海底取樣視頻,並協助收集樣本。科考另一突破是用上「AI識別+環境DNA檢測」創新調查模式。此次考察「蛟龍」號大豐收,獲得海鞘、海葵、蛇尾、鈎蝦、海蜘蛛等12大類183件生物樣品。
高緯度調查,抵近取樣本。這次北冰洋科考航次最北到達北緯77.5°,填補我國在高緯度海域精細綜合調查的空白。載人潛水器能在常規設備難以到達的極端複雜地理區域,開展抵近觀測和精準取樣工作。考察中還首次按不同水深梯度和時間尺度,布放多套海底生物影像觀測系統,獲取多要素、多層次、多時空尺度的冰邊緣區調查數據。
無人潛水器拍攝「蛟龍」號水底採樣
四船合璧,締造首次。中國大洋92航次第一航段由「深海一號」攜「蛟龍」號,於2025年7月15日從青島起航,9月8日返回青島。8月上旬,「雪龍2」號與「深海一號」船在北冰洋相遇會合。在「雪龍2」號極地科考破冰船破冰保障下,本航段在北極海域進行「蛟龍」號載人深潛、ROV調查和CTD(溫鹽深剖面儀)採水等作業。據了解,在日前進行的中國大洋92航次第一航段中,「蛟龍」號載人潛水器實現中國首次北極冰區載人深潛,並在北極海域成功完成了10餘次載人深潛。
「蛟龍」號北極首潛主駕駛傅文韜說,「因為『蛟龍』號作為載人潛水器,在水下從來都是單點作業,我們這次就拓展了它的作業能力。我們嘗試了『蛟龍』號和無人遙控潛水器共同作業,這就要解決包括通信、定位等多方面的問題,然後再考慮下一步聯合作業的問題。」
8月14日,「蛟龍」號與無人潛水器完成首次攜手下潛,對水下精準定位和通信功能進行測試,對雙潛水器水下作業模式進行驗證。8月15日完成的第二個潛次,開展雙潛器水下聯合作業,使用無人潛水器拍攝了「蛟龍」號在海底進行水下生物、沉積物取樣的視頻;「蛟龍」號向無人潛水器轉交了岩石、作業標記物等物品;雙潛水器還互相拍攝了彼此深海視頻影像。
創新「AI識別+環境DNA檢測」
國家深海基地管理中心深海工程技術中心副主任李德威表示,「無人+載人」雙潛器協同作業,彌補載人潛水器在水下大規模取樣的能力不足。同時,人類創造性和機器精準性深度融合,是未來深海技術開發和勘探的必然趨勢。
是次考察還有另一項新的探索,就是科學家們在海底用上「AI識別+環境DNA檢測」的創新調查模式。簡單來說,自然資源部第二海洋研究所團隊此前收集的上萬張深海生物圖像,為AI生物識別提供技術支持。同時,為了確定AI識別準確性,還疊加環境DNA檢測。本航次在極區的調查中,通過AI識別技術發現,調查海域底棲生物密度、生物多樣性、個體體形在幾十公里至上百公里空間範圍內呈顯著差異。在北太平洋進行調查時,發現皇帝海山鏈具有64個底棲生物類群,與西太平洋麥哲倫海山生物類群相似性為85%,表明太平洋海山底棲生物之間可能具有連通性。
載人深潛取樣,更勝拖網抓獲。國家深海基地管理中心助理研究員李夢娜表示,此次載人深潛獲取的生物樣品,相較於傳統的底棲拖網等被動採樣方式,質量更佳和完整度更高,有利於後續形態鑒定和科學研究。此次考察「蛟龍」號獲得海鞘、海葵、蛇尾、鈎蝦、海蜘蛛等12大類183件生物樣品。
話你知|「兩船協同、同步觀測」
「兩船協同、同步觀測」是北冰洋科考航次最亮眼的特點之一。在北冰洋北緯75°以上的高緯海域,科考船相互協作,一邊破冰開闢作業區域,一邊同步收集海洋水文、水體化學、海冰環境等關鍵數據,讓數據可比性大幅提升,更填補了北冰洋高緯區域多項關鍵環境參數的觀測空白,為後續海冰與海洋環境預測預報打下堅實基礎。
特稿|香港三傑去年乘「蛟龍」探秘西太
「蛟龍」號首個國際航次─2024西太平洋國際航次,在完成最後一個潛次下潛作業後,搭乘「深海一號」科考船返航途中,於去年9月停靠香港,展開首次訪港之旅。
早在2013年「蛟龍」號載人深潛器進行首個試驗性應用航次時,就有香港的科學家搭乘「蛟龍」號下潛。從2013年的首次試驗性應用航次到2024年的首個國際航次,跨越十多年時間,邱建文等香港科學家們與「蛟龍」號作業團隊,親身體驗和共同見證中國深潛事業的發展與進步,並引領香港青年學者們在薪火相傳中開拓進取。
「蛟龍」號史上首個國際航次,有三位香港科學家參與並圓滿完成下潛。香港浸會大學的邱建文教授,是「蛟龍」號首個國際航次的聯合首席科學家,他曾在2013年「蛟龍」號首個試驗性應用航次完成下潛,並於2024西太平洋國際航次中圓滿完成下潛。香港城市大學的博士後王琪,下潛最大深度達到4700米,是該航次中香港科學家裏下潛深度最深的一位。香港科技大學女博士後張珊,也創造「蛟龍」號的新歷史。「蛟龍」號可搭載的人員上限為3人,一般由兩名潛航員和一名科學家組成。根據作業團隊對潛航員任務的分配,張珊與兩名女性潛航員相伴潛入最深處達到1270米的海底進行科考作業,這是「蛟龍」號同時搭載三位女性的首航。
安全保障|裝備再升級 「蛟龍」穿「冰甲」
在北極,零下嚴寒、浮冰密布、地磁異常,每一項都是對深潛裝備的「極限考驗」。為讓「蛟龍」號和「深海一號」能安全作業,科研團隊提前「量身定製」多項改造,讓中國深潛裝備擁有了應對極區環境的「專屬技能」。
「蛟龍」號的改造,每一項都瞄準極區的核心難題。首先是「抗寒升級」,科研團隊通過無數次低溫試驗,讓「蛟龍」號的液壓系統、鈦合金部件、鋰電池都能在極寒環境中穩定工作。不僅如此,工作人員還為潛器進行了「安全加碼」。
國家深海基地管理中心潛航員齊海濱表示,「蛟龍」號針對極地特殊環境,有針對性地開展極區適應性改造工作,頂部加裝多波束以探測極地海面浮冰,加裝二次拋載裝置以控制潛水器在水下的上浮速度,開展捷聯慣導、長基線等設備的升級優化,提升潛水器極地水下導航及定位精度。
為了保障通信暢通,「深海一號」的通信導航設備全部升級,即便在極區濃霧、強電磁干擾環境下,也能與「蛟龍」號保持穩定聯繫;同時,摒棄傳統「船找潛器」的被動方式,改為「潛器找船」的主動模式,讓回收效率提升30%以上。
跨越發展|極區攻關技術 誕生多個首次
在「雪龍2」號船保障支持下,「深海一號」船搭載「蛟龍」號成功實現了我國首次載人深潛北極冰區下潛,標誌我國載人深潛與極地考察事業正式邁入「全海域作業」的新階段。
國家深海基地管理中心潛航員齊海濱說:「在北極我們要面臨風、浪、流、冰、霧、寒等諸多複雜作業環境,尤其是在大面積冰面區域的作業,我們要選擇合適的下潛點,綜合考慮浮冰的漂浮情況,這些都是和其他海區深潛不同的。」「蛟龍」號主駕駛潛航員傅文韜表示,在別的地方下潛,艙內比外面要冷很多,北極不一樣,我們進來的時候穿多少,到水底下也是一樣。
首潛成功只是開始,在這航次,更多「全球首次」在極區海域接連誕生,水聲通信、精準定位等技術難題被一一攻克。國家深海基地管理中心副主任許學偉說:「此次『蛟龍』號實現首次中國載人深潛極地冰區下潛,將中國載人深潛由『全海深』向『全海域』突破,代表我國深海進入、深海探測的科技實力不斷提升。」
(來源:大公報A2:要聞 2025/10/05)