中科院深渊科考队搭乘“探索一号”三亚启航执行科考任务

今天（15日）上午9点，中国科学院深渊科考队搭乘“探索一号”科学考察船从三亚启航，按照中国科学院“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”先导专项、及国家重点研发计划“深海关键技术及装备”重点专项的任务部署，执行深渊科学考察和研究任务。

此次科考团队由中国科学院深渊科考队的60人组成，其中船员29人，科考队员31人，科考队员来自国内多家科研院所、大学和企事业单位，包括中国科学院沈阳自动化研究所、深海科学与工程研究所、浙江大学、青岛华洋海事服务有限公司、深圳长荣海船舶工程有限公司等9家单位。去年6月，中国科学院深渊科考队使用自主研发的系列高技术装备，执行了我国第一次综合性万米深渊科考，实现了我国首次11000米级深渊区域的无人深潜与探测，标志着我国深海科技正式进入万米时代。

极端环境实验室模拟万米深海

对于普通人而言，深海大概就是海底，或者海里比较深的部分。而对于中科院深海所而言，深海有其自己的界定。那么，到底什么是深海？深海研究又是怎样进行的呢？

中科院深海所研究的深海，指的是海里深度超过6000米的地方，通常是板块俯冲形成的海沟区域，其最深处形似漏斗，被形象地称为“海斗深渊”。那么，如何对深海进行研究呢？极端环境模拟研究实验室发挥了作用。

中科院深海所极端环境模拟研究实验室主任 周义明：在这里就是要模拟在自然界的不管是固样、液样还是气样的样品，在不同的温度、压力条件之下，它的各种性质，包括拉曼（光学）特性。除了肉眼，或者在显微镜下的相位关系之外，还要在不同的压力温度环境下收集它的拉曼（光学）特征。

在极端环境的激光拉曼光谱仪实验室，这个由纯二氧化硅制得的硅管很特殊，它可以在不同的温度和压力条件下模拟自然界的流体，温度可以从-190℃一直到500℃的范围内，用外面加的压力，调整温度，在显微镜底下就可以直接观察到里面样态的变化。不仅能够观测不同的流体在不同的温压条件下与矿物质间产生的互动，还能看到各种金属在流体之间的溶解、迁移、沉淀，更重要的是，以此探寻生命的奥秘。

极端模拟实验室除了有激光拉曼光谱仪实验室，还有高压可视反应腔实验室、冷封式高压釜实验室、热液金刚石压腔实验室等，正是有了这样的极端模拟实验室，科研人员可以在实验室进行多种海洋探测装置的相关实验，同时也为探索地外海洋提供了技术支撑。

海底地震仪 获得地震剖面图

深海考察不仅需要模拟极端环境，各种高科技神器也很重要。大家知道，陆地上发生地震时，可监测信息，而在6000米及以下的深海中发生的地震又该如何监测呢？

海底地震仪简称OBS，通过监测和分析周缘数十至几千公里范围内发生地震及其他地壳构造事件引起的微小振动，可观测到陆上不易观测到的前震和微震活动，便于弄清地球构造的区域性差异，是测定海沟、洋中脊附近地震动态和特征的最有力手段。 “探索一号”在首航时搭载的就是我国自主研发的大深度海底地震仪。

中科院地质与地球物理研究所工程师王元：海底地震仪主要由三大器件构成，第一是核心的地震计以及它的电路采集板和数据存储器，第二部分就是回收装置，第三部分就是防腐蚀和耐压部分。这个是我们最新研发的万米级OBS，它的工作水深达到12000米，工作周期可以达到14个月。

由于海底地震仪与陆地地震仪的工作环境不同，它不仅需要承受海水的腐蚀，还要承受海水的压力。这就对即将要投放到万米深海的海底地震仪提出了新的要求，而工程师们也对仪器做了一些特殊设计。

中科院地质与地球物理研究所工程师王元：我们成功研发了一些水听计、水声换能器，还有水密插件用来防腐蚀，在密封方面抗压方面做了一些改进。现在我们最大的工作水深可以到达12000米。另外，低功耗的采集保证海底地震仪在海底工作的时间更长，确保我们的仪器能够成功地回收。

探索一号在首航时成功投放和回收了9台OBS，不仅成功检测到马里亚纳海沟的地震信号，还在挑战者深渊获得一条完整的主动源人工地震剖面数据。

中科院地质与地球物理研究所工程师王元：探索一号在首航时最大的投放深度达到7731米，可以说是我国首次投放这么大深度的海底地震仪，并且全部取得了回收，数据记录完整。另外我们采集了一条人工地震剖面，对马里亚纳海沟地区深度结构做了一个CT扫描。

高压模拟平台 样品保压转移

深海科考需要从万米以下进行采样，并把海底微生物带到科考船上进行分析，那么如何使高压环境下的微生物在转移过程中保持不变的特性呢？

深海是一个高静水压的环境，生存在其中的微生物已适应了该高压环境。常规采样手段使样品经历了一个压力降低的过程，可能会导致深海微生物细胞受损甚至死亡。深海原位保压采样可以保障样品在采集过程中，压力保持稳定，有利于后续分离深海微生物并研究其压力适应性。

深海微生物细胞生物学实验室博士李学恭：我们这个设备根据船上的CTD采水器进行了一个改造，结构跟采水器是匹配的。CTD潜水器下去的话一般是1m/s的速度，下到6000米就是6000秒，一个半小时。到了预定的水深之后给它一个信号，它在几秒钟可以把这个瓶子采满。10秒钟海水可以把它填充满，体积是500ml，500ml对于我们做微生物来说样品是足够的。

深海原位保压采水器主要由保压采水瓶，压力补偿器以及压力传感器组成，通过搭载CTD采水器进行深海水样保压采集，回收至甲板后，在实验室中将保压采水瓶与高压培养釜连接，通过高压泵推动保压采水瓶的活塞，使样品在保压状态下转移至高压培养釜，进行后续微生物的富集培养。

（原标:中科院深渊科考队搭乘“探索一号”三亚启航执行科考任务）