2月28日，冷泉裝置在廣州南沙正式開工，中國人逐夢星辰大海的豪情壯志因此變得更加具象化。冷泉裝置將推動我國的深海工程技術及裝備在國際上實現從“跟跑”到“領跑”的超越，未來基于該項技術建設的不同譜系深海駐留裝備，可廣泛應用于海底礦產資源開發，以及南海島礁資源開發和權益維護等領域。

冷泉生態系統研究裝置整體介紹（圖片來源：南海海洋所）

向南海“深海綠洲”進軍

冷泉裝置所聚焦的海底冷泉區，承載著地球深部碳循環的密碼，是研究極端環境生命適應機制和探索新型生物資源的戰略要地，因此，對冷泉區及其生態系統的研究一直是國際上的關注熱點，例如美國的ECOGIG項目就著重于對墨西哥灣、大西洋海底峽谷以及加利福尼亞灣冷泉區及其生態系統的研究。而由25個國家參與的國際大洋發現計劃（IODP）也在開展海底冷泉區“深部生物圈”和“可燃冰”的研究。

“冷泉”是指

海底之下的 甲烷、硫化氫

和二氧化碳等氣體

在地質結構或壓力變化驅動下

溢出海底進入海水的活動

冷泉生態系統是指

海洋生物利用海底冷泉

滲出的化學物質

為能源進行化能合成

發育成海底黑暗世界里

獨特的生態系統

具有黑暗、高壓、低氧等理化特征

它們以可燃冰分解的甲烷

為生源要素

通過化能合成作用而生生不息

被譽為“深海綠洲”

冷泉生態系統已發現600多種生物

“冷泉能夠為化能自養生物提供碳源和能量，維系著以化能自養菌為食物鏈基礎的冷泉生物群，并成為初級生產者。”張偲院士介紹稱，在此基礎上，繁衍著管狀蠕蟲、蛤類、貽貝類、甲殼類、多毛類動物以及海星、海膽、蟹類、冷水珊瑚、魚類等后生動物，形成一套完整的化能營養為基礎的深海生態系統。目前，科學家已經在冷泉生態系統中發現了600多種生物。

冷泉生態系統管狀蠕蟲群落。圖片來源：廣州海洋地質調查局

海底2000米，連續生活30天

“冷泉裝置將采用‘深海樣地實驗+陸地模擬，海陸協同、時空互換’的設計思想，裝置主要由海底實驗室、保真模擬分總體以及保障支撐分總體三部分組成。” 中國科學院南海海洋研究所所長，冷泉生態系統研究裝置總指揮李超倫2月28日在接受《環球時報》記者采訪時介紹稱，南海海洋所計劃用5年的時間，建成國際首個包括2000米級坐底式深海載人駐留實驗室，以及國際最大尺度模擬深海甲烷物態演化和化能生態系統的國家重大科技基礎設施。

冷泉裝置海底實驗室分總體示意圖（圖片來源：南海海洋所）

冷泉裝置中的保真模擬分總體位于陸地之上。據了解，保真模擬分總體冷泉艙球艙內徑5米、柱艙內徑3米、水體總高度15米，最大工作壓力達20兆帕，這等同于海底2000米左右的壓力。保真模擬分總體在觀測數據的基礎上同時對可燃冰形成的物理、化學和生物過程及其相關機制、可燃冰開采過程和冷泉生態系統全生命周期發育演化的過程進行全要素的仿真模擬重塑。

冷泉裝置保真模擬分總體示意圖（圖片來源：南海海洋所）

冷泉裝置中還設計有一套保障支撐分總體。該總體主要由水面保障母船和研發與智慧管理中心組成。其中水面保障母船設計排水量達9380噸，具備600噸級海底實驗室收放與保障作業能力。保障支撐分總體功能主要用于支撐冷泉裝置系統日常運維管理、科學研究等。“三個分總體相互支持，有機融合，共同構建成國際首套面向冷泉生態系統的大科學裝置。

冷泉裝置水面保障母船示意圖（圖片來源：南海海洋所）

根據南海海洋所制定的發展規劃，冷泉裝置的總建設周期為5年，其中第一階段將花費4年時間完成設計建造工作，第二階段將花費一年時間開展設備集成調試以及各項海上試驗。而建成后的冷泉裝置將為探索深海極端環境下的生命起源，以及可燃冰的綠色開發等前沿基礎研究和高新技術研發提供先進的平臺支撐。提升我國海洋領域核心技術原始創新能力和裝備的自主研發能力，推動深遠海科技進步，服務“海洋強國”戰略及“雙碳”目標。

具有戰略意義的大科學裝置

廣州是“一帶一路”重要節點以及國際科技創新重要承載地，科研實力強，在整合大灣區海洋科技資源方面具有顯著的區位優勢。冷泉生態系統研究裝置的建成不僅會促進冷泉科技研發領域的國際合作，也將使廣州在全球海洋科學與工程創新中心的構建中占據重要地位，搶占全球深海戰略制高點。通過引領深海原位觀測技術的發展，該裝置將進一步優化粵港澳大灣區的大科學裝置配置和科技布局，支持珠三角綜合性科學中心的成長，同時也為粵港澳大灣區國際科技創新中心的建設貢獻力量。

多學科綜合的大科學裝置

冷泉生態系統研究裝置的建設及運行，將對可燃冰產業化、海洋生物資源利用、海洋裝備制造等產業發展有著“沿途下蛋”的積極推動作用，進一步提高我國深海探測技術及海洋裝備的自主研發、制造能力及運行管理水平，加快深海載人裝備從探索、探測、探險到深海樣地原位長周期試驗、實驗、研究的飛躍，從而可以整體上帶動粵港澳大灣區海洋高新技術產業發展，大幅提升我國的深海科學技術創新能力，促進我國海洋經濟的高質量發展，服務海洋強國及“雙碳”目標。同時，冷泉生態系統研究裝置是一個多學科綜合的大科學裝置，其建成后將向社會開放共享，建立多學科綜合交叉平臺，優化區域科技布局，吸引高水平研究及技術人才，帶動產業發展，服務粵港澳大灣區國際科創中心建設。

來源：環球網 廣州日報 南方+

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