近日

國家重大科技基礎設施

“冷泉生態系統研究裝置”

（以下簡稱“冷泉裝置”）

在廣州南沙全面啟動建設

標志著南沙大科學裝置實現從0到1的突破

神秘的“深海綠洲”

深海冷泉，是指在地質結構或壓力變化驅動下，海底的甲烷、硫化氫和二氧化碳等氣體溢出，進入海水的活動。

海底冷泉

其中甲烷會與海水中的硫酸根反應，為細菌和微生物等提供食物來源，從而衍生成各種生物。冷泉也因此被稱為深海內的“沙漠綠洲”。

對冷泉及其生態系統的研究一直是國際上的關注熱點。“一方面，在氣候變化方面，冷泉區的甲烷氣體是溫室氣體的重要來源，也是未來有潛力成為一次能源來源，冷泉區甲烷滲漏對全球氣候及生態環境具有重要影響，保護它們至關重要；另一方面，冷泉生物有可能合成生物醫學上重要的化合物，具有巨大的科學價值。”冷泉生態系統研究裝置用戶委委員、中國科學院海洋研究所研究員張鑫表示。

盡管目前科學家已經在冷泉生態系統中發現了600多種生物，但全球對深海冷泉的研究仍然十分缺乏，知之甚少。“因為缺乏深海的原位實驗室，人類無法進一步了解冷泉與可燃冰之間的耦合關系、產生過程和機制，難以全面認知冷泉生態系統和生命過程。”張鑫指出，“解決深海資源開發過程中‘卡脖子’問題，離不開冷泉裝置的支撐。”

水面保障母船示意圖

怎么建冷泉裝置？

據悉，冷泉裝置主要由海底實驗室分總體、保真模擬分總體、保障支撐分總體三部分組成。

冷泉生態系統研究裝置整體介紹

海底實驗室分總體最多可支持6人在2000米的深海底進行連續30天的原位觀測探測、海底原位及壓力梯度實驗等研究，為冷泉科學研究提供前所未有的先進手段。

保真模擬分總體由“冷泉—可燃冰耦合演化模擬”“控制與保障”“科學實驗研究”3個系統組成，該分總體是在海底原位觀測數據與實驗研究的基礎上，對冷泉生態系統發育演化過程、甲烷滲漏對海底生態環境影響和可燃冰開采全流程工程技術等進行保真模擬研究。

保障支撐分總體由水面保障母船和研發與智慧管理中心組成。

海底實驗室分總體

海底實驗室分總體將為保真模擬分總體提供冷泉樣地基礎數據、保真樣品，并驗證模擬結果。保真模擬分總體則可指導原位觀測與實驗方案設計，重復性驗證結果和規律性認知。保障支撐分總體為整個冷泉裝置日常運行和海上作業提供配套的保障支撐和智慧管理。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。

建成后，將產生什么作用？

作為首個海陸結合的國家重大科技基礎設施，冷泉裝置將實現我國深海長周期載人駐留實驗裝備的工程化應用和相關產業的發展，為探索深海極端環境下的生命起源，以及可燃冰等深海資源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，助力海洋強國建設和“雙碳”目標的實現。

值得一提的是，冷泉生態系統研究裝置在廣州全面啟動建設，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。

資料參考：科技日報、中科院之聲、南方＋、廣州日報

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