中国远洋科考船大洋一号携手蛟龙 印度洋3000米深海寻宝

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　　“大洋一号”科考船 新华社发

　　“蛟龙”号载人深潜器 　　新华社发

6月18日，中国远洋科考主力船舶“大洋一号”将凯旋山东青岛港。

从去年冬天海南三亚起锚，到今年夏天青岛归来，大洋一号历时7个月，超过2.8万海里远航，在世界第三大洋印度洋的西南部寻找陆地上急需的矿藏，探寻幽暗深海潜藏的未知生物，试图揭开地球生命起源的奥秘。领衔中国第34次大洋科考的三位首席科学家向羊城晚报记者披露了中国人在深海的新发现。

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寻找中国深海采矿区

大洋一号奔赴的西南印度洋有多远？世界地图上，这块海域距离中国的航行路程，大致相当于郑和下西洋时最远到达的地区，离开祖国大陆1万多公里。本航次主要任务是履行《西南印度洋多金属硫化物勘探合同》，同时兼顾深海环境和生物多样性等调查。

大洋科考总首席科学家、国家海洋局第二海洋研究所研究员陶春辉介绍，全球国际海底区域面积达2.517亿平方公里，占地球表面积的49%，在国家领土、专属经济区及大陆架以外，不受任何国家管辖。眼下，陆地矿产资源日趋告急，人类深海勘探技术突飞猛进，对海底矿产资源的勘探开发成为各国竞相研究的目标。有西方权威科学家估算，世界海底的铜和锌等主要金属矿的储存量和陆地矿床相当。

2011年，中国大洋协会与国际海底管理局签订合同，在西南印度洋国际海底区域获得1万平方公里具有专属勘探权的多金属硫化物资源矿区，为期15年。根据合同规定，中国在合同区勘查8年后，应放弃50%的面积，10年后要放弃75%面积，只能保留25%的面积为专属开采区域。

陶春辉说，1万平方公里的面积大致相当于中国的直辖市天津，按照这份合同，中国人要在10年内将这块平均深度约3000米的深海海底摸清楚，找出其中矿藏较为丰富的2500平方公里，作为中国的深海采矿区。

用10年时间做出这道1/4的选择题，陶春辉认为难度相当大。海底没有丝毫光亮，矿产又被500个大气压以上的海水覆盖。此外，10年里究竟有多少天能在这块海区勘探，还得看老天爷的脸色，“大洋深处的大风浪说来就来”。

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找到十多根“黑烟囱”

在深海找矿难过大海捞针，中国为啥要申请勘探这一块？那是因为中国人在那里找到了海底黑烟囱。

1979年，外国科学家在东太平洋洋底调查时，意外发现位于海底黑黢黢的烟囱状物体。这些海底怪物顶端喷射出浓浓“黑烟”，就像陆地上壮观的工业区，科学家因此把这些海底高耸的柱状体形象地称作黑烟囱。

科学家们认为地球向外释放的热量中，有30%通过海底黑烟囱排放。这一发现被看作是革命性的，黑烟囱里喷射着来自地球深处的物质，这些物质里或许就藏着金银铜等各类贵金属。

黑烟囱类似陆地上的火山，都矗立在地壳最为活跃板块交界区域。中国第一次找到黑烟囱是在2007年。陶春辉描述他在太平洋上通过海底摄像机看到的最大黑烟囱：烟囱扎根海底，耸立26米，等同于8层大楼，张着澡盆大小的口子，昼夜不歇地向海水里喷射着热液，这些液体的温度超过400摄氏度。

陶春辉认为黑烟囱是地心向人类打开的一扇窗：地球两大板块相互拉扯，在海底出现裂痕，海水灌入小裂缝里，被地下数千摄氏度的岩浆加热，迅速气化，喷涌而出，并带出了地下的矿物质。矿物质几万甚至上亿年喷涌，在裂口附近堆积，就像桂林山水里的钟乳石一样，形成了耸立海底的烟囱。烟囱的四周，堆积的就是来自地球肚子里的矿藏。

在印度洋，有十多根海底黑烟囱被中国科学家发现，其中有几处就集中在1万平方公里的中国的专属勘探区内。

这次远航，大洋一号多数时间专注在专属勘探区里找黑烟囱，科学家们向中国大洋协会提交的科研成果报告显示：“此次科考圈定了多处矿化异常区，对此前发现的龙旂、断桥等典型热液区的分布范围和构造特征取得新认识。”

陶春辉他们这些年从黑烟囱附近抓取的矿石标本让人们非常兴奋：有一块海底矿石，含金量是陆地金矿平均含量的27倍；陆地上的铜矿，1吨矿石中提炼出5公斤铜已算富矿，海底矿床则可提炼50到150公斤。

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风浪中为海底做CT

此前中国在全球范围内找黑烟囱，更多带有探秘性质，如今在小小的一块专属勘探区里寻找喷发着的热液，就得精细地绘制矿区海底地图。陶春辉说，如果说以前是在丛林里撞大运，现在就是在自己的责任田里犁地。

这块中国人的勘探责任田，被中国大洋协会平均分为100个小块，每块面积100平方公里。在2011年之后的几年里，中国科学家要快马加鞭把这100块深海责任田犁一遍？陆地犁田用耕牛和钉耙，深海犁田则要用到多种高科技。

航段首席科学家、国家海洋局第二海洋研究所副研究员李怀明说，每天的勘探开始前，他们要在大洋一号的后甲板上把一个大箱子放进深海。箱子里装着成套测量设备，连着一根四五千米长的光缆，光缆有成人两根手指粗细。科学家通过光缆控制箱子在海底的运动轨迹，数据、视频、音频从光缆实时传回科考船。

在大海里犁田，轮船的时速比稻田里的耕作快不了多少。轮船在海面慢慢走，大箱子在距离海底3-5米的地方慢慢看。箱子上的光源能够把一块十多平方米的区域照亮，每走到一块区域，这个地方的水温、水压、水流、盐度、影像就被记录下来。相对浩瀚大海而言，这样的犁田极其缓慢，一块1万平方米的责任田需要这样耕耘好几年。

地处大洋中脊的海底可不是一马平川，如果人们能够抽走海水，向下俯视，这片海底就像中国的黄土高原一样沟沟壑壑、支离破碎。探测仪器在海底的行走充满凶险，稍不注意就会在海底撞山。撞坏箱子里的设备难以避免，把箱子拉上来换台设备不容易：四五千米的光缆收一次，再放一次，3个小时就过去了。

设备在海底遇险，船则可能在海面遇险。李怀明回忆，有次放设备下水，下水时海面风力七八级，放到一半，海风骤增到十级。这么大的风浪回收设备很危险，只能硬着头皮往下放。“你想想，十级风浪，有的人在船上能吐出黄疸水，我们还要在甲板上干活。”

弄明白海底表面是否有矿藏，李怀明并不满足。“表面有矿，不代表再往下还有矿，我们要搞清楚一个矿区，矿藏埋了多深。”从二维扫描到三维扫描，中国科学家尝试为深海海底做CT。

这样的三维扫描主要有两种方法，一种是向海底发射电磁波，电磁波可以钻入海底岩石之下几百米，依照返回的电磁波强弱，可以大致判断岩石的密度，从而推算其金属成分的厚度。最直观的当然就是像陆地上一样，打个钻孔，从地下挖出一块岩石来，看看石头里有没有矿。

远洋科考的成果报告中这样表述：“由我国自主研发的‘进取者号’中深孔岩心取样钻机、电法探测仪等硫化物勘探关键设备取得应用突破，获得了断桥热液区岩心序列样品，显示了该区具有较好的成矿条件。这两套装备的应用，为深海多金属硫化物勘探技术的突破积累了经验。”

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设地震仪听深海心跳

李怀明透露，这一次，科学家在印度洋海底布放了多个地震仪，它们在海底静静监听海洋深处的每一次震动，大概过一年左右时间，当大洋一号再次来到这片海域，这些地震仪将被打捞出水，一年间深海心跳的秘密将被记录在案。

这种中国自主研发制造的地震仪呈球形，直径约1米，造价在十万到百万之间。地震仪上绑着铁块、水泥块，因为巨大重力，地震仪会近似垂直落入3000米左右的海底深处。一年当中，地震仪依靠锂电池供电，会自动把海底的每次地震的时间、震级记录在芯片中。一年后，科学家按下遥控器，遥控器发出声波指令，接到指令的地震仪抛开绑在身上的重物，随后缓缓上升，浮出水面。

地球上的地震，绝大多数发生在海里，尤其是深海，这些深海地震，若是超过四级，才有可能被陆地上的测量仪器感应到。其实，即便感应到了，人类所能知晓的也不过是个数字而已。在深海的黑暗中，是否有岩浆喷涌而出，海底是一幅怎样的地动山摇景象，它所造成的毁坏与陆地有何异同，对于人类都是未知数。

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蛟龙号联手大洋一号

蛟龙号是中国载人深海潜水的头号明星，5000米、7000米……它一次又一次打破中国人探寻深海的记录。如今，蛟龙号从单纯的冲刺深度的实验阶段进入了应用阶段，正试图为人类带来福祉。

中国大洋协会说，在本航次执行期间，我国首次有两条科考船同时在西南印度洋多金属硫化物合同区作业。第二航段“大洋一号”船与搭载“蛟龙号”载人深潜器的“向阳9”号船在西南印度洋同步作业，两船最近时距离不足两海里。两艘船互为补充、互相支持。“蛟龙号”注重定点突破，“大洋一号”则侧重面上勘探。

大洋一号毕竟在水面，科学家没法下到海底精细地观察，准确提取岩石、动物样品。当大洋一号发现一块令人兴奋的矿区。蛟龙号就能搭载一个潜航员和两个科学家入水，它在水底大致1平方公里的区域里行走自如，能仔细端详黑烟囱，在烟囱的各个部位提取标本。

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海底藏生命起源奥秘

航段首席科学家、国家海洋局第二海洋研究所副研究员周建平肩负着考察深海生物和环境的任务。他告诉羊城晚报记者，对于海底，我们此前要么认为是生命的荒漠，要么认为海底生物多数缺少鲜亮的色彩。这一次，他在海底摄像机拍摄的视频中看到，海底动物的色彩斑斓超乎想象。

此前，人们还有种误区，认为深海动物的生理构造能扛住海水重压，一到水面，水压剧变，它们会立刻死去。其实，这次抓上船的一种叫铠甲虾的动物像螃蟹一样在甲板上爬得欢快，在由它们自生自灭的情形下活了挺长时间。

喷发着热液的黑烟囱附近，高温、高压、剧毒……依照陆地上的生物学，那里是生命禁区，然而，黑烟囱附近的视频让人惊叹：数以万计的白色盲虾飞蛾扑火般绕着喷涌而出的黑烟撒欢。在烟囱周边，四处散落着冷却凝固而成的金属矿石，矿石上，密密麻麻挤着盲虾，密集程度超过马蜂窝，将这块海底装扮成白色的世界。

李怀明认为，热液区为充满好奇心的人们提供了打量这颗星球的全新窗口：有科学家在一些细菌中发现了耐热、耐酸的基因，这样的低等生物在陆地上很难找到，它们是不是在地球历次生命演化中幸存下来，保留着地球上最原始生命的模样？

关于这个有些魔幻的生命世界，还有太多未解之谜。周建平说，没有氧气，微生物靠吃喷涌的硫为生，高等动物则吞食微生物。硫代替了碳，成为构成生命的主打元素，构建于光合作用之上的生命机理要被突破吗？更奇妙的是一些深海微生物，它们不靠光合作用，也不吃硫，维系生存的能量来自何方，迄今无人知晓。