下潜，开启深海之旅

曹红　李勋祥

青岛海洋地质研究所曹红副研究员和徐翠玲副研究员近日参加了由上海海洋大学牵头组织的TS2-30-3南海冷泉调查航次，她们搭载“深海勇士”号载人深潜器，顺利完成了南海冷泉载人深潜任务。

突破自我 挑战深海

曹红和徐翠玲在本航次中执行的是“中国海域冷泉深潜调查研究计划”，该计划于2022年6月在青岛确立，由青岛海洋所、上海海洋大学、中国科学院深海科学与工程研究所（以下简称：“深海所”）和自然资源部第三海洋研究所4家单位共同策划。

2023年12月的一天，作为本次深潜科学家，曹红和徐翠玲登上深海所“探索二号”科考船。在“海马冷泉”海域，她们乘坐“深海勇士”号载人潜水器（HOV）下潜。她们的首次深海之旅由此展开。

近10年来，曹红所在的深海极端环境探测研究团队在我国海域累计发现声学气泡羽流（存在深海冷泉的重要标志）数量200余个，并通过可视化有缆潜水器（ROV）证实冷泉10余个，是我国发现冷泉数量最多的团队。该团队此前主要利用ROV、无人无缆潜水器（AUV）等对冷泉开展调查，但乘坐HOV亲临海底，进行最为逼真的现场调查、取样以及实验，还是第一次。

因为是首次乘坐载人深潜器下潜，同时得知要在潜水器里作业8个小时，曹红还是有一些紧张。但她满怀对海洋地质事业的热爱，对深邃海底世界的向往，以及对解密深海冷泉的期望，不断鼓励自己克服困难，树立了探索深海的勇气。同时她了解到，一同下潜的主驾驶王硕已经驾驶“深海勇士”号下潜过80多次，副驾驶徐立达也已下潜过约30次，这都给了她更多的信心。当天上午7点25分，曹红跟随驾驶员进入“深海勇士”号载人舱，开始下潜。

“深潜器脱钩进入水中的那段时间着实让人不舒服，但下潜到几十米后就稳定了。”透过舷窗看着湛蓝无比的大海，观察海里的一些藻类、鱼虾，曹红很快忘记了紧张和不适，取而代之的是兴奋和激动，她渴望快点到达海底一探究竟。通过监视屏幕，曹红看到深潜器的下潜速度是36米/分钟，只花了约5分钟，深潜器就下潜到了海底200米。200米到1000米这个水层，被称为“暮色带”，因为穿透到这一层的光线已相当昏暗。这时，驾驶员打开了潜水器的照明灯，于是周围漆黑的海洋又亮了起来，曹红得以继续观察海洋生物。

大约40分钟后，“深海勇士”号接近海底，停止下潜。曹红看了下深度，接近1400米。在近海底，“深海勇士”号以每秒0.5米到1米的速度从冷泉边缘区向核心区前行，曹红的注意力也开始转移到调查研究“海马冷泉”上。

同样的经历，在另一个深潜航次里，徐翠玲也体会到了。不过，在进入“暮色带”后，由于深潜任务相对较多，为了省电，潜水器的照明灯并没有打开。因为海洋一片漆黑，为了缓解紧张情绪，徐翠玲在下潜时一直填写样品标签，写了几百枚，这为后续的样品处理和保存工作节省了时间，可以尽快把取回来的样品保存起来。

当“深海勇士”号下潜至接近1400米的海底，停止下潜、打开灯光时，徐翠玲立刻凑到舷窗边，她看到了比手掌大但已死亡的白瓜贝密密麻麻地覆盖在海底，这时驾驶员像导游似的开始介绍：“这一片是白瓜贝的坟场，我们再往前走，可以看到活着的贻贝群……”欢快的气氛让她放松下来，研究工作稳步开展。

探索冷泉 海底寻宝

在近海底前行了约一个小时，一个冷泉喷口出现在眼前。“只见富含甲烷等主要成分的流体不断从海底往上喷发，产生了大量气泡，形成了几十米的气泡羽流，我一下子就想到了电视剧《西游记》中的龙宫。”靠近冷泉喷口，曹红被这种壮观的景象深深吸引。不过，仅仅隔了一天时间，当徐翠玲再次来到这个冷泉喷口处时，却发现已没有多少气泡了。“这鲜明地体现了冷泉具有易变性，一些冷泉可能仅仅过了几个小时就不再‘喷发，但过几天或几个月又‘复喷。”为了研究冷泉流体到底能在海水中漂多远，徐翠玲对冷泉喷口处的海水进行了分层取样，并利用甲烷传感器等装备对冷泉流体成分进行了测试，以待后续进一步研究。

与徐翠玲不同，曹红并没有把精力过多放在冷泉流體上，因为研究冷泉等深海极端环境的矿物岩石才是她关注的重点。在观察冷泉喷口时，她很快注意到海底裸露的白色天然气水合物（可燃冰）。以往的研究证明，与冷泉活动有关的浅表层天然气水合物分布广泛，在有限区域内可以高度富集，例如墨西哥湾地区的浅表层天然气水合物可达5～6米，具有可观的资源价值。实际上，深海冷泉之所以备受社会关注，一个重要的原因就是存在这种特殊的优质清洁资源。

“在冷泉喷口处对沉积物和生物等进行取样后，我当时有一个遗憾，就是没有发现和获取到冷泉活动的主要产物——冷泉碳酸盐岩。冷泉碳酸盐岩的形成，一般需要历经上百年、上千年的沉淀，这在古冷泉（已经活跃了比较长时间的冷泉，但目前处于休眠或停止喷发状态）发现的概率较大。”曹红在与同伴表达了自己的遗憾后，王硕、徐立达两位驾驶员立刻驾驶潜水器去寻找。“当时已经是中午12点多，大家午饭也顾不上吃，驾驶员不断跟船上的工作人员确定古冷泉的坐标，最终在一个多小时后找到了一处古冷泉，获得了碳酸盐岩样品。”

在完全黑暗、低温高压的深海海底，曹红、徐翠玲在分别关注冷泉矿物岩石、冷泉流体之余，还在冷泉区看到和获取了贻贝、海螺等众多深海生物，这些具有独特生理结构和代谢机制的冷泉生物，随着冷泉活动的变化而兴盛、衰亡，在荒芜的海底形成了一片“深海绿洲”，颠覆了人类对“万物生长靠太阳”的传统认知。对深海冷泉开展系统研究，不仅是因为存在天然气水合物这种深海矿物，而且关乎生命起源、生命极限等系列重要科学问题的解决，对深海生物资源开发利用，例如对海洋药物与生物制品研发，都具有重大价值。

满载而归 期待未来

按照惯例，“深海勇士”号每天上午8点50分下水，下午约5点浮出水面，这是“深海勇士”号团队精心设计好的时间。在确保电池续航安全的前提下，让深潜人员尽可能完成8小时水下作业时长，并且也可以赶上船上的早餐和晚餐。不过，曹红下潜的那个航次，因为担心海况不好，提前了约一小时下水，所以下午4点就浮出了水面。回到科考船上后，曹红、徐翠玲等工作人员旋即开始对样品进行处理和保存。

“我们自主研发的水下高精度双目相机以及与中国海洋大学联合研发的甲烷、二氧化碳传感器，通过搭载‘深海勇士号载人潜水器，以及搭载科考船上的温盐深仪器进行试验，验证了装备的可靠性和先进性。”曹红谈道。本航次利用水下高精度双目相机，以及甲烷和二氧化碳传感器开展深海原位测试，获取了一大批活动冷泉区地质环境数据和资料，同时采集了冷泉区沉积物、岩石、生物和流体等多种类型样品，圆满完成了航次任务。

本航次获得的样品和数据将会为青岛海洋所进一步开展冷泉相关研究提供重要支撑，也为项目组及科研人员瞄准国际前沿，积极参与国家深海重大研究计划积累了宝贵经验。

深海冷泉是地球科学与生命科学交叉研究的前沿领域，也是全球深海探测的重要目标。经过十余年的辛勤耕耘，青岛海洋所深海极端环境探测研究团队在深海冷泉研究方面夯牢了坚实的基础。近年来，通过自主研发谱系化水下传感器和探测机器人等一批先进调查装备与技术，该团队逐渐成为国内冷泉调查研究领域的一支重要力量。

◎ 来源|中国矿业报