首个海陆结合大科学装置“冷泉装置”在广州启动建设

广东科技头条
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2月28日,国家重大科技基础设施“冷泉生态系统研究装置”(下称“冷泉装置”)在广州全面启动建设。

该设施由中国科学院南海海洋研究所牵头申报并承担建设,计划用5年时间建成首个海陆结合的国家重大科技基础设施(大科学装置),为人类认识深海、利用深海提供科学支撑。

冷泉装置

冷泉装置

冷泉是什么?

冷泉装置被多次写入广东省政府工作报告,如今正式启动建设。听的次数不少了,但“冷泉”到底是什么?

冷泉是一种独特的深海生态系统。具体而言,是海底生物以冷泉渗出的甲烷、硫化氢等化学物质为能源,通过化能合成作用形成的深海生态系统,具有黑暗、高压、低氧等特征,是研究极端环境生命适应机制、探索新型生物资源的战略要地。

所谓战略要地,就是兵家必争、国际热点。

一方面,冷泉区的可燃冰(天然气水合物)是一种很有潜力的能源,而且深海甲烷渗漏对全球气候有重要影响,因此,研究、保护和开发可燃冰至关重要。

另一方面,冷泉有管状蠕虫、贻贝类、冷水珊瑚等600多种生物,被誉为“深海绿洲”,这些特殊生物有可能合成重要的化合物,有巨大的生物医学价值。

驻扎深海做研究,国际上许多人想做,但缺钱、缺技术、缺决心。此次由中国牵头,冷泉的许多秘密有望首次被破解。

冷泉装置是我国自主研发的首个海陆结合的大科学装置,装置规模和主要技术指标国际领先,将突破深海载人长周期驻留、超大潜深大型耐压结构等难题。

就像载人航天计划一样,别的国家可能是嘴上说说,中国说干是真的要干。

冷泉装置长啥样?

冷泉装置就是为了研究冷泉而设置的。

广东工业大学教授、冷泉装置总工艺师冯景春介绍,这个“三位一体”、横跨海陆的大科学装置,包含“海底实验室分总体”“保障支撑分总体”“保真模拟分总体”三部分。

海底实验室部分像一个深海中“空间站”——停在2000米深的海底开展原位实验,也可以上浮进行补给。驻扎深海时,它最多可容纳6人,最长可持续30天。人员出入,都要依靠载人深潜器,就像宇航员要搭载火箭到达空间站。

海底实验室分总体

海底实验室分总体

保障支撑部分是一艘科研“母船”——漂浮在海底实验室上方不远,为人员进出海底实验室安排“接驳车”,同时为整个装置提供续航保障和智慧管理等支撑。

保障支撑分总体

保障支撑分总体

保真模拟部分像一个“高压锅”——位于广州南沙,藏身在大楼里,高度超过20米,能模拟海底生态群落和环境,按照实验需求来调整压力、温度等,与海底实验室相互配合;同时还建有可燃冰舱,专门用于研究可燃冰成藏及分解环境。

保真模拟分总体

保真模拟分总体

冷泉装置有什么用?

为何要建设冷泉生态系统研究装置?首先,这关乎人类对科学和未知的探索。

冷泉装置有望揭示冷泉生态系统发育机制、化能合成生物演替规律及甲烷物态演化对气候的影响,探索深海生命起源的奥秘。

其次,要建起这个装置,就要倒逼工程技术突破。

冷泉装置将在深海装备制造等领域“沿途下蛋”,推动相关产业发展,助力我国深海技术从“跟跑”到“领跑”,带动粤港澳大湾区海洋高新技术集群发展。

最后,冷泉装置是服务“海洋强国”和“双碳”目标的“战略武器”。

搞明白深海冷泉的机制,能为可燃冰绿色开发等提供指导,助力我国抢占全球深海科技的前沿阵地。

从湾区角度看,依托广州作为粤港澳大湾区核心城市的区位优势,冷泉装置将整合区域海洋科技资源,与布局湾区的其他大科学装置形成集群效应,支持珠三角综合性科学中心的成长。

中国科学院南海海洋研究所所长、冷泉装置总指挥李超伦认为,冷泉装置是一个多学科综合的大科学装置,其建成后将向社会开放共享,建立多学科综合交叉平台,优化区域科技布局,吸引高水平研究及技术人才,带动产业发展,服务粤港澳大湾区国际科创中心建设。

冷泉装置何时启用?

自今天正式启动起,冷泉装置的建设分为两步走——

第一阶段,计划花费4年时间,完成海底实验室、陆基保真模拟设施的设计与建造。

第二阶段,花1年时间开展设备集成调试及海上试验,验证深海原位长期载人驻留技术。

“除了最多6人、最长30天的深海原位实验外,我们也在设想布局一些不需要研究人员参与的海底实验,等于海底实验室里面不需要有人,但实验可以持续进行。”中国科学院海洋研究所研究员、冷泉装置用户委员会委员张鑫说。

建成后,冷泉装置将向社会开放共享,建立多学科交叉研究平台,吸引全球科研团队合作,开展冷泉发育机制、极端生命演化等前沿研究,并服务于深海资源开发、海底工程维护等国家重大需求。

南方+记者 钟哲

通讯员 王鑫

编辑 张梦圆
校对 叶剑华
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