科技动态▏水下2000米“海底实验室”开启硬件建造

2000米深海，不见日光，漆黑一片，低温高压，无法接入Wi-Fi。就在这片与世隔绝的深渊之中，3名科学家与3名潜航员可连续驻留30天，实验、起居、休憩全部在海底完成。

科幻片中的深海常驻科考场景，即将在南海深渊化为现实。由中国科学院南海海洋研究所牵头承建的“冷泉生态系统研究装置”，2029年底将正式投用，它也是国际首套面向冷泉生态系统的深海载人驻守型海底实验室与陆基保真模拟设施相融合的大科学装置。

近日，羊城晚报记者走访中国科学院南海海洋研究所获悉，目前冷泉生态系统研究装置三大分总体核心设备设计工作已基本完成，今年正式进入核心硬件建造阶段。

冷泉生态系统研究装置水面保障母舰船模型

整套装置的水下核心载体——海底实验室，究竟长什么模样？

“竖起来，有十层楼那么高。水下排水量达600吨。”中国科学院南海海洋研究所冷泉装置工程指挥部办公室副主任、高级工程师王鑫指着模型向记者介绍，海底实验室内部由5个直径5.2米的钛合金球体串联组成，宛如一串巨型糖葫芦。装置全长33.8米，宽8.4米，高7.4米。

海底实验室分总体模型，展示电力舱、起居舱、试验舱等内部结构

球体之间有通道相连，人员可自由穿行。五个舱体分工明确：电力辅机舱、人员起居舱、多功能探测舱、航行驾驶舱、科学实验舱，各司其职，排布井然有序。

5个球体上方还悬挂着两个小型球舱，这便是“原位观察舱”和“干湿转换舱”。

通过它们，海底采集的样品由此送入舱内，流程环环相扣：开启外舱门放入样品，关闭舱门后进行排水、减压，再打开内侧舱门盖，将样品转运至实验区域。全程既要防止海水倒灌，还要规避甲烷等危险气体进入舱体的风险。“每一步操作都要十分谨慎。”王鑫说。

2000米“海底实验室”已开启硬件建造

有人不禁发问：“奋斗者”号可下潜万米，这套装置仅深耕2000米深海，二者区别何在？

“二者科考定位截然不同。”王鑫告诉记者，“奋斗者”号主攻极限深度探测，单次水下作业一般不超过十几个小时，它可以快速下潜、完成特定科考或采样任务后迅速返回海面。而这套海底实验室支持长期深海驻留，依托完备的生命保障系统和科学实验设备，可供6名人员在2000米深海最长驻守30天。

他进一步解释，海底实验室并非径直下潜至2000米，根据任务需要，下潜途中可以多次悬停开展观测采样，1-2个小时方能抵达目标深度。“2000米深海完全漆黑，无论海面如何惊涛骇浪，深海其实非常平静。”王鑫笑着说。

海底实验室分总体模型

科研人员扎根深海长期观测，核心目标便是开展冷泉研究。

何为冷泉？海底地层裂隙持续涌出甲烷、硫化氢及其它碳氢化合物等流体，渗入海水形成的地质渗漏活动，即为冷泉。

看似寻常的地质现象，活动节律却无从预判：可能骤然喷发，也可能长久沉寂。“今天潜下去没喷，明天喷了你却不在。想抓住那个瞬间？最好的办法就是住在旁边等。”王鑫道出搭建这座海底实验室的核心初衷。

保真模拟分总体模型

我国投入资源建设这一大科学装置，长期驻守深海观测冷泉，背后承载多重深远价值。

王鑫介绍，冷泉区域水体常年维持3℃—5℃低温，处于高压、低氧、无光的极端环境。这片看似荒芜的深海地带，是可燃冰重要赋存区域，蕴藏巨大资源潜力。

放眼能源赛道，其价值不言而喻。

南海可燃冰油气当量约800亿吨，其主要成分甲烷，燃烧仅生成二氧化碳和水，是极具潜力的清洁能源，对优化我国能源结构、保障能源安全意义深远。但可燃冰开采暗藏风险，一旦管控不当，其分解将释放大量甲烷进入周边环境，将带来严峻生态隐患。

能源开发的风险，直指全球气候命题。

甲烷是强效温室气体，温室效应可达二氧化碳的20多倍。一旦海底可燃冰分解造成甲烷大规模外泄，不仅造成海水酸化，还会助推全球气候变暖。

“我们研究冷泉，可以为安全、绿色开采可燃冰提供科学依据。”王鑫说道。

整套装置分为三大分总体，海陆协同，搭建完整深海科考体系

冷泉的意义，不止能源与气候，更是探寻生命的天然秘境。

2000米幽暗深海，不见日光，却生机涌动。冷泉周边发育一套脱离光合作用的生态系统，被科学家形象称为“深海绿洲”。

系统的核心是化能合成细菌。它们依托甲烷、硫化氢获取能量，将无机物转化为有机物，搭建起完整食物链，滋养贻贝、贝类、深海鱼类等超600种生物。冷泉高压、低温、低氧、无光的环境，和早期地球高度相似。“这对厘清地球早期生命起源至关重要。”王鑫表示，“生命如何诞生演化？冷泉系统或许能揭开部分谜底。”

能源开发、气候防护、生命溯源。一处冷泉，串联起三大前沿科学命题，也赋予这场深海长期科考厚重的意义。

“密闭空间连续驻留30天，无法外出，外部一片漆黑，通信近乎与世隔绝，对科研人员生理与心理都是巨大挑战。”王鑫表示。深海通信只能依靠水声通信，原理如同石子投入水中激起波纹，传输带宽极低，视频通信无从实现，就连语音联络都十分受限。

相较之下，太空航天员的驻留条件优越不少。空间站设有舷窗，航天员能够眺望地球、观赏日出，依托电磁波实现通畅通信，闲暇时还能视频连线亲友。但电磁波在海水中衰减迅速，海底仅能依靠水声通信，信息传输能力基本停留在“文字时代”。

深海驻留条件艰苦，但也有难得的慰藉：舱内不存在太空失重效应，人员体感和在地面生活并无两样。另外，王鑫透露，封舱试验正紧锣密鼓筹备中。

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