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; r# I( L( O6 _0 b3 @ 9月15日，上海自然博物馆举行第120期绿螺讲堂《深海探秘》，由同济大学地球与海洋科学学院周怀阳教授主讲，解密大洋深处的探索历程。
( S; M1 ?; U8 z! h% n+ Y2 n+ [ “深海探秘”
9 [* S; X7 i- j+ g+ ` 第120期绿螺讲堂
4 U4 N6 m& A- x! r$ N& k 航向南溟 $ [( g2 d ~. J& P4 T& Y9 J
你去过远海吗？有时那里风平浪静，有时却变幻莫测。 & l# J! \: R. _
那深海呢？
; P! ?1 D3 }% r( N 在江上航行的人会说：10米深的航道就是深水航道；开采海油的人会说：不，300米以下我们叫深水油气。
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但是海洋学家会说：2000米以下的才叫深海，那里完全是另一个世界。
6 \7 L4 U5 ?3 V; p' u& M1 e$ F 今年同济大学主导了两个“南海深部计划”探秘的航次，下潜的最大深度是3850米，我们对从南海东北到中南部陆坡的冷泉、海山和特殊沉积区高效地进行了33次科学下潜考察，还做了国内第一次深海海底科普直播。
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▲烟灰蛸、火山岩柱节理、冷水珊瑚、杜父鱼
1 r* |- m! i6 [( W4 b# B 南海在中国典故中被称作“南溟”，意思是南边的大海，《庄子·逍遥游》里说：“南溟者，天池也”。这次在南海海底发现的一个古热液区，就被命名为“南溟”。
% b! M) c5 W, q, t 探秘之旅
) j# w! u. S# e 探秘1：寻找海底热液 A% b# P9 @% Y. `$ B j
所需装备：温度浊度传感器、电视抓斗
4 W) E. L; \3 \( n& R- h; [ 现在我们在南海看到的海山在几百万年以前是活火山，这些热液区在那时也是活动着的，几百万年之后的今天它们已不再活动，所以叫它“古热液区”。
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" O, k! z5 P) f, H' m. G ▲古热液烟囱样品
+ k. ~. k, d; Q% @ t7 ] 不过，在地球板块扩张的区域，现在还有许多海底活火山，那儿就不一样了，会有300多度的热液喷出来。
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▲全球海底热液分布图（红点是热液区） " v/ [; _) R7 O Q
2000多米深海温度一般在2摄氏度左右，是生命“沙漠”，而热液口就是沙漠里的“绿洲”，有着非常繁茂的生命。
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7 s4 x6 M9 f4 p* M 说到探测热液口，关键在于温度——正在活动的热液口会持续产生高温羽流。我们会先把一个携带温度浊度传感器的探测装置放到海底，哪里热就往哪里走，这样就能先找到大的活动羽流区域，并不断逼近羽流根部。
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知道羽流根部大概位置，也就知道了热液口的大致在哪儿，随后从船体放下这个装着摄像头的电视抓斗采样。
; H9 s; `0 s( l2 n w' H 探秘2：寻找海底锰矿
# D2 s* U) ]: v" W/ e 所需装备：无缆自返式抓斗、箱式沉积物采样器、多管沉积物采样器
: u9 d% M: A/ a$ X6 ` 不过毕竟热液口只是少数，深海还有什么呢？ / @$ F |8 `5 [7 ?# j2 B5 I8 [
——有生物，少但是奇异的生物； / F& P0 U2 b" Z$ n, S0 ~9 I6 Z
——有泥巴，多而且积累了上万年的无生命碎屑；
! e1 O5 \8 t8 X/ H ——还有“海底兵马俑”，上百万年富集而成的深海铁锰结核。 ( l. } B2 F& t* ~ f5 C
4 l- [4 H; D5 D: Q6 b) B7 i' G ▲海底密集的铁锰结核
' w9 M! J! h1 X `0 } 铁锰结核是可利用的海底矿藏，其中的金属锰可用于制造锰钢、金属镍可用于制造不锈钢、金属钴可用来制造特种钢。
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- M0 r# D0 A0 w ▲南海海底铁锰结核区 - V- j. K1 h/ x
“这次我们从南海新发现一处迄今规模最大的海底铁锰结核区，并基本确定了2013年发现的蛟龙海山铁锰结核区的分布范围和分布特征。”
! l* g" z, C& |/ i1 | 探秘3：绘制海底地形图
$ d, \8 b" [* `/ d' K, D' g8 X 所需装备：多波速回声测探仪、AUV（水下飞机） $ s1 O8 o* x8 d; h& ^5 E
海底像陆地一样，也会有高低起伏、沟壑和山丘，怎么知道地形呢？
( A. @+ L. v6 d c$ u 用回声探测仪，也就是声呐，一种利用声波在水下的传播来测量距离的仪器。现在的多波速声呐一次能同时打很多信号下去，得到很多点的数据。 ; c% r/ V, @- j: I" @9 |* x
, s0 g( M" _8 G, S& Q+ f “不过有时候，也会因为航程时间紧张，不能测完每一个细节之处。2010年我们在西南印度洋花了四天时间测了一处海域的海底地形，图中空白的地方就是没有时间测了。”
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5 h k$ a/ d% P2 j. A) Y ▲2013年周怀阳教授发表于Nature的文章
* T* p# }8 ^& c& J “即使这样，依然有1%左右的误差，比如从船上向3000米的海底发射信号的话，就会产生30米（大概十层楼）的误差。那如果我可以让发射信号的机器离海底近一点，比如离海底只有30米呢？误差是不是只有0.3米了？”
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这就是AUV——“水下飞机”的好处。 3 S8 U& O8 o0 O
探秘4：定点下潜
: ]' T0 v2 _4 y# r 所需装备：“深海勇士”号载人深潜器、“ROPOS”号遥控深潜器
; h7 e: u n4 r! |8 T* L1 a: \% h 1874年，“挑战者”号在历时3年的环球航行中第一次对深海做了系统调查。一百多年以后，人类做到了离海底几千米的船上遥控水下机器人，美国的阿尔文号在五十多年前就已经能够载人下潜到深海，我们也想要下去看一看。 % M7 H' x, S4 R, C+ M
今年“南海深部计划”执行了两个下潜航次。 - u) _, v& y7 ^6 l
一个是我做首席科学家的“ROPOS”号航次，这一次是租借的加拿大遥控深潜机器人“ROPOS”，用的是厦门大学“嘉庚”号科考船。
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另一个是“深海勇士”号载人深潜科学考察航次，这是我们国家第二台自行研制的深海载人潜水器，用了13天，下潜了11次，同济大学82岁的汪品先院士下潜了3次。
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: L/ D8 J" |9 G5 @6 n0 `( J9 \ 未来的深海探索
9 A% }5 N/ H: S& v$ y 当前对南海的开发主要在浅海，而揭开南海真正的奥秘却在于深海。
6 j+ E" T5 w A) [* X' ` 而除了深潜，中国未来的深海探索还会用到深钻、深网，海洋学领域仍然有很多我们想做而做不到的事情。 " R5 y! d( ]9 E% W% l" o
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“鹏之徙于南冥也，水击三千里，抟扶摇而上者九万里”。今天的听众如果未来想到深海去做研究，希望能研制出我们的国产仪器，不断取得新的科学发现。 ) n U1 A. ^! a$ S! ^1 D
+ y7 I4 D$ m& J* N# @& \2 ^2 R$ K" j 绿螺讲堂 | 第120期
6 R1 J. b" C* ^) v _0 m 文字丨余一鸣
2 ^6 |3 b; k, G 文中未标注图片均来自嘉宾PPT
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本文为上海自然博物馆（上海科技馆分馆）原创，
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