探秘即将开建的冷泉生态系统研究装置，广州南沙开建世界首个2000米级深海实验室

国家重大科技基础设施“冷泉生态系统研究装置”在广州南沙的开工建设情况，包括该装置的外观结构、功能意义，以及建设该装置的原因等多方面内容。

28日这一天，国家重大科技基础设施“冷泉生态系统研究装置”于广州南沙正式开工建设，这一装置可不简单，它是世界上首个2000米级坐底式且能够载人长期驻留的深海实验室。

大家可能会好奇，“深海绿洲”研究装置到底是什么模样呢？首先我们得了解一下“冷泉”的概念。所谓“冷泉”，就是在海底之下的甲烷、硫化氢和二氧化碳等气体，在地质结构或者压力发生变化的驱动下，从海底溢出进入海水的活动。而冷泉生态系统是非常独特的，海洋生物会利用海底冷泉渗出的化学物质当作能源进行化能合成，进而发育成海底黑暗世界里别具一格的生态系统，也正因如此，这个生态系统被赞誉为“深海绿洲”。这个冷泉生态系统研究装置投入使用后，会为冷泉生态系统的研究带来全新的视角与技术手段。

总台央视记者帅俊全提到：“冷泉生态系统研究装置究竟长啥样呢？我们来看一下身边的模型。可以看到它是由水面保障母船、海底实验室、保真模拟系统这三大部分组成的。其中最受瞩目的海底实验室，它的长度达到了33米，宽度和高度大概在7 - 8米左右，其内部是由5个耐压球体串联而成的。它的内部体积相当于3个中国空间站的大小，可比‘奋斗者’号等载人潜水器大多了。”

中国科学院南海海洋研究所所长、冷泉生态系统研究装置总指挥李超伦表示：“这个装置最深能够下潜到2000米的水深深海底，并且可以支持6名科学家在深海原位开展长达30天的海底原位实验。”

冷泉装置的整体建设计划耗时5年，目标是建成国际上首个2000米级坐底式深海载人驻留实验室，这也是世界上第一个面向海底冷泉系统的大科学装置。一旦建成，将会推动冷泉发育机制、极端生命演化过程、可燃冰的生态效应研究等海洋科学实现跨越式的发展，进而带动深远海的科技进步。

李超伦还说：“我觉得这个装置最大的意义在于，以前海洋调查是依靠调查船，只是说把实验室搬到了海上，但现在我们是真正把实验室搬到了海底，而且能够根据观察对象的变化及时调整实验。这种能够长驻留深海的大型实验装置，尤其是载人的，对深海的材料、深海的能源、深海的通信等相关产业，有着极大的带动作用。”

那在海底两千米这么深的地方，如何保障海底科研人员的生活和工作呢？要知道，海底两千米相当于200个大气压，在这样极端的条件下，大科学装置要怎样保持长期稳定运行呢？尤其是如何确保海底科研人员能正常地生活和工作呢？下面我们来看看专家的解读。

李超伦提到：“我们主要借助了载人航天、载人深潜，还有现在陆地上一些煤矿救生系统技术，也就是现在所说的非再生的环控生保技术，主要包括环境调控、氧气、食品，甚至包括一些废弃物的处理，这样就能保证水下科学家在这30天里，有一个相对比较舒适、合适的生活和科研环境。”

通过冷泉装置的建设和运行，将会突破一系列关键核心技术，例如深海载人长周期驻留实验、超大潜深大型耐压结构安全性、大尺度钛合金加工工艺、深水湿插拔连接器、深水接驳开舱等技术。

李超伦还说：“因为这个装置要支持6个人长时间待30天，所以整个耐压结构是由5个球形的耐压壳通过串联形成的，这涉及到长周期超耐压结构，这在国际上目前还没有，存在很多技术挑战。除了装置本身，它还可以作为一个母体，释放一些AUV（自主式水下机器人）、ROV（遥控操作无人潜水器），从而进一步拓展在海底的探测范围和取样能力。”

那为什么要建造冷泉生态系统研究装置呢？神秘的海底冷泉到底是什么？为什么要花费26.6亿多元来建造这样一个研究冷泉生态系统的大科学装置，而且还必须要原位观测研究呢？

帅俊全介绍说：“人们常说万物生长靠太阳，其实并非完全如此。看看这个容器里面的生物贻贝、白瓜贝，它们看起来可能没什么特别之处，但实际上它们有一个最大的特点，就是不依赖于光合作用，这就打破了万物生长靠太阳的定律，它们来自于海底2000米深处的冷泉生态系统。冷泉就像是海底的喷泉一样，它从海底渗出，会喷出甲烷、硫化氢和二氧化碳等不同的流体，而且温度比较低，在2 - 5℃，所以被称为冷泉。就是靠着吃这些甲烷和硫化氢，一种不依靠光合作用，而是靠化能作用形成的多种生物圈就这样形成了。”

中国科学院院士、冷泉生态系统研究装置首席科学家张偲指出：“冷泉生态系统，还有资源的三个特点，其一它是可燃冰的富集区，大家都知道可燃冰是新一代的清洁能源；其二它有丰富的生物资源，包括微生物和无脊椎动物等生物资源；其三它是一个丰富的碳汇资源，通过物理固定、化学固定、生物固定，把甲烷转化成固化的碳源，是一个丰富的碳汇资源。”

帅俊全还提到：“这里面包含我们刚刚看到的贻贝，还有蟹类、海胆等不同的生物，多达600多种丰富的冷泉居民，但是一旦离开冷泉生态系统，这个系统可能就会瞬间崩塌，所以必须乘坐这样的海底实验室到海底进行原位的长时间观测。”

张偲表示：“可燃冰样品离开了原位相环境会迅速分解；深海微生物离开原位相环境，会对环境变化迅速产生响应；氨氧化古菌等微生物离开原位相环境会迅速发生基因组的变化，冷泉生态系统的生物离开它的原位相环境就会迅速死亡，所以研究冷泉不能离开原位相环境。”

帅俊全最后说：“冷泉生态系统这种独特的黑暗生物圈到底是如何形成的？海底两千米的奇妙世界还有哪些不可思议之处呢？几年之后，可载人长期驻留的海底实验室将搭乘母船从这里出发开启深海探秘之旅，真的很值得期待！”

冷泉生态系统研究装置在广州南沙开工建设这一事件。详细阐述了装置的结构、功能、建设意义，以及在海底保障科研人员生活工作的方式，还解释了建设该装置进行原位观测研究冷泉生态系统的原因，包括冷泉生态系统的独特性等多方面内容。这一装置的建设对海洋科学研究和相关产业发展有着深远意义。