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中國大洋第49航次科考任務啟動 「向陽紅10」船從舟山起航

4月
12
2018

2018年4月12日10時 今日科學 中國海洋學會

中國海洋學會

△ 「向陽紅10」船從舟山海洋科技研發基地離港

12月6日,執行我國大洋科考第49航次任務的「向陽紅10」船,從位於舟山長峙島的海洋二所舟山海洋科技研發基地5000噸級科考碼頭起航。

自去年11月「向陽紅10」船首次從這裡出發執行大洋第43航次科考任務以來,這是它第三次離開自己的「母港」。未來,這裡將建成集深海技術研發、裝備製造和深海科考保障為一體的科研基地。

國家海洋局、中國大洋協會辦公室、國家海洋局第二海洋研究所等單位的有關領導到場為中國大洋49航次全體科考隊員送行。

△ 送行儀式

△ 送行儀式

△ 送行儀式

中國大洋第49航次科考計劃時間為250天,分5個航段執行,航程超25000海里。預計2018年8月12日完成所有調查任務。

該航次首席科學家陶春輝介紹,前四個航段計劃200天,主要工作區域為西南印度洋多金屬硫化物合同區及航路;第五航段計劃50天,主要工作區域為西北印度洋多金屬硫化物調查區及航路。共有272人參加本航次。

△ 中國大洋49航次航前動員會現場

△ 大洋辦主任劉峰講話

△ 海洋二所副所長鄭玉龍主持會議

△ 航次首席科學家、海洋二所陶春研究員介紹航次任務

航次涵蓋「十大任務」

大洋49航次計劃時間為250天,分5個航段執行,航程超過25000海里,預計2018年8月12日完成所有調查任務返回舟山。前四個航段計劃200天,主要工作區域為西南印度洋多金屬硫化物合同區及航路;第五航段計劃50天,主要工作區域為西北印度洋多金屬硫化物調查區及航路。本航次共有國家海洋局第二海洋研究所、浙江太和航運有限公司和國家海洋局北海分局等41家單位共272人參加(包括後備人員),其中209人為科學家和工程技術人員,63人為遠洋船員。本航次以落實深海大洋領域業務化工作和「蛟龍探海」工程,實施《深海資源勘探與開發「十三五」規劃》,具有綜合業務化、資源環境並重、調查手段高精化和瞄準國際海洋熱點等特點。

△ 「向陽紅10」船離港

為提高航次效率,加強海洋系統科學問題研究的關聯性,滿足不同部門、不同學科在印度洋區域不同的調查和科研需求,本航次經過一年多的論證設計,組織了空前綜合的業務化航次,幾乎涵蓋了大洋研究的所有學科,集合了國內大洋科研和技術研發的頂尖單位。

本航次中,提出了十項調查任務:

①西南印度洋合同區多金屬硫化物資源勘探

②西北印度洋調查區多金屬硫化物資源調查

③U型區西南印度洋脊典型熱液生態系統環境基線調查

④東印度洋90度海嶺深海潛標觀測

⑤印度洋熱液區生物基因資源採樣與調查

⑥「潛龍」裝備系統應用

⑦印度洋微塑料污染、缺氧和海洋酸化情況調查

⑧海氣通量走航觀測

⑨西南、西北印度洋中脊及附近海域構造研究

⑩走航綜合要素觀測

實施「蛟龍探海」工程 加強環境監測

目前,我國與國際海底管理局簽訂的《西南印度洋多金屬硫化物資源勘探合同》已經到執行的關鍵階段,合同規定在2019年需完成50%的區域放棄,即至少放棄申請到的1萬平方公里礦區中的50%。本航次圍繞此目標開展不同程度的調查,基本圈定礦化異常區、礦化區、礦體/礦化體,並估算資源量。作為國際海底管理局在全球洋中脊簽訂的第一份多金屬硫化物勘探合同,可望為海底多金屬硫化物資源區域放棄和資源評價提供標準與示範,為國際海底區域資源開發活動貢獻中國智慧。

與此同時,科考隊也將繼續在西北印度洋開展綜合異常拖曳探測和地質取樣調查,積累礦化異常信息,為認識該區域多金屬硫化物資源量獲得關鍵樣品和數據。

△ 「向陽紅10」船

航次中,將圍繞U型區中的印度洋典型熱液區開展底棲生物採樣,同時開展熱液區及附近區域水體的綜合環境調查,為建立熱液區環境基線和評估生物多樣性提供重要支撐,這對履行我國多金屬硫化物勘探合同區環境調查和保護義務、提升洋中脊生物多樣性認知水平具有重要意義。同時,通過現場保存與培養篩選深海微生物樣品,豐富西南印度洋典型熱液區生物基因資源,提升對多金屬硫化物合同區深海環境中微生物多樣性的認識。

推動國產「潛龍」系列裝備發展

據介紹,本航次中將有「潛龍」系列裝備中的「潛龍二號」AUV和水下滑翔機登場,將有望進一步推動「潛龍」系列裝備的發展和業務化運行。

「潛龍二號」AUV是「十二五」期間國家863計劃支持下研發的4500米級深海資源自主探測設備,採用了全新非迴轉體立扁魚形設計,自主航行時基於前視聲納進行避碰控制,並實現了高精度近底磁力探測,曾圓滿完成大洋40航次和43航次調查任務,累積下潛近40潛次。「潛龍二號」AUV將於第二、三航段在十幾個調查區塊內進行下潛作業,完成近300平方公里的微地形地貌、水體異常和磁力探測任務,為多金屬硫化物合同區區域放棄提供關鍵數據支撐;同時積累現場工程化應用經驗,初步形成業務化運行能力。

中國科學院瀋陽自動化研究所研製的水下滑翔機將結合本航次大洋調查開展西南印度洋首次試驗性應用,獲取溫度、鹽度、溶解氧和葉綠素等環境背景資料,為後續4500米水下滑翔機的應用提供現場應用經驗和技術儲備。水下滑翔機的應用有望為業務化運行航次探索一種海洋環境基線調查新模式。

瞄準科學前沿 關注海洋健康

本航次將開展微塑料、大洋缺氧區和海洋酸化等環境熱點調查。海洋微塑料是指海洋環境中尺寸小於5毫米的塑料纖維、顆粒或者薄膜。由於微塑料可吸附持久性有機污染物和重金屬,且可被鳥類以及魚類、底棲動物等海洋生物攝食,其導致的海洋生態環境問題已成為國際海洋生態學與環境科學的研究熱點。依託中國第49次大洋科學考察,我國將在印度洋開展海洋微塑料的監測工作,計劃在航線上開展微塑料採樣,並通過分析豐度、形狀、組分等信息,評估印度洋微塑料的污染狀況,對增強我國海洋微塑料污染研究能力、提升海洋垃圾國際治理方面的話語權有積極作用。同時利用航次調查取樣,開展大洋缺氧區和海水酸化現場分析,探索印度洋酸化和缺氧狀況,評估印度洋海洋健康狀況。

同時,通過在印度洋90度海嶺布放深海潛標,獲取深海溫度、鹽度和海流連續觀測資料,揭示印度洋深層環流特徵。目前,這一海域的深層和底層海流觀測在國際上尚屬空白。開展該海域深層和底層海流的觀測,了解海洋動力環境特徵和變化規律,對海底資源勘查也有十分重要的意義。

航次中,通過綜合利用投棄式氣象浮標和波浪漂流浮標,隨流漂浮觀測印度洋海域大面積的氣象和水文數據,也將為遠海防災減災、海上航行和各類作業安全提供實時數據支撐,為「21世紀海上絲綢之路」的建設保駕護航。

科考隊也將在西南、西北印度洋中脊多個熱液區開展重力、磁法、電法、地震等地球物理探測,建立海底多尺度地殼結構模型,為解決洋中脊熱液循環機制、熱液區多金屬硫化物找礦等問題提供研究基礎。

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中國大洋第49航次科考10項調查任務

任務一本航次將繼續利用綜合異常拖曳探測基本完成合同區礦化異常調查工作,基本圈定礦化異常區,識別有利成礦洋脊段;同時在大洋43航次中大展身手的「潛龍二號」AUV在礦化異常區開展加密調查,結合地質取樣驗證工作,進一步圈定礦化區,初步識別熱液活動分布及礦床地質特徵;其次通過逐漸成熟的中深鑽岩心取樣和近底瞬變電磁等工作,從而圈定礦體/礦化體,獲取礦體空間特徵,估算資源量。

任務二繼續在西北印度洋開展綜合異常拖曳探測和地質取樣調查,積累礦化異常信息,為多金屬硫化物資源量的認識獲得關鍵樣品和數據。

任務三深海熱液生態系統是一類典型的深海極端生態系統,發育有獨特的生物群落,是深海研究的熱點和前沿。本航次將圍繞環非洲U型區中的西南印度洋和西北印度洋脊的典型熱液區開展底棲生物採樣,同時開展熱液區及附近區域水體的綜合環境調查,為建立熱液區環境基線和評估調查區生物多樣性水平提供重要支撐,這對履行我國多金屬硫化物勘探合同區環境調查和保護義務和提高對洋中脊生物多樣性認知水平有重要意義。

任務四通過在90度海嶺布放深海潛標,獲取深海溫度、鹽度和海流連續觀測,有助於從觀測中直接揭示印度洋深層環流特徵。該潛標系統由ADCP、CTD、浮球和重塊等儀器設備和輔助設施組成,能夠實現對定點不同深度海洋的海流、溫、鹽和壓力等長期觀測。目前,在這一海域的深層和底層海流觀測在國內外尚屬空白。開展該海域深層和底層海流的觀測,了解其海洋動力環境特徵和變化規律,對海底資源勘查也有十分重要的意義。

任務五從水體、硫化物和沉積物樣品中保存或現場培養篩選深海微生物,以實現對西南印度洋典型熱液區和其它熱液區微生物和生物基因資源以及對硫化物合同區深海環境中微生物多樣性的認識,豐富可培養微生物種類等主要任務目標。能提升我國對深海菌種資源、基因資源、化合物資源的擁有量;建立國際一流的深海生物資源庫。

任務六「潛龍二號」是「十二五」期間,國家863計劃支持下我國自主研發的4500米級深海資源自主探測設備。首次採用全新非迴轉體立扁魚形設計、採用基於前視聲納的避碰控制方法、在AUV上實現了高精度磁力探測。曾圓滿完成了中國大洋40航次和43航次調查任務,累積下潛近40潛次。本次大洋49航次「潛龍二號」AUV將在第二、三航段在十幾個調查區塊進行下潛作業,完成300平方公里的微地形地貌探測、水體異常探測、磁力探測任務,為多金屬硫化物資源勘查與評價及典型熱液區相關科學問題研究搜集數據。對超短基線定位模式、無船值守、探測傳感器模塊化搭載等技術進行初步驗證。

中國科學院瀋陽自動化研究所研製的「海翼」水下滑翔機將結合49航次大洋調查開展首次西南印度洋海域試驗性應用。本次應用將為「環非洲洋中脊熱液生態系統監測保護」和「西南印度洋多金屬硫化物礦區」的環境調查提供溫度、鹽度、溶解氧和葉綠素等海洋環境背景資料,有望為大洋航次的業務化運行探索一種海洋環境基線調查的新模式。

任務七海洋微塑料是指海洋環境中尺寸小於5毫米的塑料纖維、顆粒或者薄膜。由於微塑料可吸附持久性有機污染物和重金屬,且可被鳥類以及魚類、底棲動物等海洋生物攝食,微塑料導致的海洋生態環境問題研究已成為國際海洋生態學與環境科學研究熱點。依託中國第49次大洋科學考察,我國將在印度洋首次開展海洋微塑料的監測工作,計劃將在航線上開展海洋微塑料採樣工作,並通過分析微塑料的豐度、形狀和組分等信息,評估印度洋微塑料的污染狀況,這將對增強中國海洋微塑料研究能力、提升中國在海洋垃圾治理方面的話語權有積極作用。同時初步摸清印度洋酸化和缺氧狀況,評估印度洋海洋健康狀況。

任務八綜合利用投棄式氣象浮標和波浪漂流浮標,隨流漂浮觀測印度洋海域大面積的氣象和水文數據,為遠海防災減災、海上航行和各類作業安全提供實時數據支撐,為「21世紀海上絲綢之路」的建設保駕護航。

任務九在西南、西北印度洋中脊多個熱液區開展重力、磁法、電法、地震等地球物理探測,建立海底多尺度地殼結構模型,為解決洋中脊熱液循環機制、熱液區多金屬硫化物找礦提供研究基礎。

任務十走航綜合要素觀測。

(圖: 葉振宇)


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