大洋科考49航次收官 實(shí)現(xiàn)多個(gè)首次

大洋科考49航次收官有的是驚喜

歷時(shí)250天，航程29821海里，8月12日，赴印度洋執(zhí)行中國(guó)大洋49航次科考任務(wù)的“向陽(yáng)紅10”船順利回國(guó)靠港，返航舟山。

本航次對(duì)履行全球首個(gè)國(guó)際海底多金屬硫化物勘探合同有什么重要意義?“潛龍二號(hào)”水下自主機(jī)器人(AUV)等國(guó)產(chǎn)裝備深海練兵情況如何?印度洋“體檢”狀況到底怎樣?

西南印度洋勘探合同區(qū)硫化物資源前景看好

多金屬硫化物是海底熱液活動(dòng)的產(chǎn)物, 因富含銅、鋅、鉛、金和銀等金屬元素，成為一種重要的潛在礦產(chǎn)資源。2011年，我國(guó)與國(guó)際海底管理局簽訂了《西南印度洋多金屬硫化物資源勘探合同》。這也是世界上第一個(gè)國(guó)際海底多金屬硫化物勘探合同。

目前，我國(guó)已到執(zhí)行資源勘探與環(huán)境評(píng)價(jià)的關(guān)鍵階段。大洋49航次前4個(gè)航段主要任務(wù)是完成西南印度洋合同區(qū)多金屬硫化物資源勘探與環(huán)境基線調(diào)查，基本完成熱液與礦化異常調(diào)查。

“本航次對(duì)1萬(wàn)平方千米100個(gè)合同區(qū)塊中的28個(gè)開(kāi)展了綜合拖曳異常調(diào)查和地質(zhì)取樣，使得合同區(qū)的熱液與礦化異常調(diào)查進(jìn)展總體達(dá)到95%。我們還對(duì)16個(gè)區(qū)塊開(kāi)展了前期發(fā)現(xiàn)的礦化異常查證。”陶春輝透露，本航次共計(jì)發(fā)現(xiàn)3處礦化區(qū)、2處礦化異常區(qū)和9處異常區(qū)，為2019年計(jì)劃完成50%區(qū)域放棄前的資源評(píng)價(jià)工作奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，還拓展了龍旂、玉皇和斷橋等礦化區(qū)的分布范圍。

科學(xué)家以往認(rèn)為西南印度洋屬于超慢速洋中脊，不易發(fā)育熱液活動(dòng)。但2007年陶春輝團(tuán)隊(duì)在西南印度洋發(fā)現(xiàn)正在活動(dòng)的海底熱液噴口，這也是世界上首次在超慢速擴(kuò)張洋中脊發(fā)現(xiàn)活動(dòng)熱液區(qū)。

“本航次調(diào)查表明合同區(qū)熱液活動(dòng)發(fā)育的頻率高，說(shuō)明洋中脊熱液活動(dòng)的分布受局部巖漿供給的控制。因此，在超慢速擴(kuò)張洋中脊也能大量發(fā)育并形成硫化物。這深化了我們對(duì)合同區(qū)多金屬硫化物分布控制機(jī)制、成礦規(guī)律及資源評(píng)價(jià)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步揭示了超慢速擴(kuò)張脊硫化物礦藏前景。”陶春輝說(shuō)。

根據(jù)勘探合同，2021年我國(guó)將進(jìn)一步放棄25%，最終獲得區(qū)域面積不超過(guò)2500平方千米。“我國(guó)雖享有優(yōu)先開(kāi)采權(quán)，但首先要履行環(huán)境基線調(diào)查、生物多樣性研究與培訓(xùn)等義務(wù)，并最終將3/4的勘探合同區(qū)面積還給國(guó)際海底管理局。”陶春輝說(shuō)。

深海裝備大練兵 我國(guó)硫化物勘探方法與技術(shù)居世界前列

在裝備方面，最大亮點(diǎn)是“潛龍二號(hào)”AUV刷新紀(jì)錄。“潛龍二號(hào)”共進(jìn)行了9個(gè)潛次應(yīng)用，水下工作總計(jì)257小時(shí)，總航程654千米。

“潛龍二號(hào)”此次開(kāi)發(fā)兩項(xiàng)新技能：無(wú)母船值守作業(yè)和多探測(cè)傳感器模塊化搭載作業(yè)，顯著提高了作業(yè)效率。通過(guò)連續(xù)三年的深海試驗(yàn)和航次應(yīng)用，“潛龍二號(hào)”共進(jìn)行了50個(gè)潛次的大深度安全作業(yè)，積累了現(xiàn)場(chǎng)工程化應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，形成了業(yè)務(wù)化運(yùn)行能力，累計(jì)水下工作時(shí)間763小時(shí)，航程2204公里，不斷刷新我國(guó)AUV在大潛深海底的作業(yè)紀(jì)錄，國(guó)際上能達(dá)到如此能力的潛水器屈指可數(shù)。

通過(guò)本次科考，我國(guó)近底磁、電和微震等綜合地球物理探測(cè)手段有較大提升。陶春輝介紹，隨著技術(shù)的迭代發(fā)展，我國(guó)勘探手段已由拖曳式向高精度的水下無(wú)人、載人潛器發(fā)展，由抓斗表層取樣向探測(cè)礦體三維分布的瞬變電磁法、近底磁法和淺層鉆探發(fā)展。

通過(guò)十多年的積累，我國(guó)已建立一套成熟的“近底—底表—淺層”硫化物找礦方法與技術(shù)系統(tǒng)，形成高效探測(cè)海底硫化物的能力，總體性能指標(biāo)和應(yīng)用效果處于國(guó)際前列。

印度洋調(diào)查實(shí)現(xiàn)多個(gè)首次

本航次還對(duì)海洋健康狀況進(jìn)行評(píng)估“體檢”：首次開(kāi)展印度洋海域微塑料調(diào)查，調(diào)查覆蓋西南印度洋、西北印度洋及航線;首次開(kāi)展印度洋缺氧和海洋酸化情況調(diào)查，初步表明調(diào)查海區(qū)水體處于氧化狀態(tài)，表層水體溶解氧處于飽和至過(guò)飽和狀態(tài)，水體pH值和總堿度分析表明調(diào)查海區(qū)水體處于弱堿性。

此外，科考還首次獲得90海嶺環(huán)境探測(cè)長(zhǎng)期水體剖面結(jié)構(gòu)的新認(rèn)知;首次在印度洋投放氣象與波浪浮標(biāo);在微震與羽狀流變化相關(guān)性等方面取得新成果，提高了對(duì)超慢速擴(kuò)張脊熱液循環(huán)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

特別值得一提的是，圍繞卡爾斯伯格脊熱液循環(huán)系統(tǒng)分布規(guī)律與形成機(jī)制這一科學(xué)目標(biāo)，科考隊(duì)員在天休熱液區(qū)新發(fā)現(xiàn)一處高溫噴口群，拓展了熱液活動(dòng)的分布范圍;新發(fā)現(xiàn)3個(gè)熱液系統(tǒng)，使我國(guó)在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)的熱液系統(tǒng)數(shù)量增至9個(gè);首次布放2套綜合錨系，開(kāi)展多學(xué)科的長(zhǎng)期觀測(cè)，有望提升熱液活動(dòng)對(duì)海洋物質(zhì)通量以及環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)水平。(陳磊)