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“奮鬥者號”有多牛?汪品先院士給你解讀深海科研的“中國力量”

2021-01-22 13:35:00
來源:人民網-強國論壇
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  人民網北京1月22日電(方經綸)海洋是生命的搖籃、資源的寶庫、交通的命脈、戰略的要地。對海洋的探索與認知是開發利用和保護海洋的先決條件。

  “‘不入虎穴,焉得虎子’,親眼目睹海底的‘真面目’,對於科學思考極有價值。”海洋地質學家、中國科學院院士汪品先在接受人民強國論壇記者專訪時表示,經過科技工作者們的不懈努力,我國掌握了在南海深部科學上的主導權,是我國海洋科學里程碑式的進展。

汪品先院士(左)在“探索一號”科考船上(2018年5月12日攝)新華社記者 張建松 攝

  強國論壇:2018年,82歲的您曾在南海搭載“深海勇士”號載人深潛器9天內完成了3次下潛工作,令人十分敬佩。請您談談感受。

  汪品先:我那一回深潛,是“南海深部計劃”海上探索的一部分。記得我第一次下潛歸來時很激動地説:“這是愛麗絲漫遊仙境,我剛從仙境回來!”這是因為我們那次深潛,發現了南海的深水珊瑚林。只見一株株珊瑚像樹木那樣立在海底,這種圖景我從來沒有見過。熱帶的淺水珊瑚大家都知道,而上千米深處的冷水珊瑚林,不光南海、連整個東南亞,以前都沒有報道,因為不深潛下去,就看不到這樣的珍貴景象。

  所以説科學家身臨其境,極其重要。我們國家開始造深潛器的時候,我就指望著能夠自己下去看看研究了多年的深海。“不入虎穴,焉得虎子”,只有下去了才能領會什麼是深海永遠的黑暗,親眼目睹海底的“真面目”,對於科學思考極有價值。

  通過多次載人和非載人深潛航次,我和科研團隊得到了巨大的收穫,在南海首次發現了深水珊瑚林、多金屬結核、磷塊岩和古熱液活動等等,極大豐富了對南海深海底的了解。

  強國論壇:2020年,“奮鬥者”號載人深潛器創造了中國載人深潛萬米的新紀錄,這對於我國海洋科學發展的重大意義是什麼?

  汪品先:“上天、入地、下海”是人類拓展活動空間的大方向。

  超過6000米的深海溝屬於“深淵帶”,它們的面積並不大,把全世界“深淵帶”加在一起,也只佔大洋總面積的1~2%。但是深海溝的意義不在於面積,而是在於深度。深海溝是大洋板塊俯衝進入地球內部的通道,對於這種“深淵帶”的生態系統和地質現象,我們極少了解,因此正是近年來國際海洋探索的新焦點。

  20世紀晚期以來,世界深潛技術的著名進展,就是潛入馬利亞納萬米深溝,進入到地球表面最深的海底,去挑戰“下海”的極限。我國發展載人深潛技術起步較晚,但是在短短的一、二十年裏“蛟龍號”“深海勇士號”“奮鬥者號”接連問世,直到潛入萬米海溝,可謂“連中三元”。

  “奮鬥者號”不僅在深度上達到了目前全海深載人潛水器的最高標準,還大幅度提高了部件的國産率。不但如此,此前已經有國産的全海深自主遙控潛水器“海鬥一號”,也就是不載人的萬米深潛器,在馬利亞納海溝深潛到底。製造出這些深潛器,表明我國深潛技術已經進入了國際前列。

  強國論壇:您領銜的“南海深海過程演變”研究計劃,經過9年的艱苦攻關,最終獲得豐碩的科研成果。請您講講其中一些難忘的經歷和印象最深的難關。

  汪品先:國家自然科學基金委的“南海深海過程演變”研究計劃(以下簡稱南海大計劃),于2011年啟動,全國32各單位在9年時間裏完成了52個重點基金項目,是我國深海領域最大的基礎研究計劃。

  這樣一個由幾十個單位執行幾十個自由申請項目的大計劃,最大的挑戰就在於研究成果的整合。就在啟動後的第三年,我們就成立了三個整合小組,從2016年開始就分兩步進行整合:先是按照立項時的設計,歸納為18個亮點成果;再從中針對地球科學的基本問題,提煉出高層次的新認識,聚焦為“板緣張裂”“軌道驅動”和“洋陸相互作用”三大學術突破。

  南海大計劃指導組適時地調整了科學目標。比如説,原來的目標只是要確定南海形成的年齡,後來調整為探索南海形成的原因。這樣一改,科學問題的深度就大不相同。

  能實現這樣的轉變,關鍵在於設備上的支援。為建設海洋強國,深海研究得到了大力支援,9年裏南海成功實施了3個國際大洋鑽探航次,4個載人和非載人的深潛航次,投放了數以百計的潛標觀測錨係。有了大洋鑽探,可以通過深海底取芯,研究南海是如何張裂的。結果,南海大計劃在完成原定科學目標之外,還有許多新的收穫。

  經過科技工作者們的不懈努力,我國在南海深部掌握了科學上的主導權,是我國海洋科學里程碑式的進展。

汪品先院士在“探索一號”科考船上參加科考會議(2018年5月11日攝)。新華社記者 張建松 攝

  強國論壇:通過您南海大計劃近十年的科研經歷,您覺得應該如何通過科技創新的力量推動我國海洋強國的建設?

  汪品先:深海科學屬於“大科學”範疇,只有合作才能成功,要求科學和技術相結合,同學科之間、單位之間相互合作,南海大計劃的成功,靠的就是全國範圍的大合作。“蛟龍號”“深海勇士號”建成後,都讓南海大計劃來執行其第一個科學應用航次;大洋鑽探工程離不開地震剖面圖,全靠中國海洋石油總公司和中國地質調查局全力配合,主動提供、甚至專門派船測量剖面,方才保證了南海的鑽探建議書在國際競爭中取得成功。

  至於科學本身,重要的是從被動的跟從轉到主動的探索。海洋科學中有許多的認識來自北大西洋的探測,它們被主流觀點認為是全球海洋的共同規律。幾十年來我們就是這樣“跟跑”過來的,用我們的新資料來支援前人的舊認識。

  南海大計劃與以往不同,我們基於從南海探測得到的新資料,進行獨立地思考研究,從源頭出發去探討全球性問題。

  南海成因就是一個例子。大陸怎麼會張裂産生海洋,這是地球科學中一個根本問題,如果搬用前人的認識,會以為南海是按照北大西洋的模式形成的“小大西洋”。但是南海大洋鑽探的結果發現表明,南海是在板塊邊緣俯衝帶形成,屬於另外一種類型,不是一個“小大西洋”,我們從而提出了“板緣張裂”的新認識。

  再一個關於氣候變化的例子,南海大計劃的發現也與流行觀點有別。在千年、萬年的尺度上,地球氣候的週期性變化歷來認為由高緯度地區的變化過程所決定,北極冰蓋和北大西洋深層水的形成,決定著全世界的氣候變化。而我們研究發現,南海海底沉積物裏的記錄説明,熱帶、亞熱帶的氣候週期可以直接受低緯度地區太陽輻射量變化的驅動,並不是聽命于北大西洋的信號。因此,我們提出了氣候變化“低緯驅動”的新認識。

  科技創新很重要,不能只是人云亦云,一味地支援、接納前人的認識。但是要提出受到全世界肯定的新觀點又談何容易,彼此對一件事的認知總是有差異的。科學創新從來就不容易,産生了新的理念,還需要長期努力,用新的資料去檢驗和完善。

  強國論壇:海洋的探索與保護是全人類共同的事業,我國海洋科學工作者們,能夠為全球的海洋科學事業貢獻哪些“中國力量”?

  汪品先:20世紀晚期起,深海成為海洋科學、甚至整個地球科學研究的前沿。現在南海深部探索的成功,是我國建設海洋強國的一項重要標誌。

  下一步的目標,是繼續推進國內的大協作,運用高新技術,“全國一盤棋”繼續前進;推進國際合作,將南海建成國際邊緣海科學研究的典範,世界海洋科學的天然實驗室。在立足南海的同時,挺進三大洋、探索南北極,在國際海洋界發揮越來越大的作用。

  21世紀,我國海洋科學正經歷著史無前例的黃金時期。如果我國學術界能夠齊心協力、共同迎接挑戰,就有望在人類向海洋深部挺進的歷史轉折中,作出我們自己的貢獻。

[責任編輯:張婧]