灣區(qū)時(shí)訊 （編輯/劉秀 通訊員/王鑫 王沐眾 徐曉璐）2月28日，國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置”（以下簡(jiǎn)稱“冷泉裝置”）在廣州市全面啟動(dòng)建設(shè)。該設(shè)施由中國科學(xué)院南海海洋研究所牽頭申報(bào)并承擔(dān)建設(shè)，項(xiàng)目包含“海底實(shí)驗(yàn)室分總體”“保真模擬分總體”“保障支撐分總體”三部分。

冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置整體介紹

冷泉裝置采用“樣地實(shí)驗(yàn)+陸地模擬，海陸協(xié)同、時(shí)空互換”的設(shè)計(jì)思想，計(jì)劃用5年的時(shí)間，建設(shè)面向冷泉生態(tài)系統(tǒng)的深海載人駐守型海底實(shí)驗(yàn)室與陸基保真模擬設(shè)施相融合的國際領(lǐng)先研究裝置，支撐冷泉生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育、化能合成生物演替和甲烷物態(tài)演化及其環(huán)境效應(yīng)研究。冷泉裝置建成后，將為探索深海極端環(huán)境下的生命起源及可燃冰等深海資源的綠色開發(fā)等前沿基礎(chǔ)研究和高新技術(shù)研發(fā)提供先進(jìn)的平臺(tái)支撐，成為我國在深海科學(xué)研究領(lǐng)域邁出的關(guān)鍵一步，服務(wù)“海洋強(qiáng)國”戰(zhàn)略及“雙碳”目標(biāo)。

海底實(shí)驗(yàn)室分總體

保真模擬分總體

“冷泉”是指海底之下的甲烷、硫化氫和二氧化碳等氣體在地質(zhì)結(jié)構(gòu)或壓力變化驅(qū)動(dòng)下，溢出海底進(jìn)入海水的活動(dòng)。而冷泉生態(tài)系統(tǒng)是指海洋生物利用海底冷泉滲出的化學(xué)物質(zhì)為能源進(jìn)行化能合成，發(fā)育成海底黑暗世界里獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，具有黑暗、高壓、低氧等理化特征，以可燃冰分解的甲烷為生源要素，通過化能合成作用而生生不息，被譽(yù)為“深海綠洲”。冷泉生態(tài)系統(tǒng)承載著地球深部碳循環(huán)的密碼，是研究極端環(huán)境生命適應(yīng)機(jī)制、探索新型生物資源的戰(zhàn)略要地。開展冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究是可燃冰等深海資源綠色開發(fā)與深海科學(xué)研究的最佳切入點(diǎn)。冷泉裝置將為冷泉生態(tài)系統(tǒng)的研究提供全新的視角和技術(shù)手段，加速相關(guān)領(lǐng)域的科研進(jìn)展，為海洋科技領(lǐng)域研究樹立新標(biāo)桿。

水面保障母船示意圖

此次將耗時(shí)5年來建設(shè)首個(gè)海陸結(jié)合的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)我國深海長(zhǎng)周期載人駐留實(shí)驗(yàn)裝備的工程化應(yīng)用和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)我國的深海工程技術(shù)及裝備在國際上實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的超越。

據(jù)介紹，冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置項(xiàng)目是國家發(fā)展和改革委批復(fù)立項(xiàng)，南海海洋研究所承擔(dān)建設(shè)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。總建設(shè)周期為5年，包括第一階段：設(shè)計(jì)建造階段，周期4年；第二階段：設(shè)備集成調(diào)試、海上試驗(yàn)階段，周期1年。建成后將促進(jìn)冷泉發(fā)育機(jī)制、極端生命演化過程、可燃冰的生態(tài)效應(yīng)研究等海洋科學(xué)跨越式發(fā)展，提升海洋領(lǐng)域核心技術(shù)原始創(chuàng)新能力和裝備的自主研發(fā)能力，推動(dòng)深遠(yuǎn)?？萍歼M(jìn)步。

冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置的建成不僅會(huì)促進(jìn)冷泉科技研發(fā)領(lǐng)域的國際合作，也將使廣州在全球海洋科學(xué)與工程創(chuàng)新中心的構(gòu)建中占據(jù)重要地位，搶占全球深海戰(zhàn)略制高點(diǎn)。通過引領(lǐng)深海原位觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展，該裝置將進(jìn)一步優(yōu)化粵港澳大灣區(qū)的大科學(xué)裝置配置和科技布局，支持珠三角綜合性科學(xué)中心的成長(zhǎng)，同時(shí)也為粵港澳大灣區(qū)國際科技創(chuàng)新中心的建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置的建設(shè)及運(yùn)行，將對(duì)可燃冰產(chǎn)業(yè)化、海洋生物資源利用、海洋裝備制造等產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著“沿途下蛋”的積極推動(dòng)作用，進(jìn)一步提高我國深海探測(cè)技術(shù)及海洋裝備的自主研發(fā)、制造能力及運(yùn)行管理水平，加快深海載人裝備從探索、探測(cè)、探險(xiǎn)到深海樣地原位長(zhǎng)周期試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)、研究的飛躍，從而可以整體上帶動(dòng)粵港澳大灣區(qū)海洋高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，大幅提升我國的深海科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新能力，促進(jìn)我國海洋經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展，服務(wù)海洋強(qiáng)國及“雙碳”戰(zhàn)略。同時(shí)，冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置是一個(gè)多學(xué)科綜合的大科學(xué)裝置，其建成后將向社會(huì)開放共享，建立多學(xué)科綜合交叉平臺(tái)，優(yōu)化區(qū)域科技布局，吸引高水平研究及技術(shù)人才，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，服務(wù)粵港澳大灣區(qū)國際科創(chuàng)中心建設(shè)。

冷泉生態(tài)系統(tǒng)是指海洋生物利用海底冷泉滲出的化學(xué)物質(zhì)（甲烷、硫酸鹽等）為碳源和能源進(jìn)行化能合成，發(fā)育成海底黑暗世界里的獨(dú)特生態(tài)系統(tǒng)，具有黑暗、高壓、低氧等理化特征。冷泉為化能自養(yǎng)生物提供碳源和能量，維系著以化能自養(yǎng)菌為食物鏈基礎(chǔ)的冷泉生物群，并成為初級(jí)生產(chǎn)者。在此基礎(chǔ)上，繁衍著管狀蠕蟲、蛤類、貽貝類、甲殼類、多毛類動(dòng)物以及海星、海膽、蟹類、冷水珊瑚、魚類等后生動(dòng)物，形成一套完整的化能營養(yǎng)為基礎(chǔ)的深海生態(tài)系統(tǒng)。目前，科學(xué)家已經(jīng)在冷泉生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了600多種生物。

對(duì)冷泉及其生態(tài)系統(tǒng)的研究一直是國際上的關(guān)注熱點(diǎn)，一方面，在氣候變化方面，冷泉區(qū)的甲烷氣體是溫室氣體的重要來源，也是未來有潛力成為一次能源來源，冷泉區(qū)甲烷滲漏對(duì)全球氣候及生態(tài)環(huán)境具有重要影響，因此保護(hù)它們是至關(guān)重要的；另一方面，冷泉生物有可能合成生物醫(yī)學(xué)上重要的化合物，具有巨大的科學(xué)價(jià)值。

據(jù)了解，冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置是我國自主研發(fā)的首個(gè)海陸結(jié)合的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，裝置規(guī)模和主要技術(shù)指標(biāo)國際領(lǐng)先。通過冷泉生態(tài)系統(tǒng)研究裝置的建設(shè)和運(yùn)行，將突破深海載人長(zhǎng)周期駐留實(shí)驗(yàn)、超大潛深大型耐壓結(jié)構(gòu)安全性。深海原位長(zhǎng)期載人駐留實(shí)驗(yàn)技術(shù)可應(yīng)用于建設(shè)不同譜系的深海駐留裝備，廣泛應(yīng)用于深海油氣以及鐵錳結(jié)核等礦產(chǎn)資源開發(fā)、海底工程建設(shè)以及南海島礁資源及權(quán)益的維護(hù)等。

責(zé)任編輯/劉秀