新资讯：蹲点调查精读丨给万米海底做个CT

现实中的海洋要比传说中的龙宫“富有”得多。深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏，要得到这些宝藏，就必须在深海进入、深海探测、深海开发方面掌握关键技术。

“国际首套全海深海底沉积物力学特性原位测试装置研制成功”，取得了获取海底沉积物力学参数关键技术的突破。这一装置，由中国海洋大学环境科学与工程学院、山东省海洋环境地质工程重点实验室贾永刚教授团队研发。

(资料图)

就此，本报记者蹲点采访三周，推出《给万米海底“把脉”》， 为读者方便阅读，现推出精读版。

“美吉号”解决了什么难题

如果你看过《流浪地球2》，一定对影片中的水下作业机器人有印象。而在现实中进行深海作业，面临的困难常人难以想象。

相隔万米水深远程控制作业，如何在上百兆帕的压力下保障设备运转，如何从深海回收设备……

2022年4月，贾永刚团队的“美吉号”攻克万米海深，在国际率先实现了万米深海沉积物力学性质原位精准测试，高分通过了国家重点研发计划项目专家组的评价。

潜到水下11000米后，“美吉号”通过传感器智能切换自己的“手”，用适合监测沉积物性质的探头在原位置完成力学性质测试。

作为国际首套全海深海底沉积物力学特性原位测试装置，“美吉号”解决了什么问题？贾永刚告诉记者，这个设备同时攻克了深海沉积物测试难、测不准两个难点。“从海底取样出来，就干扰了样本，再运回到实验室，测试条件又变了，永远测不准。”

在原位进行测试有多精准——贯入阻力测试精度可达0.2千帕，而海底压力（最大110兆帕）与测试精度相差6个数量级，贾永刚打了个生动的比方：“相当于在飞速行驶的火车旁边去听别人手表齿轮的声音。”

“科研灵感，一定来自出海、下海”

一开始陪同贾永刚去南海的研究生刘晓磊，如今成了教授、博导，并获得了国家优青、山东省优青的资助，成为实验室的学术带头人。朱超祁去年入选中国科协“青年人才托举工程”，担任国际期刊主编。

一批批上船就晕的年轻人，在贾永刚的指导下，历练成了“老海员”，成为国家海洋工程地质领域的青年翘楚。

深耕海洋30多年的贾永刚认为，要认识海洋，更重要的是得让海洋认识你。从畏惧海洋到与海洋建立感情，这是每次新生入学，贾永刚跟学生们传授的“秘诀”。

每一个进入贾永刚门下的学生，入学就要到海上当“调查队员”，从样品处理、记录资料等一点点小事做起，慢慢熟悉设备，逐渐成长到可以独立带队出海完成科研工作。

“海洋研究是实践性非常强的一个学科，在家里边做不出真正的研究。”在黄河入海口做研究时，贾永刚就经常带着学生光脚下海。

“硌到过一次脚，就开始思考为什么这么软的地方能形成硬壳。”这是贾永刚团队第一个山东省自然科学基金项目的由来。

“退潮以后在岸边吃饭，发现很多蟹子把土都倒到海床面上来了，我就带着学生思考生物的典型活动对沉积物的迁移会产生多大影响。”回忆到此处，贾永刚非常开心，他说，“你看，吃着饭又来了一个课题灵感。”

带出多家高新技术企业

全程参与全海深海底沉积物力学原位测试项目，给拓普液压的青年工程师高平留下了深刻的记忆。

“设备在深海出了问题就收不回来了。”回想起当时的情景，高平直言“压力山大”。

“忙到睡不着觉很正常。”已经从事深海装备研发近20年的拓普液压总经理刘敬喜说。在这个项目中，验收专家最终给项目组定下的测试指标是127兆帕。“这是按11000米的海底压力110兆帕的1.1倍，再加上海水的密度带来的压力计算的。”刘敬喜举了个例子，假如放一辆密封的汽车下去，肯定就压成片了。

如何解决深海压力问题，刘敬喜打了个有意思的比方：“就像一个气球装满水，放在水里就能平衡内外压不爆炸。”“美吉号”的液压设备就应用了这个原理。

通过深度参与这个项目，拓普液压完全掌握了全海深耐压密封技术，深海探测、深海采样再到深海模拟检测设备技术趋于成熟，并逐渐形成了自己的产品谱系。

让“大国重器”走更远

目前，贾永刚团队承担的国家重点研发计划项目“深海采矿羽流影响监测模拟关键技术”的课题三“羽状流对底层环境影响”，也由海洋一所负责。采矿羽流就是指采矿车采集、运输、排出尾矿过程中产生的沉积物再悬浮与扩散。

“采矿车把底层沉积物干扰了之后，悬浮起来的沉积物会扩散和沉降。那么扩散和沉降的范围有多大？主要在哪个方向和哪些区域？深度有多少？会持续多久？通过做羽流模拟模型就可以进行预测和预判。”海洋一所资环中心主任孙承君给记者上了一节科普课。

“对沉积物进行化学参数分析，能够反映沉积物的特征和变化。”孙承君说，化学分析可以为传感器观测的数据作补充，比如判断采矿羽流影响的沉积物深度。羽流预测模型逐渐完善后，只要输入矿车工作参数和环境参数，经过计算，就可以预测采矿羽流影响的范围。

建立羽流模型、完善环评报告是项目的第一步。“接下来，我们要在海底组成监测物联网，数据可以实时传回实验室和相关部门。”贾永刚说，还要实现物联网的双向驱动，在实验室动动手指，就能调整万米海深现场的监测策略。

策划 娄和军

记者 张楠 王瑛琪

标签：