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探究奥秘“湛蓝”的“利器”——天下陆地日看我国自主研发深海探测配备

作者:零碎治理员 公布日期:2020/06/10

6月8日是天下陆地日,固然人类对陆地的熟悉在减速,但对其仍然知之甚少,稀奇是对深海的探究还处在“瞽者摸象”阶段。认知、探究深海起首需求探测“利器”,除了“蛟龙”号,我国另有一批自主研发的深海探测“黑科技”,“海翼”系列水下滑翔机、深海原位拉曼光谱探针、“诊脉”深海的及时潜标便是此中典范代表。

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科考队员在布放“海翼”系列水下滑翔机(材料照片)。新华社发

深海划出柔美“V”字形

看上去犹如个头纷歧的“火箭”,它们不是上天而是入海。

“海翼”系列水下滑翔机由中国迷信院沈阳主动化研讨所自主研发,是一种新观点水下机械人,经过调治本身浮力和姿势以完成在水中滑行,作业深度笼罩300米至7000米,可延续事情几十天至几个月,飞行局限可达几千公里,将网络到的海水温度、盐度、浊度、含氧量,以及海流强度和活动偏向等数据,及时回传至海洋。

中国迷信院沈阳主动化研讨所副研讨员金文明说,“海翼”是靠浮力驱动,这一手艺让其在水下运转轨迹呈较大“V”字形,好像在坐“过山车”。“海翼”在每个活动周期的极点和底端举行浮力调治,以是能跑得更远、更节能,具有大局限、永劫间延续陆地情况观察劣势。

现在,中国迷信院沈阳主动化研讨所构成了300米、1000米、1500米、4500米、7000米、夹杂驱动型、声学型等多种深度和范例的“海翼”系列水下滑翔机。

“海翼”系列水下滑翔机在东海、南海、印度洋和平静洋完成屡次海上实验与使用,累计海上事情6400多天,观察间隔16万多公里,取得4.6万多条剖面数据。

2017年7月至8月,12台“海翼”水下滑翔机在南海展开组网同步观察;2018年10月,“海翼”7000米在马里亚纳海沟最大下潜深度达7076米。

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科考队员对西平静洋迷信观察网的潜标举行维护晋级(材料照片)。新华社发

“一照”即知“何方神圣”

热液、冷泉是比年来深海研讨热门,但要想晓得这些流体的精确组分却非常难题。由于若是将热液样品带回实行室剖析,受温度、压力转变及海水混入影响,热液喷口流体的化学身分或浓度会显著改动。固然可以行使保压、保温贮存安装取得保真样品,受取样方式限定,剖析数据与现实仍有显著差别。

中国迷信院陆地研讨所自主研发的深海原位拉曼光谱探针就像“照妖镜”一样平常,激光打到目的探测物上就能立刻晓得其含有何种物质,以及种种物质的浓度若何。

中国迷信院陆地研讨所研讨员张鑫先容,深海原位拉曼光谱探针使用的是拉曼散射原理。当激光照射到样品上,样品中的分子使入射光发作散射,此中一种散射光频率会发作改动,这便是印度迷信家拉曼发明的拉曼散射征象。由于差别分子会发生差别的散射光频率,行使激光拉曼光谱装备取得的拉曼光谱数据,和已知物质的光谱数据比对,即可晓得样品是何种组分。

“外洋研制出了能顺应深海压力情况的原位拉曼光谱仪,但热液喷口低温、高压、强酸(碱)和混浊的流体情况,不断被以为是光学镜头禁区。”张鑫说,深海原位拉曼光谱探针乐成打破通俗光学镜头不耐低温和防颗粒附着功能差等困难,可间接拔出450摄氏度深海热液喷口,为深海热液化学性子研讨提供了配备支持。

借助深海原位拉曼光谱探针,我国迷信家已取得多项打破性功效:在南海初次观察到暴露在海底的自然气水合物,初次在天然界发明超临界二氧化碳,展现深海“颠倒湖”奥秘征象……

及时获取深海“脉搏”

陆地及时观察数据历久依赖卫星遥感和浮标。用于观察水下和深海数据的潜标只能每年接纳一次,无法像卫星遥感和浮标那样取得及时数据。这是由于潜标最下面一个浮体间隔海立体另有四五百米,数据很难穿透海水传输到卫星上。

中国迷信院陆地研讨所研讨员汪嘉宁先容,在西平静洋迷信观察网确立历程中,科研职员打破了潜标数据无法历久稳固及时传输的陆地观察困难,并将及时传输观察数据的深度由1000米逐渐拓展至6000米。

“科研职员在水面上装置了一个及时传输数据的浮体,它与潜标经过无线和有线两种方法毗邻。潜标将数据传输给浮体,浮体发射到卫星上,卫星再反应回海洋实行室。”汪嘉宁说。

2019年,西平静洋迷信观察网最先由斗极卫星及时传输潜标数据,进步了深海数据及时传输的平安性、自主性和牢靠性。科研职员还依赖斗极卫星完成了双向通讯,数据不只能及时回传至海洋实行室,科研职员也能在海洋近程控制深海潜标。

停止现在,由20套潜标和3套大型浮标构成的西平静洋迷信观察网,已连续稳固运转6年,效劳于深海前沿研讨、天气预告和陆地情况预告等,稀奇是及时传输回的数据进步了天气和陆地情况预告精度。

泉源:新华社


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