海洋先導專項：鑄科技利器 探深海大洋

中科院海洋研究所 孫松研究員

2017年8月29日，「科學」號圓滿完成對西太平洋卡羅琳海山的考察任務返航。「這是人類首次對這座海山進行科學考察。」航次首席科學家、中科院海洋所研究員徐奎棟難掩內心的激動，「我們採集到許多未知新物種，像高度超出1米的海綿和珊瑚……」

該航次執行的是中科院戰略性先導科技專項「熱帶西太平洋海洋系統物質能量交換及其影響」（WPOS，以下簡稱海洋先導專項）的科考任務。這是中科院有史以來在海洋領域投入最大的一個項目。

聚焦西太

海洋科學具有大科學的特點，涵蓋範圍極其廣泛，這就給海洋先導專項的部署提供了眾多選擇。拿專項首席科學家、中科院海洋所所長孫松的話來說，對海洋先導專項進行總體設計，是「一件非常令人頭疼的事情」。

「近海研究有良好基礎但體現不出先導性，深海研究是發展方向但面臨極大挑戰。」孫松接受《科學報》採訪時說，「考慮到對海洋科技的需求以及海洋領域的國際前沿問題，如何體現海洋科技領域的『先導性』，是我們首先要解決的問題。」

的海洋研究起步晚，受到海洋意識、綜合國力和海洋探測裝備等方面的諸多限制，主要海洋研究大多局限於近海資源與環境的研究，對深海大洋的研究鮮有涉獵，並且有限的調查研究僅限於大洋上層。因此，對全球海洋，特別是深海和大洋的動力環境、資源狀況缺乏系統了解。

於是，海洋先導專項將目標鎖定在西太平洋。熱帶西太平洋是比鄰的大洋，是從近海走向大洋的必經之路。

「開展西太平洋的研究將對氣候變化、鄰近大洋對近海環境的影響以及深海探索都具有重要意義。」基於這一認識，2013年中科院正式啟動海洋先導專項，首次將西太平洋作為一個系統進行研究，並確定聚焦四個方面的研究內容，包括：熱帶西太平洋海洋環流與熱量傳遞，重點研究海氣相互作用，提高氣候預報的準確性；黑潮變異對近海生態環境的影響；西太平洋深海極端環境與生命過程；科學目標驅動下的海洋設備研發。

系統攻關

中科院的先導專項有一個共同的特點，即定位於解決關係國家全局和長遠發展的重大科技問題，集科技攻關、隊伍和平台建設於一體，形成重大創新突破和集群優勢。

海洋先導專項也不例外。依託中科院海洋所、南海海洋所、煙台海岸帶所、瀋陽自動化所和大氣所等單位，聯合國家海洋局第一、第二、第三海洋研究所等國內外優勢力量，開展聯合攻關。

「不僅涉及到氣候變化，也涉及到近海與大洋的相互作用、深海與表層海洋相互作用以及深部海洋的探索。」孫松說，「從立體來看，是從深海到表層、海氣相互作用；從水平來看，涉及到大洋和近海；從學科上，涉及到物理海洋學、化學海洋學和生物海洋學和海洋地質學。」

概括而言，就是以熱帶西太平洋為主要研究區域，兼顧東印度洋和印尼貫穿流，從「海洋系統」的視角開展綜合性系統調查與研究，推動深海大洋理論與技術體系的構建和發展。

海洋研究離不開考察與觀測裝備。海洋先導專項辦公室主任、中科院海洋所副所長李超倫告訴《科學報》記者，不同於一般的設備研發項目，專項的設備研發是在科學目標引導下，研發海洋探測與研究急需的裝備，做到能用、好用、系列配套、綜合配置，不單純強求指標的先進性，突出實用性和可靠性的提高。

今年7月，「科學」號搭載自主研發的水下滑翔機、自主式無人潛水器等系列海洋探測設備開展可靠性驗證。

「這是首次使用多台（套）系列深海探測設備開展多平台協同綜合立體觀測。」李超倫表示，這些設備顯示了一個國家的海洋科技水平，在國外很難買到。通過「多兵種作戰」，為科學家綜合分析提供多方面的信息和數據。

前瞻引領

截至目前，「科學」號已在海上工作超過900天，航行1.2萬餘海里，回收布放深海潛標73套次，「發現」號ROV下潛126次，獲取冷泉、熱液、海山等深海極端環境調查數據已逾5.2Tb，深海地質樣品3餘噸，大型生物樣品3000餘號，綜合調查站位已逾450個。

由海洋先導專項布放的深海實時傳輸潛標觀測數據已連續實時回傳250餘天，創造了國內外有明確文獻記錄的實時獲取深海數據的最長工作時間；在國際上率先開展熱液噴口流體溫度梯度原位探測，在馬努斯熱液區探明20餘個熱液噴口，最高溫度344℃……

面對成績，孫松卻在思考一個問題：專項做完后我們可以留下什麼？

北京市副市長、中科院原副院長陰和俊曾在海洋先導專項啟動會上強調，專項應做到「專項目標要明確，產出要可考核，成果要用得上，應用要能產生重大影響」。

「發表文章是一方面，更有必要的是長期的影響力。」孫松的目標是：建立國際一流的深海研究平台，形成綜合性的海洋探測與研究體系；與此同時，打造一支國際先進水平的深海科學研究與技術研發創新團隊，促進深海高新技術進步，實現海洋科技跨越發展，為建設「海洋強國」提供科技支撐。

英國《自然》雜誌曾兩次跟蹤報道海洋先導專項，稱「已經完全具備開展深海研究的能力」，「是600年前鄭和下西洋之後人的又一個創舉」。

孫松相信，隨著時間的推移，專項對後續的影響會更大。

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文章來源：科學網 陸琦。圖片：網。

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