5年后 广州将有一处海底实验室

“冷泉生态系统研究装置”全面启动建设，可容纳6人在深海住1个月

在海洋深处住上一个月，是一种怎样的体验？新快报记者近日了解到，5年后，广州将有一处海底实验室。

专家介绍，海底实验室像一个在深海的“空间站”。它停在深海底开展原位实验，可容纳6人（3名操控人员、3名科学家），持续30天进行实时观测。人员出入都要依靠载人深潜器，就像宇航员要搭载火箭到达空间站。同时，该装置还将在陆地实验室建立深海环境模拟系统，可把海底实验“搬到”陆地开展复刻实验研究。

领先之处在哪？

系首个海陆结合的国家重大科技基础设施

2月28日，国家重大科技基础设施“冷泉生态系统研究装置”在广州市全面启动建设。设施包含“海底实验室分总体”“保真模拟分总体”“保障支撑分总体”三部分，由中国科学院南海海洋研究所牵头申报并承担建设。

冷泉生态系统研究装置（以下简称“冷泉装置”）是我国自主研发的首个海陆结合的国家重大科技基础设施，装置规模和主要技术指标在国际上处于地位领先。深海原位长期载人驻留实验技术可应用于建设不同谱系的深海驻留装备，广泛应用于深海油气以及铁锰结核等矿产资源开发、海底工程建设以及南海岛礁资源及权益的维护等。

冷泉装置采用“样地实验+陆地模拟，海陆协同、时空互换”的设计思路，计划建设面向冷泉生态系统的深海载人驻守型海底实验室与陆基保真模拟设施相融合的国际领先研究装置，支撑冷泉生态系统发育、化能合成生物演替和甲烷物态演化及其环境效应研究。

冷泉装置建成后，将为探索深海极端环境下的生命起源、可燃冰等深海资源的绿色开发等前沿基础研究和高新技术研发提供先进的平台支撑，成为我国在深海科学研究领域迈出的关键一步，服务“海洋强国”战略及“双碳”目标。

“冷泉生态系统”是什么？

被誉为“深海绿洲”，以化能营养为基础

据介绍，“冷泉”是指海底之下的甲烷、硫化氢和二氧化碳等气体在地质结构或压力变化驱动下，溢出海底进入海水的活动。而冷泉生态系统是指海洋生物利用海底冷泉渗出的化学物质为能源进行化能合成，发育成海底黑暗世界里独特的生态系统，具有黑暗、高压、低氧等理化特征，以可燃冰分解的甲烷为生源要素，通过化能合成作用而生生不息，被誉为“深海绿洲”。

冷泉为化能自养生物提供碳源和能量，维系着以化能自养菌为食物链基础的冷泉生物群，并成为初级生产者。管状蠕虫、蛤类、贻贝类、甲壳类、多毛类动物以及海星、海胆、蟹类、冷水珊瑚、鱼类等后生动物在此基础上繁衍，形成一套完整的以化能营养为基础的深海生态系统。

尽管目前科学家已经在冷泉生态系统中发现了600多种生物，但全球对深海冷泉的研究仍然十分缺乏。冷泉生态系统研究装置用户委委员、中国科学院海洋研究所研究员张鑫表示，因为缺乏深海的原位实验室，人类无法进一步了解冷泉与可燃冰之间的耦合关系、产生过程和机制，难以全面认知冷泉生态系统和生命过程。他说：“解决深海资源开发过程中‘卡脖子’问题，离不开冷泉装置的支撑。”

冷泉生态系统承载着地球深部碳循环的密码，是研究极端环境生命适应机制、探索新型生物资源的战略要地。开展冷泉生态系统研究是可燃冰等深海资源绿色开发与深海科学研究的最佳切入点。冷泉装置将为冷泉生态系统的研究提供全新的视角和技术手段，加速相关领域的科研进展，为海洋科技领域研究树立新标杆。

经了解，对冷泉及其生态系统的研究一直是国际上的关注热点。在气候变化方面，冷泉区的甲烷气体是温室气体的重要来源，也是未来有潜力成为一次能源来源，冷泉区甲烷渗漏对全球气候及生态环境具有重要影响，因此做好保护是至关重要的。另一方面，冷泉生物有可能合成生物医学上重要的化合物，具有巨大的科学价值。

有关负责人提到，此次建设首个海陆结合的国家重大科技基础设施，实现我国深海长周期载人驻留实验装备的工程化应用和相关产业的发展，推动我国的深海工程技术及装备在国际上实现从“跟跑”到“领跑”的超越。

多久能建成？

总建设周期为5年，其中设计建造阶段4年

冷泉生态系统研究装置项目是国家发展和改革委批复立项，南海海洋研究所承担建设的国家重大科技基础设施。总建设周期为5年，包括为期4年的设计建造阶段，以及为期1年的设备集成调试、海上试验阶段。建成后将促进冷泉发育机制、极端生命演化过程、可燃冰的生态效应研究等海洋科学跨越式发展，提升海洋领域核心技术原始创新能力和装备的自主研发能力，推动深远海科技进步。

广州是“一带一路”重要节点以及粤港澳大湾区核心城市，科研实力强，在整合大湾区海洋科技资源方面具有显著的区位优势。据介绍，冷泉生态系统研究装置的建成不仅会促进冷泉科技研发领域的国际合作，也将使广州在全球海洋科学与工程创新中心的构建中占据重要地位，抢占全球深海战略制高点。通过引领深海原位观测技术的发展，装置将进一步优化粤港澳大湾区的大科学装置配置和科技布局，支持珠三角综合性科学中心的成长，同时也为粤港澳大湾区国际科技创新中心的建设贡献力量。

“通过冷泉装置的建设和运行，我国将突破深海载人长周期驻留实验、超大潜深大型耐压结构安全性等技术。”冷泉生态系统研究装置总工艺师、广东工业大学教授冯景春说，冷泉装置是一个多学科综合的大科学装置，其建成后将向社会开放共享，建立多学科综合交叉平台，带动产业发展。冷泉装置的建成，不仅将促进冷泉科技研发领域的国际合作，还将进一步优化粤港澳大湾区的大科学装置配置和科技布局。

■知多D

我国已布局建设77个大科学装置

中国科学院院士房建成说：“科技强国必须具备强大的原始创新能力。大科学装置能孕育新的科学发现，让技术创新走在前面。”新快报记者了解到，截至目前，我国已布局建设77个国家重大科技基础设施，在建和运行的大科学装置超过60个。

■采写：新快报记者 陈慕媛 通讯员 王鑫