大洋科考49航次收官有的是驚喜
歷時250天，航程29821海里，8月12日，赴印度洋執(zhí)行中國大洋49航次科考任務(wù)的“向陽紅10”船順利回國靠港，返航舟山。
本航次對履行全球首個國際海底多金屬硫化物勘探合同有什么重要意義?“潛龍二號”水下自主機器人(AUV)等國產(chǎn)裝備深海練兵情況如何?印度洋“體檢”狀況到底怎樣?
西南印度洋勘探合同區(qū)硫化物資源前景看好
多金屬硫化物是海底熱液活動的產(chǎn)物, 因富含銅、鋅、鉛、金和銀等金屬元素，成為一種重要的潛在礦產(chǎn)資源。2011年，我國與國際海底管理局簽訂了《西南印度洋多金屬硫化物資源勘探合同》。這也是世界上第一個國際海底多金屬硫化物勘探合同。
目前，我國已到執(zhí)行資源勘探與環(huán)境評價的關(guān)鍵階段。大洋49航次前4個航段主要任務(wù)是完成西南印度洋合同區(qū)多金屬硫化物資源勘探與環(huán)境基線調(diào)查，基本完成熱液與礦化異常調(diào)查。
“本航次對1萬平方千米100個合同區(qū)塊中的28個開展了綜合拖曳異常調(diào)查和地質(zhì)取樣，使得合同區(qū)的熱液與礦化異常調(diào)查進(jìn)展總體達(dá)到95%。我們還對16個區(qū)塊開展了前期發(fā)現(xiàn)的礦化異常查證。”陶春輝透露，本航次共計發(fā)現(xiàn)3處礦化區(qū)、2處礦化異常區(qū)和9處異常區(qū)，為2019年計劃完成50%區(qū)域放棄前的資源評價工作奠定了基礎(chǔ)。同時，還拓展了龍旂、玉皇和斷橋等礦化區(qū)的分布范圍。
科學(xué)家以往認(rèn)為西南印度洋屬于超慢速洋中脊，不易發(fā)育熱液活動。但2007年陶春輝團(tuán)隊在西南印度洋發(fā)現(xiàn)正在活動的海底熱液噴口，這也是世界上首次在超慢速擴(kuò)張洋中脊發(fā)現(xiàn)活動熱液區(qū)。
“本航次調(diào)查表明合同區(qū)熱液活動發(fā)育的頻率高，說明洋中脊熱液活動的分布受局部巖漿供給的控制。因此，在超慢速擴(kuò)張洋中脊也能大量發(fā)育并形成硫化物。這深化了我們對合同區(qū)多金屬硫化物分布控制機制、成礦規(guī)律及資源評價的認(rèn)識，進(jìn)一步揭示了超慢速擴(kuò)張脊硫化物礦藏前景。”陶春輝說。
根據(jù)勘探合同，2021年我國將進(jìn)一步放棄25%，最終獲得區(qū)域面積不超過2500平方千米。“我國雖享有優(yōu)先開采權(quán)，但首先要履行環(huán)境基線調(diào)查、生物多樣性研究與培訓(xùn)等義務(wù)，并最終將3/4的勘探合同區(qū)面積還給國際海底管理局。”陶春輝說。
深海裝備大練兵 我國硫化物勘探方法與技術(shù)居世界前列
在裝備方面，最大亮點是“潛龍二號”AUV刷新紀(jì)錄。“潛龍二號”共進(jìn)行了9個潛次應(yīng)用，水下工作總計257小時，總航程654千米。
“潛龍二號”此次開發(fā)兩項新技能：無母船值守作業(yè)和多探測傳感器模塊化搭載作業(yè)，顯著提高了作業(yè)效率。通過連續(xù)三年的深海試驗和航次應(yīng)用，“潛龍二號”共進(jìn)行了50個潛次的大深度安全作業(yè)，積累了現(xiàn)場工程化應(yīng)用經(jīng)驗，形成了業(yè)務(wù)化運行能力，累計水下工作時間763小時，航程2204公里，不斷刷新我國AUV在大潛深海底的作業(yè)紀(jì)錄，國際上能達(dá)到如此能力的潛水器屈指可數(shù)。
通過本次科考，我國近底磁、電和微震等綜合地球物理探測手段有較大提升。陶春輝介紹，隨著技術(shù)的迭代發(fā)展，我國勘探手段已由拖曳式向高精度的水下無人、載人潛器發(fā)展，由抓斗表層取樣向探測礦體三維分布的瞬變電磁法、近底磁法和淺層鉆探發(fā)展。
通過十多年的積累，我國已建立一套成熟的“近底—底表—淺層”硫化物找礦方法與技術(shù)系統(tǒng)，形成高效探測海底硫化物的能力，總體性能指標(biāo)和應(yīng)用效果處于國際前列。
印度洋調(diào)查實現(xiàn)多個首次
本航次還對海洋健康狀況進(jìn)行評估“體檢”：首次開展印度洋海域微塑料調(diào)查，調(diào)查覆蓋西南印度洋、西北印度洋及航線;首次開展印度洋缺氧和海洋酸化情況調(diào)查，初步表明調(diào)查海區(qū)水體處于氧化狀態(tài)，表層水體溶解氧處于飽和至過飽和狀態(tài)，水體pH值和總堿度分析表明調(diào)查海區(qū)水體處于弱堿性。
此外，科考還首次獲得90海嶺環(huán)境探測長期水體剖面結(jié)構(gòu)的新認(rèn)知;首次在印度洋投放氣象與波浪浮標(biāo);在微震與羽狀流變化相關(guān)性等方面取得新成果，提高了對超慢速擴(kuò)張脊熱液循環(huán)系統(tǒng)的認(rèn)識。
特別值得一提的是，圍繞卡爾斯伯格脊熱液循環(huán)系統(tǒng)分布規(guī)律與形成機制這一科學(xué)目標(biāo)，科考隊員在天休熱液區(qū)新發(fā)現(xiàn)一處高溫噴口群，拓展了熱液活動的分布范圍;新發(fā)現(xiàn)3個熱液系統(tǒng)，使我國在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)的熱液系統(tǒng)數(shù)量增至9個;首次布放2套綜合錨系，開展多學(xué)科的長期觀測，有望提升熱液活動對海洋物質(zhì)通量以及環(huán)境影響的認(rèn)識水平。(陳磊)
