科研人员每次去深海科考都会载回深海科研成果。资料图片
中国海洋大学的海洋综合调查船东方红2号。(资料图片）
深海有“季节变化”，有丰富资源，更有比陆地和浅海复杂千万倍的环境。7月3日，记者探访了岛城的深海科技成果和手段，海大教授深入南大洋探究深海洋流变化，其研究成果国际领先；青岛海洋调查船的代表东方红2号也频频进发远海、深海，进行深海探秘。中科院海洋研究所专家表示，蓝色硅谷为深海研究提供了很好的契机，不过目前我国对于深海的研究与发达国家还有一定差距，这也将是山东半岛蓝色经济区和蓝色硅谷仍然面临的机遇和挑战。
避免“后天”到来深海里找答案
电影《后天》讲述了一场未来灾难，由于科学家未能及时正确分析海洋洋流和全球气候的关系，没能对全球气候做出正确预测，导致地球面临毁灭性灾难。这部影片的热播让很多科学家开始思考温室效应可能带来的毁灭性灾难，加强了对于深海大洋的研究。
中国海洋大学的吴立新教授两年前就开始思考这个问题，在2010年10月份，他带领团队开始了对南大洋湍流混合的整体研究。在此之前，关于南大洋深海混合的研究在国际上并不少见，但都是针对局部地区展开的，还没有一个完整的南大洋深海大洋热盐环流的认识。
7月3日，记者联系了项目组成员、论文作者之一，海大物理海洋专业研究生荆钊。他告诉记者：“以往我们研究用于收集数据的浮标是老式浮标，虽然传送数据比较粗略，但是出现任何问题都能很容易找到解决方案。吴教授研究这项课题时采用的是新型的浮标，返回的数据更全面，但毕竟是新事物，要边摸索边使用。截止到2010年底，在整个南大洋区域，这些新型浮标已经累计返回约6000个高分辨率剖面，对于每个剖面我们团队都要仔细记录、分析，对整个南大洋的上层2000米海域洋流混合进行研究，工作量之大可想而知。”今年5月22日，这项关于南大洋深层能量传递及混合的最新研究成果刊登在全球最顶尖地球科学杂志上。
记者采访了解到，整个深海大洋的研究都属于国际上高精尖技术范畴，走在海洋开发与研究最前沿。荆钊告诉记者：“这项研究主要是为了通过深海洋流混合来监测全球气候变化，提高对整个地球气候变化的长期预测能力，对将来的气候变暖等带来的气象灾难及时预告和预防。未来,吴教授准备带着我们继续监测深海洋流混合 ，预测深海大洋的热盐环流 ，到时候不仅能对《后天》里的气候变暖灾难进行预测，更能对开发深海能源和渔业资源做出贡献。”
海洋调查船从栈桥开到南海
“海洋大学有条海洋综合调查船 ，叫东方红2号。以前这条船经常在栈桥附近科考，最近两年它成了南海的常客。从这一点上不难看出，深海是以后海洋研究的发展方向。”说到深海研究 ，中国海洋大学的杜老师告诉记者。
中国海洋大学海洋环境学院的研究生周春两个月前才乘坐东方红2号从南海海域回来，他这次随船出去带回了调查南海巴士海峡深水“瀑布”的第一手数据，并向记者讲述了船上的经历。
“每年的4月和10月我们都要跟随东方红2号出远海，去南海海域布放和回收潜标，记录潜标上的海流、温度以及盐度信息，回来以后再根据这些信息推算调查海域的洋流特征。由于路程远 ，每次出去大约都需要一个月的时间，这段时间船是基本不靠岸的，就在海上进行科考活动，对于远海、深海的研究就是需要这样的条件。”周春说，“由于很多科研机构没有自己的海洋调查船，我们每次出海总能遇见来自天津、连云港以及省内一些城市和青岛本地的海洋研究者们，出近海他们基本不会跟着，远海才是大家共同的兴奋点，在船上我们可以上网，可以打电话，也可以实现和陆地之间数据信息的传送。船上还有15个实验室，分为干、湿、半干半湿三个类型，对深海的水文、物理、化学、生物、地质等海洋调查和科考调查基本足够用了。”
说到深海研究，周春告诉记者：“在市民的印象里，海面是波涛汹涌的，深海是风平浪静的。但是我们实地考察发现，深海的洋流也很强，不断地记录深海数据加以推算研究，对于研究深海沉积搬运机制和深海碳循环过程都是很必要的。”
中国海洋大学的杜老师则表示：“东方红2号定员196人，每次出远海回来就会带回196个深海新项目的科研希望。它正好符合青岛现在提出的"从浅蓝到深蓝"发展趋势，它是海洋调查船，也是载回深海研究成果的使者。”
为胶州湾大桥提供防腐支撑
记者从中科院海洋研究所获悉，该所的海洋腐蚀与防护研究发展中心在侯保荣院士的带领下，正在积极争取国家基金资助，组建国内最先进的深海环境腐蚀模拟装置，建立能够满足5000米深海腐蚀环境的模拟试验系统，填补国内深海腐蚀环境实验室模拟领域的空白。
“海洋环境是一种苛刻的自然环境，服役于海洋环境的工程结构不可避免的要遭受海水腐蚀，它已成为这些装备制造和发展过程中的关键制约因素之一。深海环境对材料结构和功能可靠性的要求远高于陆地和浅海，任何可能的材料腐蚀破坏在深海环境都可能导致严重的工程事故，深海结构设施通常投资较高，因此其腐蚀事故带来的损失是巨大的。”中国科学院海洋研究所海洋腐蚀与防护研究发展中心助理研究员王静说，深海装备服役过程中将承受低温、低溶解氧、低盐度和低PH值的深海海水腐蚀环境，以及台风、洋流 、湍流、高压和复杂工况载荷的作用。在巨大的海洋压力和腐蚀性介质的协同作用下，深海装备材料的应力腐蚀、腐蚀疲劳开裂和冲刷腐蚀行为，以及不同防护方法的实效等都与浅层海水中的表现迥异，有些规律甚至截然相反。
因此，这个为青岛胶州湾大桥、青岛港等重大工程提供海洋防腐支撑的团队又开始将目光瞄向深海，探索材料在深海环境中的服役行为和失效机制，为深海装备的选材、设计和施工提供科学依据，为深海装备的服役安全提供保障。王静说，目前世界上发达国家对于深海环境腐蚀的研究开展早，我国才刚刚起步，差距比较大，对我国深海材料腐蚀基本规律的研究手段还相对薄弱，难以适应我国深海探索等重大工程和特殊装备的发展和需要，因此该中心才想到将海底5000米的环境“搬”进实验室，通过研制适合深海的电化学测试系统，建立深海环境敏感断裂试验系统，以及深海腐蚀磨损试验系统。
“这一系列设备的研发，可为深海工程材料的选择和防护设计，以及安全性评价和寿命预测的评价提供理论和数据支持，为深海工程及其装备的失效破坏与防护提供理论依据和技术指导，从而保证深海环境工程构件或装备的服役寿命，为深海资源的开发和深海武器装备的发展提供技术基础。”王静说。
蓝色硅谷为深海研究提供契机
谈到“蓝色硅谷”建设，王静说这将是深海研究的一个很好的契机。“虽然海洋腐蚀非常严重，但如果采取了合理有效的防护措施，其中25%～40%的腐蚀损失可以避免。”王静介绍，中国科学院海洋研究所海洋腐蚀与防护研究发展中心自上世纪60年代初就开始致力于海洋防腐研究，近日又成立“海洋防腐蚀产业技术创新战略联盟”，将更多地服务于蓝色经济。
“我国海洋石油资源相当丰富，但大部分储藏在深海，现有技术达不到深海油气开采深度的要求，与国际技术水平仍有较大差距。”王静说，国际间以开发和占有海洋资源为核心的海洋维权斗争愈演愈烈，特别是数千米的深海海底蕴藏着丰富的能源，它们对人类未来的生存意义非凡。随着国际竞争的日益加剧，深海空间站的建设和深海潜艇装备成为维护国防安全和争夺资源开发优势的基本保障，这对我国的深海技术提出了更高的要求。
“目前国内对于深海环境方面的数据比较少，与国外相比有较大差距，远远不能满足深海资源开发的需求。”王静说，对于深海环境中材料及其防护方式失效行为的分析方法，无论是用于实验室阶段的模拟分析，还是深海环境中的实时监测分析技术，还都非常匮乏，尤其是具有自主知识产权的分析技术，目前基本上是空白，这也是建设山东半岛蓝色经济区和青岛“蓝色硅谷”所要面临的问题。
记者: 李晓哲 邢成博
来源半岛网-半岛都市报
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