▶ 谢子亮
10月9日上午,广州南沙,一场连接深海与蓝天的奇迹在此上演。第十五届全国运动会和全国第十二届残疾人运动会暨第九届特殊奥林匹克运动会火种采集仪式,在广州海洋地质调查局科考码头举行。与往届不同,本届火种首次从南海1522米深处的可燃冰中采集而来,实现了体育盛事与深海科技的完美融合。
在1522米深海,是如何完成火种采集并顺利点燃的?
“梦想”号见证
科学精神与体育盛事交相辉映
仪式现场,我国首艘自主设计建造的大洋钻探船“梦想”号成为最引人注目的背景板。
广州海洋地质调查局深钻中心科学规划室主任孙珍介绍,“梦想”号在2024年11月建成入列,具备1.1万米钻探能力,是全球领先的海洋科技平台,主要承担国家重大科技项目和国际大洋科学钻探任务,成为保障国家能源安全的“国之重器”和支撑海洋强国建设的“核心利器”。
“火种采集以‘梦想’号为背景,寓意着中华儿女的‘梦想’从‘湾区之心’南沙出发,协同港澳、面向世界。”孙珍表示,这充分体现了无国界的科学精神与体育文化交相辉映,发出了构建人类命运共同体的时代强音。
深海取火
1522米海底的科技突破
火种如何从1522米深的漆黑海底成功采集?广州海洋地质调查局方法所副所长陈宗恒揭秘了全过程。
“2024年6月,我们提出深海采火的创意,将战略性清洁能源、深海探测关键技术及核心装备等元素有机融合。”陈宗恒说,广州海洋地质调查局牵头成立科技攻关团队,联合浙江大学、东海实验室、广东万家乐燃气具有限公司以及高景太阳能股份有限公司等多家优势力量,研发了基于“海马”号的“源火”采集装置。
今年9月18日,“海洋地质二号”科考船抵达南海北部海域作业区,“海马”号集成“源火”采集装置下潜至水深1500米左右的“海马”冷泉渗漏点。陈宗恒介绍说,科研人员远程精准操控机械臂持采集舱,采集冷泉口溢出的可燃冰及伴生气。采集到足量可燃冰后,降压使其分解,产生的甲烷气体即为“源火”气源。随后,科考船甲板面的光伏发电装置将太阳能转化为电能并传输到海底,引燃气源获取“源火”,“海马”号携带燃烧稳定的“源火”返回甲板面。
陈宗恒还特别介绍了执行本次任务的两大“神器”。据悉,“海洋地质二号”是“梦想”号的保障船,配备DP-2动力定位系统等先进设备,为深海作业提供高效平台。而执行核心任务的“海马”号深海遥控潜水器(ROV)则是“十二五”国家863计划的标志性成果,实现了我国在大深度无人遥控潜水器自主研发领域零的突破。“海马”号深海遥控潜水器(ROV)集成了“源火”采集装置,突破了深海耐压性、可燃冰原位收集等三大技术难题。
回顾采火过程,陈宗恒最难忘的是多潜水器协同作业的画面。“在同一艘船下布放两个ROV很少见,当看到‘海马’号在海底的姿态完整呈现时,我觉得一切付出都值得了。”陈宗恒说。
当“源火”成功点燃那一刻,现场所有人激动不已。“这种感觉就跟当年考上理想大学差不多。”陈宗恒说。
冷泉探秘
海底“生命绿洲”提供清洁火种
据介绍,此次采火目的地——南海海马冷泉区,是我国发现的规模最大的巨型活动性冷泉。由于这里的冷泉生物群广泛发育,形成了很特殊的冷泉生物群落,广州海洋地质调查局科技处副处长王伟巍形容其为“海底生命绿洲”。
“‘海马冷泉’区呈条带状分布在南海西北部陆坡,已发现了众多形态各异的海底喷口或渗漏点。‘海马冷泉’是目前地球上已知规模最大的正处于活动期的深海冷泉系统。在区内分布着大量的自生碳酸盐岩,部分区域因较强烈的甲烷气体渗漏,碳酸盐岩胶结了大量的贻贝壳体。”王伟巍表示,这里的冷泉生物群广泛发育,形成了很特殊的冷泉生物群落。
“目前我们已形成了针对可燃冰的高精度勘探技术及装备体系,为可燃冰成矿有利区的圈定及矿体精细刻画、冷泉生态系统的发现和研究提供了有力支撑。”王伟巍说。
可燃冰
来自深海的清洁能源
可燃冰,学名天然气水合物,是一种由天然气(主要是甲烷)和水在低温高压条件下形成的类冰状结晶物质,形似冰雪,遇火可燃烧,燃烧产物为二氧化碳和水,是一种清洁高效的能源。“引燃深海可燃冰获取十五运会和残特奥会‘源火’的创意,完美契合了本次全运会的理念和宗旨。”广州海洋地质调查局三亚所教授级高级工程师张伟说。
张伟介绍说,我国自20世纪90年代启动海域可燃冰的资源调查研究,历经近30年,初步摸清了我国海域的可燃冰资源分布状况,预测其远景资源量约800亿吨油当量,证实了我国可燃冰资源丰富、潜力巨大。在此期间,科研人员还创新形成可燃冰系统成藏理论,基于我国南海可燃冰“源—运—聚—储”成藏要素及其动态演化特征,提出可燃冰成藏系统浅、中、深的空间叠加结构和多模式成藏机制。在前期勘查研究基础上,于2017年和2020年取得全球首次和第二次海域可燃冰试采的成功,创造了“产气总量”和“日均产气量”两项世界纪录,实现了从“探索性”试采到“试验性”试采的历史跨越。基于前两轮试采现场数据及室内模拟实验认识,提出可燃冰降压开采“三相控制”理论,揭示了以降压诱导可燃冰分解的固、液、气3种相态转化、运动和控制机理,厘清了可燃冰相变与温度、压力、浓度等多场耦合过程。“前述两项基础理论认识,为本次‘源火’成功采集提供了理论支撑。”张伟说。广州南沙开发区供图

