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汪品先院士給你解讀深海科研的“中國力量”

人民網北京1月22日電(方經綸)海洋是生命的搖籃、資源的寶庫、交通的命脈、戰略的要地。對海洋的探索與認知是開發利用和保護海洋的先決條件。

“‘不入虎穴,焉得虎子’,親眼目睹海底的‘真面目’,對於科學思考極有價值。”海洋地質學家、中國科學院院士汪品先在接受人民強國論壇記者專訪時表示,經過科技工作者們的不懈努力,我國掌握了在南海深部科學上的主導權,是我國海洋科學里程碑式的進展。

汪品先院士(左)在“探索一號”科考船上(2018年5月12日攝)新華社記者 張建松 攝

強國論壇:2018年,82歲的您曾在南海搭載“深海勇士”號載人深潛器9天內完成了3次下潛工作,令人十分敬佩。請您談談感受。

汪品先:我那一回深潛,是“南海深部計劃”海上探索的一部分。記得我第一次下潛歸來時很激動地說:“這是愛麗絲漫遊仙境,我剛從仙境回來!”這是因為我們那次深潛,發現了南海的深水珊瑚林。只見一株株珊瑚像樹木那樣立在海底,這種圖景我從來沒有見過。熱帶的淺水珊瑚大家都知道,而上千米深處的冷水珊瑚林,不光南海、連整個東南亞,以前都沒有報導,因為不深潛下去,就看不到這樣的珍貴景象。

所以說科學家身臨其境,極其重要。我們國家開始造深潛器的時候,我就指望著能夠自己下去看看研究了多年的深海。“不入虎穴,焉得虎子”,只有下去了才能領會什麽是深海永遠的黑暗,親眼目睹海底的“真面目”,對於科學思考極有價值。

通過多次載人和非載人深潛航次,我和科研團隊得到了巨大的收獲,在南海首次發現了深水珊瑚林、多金屬結核、磷塊岩和古熱液活動等等,極大豐富了對南海深海底的了解。

強國論壇:2020年,“奮鬥者”號載人深潛器創造了中國載人深潛萬米的新紀錄,這對於我國海洋科學發展的重大意義是什麽?

汪品先:“上天、入地、下海”是人類拓展活動空間的大方向。

超過6000米的深海溝屬於“深淵帶”,它們的面積並不大,把全世界“深淵帶”加在一起,也隻佔大洋總面積的1~2%。但是深海溝的意義不在於面積,而是在於深度。深海溝是大洋板塊俯衝進入地球內部的通道,對於這種“深淵帶”的生態系統和地質現象,我們極少了解,因此正是近年來國際海洋探索的新焦點。

20世紀晚期以來,世界深潛技術的著名進展,就是潛入馬裡亞納萬米深溝,進入到地球表面最深的海底,去挑戰“下海”的極限。我國發展載人深潛技術起步較晚,但是在短短的一、二十年裡“蛟龍號”“深海勇士號”“奮鬥者號”接連問世,直到潛入萬米海溝,可謂“連中三元”。

“奮鬥者號”不僅在深度上達到了目前全海深載人潛水器的最高標準,還大幅度提高了部件的國產率。不但如此,此前已經有國產的全海深自主遙控潛水器“海鬥一號”,也就是不載人的萬米深潛器,在馬裡亞納海溝深潛到底。製造出這些深潛器,表明我國深潛技術已經進入了國際前列。

強國論壇:您領銜的“南海深海過程演變”研究計劃,經過9年的艱苦突破,最終獲得豐碩的科研成果。請您講講其中一些難忘的經歷和印象最深的難關。

汪品先:國家自然科學基金委的“南海深海過程演變”研究計劃(以下簡稱南海大計劃),於2011年啟動,全國32各部門在9年時間裡完成了52個重點基金項目,是我國深海領域最大的基礎研究計劃。

這樣一個由幾十個部門執行幾十個自由申請項目的大計劃,最大的挑戰就在於研究成果的集成。就在啟動後的第三年,我們就成立了三個集成小組,從2016年開始就分兩步進行集成:先是按照立項時的設計,歸納為18個亮點成果;再從中針對地球科學的基本問題,提煉出高層次的新認識,聚焦為“板緣張裂”“軌道驅動”和“洋陸相互作用”三大學術突破。

南海大計劃指導組適時地調整了科學目標。比如說,原來的目標只是要確定南海形成的年齡,後來調整為探索南海形成的原因。這樣一改,科學問題的深度就大不相同。

能實現這樣的轉變,關鍵在於設備上的支持。為建設海洋強國,深海研究得到了大力支持,9年裡南海成功實施了3個國際大洋鑽探航次,4個載人和非載人的深潛航次,投放了數以百計的潛標觀測錨系。有了大洋鑽探,可以通過深海底取芯,研究南海是如何張裂的。結果,南海大計劃在完成原定科學目標之外,還有許多新的收獲。

經過科技工作者們的不懈努力,我國在南海深部掌握了科學上的主導權,是我國海洋科學里程碑式的進展。

汪品先院士在“探索一號”科考船上參加科考會議(2018年5月11日攝)。新華社記者 張建松 攝

強國論壇:通過您南海大計劃近十年的科研經歷,您覺得應該如何通過科技創新的力量推動我國海洋強國的建設?

汪品先:深海科學屬於“大科學”範疇,只有合作才能成功,要求科學和技術相結合,同學科之間、部門之間相互合作,南海大計劃的成功,靠的就是全國範圍的大合作。“蛟龍號”“深海勇士號”建成後,都讓南海大計劃來執行其第一個科學應用航次;大洋鑽探工程離不開地震剖面圖,全靠中國海洋石油總公司和中國地質調查局全力配合,主動提供、甚至專門派船測量剖面,方才保證了南海的鑽探建議書在國際競爭中取得成功。

至於科學本身,重要的是從被動的跟從轉到主動的探索。海洋科學中有許多的認識來自北大西洋的探測,它們被主流觀點認為是全球海洋的共同規律。幾十年來我們就是這樣“跟跑”過來的,用我們的新資料來支持前人的舊認識。

南海大計劃與以往不同,我們基於從南海探測得到的新資料,進行獨立地思考研究,從源頭出發去探討全球性問題。

南海成因就是一個例子。大陸怎麽會張裂產生海洋,這是地球科學中一個根本問題,如果搬用前人的認識,會以為南海是按照北大西洋的模式形成的“小大西洋”。但是南海大洋鑽探的結果發現表明,南海是在板塊邊緣俯衝帶形成,屬於另外一種類型,不是一個“小大西洋”,我們從而提出了“板緣張裂”的新認識。

再一個關於氣候變化的例子,南海大計劃的發現也與流行觀點有別。在千年、萬年的尺度上,地球氣候的周期性變化歷來認為由高緯度地區的變化過程所決定,北極冰蓋和北大西洋深層水的形成,決定著全世界的氣候變化。而我們研究發現,南海海底沉積物裡的記錄說明,熱帶、亞熱帶的氣候周期可以直接受低緯度地區太陽異塵餘生量變化的驅動,並不是聽命於北大西洋的信號。因此,我們提出了氣候變化“低緯驅動”的新認識。

科技創新很重要,不能只是人雲亦雲,一味地支持、接納前人的認識。但是要提出受到全世界肯定的新觀點又談何容易,彼此對一件事的認知總是有差異的。科學創新從來就不容易,產生了新的理念,還需要長期努力,用新的資料去檢驗和完善。

強國論壇:海洋的探索與保護是全人類共同的事業,我國海洋科學工作者們,能夠為全球的海洋科學事業貢獻哪些“中國力量”?

汪品先:20世紀晚期起,深海成為海洋科學、甚至整個地球科學研究的前沿。現在南海深部探索的成功,是我國建設海洋強國的一項重要標誌。

下一步的目標,是繼續推進國內的大協作,運用高新技術,“全國一盤棋”繼續前進;推進國際合作,將南海建成國際邊緣海科學研究的典範,世界海洋科學的天然實驗室。在立足南海的同時,挺進三大洋、探索南北極,在國際海洋界發揮越來越大的作用。

21世紀,我國海洋科學正經歷著史無前例的黃金時期。如果我國學術界能夠齊心協力、共同迎接挑戰,就有望在人類向海洋深部挺進的歷史轉折中,作出我們自己的貢獻。

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