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摸索奥秘“湛蓝”的“利器”——天下陆地日看我国自立研发深海探测设备

作者:系统办理员 宣布日期:2020/06/10

6月8日是天下陆地日,固然人类对陆地的熟悉在加快,但对其仍然知之甚少,出格是对深海的摸索还处在“瞽者摸象”阶段。认知、摸索深海起首须要探测“利器”,除“蛟龙”号,我国另有一批自立研发的深海探测“黑科技”,“海翼”系列水下滑翔机、深海原位拉曼光谱探针、“诊脉”深海的及时潜标便是此中典范代表。

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科考队员在布放“海翼”系列水下滑翔机(材料照片)。新华社发

深海划出夸姣“V”字形

看上去如同个头不一的“火箭”,它们不是上天而是入海。

“海翼”系列水下滑翔机由中国迷信院沈阳主动化研讨所自立研发,是一种新观点水下机械人,经由进程调理本身浮力和姿势以实此刻水中滑行,功课深度笼盖300米至7000米,可延续任务几十天至几个月,飞行规模可达几千千米,将搜集到的海水温度、盐度、浊度、含氧量,和海流强度和勾当标的目的等数据,及时回传至陆地。

中国迷信院沈阳主动化研讨所副研讨员金文明说,“海翼”是靠浮力驱动,这一手艺让其在水下运转轨迹呈较大“V”字形,恍如在座“过山车”。“海翼”在每一个勾当周期的极点和底端停止浮力调理,以是能跑得更远、更节能,具备大规模、长时候延续陆地情况观察上风。

今朝,中国迷信院沈阳主动化研讨所构成了300米、1000米、1500米、4500米、7000米、夹杂驱动型、声学型等多种深度和范例的“海翼”系列水下滑翔机。

“海翼”系列水下滑翔机在东海、南海、印度洋和承平洋完成屡次海上尝试与操纵,累计海上任务6400多天,观察间隔16万多千米,取得4.6万多条剖面数据。

2017年7月至8月,12台“海翼”水下滑翔机在南海展开组网同步观察;2018年10月,“海翼”7000米在马里亚纳海沟最大下潜深度达7076米。

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科考队员对西承平洋迷信观察网的潜标停止保护进级(材料照片)。新华社发

“一照”即知“何方崇高”

热液、冷泉是最近几年来深海研讨热门,但要想晓得这些流体的精确组分却非常坚苦。由于若是将热液样品带回尝试室阐发,受温度、压力变更及海水混入影响,热液喷口流体的化学成份或浓度会较着转变。固然能够操纵保压、保温贮存装配取得保真样品,受取样体例限定,阐发数据与现实仍有较着差别。

中国迷信院陆地研讨所自立研发的深海原位拉曼光谱探针就像“照妖镜”通俗,激光打到方针探测物上就可以当即晓得其含有何种物资,和各类物资的浓度若何。

中国迷信院陆地研讨所研讨员张鑫先容,深海原位拉曼光谱探针操纵的是拉曼散射道理。当激光照耀到样品上,样品中的份子使入射光发生散射,此中一种散射光频次会发生转变,这便是印度迷信家拉曼发明的拉曼散射景象。由于差别份子会发生差别的散射光频次,操纵激光拉曼光谱设备取得的拉曼光谱数据,和已知物资的光谱数据比对,便可晓得样品是何种组分。

“外洋研制出了能顺应深海压力情况的原位拉曼光谱仪,但热液喷口低温、高压、强酸(碱)和混浊的流体情况,一向被以为是光学镜头禁区。”张鑫说,深海原位拉曼光谱探针胜利冲破通俗光学镜头不耐低暖和防颗粒附着机能差等困难,可间接拔出450摄氏度深海热液喷口,为深海热液化学性子研讨供给了设备支持。

借助深海原位拉曼光谱探针,我国迷信家已取得多项冲破性功效:在南海初次观察到袒露在海底的天然气水合物,初次在天然界发明超临界二氧化碳,揭露深海“颠倒湖”奥秘景象……

及时取得深海“脉搏”

陆地及时观察数据持久依托卫星遥感和浮标。用于观察水下和深海数据的潜标只能每一年收受接管一次,没法像卫星遥感和浮标那样取得及时数据。这是由于潜标最下面一个浮体间隔海立体另有四五百米,数据很难穿透海水传输到卫星上。

中国迷信院陆地研讨所研讨员汪嘉宁先容,在西承平洋迷信观察网成立进程中,科研职员冲破了潜标数据没法持久不变及时传输的陆地观察困难,并将及时传输观察数据的深度由1000米慢慢拓展至6000米。

“科研职员在水面上装置了一个及时传输数据的浮体,它与潜标经由进程无线和有线两种体例毗连。潜标将数据传输给浮体,浮体发射到卫星上,卫星再反应回陆地尝试室。”汪嘉宁说。

2019年,西承平洋迷信观察网起头由斗极卫星及时传输潜标数据,进步了深海数据及时传输的宁静性、自立性和靠得住性。科研职员还依托斗极卫星完成了双向通信,数据不只能及时回传至陆地尝试室,科研职员也能在陆地长途节制深海潜标。

停止今朝,由20套潜标和3套大型浮标构成的西承平洋迷信观察网,已延续不变运转6年,办事于深海前沿研讨、天气预告和陆地情况预告等,出格是及时传输回的数据进步了天气和陆地情况预告精度。

来历:新华社


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