2月28日，冷泉装置在广州南沙正式开工，中国人逐梦星辰大海的豪情壮志因此变得更加具象化。冷泉装置将推动我国的深海工程技术及装备在国际上实现从“跟跑”到“领跑”的超越，未来基于该项技术建设的不同谱系深海驻留装备，可广泛应用于海底矿产资源开发，以及南海岛礁资源开发和权益维护等领域。

冷泉生态系统研究装置整体介绍（图片来源：南海海洋所）

向南海“深海绿洲”进军

冷泉装置所聚焦的海底冷泉区，承载着地球深部碳循环的密码，是研究极端环境生命适应机制和探索新型生物资源的战略要地，因此，对冷泉区及其生态系统的研究一直是国际上的关注热点，例如美国的ECOGIG项目就着重于对墨西哥湾、大西洋海底峡谷以及加利福尼亚湾冷泉区及其生态系统的研究。而由25个国家参与的国际大洋发现计划（IODP）也在开展海底冷泉区“深部生物圈”和“可燃冰”的研究。

“冷泉”是指

海底之下的 甲烷、硫化氢

和二氧化碳等气体

在地质结构或压力变化驱动下

溢出海底进入海水的活动

冷泉生态系统是指

海洋生物利用海底冷泉

渗出的化学物质

为能源进行化能合成

发育成海底黑暗世界里

独特的生态系统

具有黑暗、高压、低氧等理化特征

它们以可燃冰分解的甲烷

为生源要素

通过化能合成作用而生生不息

被誉为“深海绿洲”

冷泉生态系统已发现600多种生物

“冷泉能够为化能自养生物提供碳源和能量，维系着以化能自养菌为食物链基础的冷泉生物群，并成为初级生产者。”张偲院士介绍称，在此基础上，繁衍着管状蠕虫、蛤类、贻贝类、甲壳类、多毛类动物以及海星、海胆、蟹类、冷水珊瑚、鱼类等后生动物，形成一套完整的化能营养为基础的深海生态系统。目前，科学家已经在冷泉生态系统中发现了600多种生物。

冷泉生态系统管状蠕虫群落。图片来源：广州海洋地质调查局

海底2000米，连续生活30天

“冷泉装置将采用‘深海样地实验+陆地模拟，海陆协同、时空互换’的设计思想，装置主要由海底实验室、保真模拟分总体以及保障支撑分总体三部分组成。” 中国科学院南海海洋研究所所长，冷泉生态系统研究装置总指挥李超伦2月28日在接受《环球时报》记者采访时介绍称，南海海洋所计划用5年的时间，建成国际首个包括2000米级坐底式深海载人驻留实验室，以及国际最大尺度模拟深海甲烷物态演化和化能生态系统的国家重大科技基础设施。

冷泉装置海底实验室分总体示意图（图片来源：南海海洋所）

冷泉装置中的保真模拟分总体位于陆地之上。据了解，保真模拟分总体冷泉舱球舱内径5米、柱舱内径3米、水体总高度15米，最大工作压力达20兆帕，这等同于海底2000米左右的压力。保真模拟分总体在观测数据的基础上同时对可燃冰形成的物理、化学和生物过程及其相关机制、可燃冰开采过程和冷泉生态系统全生命周期发育演化的过程进行全要素的仿真模拟重塑。

冷泉装置保真模拟分总体示意图（图片来源：南海海洋所）

冷泉装置中还设计有一套保障支撑分总体。该总体主要由水面保障母船和研发与智慧管理中心组成。其中水面保障母船设计排水量达9380吨，具备600吨级海底实验室收放与保障作业能力。保障支撑分总体功能主要用于支撑冷泉装置系统日常运维管理、科学研究等。“三个分总体相互支持，有机融合，共同构建成国际首套面向冷泉生态系统的大科学装置。

冷泉装置水面保障母船示意图（图片来源：南海海洋所）

根据南海海洋所制定的发展规划，冷泉装置的总建设周期为5年，其中第一阶段将花费4年时间完成设计建造工作，第二阶段将花费一年时间开展设备集成调试以及各项海上试验。而建成后的冷泉装置将为探索深海极端环境下的生命起源，以及可燃冰的绿色开发等前沿基础研究和高新技术研发提供先进的平台支撑。提升我国海洋领域核心技术原始创新能力和装备的自主研发能力，推动深远海科技进步，服务“海洋强国”战略及“双碳”目标。

具有战略意义的大科学装置

广州是“一带一路”重要节点以及国际科技创新重要承载地，科研实力强，在整合大湾区海洋科技资源方面具有显著的区位优势。冷泉生态系统研究装置的建成不仅会促进冷泉科技研发领域的国际合作，也将使广州在全球海洋科学与工程创新中心的构建中占据重要地位，抢占全球深海战略制高点。通过引领深海原位观测技术的发展，该装置将进一步优化粤港澳大湾区的大科学装置配置和科技布局，支持珠三角综合性科学中心的成长，同时也为粤港澳大湾区国际科技创新中心的建设贡献力量。

多学科综合的大科学装置

冷泉生态系统研究装置的建设及运行，将对可燃冰产业化、海洋生物资源利用、海洋装备制造等产业发展有着“沿途下蛋”的积极推动作用，进一步提高我国深海探测技术及海洋装备的自主研发、制造能力及运行管理水平，加快深海载人装备从探索、探测、探险到深海样地原位长周期试验、实验、研究的飞跃，从而可以整体上带动粤港澳大湾区海洋高新技术产业发展，大幅提升我国的深海科学技术创新能力，促进我国海洋经济的高质量发展，服务海洋强国及“双碳”目标。同时，冷泉生态系统研究装置是一个多学科综合的大科学装置，其建成后将向社会开放共享，建立多学科综合交叉平台，优化区域科技布局，吸引高水平研究及技术人才，带动产业发展，服务粤港澳大湾区国际科创中心建设。

来源：环球网 广州日报 南方+

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