大洋科考49航次收官有的是驚喜
歷時(shí)250天，航程29821海里，8月12日，赴印度洋執行中國大洋49航次科考任務(wù)的“向陽(yáng)紅10”船順利回國靠港，返航舟山。
本航次對履行全球首個(gè)國際海底多金屬硫化物勘探合同有什么重要意義?“潛龍二號”水下自主機器人(AUV)等國產(chǎn)裝備深海練兵情況如何?印度洋“體檢”狀況到底怎樣?
西南印度洋勘探合同區硫化物資源前景看好
多金屬硫化物是海底熱液活動(dòng)的產(chǎn)物, 因富含銅、鋅、鉛、金和銀等金屬元素，成為一種重要的潛在礦產(chǎn)資源。2011年，我國與國際海底管理局簽訂了《西南印度洋多金屬硫化物資源勘探合同》。這也是世界上第一個(gè)國際海底多金屬硫化物勘探合同。
目前，我國已到執行資源勘探與環(huán)境評價(jià)的關(guān)鍵階段。大洋49航次前4個(gè)航段主要任務(wù)是完成西南印度洋合同區多金屬硫化物資源勘探與環(huán)境基線(xiàn)調查，基本完成熱液與礦化異常調查。
“本航次對1萬(wàn)平方千米100個(gè)合同區塊中的28個(gè)開(kāi)展了綜合拖曳異常調查和地質(zhì)取樣，使得合同區的熱液與礦化異常調查進(jìn)展總體達到95%。我們還對16個(gè)區塊開(kāi)展了前期發(fā)現的礦化異常查證。”陶春輝透露，本航次共計發(fā)現3處礦化區、2處礦化異常區和9處異常區，為2019年計劃完成50%區域放棄前的資源評價(jià)工作奠定了基礎。同時(shí)，還拓展了龍旂、玉皇和斷橋等礦化區的分布范圍。
科學(xué)家以往認為西南印度洋屬于超慢速洋中脊，不易發(fā)育熱液活動(dòng)。但2007年陶春輝團隊在西南印度洋發(fā)現正在活動(dòng)的海底熱液噴口，這也是世界上首次在超慢速擴張洋中脊發(fā)現活動(dòng)熱液區。
“本航次調查表明合同區熱液活動(dòng)發(fā)育的頻率高，說(shuō)明洋中脊熱液活動(dòng)的分布受局部巖漿供給的控制。因此，在超慢速擴張洋中脊也能大量發(fā)育并形成硫化物。這深化了我們對合同區多金屬硫化物分布控制機制、成礦規律及資源評價(jià)的認識，進(jìn)一步揭示了超慢速擴張脊硫化物礦藏前景。”陶春輝說(shuō)。
根據勘探合同，2021年我國將進(jìn)一步放棄25%，最終獲得區域面積不超過(guò)2500平方千米。“我國雖享有優(yōu)先開(kāi)采權，但首先要履行環(huán)境基線(xiàn)調查、生物多樣性研究與培訓等義務(wù)，并最終將3/4的勘探合同區面積還給國際海底管理局。”陶春輝說(shuō)。
深海裝備大練兵 我國硫化物勘探方法與技術(shù)居世界前列
在裝備方面，最大亮點(diǎn)是“潛龍二號”AUV刷新紀錄。“潛龍二號”共進(jìn)行了9個(gè)潛次應用，水下工作總計257小時(shí)，總航程654千米。
“潛龍二號”此次開(kāi)發(fā)兩項新技能：無(wú)母船值守作業(yè)和多探測傳感器模塊化搭載作業(yè)，顯著(zhù)提高了作業(yè)效率。通過(guò)連續三年的深海試驗和航次應用，“潛龍二號”共進(jìn)行了50個(gè)潛次的大深度安全作業(yè)，積累了現場(chǎng)工程化應用經(jīng)驗，形成了業(yè)務(wù)化運行能力，累計水下工作時(shí)間763小時(shí)，航程2204公里，不斷刷新我國AUV在大潛深海底的作業(yè)紀錄，國際上能達到如此能力的潛水器屈指可數。
通過(guò)本次科考，我國近底磁、電和微震等綜合地球物理探測手段有較大提升。陶春輝介紹，隨著(zhù)技術(shù)的迭代發(fā)展，我國勘探手段已由拖曳式向高精度的水下無(wú)人、載人潛器發(fā)展，由抓斗表層取樣向探測礦體三維分布的瞬變電磁法、近底磁法和淺層鉆探發(fā)展。
通過(guò)十多年的積累，我國已建立一套成熟的“近底—底表—淺層”硫化物找礦方法與技術(shù)系統，形成高效探測海底硫化物的能力，總體性能指標和應用效果處于國際前列。
印度洋調查實(shí)現多個(gè)首次
本航次還對海洋健康狀況進(jìn)行評估“體檢”：首次開(kāi)展印度洋海域微塑料調查，調查覆蓋西南印度洋、西北印度洋及航線(xiàn);首次開(kāi)展印度洋缺氧和海洋酸化情況調查，初步表明調查海區水體處于氧化狀態(tài)，表層水體溶解氧處于飽和至過(guò)飽和狀態(tài)，水體pH值和總堿度分析表明調查海區水體處于弱堿性。
此外，科考還首次獲得90海嶺環(huán)境探測長(cháng)期水體剖面結構的新認知;首次在印度洋投放氣象與波浪浮標;在微震與羽狀流變化相關(guān)性等方面取得新成果，提高了對超慢速擴張脊熱液循環(huán)系統的認識。
特別值得一提的是，圍繞卡爾斯伯格脊熱液循環(huán)系統分布規律與形成機制這一科學(xué)目標，科考隊員在天休熱液區新發(fā)現一處高溫噴口群，拓展了熱液活動(dòng)的分布范圍;新發(fā)現3個(gè)熱液系統，使我國在該區域發(fā)現的熱液系統數量增至9個(gè);首次布放2套綜合錨系，開(kāi)展多學(xué)科的長(cháng)期觀(guān)測，有望提升熱液活動(dòng)對海洋物質(zhì)通量以及環(huán)境影響的認識水平。(陳磊)
