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上观新闻:新院士忙点啥丨翦知湣:150年前的科学幻想《海底两万里》,如今正成为现实

时间:2023-12-11浏览:11

从某种角度说,人类“入地”的能力,远不如“上天”,如果还要在海底“入地”,更是难上加难。

深不可测的海洋有哪些秘密?在2023新增选中国科学院院士、同济大学海洋与地球科学学院院长翦知湣教授眼中,这是研究的富矿。自小生长在内陆地区,他几乎把所有精力都倾注在海洋研究上。

是什么吸引翦知湣数十年如一日,投身深钻、深网、深潜的科学研究?他最近又在忙些什么?日前,刚下飞机回到上海的翦知湣,接受了解放日报·上观新闻记者的采访。“是神奇的海洋世界吸引着我不停地探索,快乐便在于从未知到有知的过程中。”

【第四个“国际岩芯实验室”】

解放日报·上观新闻记者:当选中国科学院2023年院士,您是否感觉意外?

翦知湣:很高兴能当选中国科学院院士,因为院士是推荐制,不是个人申请,有严格的增选程序和条件,因此能够当选并不是“捡皮夹子”。其实,当选院士本身不是我自己做科研的目的,而是自己在追求科学过程中顺其自然的一种收获。当选院士后,觉得自己身上的担子、任务变得更重了,要带领大家一起往前,推进学科的发展。

解放日报·上观新闻记者:那您最近在忙点什么?在为新一次深潜做准备?

翦知湣:最近,一直在推进“海底科学观测网”大科学工程建设,这是中国海洋领域在建的国家重大科技基础设施,由同济大学牵头。今年,我们在东海建了一个“同济·海一号”东海多圈层观测塔,作为“海底科学观测网”国家重大科技基础设施标志性构筑物,这是我国首个立体塔基观测平台,也是我国首座入级中国船级社(CCS)的海上导管架式固定平台。

“同济·海一号”东海多圈层观测塔的主体结构包含导管架、组块、测风塔三部分,设计总重4530吨,海拔103米,设计服役寿命30年。平台上将搭载至少66种、195台套观测设备,是目前全球海洋综合科学观测能力最强的观测塔,可实现大气圈、水圈和岩石圈的全方位、综合性、长期实时的高分辨率立体观测。除了科学观测仪器外,在测风塔上还将安装4G/5G等移动通信基站设备以及AIS和VHF基站等设备,以有效拓展东海海面通信和船舶监控范围。

同时,当前的国际大洋发现计划(IODP)将于2024年结束,目前国际上正在紧张筹备2024年后新一轮的国际大洋钻探计划。在新一轮的国际大洋钻探计划中,中国希望加大在深海领域的研究,在其中作出更大的贡献。目前,中国准备建造全世界第四个“国际岩芯实验室”,这一项目已列入上海明年的新基建计划。通过对大洋钻探取得的岩芯进行分析,就可以知道气候变化、生物演替的详细历史。这一“国际岩芯实验室”一旦建成,未来将向全球开放共享,继续服务于全球科学家,有助于我国在“一带一路”沿线海域进行深海岩芯和生物样品、数据等科学研究。

【海底“入地”难上加难】

解放日报·上观新闻记者:我们为什么要对海底世界进行探测,仅仅是因为海底世界神秘而奇妙?

翦知湣:海洋占地球面积的71%,水深超过2000米的深海区域占海洋的84%。深海海底是地球表面离地球内部最近的地方,地球的许多奥秘要靠在那里的钻探才能解决。在浩瀚的海洋中,阳光只能照射到水下200米左右,200米以下的大海是漆黑一片,有时人们对海底的了解还不如对月球的了解。

从经济角度看,深海蕴藏着丰富的矿产、油气和生物资源。现在全球新增长的石油资源,60%来自深海。中国的油气资源勘探也正逐步往深海走,这就需要了解海底地质构造。

深潜、深钻、深网是当今探索深海奥秘的三大技术手段,也就是深潜探索、大洋钻探和深网观测。深潜是直观的深海探索,但在空间和时间上都存在局限性。深潜最深只能到海底,从海底往下得靠钻探,这就是深钻;深潜的运行时间只能以小时计,想要长期连续观测就得将传感器放到海底,联网观测,这就是深网。深潜、深钻和深网,共同担起深海探索的技术重任。

解放日报·上观新闻记者:除了对海底资源的了解,海底科学观测网对我们的生活有何意义?

翦知湣:海底科学观测网相当于在海底建立“气象站”和“实验室”。从应用上讲,海底科学观测网是预警地震海啸最为有效的手段。世界上85%的火山在海底,布设海底装置能够实时监测火山爆发,将来或能对海底火山爆发作“现场直播”。从地震、火山到海啸有个时间差,如果提前预告的话,哪怕提前30秒,都能挽救很多人的生命。如果想要了解海洋环境变化和泥沙搬运等,则需要更直接的对海洋进行长期、连续的观测。

此外,深潜、深钻、深网等“三深联用”可以认识未知世界,比如对海底微生物进行了解。有科学家发现,在海底以下800米的岩石中还有活着的微生物,这些都是我们以前不了解的。

海洋与人类的关系,不仅仅是提供海鲜作为人类的食物,海洋的环境、灾害和资源都和人类休戚相关。通过深海研究,我们可以更好地了解地球演化的规律,保护我们的海洋家园,帮助人类和海洋更好的和谐共处、可持续发展。

【“创新,本身就是一种兴趣”】

解放日报·上观新闻记者:您当初是怎么确立了现在的研究方向?

翦知湣:我到同济,学的就是海洋地质学。中国要成为世界海洋强国,一定是向深海大洋进军。

我国深海科技起步较晚但发展迅速。2012年,“蛟龙”号载人深潜器下潜至7062米,创世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录。2017年,4500米型的“深海勇士”号载人深潜器正式投入使用,国产自主率超过95%。目前,万米级的“奋斗者”号全水深的载人深潜器也已经成功运行,说明我国在深潜方面已经进入国际前列。

我国是大洋钻探的新兵,1998年方才参加,但在1999年就成功实施了南海第一次国际大洋钻探,探索季风气候演变的历史。2014至2018年间,我国又接连完成三个半钻探航次,揭示了南海海盆张裂、海底扩张的历史,使南海成为深部过程研究程度最高的边缘海。

中国在深网方面正在紧锣密鼓地建设中,计划2025年建成。所以,我的研究方向是随着国家海洋战略和国际学科前沿而确立的。

解放日报·上观新闻记者:第一次潜入海底,看到了怎样的景象?感受如何?

翦知湣:2019年,是我第一次深潜到海底,我感觉自己真真切切贴近海底。以前,都是通过看视频,而现在几乎可以触摸到在动的冷水珊瑚,机械手在操作,一种真实感、亲切感油然而生。

未来,计划在更广泛的海域采集海底下最古老的岩石和活的冷水珊瑚进行研究,来揭示南海和太平洋之间的深部海水交换以及西太平洋边缘海海盆形成的机制。

解放日报·上观新闻记者:对深海的研究,往往需要付出很多,是兴趣给您研究的动力?

翦知湣:要想在科研方面有所成就,一定要有很多付出。我的老师汪品先院士开拓了中国的深海研究,他就象我们海洋学科的灯塔。所以,晚上10点多,我们实验室的很多灯都还亮着、大家忙碌着。每个人的能力有大小,但是每个人的努力都是一样的。

兴趣是可以培养的,科学研究除了天赋之外,更多需要的是坚持。当一个东西钻研进去后,就会有兴趣的。科学的兴趣是发现未知,在原有的知识上发现了不一样的东西。“创新,本身就是一种兴趣。”当研究往一个方向走时,会觉得越来越有意思。科研成为习惯,好像是生命的一部分。

作者:李蕾

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