我，首批女潛航員，下過(guò)海底6000米

2025 年4 月22 日，國(guó)家深海基地管理中心潛航員張奕在 2025 科普中國(guó)說(shuō)“多維地球 寰宇共生”世界地球日主題場(chǎng)帶來(lái)演講《“蛟龍”探秘：解鎖地球生態(tài)的“深藍(lán)檔案”》，帶我們潛入 6000 米的深海，探索“深海寶藏”。

以下是張奕的演講節(jié)選：

在深海我們都能看到什么呢？

你可能看到過(guò)這樣的新聞“盤點(diǎn)世界最怪異的 10 種深海生物”，它們大多長(zhǎng)下面這樣：

網(wǎng)上截圖

但是當(dāng)我下潛到 6000 米海底時(shí)，我看到的生物卻是這樣：

肉嘟嘟的小章魚，它會(huì)趴在我們的采樣籃上，看看今天你們都抓了什么好東西？還有長(zhǎng)得像花朵一樣的海參，非常害羞的海葵，當(dāng)你用機(jī)械手碰它一下的時(shí)候，它就馬上縮成了一團(tuán)，非常的可愛。

圖片來(lái)源于張奕PPT

今天，我想帶大家一起乘坐“蛟龍”號(hào)潛入深海，用潛水器的“眼睛”看地球。

科普中國(guó)

PART1 跟著“蛟龍”號(hào)，下潛！

大家都知道，如果在海上坐船，遇到風(fēng)浪，船是會(huì)晃得非常厲害的，很多人還會(huì)暈船,吐得昏天黑地。那你們猜猜在“蛟龍”號(hào)里會(huì)不會(huì)很晃？其實(shí)除了在水面那短短的半個(gè)小時(shí)的時(shí)間，**當(dāng)“蛟龍”號(hào)完全沒(méi)入水中之后，艙內(nèi)非常平穩(wěn)，比在船上還要平穩(wěn)。**所以我們經(jīng)常開玩笑說(shuō)，如果暈船，那就跟“蛟龍”一起下潛吧～

“蛟龍”號(hào)每次可以搭載 3 名人員下潛，每個(gè)潛次的工作時(shí)間大概是 10～12 個(gè)小時(shí)。由于要承受高壓，所以它的載人艙直徑非常小，只有 2.1 米。在這個(gè)小小的空間里，大部分的地方都被艙內(nèi)的一些儀器設(shè)備、氧氣瓶等等所占據(jù)，供人活動(dòng)的空間更是少之又少，所以在整個(gè)水下 10 個(gè)小時(shí)的工作時(shí)間里，我們的狀態(tài)一直是蜷縮著的，腿都很難伸直。

“蛟龍”號(hào)的上浮和下潛速度大概是 35 米/分鐘。也就是說(shuō)，如果我們要下潛到水下 7000 米的深度，那么單程就需要 3 個(gè)半小時(shí)的時(shí)間。

當(dāng)水深超過(guò) 200 米的時(shí)候，艙外就是一片漆黑，伸手不見五指。隨著下潛深度的增加，艙內(nèi)的溫度也會(huì)逐漸降低。一般我們下潛到水下 6、7000 米的時(shí)候，艙內(nèi)的溫度只有 4～5 攝氏度。而由于艙內(nèi)是一個(gè)鈦合金球體，它會(huì)有很多冷凝水，濕度非常大，所以在艙里體感溫度會(huì)更低。我們要一路下潛，一路添衣服，以至于到后來(lái)要把全身貼滿了暖寶寶來(lái)取暖。

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PART2 深海寶藏：從生態(tài)奇跡到戰(zhàn)略資源

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)定義，水深超過(guò)? 1000 米稱之為“深?！薄?/p>

我們?yōu)槭裁匆聺撋詈?？因?yàn)樯詈ＬN(yùn)藏著很多寶藏。

在深海，常見的海底地形有泥地、砂質(zhì)底、結(jié)核區(qū)、海山區(qū)、熱液區(qū)等等，由于其特殊的環(huán)境影響，哪怕外觀上跟陸地版本沒(méi)有太大區(qū)別的巖石和沉積物，一旦放到深海的環(huán)境里，也會(huì)呈現(xiàn)出完全不同的“畫風(fēng)”。

比如在熱液區(qū)，一個(gè)個(gè)高聳林立的煙囪冒著滾滾黑煙，我們俗稱為“黑煙囪”。這些煙囪口的溫度能夠高達(dá)三四百度，仿佛一個(gè)正在噴發(fā)的火山。

如果在陸地上遇到火山噴發(fā)，那些高溫巖漿所到之處，往往會(huì)寸草不生。然而在深海環(huán)境中，“黑煙囪”噴出的黑煙在接觸到周圍海水后會(huì)迅速冷卻。黑煙中攜帶的大量化學(xué)元素反而成為深海動(dòng)物的養(yǎng)分來(lái)源。因此，即使在煙囪口附近，也能看到大量貽貝、蝦和蟹等生物的生長(zhǎng)，形成了一個(gè)極為豐富的生態(tài)系統(tǒng)。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的極端環(huán)境下無(wú)生命存在的認(rèn)識(shí)，豐富了深海生物基因庫(kù)，在工業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

“黑煙囪”帶來(lái)的熱液硫化物，富含金、銀、銅、鋅等多種礦產(chǎn)資源，是海底的金山銀山。

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在海床上鋪滿的多金屬結(jié)核，含有鎳、鈷、銅、錳等 70 多種元素，其儲(chǔ)量高出陸地的幾十倍～幾千倍，目前勘探到的具有商業(yè)開發(fā)潛力的多金屬結(jié)核資源總量多達(dá) 700 億噸。而深海的天然氣水合物如果換算成甲烷氣體，則大約為全世界陸地上煤、石油、天然氣總儲(chǔ)量的兩倍。

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這些豐富的深海資源，往往也是大國(guó)博弈的戰(zhàn)略空間。當(dāng)國(guó)家有能力去探明一個(gè)區(qū)域的這個(gè)資源價(jià)值，就可能擁有優(yōu)先開采權(quán)和勘探權(quán)，目前?我國(guó)目前擁有 5 塊國(guó)際專屬海底勘探礦區(qū)，涵蓋太平洋、印度洋等區(qū)域，是全球擁有最多深海專屬勘探權(quán)的國(guó)家。

PART3 勇闖世界“第四極”

除了上面提到過(guò)的海底地形地貌外，深海還有一個(gè)人類不斷去探索和挑戰(zhàn)的區(qū)域——深淵區(qū)。

我們都知道，南極、北極和珠穆朗瑪峰被稱為世界的三大極點(diǎn)。然而，還存在一個(gè)不太為人熟知的“第四極”——馬里亞納海溝。它的深度甚至超過(guò)了珠穆朗瑪峰的海拔高度，是地球上最深的地方。

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上世紀(jì) 90 年代，美國(guó)、法國(guó)、日本、俄羅斯已經(jīng)具備了大深度載人深潛技術(shù)能力，最深下潛至 6500 米，而中國(guó)當(dāng)時(shí)還停留在 600 米。

2002 年，科技部將“ 7000 米載人潛水器”列為國(guó)家 863 計(jì)劃重大專項(xiàng)，目標(biāo)就是打破國(guó)際技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)從 600 米到 7000 米的跨越。國(guó)內(nèi)集中了上百家科研院所、高校的科研力量，集中攻關(guān)。

2012 年，“蛟龍”號(hào)勇闖“第四極”，在馬里亞納海溝創(chuàng)造了 7062 米的世界紀(jì)錄，成為當(dāng)時(shí)世界上下潛深度最大的作業(yè)型載人潛水器。標(biāo)志著我國(guó)具備了在全球 99.8％ 以上的海域開展深海探測(cè)的能力。

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如何實(shí)現(xiàn)深海下潛并攜帶人類作業(yè)？需要解決幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：

1大深度耐壓?jiǎn)栴}

要有能夠承受深海壓力的載人艙，保障下潛人員的安全。“蛟龍”號(hào)的載人球殼是用 78 毫米厚的鈦合金焊接而成，能夠承受水下 7000 米的壓力。

除了載人艙，深海潛水器所用的電子艙、接線箱、電纜、油管等一切水下設(shè)備，都需要解決耐壓的問(wèn)題。

2深海能源動(dòng)力問(wèn)題

載人潛水器在水下作業(yè)時(shí)，所有設(shè)備的能源都來(lái)自電池，因此需要攻克耐壓、高能量密度和長(zhǎng)續(xù)航供電的電池組研制技術(shù)。

“蛟龍”號(hào)在設(shè)計(jì)之初采用的是高密度銀鋅電池，一組電池可以循環(huán)使用 30 次左右，也就是說(shuō)，一組電池能夠支持 30 個(gè)潛次的下潛。今年，“蛟龍”號(hào)經(jīng)過(guò)技術(shù)升級(jí)，更換為鋰電池，其循環(huán)次數(shù)大幅提升至 300 多次。這不僅顯著提高了技術(shù)性能，還大幅降低了“蛟龍”號(hào)的運(yùn)營(yíng)成本。

3水下導(dǎo)航與通訊的問(wèn)題

載人潛水器一般一個(gè)潛次要在水下工作十幾個(gè)小時(shí)，這十幾個(gè)小時(shí)我們要知道自己的位置、母船的位置、目標(biāo)點(diǎn)的位置，還要和水面保持實(shí)時(shí)聯(lián)系。在水下，由于海水的干擾，通常使用的電磁波和光波通信方式很難正常工作，只能通過(guò)聲波進(jìn)行通訊。

通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，我們研制出了大深度水下慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和水聲通訊系統(tǒng)，這使得我們?cè)谒鹿ぷ髌陂g，能夠精準(zhǔn)定位并與母船保持聯(lián)系。

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4水下取樣作業(yè)問(wèn)題

“蛟龍”號(hào)的一大技術(shù)優(yōu)勢(shì)是能夠在水底進(jìn)行高精度的定位精準(zhǔn)取樣，這需要高精度機(jī)械手和作業(yè)工具的配合。“蛟龍”配備了兩只非常靈活的機(jī)械手，就像人的左右手一樣，由潛航員在艙內(nèi)進(jìn)行控制，能夠在水下精準(zhǔn)地完成取樣作業(yè)。

為了取得更高質(zhì)量的海底樣品供科學(xué)研究，“蛟龍”號(hào)還配備了很多“秘密武器”。比如深海保壓取樣器，能夠取到固定深度下的保壓水樣，帶到水面上來(lái)，然后供科學(xué)家進(jìn)行研究；多參數(shù)傳感器，在下潛過(guò)程中能夠?qū)５椎沫h(huán)境多參數(shù)來(lái)進(jìn)行測(cè)量；生物虹吸取樣器，可以對(duì)一些海底細(xì)小的生物，比如小魚小蝦等等進(jìn)行虹吸抽取。這些配套作業(yè)工具的研制也使得“蛟龍”號(hào)在水下作業(yè)“如虎添翼”。

在這里，我想給大家講一個(gè)我剛剛經(jīng)歷的一件事：

在我上個(gè)月結(jié)束的一個(gè)潛次中，我需要先將一個(gè)設(shè)備放置在冷泉噴口附近，然后去其他地方進(jìn)行作業(yè)，等潛次快結(jié)束時(shí)再回來(lái)取回設(shè)備。

當(dāng)我們完成任務(wù)想要回收設(shè)備的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)周圍已經(jīng)被“蛟龍”號(hào)的螺旋槳攪起了濃濃的煙塵，而且遲遲散不掉，“蛟龍”號(hào)水下的視野非常低，哪怕這個(gè)設(shè)備就在 5 米之外，我們也根本看不到，在這種情況下，要找到設(shè)備簡(jiǎn)直是“大海撈針”。

最終我們通過(guò)綜合參考“蛟龍”號(hào)的深度計(jì)以及運(yùn)動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)，先確定了設(shè)備布放位置的深度和大致方位，再利用成像聲納鎖定了布放設(shè)備的山頭，最終在距離任務(wù)結(jié)束的前一刻，在大海里把“針”撈了回來(lái)。

5應(yīng)急安全問(wèn)題

因?yàn)椤膀札垺碧?hào)是我國(guó)第一臺(tái)大深度載人潛水器，在研制之初，我們國(guó)家并沒(méi)有同樣深度的配套救援設(shè)備。因此，在設(shè)計(jì)“蛟龍”號(hào)時(shí)，對(duì)它的安全性要求非常高，安全冗余設(shè)計(jì)也做得非常充分。

比如在水下作業(yè)期間，如果機(jī)械手卡到了巖石里，“蛟龍”號(hào)可以自斷手臂，如果采樣籃被水草纏住了，可以整個(gè)把采樣籃拋掉，如果“蛟龍”號(hào)要上浮，但是浮力不夠，可以把電池箱拋掉，來(lái)提供額外的浮力。

除此之外，“蛟龍”號(hào)還有一個(gè)終極的“秘密武器”——“蛟龍”號(hào)上有一根長(zhǎng)達(dá) 9000 米的凱夫拉纜繩，如果我們遇到危險(xiǎn)無(wú)法上浮，可以通過(guò)釋放這根凱夫拉纜繩到水面，由母船回收纜繩，把“蛟龍”號(hào)拉上來(lái)。

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其實(shí)，人類對(duì)于深海的探索還處于起步階段。以海山為例，全球有大概 3 萬(wàn)多座海山，但是我們只對(duì)其中 1% 的海山進(jìn)行過(guò)取樣作業(yè)，其中了解比較充分的只有 50 多座。

當(dāng)我們透過(guò)深潛器的“眼睛”凝視深海，看到的不僅是地球演化的古老密碼，而是人類與自然共生的未來(lái)。潛水器不是征服深海的工具，而是人類謙卑傾聽地球的“聽診器”，讓我們得以聆聽深海的心跳。