我国深海科考取得重大突破 "海洋地质六号"带回3000万年地质档案

问题—— 深海既是资源接续的重要空间,也是认识地球系统演化的关键区域。

面对全球矿产资源保障压力上升、深海环境变化与地球深部动力过程研究需求增强,如何在深水高压、复杂海况条件下实现高效率取样与高精度探测,成为制约深海地质调查能力提升的核心问题。

尤其在4000米至6500米深海盆地,多金属结核等战略性资源分布与成因尚需更多实测约束;在深渊区,海底以下数十公里的结构与“冷热”分带,也需要新的观测手段加以验证。

原因—— 一方面,深海资源与环境信息长期“藏”在海底:多金属结核生长极慢,形成过程跨越千万年尺度,其内部层理可封存当时海洋化学、沉积环境等信号,但样品获取难度大、代表性要求高。

另一方面,地球深部结构难以直接观测,传统地质取样只能触及表层,需依赖地球物理方法进行“间接成像”。

电磁剖面测量正是通过天然电磁场响应反演地下电阻率,从而推断岩性、含熔体与含流体状态等关键参数,但在深海开展超深水布放与回收,对装备可靠性、作业组织与数据质量控制提出更高要求。

影响—— 本次科考在能力与成果上体现出多重突破。

首先,在深海作业方式上,国内首次实现自研深海遥控潜水器与自主式水下机器人协同联动作业,在约4900米水深完成高精度联合试验与作业:前者承担巡查与广域观测,后者负责定点取样与精细操作,形成“广域扫描—精确取样—视频记录”一体化流程,提高了深海调查效率与样品获取质量,为后续规模化调查奠定方法基础。

其次,在样品与科学信息方面,科考获取的多金属结核具有显著研究与应用价值。

结核通常呈球形、椭球形或碎屑状,表面因铁锰氧化物、氢氧化物覆盖呈黑褐色,广泛分布于深海盆地海床。

其富集钴、镍、铜、锰等金属元素,在资源属性上具有潜在战略意义;在科学属性上,结核以极慢速率增长,百万年仅增长毫米级,单个样品可能记录数千万年的海洋环境变化。

对其层理、元素与同位素特征开展系统分析,有助于识别深海环境长期演化规律,为理解全球气候变化与海洋化学循环提供“时间胶囊”式证据。

再次,在地球深部探测方面,科考团队将自主研发电磁测量设备布放至7663米深海,刷新国内深海电磁剖面测量水深纪录,获取百公里级深海电磁剖面数据。

相关反演结果在深渊海底下方约50公里深度捕捉到电阻率显著变化带,提示岩石圈与软流圈的分界及其过渡状态可能存在含熔体夹层等结构特征。

这类观测对于认识板块构造背景下深部物质与能量交换、解释深海盆地形成与演化机制、完善区域地球动力学模型具有直接意义。

对策—— 面向深海资源与深部结构研究的长期需求,应坚持“装备—方法—数据—评价”协同推进。

一是持续强化深海装备体系化能力,围绕遥控潜水器、自治机器人、海底摄像与取样系统、电磁观测平台等关键环节开展可靠性与标准化作业体系建设,提升复杂海况下的连续作业能力。

二是推动深海样品与地球物理数据的综合解释,建立多金属结核样品的成分—结构—环境指示关系模型,与电磁剖面、地形地貌、沉积与水文数据联合反演,减少单一证据链带来的不确定性。

三是完善数据共享与长期观测机制,将航次获取的关键剖面、影像与样品分析结果纳入可追溯、可复用的数据体系,服务科研攻关与资源调查评价。

四是坚持依法依规与绿色调查原则,强化环境基线调查与影响评估能力,为未来可能的深海资源开发提供科学约束和风险边界。

前景—— 随着深海装备协同作业趋于成熟、深部探测技术不断迭代,我国深海地质调查将从“点上突破”走向“区域化、体系化认识”。

多金属结核研究有望在资源评价、成矿机制与环境演化三条主线上同时推进:既为矿产资源保障提供更多选项,也为理解深海环境与全球变化提供更长时间尺度的证据链。

电磁剖面等地球物理成果则将推动对岩石圈—软流圈结构、熔体与流体分布、深部动力过程的精细刻画,进一步提升我国在深海科学研究与关键技术领域的综合实力。

深海是地球最后的科学前沿。

"海洋地质六号"此次科考的圆满成功,不仅为我国深海资源评估和地球科学研究提供了宝贵的第一手数据,更重要的是展示了我国在深海探测技术和装备研发方面的创新能力。

随着深海探测技术的不断进步和应用范围的扩大,我们对地球深部的认识将更加深入,对海洋资源的利用也将更加科学合理。

面向未来,继续加强深海科学研究,推进深海资源的可持续开发利用,既是应对全球资源挑战的战略需要,也是人类认识和保护地球的重要举措。