灣區時訊 （編輯/劉秀 通訊員/王鑫 王沐眾 徐曉璐）2月28日，國家重大科技基礎設施“冷泉生態系統研究裝置”（以下簡稱“冷泉裝置”）在廣州市全面啟動建設。該設施由中國科學院南海海洋研究所牽頭申報并承擔建設，項目包含“海底實驗室分總體”“保真模擬分總體”“保障支撐分總體”三部分。

冷泉生態系統研究裝置整體介紹

冷泉裝置采用“樣地實驗+陸地模擬，海陸協同、時空互換”的設計思想，計劃用5年的時間，建設面向冷泉生態系統的深海載人駐守型海底實驗室與陸基保真模擬設施相融合的國際領先研究裝置，支撐冷泉生態系統發育、化能合成生物演替和甲烷物態演化及其環境效應研究。冷泉裝置建成后，將為探索深海極端環境下的生命起源及可燃冰等深海資源的綠色開發等前沿基礎研究和高新技術研發提供先進的平臺支撐，成為我國在深海科學研究領域邁出的關鍵一步，服務“海洋強國”戰略及“雙碳”目標。

海底實驗室分總體

保真模擬分總體

“冷泉”是指海底之下的甲烷、硫化氫和二氧化碳等氣體在地質結構或壓力變化驅動下，溢出海底進入海水的活動。而冷泉生態系統是指海洋生物利用海底冷泉滲出的化學物質為能源進行化能合成，發育成海底黑暗世界里獨特的生態系統，具有黑暗、高壓、低氧等理化特征，以可燃冰分解的甲烷為生源要素，通過化能合成作用而生生不息，被譽為“深海綠洲”。冷泉生態系統承載著地球深部碳循環的密碼，是研究極端環境生命適應機制、探索新型生物資源的戰略要地。開展冷泉生態系統研究是可燃冰等深海資源綠色開發與深海科學研究的最佳切入點。冷泉裝置將為冷泉生態系統的研究提供全新的視角和技術手段，加速相關領域的科研進展，為海洋科技領域研究樹立新標桿。

水面保障母船示意圖

此次將耗時5年來建設首個海陸結合的國家重大科技基礎設施，實現我國深海長周期載人駐留實驗裝備的工程化應用和相關產業的發展，推動我國的深海工程技術及裝備在國際上實現從“跟跑”到“領跑”的超越。

據介紹，冷泉生態系統研究裝置項目是國家發展和改革委批復立項，南海海洋研究所承擔建設國家重大科技基礎設施。總建設周期為5年，包括第一階段：設計建造階段，周期4年；第二階段：設備集成調試、海上試驗階段，周期1年。建成后將促進冷泉發育機制、極端生命演化過程、可燃冰的生態效應研究等海洋科學跨越式發展，提升海洋領域核心技術原始創新能力和裝備的自主研發能力，推動深遠海科技進步。

冷泉生態系統研究裝置的建成不僅會促進冷泉科技研發領域的國際合作，也將使廣州在全球海洋科學與工程創新中心的構建中占據重要地位，搶占全球深海戰略制高點。通過引領深海原位觀測技術的發展，該裝置將進一步優化粵港澳大灣區的大科學裝置配置和科技布局，支持珠三角綜合性科學中心的成長，同時也為粵港澳大灣區國際科技創新中心的建設貢獻力量。

冷泉生態系統研究裝置的建設及運行，將對可燃冰產業化、海洋生物資源利用、海洋裝備制造等產業發展有著“沿途下蛋”的積極推動作用，進一步提高我國深海探測技術及海洋裝備的自主研發、制造能力及運行管理水平，加快深海載人裝備從探索、探測、探險到深海樣地原位長周期試驗、實驗、研究的飛躍，從而可以整體上帶動粵港澳大灣區海洋高新技術產業發展，大幅提升我國的深海科學技術創新能力，促進我國海洋經濟的高質量發展，服務海洋強國及“雙碳”戰略。同時，冷泉生態系統研究裝置是一個多學科綜合的大科學裝置，其建成后將向社會開放共享，建立多學科綜合交叉平臺，優化區域科技布局，吸引高水平研究及技術人才，帶動產業發展，服務粵港澳大灣區國際科創中心建設。

冷泉生態系統是指海洋生物利用海底冷泉滲出的化學物質（甲烷、硫酸鹽等）為碳源和能源進行化能合成，發育成海底黑暗世界里的獨特生態系統，具有黑暗、高壓、低氧等理化特征。冷泉為化能自養生物提供碳源和能量，維系著以化能自養菌為食物鏈基礎的冷泉生物群，并成為初級生產者。在此基礎上，繁衍著管狀蠕蟲、蛤類、貽貝類、甲殼類、多毛類動物以及海星、海膽、蟹類、冷水珊瑚、魚類等后生動物，形成一套完整的化能營養為基礎的深海生態系統。目前，科學家已經在冷泉生態系統中發現了600多種生物。

對冷泉及其生態系統的研究一直是國際上的關注熱點，一方面，在氣候變化方面，冷泉區的甲烷氣體是溫室氣體的重要來源，也是未來有潛力成為一次能源來源，冷泉區甲烷滲漏對全球氣候及生態環境具有重要影響，因此保護它們是至關重要的；另一方面，冷泉生物有可能合成生物醫學上重要的化合物，具有巨大的科學價值。

據了解，冷泉生態系統研究裝置是我國自主研發的首個海陸結合的國家重大科技基礎設施，裝置規模和主要技術指標國際領先。通過冷泉生態系統研究裝置的建設和運行，將突破深海載人長周期駐留實驗、超大潛深大型耐壓結構安全性。深海原位長期載人駐留實驗技術可應用于建設不同譜系的深海駐留裝備，廣泛應用于深海油氣以及鐵錳結核等礦產資源開發、海底工程建設以及南海島礁資源及權益的維護等。

責任編輯/劉秀