世界海洋日｜跟着广州科考船去千米深海“做针灸”

今天，是第18个世界海洋日暨第19个全国海洋宣传日，活动主题是“守护蔚蓝 向海图强”。

图源：自然资源部宣传教育中心

不如趁着这个机会登船！和我们一起出海吧！

当科研走出象牙塔，当一艘船化身实验室，一场关于科学的浪漫远征在南海徐徐展开。

这趟由广州海洋地质调查局发起的“国家自然科学基金共享航次”，充满“不可思议”。

你能想象吗？大海也有“心跳”。当一个金属“吊篮”从船舷下潜至千米深海后，机械臂从容伸出，稳稳握住1.5米长的探针，精准“扎”入海床——一场针对海底滑坡致灾机理的原位监测试验在海底展开，让大海的秘密浮出水面。

2月28日 出发日

随着一阵嘹亮的汽笛声响起，“海洋地质二号”（以下简称“海二”）科考船缓缓驶离位于广州南沙的科考码头，开启它的2026年首航。该航次为广州海洋地质调查局今年首个“共享航次”，中国海洋大学、大连海事大学、上海交通大学、浙江大学等多家单位前来“拼团”，带着各自的试验项目，汇聚在同一艘船上。

图源：广州日报

出发当日是个暴雨天，船只穿过珠江入海口后，雨越下越大。隔着烟雨，港珠澳大桥雄伟的轮廓依稀可见，无数货轮正繁忙地交替穿行。

在船长黄远明看来，“海二”像一个“不偏科的优等生”。“它的航行速度是12.5节，相当于约23公里/小时。虽然不算特别快，但对于科考船来说，比起速度，‘稳’字更重要。”

这艘为叩问大海秘密而生的科考重器，于2022年入列广州海洋地质调查局。深海钻探、地质取样、物探调查、海底电缆敷设、深水打捞、救援作业、物资保障……它样样在行。最为人熟知的，是“海二”搭载的“海马”号下潜至1522米深的冷泉渗漏点，成功采集可燃冰及伴生气，为第十五届全运会提供深海“源火”。

后甲板工作人员正在搬运海底电磁采集站。图源：广州日报

航行不到八个小时，科研人员便抵达南海的首个工作海域。此时夜幕降临，周围的云雨渐渐散去。为确保船只夜间行驶安全，科研人员关闭舷窗，前往后甲板，开始作业。

2月28日~3月27日

大海也有“心跳”。十多年间，有这样一群人，无数次将针投入海床，只为守护那抹不平静的蓝。

图源：广州日报

一、“海马”长出“眼”和“手” ，深海之下“做针灸”

虽然暴雨停歇，但风浪不止，卷起的浪花推着船左右摇晃。出航第一日，所有人都还处于适应阶段。船上的科考人员，超过一半都是初次登船的学生，其中有几位此时已吐得“七荤八素”。但在科考船上，“船不停，人轮换”是铁律——因为对于科研人员来说，设备多投放运行一小时，就能多采集一小时试验数据；多等待一天，便意味着缩减一天作业窗口。

傍晚的蓝调时刻刚刚结束，20时05分，“海二”航行至指定位置，驾驶台开启DP系统（动态定位系统）。这是海上试验的第一步——类似“定舟求剑”。DP系统通过侧推和主推螺旋桨让船舶保持在固定位置，确保科考设备稳定、精准布放。随后，甲板灯光亮起，第一轮试验——海底探针试验，开始了。

二、什么是海底滑坡？ 海床有时像一碗“果冻”

作为“共享航次”的第一个试验，海底探针试验的窗口期只有7天。7天内，团队要将自主研发的海床基、海底探针等设备布放到海底峡谷区收集数据。这里所说的探针并非真的“针”——它们长0.8米至1.5米不等，集成多个传感器，尾部拖曳一节电池，外形修长，形似细针。

一根探针的布放，往往要持续四个多小时，“海马”号在1400多米深的海床“坐底”后，操作员控制机械手从“吊篮”中取出探针，再精准垂直地插入目标点位。

“一抓、一取、一放”，听上去简单，中间却牵扯诸多细节。“吊篮”布放的距离、机械手抓取的位置，稍有偏差就可能导致试验失败。而且，这次试验中还有两个分体式探针，它们之间由缆绳连接，布放时既要保证彼此不缠绕，又要保证缆绳不断裂，很考验机械臂操作员的经验，以及他们与科研人员的沟通配合。

“海马”号的机械臂如同“手”，探照灯和摄像头相当于“眼睛”。二者配合，助力科研人员实时观测、开展作业。图为“海马”号拍摄的水下“施针”的画面。图源：广州日报

费这么大劲在海底“施针”，到底是为了什么呢？作为试验的主要负责人，中国海洋大学的刘晓磊教授表示，这看似“如履薄冰”的操作，核心目标是研究海底滑坡浊流。

在刘晓磊看来，海底滑坡是海洋地质中破坏力最大、危害性最强的灾害。大型海底滑坡规模较陆地滑坡大三至四个数量级，运动速度堪比高铁。

他打了一个比方：研究海底滑坡，就像研究陆地上的地基。陆地上建大楼，建筑师要先勘探地基是岩石还是软土，承载力是否足够；在海洋里开展海底工程——铺设管道、建设观测网节点——同样需要寻找稳固的海床。

但海床并非固定不变的固态地层，在某些特定条件下就像一碗被持续摇晃的“果冻”。遭遇地震、极端风暴天气时，在波浪和海流的反复作用下，原本看似稳固的海底沉积物，也可能突然软化、流动甚至滑塌。

“尤其是近几年，海洋风暴越来越频繁，深海开发活动也越来越多。因此，探究海底滑坡孕灾、成灾机理，做好防灾减灾工作，已成为关乎国家安全的必答题。”刘晓磊说。

三、难忘当年“蹭”外国设备，十多年研究攻克技术难题

但研究海底滑坡并非易事。这类地质灾害具有隐蔽性和突发性，相关研究极其依赖海底原位观测。

相比国外，我国对海底滑坡的研究相对滞后。刘晓磊回忆，中国最早的海底稳定性研究可追溯到20世纪80年代。那时，中美加三方合作在黄海、渤海展开调查——中国提供航次，美国和加拿大带来设备。方法是将设备放入海底，观测表面波压力的变化，科学家们由此发现了海底滑坡的踪迹。后来，美国和加拿大的科学家凭借第一手资料，相继在《自然》杂志上发表论文。“这也告诉我们，拥有自己的设备与数据，极其重要。”刘晓磊说。

探针的布放回收需要通过“海马”号，整个过程耗时数个小时。图为工作人员利用“海马”号回收海底试验设备。图源：广州日报

早在2008年，当时还在攻读研究生的刘晓磊，就已将“海底稳定性”作为自己的研究方向。彼时，国内没有自己的设备，只能购买进口仪器。十多年来，他带领团队自主研发：探针、海床基、柔性位移计……一步步攻克极端环境下观测的技术难题。他们在黄河口、渤海湾、胶州湾等区域完成前期观测，积累了大量宝贵数据，并同步构建出流变模型，用以计算海底流滑的规模。

“最终，我们希望可以预测海底流滑的运动过程，真正实现防灾。”刘晓磊说。

四、布放探针见证变迁，从划小艇盲投到“海马”施针

站在甲板上，海风咸涩。刘晓磊眺望远方，回忆起自己十多年前第一次在海边布放探针的场景：“当时受限于技术，我和几位同学，划着一只租来的小皮划艇，抱着探针，从海面上‘盲投’下去。”即便后来从浅海进入深海，“盲投”的工作模式也没有改变。

“很多时候，我们只能把科研设备集成封装，用吊机从甲板吊放至海里。设备入水后，就再也看不见了。它是站着还是躺着？周围是平坦海床还是陡峭地形？完全不知道。以往，我们只能被动等待设备偶尔传回的数据信号。等到试验结束回收设备时，才能通过它的外观得知它在水底的状态。”数次与刘晓磊一同出海的李凯老师说。

“但这一次，有了‘海二’，就完全不同了。”刘晓磊形容，“海马”号搭载的机械臂，让科研人员有了“手”；“海马”号上的摄像头，则相当于“眼睛”。借助“海马”，他们可以实时看到探针状态，也能根据探针的形态，对机械臂进行动态调整，精密程度堪比外科手术。

图源：广州日报

随船出海的张红副教授，第一次在现场观看“海马”号海底操作探针。她一直纹丝不动地守在屏幕前，时而惊叹于“海马”号拍下的海底生物画面，时而又为操作员的技术竖起大拇指：“我还是头一回看到我们的设备在海底的画面，这对我们今后的研发很有帮助。”

这一航次的任务结束后，持续三年的项目也进入收尾环节，但刘晓磊团队的研究远未停止。他们还计划在南海插入长达100米的柔性探针——不是1.5米，而是100米。这根柔性探针将像一条植入南海底部的神经末梢，实时监测海床水动力、地震等多灾种的动态变化。

“这类似中医讲求的‘治未病’。我们希望可以通过‘探针组网’，编织一张研究海底滑坡孕灾、成灾、防灾的监测网。”刘晓磊坦言，这将是更为复杂的挑战。

参考来源

自然资源部《海洋日主题海报来了！》

https://mp.weixin.qq.com/s/79U6eHa9XmEcv5gHAOI-9w

广州日报《神奇！漂洋30天，我们找到在海底“做针灸”的人》

https://mp.weixin.qq.com/s/0Qx_oQVpWO4B53n0Rs5IHw