2017年7月24日，我国新一代远洋综合科考船科学号配备的找到号遥控无人潜水器在南海冷泉区潜水器作业，目标是收集冷泉区生物，找寻冷泉喷口。那么，什么是海底冷泉？怎样找寻海底冷泉呢？一、什么是海底冷泉？冷泉是指来自海底沉积界面之下、以喷涌和渗水方式流经盆地的低温流体，不会产生一系列物理、化学和生物起到，这种现象及产物称作冷泉。海底冷泉主要是以水、碳氢化合物（天然气和石油）、硫化氢、细粒沉积物为主要成分，其温度与海水相似的流体，普遍发育于活动和被动大陆边缘斜坡海底。海底冷泉系统是时隔洋中脊热泉被找到和研究之后又一新的流体沉积领域，是上世纪海洋地质学领域最重要的成就之一。

人们找到，冷泉经常出现于天然气水合物矿藏的顶部，构成于类似的海底地貌中（如麻坑和泥火山等），这些特征可以作为海底天然气水合物不存在的有力证据。因此，天然气水合物的勘查往往通过辨识和找寻现代（活动）冷泉。

另外，在冷泉系统中，大量富碳氢化合物的流体通过海底冷泉系统获释到海水甚至大气中，引起了一系列最重要的生物地球化学起到。通过对海底冷泉系统的深入研究，展现出了更加精细的海底地形地貌，提高了人们对深海资源的了解和利用，扩展了深海环境下生命的潜在界线。此外，海底冷泉系统的涉及研究是一个简单的过程，往往与海底油气、天然气水合物以及深海生命过程密切相关。二、怎样找寻海底冷泉？近年来，以建设海洋强国为己任，射击国家对于海洋资源勘探研发的根本性市场需求，青岛海洋地质研究所创意技术方法，自律研发了声学深拖系统、海底多参数原位观测系统等一系列深海观测高端仪器设备，为深海转入和深海观测获取了扎实的装备确保。

在已完成的冷泉观测中，该所自律研发的深海观测设备与上海交通大学研制的遥控无人潜水器（Remote Operated Vehicle，全称ROV）以及中国海洋大学研制的水下激光拉曼一起充分发挥了最重要起到（如图1）。图1海底冷泉观测中用的仪器设备A. 上海交通大学研制的海狸号ROV（黄色箭头为中国海洋大学自研的水下激光拉曼仪）；B. 青岛海洋地质研究所自研的声学深拖；C. 青岛海洋地质研究所自研的深海多参数原位观测系统；D.ROV配备激光拉曼仪水下现场测试；E. 水下激光拉曼水下收集的现场数据。海底冷泉观测有如大海捞针，如何高效观测海底冷泉是世界性难题，要解决问题这一难题的关键是技术方法的变革。

青岛海洋地质研究所利用自律研发的声学深拖系统、海底多参数原位观测系统等一系列深海观测高端技术装备，构建创意了近海底外侧洗声呐观测-深地层测量-多波束后衍射反演三维较慢精准瞄准海底冷泉目标的技术方法，创建了ROV潜水器、海底摄像机及原位采样、原位激光拉曼测试三合一的冷泉准确探测系统，构成了一整套国际领先的深海观测技术体系，获得了技术装备上的重大突破。实践证明，这套探测系统瞄准海底冷泉行之有效，勘查成功率高、寻找效率高、锁定目标准确。天然气水合物外泄产生的气泡和海水之间不存在较小的声阻抗差异，声波在海水中传播遇上气泡时，不会产生反感的光线，通过船载多波束系统对水体的扫瞄，可以构成类似于火焰的声学光线图像（如图2），据此构建海底冷泉羽状东流的大面积较慢辨识。

虽然船载多波束系统的观测效率很高，但定位精度不存在一定误差，而且不是所有的火焰状光线都有冷泉，因此，在可行性瞄准冷泉方位后还必须更进一步证实。图2单次脉冲和沿航迹方向的羽状流水体声学出现异常 利用自律构建创意的声学深拖系统配备了外侧洗声呐、深地层剖面和多波束测深单元，需要更为附近海底展开观测，通过分析该系统提供的高分辨率外侧洗光线图、海底地形图和深地层剖面图（如图3），进而精确较慢确认冷泉方位。图3自律构建创意的声学深拖系统提供的高分辨率外侧洗光线图、海底地形图和深地层剖面 利用ROV平台创意统合了限于冷泉准确观测的海底摄像机、原位采样、原位测试的三合一系统，对找到的冷泉展开细致观测，现场仔细观察叙述冷泉系统区域面积、地形地貌、外泄程度、沉积物与岩石形态、生物种类与数量等直观信息，同时展开影像收集，水下利用ROV配备的原位测试展开现场流体成分等分析测试，ROV机械手臂收集流体、沉积物、岩石和生物样品，送回甲板展开甲板测试或初处置。利用该体系可重复使用取得多种资料和数据。

如，利用多波束水体模块可取得气泡羽流的方位和比较强度；利用声学深拖，可同时取得靶点区地形地貌和深地层剖面资料；利用海底多参数观测系统，可监测到冷泉区原位、动态、长年的通量和成分变化，为积极开展先前理论研究获取宝贵了的资料。三、海底冷泉观测装备与技术的发展方向各种水下工作平台设备是海底冷泉细致观测的不可或缺装备。

从国际视角上看，ROV在现代海底冷泉区的应用于也早已是常态化，完全全世界著名的冷泉区都曾多次经常出现过ROV潜水器调查研究的身影。ROV作为一种优良的作业平台，可以配备诸如激光纳曼光谱原位定量观测装置，对以海底冷泉区为代表的各种活动生长系统展开沉淀态甲烷、硫化氢、硫酸根和pH等各种地球化学参数的原位观测，极具应用于前景。自律式水下机器人（Autonomous Underwater Vehicle，全称AUV）具备更容易布放、续航时间宽、速度快、精确定位和通信以及反对诸如摄像机、照相机，各种水下环境参数传感器以及其它地球物理设备的优势。

我国自律研发的AUV已在西南印度洋热液区展开了顺利实验应用于（如图4）。2006年，美国在墨西哥湾北部利用AUV展开的海底冷泉区调查作业，效果较好并获得了最重要找到。

AUV的高效、无缆和强劲的自律作业能力使得它可以在ROV作业前优先用于，因为这些ROV的低精定点作业取得大范围的海底底质和形貌信息，以更加准确地完备和改动ROV站位布置和任务细化。载人潜水器技术是深海技术的前沿与制高点，也是深海科考最先进设备的技术手段之一。海底冷泉赋存区的水深比较较深，而且往往离陆地较为将近，是载人深潜器展开海试以及科学应用的极好场所。

我国的蛟龙号就曾经在我国的南海冷泉展开海试和试验性应用于航次。2013年，蛟龙号试验性应用于航次在南海实行，载人潜水器首次搜寻观测到了面积大约为2000平方米的由大量的毛瓷蟹、蜘蛛蟹、深海虾、贻贝等包含的冷泉生物群落。

图4我国自律研发的AUV在西南印度洋作业 由于海底收集的冷泉流体和天然气水合物在随ROV或采样设备下降过程中不会遭海水污染或温度压力变化而再次发生气体蔓延，这使原位测试的必要性突显。利用ROV、AUV等平台配备各类分析仪和传感器，构建冷泉区域各种原位实验测试是确保冷泉实验质量的最佳方法。现场原位观测能必要体现海底冷泉的活动过程，尤其是考虑到海底冷泉在有所不同时间尺度上均有显著变化。

因此，增大现场原位观测设备的研制也是海底冷泉观测装备发展的最重要方向。在过去的几十年里，浮标、锚系、ROV、AUV等技术装备加剧了我们对深海的理解，但其仅有能给我们获取较较少时间段的现象和数据。

而海底光缆的网络观测系统必须铺设深海海底通信电缆，其海底电缆建设投放及维护费用较高，并且一旦网络系统建设完，其结构是永久性的，无法移动到别的区域，制约了对新发现的海底热液活动区、天然气水合物区、深海油气开发区的观测研究。因此，深海海底界面座底式观测系统沦为冷泉观测装备的热点。近年来，欧洲共同体成员国和美国都大力研发座底式海底边界观测站，并获得了许多有关海底冷泉的最重要找到。

座底式海底边界观测站既可以构建有所不同水深、长年多参数综合观测，而且还不具备可移动等特点，更加限于于海底冷泉的长年监测、对比和综合分析，以符合海底冷泉研究必须。海底冷泉观测不仅能为国家能源安全获取确保，而且有助海洋观测装备与技术的较慢发展，更加需要突显我国海洋科学研究的实力，助力减缓建设海洋强国的中国梦。

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