張鑫 受訪者供圖

■本報(bào)記者 廖洋 通訊員 王冰笛

海洋的海洋之眼平均深度是3700多米，深于1000米的透過深海面積超過90%。深海熱液系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)之前，看向科學(xué)人們普遍認(rèn)為海底深處沒有生命。海底

“最近十幾年，幽藍(lán)我們做的新聞工作就是‘把實(shí)驗(yàn)室搬到海底’。我們做了一根探針，海洋之眼叫‘拉曼光譜探針’，透過帶著它一起深潛。看向科學(xué)”中國科學(xué)院海洋研究所研究員張鑫饒有興致地指著深海考察的海底實(shí)景圖片告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。

通過拉曼光譜探針打在生物表面后返回的幽藍(lán)光譜信號，可以在不破壞其生存環(huán)境的新聞同時(shí)判斷其生理狀態(tài)。至今，海洋之眼這根深海之針已經(jīng)下潛了150余次，透過它跟著張鑫去了許多熱液區(qū)，看向科學(xué)也跟著國內(nèi)外的機(jī)器人到了太平洋幾乎所有弧后盆地的熱液區(qū)和冷泉區(qū)，甚至西南印度洋的熱液區(qū)也是這根小探針的“旅行之地”。

全力以赴，研制潛水器

張鑫生于1981年，30歲出頭時(shí)，他已經(jīng)作為航次技術(shù)負(fù)責(zé)人，隨“科學(xué)”號前往西太平洋的琉球海槽探測并采集有關(guān)數(shù)據(jù)。

雖然年紀(jì)輕，但他肩上的責(zé)任可一點(diǎn)也不輕。

2005年，張鑫考入中國海洋大學(xué)攻讀博士，讀博期間，他被公派至美國聯(lián)合培養(yǎng)，被美國蒙特利灣水族館研究所教授布魯爾看中，主攻深海探測。

2009年，張鑫學(xué)有所成，布魯爾希望他留在美國工作。但張鑫一心回國，人還在美國時(shí)就已經(jīng)通過了中國科學(xué)院海洋研究所的面試。

“無人遙控潛水器（ROV）是‘科學(xué)’號上具備深海探測能力的機(jī)器人，缺少它，就無法搞清深海之謎。”作為懂得如何使用水下機(jī)器人的專家，回國后的張鑫正好趕上機(jī)會，于是全力以赴設(shè)計(jì)定制這臺設(shè)備。

為此，張鑫專門把美國的第二導(dǎo)師、深海機(jī)器人專家柯克伍德請來做顧問。2013年，他和柯克伍德等人組成驗(yàn)收組飛往英國驗(yàn)收。那段時(shí)間，張鑫白天去車間檢查，發(fā)現(xiàn)問題就寫在黑板上，晚上與國內(nèi)通電話報(bào)告進(jìn)程、請示對策。

設(shè)備出場后，為了組織裝配調(diào)試，張鑫干脆在船上住了一個(gè)多月，幫助ROV一點(diǎn)點(diǎn)“站立”起來，直到它能隨“科學(xué)”號遠(yuǎn)航。

萬頃深海，一根探針

1977年，深潛器阿爾文號在東太平洋加拉帕戈斯附近海區(qū)下潛時(shí)，發(fā)現(xiàn)了高溫?zé)嵋合到y(tǒng)。

高溫?zé)嵋合到y(tǒng)是由大量高溫高壓、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的流體快速噴出海底形成的，攜帶大量甲烷、二氧化碳?xì)怏w和各種金屬元素。另一種生態(tài)系統(tǒng)冷泉，則是一種低溫流體，以水、甲烷、硫化氫氣體及一些細(xì)粒沉積物為主。冷泉可能孕育著未來的戰(zhàn)略能源——可燃冰。

那么，能否將熱液和冷泉里的物質(zhì)帶回實(shí)驗(yàn)室深入分析呢？

“帶回實(shí)驗(yàn)室，很難測準(zhǔn)、測對。”張鑫解釋說。為了直接在海底完成探測，張鑫研制了一根拉曼光譜探針，利用搭載在“科學(xué)”號上的ROV進(jìn)行探測。ROV可以給探針供電、用通信控制其操作、用兩只“手”抓住探針探測不同位置……

“探針就像《星球大戰(zhàn)》里的激光劍一樣，指哪兒打哪兒。”張鑫幽默地說。

一束光，一雙“海洋之眼”

2016年，張鑫開始探索建設(shè)海底實(shí)驗(yàn)室，并將其命名為“海洋之眼”。

“我的夢想是在深海中建立一個(gè)光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)室，把激光拉曼光譜、激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)、熒光光譜技術(shù)、紅外光譜技術(shù)等所有光譜技術(shù)放在海底并觀測海洋的變化。”張鑫說。

這樣做的好處是什么？

“因?yàn)楣獠粫茐纳锷娴沫h(huán)境，只需要打一束光，就可以得到我需要的信息。”張鑫表示，“我在科考船上已經(jīng)工作了近9年時(shí)間，它就像我們的母親船一樣，帶領(lǐng)我們做各種深海實(shí)驗(yàn)。相信有一天，我們會在母親船上，實(shí)現(xiàn)建造海底實(shí)驗(yàn)室這一夢想。”

2023年，張鑫領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)又突破了水下耐腐蝕技術(shù)、能源管理技術(shù)等，建立了常態(tài)化深海長期連續(xù)觀測探測平臺；基于激光拉曼原位定量探測技術(shù)，首次報(bào)道了火山作用主導(dǎo)的超酸性火山-熱液系統(tǒng)的氫氣濃度可達(dá)到毫摩爾級且孕育化能生態(tài)系統(tǒng)；揭示了海底冷泉環(huán)境對水合物形成的影響，并為南海冷泉區(qū)水合物形成的動力學(xué)過程提供了新見解。

一根簡單的探針，一雙“海洋之眼”，看向“海底幽藍(lán)”，揭開深海世界的神秘生命系統(tǒng)之謎，解答來自人類的提問。