【ZiDongHua 之“自动化学院派”标注关键词：清华 深海科考 重要突破 海洋 科研   】
　　
　　

清华牵头的深海科考取得重要突破！

　　
　　近日
　　
　　由清华大学
　　
　　中国地质调查局青岛海洋地质研究所
　　
　　上海交通大学等单位开展的
　　
　　西太平洋海底热液活动与资源联合科考航次
　　
　　取得重要突破
　　
　　科考队依托自主研制的设备
　　
　　在西太平洋新锁定一处大型高温活动热液区
　　
　　并初步证实
　　
　　该区域具备大规模多金属硫化物资源潜力
　　
　　让我们一起走近
　　
　　“清华前沿发布”系列报道
　　
　　为你展示清华大学坚持“四个面向”
　　
　　推进高水平科技自立自强
　　
　　聚力攻克关键核心与前沿技术的
　　
　　重要原创性成果
　　
　　央视《新闻直播间》栏目报道
　　
　　本次科考任务中
　　
　　科考队搭乘“向阳红10”号科考船
　　
　　于深圳起航
　　
　　在历时18天的科考航程中
　　
　　在位于我国专属经济区的西太平洋弧后盆地内
　　
　　实施了7次探测器下潜作业
　　
　　
　　
　　此次科考团队锁定的海底热液活动矿区
　　
　　规模巨大
　　
　　所伴生的热液硫化物矿体
　　
　　由3个大型圆锥状矿体结构构成
　　
　　“经船载实验室初步检测分析
　　
　　该矿体主要由黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿等
　　
　　重要经济矿物组成”
　　
　　本次科考项目负责人
　　
　　清华大学自动化系教授宋士吉介绍
　　
　
　　
　　宋士吉（中）与科考团队部分成员
　　
　　对部分样品的初步分析显示
　　
　　矿石中伴生金的最高含量达15.4ppm
　　
　　（相当于每吨矿藏里面含有15.4克的金）
　　
　　伴生银的最高含量达1271ppm
　　
　　（相当于每吨矿藏里面含有1271克的银）
　　
　　平均含量水平显着优于陆地矿床
　　
　
　　
　　2026年8月16日，探测器下潜时拍摄到的海底画面
　　
　　除了发现矿区外
　　
　　科考队在深海热液区
　　
　　还发现了大量生物生态群落
　　
　　“深海热液喷口没有阳光
　　
　　水压极大、温度剧烈波动
　　
　　还充斥着有毒化学物质
　　
　　是地球上最极端的生存环境之一
　　
　　却孕育出独特的生态系统”
　　
　　宋士吉认为
　　
　　这些生物生态群落的发现
　　
　　对于研究极端环境下的生命演化过程
　　
　　具有重要科学意义
　　
　　此次能在极端深海环境中实现精准发现与取样
　　
　　离不开由清华大学牵头
　　
　　上海交通大学等单位参与
　　
　　自主研制的新型深海探测智能机器人的有力支撑
　　
　　这套设备如何工作？
　　
　　科研团队搭建起
　　
　　由自主水下航行器（AUV）
　　
　　与深海可控式可视采样器（DCVS）等
　　
　　组成的多平台协同探测技术模式
　　
　　通俗来讲
　　
　　就是“侦察兵”搭配“采样工”的合作模式——
　　
　　一个负责找，一个负责取
　　
　　深海可控式可视采样器（DCVS）
　　
　　先说“侦察兵”
　　
　　自主水下航行器（AUV）
　　
　　就像一个能在海底自主游走的探测器
　　
　　身上搭载了
　　
　　多波束测深系统、侧扫声呐、声光联合成像仪、超短基线声学通信与定位等
　　
　　“眼睛”和“耳朵”
　　
　　有了它
　　
　　船上工作人员便能实时掌握水下作业状态
　　
　　再说“采样工”
　　
　　深海可控式可视采样器（DCVS）
　　
　　由海底机器人、船载动力与水面监控系统组成
　　
　　相当于一个带机械臂的深海“取样员”
　　
　　DCVS集成了
　　
　　高清摄像、物理和化学传感器、智能识别与控制、抓斗采样等功能
　　
　　可自主搜寻并精准锁定热液喷口
　　
　　然后大容量采集海底岩石、热液生物等样品
　　
　　且一次作业的样品采集量可达几百公斤
　　
　　与此同时
　　
　　海底地形地貌复杂
　　
　　水面操控作业极具挑战性
　　
　　“西太平洋弧后盆地
　　
　　是全球深海极端环境的典型区域
　　
　　作业区域内海沟、海山错综复杂
　　
　　水文环境实时多变
　　
　　地质取样的周边悬崖林立
　　
　　DCVS海底作业的拖曳高压电缆
　　
　　与近底环境不能存在任何触碰
　　
　　这就需要海底作业机器人在作业时实现智能避障”
　　
　　宋士吉说
　　
　　科研团队研制出的智能识别与控制系统
　　
　　确保了DCVS在深海高温、高压极端海底环境下
　　
　　实现海底原位观测与精准取样作业的
　　
　　可操作性和安全性
　　
　　本次科考设备实现了
　　
　　我国科考项目
　　
　　从单一设备单项调查向多装备协同作业的转变
　　
　　突破了深海极端环境精细探测的核心技术瓶颈
　　
　　探测器采集到的热液硫化物矿体
　　
　　此次科考成果有何应用前景？
　　
　　据宋士吉介绍：
　　
　　“我们在海底找到的热液硫化物矿体
　　
　　含有金、银、铜、锌
　　
　　还有锑、铊这类稀有金属”
　　
　　铜、锌是电线、新能源车、手机电路板的原料
　　
　　金、银可应用于芯片、光伏、航天等精密零件
　　
　　锑、铊则用于特种合金、电子器件等高端制造领域
　　
　　“当前我国应用于手机、芯片等产业的金属
　　
　　主要依赖于陆地矿床及进口
　　
　　这些深海矿床
　　
　　能增加我国的资源选择
　　
　　保障产业链安全”
　　
　　科考团队在科考船上开展作业
　　
　　不过，深海科考目前仍处于
　　
　　科学家海底寻矿、取样研究的阶段
　　
　　“这片矿区还是活跃热液区
　　
　　矿体本身疏松不结实
　　
　　海底断层多、地质结构复杂
　　
　　如果强行应用采矿设备
　　
　　容易发生海底垮塌现象
　　
　　更关键的是
　　
　　热液喷口是独特的海底生态家园
　　
　　鱼虾、贝类还有特殊微生物全都依赖它生存
　　
　　一旦开挖，生态环境破坏基本不可逆
　　
　　短期内尚不具备开采条件”
　　
　　宋士吉介绍
　　
　　科考团队后续将持续进行监测
　　
　　寻找更加稳妥、合适的技术方案
　　
　　“我们也将不断升级设备的研发
　　
　　为今后的深海科考提供更多助益”