21世纪是海洋的世纪，海洋安全与发展关乎国家长远战略。

海洋经济作为兼具系统性、战略性的特殊区域经济形态，海洋经济在国家发展全局中占据着至关重要的战略地位。“十四五”时期，我国海洋经济总量不断扩大，在国民经济中的分量愈发凸显。

2025年2月，冷泉生态系统研究装置项目（以下简称“冷泉装置”）在中国科学院南海海洋研究所（南沙园区）正式启动。这是世界首个2000米级坐底式可载人长期驻留的深海实验室，可支撑6人（含3 名科学家与 3 名操控人员）在2000米水深的海底原位开展30天实验，为我国深海探测再添“国之重器”。

水面保障母船示意图。来源：广州日报

深海中的绿洲——冷泉

深海之下，藏着一类特殊的“宝藏”——可燃冰。这种由甲烷与水在高压低温中形成的白色固态结晶物质，1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气。它因分布于300米以上深海沉积物或永久冻土中，成为人类探索深海能源的重要方向。

而孕育可燃冰的深海世界，还藏着另一重奥秘——冷泉生态系统。这些依赖冷泉渗出物进行化能合成的“深海绿洲”，以可燃冰分解的甲烷为核心能量来源，承载着地球深部碳循环密码，也是极端环境生命研究的天然实验室。全球已发现900多处海洋冷泉，我国南海便占 7 处，其中600多种特有生物的生存机制、冷泉与可燃冰的互动规律，至今仍是待解的谜团。

但深海探测的难度，远超想象。黑暗、高压、低氧的极端环境，让人类长期缺乏原位观测的“触角”——既难以实时记录冷泉生态的细微变化，也无法精准捕捉可燃冰形成与分解的动态过程。要解开这些深海奥秘，离不开能深入海底的“常驻实验室”。

于是，冷泉生态系统研究装置（简称“冷泉装置”）的诞生，成为突破这一困境的“国之重器”。作为世界首个2000米级坐底式可载人长期驻留深海实验室，它不仅是人类延伸至深海的“眼睛”，更是能在海底“安营扎寨”的科研阵地——这正是我国在深海探测领域亮出的“硬核装备”。

我国可燃冰产状特征。来源：中国地质调查局油气资源调查中心

三个分总体助力可燃冰全周期管理

据中国科学院南海海洋研究所相关负责人介绍，冷泉装置采用“样地实验+陆地模拟，海陆协同、时空互换”的设计思想，共同构成了国际首个坐底式深海载人驻留实验室和国际最大尺度的深海化能生态系统与深海甲烷物态演化模拟的国家重大科技基础设施。

该装置包括三个分总体。

海底实验室分总体为深海载人驻留实验室，可由水面保障母船航渡到研究海区进行布放，搭载科学家到达深海，可支持最多6人（包括3名操控人员和3名科学家）在2000米深海底连续进行30天的原位观测探测、海底原位实验以及压力梯度实验等研究。

保真模拟分总体分为冷泉舱和可燃冰舱两部分，其中，冷泉舱体水体高15米，可燃冰的舱体内部高3.6米，科学家会尽可能保证它的各类环境条件和海底原位环境一样，将冷泉生态系统整体在陆上进行复现。

保障支撑分总体分为水面保障母船和研发与智慧管理中心：

1.水面保障母船不仅可满足冷泉装置海底实验室的海上作业专业及综合保障需求，还能在水面构建船载常压实验室，作为海底实验室和岸基保真模拟装备的桥梁；

2.研发与智慧管理中心负责冷泉装置的日常运维管理、科学数据与样品服务、海底实验室出海作业时的远程指挥、调度与监控等工作。

项目将历时五年，建成我国首个海陆结合的国家重大科技基础设施，实现我国深海长周期载人驻留实验装备的工程化应用和相关产业的发展，推动我国的深海工程技术及装备在国际上实现从“跟跑”到“领跑”的超越。

装置原理图。来源：广州日报

冷泉装置建成后，将为探索深海极端环境下的生命起源及可燃冰等深海资源的绿色开发等前沿基础研究和高新技术研发提供先进的平台支撑，成为我国在深海科学研究领域迈出的关键一步，服务“海洋强国”战略及“双碳”目标。

参考资料：

[1]尹永会,吴硕.冷泉:奏响深蓝世界的生命交响曲[J].自然资源科普与文化,2025 (03).

[2]广州日报.国家重大科技基础设施“冷泉生态系统研究装置”在穗全面启动建设.2025-02-28.