2月28日，国家重大科技基础设施“冷泉生态系统研究装置”（以下简称“冷泉装置”）在广州市全面启动建设。该设施由中国科学院南海海洋研究所牵头申报并承担建设，项目包含“海底实验室分总体”“保真模拟分总体”“保障支撑分总体”三部分。

装置原理图

支持多项前沿基础研究和高新技术研发

冷泉装置采用“样地实验+陆地模拟，海陆协同、时空互换”的设计思路，计划用5年的时间，建设面向冷泉生态系统的深海载人驻守型海底实验室与陆基保真模拟设施相融合的国际领先研究装置，支撑冷泉生态系统发育、化能合成生物演替和甲烷物态演化及其环境效应研究。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。

海底实验室分总体

“冷泉”是指海底之下的甲烷、硫化氢和二氧化碳等气体在地质结构或压力变化驱动下，溢出海底进入海水的活动。而冷泉生态系统是指海洋生物利用海底冷泉渗出的化学物质为能源进行化能合成，发育成海底黑暗世界里独特的生态系统，具有黑暗、高压、低氧等理化特征，以可燃冰分解的甲烷为生源要素，通过化能合成作用而生生不息，被誉为“深海绿洲”。冷泉生态系统承载着地球深部碳循环的密码，是研究极端环境生命适应机制、探索新型生物资源的战略要地。开展冷泉生态系统研究是可燃冰等深海资源绿色开发与深海科学研究的最佳切入点。冷泉装置将为冷泉生态系统的研究提供全新的视角和技术手段，加速相关领域的科研进展，为海洋科技领域研究树立新标杆。

水面保障母船示意图

此次将耗时5年来建设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。

将推动海洋科学跨越式发展

记者了解到，冷泉生态系统研究装置项目是由国家发改委批复立项，南海海洋研究所承担建设国家重大科技基础设施。总建设周期为5年，包括第一阶段：设计建造阶段，周期4年；第二阶段：设备集成调试、海上试验阶段，周期1年。建成后将促进冷泉发育机制、极端生命演化过程、可燃冰的生态效应研究等海洋科学跨越式发展，提升海洋领域核心技术原始创新能力和装备的自主研发能力，推动深远海科技进步。

保真模拟分总体示意图

助力抢占全球深海战略制高点

广州是“一带一路”重要节点以及国际科技创新重要承载地，科研实力强，在整合大湾区海洋科技资源方面具有显著的区位优势。冷泉生态系统研究装置的建成不仅会促进冷泉科技研发领域的国际合作，也将使广州在全球海洋科学与工程创新中心的构建中占据重要地位，抢占全球深海战略制高点。通过引领深海原位观测技术的发展，该装置将进一步优化粤港澳大湾区的大科学装置配置和科技布局，支持珠三角综合性科学中心的成长，同时也为粤港澳大湾区国际科技创新中心的建设贡献力量。

多学科综合的大科学装置

冷泉生态系统研究装置的建设及运行，将对可燃冰产业化、海洋生物资源利用、海洋装备制造等产业发展有着“沿途下蛋”的积极推动作用，进一步提高我国深海探测技术及海洋装备的自主研发、制造能力及运行管理水平，加快深海载人装备从探索、探测、探险到深海样地原位长周期试验、实验、研究的飞跃，从而可以整体上带动粤港澳大湾区海洋高新技术产业发展，大幅提升我国的深海科学技术创新能力，促进我国海洋经济的高质量发展，服务海洋强国及“双碳”目标。同时，冷泉生态系统研究装置是一个多学科综合的大科学装置，其建成后将向社会开放共享，建立多学科综合交叉平台，优化区域科技布局，吸引高水平研究及技术人才，带动产业发展，服务粤港澳大湾区国际科创中心建设。

冷泉生态系统已发现600多种生物

冷泉生态系统是指海洋生物利用海底冷泉渗出的化学物质（甲烷、硫酸盐等）为碳源和能源进行化能合成，发育成海底黑暗世界里的独特生态系统，具有黑暗、高压、低氧等理化特征。冷泉为化能自养生物提供碳源和能量，维系着以化能自养菌为食物链基础的冷泉生物群，并成为初级生产者。在此基础上，繁衍着管状蠕虫、蛤类、贻贝类、甲壳类、多毛类动物以及海星、海胆、蟹类、冷水珊瑚、鱼类等后生动物，形成一套完整的化能营养为基础的深海生态系统。目前，科学家已经在冷泉生态系统中发现了600多种生物。

对冷泉及其生态系统的研究一直是国际上的关注热点，一方面，在气候变化方面，冷泉区的甲烷气体是温室气体的重要来源，也是未来有潜力成为一次能源来源，冷泉区甲烷渗漏对全球气候及生态环境具有重要影响，因此保护它们是至关重要的；另一方面，冷泉生物有可能合成生物医学上重要的化合物，具有巨大的科学价值。

将突破深海原位长期载人驻留实验技术

冷泉生态系统研究装置是我国自主研发的首个海陆结合的国家重大科技基础设施，装置规模和主要技术指标国际领先。通过冷泉生态系统研究装置的建设和运行，将突破深海载人长周期驻留实验、超大潜深大型耐压结构安全性等科学挑战，该装置可让6名科学家在最深2000米的海底最长驻留30天。

未来，深海原位长期载人驻留实验技术可应用于建设不同谱系的深海驻留装备，广泛应用于深海油气以及铁锰结核等矿产资源开发、海底工程建设以及南海岛礁资源及权益的维护等。

文、图/广州日报新花城记者：武威 通讯员：王鑫
视频/广州日报新花城记者：武威
广州日报新花城编辑：李琳