近日，中國海洋學(xué)會(huì)聯(lián)合中國太平洋學(xué)會(huì)、中國海洋湖沼學(xué)會(huì)、中國造船工程學(xué)會(huì)、中國航海學(xué)會(huì)及中國指揮與控制學(xué)會(huì)評(píng)選出2020年度中國十大海洋科技進(jìn)展。分別是：

海洋天然氣水合物開采流固體產(chǎn)出調(diào)控機(jī)理研究取得突破

天然氣水合物是一種潛力巨大的清潔能源，精準(zhǔn)刻畫儲(chǔ)層傳熱傳質(zhì)機(jī)理是制約天然氣水合物安全高效開采的前沿科學(xué)與技術(shù)難題。2020年，我國科研人員創(chuàng)建了天然氣水合物儲(chǔ)層滲流分形理論與出砂管控理論，揭示了制約海洋天然氣水合物中長期開采的儲(chǔ)層氣-水-砂產(chǎn)出規(guī)律耦合機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了海洋天然氣水合物開采傳熱傳質(zhì)基礎(chǔ)理論的重大突破，在國際Top期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇?；A(chǔ)理論突破有效引導(dǎo)天然氣水合物開采技術(shù)創(chuàng)新，形成了開采儲(chǔ)層流固體產(chǎn)出精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)，構(gòu)建了集開采效率、環(huán)境效應(yīng)、工程地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)“三位一體”的天然氣水合物綠色開采新方法體系，獲得授權(quán)國際專利14項(xiàng)（其中美國專利5項(xiàng)）、國家發(fā)明專利18項(xiàng)。

深海微生物驅(qū)動(dòng)的碳氮循環(huán)耦合機(jī)制及通量

深海是有機(jī)碳再礦化和長期儲(chǔ)碳的主要場(chǎng)所。迄今對(duì)深海系統(tǒng)物質(zhì)與能量循環(huán)過程的機(jī)理和通量知之甚少。核心難題是海洋真光層沉降的有機(jī)質(zhì)不能夠滿足深海微生物的碳和能量需求。這意味著有更多的能量來源和代謝模式還未識(shí)別到。該研究從深海微生物黑暗固碳和海洋動(dòng)力過程導(dǎo)致的側(cè)向輸運(yùn)供碳兩個(gè)方面來解答這一問題。通過多學(xué)科交叉的海洋現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)和模擬，結(jié)合生理學(xué)實(shí)驗(yàn)和深海穩(wěn)態(tài)氮循環(huán)模型，揭示了兩步硝化與固碳耦合機(jī)制，建立了碳氮耦合計(jì)量學(xué)關(guān)系，量化了硝化過程對(duì)深海生物圈及全球海洋碳循環(huán)的貢獻(xiàn)和影響。首次定量了陸架側(cè)向輸運(yùn)的顆粒物對(duì)深海碳需求的顯著貢獻(xiàn)，填補(bǔ)了邊緣海深海碳供需不平衡的缺口。研究成果于2020年發(fā)表在PNAS和Geophysical Research Letters上。

科學(xué)家揭示下洋殼巖石中深部微生物生存策略

地球深部生命研究取得的重要進(jìn)展之一是發(fā)現(xiàn)了海底洋殼生物圈。然而，目前的研究幾乎全部集中于上洋殼表層玄武巖，對(duì)占洋殼體積近2/3的下洋殼中的深部生命活動(dòng)的探索還處于空白狀態(tài)。IODP360航次對(duì)西南印度洋Atlantis Bank的下洋殼進(jìn)行了鉆探，獲取了長度為800米的下洋殼輝長巖巖芯，并對(duì)棲息于此的微生物生命活動(dòng)進(jìn)行了研究。研究人員從這些巖石中檢測(cè)到了完整的、具有生物活性、可進(jìn)一步生長發(fā)育的微生物細(xì)胞。同時(shí)，基于轉(zhuǎn)錄組代謝途徑的構(gòu)建，發(fā)現(xiàn)這些微生物主要依賴于有機(jī)大分子再循環(huán)利用的異養(yǎng)方式生存，從而揭示了下洋殼巖石中深部微生物的生存策略。該研究證實(shí)了下洋殼深部生物圈的存在，拓展了生物圈在地球圈層分布的下限。研究成果于2020年發(fā)表在Nature上。

“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器成功完成萬米海試

“奮斗者”號(hào)全海深載人潛水器是“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)的核心研制任務(wù)。自2020年7月起，“奮斗者”號(hào)先后赴南海、西太平洋馬里亞納海溝海域分階段進(jìn)行了海試驗(yàn)證，累計(jì)完成30次下潛，其中8次突破萬米。11月10日8時(shí)12分，“奮斗者”號(hào)創(chuàng)造了10909米的中國載人深潛新紀(jì)錄，標(biāo)志著我國具備了全海深進(jìn)入、探測(cè)和作業(yè)能力，在大深度載人深潛領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

我國首次利用水平井技術(shù)完成“可燃冰”試驗(yàn)性試采

2020年2月17日—3月18日，我國在水深1225米的南海神狐海域全球首次實(shí)現(xiàn)水平井鉆采天然氣水合物（俗稱“可燃冰”），創(chuàng)造了“產(chǎn)氣總量86.14萬立方米、日均產(chǎn)氣量2.87萬立方米”兩項(xiàng)新的世界紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)了從“探索性試采”向“試驗(yàn)性試采”的重大跨越。本次試采攻克了深海淺軟地層水平井鉆采技術(shù)裝備等世界性難題，自主研發(fā)了以水平井為核心的六大類32項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，以深海井口吸力錨為代表的12項(xiàng)核心裝備。創(chuàng)新形成了覆蓋試采全過程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控技術(shù)體系，建立了大氣、水體、海底、井下“四位一體”環(huán)境監(jiān)測(cè)體系，保障了天然氣水合物綠色開采。

海洋二號(hào)C衛(wèi)星成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)海洋動(dòng)力衛(wèi)星雙星組網(wǎng)運(yùn)行

9月21日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射海洋二號(hào)C衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了與海洋二號(hào)B衛(wèi)星協(xié)同組網(wǎng)運(yùn)行，大幅提高了海洋動(dòng)力環(huán)境要素全球觀測(cè)覆蓋能力和時(shí)效性、對(duì)海洋強(qiáng)國建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)能力提升、開展海洋科學(xué)研究、解決全球變化等問題具有重要意義。

海洋二號(hào)C衛(wèi)星采用66°傾角的非太陽同步軌道，與位于太陽同步軌道的海洋二號(hào)B衛(wèi)星形成很好的互補(bǔ)觀測(cè)能力，既可有效解決雷達(dá)高度計(jì)測(cè)高潮汐混頻問題，也可實(shí)現(xiàn)微波散射計(jì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的可靠定標(biāo)和高效檢驗(yàn)。雙星組網(wǎng)觀測(cè)能夠精準(zhǔn)捕捉到我國周邊海域的全部臺(tái)風(fēng)，衛(wèi)星數(shù)據(jù)在海洋災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)服務(wù)、大洋漁業(yè)資源開發(fā)、海上綠色能源開發(fā)以及海洋重大應(yīng)急事件中均可發(fā)揮出重要作用。

海域段高水壓復(fù)雜地層地鐵盾構(gòu)隧道長距離連續(xù)掘進(jìn)施工技術(shù)

青島地鐵8號(hào)線大洋站到青島北站區(qū)間海域中盾構(gòu)段長2.9公里（國內(nèi)目前最長過海地鐵隧道），穿越2條斷裂帶（分別長90米、613米），斷裂帶巖層破碎且部分連通海水，區(qū)間最大埋深約51米，巖層抗壓強(qiáng)度57兆帕。項(xiàng)目部在海底長距離連續(xù)盾構(gòu)施工，通過分析下穿海域地質(zhì)及水文、泥漿流變性能、掘進(jìn)對(duì)破碎帶擾動(dòng)機(jī)制及其失穩(wěn)過程，開展了海域段高水壓泥水盾構(gòu)氣壓輔助快速安全掘進(jìn)技術(shù)、長距離泥漿循環(huán)保障技術(shù)、高水壓下盾構(gòu)密封技術(shù)、海底高水壓查換刀技術(shù)、海底盾構(gòu)穿越破碎帶穩(wěn)定性技術(shù)等科研攻關(guān)，解決了海域段盾構(gòu)施工中諸多難題，高效安全完成海域段長大隧道施工任務(wù)，創(chuàng)造了泥水盾構(gòu)地鐵過海隧道建設(shè)新紀(jì)錄，同時(shí)為國家海域段更長更大隧道施工提供重要參考。

“海斗一號(hào)”填補(bǔ)我國萬米作業(yè)型潛水器空白

2020年5月，“海斗一號(hào)”全海深水下機(jī)器人勝利挺進(jìn)全球最深海區(qū)——馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵，成功完成4次萬米下潛和試驗(yàn)性應(yīng)用，率先實(shí)現(xiàn)我國“十三五”全海深重大裝備研制、海試和試驗(yàn)性應(yīng)用，填補(bǔ)我國萬米作業(yè)型潛水器空白，獲取我國首批全海深重要數(shù)據(jù)和樣品，構(gòu)建我國首支萬米裝備的專業(yè)化研發(fā)、海試和應(yīng)用團(tuán)隊(duì)。在國際上首次利用全海深電動(dòng)機(jī)械手，完成萬米海底樣品抓取、沉積物取樣、標(biāo)志物布放和水樣采集，取得多項(xiàng)具有重大影響力的科技創(chuàng)新成果，引領(lǐng)我國深淵裝備體系和全海深潛水器技術(shù)的發(fā)展。“海斗一號(hào)”萬米深潛成功，作為我國海洋技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)里程碑，標(biāo)志著我國跨入全海深探測(cè)與作業(yè)的新時(shí)代，為我國海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略做出重大貢獻(xiàn)。

“雪龍2”號(hào)首航南北極

“雪龍2”號(hào)是我國首艘自主建造的極地科考破冰船，也是全球首先采用船艏、船艉雙向破冰技術(shù)的極地科考破冰船，能以2~3節(jié)的速度破1.5米冰外加20厘米積雪?！把?”號(hào)作為大國重器，極大增強(qiáng)了我國在極地海域綜合調(diào)查的廣度、時(shí)長和內(nèi)容。

2020年，“雪龍2”號(hào)首航南極，憑借強(qiáng)大的破冰和海洋綜合調(diào)查能力，成功在認(rèn)知最少的宇航員海完成了9個(gè)斷面83個(gè)站位調(diào)查，初步掌握了該海域關(guān)鍵生物種群分布特征，發(fā)現(xiàn)了達(dá)恩利角冰間湖形成南極底層水并向西流動(dòng)的證據(jù)。同年，“雪龍2”號(hào)首航北極，圓滿完成中國第11次北極科學(xué)考察任務(wù)。獲得了海冰密集區(qū)歷時(shí)最長的連續(xù)數(shù)據(jù)、重點(diǎn)海域高分辨率淺地層剖面數(shù)據(jù)，首次開展了電視抓斗作業(yè)，并采集了18.65米長沉積物巖心，創(chuàng)造了我國北極考察新紀(jì)錄。

全球首款海底地形地貌與淺地層剖面一體化聲學(xué)探測(cè)裝備研制成功

海底地形地貌與淺地層剖面信息是海洋資源調(diào)查、海底環(huán)境監(jiān)測(cè)與科學(xué)研究等軍民領(lǐng)域不可或缺的重要信息。獲取這些信息的傳統(tǒng)作業(yè)模式是采用多種型號(hào)的聲吶分別探測(cè)，這樣不僅成本高、作業(yè)效率低，而且信息精確位置配準(zhǔn)難，多源異步數(shù)據(jù)融合容易失效。2020年10月我國科技人員成功研制出一種集海底地形地貌與淺地層剖面探測(cè)三種功能于一體的高效精細(xì)海底聲學(xué)探測(cè)裝備，解決了海洋勘測(cè)領(lǐng)域這一迫切需要解決的重大技術(shù)難題，在海底地形地貌與淺地層剖面共點(diǎn)同步探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)上取得重大進(jìn)展，綜合性能國際領(lǐng)先。（總臺(tái)央視記者 李潔 鄭天皓）



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