在“海洋地质二号”(以下简称“海二”)这艘漂浮于南海的“海上实验室”里,一场场充满想象力的深海试验正有序进行。
视线投向船尾,可见一条“鱼尾”立起,尾尖挂着缆车,当船只向前游动,缆绳下坠,仿佛科研人员在深海放起了风筝——事实上,这是一场对国产科考绞车同轴电缆的收放试验。若这条“风筝线”扛得住极端环境,就能抓住深海科考的“生命线”。

船只拖着一只万米长的“风筝”进行拖曳作业,测试深海科考绞车及其缆绳的性能。
而在我们看不到的南海深处,科学家还将布下一片巨大的“风铃阵”,捕捉被称为“幽灵粒子”的中微子信号,探寻宇宙起源的奥秘。
在这趟共享航次里,我们见证了科技如何将天马行空的想象变为现实。
3月17日~3月19日
守候在海底,
遥望光年外。
闯入的中微子,
碰撞出蓝色萤火,
“敲响”古老的风铃。
深海巨型“风铃阵”静候“幽灵粒子”
在整个“共享航次”的参与项目组中,最神秘、参与人数最多的,是来自上海交通大学的“海洋中微子探测技术”项目组。
中微子是什么?很多人并不了解,但或许你听说过“幽灵粒子”。事实上,中微子就是一种看不见、摸不着、不带电、几乎没有质量,却又无处不在,甚至可以穿透地球、你我以及周遭一切的粒子。它是极少数能从7.5亿光年外的黑洞深处逃出来的“信号”,成为我们探索宇宙起源的关键线索。
如何获取中微子,却是一道难题。科学家们发现,绝大多数中微子难以捕捉,但当它与水体或冰层中的原子核或电子相碰撞时,会发出微弱的蓝光。只是这种光亮极其微弱且不可控。为此,科学家们想到利用这一特性,在冰层和水中布放探测器。

“海马”号正在进行水下作业,引来八爪鱼好奇“围观”。
目前,全世界最大的中微子望远镜是位于南极冰层下的“冰立方”,但南极冰川尘埃多、散射强,观测精度受限。为了发明更灵敏、监测体积更大的中微子望远镜,上海交通大学的徐东莲教授提出了在南海深处建设全球首个覆盖低纬度赤道区域的中微子望远镜的构想——该望远镜观测视野更广、可全灵敏度巡天。这一项目还有一个非常形象的名字,叫“海铃计划”。之所以得名,是因为建成后的它就像一个布设在海底的“风铃阵”:由上千根潜标串起两万多个形似玻璃球的探测球舱,整串漂浮在海底,捕捉宇宙中神秘的微弱信号。
在海上,我们得以一睹“海铃”的“眼睛”——深海光学探测球舱。从外观上看,这些玻璃球舱透着一种科幻感。透过坚固的透明外壳,你可以看到内壁密布着像昆虫“复眼”般的精密传感器。正是这些内置了无数尖端设备的“复眼”,赋予了“海铃”在漆黑深海中“看穿”一切的“超能力”。它们不仅能捕捉极微弱的光学信号,还能细致地感知深水环境中的每一丝光学波动,让原本漆黑一片的深海世界在科学家面前变得清晰。

后甲板工作人员正在操作下放“海洋中微子探测技术”项目中的“蜘蛛系统”(SPIDER)。
那么,如何让这么多脆弱的“玻璃球”在3000多米深海精准就位?在航次试验中,我们发现了一个非常“艺术”的装置——“中微子潜标布放装置”,也叫“蜘蛛系统”(SPIDER)。从外观上看,SPIDER形似一盘用卷轴卷起的磁带,上面容纳一串精密探测潜标。它的工作流程既“硬核”又充满仪式感:首先,船舶的绞车系统稳稳地将其吊放至目标海域。一旦SPIDER成功“坐底”,“海马”号便随即出动。在“海马”号的精准配合下,这些潜标如同被抽出的磁带条一样,在深海中缓缓垂直展开,构建起捕捉宇宙射线的“深海之网”。
在此次航次中,我们目睹SPIDER成功完成一次深海着陆。随后,它又与海面的动力定位船舶默契配合,在3500米深的海底完成了一场“位移走秀”,成功检验了它在深海精密布放与施工的真本事。据上海交通大学科研人员介绍,后续他们将依靠SPIDER,在深达3500米的南海海底串起上千根这样的探测潜标,构建一片“海底森林”。
3月5日~3月7日
我们折叠云霞,
浪潮作帆。
牵起的深海绞车,
航行在虚实之间。
4000米深海放起万米长“风筝”
这趟“共享航次”中,我们还有幸跟随大连海事大学的李文华教授,在深海放起了“风筝”。
第一天见到李文华,我们差点将他认作一位随船出海的资深摄影师。就在大家初次登船、因好奇而楼上楼下到处观摩时,李文华却独自挎着一台厚重的相机、手握一台无人机,兴致勃勃地站在码头拍照记录。出海后,当我们纷纷因晕船而神色憔悴,李文华却淡然地站在甲板上拍摄海鸥。
他是这艘船上走得“最远”的科学家。常年耕耘在海洋科考第一线的他,不仅曾记录下赤道与极光,更亲历了“中国制造”海洋科考装备从浅海走向深海、走向极地的过程。

“海铃计划”中的“蜘蛛系统”(SPIDER)。它形似一盘用卷轴卷起的磁带,上面容纳一串精密探测潜标。
后甲板上,有一只“颜值”极高的集装箱。箱身是明媚的朱砂红,箱侧开着一扇玻璃窗,里面规整地放着一只“深海巨兽”——深海科考绞车系统。在蔚蓝大海与天空的映衬下,煞是好看。
这台深海科考绞车,可谓是深海科考项目的“生命线”。任何一件精密调查仪器,如需放入海底,都必须通过绞车来进行安全吊放。因此,绞车及其缆绳的性能、长度等,直接决定了科考作业的精度、深度与可靠性。近些年,随着海洋科考逐渐走向深海和极地,环境的变化对科考绞车系统提出的要求也越来越高。
“以前,我们的深海科考绞车都是进口的。”李文华说。深海科考绞车看似只是一个由缆绳、绞车本体、排缆器等组成的系统,但其中大有讲究。“传统钢缆自重过大,缆绳易磨损断裂,超大容量缆绳的排缆乱卷缠绕……这些都是深远海科考作业中难啃的‘硬骨头’。”在过去很长一段时间里,金属铠装缆绞车系统自重过大,难以实现全海深作业,其金属材质也无法满足痕量元素洁净取样要求。加上各种客观原因,在实验室环境中难以真实模拟绞车在深海、极地等极端条件下的作业状态,这些都导致国产绞车的研发长期面临技术瓶颈。
看到国家海洋科考对该领域的技术需求后,轮机工程专业出身的李文华投入到相关项目的研究中。经过多年努力,他与团队研制出全球唯一在役的全海深光电缆绞车系统“海威GD11000”,以及全球首套全海深痕量金属CTD绞车系统“海威CTD11000”。

工作人员正全神贯注地操作“海马”号进行海底作业。
研发是第一步,测试是第二步。测试方法是,在水深4000米以上的区域,放缆超过11000米进行拖曳作业——这相当于用船只拖着一只万米长的水下“风筝”,测试“风筝线”是否会停滞或断裂。
长期以来,国产深海装备海上试验门槛高、费用昂贵、试验平台保障不足、试验过程不够规范,成为制约深海科学调查的一个重要因素。直到“九五”时期,国家重点研发计划规范化海试项目开始推行,规范化的海上试验公共平台体系逐渐构建起来。广州海洋地质调查局就是该体系重要的组成平台之一。2024年10月,在该局“海二”科考船支持下,李文华团队完成“海威CTD11000”的首个试验航次,成功实现深远海示范应用。
这次是李文华带领团队第二次上船测试。绞车启动后,缆绳一点点没入深蓝,表盘上的数字不断跳动:1000米、5000米、8000米……直至突破万米,最终定格在11249.4米。充足的作业窗口时间、完备的海上试验保障体系,以及宽阔的后甲板,为“海威CTD11000”提供了绝佳的试验条件。这一数据,再次验证了国产深海绞车系统的稳定性和作业能力。
记者手记
在这个流动的“学堂”里 大海是唯一老师
整个航海过程持续了30天。
30天内,我们化身求知的“海绵”,观摩了20多个试验项目。广州海洋地质调查局海洋技术方法研究所副所长陈宗恒告诉我们,相较以往,这趟共享航次就像一个拥有海上实验室的“流动学堂”——从科学家到学子,每一个人都带着自己的子课题,而大海是唯一的老师。有人计划研究海底滑坡中的微塑料污染问题,有人关注海底沉积物对生物的影响,有人则自制了一台“微宇宙”装备,用于研究深海采矿形成的表层沉积物羽流对区域生物的胁迫……
学堂内的课程也很丰富。船上网络速度有限,无法随意网上“冲浪”。为了让来自五湖四海的学子“打成一片”,每天晚上八点,陈宗恒与“海二”船长黄远明都会组织各团队科研人员聚在一起,开展每日固定节目——分享会。
许多有趣的碰撞在“晚八点”发生。在李文华的分享会上,他不仅介绍了自己的绞车系统试验,还展示了航海之旅中拍摄的各种“奇妙生物”。“海洋中微子探测技术”项目的分享会上,学子们更是脑洞大开,从海洋工程、环境保护一直聊到宇宙星辰……海上的风浪声、甲板上的仪器嗡鸣声、会议室里的讨论声,交织成一首独特的海上交响曲。

船长组织船员和科研人员一起包饺子。
陈宗恒透露,本航次是国家自然科学基金首个聚焦海洋地质灾害重大科学问题的试验研究共享航次,依托它搭建多学科交叉融合的开放共享平台并不容易:“它非常考验我们的组织和协调,同时也考验船舶本身的综合科考能力。”而“海二”本身的特色功能,以及“海马”号深海无人遥控潜水器、深海多传感器原位监测装置等“撒手锏”,成为承担共享航次的底气。
在航程即将结束时,我们站在甲板上远眺。
中国海洋大学教授刘晓磊聊起自己学生时代“划着皮划艇投探针”的故事时,忍不住感慨,非常羡慕现在的学生,“因为他们处于一个非常好的时代,国家比以往任何时候都重视海洋研究、支持海洋研究。”
李文华也坦言,共享航次不仅提供了很好的科考环境,也给他们的教学、人才培养以及装备应用提供了综合性条件。同时,这也让他的目标更加清晰——要用海洋工程装备创新助力我国驶向更深、更远的海洋。
用探针倾听海底的“心跳”,用绞车“牵起”深海科考的“生命线”,用“风铃”守候来自光年外的微弱信号——这一切看似遥远,而国家的海洋安全保障、资源开发利用、科技自立自强基石就是这样一步步铺就的。
一次远航、二十余场试验、三十天的行程——这一切看似容易,背后却是无数次与风浪的博弈。也正是这些探索者,用一颗向海图强的心,守护了那一抹耀眼的蓝。

出品:许芳、柳剑能
策划:赵东方、邱敏、龙成满、王俊
执行:汤新颖、何超
统筹:王晨阳、张毓、麦蔼文
视频统筹:顾展旭、王钰舜
设计统筹:徐锦昆、王紫凤、黄思勤、涂晓彬、谭惠兰
文/广州日报新花城记者:程依伦
图/广州日报新花城记者:王钰舜、程依伦














































