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(kāi)采流固體產(chǎn)出調控機理研究取得突破

天然氣水合物是一種潛力巨大的清潔能源，精準刻畫(huà)儲層傳熱傳質(zhì)機理是制約天然氣水合物安全高效開(kāi)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(cháng)期開(kāi)采的儲層氣-水-砂產(chǎn)出規律耦合機制，實(shí)現了海洋天然氣水合物開(kāi)采傳熱傳質(zhì)基礎理論的重大突破，在國際Top期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇?；A理論突破有效引導天然氣水合物開(kāi)采技術(shù)創(chuàng )新，形成了開(kāi)采儲層流固體產(chǎn)出精準調控技術(shù)，構建了集開(kāi)采效率、環(huán)境效應、工程地質(zhì)風(fēng)險“三位一體”的天然氣水合物綠色開(kāi)采新方法體系，獲得授權國際專(zhuān)利14項（其中美國專(zhuān)利5項）、國家發(fā)明專(zhuān)利18項。

深海微生物驅動(dòng)的碳氮循環(huán)耦合機制及通量

深海是有機碳再礦化和長(cháng)期儲碳的主要場(chǎng)所。迄今對深海系統物質(zhì)與能量循環(huán)過(guò)程的機理和通量知之甚少。核心難題是海洋真光層沉降的有機質(zhì)不能夠滿(mǎn)足深海微生物的碳和能量需求。這意味著(zhù)有更多的能量來(lái)源和代謝模式還未識別到。該研究從深海微生物黑暗固碳和海洋動(dòng)力過(guò)程導致的側向輸運供碳兩個(gè)方面來(lái)解答這一問(wèn)題。通過(guò)多學(xué)科交叉的海洋現場(chǎng)觀(guān)測和模擬，結合生理學(xué)實(shí)驗和深海穩態(tài)氮循環(huán)模型，揭示了兩步硝化與固碳耦合機制，建立了碳氮耦合計量學(xué)關(guān)系，量化了硝化過(guò)程對深海生物圈及全球海洋碳循環(huán)的貢獻和影響。首次定量了陸架側向輸運的顆粒物對深海碳需求的顯著(zhù)貢獻，填補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航次對西南印度洋Atlantis Bank的下洋殼進(jìn)行了鉆探，獲取了長(cháng)度為800米的下洋殼輝長(cháng)巖巖芯，并對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到了完整的、具有生物活性、可進(jìn)一步生長(cháng)發(fā)育的微生物細胞。同時(shí)，基于轉錄組代謝途徑的構建，發(fā)現這些微生物主要依賴(lài)于有機大分子再循環(huán)利用的異養方式生存，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”號全海深載人潛水器成功完成萬(wàn)米海試

“奮斗者”號全海深載人潛水器是“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專(zhuān)項的核心研制任務(wù)。自2020年7月起，“奮斗者”號先后赴南海、西太平洋馬里亞納海溝海域分階段進(jìn)行了海試驗證，累計完成30次下潛，其中8次突破萬(wàn)米。11月10日8時(shí)12分，“奮斗者”號創(chuàng )造了10909米的中國載人深潛新紀錄，標志著(zhù)我國具備了全海深進(jìn)入、探測和作業(yè)能力，在大深度載人深潛領(lǐng)域達到世界領(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)現水平井鉆采天然氣水合物（俗稱(chēng)“可燃冰”），創(chuàng )造了“產(chǎn)氣總量86.14萬(wàn)立方米、日均產(chǎn)氣量2.87萬(wàn)立方米”兩項新的世界紀錄，實(shí)現了從“探索性試采”向“試驗性試采”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(lèi)32項關(guān)鍵技術(shù)，以深海井口吸力錨為代表的12項核心裝備。創(chuàng )新形成了覆蓋試采全過(guò)程的環(huán)境風(fēng)險防控技術(shù)體系，建立了大氣、水體、海底、井下“四位一體”環(huán)境監測體系，保障了天然氣水合物綠色開(kāi)采。

海洋二號C衛星成功發(fā)射，實(shí)現海洋動(dòng)力衛星雙星組網(wǎng)運行

9月21日，我國在酒泉衛星發(fā)射中心成功發(fā)射海洋二號C衛星，實(shí)現了與海洋二號B衛星協(xié)同組網(wǎng)運行，大幅提高了海洋動(dòng)力環(huán)境要素全球觀(guān)測覆蓋能力和時(shí)效性、對海洋強國建設、防災減災能力提升、開(kāi)展海洋科學(xué)研究、解決全球變化等問(wèn)題具有重要意義。

海洋二號C衛星采用66°傾角的非太陽(yáng)同步軌道，與位于太陽(yáng)同步軌道的海洋二號B衛星形成很好的互補觀(guān)測能力，既可有效解決雷達高度計測高潮汐混頻問(wèn)題，也可實(shí)現微波散射計觀(guān)測數據的可靠定標和高效檢驗。雙星組網(wǎng)觀(guān)測能夠精準捕捉到我國周邊海域的全部臺風(fēng)，衛星數據在海洋災害預警監測、氣象預報服務(wù)、大洋漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)、海上綠色能源開(kāi)發(fā)以及海洋重大應急事件中均可發(fā)揮出重要作用。

海域段高水壓復雜地層地鐵盾構隧道長(cháng)距離連續掘進(jìn)施工技術(shù)

青島地鐵8號線(xiàn)大洋站到青島北站區間海域中盾構段長(cháng)2.9公里（國內目前最長(cháng)過(guò)海地鐵隧道），穿越2條斷裂帶（分別長(cháng)90米、613米），斷裂帶巖層破碎且部分連通海水，區間最大埋深約51米，巖層抗壓強度57兆帕。項目部在海底長(cháng)距離連續盾構施工，通過(guò)分析下穿海域地質(zhì)及水文、泥漿流變性能、掘進(jìn)對破碎帶擾動(dòng)機制及其失穩過(guò)程，開(kāi)展了海域段高水壓泥水盾構氣壓輔助快速安全掘進(jìn)技術(shù)、長(cháng)距離泥漿循環(huán)保障技術(shù)、高水壓下盾構密封技術(shù)、海底高水壓查換刀技術(shù)、海底盾構穿越破碎帶穩定性技術(shù)等科研攻關(guān)，解決了海域段盾構施工中諸多難題，高效安全完成海域段長(cháng)大隧道施工任務(wù)，創(chuàng )造了泥水盾構地鐵過(guò)海隧道建設新紀錄，同時(shí)為國家海域段更長(cháng)更大隧道施工提供重要參考。

“海斗一號”填補我國萬(wàn)米作業(yè)型潛水器空白

2020年5月，“海斗一號”全海深水下機器人勝利挺進(jìn)全球最深海區——馬里亞納海溝挑戰者深淵，成功完成4次萬(wàn)米下潛和試驗性應用，率先實(shí)現我國“十三五”全海深重大裝備研制、海試和試驗性應用，填補我國萬(wàn)米作業(yè)型潛水器空白，獲取我國首批全海深重要數據和樣品，構建我國首支萬(wàn)米裝備的專(zhuān)業(yè)化研發(fā)、海試和應用團隊。在國際上首次利用全海深電動(dòng)機械手，完成萬(wàn)米海底樣品抓取、沉積物取樣、標志物布放和水樣采集，取得多項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?！昂６芬惶枴比f(wàn)米深潛成功，作為我國海洋技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)里程碑，標志著(zhù)我國跨入全海深探測與作業(yè)的新時(shí)代，為我國海洋強國戰略做出重大貢獻。

“雪龍2”號首航南北極

“雪龍2”號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節的速度破1.5米冰外加20厘米積雪?！把?”號作為大國重器，極大增強了我國在極地海域綜合調查的廣度、時(shí)長(cháng)和內容。

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

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查、海底環(huán)境監測與科學(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作業(yè)模式是采用多種型號的聲吶分別探測，這樣不僅成本高、作業(yè)效率低，而且信息精確位置配準難，多源異步數據融合容易失效。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三種功能于一體的高效精細海底聲學(xué)探測裝備，解決了海洋勘測領(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)同步探測關(guān)鍵技術(shù)上取得重大進(jìn)展，綜合性能?chē)H領(lǐng)先。（總臺央視記者 李潔 鄭天皓）



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