深海,是地球上最大的未知疆域,也是重要的战略资源宝库。中国海洋大学贾永刚教授团队历经近三十年攻关,研发了“美吉号”系列深海工程地质环境原位观测装备,在国际上率先实现万米海底沉积物力学性质的原位精准测试。该项目荣获2025年度国家技术发明奖二等奖,是我国深海采矿环境领域首个国家科学技术奖获奖项目。
中国海洋大学教授贾永刚:深海矿产开发,它直接涉及我们国家的矿产资源的安全。一些重要的战略性矿产资源,像镍、钴、锰。对外的依存度超过了90%,而且来源还很单一,而且这些资源与我们的航天工业与我们的国防工程,与我们的信息通讯都是紧密相关的。
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深海采矿,首先要回答一个问题:采矿车在海底作业时,会对海底环境造成怎样的影响?预测这些影响,需要测得准三组关键数据:一是海底沉积物的力学性质有多强,二是采矿扰动下沉积物的性质会变化到什么程度,三是采矿引起的环境效应会扩散多远、持续多久。而这三组数据恰恰是国际公认的测量难题。
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中国海洋大学教授 贾永刚:我们要测准海底沉积物,它的性质是什么样子,这个工作就仿佛是,我们人做常规体检,需要测一个人的血压血脂心率。我们用我们所研发的“美吉1号”——全海深海底沉积物的力学性质测试的这套装备,就能够测得海底沉积物,它的锥尖贯入阻力,全流动贯入阻力,孔隙水压力,十字板剪切强度,还能够进行一个样品的采集,这就相当于我们做了一个普通的体检。
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万米海底压力高达110兆帕,相当于每平方米压着1.1万吨的重物。样品一取上来,压力释放、温度变化、结构扰动,测出来的数据早已不是海底的真实状态。贾永刚团队研发的“美吉1号”直接在万米海底完成贯入测试,相当于把实验室搬到了海底现场。
中国海洋大学教授 贾永刚:我们的第二套装备“美吉2号”,就是来进行海底沉积物劣化过程原位的检测,就是一个病灶演化的跟踪,哪个问题是病灶,这个问题它的发展趋势是啥。我们研发的第三套装备“美吉3号”,就是围绕着海底边界层的环境效应,从水体到沉积物以及水土界面,它的变化过程是什么样子。
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三套装备环环相扣,构成了从“初始体质”到“病灶跟踪”再到“ICU全天候监护”的完整链条,让中国有了对深海采矿环境效应“测得准、察得清、说得明”的底气。正是基于这套全链条原位观测体系,中国向国际海底管理局提交了首份采矿试验环境报告——深海矿区东太平洋多金属结核矿区采矿试验环境影响声明报告,这份报告,是中国在国际深海规则制定中从“跟跑”走向“并跑”乃至“领跑”的关键一仗。
中国海洋大学教授 贾永刚:这是标志着我们中国作为一个负责任的大国,我们是在《联合国海洋法公约》的框架下来开展深海矿产资源的开发,我们是把资源的开发和环境的保护来并重,这既争取到了我们国家的权益,同时也很好地维护了我们国家的形象。
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从“测不准”到“测得准”,从“说不明”到“说得清”,贾永刚团队用近三十年的坚守,把实验室搬到了万米海底,把论文写在了深海大洋。他们用中国技术、中国装备,正在为人类深海资源的绿色、可持续开发贡献中国方案。
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中国海洋大学教授 贾永刚:一个学者要想发展得好,一个团队要想发展得好,必须把自己的事业与国家的需求结合到一起,国家的需求是我们有生命力,是我们有前途的源头。探索这些未知的世界、未知的领域,既是科学的兴趣,又是人类的福祉。
山东教育卫视记者:吕帛伦 胡宗政
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