2020年度中國十大海洋科技進展揭曉

2020年度中國十大海洋科技進展，由中國海洋學會聯合中國太平洋學會、中國海洋湖沼學會、中國造船工程學會、中國航海學會、中國指揮與控制學會評選，於2021年2月揭曉。

基本介紹

• 中文名：2020年度中國十大海洋科技進展揭曉
• 評選機構：中國海洋學會、中國太平洋學會、中國海洋湖沼學會、中國造船工程學會、中國航海學會、中國指揮與控制學會

發展歷史

2021年2月19日，自然資源部網站訊息，近日，中國海洋學會聯合中國太平洋學會、中國海洋湖沼學會、中國造船工程學會、中國航海學會、中國指揮與控制學會評選出2020年度中國十大海洋科技進展。

評選結果

1.海洋天然氣水合物開採流固體產出調控機理研究

天然氣水合物是一種潛力巨大的清潔能源，精準刻畫儲層傳熱傳質機理是天然氣水合物安全高效開採的前沿科學與技術難題。2020年，我國科研人員創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期開採的儲層氣—水—砂產出規律耦合機制，實現了海洋天然氣水合物開採傳熱傳質基礎理論的重大突破，在國際Top期刊上發表學術論文10餘篇。基礎理論突破有效引導天然氣水合物開採技術創新，形成了開採儲層流固體產出精準調控技術，構建了集開採效率、環境效應、工程地質風險“三位一體”的天然氣水合物綠色開採新方法體系，獲得授權國際專利14項（其中美國專利5項）、國家發明專利18項。

2.深海微生物驅動的碳氮循環耦合機制及通量研究

深海是有機碳再礦化和長期儲碳的主要場所。迄今科學家對深海系統物質與能量循環過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別到。該研究從深海微生物黑暗固碳和海洋動力過程導致的側向輸運供碳等方面來解答這一問題。通過多學科交叉的海洋現場觀測和模擬，結合生理學實驗和深海穩態氮循環模型，揭示了兩步硝化與固碳耦合機制，建立了碳氮耦合計量學關係，量化了硝化過程對深海生物圈及全球海洋碳循環的貢獻和影響，首次定量了陸架側向輸運的顆粒物對深海碳需求的顯著貢獻。

3.科學家揭示下洋殼岩石中深部微生物生存策略

目前地球深部生命研究取得的重要進展之一是發現了海底洋殼生物圈。但目前的研究幾乎全部集中於上洋殼表層玄武岩，對占洋殼體積近2/3的下洋殼中的深部生命活動的探索還處於空白狀態。大洋鑽探計畫第360航次對西南印度洋的下洋殼進行了鑽探，獲取了長度為800米的下洋殼輝長岩岩芯，並對棲息於此的微生物生命活動進行了研究。研究人員從這些岩石中檢測到了完整的、具有生物活性、可進一步生長發育的微生物細胞。同時，基於轉錄組代謝途徑的構建，發現這些微生物主要依賴於有機大分子再循環利用的異養方式生存，從而揭示了下洋殼岩石中深部微生物的生存策略。該研究證實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。研究成果於2020年發表在國際著名期刊《自然》。

4.“奮鬥者”號全海深載人潛水器完成萬米海試

“奮鬥者”號全海深載人潛水器是“十三五”國家重點研發計畫“深海關鍵技術與裝備”重點專項的核心研製任務。在科技部等支持下，國內近百家科研院所、高校、企業近千名科研人員開展關鍵核心技術攻關、總體設計、集成建造和海上試驗。自2020年7月起，“奮鬥者”號先後赴南海、西太平洋馬里亞納海溝海域分階段進行了海試驗證，累計完成30次下潛，其中8次突破萬米深度。2020年11月10日，“奮鬥者”號創造了10909米的中國載人深潛新紀錄，標誌著我國具備了全海深進入、探測和作業的能力，在大深度載人深潛領域達到世界領先水平。“奮鬥者”號研製及海試的成功，標誌著我國具有了進入世界海洋最深處開展科學探索和研究的能力，體現了我國在海洋高技術領域的綜合實力。

5.我國首次利用水平井技術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現水平井鑽采天然氣水合物（俗稱可燃冰），創造了產氣總量86.14萬立方米、日均產氣量2.87萬立方米的新世界紀錄，實現了從“探索性試采”向“試驗性試采”的重大跨越，在產業化進程中取得重大標誌性成果，使我國在天然氣水合物勘查開採領域的優勢地位進一步增強。本次試采攻克了深海淺軟地層水平井鑽采技術裝備等世界性難題，自主研發了以水平井為核心的六大類32項關鍵技術，以深海井口吸力錨為代表的12項核心裝備。創新形成了覆蓋試采全過程的環境風險防控技術體系，建立了大氣、水體、海底、井下“四位一體”環境監測體系，保障了天然氣水合物綠色開採。

6.海洋二號C衛星實現海洋動力衛星雙星組網運行

2020年9月21日，海洋二號C衛星在酒泉衛星發射中心成功發射，實現了與海洋二號B衛星協同組網運行，大幅提高了海洋動力環境要素全球觀測覆蓋能力和時效性，對海洋防災減災、海洋科學研究等具有重要意義。海洋二號C衛星採用66度傾角的非太陽同步軌道，與海洋二號B衛星形成互補，既可有效解決雷達高度計測高潮汐混頻問題，也可實現微波散射計觀測數據的可靠定標和高效檢驗。雙星組網觀測能夠精準捕捉到我國周邊海域的全部颱風，衛星數據在海洋災害預警監測、氣象預報服務、漁業資源開發、海洋重大應急事件中均可發揮出重要作用。

7.海域段高水壓複雜地層捷運盾構隧道長距離連續掘進施工技術

山東省青島市捷運8號線大洋站到青島北站區間海域中盾構段長2.9公里，要穿越2條斷裂帶（分別長90米、613米），斷裂帶岩層破碎且部分連通海水，區間最大埋深約51米，岩層抗壓強度57兆帕。項目部在海底長距離連續盾構施工，通過分析下穿海域地質及水文、泥漿流變性能、掘進對破碎帶擾動機制及其失穩過程，開展了海域段高水壓泥水盾構氣壓輔助快速安全掘進技術、長距離泥漿循環保障技術、高水壓下盾構密封技術、海底高水壓查換刀技術、海底盾構穿越破碎帶穩定性技術等科研攻關，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大隧道施工任務，創造了泥水盾構捷運過海隧道建設新紀錄，並為海域段更長、更大隧道施工提供重要參考。

8.“海斗一號”填補我國萬米作業型潛水器空白

2020年5月，“海斗一號”全海深水下機器人挺進馬里亞納海溝挑戰者深淵，成功完成4次萬米下潛和試驗性套用，率先實現我國“十三五”全海深重大裝備研製、海試和試驗性套用，填補我國萬米作業型潛水器空白，獲取我國首批全海深重要數據和樣品，構建了我國首支萬米裝備的專業化研發、海試和套用團隊。在國際上首次利用全海深電動機械手，完成了萬米海底樣品抓取、沉積物取樣、標誌物布放和水樣採集，取得多項具有重大影響力的科技創新成果。

9.“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，也是一艘採用船艏、船艉雙向破冰技術的極地科考破冰船，能以2～3節的速度破1.5米厚的冰﹢20厘米厚的積雪。“雪龍2”號交付使用極大增強了我國在極地海域綜合調查的廣度、時長。2020年，“雪龍2”號完成南極首航，在南極太空人海完成了9個斷面83個站位調查，深化了對該海域關鍵生物種群分布特徵的了解，掌握了達恩利角冰間湖形成南極底層水並向西流動的證據。同年，“雪龍2”號首航北極，圓滿完成中國第11次北極科學考察任務，獲得了海冰密集區歷時最長的連續數據、重點海域高解析度淺地層剖面數據，首次開展了電視抓鬥作業，並採集了18.65米長沉積物岩芯，創造了我國北極考察新紀錄。

10.全球首款海底地形地貌與淺地層剖面一體化聲學探測裝備研製成功

海底地形地貌與淺地層剖面信息是海洋資源調查、海底環境監測與科學研究等領域不可或缺的重要信息。獲取這些信息的傳統作業模式是採用多種型號的聲吶分別探測，這樣不僅成本高、作業效率低，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製出一種集海底地形地貌與淺地層剖面探測三種功能於一體的高效精細海底聲學探測裝備，解決了海洋勘測領域這一重大技術難題，在海底地形地貌與淺地層剖面共點同步探測關鍵技術上取得重大進展。該技術綜合性能達到國際領先，對促進我國水下聲學探測技術進步與裝備國產化作出了突出貢獻，為我國海洋資源開發、環境保護和科學研究提供了新的技術保障。