南海1522米深处，点燃绿色“源火”

　　在悠扬的音乐声中，采撷自中国南海深处的珍贵“源火”引燃采火棒，金色火焰在火种盆内升腾而起。10月9日上午10时许，第十五届全国运动会和全国第十二届残疾人运动会暨第九届特殊奥林匹克运动会火种采集仪式在广州南沙举行。

　　此次十五运会和残特奥会的“源火”，来自我国南海北部海域海底。9月18日，“海洋地质二号”科考船携“海马”号深海遥控潜水器（ROV）和深海“源火”采集装置（“深海可燃冰保压采集及耐压引燃装置”），在我国南海北部海域深1522米的海马冷泉区顺利完成“源火”采集。

　　这是全球体育史上首次在深海海底获取绿色“源火”。其中，关键的深海“源火”采集装置由广州海洋地质调查局牵头，具体由东海实验室和浙江大学海洋学院团队联合研制。深海取“源火”，如何实现？又有何意义？9月中下旬，记者跟随科考船前往南海，揭秘这束深海“源火”背后的科技力量。

　　在南海深处点燃“源火”

　　风席卷海面，海水撞击巨大的“海洋地质二号”科考船，激起阵阵浪花。海面之下，下潜至1500多米深处的“海马”号ROV距离海马冷泉区越来越近。“缆绳再放5米！”控制室内，科研人员一边紧盯屏幕，一边拿着对讲机，告知甲板上控制绞车的工程师。

　　“5，4，3，2，1——开始采火！”随着控制室内一声令下，操控室指挥长按下红色按钮，安装在甲板上的太阳能板产生的电流经光电复合缆传送至海底，燃烧室中的引燃棒开始加热。

　　9月18日16时48分，深邃黑暗的深海底，一撮轻轻摇曳的耀红刺破深海的寂静。深海高清摄像机实时回传的画面中，一簇持续燃烧、稳定跳动的湛蓝色火焰，宣告此次深海“源火”顺利引燃。

　　两天前，“海洋地质二号”科考船从广州海洋地质调查局南沙科考码头启航，来到目前全球海底已知的最大规模深海冷泉系统——我国南海北部琼东南海域的海马冷泉区。

　　所谓冷泉，是指以水、烃类物质（主要为甲烷）、硫化氢和细粒沉积物为主的流体从海底渗漏或喷涌的区域，温度与周围海水接近（约2℃至4℃）。在低温、高压的极端环境下，冷泉附近却聚集着贻贝等众多海底生物。正因如此，其也被称为深海底部的“生命绿洲”。

　　在这一繁荣生态的背后，水合物是造就神奇生命图景的源泉。冷泉深层地层中大量水合物的分解与释放，为冷泉生态系统提供了能量来源，也就是说，冷泉区往往存在大量水合物。

　　其中，天然气水合物即可燃冰，是此次深海“源火”点燃的燃料。这是一种在低温高压环境下由甲烷与水分子结合而成的结晶状化合物，因外观似冰块却具可燃性而得名。

　　“在‘海马’号ROV的配合下，我们在海马冷泉区实现了可燃冰的原位保压采集、分解、处理与引燃，顺利完成了深海取火的目标，首次获得深海绿色‘源火’。”“源火”采集综合保障组副组长、浙江大学海洋学院助理研究员葛勇强介绍。

　　当“海马”号ROV的机械臂在海底采集点位，放下“十五运会和残特奥会‘源火’采集点”永久基点定位标的那一刻，我国南海海底1522米深处的这片区域就有了独特的意义。

　　“‘引光入海，燃冰成炬’，这是体育、科技、文化的完美融合。”深海“源火”采集组副组长、广州海洋地质调查局副总工程师沙志彬表示。

　　精准点燃背后15个月的努力

　　9月18日16时许，科考船控制室内，所有人的目光都聚焦到同一块屏幕——水下摄像机回传的实时画面中，“源火”采集装置中的燃烧室内，甲烷喷嘴、氧气喷嘴和引燃棒以固定角度陈列，分别对应着燃烧三要素中的可燃物、助燃物、引火源。

　　采集海底由可燃冰分解形成的羽状流气体，即气泡状的甲烷气，是此次深海“源火”采集的第一个重要环节。

　　首先，将大口径带锥口的采集舱放置于海底冷泉喷口上方，进行原位采集，得到海水、原位快速合成的可燃冰固体和甲烷气泡的混合物。其次，对采集到的混合物进行固液气分离，通过降压把可燃冰固体分解成甲烷气，存储经吸水干燥处理后的甲烷气体，最后输送至燃烧室中作为燃料。

　　当下潜至1522米深处的“海马”号ROV接收到来自海面的指令，精准操作机械臂开始收集甲烷气时，葛勇强全神贯注地盯着跳动的实时监测数据：甲烷气气量、燃烧室压力、引燃棒温度……

　　“引燃环节必须做到一次成功。因为一旦第一次没有点燃，燃料室内就不再是初始环境，很难调整回原状态。”葛勇强说。他的目光在两块屏幕间反复切换，一块屏幕显示实时监测数值，另一块屏幕传送“源火”燃烧室的画面。

　　从鲜艳的红色光点到耀眼的金黄色火苗，再到持续稳定的湛蓝色火焰……深海“源火”成功引燃的一瞬间，紧盯屏幕的葛勇强长舒了一口气。

　　接下来，还需实时调整燃烧室内的氧气和甲烷气流量，保证燃烧过程平稳，并调节温度、压强，处理二氧化碳等燃烧产生的废气。

　　“要让火焰一直不灭，直至‘源火’转移至甲板面，任务才算成功。”葛勇强介绍，绞车收缆绳速度约40米至45米/分钟，采火点位于海底1522米处，“海马”号ROV大概需40分钟出水，加上20分钟开舱时间，至少需稳定持续燃烧一个小时。

　　当“源火”顺利转移至火种盒后，葛勇强兴奋地表示：“无比激动！感觉这一年多的努力终于有了回报。”说完，与身后的采火执行组副组长、浙江团队负责人、东海实验室副主任兼海洋机器人中心主任陈家旺教授击掌。

　　去年7月，广州海洋地质调查局联合东海实验室和浙江大学海洋学院等组建深海“源火”采集联合攻关团队。作为“可燃冰深海采集及水下引燃装置”技术装备研发的浙江团队负责人，陈家旺带领10人左右的队伍，从开展技术调研、可行性方案论证，到关键技术环节突破与试验验证、设计研制工程样机并优化迭代，历时15个月，进行数百次测试。

　　成功背后是多方的共同努力。浙江大学海洋学院支撑了“源火”采集装置的深海模拟环境，东海实验室提供了深海作业动态测试水池，浙江问海科技有限公司给予了模拟气与装置加工安全联调测试场地的支持，“海洋地质二号”科考船及“海马”号ROV则提供了完善的海上现场作业条件。

　　“这是全球首套深海可燃冰原位合成分解及引燃装置，通过深海底可燃冰与太阳能的交融实现‘源火’采集，意义重大。”陈家旺表示，这是对浙江团队海洋科研能力和创新精神的一种认可。

　　科技之火照亮向海图强步伐

　　“可燃冰原位保压采集与深海底点火的实现，是我国海洋科技实力的象征。我们的创新科研想法也借助十五运会和残特奥会这一重大赛事得以实现。”在陈家旺看来，这是前所未有的一次尝试。一年多的时间里，团队经历了无数次试验和失败，但从未有过犹豫，“这是一个好想法，给未来可燃冰利用带来了更多可能，我们想努力让它变成现实。”

　　可燃冰分布广、资源量大、清洁高效，被认为是21世纪理想的替代能源。

　　“此次深海海底燃起的这团火，让我们向可燃冰这一清洁能源的原位利用迈出了一小步，实现了新的突破。”陈家旺说，下一步，团队将针对海底直接利用可燃冰进行攻关。

　　“看到火炬点燃的那一瞬间，我们更加深刻地体会到海洋科技大有可为，向海图强是我们的使命。”陈家旺表示。