5月30日是“全国科技工作者日”。在我国科技工作者队伍中有这样一群“科考人”，他们一年有一半时间生活在船上，到过人迹罕至的大西洋，吹过高纬度海区的凛冽海风，也曾因晕船吐到浑身乏力，因长期甲板作业晒得黝黑脱皮，但他们从来不曾放弃！九次担任国家深海重大科考航次首席科学家的中科院海洋所研究员张鑫就是其中一位，他带领科考团队，多次深入大洋深处，为推动我国海洋科研事业发展贡献了力量。

大洋深处的科研攻关

深海作为海洋系统的重要组成部分，拥有深海平原、海山、热液、冷泉等特殊环境。目前，海山系统及其与中深层海洋环境的关系，以及热液、冷泉等特殊生态系统，是国际深海探测和研究的热点，有着许多的未解之谜。“科学”号是我国本世纪首次自主研发的海洋科学综合考察船，属国家重大科技基础设施。搏击风浪，奋勇起航，科考队员驾驭着它开启了一次又一次的科研探索。

“再一次检查！”来到中国科学院海洋地质与环境重点实验室后，这是张鑫每次出海前必须进行的工作，多年来已经形成了习惯。团队自主研发的深海激光拉曼光谱仪，需要提前在实验室内模拟深海的高温、高压环境进行测试。测试中，他和团队不仅要细致地观察相关的重要参数指标，还要考虑到深海探测中各种可能出现的情况，确保每一个不同参数的精确。此外，还要对进入耐压舱的仪器设备进行全面检测，确保它们在“科学”号科考船出海前运转正常，为深海作业打下坚实的基础。

2019年5月18日，“科学”号科考队员对“发现”号深海探测机器人进行设备检查。中新社发 张进刚/摄

检查完实验室，还要到“科学”号科考船的操作间，检查机器人的性能及运转状态。“发现”号深海机器人是“科学”号科考船的重要设备，它有着巨大的绞车、A型架、机头，要获取海底的准确数据，就必须对机器人的相关指标参数进行深入核查，将它调试到最理想的状态。

科考队一共有80人，分成两班——白班和夜班，根据不同的作业需求进行调配。科考队员不仅要完成常规的工作任务，还都有各自的科研工作需求。每一位科技工作者都要做好专业科学研究，比如专门从事微生物研究的科考队员，要从深海取样，观测海洋生态环境中微生物变化的规律，这需要花费更多的精力和时间。

只要机器人下到海底，张鑫就必须一直盯着控制室的电脑屏幕，处置每一个发现的情况，绝不能有丝毫懈怠。深海的极端环境层出不穷，进行原位探测非常艰险，科考团队要找到海洋中的热液、冷泉等区域，克服海洋地质变化、环境变化以及复杂的气候条件，进行海底取样、精准定位和探测。为了完成探索海洋生命环境，研究地球生命的起源，了解海底丰富的矿物质的变化规律、构造原理，发现海洋战略资源，推动深海探测技术体系发展的目标，张鑫和科研团队驾驶“科学”号科考船，经历了千难万险。

“科学”号科考船第一次出海之时，我国的深海探测技术条件还十分有限，没有高温传感器，也没有探针，测试深海高温热液喷口流体非常困难。于是，张鑫带领团队展开深海探测若干关键技术攻关，重点是研发进行深海原位探测需要的高精确度的探针，用各种方法来克服探针不耐高温、易爆易裂等技术研发难点。

2019年10月18日，“科学”号科考船执行国家自然科学基金委2019年西太平洋开放共享航次科考任务期间，科考队员进行深海潜标布放作业。中新社记者 倪佐涛/摄

经过不断探索，从2009年研发第一代探针至今，历经14年，张鑫带领团队不断改进技术方案，终于研制出世界首台可以直接插入高温热液喷口进行原位探测的系列化拉曼光谱探针，并成功将该系统应用于热液、冷泉等极端环境，有效提高了我国深海原位探测水平，并将深海探测中得到的技术成果应用于更多科研技术的攻关。他们使用深海遥控机器人对马努斯热液区和冲绳海槽热液区、南海冷泉区开展综合原位探测研究，取得了一系列的成果。

探秘深海的创造性发现

每一次深海探测都是一次全新的经历，会有很多意料之外的发现。有一次，在深海热液区，张鑫带领科考团队通过“发现”号机器人的高清摄像头，观测到了由大量“蘑菇型”热液烟囱结构形成的倒置湖。海洋的深处居然还有湖泊！这种景象让他感觉仿佛进入了另一个时空：湖口大约有几十米，就如同海面一样，湖内充满波光粼粼的水体。

深海中的“倒置湖” 中国科学院海洋研究所“发现”号深海探测机器人/摄

当时国外也曾报道过这种深海“倒置湖”，但因为没有原位探测装置，没有相应的传感器，机器也无法靠近湖泊，难以长时间悬停探测，所以就不能证明究竟是什么，只好将其称为“闪光水”。于是，张鑫操控“发现”号机器人，利用探针对倒置湖内水体进行了长时间的悬停探测，通过深海激光拉曼光谱原位探测系统（RiP）和深海热液温度探针对倒置湖内水体不同层位进行拉曼光谱采集和温度测量。结果表明，该区域倒置湖内水体从顶部至底部依次为高温蒸汽相、热液流体与海水混合相以及底层的正常海水相，顶部流体的温度最高可达383.3℃。

这是我国首次在深海热液区观测到气态水存在的证据。湖内水体的“闪光”是由于巨大的温度、密度差异形成的强烈光反射层。何为气态水？就是水达到了它的汽化温度，这就相当于在海底存在一个大的气泡，但这个大的气泡不往上升的原因，是气态水上面盖了一层热液硫化物的矿物，它就像一个倒扣的碗一样，把这个气泡罩住了。

地球生命是如何起源的？这一直是人们想要解开的世界之谜。生物学研究表明，超嗜热菌很可能是地球上生命的共同祖先，因此热液系统一直被认为与生命起源密切相关。深海热液又被称作“黑烟囱”，通常与海底岩浆活动有关，是一种海水被加热并与岩浆中挥发性物质一起喷出海底所形成的地质现象。但是，热液流体中缺少合成氨基酸的关键元素——氮，这是早期生命起源于热液这一假说中最致命的问题。

2016年，张鑫带队的“科学”号科考船在深海热液航次中，利用“发现”号机器人上搭载的我国自主研发的深海激光拉曼光谱原位探测系统，在深海热液区（海面以下1400米）发现了具有超临界二氧化碳流体喷发的热液喷口。他们利用深海激光拉曼光谱原位探测系统采集了大量原位拉曼光谱，确定了所测流体的组分为超临界二氧化碳，并使用自主研发的深海热液温度探针测定超临界二氧化碳喷口温度约为95℃。同时，他们通过实验室模拟实验，获得的超临界二氧化碳拉曼谱峰与深海原位测定的结果一致，从而进一步确定了超临界二氧化碳的相态。

2016年9月，“科学”号科考船携带的深海原位实验室在海底布放，进行原位观测与实验。中国科学院海洋研究所“发现”号深海探测机器人/摄

此次发现的超临界二氧化碳流体的拉曼光谱中还含有大量未知的拉曼谱峰，它们的归属表明，这些未知的峰大多与碳—氢、碳—碳、碳—氮、氮—氢有关，这证明深海热液区喷发的超临界二氧化碳流体中很可能含有大量有机物质。考虑到超临界二氧化碳在甲酸、氨基酸等有机合成中的重要作用，张鑫和研究团队推测这些未知的有机物很有可能与氨基酸合成相关。这也是全球首次在自然界发现超临界二氧化碳。此次观测到的超临界二氧化碳中含有大量氮气和有机组分，为研究生命起源以及初始有机质的形成提供了新的启示。

在“科学”号科考船的不断前行中，他们还首次在我国南海发现并证实存在裸露在海底的天然气水合物，这是深藏在海底的宝藏，是一种新型清洁能源。他们还关注研究开发天然气水合物资源与海洋环境之间的关系，以及对人类环境的影响。在地球环境资源日益紧张，国家提倡构建生态环保型社会的背景下，海洋探测的重要意义不言而喻，新能源的发展需要建立在扎实的学术理论及确切的科研成果之上。

融入血液的科研报国情怀

读大学的时候，张鑫就光荣地成为了一名中共党员。他曾经在海外学习先进的科学技术，后来决定回来报效国家，因为中国处于这样一个时期，需要他们回来做这些事情。他说：“这是融入血液之中的，我自然而然就回来了，就是要为人类科技进步和发展作贡献。奉献国家，不计得失，这是所有科学家的共同心声。”

长年的船上作业中，科考队员也会有晕吐到无力的情况，大家不仅要克服身体的不适开展研究工作，还要保持高度警惕维护设备，这对每位科考队员的意志力都是极大的磨炼。船上偶尔也会有缺少蔬菜等物资的情况，但一旦埋头工作，所有的困难就似乎不存在了。

科考团队长年累月工作，往往出海时间较长，短则一个月，长则三个多月，与家人之间自然是聚少离多。出差工作、出国做学术交流、出海进行科研实验攻关，一年里，队员们大约有一半的时间在外面。舍小家、为大家的确不易，但每一位科考人都是如此热爱着科研，有着对科学人文精神的执着追求，肩负使命，勇毅前行。

工作之余，张鑫非常关注科普工作，也曾到一些媒体主办的科普栏目及中小学进行科普讲座。目前，我国科普工作的传播度还不够广泛，公众对科学知识的了解还较少。张鑫希望能够有更好的科普平台，请真正的科学家去讲，广泛传播科学知识，让大众了解到国家最新的科技成果。他也期待为青少年撒下科学的种子，帮助更多的人投入科学研究工作，让科研事业后继有人。

我国科技事业所取得的每一个辉煌成就，都离不开科学家矢志报国、服务人民的高尚情怀和优秀品质。海洋科研事业的每一步发展，也离不开一代又一代海洋科学家的艰辛付出。

“希望你们继续弘扬科学精神，勇攀深海科技高峰，为加快建设海洋强国、为实现中华民族伟大复兴的中国梦而努力奋斗，为人类认识、保护、开发海洋不断作出新的更大贡献！”2020年11月28日，习近平总书记致信祝贺“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航的重要指示，为海洋科研事业的发展指明了方向。作为新时代的科学家，张鑫与团队的使命和责任就是要不断挑战科研高峰，加强原创性、引领性科技攻关，打破技术壁垒，取得更多的自主研发成果，推动海洋科技实现高水平自立自强，建设海洋强国，为实现中华民族伟大复兴不懈奋斗。

（执笔：王丹）

（责任编辑：陶恒）