为填补深海观测数据的空白,新一代能够抵御极端水压的海洋探测无人机正在建造中。根据法国国家海洋研究所(Ifremer)的最新规划,到 2028 年,这一技术将使全球海洋观测网络覆盖超过 98% 的水域。

从浅层到深渊:观测网络的扩容
地球表面约 70% 被海洋覆盖,但绝大部分区域仍处于未探索状态。随着气候变化导致海水升温,现有的数据采集手段面临严峻挑战。目前,全球海洋数据主要依赖 Argo 计划提供。该国际合作项目始于 1999 年,在全球部署了 4,000 个数据采集浮标。然而,绝大多数 Argo 浮标的下潜深度限制在 2,000 至 4,000 米之间,而数据显示,10% 的海洋变暖现象发生在这些深度以下,这意味着关键的数据缺口亟待弥补。
今年年初,Ifremer 宣布其两台 Deep-6000 原型机在 1 月 11 日至 2 月 2 日期间成功完成了五次深度达 6,000 米(近 20,000 英尺)的下潜任务,收集到了关于深渊带的关键数据。这一突破使法国成为继中国和美国之后,全球第三个掌握此类深海 Argo 浮标技术的国家。据统计,美国目前拥有 100 多艘深海浮游艇,中国则拥有 30 多艘。
Ifremer 表示,计划于 2028 年将 30 个新型深海浮标加入由 Argo 主导的国际观测网。届时,结合现有的 4,000 台设备,研究人员将具备探索超过 98% 海洋深度的能力。
技术挑战与运作机制
深度超过 200 米的海域被视为深海,占整个海洋体积的 90% 以上,但仅有 5% 的区域曾被人类深入探索。制约深海研究的主要因素是技术限制带来的巨大压力:每下潜 10 米,水压增加一个大气压。在 6,000 米深处,压力约为海平面的 600 倍。
“主要的挑战是设计一个可以承受深海压力的系统,在能源方面自给自足,保持七年运行,并控制成本。” Ifremer 仪器技术开发主管 Xavier André 在新闻稿中指出。
为了应对极端压力,Ifremer 采用纯复合材料建造了 Deep-6000 原型的船体。这种材料使得浮标重量约为典型 Argo 浮标的两倍,从而更好地抵抗强大水压。此外,这些设备的浮动任务以 10 天为一个周期:浮标首先下降至“漂移”深度停留 9 天,随后进一步下降至“配置”深度约 3 小时以收集数据,并将信息通过卫星发送回地面。这一过程将持续重复,直到电池耗尽,通常可维持三到五年、约 150 个循环的工作寿命。
数据价值与国际合作
这些深海浮标主要收集海水的盐度、温度、氧气和压力数据。气象与气候中心的科学家利用这些数据来理解气候变化背景下海洋的行为模式。Argo 数据对于改进对季风、海洋变暖、海平面上升和洋流等主要气候现象的预测至关重要。目前,全球现有的 4,000 个浮标每年产生超过 100,000 组温度和盐度剖面数据,且所有 Argo 数据均免费在线公开供使用。
Ifremer 物理海洋学家弗吉尼亚·蒂埃里 (Virginie Thierry) 强调:“我们还将能够获取关于深海循环的信息,这有助于理解深海如何储存气候信号。阿尔戈是真正引人注目的国际合作的一个例子,目前有超过 60 个国家参与其中。”





