載人潛水器在深海科學考察中的應用研究進展

劉保華，丁忠軍，史先鵬，于凱本，李德威，李寶鋼

(1. 國家深海基地管理中心，山東 青島 266061)

載人潛水器在深海科學考察中的應用研究進展

劉保華1，丁忠軍1，史先鵬1，于凱本1，李德威1，李寶鋼1

(1. 國家深海基地管理中心，山東 青島 266061)

載人深潛技術是深海技術的前沿與制高點，也是深海科考最先進的技術手段之一。20世紀60年代以來，隨著高新技術的發展，美國、法國、俄羅斯、日本等國在載人潛水器的研制和應用上取得了快速的發展，先后掌握了大深度載人深潛技術，具備了在復雜海況下進行水下作業的能力，實現了對深海和大洋洋底的現場觀察、探測和取樣等。目前，深海載人潛水器的考察范圍已經遍及全球大陸坡深水區、洋中脊、海山、海溝和洋盆等海底區域，獲得了大量的深海地質、地球物理、生物、化學和環境方面的信息或樣品，取得了一批重大的發現和創新性的研究成果，推動了深海科學的發展。我國自主集成研制的“蛟龍”號載人潛水器順利完成了7 000 m級海試，并于2013年開始開展了試驗性應用，取得了豐碩的科考成果。本文簡要介紹了世界載人潛水器的發展現狀及其在深海科學考察中的技術優勢，綜述了國內外載人潛水器在深海地質學、生物學和物理海洋學等領域中的應用情況。

載人潛水器；深海；科學考察；地質科學；生物科學；物理海洋

1 引言

載人潛水器是深海運載裝備的一種，由于載人潛水器在現場觀察、水下作業等方面的技術優勢，得到了世界發達國家的高度重視，美國、法國、俄羅斯、日本先后研發了大深度載人潛水器，并且在深海地球科學、生命科學、水下工程施工等領域得到廣泛應用，其中美國的“阿爾文”號(見圖1)下潛已經超過5 000次，取得了一批重大科學發現和原創性研究成果，為深海科學的發展發揮了不可替代的作用。2012年7月16日，我國自主集成研發的“蛟龍”號(見圖1)載人潛水器圓滿完成了7 000 m級海試，最大下潛深度達到7 062 m，使我國成為繼美國、法國、俄羅斯、日本之后第5個掌握大深度載人深潛技術的國家。自2013年至今，“蛟龍”號在南海、東北太平洋、西北太平洋、西南印度洋等海域開展了試驗性應用航次，取得了豐碩的科考下潛成果，有效地推動了我國的深海科學與技術發展。

本文簡述了國內外載人潛水器的發展現狀和技術特點，介紹了國內外載人潛水器在深海地質學、生物學和物理海洋學等領域的應用情況，旨在使我國海洋科技工作者對載人潛水器有更多的了解，推動“蛟龍”號載人潛水器及其在深海科學考察中的應用。

2 國內外載人潛水器研究進展

載人潛水器包括大深度型和中淺水型載人潛水器。美國、日本、法國、俄羅斯和中國均操作有當前世界上僅有的幾艘大深度載人潛水器。近些年來，印度、韓國、葡萄牙和西班牙等國也正在開展或著手開展載人潛水器的研制與應用[1]。從載人潛水器的發展歷史分類，可分為3個發展階段。

圖1 美國的“阿爾文”號和我國的“蛟龍”號載人潛水器Fig.1 Alvin manned submersible of the U.S and Jiaolong manned submersible of China

第一個階段載人潛水器的研制與應用始于20世紀30年代，應用目的主要在于追求人類潛入海底的深度，潛水器一般不具備動力，能力僅限于水下觀察。該階段載人潛水器發展兩個里程碑性的代表事件是美國人應用的“彼比”號和“曲斯特”號載人潛水器。1934年，美國動物學家彼比和工程師巴頓鉆進直徑約為1.37 m的“彼比”號鋼質圓球，通過與圓球連接的纜繩下潛到水深922 m處，觀察到一些曾未見到的海底生物。“彼比”號是載人潛水器的雛形，潛水器外部僅配置有兩個觀察窗和一個250 W的照明燈，未配置動力及推進器，潛水器的上浮和下潛依賴于母船端控制繩索的收放。又經過約30年，在1960年1月，美國海軍唐·沃什和雅克·皮卡德乘坐“曲斯特”號載人潛水器成功下潛至馬里亞納海溝“挑戰者深淵”，并創造了10 915 m的下潛記錄[1]。同“彼比”號潛水器相比，“曲斯特”號從結構和功能上都進行了諸多改進，但是仍然比較笨重，較難實現頻繁下潛，自動化程度依然較低。

第二代載人潛水器進入了快速的主流發展時期，主要為大深度應用型載人潛水器。相比第一代，除了追求下潛深度外，其操縱控制性、水下通信、作業搭載能力、科學考察成果獲取技術等方面都有了質的飛躍[2]。據美國海洋技術協會MTS載人潛水器分會的數據庫顯示，目前全世界比較活躍的載人潛水器有96臺，其中下潛能力超過1 000 m的有16臺(見表1)。這些潛水器被廣泛地應用于深海科學考察、水下觀光和國家安全等領域，特別在深海科考領域，取得了眾多世界矚目性的科學考察成果。該階段具有代表性的潛水器包括美國的下潛能力為6 500 m級“阿爾文”號、法國的6 000 m級“鸚鵡螺”號、俄羅斯的6 000 m級“和平Ⅰ”和“和平Ⅱ”號[3]、日本的6 500 m級“深海6500”號載人潛水器[4-5]，這些深海應用型載人潛水器除了配備先進的動力系統外，還配置了水下照相機、攝像機以及機械手等作業工具，使科學家能夠親自進入海底開展豐富多樣的深海科學考察。我國于2009年自主集成研制了7 000 m級“蛟龍”號載人潛水器，并于2012年在馬里亞納海溝順利完成了海試，創造了同類型載人潛水器的最大下潛深度7 062 m。自2013年開始的3-5年，“蛟龍”號進入了試驗性應用時期，并已在南海、西北太平洋、東北太平洋、西南印度洋等海域進行了科考下潛作業，為我國深海科學家探究深海提供了強有力的平臺和技術支撐，科學家下潛熱情異常踴躍，在取得了豐碩的深海科學考察成果的同時，也推動了深海技術及裝備產業化的發展。為了實現載人深潛相關技術的國產化，目前我國正在著手4 500 m級載人潛水器的研制。可以說，第二代載人潛水器依然將是深海科學考察的主流。

第三代載人潛水器正處于初級發展階段，主要是以萬米級載人潛水器為主要發展方向，在追求最大下潛深度的同時，更注重潛水器搭載人數的增加及水下作業的靈活性和成效性。繼“曲斯特”號下潛至挑戰者深淵后，著名電影導演卡梅隆獨自搭乘“深海挑戰者”號實現了挑戰者深淵的再次下潛，實現了挑戰者深淵區域的進一步考察。然而，“深海挑戰者”號更多地以深海探索和冒險為主要目的，不是一臺真正意義的科考應用型載人潛水器。另外，包括中國在內，日本、美國等國均啟動了萬米級載人潛水器的研制計劃。深海海槽、海溝將是萬米級載人潛水器大顯身手的主戰場。

表1 大深度載人潛水器統計(大于1 000 m)Tab.1 Statistics of deep manned submersibles (over 1 000 m)

與其他深海科學考察裝備相比，載人潛水器具有如下應用優勢：(1)由于配備了完善的動力和操作系統，具有前進后退、上浮下潛、懸停定位等能力，可以精確行駛到預定目標區；(2)可搭載科學家進入海底深處，身臨其境，利用人的感官視覺實現對海底地質、生物等目標物的長時間連續、直接觀測；(3)科學家和潛航員的密切配合，可以實現“邊觀察、邊操作”，靈活自如地執行海底作業任務；(4)搭載有先進的海底地形地貌、海洋環境參數等探測儀器，可以對目標物進行近距離精細測量；(5)載人潛水器一般還預留多個標準接口，可根據考察任務的需要，靈活搭載各類取樣器、傳感器等作業儀器裝備，完成多種深海作業任務。

深海載人潛水器總體的發展方向朝著能源供給效益更高、觀察范圍更廣、作業能力更強、下潛深度更大、下潛成本降低的方向發展。

3 載人潛水器在深海科考中的應用研究

載人潛水器在深海科考中主要應用在地質科學和生物科學領域，下潛應用取得了豐碩的科考成果，研究成果多次在GGR、Deep-SeaResearch等著名國際雜志發表。載人潛水器在深海地質方面的潛在研究應用領域主要包括洋中脊板塊運動過程、板塊匯聚邊界動力學、被動大陸邊緣、深海地球化學、深海天然氣水合物形成等。載人潛水器在生物科學中得到了更加廣泛地應用，通過載人潛水器對深海極端特殊環境生物及其群落的科考下潛，人們對生命起源、生物進化繁衍機制、生物基因等方面有了全新的認識，開啟了諸多重大發現。載人潛水器在生物科學方面的潛在研究應用領域主要包括深海底棲生物進化及其生態系統、碳循環對中層水和深海底層生態群落的影響機制、中層水體生態群落的結構、深海生物交互方式、凝膠狀動物(如水母)及其浮游生物食物鏈、物種形成及生物多樣性等。另外，載人潛水器在物理海洋學研究方向也有應用，主要是通過自身搭載的溫鹽深等物理海洋學傳感器，實現深海特定區域的觀測研究[6]。為此，本部分將重點從載人潛水器在深海地質、深海生物和物理海洋3個方面的應用進行論述。

3.1 深海地質

3.1.1 海底地質現象觀察

載人潛水器配置有先進的水下照明、照相和攝像設備，隨著電子信息技術的不斷改進，該類設備的性能也迅速發生著質的飛躍。利用該類設備，科學家不僅能夠在深海海底近距離觀察各種地質現象，而且還能將觀測信息進行記錄和保存，從而為深海地質學基礎理論研究提供有效的證據。

1971—1975年美國和法國聯合實施了French-American Mid-Ocean Undersea Study(FAMOUS)計劃[7—10]，其目的是在深海鉆探的基礎上，由科學家乘坐載人潛水器直接對大洋中脊進行近距離觀測。在該計劃中，美國的“阿爾文”號與法國的 “西安納(Cyana)”號載人潛水器共執行下潛57次，對洋中脊谷底進行了超過200 h的觀察、照相等作業，直接觀察到了新生的洋殼和轉換斷層，在洋中脊谷底發現了新鮮的熔巖和年青的火山，以及平行于裂谷延伸的正斷層、張性裂隙和巖墻露頭等，證明了大洋中脊的確是洋殼生長和擴張的場所，為板塊構造理論提供了最直接、最可靠的證據。

1977年，美國的“阿爾文”號在東太平洋加拉帕斯裂谷進行深海地質考察時，在水深2 500 m處發現了高溫熱液噴口以及噴口附近人們從未見過的生物群落，這也是人類第一次近距離觀察到海底熱液噴口。隨后，科學家們利用載人潛水器又相繼在大西洋、印度洋、北冰洋、紅海和西太平洋等海域發現了多處海底熱液噴口[11—20]。

我國“蛟龍”號載人潛水器自2009年海試以來，對我國東北太平洋多金屬結核合同礦區、西北太平洋富鈷結殼礦區及西南印度洋多金屬硫化物礦區，以及中國南海發現的冷泉區的部分區塊進行了較為詳盡的地質調查，開展了卓有成效的底質地形勘測、礦物豐度評估等科考工作。圖2為“蛟龍”號搭載海洋地質學家在2013年度西南印度洋航次中拍攝的低溫彌散流噴口。

在西南印度洋試驗性應用航次中，對我國位于西南印度洋的多金屬硫化物礦區進行了深入的地質環境觀測，對該區域的熱液噴口分布進行了較為詳盡的勘查，這對于今后進一步利用載人潛水器開展下潛科考，提高調查效率，奠定了基礎(圖2)。

圖2 “蛟龍”號在西南印度洋發現的低溫彌散流噴口Fig.2 Jiaolong discovered low-temperature diffuse flow vents in southwest Indian Ocean

3.1.2 海底地質取樣

深海作業型載人潛水器均配置有先進的多功能機械手以及保真取樣、潛鉆取芯工具等作業工具，使科學家在海底非常方便地進行沉積物或巖石取樣。在FAMOUS計劃中，美國的“阿爾文”號與法國“西安納”號載人潛水器聯合對大西洋中脊開展了為期5年的科學考察，科學家通過機械手取得了大量的海底沉積物、巖石和礦物樣本，為大洋中脊的深入研究提供了有力的支撐。1977年，美國的“阿爾文”號在東太平洋加拉帕斯裂谷發現海底熱液噴口的同時，直接抓取到了熱液硫化物樣品，開啟了海底熱液硫化物研究的時代。

在海試和試驗性應用航次中，“蛟龍”號利用機械手或鏟斗等作業工具也取得了大量的地質樣品。圖3為“蛟龍”號在西南印度洋我國多金屬硫化物礦區采集硫化物煙囪體時的照片。

圖3 “蛟龍”號在西南印度洋高溫熱液噴口采取硫化物煙囪體樣Fig.3 Jiaolong sampled massive sulfide from high-tem-perature hydrothermal vents of southwest Indian Ocean

3.1.3 深海地球物理調查

載人潛水器可搭載先進的深海多波束及側掃聲納系統，貼近海底目標區進行詳細勘測，這樣不僅避開了海面各種干擾的影響，而且提高了勘測的分辨率，從而可以獲得精細的海底地貌形態。

在1974年的FAMOUS項目和1979年的RITA項目中，利用搭載在“阿爾文”號上的多波束測深和側掃聲納系統，對大西洋中脊和東太平洋海隆進行了精細勘測[21—22](見圖4)，獲得了大量有價值的海底地形地貌數據，為研究各種地質現象提供了重要依據[23—24]。1999年，美國和日本兩國利用“深海6500”號，對夏威夷群島海底火山進行了聯合勘查，并獲得了海底火山的精細地貌特征，為研究這些海底火山的成長及衰亡規律提供了第一手的資料。

圖4 “阿爾文”號載人潛水器測得的洋中脊地形圖Fig. 4 The topographic map of mid-ocean ridge measured by Alvin

目前，“蛟龍”號載人潛水器主要配置有測深側掃聲吶系統、擬增置多波束聲吶系統，從而為精確測量一定區域內的精細地形地貌提供技術條件保障。

3.2 深海生物

載人潛水器及其搭載的探測和取樣設備，可以到達海洋深處，方便地對深海底棲生物進行直接觀察、拍照，還可以對目標物進行保真取樣，回到實驗室對其進行分析和培育，揭示深海生物生存和演化之謎[25]。

3.2.1 深海熱液區生物群落

深海熱液區是目前國際上開展深海生物勘察研究最為活躍的區域，主要存在于水深2 000 m左右的大洋中脊和活動斷裂帶上。深海熱液區附近生物群落物種及數量極為繁盛，這些生物從熱液化學物質中攝取營養和能量，比如H2S、CO2、H2和CH4等，它們具有獨特的生存代謝機制。自從在海底熱液噴口附近發現生物群落以來，逐漸掀起了深海生物研究的熱潮[26]。在過去的30多年間，對熱液噴口生物的新種發現速度一直維持在平均每個月描述兩種的水平。目前已描述的熱液生物新種已有近600種，包括了原生動物門和12個后生動物門，其中超過85%的熱液生物為地方特有種(見圖5)。從寄生在熱液噴口附近的嗜熱微生物中提取的嗜熱菌，可用于細菌浸礦、石油及煤炭的脫硫，在發酵工業中，可以利用其耐高溫的特性，提高反應溫度，增大反應速度，減少中溫型雜菌污染的機會。此外，嗜熱菌研究中最引人注目的方向之一就是深海生物基因及其遺傳工程的相關研究。

1977年，“阿爾文”號載人潛水器在太平洋加拉帕戈斯群島東北300 km水深約2 550 m處的海底熱液噴口附近，發現了繁盛的生物群落，包括環節類、甲殼類、軟體類、須腕動物和魚類等[27]。1984年，“阿爾文”號載人潛水器又在大西洋3 200 m的海底洋中脊附近發現了類似的生物群落，這些生物生長很快，從海底噴出的熱水含有大量的H2S，這些動物不僅本身有同化H2S的能力，它們還能依靠共生的硫磺細菌的化能合成作用，將H2S轉化為有機物。在“阿爾文”號的MAR97航次，在大西洋洋中脊的熱液區，利用配備在載人潛水器本體上的機械手和吸管采樣器，采集到了大量的深海生物樣本[28]。

法國的“鸚鵡螺”號載人潛水器在深海生物研究領域也開展了大量的工作。在1997年8月至9月的MARVEL航次中，對大西洋洋中脊(36°13.8′N，2 270～2 320 m水深)處的熱液噴口開展了首次科考下潛[29]。一年之后，在“鸚鵡螺”號載人潛水器的AMORES航次，對該熱液口進行了再次科考下潛，利用載人潛水器上配備的保真采樣器，采集到了熱液口附近的6個采樣本，為后期深入開展深海生物研究奠定了基礎[30—31]。針對熱液噴口附近厭氧氨氧化微生物(anammox)對生物群落的作用[32]，該項目科考隊利用“鸚鵡螺”號載人潛水器和“Victor 6000”號水下機器人，在大西洋中脊海域不同溫度的5個熱液噴口附近采集到熱液和生物樣本，開展了對比研究。

2013年，“蛟龍”號西南印度洋科考航次，是我國首次利用載人潛水器開展熱液區精細勘查，首次對西南印度洋熱液區的熱液、生物、地質的耦合作用進行了多學科綜合研究。“蛟龍”號對西南印度洋中脊3個不同熱液區的生物組成、豐度和分布進行了較為系統的勘察。載人潛水器下潛作業獲得生物樣品635份。目前，我國深海生物學家正在結合獲得的樣品開展種類鑒定、特征參數測量、群落多樣性、分子系統發育、種群遺傳、微生物等相關研究，有望獲得新的重大科學發現。

圖5 深海熱液區生物群落Fig. 5 Deep-sea biological communities in hydrothermal vent area

圖6 西南印度洋熱液黑煙囪附近生長的貽貝Fig.6 Mussels live around the black smokers of hydrothermal vents in southwest Indian Ocean

3.2.2 深海冷泉區生物群落

在大陸坡和深海區的天然氣水合物分布區域，當海底升溫或減壓，就會釋放出大量的甲烷，在海水中形成甲烷柱，即所謂的“冷泉”。在冷泉附近往往發育著依賴這些流體生存的冷泉生物群落，這是一種獨特的黑暗生物群落，最常見的生物有靠化能合成作用生存的管狀蠕蟲、雙殼類、腹足類和微生物菌等，因此又被稱為“碳氫化合物生物群落”。

2006年5月，在墨西哥海灣北部的大陸斜坡約1 070～2 740 m的8個冷泉區域，科學家利用“阿爾文”號載人潛水器進行了冷泉生物群落的調查，發現冷泉附近動物生活習性各不相同，同時還發現了動物群體和海底沉積物中的微生物群體之間的獨特聯系，對冷泉附近微生物的演變過程開展了深入研究[33—35]。在2007年馬爾馬拉海的MARNAUT任務航次，利用“鸚鵡螺”號載人潛水器對該海域的冷泉、海底底棲動物、生物多樣性、生物的化能合成作用以及海底生態環境進行了系統地調查研究[36]。

2013年，“蛟龍”號試驗性應用航次在南海實施，載人潛水器首次搜索觀測到了面積約為2 000 m2的由大量的毛瓷蟹、蜘蛛蟹、深海蝦、貽貝等構成的冷泉生物群落(圖7)。科學家通過對冷泉區生物生存方式和狀態的各項研究，了解該冷泉區生物群落結構的獨特性以及與其他冷泉區生物群落的異同點，這對保護海洋生物多樣性和海洋生態環境具有積極的促進作用。

圖7 “蛟龍”號機械手采集貽貝等冷泉區生物樣品Fig.7 Mussels and other biological samples of the cold seep area were collecting by the manipulator of Jiaolong

3.2.3 深海大生物

除了對深海生物群落開展綜合研究外，國內外生物學家還搭乘載人潛水器，對生活在深海中的大生物進行了重點研究。

1977年，“阿爾文”號載人潛水器在太平洋加拉帕戈斯群島東北水深2 550 m處的海底熱液噴口附近的生物群落中發現了大量的環節類、甲殼類、軟體類、須腕動物和魚類等深海大生物，其中，大型的管棲蠕蟲狀須腕動物成團成簇存在，管長達5 m，直徑4 cm，生物密度可達15 kg/m2。在1984年“阿爾文”號對大西洋洋底深海熱液噴口附近生物群落的調查中，發現了熱液噴口附近的蛤類，其代謝速度比一般蛤類快約500倍。“阿爾文”號在MAR97航次中首次在大西洋中脊的熱液區利用配備的機械手和吸管采樣器，采集到了包括蚌類、小蝦、螃蟹、腹足動物和多毛目環節動物等大量生物樣本(見圖8)，并且在清洗蚌類及采樣籃的時候，又發現了大量的無脊椎生物。

對深海大生物的研究不僅是對現存的深海生物進行研究，還包括對生物遺骨及其附近生物的研究。1992年，“深海6500”號載人潛水器在日本鳥島海域4 146 m深處發現了古鯨遺骨，在22塊古鯨骨附近發現了大量寄生的貝類和小蝦。1998年和1999年間，“阿爾文”號在Santa Cruz海盆人為放置的鯨魚尸骨附近進行了線蟲生物群落的采樣試驗，在鯨骨放置好后的第1.5和第18個月，利用“阿爾文”號機械手上的取樣裝置，在離鯨骨分別為0 m、1 m、3 m、9 m和30 m的地方，對鯨骨附近的沉積物進行了收集采樣[37]。另外，利用“阿爾文”號在美國東海岸布放海底試驗箱，收集到深海軟體動物標本，進一步對深海軟體動物及其與家族關聯性進行了研究[38]。

“蛟龍”號載人潛水器自海試至試驗性應用航次以來，利用高清攝像系統，也拍攝記錄了眾多的深海大生物系統，包括深海海參、海星、海葵、鼠尾魚、獅子魚、蜘蛛蟹、磷蝦、毛瓷蟹、貽貝、端足類生物等(見圖9)。利用機械手還獲取了部分深海大生物。目前，一些深海大生物吸取、誘捕型作業工具正在被研制，潛水器有望在未來應用中獲取更多的深海大生物。

3.3 物理海洋

載人潛水器在物理海洋研究中也得到了廣泛的應用，主要應用在海流熱通量、大洋環流、熱液口溫度場分布等研究領域。

1977年，“阿爾文”號在太平洋加拉帕哥斯群島附近的海底發現了第一個熱液口，之后又相繼在大西洋和太平洋發現了24余個熱液噴口。從此，海底熱液噴口附近海水的流動形態、熱液噴發對大洋環流模型的影響、洋殼熱通量等一大批新的科學問題成為物理海洋學研究的重要內容。1988年7—9月，Schultz等人利用“阿爾文”號潛水器對東北太平洋Juan de Fuca洋中脊Endeavour段熱液噴口熱通通量進行了測量，并利用溫度傳感器陣列獲得了熱液噴口周邊的溫度場分布。1993年12月，“鸚鵡螺”號潛水器對大洋中脊存在的表流(sheet flows)進行了觀察。1994年，日本“深海6500”潛水器在東太平洋隆起南部進行了8次下潛，開展熱液流場等方面的觀察與研究。

圖8 “阿爾文”號在大西洋海底拍攝到的深海軟體動物(左圖)和蝦類生物(右圖)Fig.8 The deep-sea mollusks (left) and shrimp (right) were captured by Alvin in Atlantic

圖9 “蛟龍”號拍攝的深海大生物(左上：海參；右上：鼠尾魚；左下：海葵、貽貝；右下：磷蝦)Fig.9 Big creatures captured by Jiaolong (left upper: sea cucumber; right upper: sagefish; left lower: sea anemone; right lower: krill)

4 結語

利用搭載在載人潛水器上的儀器設備，可以實現對深海目標進行有效的觀察、探測和取樣等，是開展深海科學研究的重要手段。20世紀60年代以來，載人深潛器在深海地質、深海生物等研究領域得到廣泛的應用，取得了一大批深海科學重大發現和研究成果。我國在深海科學研究領域明顯落后于發達國家，其根本原因是深海探測能力不足。“蛟龍”號載人潛

水器7 000 m級海試成功及試驗性應用航次的開展，標志著我國已具備了載人深潛的作業能力。充分利用這一先進技術和手段，開展深海相關科學考察和研究，對于推動我國深海科學的快速發展有重要意義。

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Progress of the application and research of manned submersibles used in deep sea scientific investigations

Liu Baohua1，Ding Zhongjun1，Shi Xianpeng1，Yu Kaiben1，Li Dewei1，Li Baogang1

(1.NationalDeepSeaCenter，Qingdao266061，China)

Deep submergence technology is the cutting edge and one of the most advanced deep-sea technologies. With the development of high technology since 1960s，countries such as America，Japan，France and Russia have made a rapid progress in the development and application of manned submersibles; they have mastered this technology successively and are capable of applying it to theinsituobservation，detection and sampling at complex deep ocean conditions. To date，the vehicles have been applied to obtain deep-sea geological，geophysical，biological，chemical and environmental information at areas including continental slopes，mid-ocean ridges，seamounts，sea-floor trenches and ocean basins all over the world，based on which，a batch of important findings and innovative results have been achieved and thus improving the deep sea research. China self-designedJiaolongmanned submersible has successfully completed 7 000 m class sea trial. The test operational phase has been conducted since 2013，and rich scientific investigations have been achieved via the successful voyages. This paper briefly describes the current status of the development of manned submersibles of each country and their advantages in deep ocean research，and reviews the application in marine geology，biology and physical oceanography of manned submersibles developed by domestic and foreign countries．

manned submersibles; deep sea; scientific investigation; geosciences; biological sciences; physical oceanography

2015-06-26；

2015-08-12。

科技部國際科技合作項目(2012DFA20970)。

劉保華(1960—)，男，山東省嘉祥縣人，博士，研究員，從事海洋地球物理調查與研究。E-mail:bhliu@fio.org.cn

10.3969/j.issn.0253-4193.2015.10.001

U674.941

A

0253-4193(2015)10-0001-10

劉保華，丁忠軍，史先鵬，等. 載人潛水器在深海科學考察中的應用研究進展[J].海洋學報，2015，37(10)：1—10，

Liu Baohua，Ding Zhongjun，Shi Xianpeng，et al. Progress of the application and research of manned submersibles used in deep sea scientific investigations[J]. Haiyang Xuebao，2015，37(10)：1—10，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2015.10.001