11月2日，十五運(yùn)會(huì)火炬?zhèn)鬟f在香港、澳門、廣州、深圳四個(gè)城市同步舉行?；鸱N“源火”則取自深海可燃冰。從“燃冰成炬”到“海陸空接力”，這團(tuán)火背后有什么“黑科技”？

火從哪來？

南海1522米深處的海馬冷泉

11月2日，一支火炬，點(diǎn)“燃”粵港澳大灣區(qū)。這份火種由可燃冰引燃，來自南海1522米深處的海馬冷泉區(qū)。這也是全球大型運(yùn)動(dòng)會(huì)歷史上首次在深海海底獲取“源火”。

海馬冷泉位于南海北部海域，是我國(guó)迄今發(fā)現(xiàn)規(guī)模最大的活動(dòng)性冷泉。

2015年，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局利用自主研發(fā)的4500米級(jí)深海遙控潛水器“海馬”號(hào)，在南海北部海域首次發(fā)現(xiàn)了海底規(guī)?？涨暗幕顒?dòng)性冷泉，命名為“海馬冷泉”。

“海馬”號(hào)深海遙控潛水器。新華社記者 盧漢欣 攝

所謂“冷泉”，指的是海底下富含甲烷或其他碳?xì)浠衔锏牧黧w，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)或壓力變化的驅(qū)動(dòng)下，從海底滲漏進(jìn)入海水的現(xiàn)象。雖然名為“冷泉”，但它的溫度（約2～4℃）與周圍海水相近，“冷”字只是用來區(qū)別于高溫的?深海熱泉?。

深海冷泉之中，為何會(huì)有火源？奧秘就是可燃冰。

可燃冰不是冰，而是天然氣水合物的俗稱，是甲烷等烴類氣體和水在低溫高壓的環(huán)境下形成的一種類冰晶狀的固體，因?yàn)橛龌鹂梢匀紵?，所以俗稱“可燃冰”。

“海馬”號(hào)在海馬冷泉所拍攝的深海貽貝以及裸露的可燃冰 圖源：科普廣州

在茫茫大海中想要對(duì)埋藏海底的可燃冰進(jìn)行開采，是一件十分困難的任務(wù)。向海底延伸的鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)之前，需要進(jìn)行大量的前期調(diào)查和技術(shù)儲(chǔ)備。

1999年起，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局就在我國(guó)南海調(diào)查和尋找可燃冰儲(chǔ)層。海洋科技工作者歷經(jīng)20余年不懈努力和創(chuàng)新攻關(guān)，使我國(guó)在海域可燃冰的勘查開發(fā)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了由跟跑到領(lǐng)跑的歷史性跨越。據(jù)估算，可燃冰全球的預(yù)測(cè)資源量大概是20萬億噸的油當(dāng)量，被全球的科學(xué)家譽(yù)為是21世紀(jì)最具潛力的新型替代清潔能源之一。

此次為何要在深海采集火種？據(jù)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，十五運(yùn)會(huì)和殘?zhí)貖W會(huì)首次由粵港澳三地聯(lián)合舉辦，粵港澳依山面海，尤其是廣東擁有全國(guó)最長(zhǎng)的海岸線、第二大海域面積，“向海而生”是基因。去年6月，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局聯(lián)合廣州賽區(qū)執(zhí)委會(huì)，經(jīng)多次研究論證，將戰(zhàn)略性清潔能源、深海探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)及核心裝備等元素有機(jī)融合，提出深海采火的創(chuàng)意設(shè)想。

怎樣采火？

引天之光，燃“冰”取火

“海底采火”如何實(shí)現(xiàn)？需要出動(dòng)一批大國(guó)重器——4500米級(jí)“海馬”號(hào)深海遙控潛水器（ROV）負(fù)責(zé)深海作業(yè)，而“海洋地質(zhì)二號(hào)”科考船，則是這次任務(wù)的“移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室”。

9月18日，“海洋地質(zhì)二號(hào)”科考船搭載“海馬”號(hào)深海遙控潛水器在南海北部進(jìn)行“源火”采集。新華社記者 盧漢欣 攝

9月18日，“海洋地質(zhì)二號(hào)”科考船抵達(dá)我國(guó)南海北部目標(biāo)海域，由“海馬”號(hào)帶著我國(guó)自主研發(fā)出全球首套“可燃冰原位采集分解及引燃裝置”，下潛至水深1522米處的海馬冷泉區(qū)。

1500多米深海處的水壓幾乎是150個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，相當(dāng)于兩三個(gè)成年人的體重集中在一個(gè)指甲蓋上。在這樣的環(huán)境下，讓這個(gè)“大型打火機(jī)”安全順利完成任務(wù)，難度可想而知。

科研人員遠(yuǎn)程精準(zhǔn)操控機(jī)械臂持采集艙，采集滲漏點(diǎn)溢出的可燃冰及伴生氣。沉睡的可燃冰在降壓作用下被“喚醒”，分解產(chǎn)生的甲烷氣體成為“源火”氣源。甲烷氣體經(jīng)過吸水干燥處理后，才能輸送到“源火”采集裝置的引燃室中。

9月18日，采火裝置在海底冷泉噴口采集可燃冰。新華社記者 張亞念 攝

引燃室中有三根柱子，它們分別是甲烷噴嘴、氧氣噴嘴和引燃棒，用來實(shí)現(xiàn)燃燒三要素中的可燃物、助燃物、引火源。

隨后，“海洋地質(zhì)二號(hào)”科考船甲板上的光伏發(fā)電裝置，依托算法實(shí)時(shí)調(diào)整角度捕捉陽光，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再通過特種電纜精準(zhǔn)輸送至1522米海底，加熱引燃棒，把“源火”點(diǎn)燃，呈現(xiàn)引“天之光”燃“海之火”的“水火交融”奇觀，實(shí)現(xiàn)了全球體育運(yùn)動(dòng)史上首次通過深海天然氣水合物分解燃燒采集圣火火種。

采集人員通過耐壓透明觀察窗實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)艙內(nèi)濃度，動(dòng)態(tài)調(diào)整氣體流量保證燃燒平穩(wěn)，隨后“海馬”號(hào)攜帶穩(wěn)定的“源火”返回科考船甲板，科研人員再用引燃棒將其移入源火盒保存。

9月18日，在科考船甲板面，工作人員從搭載在“海馬”號(hào)深海遙控潛水器上的采火裝置里取火。新華社記者 盧漢欣 攝

“海馬”號(hào)從下潛開展采集作業(yè)，到攜帶燃燒穩(wěn)定的“源火”出水，整個(gè)過程只用了3小時(shí)04分。

10月9日，在十五運(yùn)會(huì)和殘?zhí)貖W會(huì)火種采集儀式上，這簇來自南海深處的火焰經(jīng)采火棒點(diǎn)燃了十五運(yùn)會(huì)和殘?zhí)貖W會(huì)火種盆。

如何傳遞？

人形機(jī)器人、直升機(jī)、無人駕駛車都出動(dòng)

11月2日，十五運(yùn)會(huì)火炬?zhèn)鬟f以“三地聯(lián)動(dòng) 四城同傳”的形式，在廣州、深圳、香港、澳門四地同時(shí)舉行。這是全運(yùn)會(huì)歷史上首次跨境火炬?zhèn)鬟f，也是全運(yùn)會(huì)火炬首次在香港和澳門傳遞。

從深海采集到四城傳遞，十五運(yùn)會(huì)的圣火經(jīng)歷了一場(chǎng)“海陸空接力”，每一程都成為展示科技創(chuàng)新應(yīng)用的舞臺(tái)。

在深圳蓮花山公園，全球首個(gè)5G-A人形機(jī)器人“夸父”擔(dān)任“0號(hào)”火炬手，邁著靈活的小碎步，精準(zhǔn)復(fù)刻人類奔跑姿態(tài)，無需技術(shù)人員陪跑，獨(dú)立完成百米火炬?zhèn)鬟f；

火炬手人形機(jī)器人“夸父”在傳遞火炬。新華社記者 江漢 攝

空中賽道上，直升機(jī)載著火種飛越40公里山海，與地面5公里的跑動(dòng)傳遞攜手，湊成寓意深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)建立45周年的45公里完整路線，更直觀展現(xiàn)了粵港澳大灣區(qū)低空經(jīng)濟(jì)與智能控制技術(shù)的成熟應(yīng)用；

搭載圣火的直升機(jī)進(jìn)行空中傳遞。新華社記者 梁旭 攝

在廣州老城區(qū)，全運(yùn)會(huì)史上首次使用無人駕駛車進(jìn)行火種傳遞，當(dāng)無人駕駛車輛載著圣火穿行核心街區(qū)，傳統(tǒng)街巷與前沿科技也撞出別樣的火花……

無人駕駛汽車在火炬?zhèn)鬟f活動(dòng)中。新華社記者 鄧華 攝

當(dāng)天下午，來自香港、澳門、廣州、深圳的四城的圣火匯聚廣州，經(jīng)過迎火種入場(chǎng)、融火、收火、展示等環(huán)節(jié)，四城圣火融為一體。

那簇從1522米深海而來的 “源火”，也將帶著深?？萍寂c體育文化的融合，照亮十五運(yùn)會(huì)和殘?zhí)貖W會(huì)賽場(chǎng)。

出品：南都官微運(yùn)營(yíng)部

統(tǒng)籌：李湘瑩

整合/編輯：劉苗

美編：沈淑婷

資料來源：新華社、央視新聞、南方網(wǎng)、南方+、廣東科技發(fā)布、科普中國(guó)等