自2007年俄罗斯“和平一号”载人潜水器在北极点下潜至4261米深处的海底并插下俄罗斯国旗，十多年过去，真正在极区冰域实现常规载人深潜一直是世界级难题。
2025年夏秋之际，由中国自然资源部与中国科学院联合组织，“深海一号”“雪龙2”号“探索三号”科考船和“蛟龙”号、“奋斗者”号载人潜水器共同实施的中国首次北极冰区载人深潜调查在地球最北端海域成功完成数十次下潜，创造了全球载人深潜纪录，标志着我国载人深潜能力从“全海深”拓展至“全海域”。来自国内三十余家单位，包含海洋生物、海洋地质、海洋环境、海洋技术等学科方向的240名科考队员以“船潜协同”的新模式，显著提升了极区载人深潜的作业效率与安全性，采集了一批珍贵样本，为深入研究北极气候快速变化、极区地质过程及生命演化和适应机制，凿开了一扇前所未有的窗。
此次，中国载人深潜团队在北冰洋冰区进行了长时间的深海进入和一系列的科学考察及试验。“探索三号”搭载“奋斗者”号载人潜水器共完成43个潜次作业任务，其中，在海冰覆盖率大于80%的中央海盆开展了国际上首次对加克洋中脊的载人深潜科考，29天中完成了32个潜次。潜次平均水中时间大于9小时，平均海底作业时间大于6小时，最大下潜深度达5277.2米，有10名潜航员在极区下潜次数超过8次。
蛙人在北极密集冰区回收“奋斗者”号潜器（左）。苗业宸|图
“深海一号”在“雪龙2”号破冰船的协同作业下，搭载“蛟龙”号成功实现了我国首次北极冰区下潜和在北极海域的十余次载人深潜，拍摄了大量珍贵的深海生物影像，并带回了海蛇尾、海葵、海鞘、海蜘蛛等多种高完整度的生物样品。“蛟龙”号还与“奋斗者”号进行了水下协同作业，完成了双潜器定位搜索、标志物互换、水下运动拍摄等任务。此次科考的成功也验证了“奋斗者”号载人潜水器的全海域科考能力，使我国成为唯一能够在北极密集冰区开展连续、常规载人深潜的国家。
作为一个由大气、海冰、冰盖、冻土、海洋等要素共同构成的复合环境系统，北极大部分区域被处于动态变化中的海冰所覆盖，且由于全球变暖的“北极放大效应”，该地区正经历显著的气候变化,升温速率为全球平均速率的2到4倍，环境脆弱性增强。不断移动的磁北极，以及不断变化的海冰、大气、水循环、冰盖、海底过程，使北极对整个地球系统产生着影响；全球扩张速率最慢的洋中脊——加克洋中脊在北冰洋的存在，则将国际海洋地质学界的目光牵往北极。此外，物种与环境的适应性演化、极区长年冰封之下的深海生物可能蕴含的独特生命启示和资源价值等，也激发着科学家们的探索渴望。
在冰原起伏如白色戈壁的北极，尽管载人深潜母船与深潜器面临寒冷、迷雾、定位、导航等诸多挑战，“探索三号”和“奋斗者”号的关键性能和技术尚未完全得到验证，中国科考队仍显示了足够的勇气、坚毅和能力来应对压力和挑战。这很大程度上要归功于此前“探索三号”在为期165天的航次任务中安全运行15000余海里的经历和“奋斗者”号、“深海勇士”号已经积累的1000多次下潜经验为队员们提供的信心。
据近日在三亚崖州湾科技城举办的中国科学院重大科技基础设施“载人潜水器与海上作业母船”用户委员会2025年度会议发布的数据，截至2025年底，我国3台深海载人潜水器累计下潜1700余次，其中“深海勇士”号和“奋斗者”号已服务151家科研单位、624名深潜科学家。
但现实的开放性风险永远不可能完全退场。当载人深潜与真实的北极相遇，即使是在夏季，海域里遍布的浮冰和冰山依然构成了严重的安全威胁——撞击船体、绞缠缆绳，甚至封堵潜水器的上浮通道都是常态；接近冰点的海水对潜水器的材料、密封件、电池与液压系统性能构成了严峻的考验；突如其来的风暴与浓雾则给潜器的布放与回收作业带去了巨大困难。
中国科学院深海科学与工程研究所副所长唐古拉山在中国科学院重大科技基础设施“载人潜水器与海上作业母船”用户委员会2025年度会议上介绍，在地磁环境特殊、低温且有浮冰的高纬度区域，“奋斗者”号开创了在密集冰区“船潜协同”的新模式。具体地说就是：浮冰是运动的，冰下的水流也是运动的，潜水器要浮出水面时，需要在潜水器和母船之间建立能互相找到彼此的能力，加强母船在海冰不断漂移的恶劣环境中对潜水器的精准导引，使之安全上浮，从而实现连续的下潜和作业。
“因为冰对于水声通信是有影响的，有时候母船传送给潜器的信号会因此受到干扰和延误，使潜器驶入错误的方向，从而失去安全上浮的机会。”华大生命科学研究院研究员孟亮回忆此次科考队在北极冰区的第一个载人深潜潜次时，印象特别深刻的是潜水器抛载上浮后，船员们为了等待潜器找到出水通道，在风如刀割的甲板上坚守了两个多小时。
负责科考作业支撑系统的中船集团学科带头人、中船七〇四所技术线专家李彬表示，极区作业支撑装备面临低温、大风、冰、浓雾等各种自然条件下组成的一个非线性、复合型环境。材料与工艺的平衡、收缩系数不同零件的精密配合，以及极地环境下的精准控制，都是作业支撑系统面临的大难题。
比如实际作业时北极冰会随着洋流漂移，这导致舷外作业非常危险，包括载人潜水器在内的深海装备布放、回收时都有受冰撞击的安全风险。此外，大水深带缆装备需要较长的作业时间，冰的运动方向、速度是不确定的，随时可能伤缆，一旦断缆不仅意味着装备的丢失，而且会对船上作业人员和设备造成伤害。
船员在"探索三号"后甲板铲雪。苗业宸|图
尽管最困难的时刻已经过去，也许是那段日子战天斗海的辛劳留下了太深刻的记忆，李彬释然的笑容里仍带了些许苦涩。他反复强调，一个综合、复杂系统要形成作业能力非常不容易，不仅需要各个单机设备好用，而且船、动力系统、作业支撑系统和潜水器相互之间需要像精密的齿轮般耦合。
据中国科学院深海科学与工程研究所的海洋地球物理学家黄晓霞介绍，在单船保障下，通过在北极密集冰区连续多次的下潜试验，科考队此次攻克了一系列极区深潜科考作业的船载/潜载国产技术，解决了潜水器在任意冰区都可下潜和长时间作业的世界级难题，使我国具备了北极深海的进入和探测能力。
“刚下去的时候，漫山遍野的海葵、海参，然后在爬坡过程中看到了漫山遍野的海绵🧽及大量的岩石。与之前潜次所见不同的是，这里的岩石呈绿色或白色，当时我们就怀疑是蛇纹石化橄榄岩。”在中国科学院重大科技基础设施“载人潜水器与海上作业母船”用户委员会2025年度会议上播放的北极科考纪录片里，黄晓霞开心、激动的话语声依稀可以被辨认出来。由她担任首席科学家的TS3－5航次在海冰厚且密集、存在小面积冰间出水口的加克洋中脊选择海底山和悬崖等具有地质意义的区域实施了下潜考察，采集了珍贵的北冰洋水体、沉积物、热液沉淀、岩石和生物样品。这些样本将为深入研究加克洋中脊海底地质过程、极区生命演化和适应机制等重大科学问题提供重要支撑。
深海洋中脊（又称大洋中脊、中央海岭）是贯穿四大洋的地球表面最长海底山脉，总长约8万公里。它是海底扩张的中心区域、地球岩石圈再生的主要场所，属于分离型板块边界，地幔物质在那里沿中央裂谷不断上涌、喷发，冷却凝固形成新的洋壳，同时也孕育了大量的矿产资源。全扩张速率小于20毫米/年的超慢速扩张脊占全球大洋中脊系统的1/3，其中，西南印度洋中脊和北冰洋加克洋中脊属于扩张速率最慢的两处。
加克洋中脊从挪威的斯瓦尔巴德群岛附近延伸至俄罗斯的东西伯利亚海沿岸，是全球海底山脉向北延伸的终点，全长1800千米，位于北美构造板块和欧亚构造板块的分离处，扩张速率最慢小于7.3毫米/年，就像一个展示地球板块分离过程的慢镜头，是研究地球深部的理想天然实验室。由于长年厚冰覆盖率超过80%，关于它的研究非常稀少，迄今已开展的大部分关于加克洋中脊的调查集中于其西段，此次我国“探索三号”科考船搭载“奋斗者”号载人潜水器去到的加克洋中脊东段（扩张速率基本小于10毫米/年）长期以来属于地球深部探测和研究的空白区，也是地球系统板块构造理论的关键拼图之一，隐藏着地球深部地幔物质上涌的秘密。
专注报道地球科学、行星科学、天体物理学和地球环境变化领域前沿进展的《Nature》杂志记者Alexandra Witze在2025年11月中旬发表了《Chinese researchers reveal unexplored section of mysterious Arctic Ocean ridge》（《中国研究人员揭示了神秘北冰洋海脊未被探索的部分》），对该航次的成果专门进行了报道，称“海洋学家们希望在海底热液喷口处发现异乎寻常的生态系统”。
报道指出，沿加克洋中脊不断形成的新洋壳，以比人类指甲生长还要慢的速度向两侧扩张。正是这种缓慢的地质活动能够产生足够的热量和化学能，支撑海底热液喷口的存在。此前，美-德联合科考队于2001年在该洋中脊西段发现的类似喷口周围，栖息着奇异的生态系统——那里的生命体完全不依赖阳光，却能繁衍生息。这类环境为帮助科学家理解生命如何在地球以外的冰冷海洋世界（如木星被冰壳覆盖的卫星“欧罗巴”）中起源和演化提供了绝佳的机会。此外，深海热液喷口释放的热量也被认为影响着全球洋流循环。
Alexandra Witze指出，虽然中国科学家对采集到的样本的分析还未完成，但加克洋中脊区域东段很可能也存在海底热液喷口。该报道还引用了美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的海洋地球化学家克里斯托弗·格尔曼（Christopher German）的话——“那里实在太难抵达了，任何人去做点什么，几乎注定会带来令人兴奋、与众不同且全新的发现”，以及德国不来梅港阿尔弗雷德·魏格纳研究所的海洋地球科学家埃尔玛·阿尔伯斯（Elmar Albers）的观点——“中国此次科考有望带来重要的新见解。”
除了海洋地质领域，中国此次在北极冰区的载人深潜调查也涉足气候变化、生命科学等多个学科领域。早期，从几千米海洋深处采集到的生物样本到了甲板上被发现全部已经失去生命，很多人认为是因为海底的压力远大于陆地，狮子鱼等动物由于不能适应上层水域和陆地上的压力而“爆炸”了。曾多次随潜水器潜入深海的孟亮过去也是这么认为的，但这次在北极的一些现场发现动摇了他以往的认知——科考队员从四千多米水深处采集到的钩虾、飞象章鱼等生物，到了甲板上仍是活的；鱼虾在水里游动的状态甚至和在海底没什么两样；一些菌株在水下压力达40兆帕的环境里可以生长，出水后在0兆帕的压力下也可以生长，说明它们可以适应不同环境下压力的变化，其韧性远远超出以往的想象。
但大多数生物还是适合它们自然的生存环境，出水后能长时间被人工养好的是极少数。“我们无法完全模拟、创造这些生物在冰下的生活环境。很多生物如同一个小群落般组织在一起，互相不能离开彼此。”孟亮说。相较以往只能通过他人之口或在实验室里借助文献得到关于研究对象的信息，这次直接通过自己的眼睛看到活生生的现象让孟亮体会到了两者在注意力导向方面的显著差别——北极现场的见闻使他很自然地推测：环境压力的变化可能并不是决定深海生物生死的最关键因素，而温度的影响可能被轻视了——因为在北极地区，海面和深海的温度没有太大差别；而在其他地区，这个差别则要显著得多。
像这样的思考方向，是孟亮在实验室里从来没有产生过的。从中他也感悟到，整个自然界中还有太多人类并未真正发现或理解的现象值得继续探索，亲临北极现场带来的不仅是极地科考样品，还有关于北极研究的范式改变。据悉，由国际标准化组织生物技术委员会归口，中国科学院深海科学与工程研究所等我国多家机构共同研制的国际标准《Biotechnology — Biobanking — Requirements for deep-sea biological material》（暂译名：《生物技术—生物样本库—深海生物样本保藏要求》）已于2025年12月9日正式发布，标志着源自中国的深海生物样本保藏技术方案已成为国际通行的准则。
由于北极地区的网络信号差，很多时段甚至根本就接收不到信号，二十多天的航渡时间如果什么都干不了，就太漫长、太浪费了！“探索三号”作为专门的科考船，船上拥有冰箱、微生物培养箱、灭菌锅、实验台等基本的实验设施，所以孟亮最近琢磨着争取把他们陆上实验室里的一些专用仪器、设备带到科考船上建设一个船载实验室，这样，以后就可以充分利用二十多天的航渡时间及时处理采自深海的样品，可能回程路上就可以利用时间把很多工作做完。特别是像基因测序仪那样环境敏感度不是特别高的仪器，孟亮认为可以通过集装箱改装成移动科考实验室，利用海浪补偿器或云台弥『补水』平度的缺失，这样，即使船体晃动，仍能维持仪器基本处于平稳状态。
远离人间烟火的漫长旅途中，海域里出没的海豹、海象、鲸鱼等自然生灵是让科考队员们雀跃的景观。每当有人发现北极熊，船上会第一时间广播，通知大家赶紧去驾驶台观看。孟亮印象中他们这趟旅程遇到的北极熊绝大部分是刚结束了冬眠的熊妈妈和她的孩子们，它们通常对人比较警惕，最多离船100米左右远就自动走开了，不会上船。那些北极熊远看皮毛都特别光亮，胖乎乎、挺干净的，不像之前一些媒体报道的那样，因为“作为捕猎平台和迁移路径的海冰减少”导致食物短缺而瘦骨嶙峋。
