從谷歌前CEO到海洋科普推手，施密特研究所怎樣把深海帶向公眾？

本文來源于海潮天下（Marine Biodiversity）

引 言

“海潮天下”（Marine Biodiversity）小編在研究全球海洋治理中，經常會看到一個名叫“施密特海洋研究所”的有關消息，頗為好奇，不禁查閱了一番。為助力全球環境治理、為我國學者提供信息供研究參考，在一兩年前撰了此文，現分享如下，供感興趣的讀者們參閱。本文較長，請耐心看。

特別要調一下，施密特海洋研究所的實踐，其實是典型的“戰略慈善”。為什么這么說呢？因為，它區別于傳統零散捐贈，由埃里克與溫迪?施密特夫婦以明確的系統性變革目標為導向，整合技術、資本、科研網絡等復合資源，聚焦深海探測與海洋科學普及這一高壁壘、高價值的核心議題，通過投入專業研究船、深海機器人等技術平臺，聯合全球80+科研機構開展協同研究，以測繪海底、發現新物種、甚至是開放深潛數據等可量化的成果為衡量標準，構建起了“技術賦能科研—數據開放共享—推動公眾認知與海洋保護”的閉環生態，幫助解決了海洋科學研究中的資源與技術痛點，又通過長期持續投入形成一種可復制的模式，實現了從科學突破到社會價值轉化的深層影響力，而非追求短期的公益成效。10年前，一位國內的大咖張老師曾經向筆者介紹過這個概念（戰略慈善）但當時不理解；只是埋下了一個好奇。這幾年做傳播，日益接觸到這些實踐，有了一些思考，因此撰文，或許，對于我國的戰略慈善的發展也有一定的借鑒意義。

本文約8700字，閱讀約15分鐘

施密特海洋研究所（Schmidt Ocean Institute）是一家非營利性的海洋研究機構（501(c)(3) ，私有機構），成立于2009年3月，專注于推動海洋科學研究和技術開發。該研究所致力于用先進的科技手段和信息共享，提升公眾對全球海洋的理解，并促進科學成果的廣泛傳播。這家機構主要通過研究船“Falkor”號在全球范圍內開展海洋科學研究。根據施密特海洋研究所的官網介紹，該機構愿景是利用技術進步和智能觀察，全面探索地球上的海洋。其使命是將前沿科學與尖端技術相結合，實現海洋研究的長期成效，并推動信息的開放共享，從而將這些知識傳遞給全球觀眾。研究所尤其關注海洋這一脆弱且尚未充分了解的環境，致力于在廣泛的研究目標下進行全面的探索。

?施密特夫婦。圖源：施密特

該研究所由埃里克·施密特（Eric Schmidt）和溫迪·施密特（Wendy Schmidt）創立，旨在加速海洋科學的發展。創始人設立該研究所的初衷，是想要通過技術創新和信息共享，推動海洋科學的進步。埃里克·施密特曾表示，“海洋科學正處于一個激動人心的時代，技術進步將使探索海洋深處成為可能，并將海洋的美麗和隱藏的奇觀呈現給全球。”

截至發文時間，施密特海洋研究所的研究船“福爾科爾”（Falkor）自2012年起已航行了154,000公里，相當于繞地球三圈的距離。該船已完成30次研究航程，每年平均進行8次研究。自2013年以來，共有371名科學家在福爾科爾上進行研究，其中包括177名學生，涉及到來自19個國家的84個機構。該研究所的戰略重點包括技術開發、數據應用和教育推廣。通過年度報告、研討會和工作坊等活動，施密特海洋研究所促進了海洋科學的交流與合作，推動了技術創新，并為全球科學界和公眾提供了知識資源。

（圖文無關）攝影 ?海潮天下（Marine Biodiversity）

戰略聚焦領域

五大核心領域

根據其官網的介紹，施密特海洋研究所的成立旨在通過可擴展的技術創新、智能觀察與數據分析以及信息的開放共享，加速海洋研究與保護的進程。該機構提供先進的操作、技術和信息支持，致力于推動開創性的海洋研究和技術開發項目。“海潮天下”（Marine Biodiveresity）小編注意到，施密特海洋研究所的主要聚焦領域包括以下幾個方面。（一）該機構的研究船“福爾科爾”（R/V Falkor），支持先進的海洋科學和技術發展，包括在海上研究和技術改進、船上創新科學儀器和系統的開發與應用、遠程海洋研究和公眾互動的支持，以及船上高性能計算用于過程建模和數據分析等方面。（二）技術創新驅動科學進步。施密特海洋研究所支持海洋科學領域基礎設施、平臺和軟件的開發與測試。這包括高實用性的科學機器人車輛、儀器、平臺、軟件、網絡服務以及用于海洋數據分析和解釋的計算算法和人工智能系統的研發。研究所支持自主航空、表面和水下系統等機器人研究與調查車輛的開發，部署科學平臺和分析儀器的研發，并進行相關技術的試驗和演示項目。（三）促進海洋科學的合作研究。該機構為全球研究人員提供對福爾科爾及其海上機器人系統的訪問，以推動對全球海洋的深入理解和可擴展的保護與管理。支持的項目包括環境關注和社會相關的海洋研究和技術研發，具有高科學價值和重大影響潛力的項目，以及有效利用和展示創新技術的研究項目。同時，研究所鼓勵學生和藝術家參與海洋科學研究。

上圖：公眾可以幾乎實時地查看考察船上的最新的“直播”。比如上圖，來自2024年8月初的一次航行。航次名稱：FKt240708 - 納斯卡海脊公海和海山。錄像中顯示的是本次航次的最后一次潛水，ROV SuBastian首先下潛至約3000米深處。在接下來的16小時內，ROV沿著一座位于無名海底山“T11”北部的海脊向上攀升，最終目標深度約為2000米。圖源：該機構的傳播頻道

（四）推動海洋科學的主流化。施密特海洋研究所的溝通、教育和外展計劃旨在讓公眾了解海洋科學。創始人溫迪·施密特曾指出：“這艘船的使命是將海洋科學傳播給公眾，使他們能夠關心海洋。我們不能照顧我們不了解的事物，也無法關心我們不知道的事物。”該機構的溝通計劃包括講述每一個項目的故事，支持在線資源的持續更新和虛擬訪問，舉辦研討會和座談會討論進展和未來方向，并鼓勵合作伙伴關系、學生和教育者的參與。（五）施密特海洋研究所支持科學觀察、數據和研究成果的開放共享，以鼓勵數據應用、用戶社區的成長，推動環境的進一步探索、發現、深入理解、有效保護和管理。這些努力通過與軟件開發人員和海洋學界的數據管理專家的合作，確保信息共享符合標準，并提升施密特海洋研究所生成的科學信息和數據的利用效率。

這艘“福爾科爾”海洋科研船（后來有新名字叫GAIA BLU）。上圖是2024年8月15日它的位置，可以在網上查到的。圖片來源：vessel finder

Falkor到底是搜什么樣的船？

一艘先進海洋研究船（后來改名Gaia Blu）

“福爾科爾”（R/V Falkor）是一艘由施密特海洋研究所運營的海洋科學研究船。該船為科研人員提供免費的船上研究機會，但使用前需要經過申請和同行評審程序，并獲得提案批準。作為使用條件，所有科研成果和數據都需公開共享。科研人員在Falkor上可以獲得專業的船上支持，使用先進的科學設備，以及機器人和計算資源。Falkor具有高度的適應性，可以根據每次科學探險的需求，配備新技術和外部資源。有關Falkor的最新狀態和虛擬船只參觀信息可以在施密特海洋研究所官網上找到。2022年3月14日，該船的所有權發生了變更，改名為Gaia Blu，并由意大利國家研究委員會使用。2022年10月20日，Gaia Blu完成了其首次科學探險任務。R/V Falkor最初是一艘名為Seefalke（“海隼”）的漁業保護船，建于1981年，產地為德國呂貝克。2009年至2012年初，在德國維韋爾斯弗萊特的彼得斯船廠進行了改裝，將其改造為海洋研究船，并更名為R/V Falkor，源自于幻想小說《無盡的故事》中的幸運龍。該船于2013年全面投入使用，并開始進行全年的科學探險工作。2016年，ROV SuBastian被加入到Falkor上，進一步增強了其技術能力和科學資源。

（上圖：2006年春攝的“Seefalke”號沿海巡邏艦，IMO編號：7928677。這艘船后來變成了本文的主角船Falkor。圖源：Ra Boe）

Falkor配備了動態定位系統，可以在需要部署科學儀器時保持穩定。其映射能力包括淺水和深水的多波束回聲探測器，以及用于聲學研究和海底映射的水下聲學定位系統。該船的映射能力已用于繪制超過100萬平方公里的海底圖，包括發現了14個新的水下特征。所有的映射數據作為Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030項目的一部分進行共享，旨在到2030年實現海底全覆蓋。Falkor配有兩艘工作艇、高性能計算系統以及實時水溫、pH值、熒光和鹽度測量能力。控制室專用于操作水下機器人（ROV/AUV）及電子儀器、聲納控制和海底映射。主要工作區域配備了四把船長椅和超過20個可自定義的顯示器，可以同時控制多個系統。還有兩個額外的桌面和顯示器，用于工作空間或作為多波束數據編輯工作站。Falkor具有側面和船尾工作甲板。工作甲板設計用于部署ROV SuBastian、輕型設備、探測器、ROV（SAAB Sea Eye Falcon）、兩個承重達11,000米的升降平臺、科學團隊帶來的設備以及CTD系統，配備J型或A型起重機和卷揚機系統。船尾甲板還配備了500 kW的非調節電力、冷熱淡水出口、培養槽海水出口和壓縮空氣出口。Falkor設有濕實驗室和干實驗室，位于船尾甲板附近，用于樣品的有效處理和研究。濕實驗室面積32平方米，配備-80°C、-30°C和+4°C的冰箱、易燃氣體管道、壓縮空氣出口、通風柜以及淡水和鹽水出口。干實驗室與控制室直接連接，使研究人員可以與控制室緊密協作。在互聯網連接方面，Falkor使用Seatel 97系列的海洋穩定天線系統進行C波段通信，原用于衛星通信的頻率分配。施密特海洋研究所設置了超過15個虛擬局域網（VLAN）以分配帶寬，優化網絡應用的速度和效率，通過流量控制/WAN優化技術實現自動報告傳遞和實時監測。船上的外聯操作由一個私密安全的VPN隧道支持，實現船舶與岸上的安全連接，實時傳輸到施密特海洋研究所網站和科學傳感器。可以說，這一艘技術先進的海洋研究船，成了全球海洋科學研究和數據共享的重要平臺。

挪威海邊景觀（北極圈內）。?Christine Yuxuan Hu 攝影 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

主要技術

存儲方式/傳感器/系統測繪/數據采集/氣象等等

公開信息顯示，在技術方面，通過與海洋學界的數據管理檔案館和數據存儲庫的合作，施密特海洋研究所致力于海洋研究航次中收集的科學信息和數據的標準化共享。這些數據的合作伙伴包括與“福爾科爾”及其船上科學家相關的多個數據合作方。在“福爾科爾”上收集的航行數據，施密特海洋研究所與Rolling Deck to Repository（R2R）的合作，已在航次結束后向公眾開放。R2R整理的數據類型包括聲學多普勒流速探測器測量（海洋流速）、水柱中的電導率、溫度、壓力及其他傳感器數據、回聲探測器數據（海底深度或中層反射、淺層沉積剖面、水柱圖像）、一次性探針數據（XBT、XCTD、XSV、XCP）、熒光計數據、重力計數據、磁力計數據、氣象數據（風速/風向、溫度、濕度、湍流、降水量、輻射）、多波束數據（未處理的、掃測的深度、振幅、回波、 水柱圖像）、導航數據（時間、位置、全球導航衛星系統、垂直參考單元、速度記錄儀、陀螺羅盤）、溶解二氧化碳的部分壓力（pCO2）、海面聲速計數據（SSV）、溫鹽儀數據（TSG——流通溫度和鹽度）以及卷揚機數據（線纜張力、速度、放出量）。在傳感器基礎上的海洋地球科學數據，如機器人車輛數據、靜態圖像、元數據以及處理過的多波束數據，將通過施密特海洋研究所與海洋地球科學數據系統（MGDS）的合作提供。MGDS整理的數據類型包括回波散射（聲學和光學）、海底深度數據、熒光數據、全球多分辨率地形（GMRT）——持續更新的海底掃描編譯數據、聲學（由聲道固定的水聽器收集的波形數據）、導航數據（設備或車輛的位置）、地震數據（主動底下、導航、被動、反射、速度、寬角）、側掃雷達（回波強度數據）、濁度（與懸浮顆粒相關的液體混濁度）、湍流（液體流動的混沌、隨機屬性變化）、速度（多普勒、粒子、聲學）、視頻（來自水下車輛的視頻）以及可視化（Fledermaus、GoogleEarth）。施密特海洋研究所還與新罕布什爾大學的沿海與海洋測繪中心（CCOM）合作，對“福爾科爾”上的多波束測繪系統操作和數據進行質量保證。CCOM的合作伙伴每年對“福爾科爾”的多波束回聲探測器進行測試和校準，以確保收集的多波束數據質量。如果科學團隊無法在航次期間處理原始的多波束數據，施密特海洋研究所可以與CCOM協調進行后期處理。處理后的多波束數據會送至MGDS進行整理和歸檔。施密特海洋研究所還與夏威夷大學數據采集系統（UHDAS）合作，提供對“福爾科爾”的聲學多普勒流速探測器數據的質量保證。流速數據在船上持續收集，并通過每日郵件發送給UHDAS，報告系統狀態，詳細記錄數據采集情況，并允許數據的歸檔、處理和繪圖。最新數據會在UHDAS網站上繪制，并在R2R網站上歸檔。此外，施密特海洋研究所與佛羅里達州立大學的船上自動氣象與海洋系統（SAMOS）合作，為“福爾科爾”上的氣象儀器數據提供質量保證。所有船上氣象數據在接近實時的基礎上被收集并發送至SAMOS，以進行質量保證，并在航次結束后歸檔于R2R。

地球南北極，是許多生物的家園。上圖為一只在浮冰上曬太陽的海象。攝影：趙宇 ?海潮天下（Marine Biodiversity）

2024-2025年的深海探險計劃

揭開海底的神秘面紗

“海潮天下”小編在該機構的官網上，看到的它的2024~2025年的探險/科考計劃。編譯分享如下。2024年，科學家們將再次聚焦東南太平洋，這一南美洲沿岸的海域，構造運動非常活躍。在這里，秘魯-智利俯沖帶（Peru-Chile Subduction Zone）將納斯卡板塊（Nazca Plate）向南美板塊（South America Plate）下推，形成了深達8000米的秘魯-智利海溝（Peru-Chile Trench）和眾多火山。南美沿海的風力模式促使表層水流向外推移，使得富含營養的深層冷水涌上，形成了重要的上升流。這一現象支持了全球最富饒的海洋區域之一，促進了世界兩大漁業基地的繁榮，并為藍鯨（Blue Whale）、棱皮龜（Leatherback Sea Turtle）等生物提供棲息地。然而，位于東部熱帶太平洋的缺氧區（Oxygen Minimum Zone）由于氧氣稀缺，對大型海洋生物不友好，并且可能由于氣候變化而不斷擴大。

航次名稱FKt240708 - 納斯卡海脊公海和海底山脈拍攝的錄像片段（2024年8月公布的視頻截圖）。圖源：Schmidt Ocean

2024年，研究船R/V Falkor將深入南美洲西海岸的深海區域，進行一系列的探索任務。探險團隊將繪制詳細的海底地圖，收集氣候模型改進所需的數據，并探尋海山（Seamounts）、海底滲漏（Seeps）、峽谷（Canyons）和熱泉（Vents）中的生態系統。這些數據將為智利和秘魯在海洋環境管理方面提供支持，并揭示未知的海洋領域。

圖源：施密特海洋研究所官網

在東南太平洋，海山是全球海洋中的重要地貌。它們給眾多動物提供了棲息地，還影響洋流運動、化學循環。但是，地球上不到1%的海山已得到詳盡的繪制和采樣，更別說，東南太平洋的海山鮮有人涉足。智利天主教大學的哈維爾·塞拉內斯（Javier Sellanes）博士和國際研究團隊將對智利沿岸的三條山脊——納斯卡山脊（Nazca Ridge）、薩拉斯-耶戈美斯山脊（Salas y Gómez Ridge）和胡安·費爾南德斯山脊（Juan Fernández Ridge）上的十座海山進行深入研究。他們的目標包括繪制從海山底部到頂部的生物多樣性全貌，研究漁業關閉后的生態恢復情況，以及探討印太區（Indo-West Pacific）和東太平洋（East Pacific）之間是否存在生物地理界限。為實現這些目標，研究團隊將利用R/V Falkor的多波束測深儀、CTD傳感器、ROV SuBastian以及裝有誘餌的相機陷阱進行調查。這項研究給東南太平洋的戰略海洋管理提供支持。薩拉斯-耶戈美斯山脊是一條延伸至中央太平洋復活節島（Easter Island）的水下山脊，其中包含了眾多未被詳盡探測的海山。這些海山形成了珍貴的動物棲息地，科學家們猜測該區域生物多樣性極為豐富，或應被指定為國際海洋保護區。研究人員尚未對這些海山間的連接性進行深入描述，但薩拉斯-耶戈美斯山脊可能為許多海洋物種提供了保護走廊，并可能隱藏著新科學物種。美國德克薩斯大學里奧格蘭德河谷分校的艾琳·伊斯頓（Erin Easton）博士和國際團隊將在為期40天的探險中，探索這些海山的連通性，期望為公海海洋保護區指定提供支持。缺氧區（OMZs）是海洋中由于物理和生物過程自然形成的低氧區域。許多生物已適應了這一缺氧環境，尤其是微生物。然而，對這些微生物生態系統的生命周期和作用了解甚少。了解這些微生物群落非常重要，因為缺氧區可能由于氣候變化而不斷擴張。美國伍茲霍爾海洋研究所的瑪利亞·帕基亞達基（Maria Pachiadaki）博士和國際團隊將使用兩種新儀器——水下孵化裝置和微生物采樣器——在東部熱帶太平洋的缺氧區中進行研究。這些設備將用于現場精確測量水中氧氣水平，并研究微生物群落的結構和生命周期，從而幫助建立更好的區域模型，以預測氣候變化對缺氧區的影響。智利北部的阿塔卡馬沙漠被認為是地球上最古老、最干燥的沙漠。盡管地球的陸地和大陸不斷變化，阿塔卡馬沙漠的位置在過去1.5億年中保持不變。因此，一些地質和氣候條件幾乎沒有改變。阿塔卡馬海溝（Atacama Trench）也保持了這一穩定性。當科學家們調查阿塔卡馬海溝的海洋微生物時，他們發現這些微生物與1.5億年前的化石記錄一致。進一步研究顯示，地方漁民捕撈到的無脊椎動物、大海龜和腕足動物，曾被認為僅在侏羅紀時期存在。西班牙天體生物學中心的阿爾曼多·阿蘇阿-布斯托斯（Armando Azua-Bustos）博士和美國斯托克頓大學的勞倫·塞伊洛（Lauren Seylor）博士將利用Falkor的傳感器和ROV SuBastian，探查阿塔卡馬海溝是否蘊藏了侏羅紀時期的生物群落。如果研究成功，將揭示深海生命的發展過程。納斯卡和薩拉斯-耶戈美斯山脊上的水下山脈構成了地球上獨特的生態系統。然而，這些山脊的大部分位于國際公海，面臨氣候變化、塑料污染、過度捕撈和潛在深海采礦的威脅。許多海洋保護專家認為，納斯卡和薩拉斯-耶戈美斯山脊應成為全球首批公海海洋保護區的重點區域。施密特海洋研究所支持的近期探險發現了150多種疑似新物種和若干新海山。在相鄰的缺氧區，科學家們還發現了微量的氧氣，這一發現修正了對缺氧區微生物和營養循環的理解。為進一步推動保護工作，施密特海洋研究所將與新罕布什爾大學沿海與海洋測繪中心校友、海洋普查項目及國際科學團隊合作，進行新的探險，收集全面的海底測繪數據，并探討納斯卡和薩拉斯-耶戈美斯山脊交匯處的生物多樣性。2008年，查伊滕火山（Chaitén Volcano）噴發，火山灰直沖30公里高空，熔巖流入山谷和峽灣，周邊景觀發生了劇變。盡管陸地上的變化顯而易見，但火山噴發對周圍海洋環境的影響尚未被詳細研究。英國伯明翰大學的塞巴斯蒂安·瓦特（Sebastian Watt）博士和國際團隊將前往智利南部，研究查伊滕火山噴發對海洋的影響。他們的研究將揭示火山活動如何影響海洋以及大規模噴發后的生態恢復情況，同時探討冰川形成和退縮如何影響火山噴發。研究成果將深化對火山活動對海洋生態系統影響的認識，并為應對大型噴發提供參考。

深海幽暗，棲息著無數適應極端環境的奇異生物。2024年7月，在前往納斯卡公海探險的途中，科研人員在智利海岸附近觀察到了一只漂亮的鮟鱇魚。這種魚類身形矯健，善于隱蔽。圖源：Schmidt Ocean（2024年7月發布）

智利沿海地區地質活動頻繁，納斯卡板塊（Nazca Plate）在南美板塊（South American Plate）下俯沖，形成了秘魯-智利俯沖帶。該區域的深海環境，如熱泉、甲烷滲漏和海底峽谷，一直未被充分探索。美國波士頓大學的杰弗里·馬洛（Jeffrey Marlow）博士、葡萄牙阿維羅大學的帕特里西亞·埃斯凱特（Patricia Esquete）博士和智利瓦爾帕萊索大學的尤洛吉奧·索托（Eulogio Soto）博士將組成跨學科國際團隊，致力于繪制和特征描述智利沿海的深海生態系統。他們希望通過這項研究發現新的生態系統和生物物種，并為區域海洋保護和資源管理提供數據支持。

圖源：施密特海洋研究所（Schmidt Ocean Institute）

上圖：在納斯卡公海探險期間，科學家們發現了一片壯觀的珊瑚花園。此次探險旨在對海底山脈的生物多樣性和海洋學條件進行詳細記錄，為建立公海海洋保護區提供科學依據。圖源：Schmidt Ocean（2024年8月發布）

【編后按】

對我國全球海洋治理有何借鑒意義？

讀而思

思考題·舉一反三

Q1、施密特海洋研究所的“R/V Falkor”船上研究機會的免費提供模式，是否會對全球海洋科學研究的公平性和機會平等產生深遠影響？在全球范圍內推動科學數據和研究成果公開共享的過程中，如何平衡知識產權保護與科學數據的開放獲取之間的關系？

Q2、本文提到，“Seefalke”號之前是一個海岸警衛船，后來搖身一變成了海洋科學研究船。如何通過有效的船只改裝和設備升級，來提升全球海洋研究的水平？如何促進海洋科學研究的全球合作？

Q3、施密特海洋研究所致力于海洋科學的深入探索和數據公開，這有助于全球了解海洋環境及其生態系統。然而，隨著深海采礦技術的發展，如何確保在進行深海采礦活動時不對海洋生態系統造成不可逆轉的破壞？在這一過程中，科學研究和資源開發之間的利益如何平衡？如何利用這些開放的數據來制定更加科學的海洋資源管理政策，尤其是在面臨深海礦產資源開發的壓力時？數據開放和透明度如何有效支持可持續管理和保護海洋環境的決策？

Q4、上文提到，施密特海洋研究所的計劃涵蓋了深海海山和氧氣最低區等關鍵區域。這些區域的生態系統受環境變化的影響較大。那么，深海海山和氧氣最低區的科學考察如何促進對全球海洋生態系統變化的理解？換句話說，科學考察如何幫助普通公眾理解這些變化對全球海洋生態系統的潛在影響（特別是在氣候變化和人類活動的雙重壓力下）？這些研究結果如何應用于全球海洋保護和資源管理？

歡迎分享你的想法！（請文末留言）

THE END

素材來源 | Schmidt Ocean

編譯 | 王芊佳

編輯 | 海潮君

假期值班排版 | 盧曉雨

【參考資料】
https://schmidtocean.org/https://schmidtocean.org/about/strategic-focus-areas/https://schmidtocean.org/technology/data-management/https://en.wikipedia.org/wiki/RV_Falkorhttps://www.vesselfinder.com/de/vessels/details/7928677https://schmidtocean.org/technology/live-from-rv-falkor/

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