中国科学院“全球深渊深潜探索计划”（Global TREnD）团队自主研发的全海深生物地球化学实验系统（BES）在雅浦海沟和马里亚纳海沟的深渊带（深度7869-10903米）成功开展原位培养实验，标志着我国在深海原位实验研究领域取得重要进展，为揭示深海深渊生命活动与元素循环过程提供了关键技术支撑。相关成果近日发表于《深海研究Part I-海洋学研究论文》（Deep Sea Research-Part I）。

正在深海海底工作的BES，系统由载人深潜器完成布放。研究团队供图

BES专为在全球最深海域开展原位培养实验而设计。主要由泵、多通阀、油压舱、钛合金电子舱和培养袋等关键部件构成，拥有诸多突出特点：一是，具备全海深作业能力，系统经过实验室高压试验，可在110Mpa的高压和2°C的低温极端环境下稳定运行；二是，具备原位操作能力与传统采样方式不同，BES系统可直接在海底完成海水采集和培养实验；三是，双模式设计灵活便捷，支持着陆器布放模式与载人潜水器布放模式两种操作方式，可根据不同的科研需求灵活选择，提高了系统的兼容性和实用性。

传统深海研究主要采用CTD采水器采集样品后进行甲板培养的方法。然而，样品在回收过程中会经历压力和温度变化，这会显著改变微生物活性和地球化学过程速率，进而导致测量结果出现偏差。BES系统的创新之处在于实现了真正意义上的原位实验：在海底直接采水并立即开始培养；全程保持深渊环境的原始温度、压力与化学条件；最大限度维持微生物群落的自然状态与活性；获得更接近真实情况的生物地球化学过程速率数据。

此次BES系统在世界最深海域的部署，充分验证了其在极端深渊环境下的可靠性和操作可行性。研究团队借助该系统，首次原位测量了深渊带氨氧化和亚硝酸盐氧化速率，证实了即使在万米深渊，依然存在活跃的氮转化过程。目前，改进版BES系统搭载深海载人潜水器，已在多个深海深渊环境得到进一步应用，不断拓展着深海探测的边界。

BES系统的研发和应用，为我国深渊科学研究搭建了又一技术平台。未来，该系统还可拓展应用于甲烷氧化等其他生物地球化学过程的原位研究，在冷泉、热液和缺氧区等特殊深海环境中发挥重要作用。

随着技术的持续优化，BES有望成为揭示深海深渊元素循环与微生物生态耦合关系的重要工具，推动我国深海研究持续向前发展。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.dsr.2025.104626