深海探索的“中国印记”

2019-12-11 10:05
科学之友 2019年12期
关键词:海山科考船航次

从望洋兴叹到梦想成真

2019年5月27日,“科学”号科考船上犹如卡通形象“海绵宝宝”的“发现”号遥控无人潜水器入水下潜。“科学”号科考船开始了为期20天的第五次西太平洋海山科学考察,开启又一段对蔚蓝深海的探索之旅。

这是一片神秘的地域,这是一处中国人甚少光临的空间。金柳珊瑚、丑柳珊瑚、黑珊瑚、柱星螅和海绵等在海山集聚,还有蛇尾、铠甲虾等在珊瑚林间生长。

“此前在附近海山也发现过珊瑚林,但颜色和种类很单一,这里的珊瑚林五彩缤纷,是名副其实的‘海底花园。”航次首席科学家、中国科学院海洋研究所研究员徐奎栋说。

全球有逾30 000座海山,但有生物取样的海山仅300多座,取样调查较全面的海山仅50多座。西太平洋是全球海山系统分布最为集中的海域,人类对这一区域海山的认识却非常有限。此次海底探秘获得了丰富的样品、资料和数据,仅海洋生物样品就采集了250多种,为人类进一步认识海山提供了帮助。

取得丰硕成果,有赖于“科学”号上的高科技“武器”。除了“发现”号潜水器,电视抓斗、温盐深仪、浅地层剖面仪等也都大显身手。如科考船的名字一样,科学技术正是助力中国走向深蓝、了解深蓝的重要支撑。

在科考队员们眼里,海山景象、海底生物甚至其貌不扬的石头,都是这部“海洋大片”不可错过的看点。发现奇异生物时,他们睁大眼睛仔细辨认;“发现”号抓取生物样品时,他们屏息静气,手心捏一把汗;出现壮美珊瑚林时,他们直呼“难得”“壮观”……

“做科学研究,就是要保持强烈的好奇心,再加上不断地努力追求,才能达成目标。”徐奎栋说。

回忆起当年只能跟着几百吨的小科考船做近海调查,本航次作业队长、中国科学院海洋研究所研究员张武昌说:“作为海洋科技工作者,我一直对深海大洋充满好奇,但当时却去不了,只能望洋兴叹!那时的梦想就是有像‘科学号这样的一艘科考船,现在终于梦想成真,感觉出海很幸福!”

也许正是这种“幸福感”,促使着一代代海洋科考人一次次告别家人、漂洋过海,实现深蓝梦想。

保护海洋、科学利用海洋的第一步就是要认识海洋。例如,海山生态系统支撑着独特的生物群落,生物多样性高、生物量大、特有种比例高,但人类开展过生物取样的海山仅占极少数,没有研究就谈不上保护。

以“科学”号为代表的中国科考船对深海大洋进行探测调查,为呵护人类共同的“蓝色家园”而不懈努力着。

从“深钻”到“三深”

2019年10月16日,中科院海斗深渊科考试验队完成了在马里亚纳海沟的深海科考任务后返回三亚,整个航程历时54天。此次科考是“探索一号”科考船进行的第三次万米深渊综合科考,科考队在深海装备与技术、地球物理、海洋地质与地球化学、海洋生物及物理海洋等多个学科取得了丰硕成果。

在此次深海科考任务中,我国“探索一号”TS12第二航段首席科学家翦知湣乘“深海勇士”号载人深潜器作业。这是“深海勇士”号第184次下潜,也是翦知湣时隔20年后的第二次下潜。

看似巧合,却不是偶然,科学家们以这样的方式对20年前开启中国“三深”技术的南海ODP184航次(首次在南海中国海区的国际大洋深海科学钻探航次)作了遥远的呼应和致敬。

1999年4月12日,结束ODP184近两个月的航程,“JOIDES?决心号”在香港尖沙咀码头缓缓靠港。第二天的结航仪式上,当时63岁的航次首席、同济大学院士汪品先是船上第一位来自中国的首席。而他的学生就是小他30岁的翦知湣,这位博士毕业留校工作的年轻人,和老师及其他两位中国科学家一起结束科考。

那是第一个由中国科学家主导的大洋钻探航次,全世界最大最先进的科考船来到南海,在中国海域打下深海第一钻。抢在20世纪落幕之前,中国终于进入了深海地质的大门。

门是窄门。“大洋钻探计划是整个地球科学领域历时最长、成绩最佳的国际合作计划。我们20世纪80年代就想加入,直到1998年才通过。”翦知湣说。

开始于1968年的大洋钻探计划分为四个阶段,1985年是第二阶段大洋钻探的开始。虽然希望加入计划,但每年高额的会费在当时是个天文数字。

十多年后,在中国科学家的持续呼吁和主管单位的共同努力下,中国才正式加入大洋钻探计划,并且获得每年两个参航名额。

“有了名额,还要有建议书。”翦知湣说,大洋钻探计划实行“建议书制”,各国可以提交航次建议书,列出自己的科学目标和计划,参与一年两次的评审。

“加入计划意味着可以派个别科学家上船参加航次,但影响相当有限,更好的选择是在中国岸外实施大洋钻探,才能产生影响学科发展的效果。而到哪里进行钻探,是在各国科学家提交的建议书中择优选定的。”翦知湣说。

在获准加入大洋钻探之前,学术界已经开始准备航次建议书,“1996年,在汪品先老师的建议下,我们提交的‘东亚季风演变在南海的记录建议书在1997年大洋钻探学术委员会的全球评比中以第一名胜出,获得尽快实施的机会。”后来才有“JOIDES?决心号”在南海实施ODP184的故事。

如今,中国在2014年和2017—2018年參与主持了三个半国际大洋发现计划(IODP)钻探航次,并正在推进成为美国、日本和欧盟之外的第四个计划领导者。

“1998年中国加入大洋钻探,当年我们没有派人上船,名额留到第二年,才有了4位科学家的参航机会。”翦知湣清晰地记得,“我们2月18日从澳大利亚西南的弗里曼特尔港起航。”

开了十来天,“JOIDES?决心号”来到南海南沙海域附近,翦知湣提到一个小插曲,因为对地形地貌不熟悉以及在那之前出现的海盗事件,外国船长表示“不愿意去定好的南沙井位了”。“汪老师一边交涉,一边跟国家海洋局外事部门联系,南沙舰队派出中国军舰保护,大家才安安心心打钻了。”他笑着回忆起往事。

迄今为止,那是南沙唯一的深海钻井,也是ODP184航次里科学成果最多的一站。20年前大洋钻探首航南海,预示着我国进入国际深海研究的国际前沿。

“深海研究的三大手段就是‘三深:深钻、深潜、深网。深钻是大洋钻探计划,钻进大洋洋底,研究沉积构造;深潜是通过载人和无人深潜,开展深海科学调查;深网是通过布设海底观测网,‘把实验室建在海底,将设备送下去、把信息传上来。”翦知湣说。

“那时候国内跟国外差距很大。当时国内还基本没有稳定同位素质谱仪,我们的科学家主要做苦一些的工作,比如在显微镜下观察微体化石,因为我们缺少很多大型的仪器设备。火越烧越旺。现在我们的设备、我们从事的研究都不逊色于国际同行。”

时至今日,我国的设备技术条件已经具备国际水准,我们思考的问题也是全球性的大科学问题。“探索一号”本航段的科考目标中,对深海冷水珊瑚和海底垃圾堆的考察,都是海洋科学中的前沿问题。

随着科技的进步,中国探索海洋、研究海洋、保护海洋的步伐越发坚定,对于全球海洋治理的贡献愈加突出。中国将同世界各国携手构建海洋命运共同体,为海洋带来和平与繁荣。

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