出征兩個(gè)多月的“科學(xué)”號(hào)日前從西太平洋傳回捷報(bào):首次獲取馬里亞納海山區(qū)兩座海山的精細(xì)地形地貌圖譜;首次實(shí)現(xiàn)6000米水深原位保壓水樣采集并成功進(jìn)行培養(yǎng);“發(fā)現(xiàn)”號(hào)ROV深海機(jī)器人成功下潛15次,獲得許多未曾發(fā)現(xiàn)的生物樣品、巖石……
“這些重要發(fā)現(xiàn)對(duì)填補(bǔ)我國(guó)在西太平洋深海的研究空白、提升我國(guó)在深海生態(tài)系統(tǒng)研究及資源探查和利用等領(lǐng)域的地位具有重要意義?！苯邮堋吨袊?guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí),航次首席科學(xué)家、中科院海洋所研究員徐奎棟正帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行相關(guān)分析,以揭示該海山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)過(guò)程及其關(guān)鍵控制因素。
目標(biāo):兩座未知海山
2月25日,“科學(xué)”號(hào)從青島起航,赴西太平洋執(zhí)行中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)及中科院國(guó)際創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目科考任務(wù)。
“按照任務(wù)安排,‘科學(xué)’號(hào)此次重點(diǎn)開(kāi)展西太平洋雅浦—馬里亞納海山區(qū)靶定海山的系統(tǒng)性調(diào)查。”“熱帶西太平洋海洋系統(tǒng)物質(zhì)能量交換及其影響”(WPOS)先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)首席科學(xué)家、中科院海洋所所長(zhǎng)孫松告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者,西太平洋海底是最活躍的區(qū)域,海山、熱液、深淵等在這里都很復(fù)雜,是研究深海極端環(huán)境和深海生態(tài)系統(tǒng)的理想?yún)^(qū)域,而這方面的研究在全球海洋中又是最薄弱的區(qū)域。
海山是指從海底高度超過(guò)1000米但仍未突出海平面的隆起。
“國(guó)外對(duì)熱帶西太平洋海山的研究甚少,對(duì)此次調(diào)查所涉的兩座海山未見(jiàn)任何報(bào)道?！毙炜鼦澑嬖V記者,本次調(diào)查所選取的雅浦—馬里亞納海山區(qū),位于雅浦海溝和馬里亞納海溝的交界處,無(wú)論從地質(zhì)構(gòu)造、水文環(huán)境、生物多樣性和生態(tài)功能上,都具有十分獨(dú)特的研究?jī)r(jià)值。
徐奎棟進(jìn)一步介紹說(shuō),他們主要利用“發(fā)現(xiàn)”號(hào)ROV深海機(jī)器人對(duì)海山的海底地質(zhì)環(huán)境和生物群落進(jìn)行原位觀測(cè)和取樣,獲取靶定海山的精細(xì)地形地貌圖譜、大型生物影像資料、巖石與生物樣品及周邊沉積物的樣品,獲取海山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)。
過(guò)程:一次冒險(xiǎn)和考驗(yàn)
科考隊(duì)員將兩座海山暫命名為M1和M2海山。對(duì)兩座海山地形地貌的多波束掃描過(guò)程,是整個(gè)航次中大家最難忘的一段經(jīng)歷。
“起初首選M1海山進(jìn)行多波束掃描,但分析發(fā)現(xiàn)M1海山與船上的海圖及英國(guó)航道測(cè)量局的差分圖相距甚遠(yuǎn)?！毙炜鼦澔貞浾f(shuō),“海圖及差分圖都顯示M1海山離海面約560米,但實(shí)際掃描出的M1海山頂端離海面約2000米。”
這意味著,原定首選的海山“丟了”!科考隊(duì)員們瞬間“壓力山大”。因?yàn)闀r(shí)間緊、任務(wù)重,他們擔(dān)心找不到有科研價(jià)值的海山。
徐奎棟及時(shí)將情況匯報(bào)給孫松及相關(guān)所領(lǐng)導(dǎo)。孫松隨即回復(fù):“沒(méi)有發(fā)現(xiàn)原來(lái)標(biāo)注的海山,這本身就是一個(gè)發(fā)現(xiàn)?！?/p>
在孫松的鼓勵(lì)和指導(dǎo)下,他們迅速?zèng)Q策并選擇了M2海山進(jìn)行地形掃描。
“雅浦—馬里亞納海山區(qū)的海山地形地貌基本都是未知的,該區(qū)域海圖的地形資料源于衛(wèi)星重力測(cè)高,而衛(wèi)星重力測(cè)高的誤差較大,這就是為什么要實(shí)測(cè)該區(qū)域的價(jià)值所在?！睂O松說(shuō)。
可是,M2海山在差分圖上顯示高點(diǎn)離海面有40米,而船上的海圖顯示僅19.7米,這么淺的海山,無(wú)論對(duì)科考船還是船載設(shè)備,都是一次冒險(xiǎn)和考驗(yàn)。
“國(guó)家海洋局的船曾經(jīng)到過(guò)這里,但因?yàn)樗疁\,沒(méi)敢涉險(xiǎn)進(jìn)入?！睘榇?徐奎棟帶領(lǐng)隊(duì)員們做了特殊的跑線設(shè)計(jì)。在全體船隊(duì)員的努力下,圓滿完成了M2海山的地形掃描,獲得了一座科研價(jià)值巨大的平頂海山以及大量新奇多樣的海洋生物和寶貴的巖石標(biāo)本。
收獲:未曾發(fā)現(xiàn)的種類(lèi)
除了首次獲取馬里亞納海山區(qū)兩座海山的精細(xì)地形地貌圖譜,并發(fā)現(xiàn)一座具有重要研究?jī)r(jià)值的平頂海山外,在為期39天的多學(xué)科綜合探查中,“科學(xué)”號(hào)還實(shí)現(xiàn)了多個(gè)“首次”。
徐奎棟如數(shù)家珍:“發(fā)現(xiàn)”號(hào)ROV深海機(jī)器人成功下潛15次,獲得了50塊巖礦樣品以及287號(hào)巨型和大型生物標(biāo)本,涉及約180種珊瑚、海綿、棘皮動(dòng)物、甲殼動(dòng)物及魚(yú)類(lèi)等生物,其中許多是未曾發(fā)現(xiàn)和描述的種類(lèi);首次實(shí)現(xiàn)6000米水深原位保壓水樣采集并成功進(jìn)行培養(yǎng);通過(guò)CTD采水、浮游生物拖網(wǎng)和多聯(lián)網(wǎng)等采樣手段,獲得了靶定海山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)……
此次,法國(guó)國(guó)家科研中心研究員吳龍飛和中科院三亞深海所助理研究員李學(xué)恭攜帶了兩套深海原位保壓采水器,通過(guò)搭載CTD進(jìn)行不同深度的海水原位樣品保壓采集。
吳龍飛記得,當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月20日凌晨2時(shí)30分,在M2海山南側(cè),他們通過(guò)CTD搭載深海原位保壓采水器,成功進(jìn)行了國(guó)內(nèi)首次6000米水深的保壓采樣及樣品保壓轉(zhuǎn)移。
后續(xù),他們進(jìn)行了4000米、3000米及2000米等水深的保壓采樣,共在M2海山區(qū)的12個(gè)不同深度的站點(diǎn)進(jìn)行了底層水樣采集,一部分用于分離深海嗜壓微生物,另一部分用于微生物多樣性分析。
此外,他們還從“發(fā)現(xiàn)”號(hào)ROV深海機(jī)器人取得的沉積物樣品中發(fā)現(xiàn)了一些未曾報(bào)道的新奇的趨磁細(xì)菌?！摆叴偶?xì)菌具有獨(dú)特的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)特性和生物學(xué)特性,被認(rèn)為是高新技術(shù)應(yīng)用中的一種新的生物資源?！眳驱堬w說(shuō)。
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》2016-05-10 第1版 要聞
