出征兩個(gè)多月的“科學(xué)”號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)對填補(bǔ)我國在西太平洋深海的研究空白、提升我國在深海生態(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?！苯邮堋吨袊茖W(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)科技專項(xiàng)及中科院國際創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目科考任務(wù)。
“按照任務(wù)安排,‘科學(xué)’號此次重點(diǎn)開展西太平洋雅浦—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)專項(xiàng)首席科學(xué)家、中科院海洋所所長孫松告訴《中國科學(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1000米但仍未突出海平面的隆起。
“國外對熱帶西太平洋海山的研究甚少,對此次調(diào)查所涉的兩座海山未見任何報(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)特的研究價(jià)值。
徐奎棟進(jìn)一步介紹說,他們主要利用“發(fā)現(xiàn)”號ROV深海機(jī)器人對海山的海底地質(zhì)環(huán)境和生物群落進(jìn)行原位觀測和取樣,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。對兩座海山地形地貌的多波束掃描過程,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航道測量局的差分圖相距甚遠(yuǎn)。”徐奎棟回憶說,“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?！?/p>
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):“沒有發(fā)現(xiàn)原來標(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,他們迅速決策并選擇了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)星重力測高,而衛(wèi)星重力測高的誤差較大,這就是為什么要實(shí)測該區(qū)域的價(jià)值所在?！睂O松說。
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,無論對科考船還是船載設(shè)備,都是一次冒險(xiǎn)和考驗(yàn)。
“國家海洋局的船曾經(jīng)到過這里,但因?yàn)樗疁\,沒敢涉險(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
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)一座具有重要研究價(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)”號還實(shí)現(xiàn)了多個(gè)“首次”。
徐奎棟如數(shù)家珍:“發(fā)現(xiàn)”號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號巨型和大型生物標(biāo)本,涉及約180種珊瑚、海綿、棘皮動物、甲殼動物及魚類等生物,其中許多是未曾發(fā)現(xiàn)和描述的種類;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,法國國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CTD搭載深海原位保壓采水器,成功進(jìn)行了國內(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)特的磁場運(yùn)動特性和生物學(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。”吳龍飛說。
《中國科學(xué)報(bào)》2016-05-10 第1版 要聞
