張武昌
向海山進(jìn)發(fā)
2014年末,我被通知參加即將開啟的“科學(xué)號”科考船探索海山的航次。得到消息后,我的心情非常激動。作為一名海洋生物學(xué)研究者,搭載著中國目前最為先進(jìn)的海洋科考船,去探索海洋中的特殊生境,對我而言有著極大的誘惑。
2014年12月3日,本航次所有科考人員齊聚“科學(xué)號”,當(dāng)天便從青島的奧帆中心碼頭起航,向目標(biāo)海山進(jìn)發(fā)。此次我們的目的地,是位于雅浦海溝附近的一座無名海山。雅浦海溝位于西太平洋上,說起這個名字應(yīng)該很少有人知道,但提起它北面的“明星鄰居”馬里亞納海溝——世界上最深的海溝,可就幾乎人人皆知了。
初 臨 海 山
“科學(xué)號”科考船一路向東南挺進(jìn),經(jīng)過黃海、東海,穿越宮古海峽,途中氣候條件非常惡劣,不僅遇到了寒流,還遭遇了2014年第22號臺風(fēng)。但大家沒有畏懼,仍然堅守崗位。經(jīng)過所有人的努力,8天后我們終于到達(dá)預(yù)定海域。
根據(jù)出發(fā)前搜集的資料,我們初步確定了這座海山的坐標(biāo),并標(biāo)記這座海山山頂水深為65米。雖然到達(dá)時剛過凌晨,但科考人員沒作任何休息,就立即投入到現(xiàn)場的作業(yè)觀測中。
我們首先要做的就是確定這座海山的實際位置和精確地形。此時,船載的多波束地形掃描儀大展神威,比起傳統(tǒng)的單波束測深系統(tǒng),其在準(zhǔn)確性、精度和效率方面有著極大的提高。經(jīng)過我們一整天的初步掃描作業(yè),確定目標(biāo)海山的山頂位置比之前的資料信息偏離了近3海里,山頂水深也更深,達(dá)到了250米。
漫 游 海 山
掌握了詳細(xì)地形資料后,接下來就是本航次的主角——“發(fā)現(xiàn)號”ROV登場的時候了。它很像BBC拍攝紀(jì)錄片用的那種機(jī)器,遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去,它是一個黃色的大家伙,在其正面書有“發(fā)現(xiàn)”兩個大字,且周身被黑色的框架固定。
當(dāng)纜車有力地吊起“發(fā)現(xiàn)號”伸出船舷,并緩慢地下放鋼纜直至入水后,我疾步返回了實驗室。此時,很多人都已等在這里,盯著大屏幕,準(zhǔn)備觀看ROV上的攝像機(jī)通過電纜傳回的視頻直播。
經(jīng)過設(shè)備人員的緊張調(diào)試,屏幕上終于出現(xiàn)了海山的畫面。只見燈光下藍(lán)色背景上,隨著ROV的下沉,海山的地形高低起伏不斷變換著場景。突然,畫面上出現(xiàn)了一片白色的東西,其覆蓋在海山之上,憑我的經(jīng)驗,那應(yīng)該是有孔蟲砂。有孔蟲是海洋里的浮游單細(xì)胞生物,它會分泌石灰質(zhì)外殼,在其死亡后肉體逐漸消解,而外殼則沉積下來。長期的沉積使得被覆蓋的地方猶如披上了一層白雪,遠(yuǎn)遠(yuǎn)望去也很像片沙海。
不一會兒,畫面上的生物多了起來,有游蕩的小蝦,覓食的小魚,匍匐著的海參、海膽、蛇尾(一種無脊椎海生動物),有時還會掠過螃蟹的身影。不僅如此,還有像小樹一樣的珊瑚、形如扇面的海筆、形狀各異的海綿。 但令我沒有想到的是,鏡頭中似乎并沒有出現(xiàn)大型藻類的身影。
“發(fā)現(xiàn)號”ROV的速度開始放緩,今天最為精彩的海底采樣即將上演?!鞍l(fā)現(xiàn)號”ROV有兩種采樣方式,分別是用機(jī)械手捕捉和吸管抓獲。它的機(jī)械手設(shè)有7個關(guān)節(jié),開啟時會像人手一樣靈活伸展,我們用它來抓取較大或較硬的物體;而吸管抓獲的原理則是通過瞬間吸收水流,將其周圍較軟或較小的物體吸進(jìn)ROV的樣品艙里。
抓這些生物可是個技術(shù)活:速度慢了,動物就跑了;速度太快,力道不好掌握,很可能會把樣品夾壞。每一次操作,我們這些觀眾就像在看一場關(guān)鍵的足球賽,時刻等待著進(jìn)球的那一刻。
每次捕獲成功,實驗室內(nèi)都會發(fā)出一陣歡呼聲;而有時運氣太差,有些動物在受到刺激后,形態(tài)會發(fā)生改變,不是跑掉就是被夾壞了,這時實驗室內(nèi)就會響起一陣惋惜聲。好在操作人員在每次抓捕前,都會用高清鏡頭對它進(jìn)行特寫拍照,以留底作為圖片資料。
這些得來不易的樣品,科學(xué)家們都將其視若珍寶。首先都會盡量把它們養(yǎng)活,最有效的方法就是用最短的時間把樣品放到低溫的海水中培養(yǎng)。如果活不了,就只能抓緊時間拍照,最后用酒精固定樣品,待到上岸后回實驗室再仔細(xì)鑒定種類。
經(jīng)過20天的奮戰(zhàn),我們在海山的4個方向的山坡上下放了ROV,最深處達(dá)4000米。這次航次考察非常成功,我們滿載著樣品踏上了返程。
國家的富強(qiáng),有力地推動了我國海洋事業(yè)的發(fā)展,在國際深海海洋科學(xué)研究方面,中國再一次發(fā)出了自己強(qiáng)有力的聲音。
TIPS
海山,顧名思義就是海里的山。通常來說,露出水面的叫海島,高潮時淹沒、低潮時露出的叫礁,沒有露出海面的叫海山。有的海山山頂離海面幾千米,有的僅在水下幾米,但是海山都有一個共同的特點,就是海底隆起部分都超過1000米。
全球有多少座海山?3萬,5萬,還是10萬?至今沒有人能給出確切的數(shù)字。但人類探索過的海山僅有300多座,而其中僅有少數(shù)是科學(xué)家真正“下海去看過”的。根據(jù)最新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,全球60%以上的海山分布在太平洋,尤以南、北緯30度之間的熱帶太平洋地區(qū)最為密集,包括中太平洋海山群、威克海山群、麥哲倫海山鏈、卡羅琳海山鏈、夏威夷海山鏈等。
海山的形成過程蘊含著豐富的地質(zhì)構(gòu)造意義,典型的海山由死火山形成,有1000~4000米的海底突出。海山通常也是大洋漁場所在地及生物多樣性豐富的區(qū)域,進(jìn)行海山生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其與環(huán)境關(guān)系的研究,有助于提高對海山生態(tài)系統(tǒng)的科學(xué)認(rèn)知。
TIPS
“科學(xué)號”科學(xué)考察船,長99.8米、寬17.8米,這樣的長寬比使它看起來更像是個“小胖子”,其核定總噸位4711噸,續(xù)航能力達(dá)1.5萬海里。它具備全球航行能力,配備了海洋大氣、水體、海底、深海極端環(huán)境和遙感信息現(xiàn)場驗證等五大船載探測系統(tǒng)。除了深海ROV(無人遙控潛水器)外,“科學(xué)號”上還搭載了多個新型設(shè)備,包括巨型采泥器、多管取樣器、阿氏網(wǎng)、保真取樣器等。