甘晨卉
2018年,從5月13日至24日,同濟(jì)大學(xué)、中科院海洋研究所、廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局等單位的8名科研人員,先后乘坐“深海勇士”號(hào)到甘泉海臺(tái)、海馬冷泉、西沙海槽和泥火山的海底,進(jìn)行深海過程、生物群和微地貌的觀察研究,采集了豐富的海洋生物、巖石、沉積物以及供分析的微生物、海水等科學(xué)樣品。
擔(dān)任此次“南海深部計(jì)劃”專家組組長的是我國著名海洋地質(zhì)學(xué)家、中科院院士、同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院教授汪品先。已是82歲高齡的他此次終于實(shí)現(xiàn)深潛的心愿,3次下潛到1400余米的深海,每次下潛觀測(cè)采樣時(shí)間都在8小時(shí)以上,每次都收獲滿滿。他說:“如果沒有這次深潛,我們是不會(huì)發(fā)現(xiàn)‘深水珊瑚林的,深潛加深了對(duì)冷泉口變化的認(rèn)識(shí),為全面、正確理解南海深部提供嶄新的材料和方向。”
不斷修正的航行路線和計(jì)劃
回想起來,讓汪品先院士印象最深刻的,莫過于本航次“連續(xù)作戰(zhàn)”的奮斗精神。半個(gè)月里,“探索一號(hào)”科考船儼然成為一個(gè)“科學(xué)大會(huì)堂”,每天下潛的人員上來后都要做分享,討論、分析“深海勇士”號(hào)在海底錄制的圖像。
“大家不僅討論與后面科考任務(wù)相關(guān)的內(nèi)容,還不斷將科考內(nèi)容與國際上的研究成果進(jìn)行比較,每一次分享就像一次學(xué)術(shù)報(bào)告?!蓖粼菏空f,參加本航次的不少人都是各個(gè)科研院所的學(xué)科帶頭人,在各自的領(lǐng)域頗有建樹,大家既能在交流互動(dòng)中加深對(duì)深海的認(rèn)知和了解,也對(duì)下一步的工作計(jì)劃進(jìn)行了調(diào)整,這種連續(xù)作戰(zhàn)、隨時(shí)調(diào)整科考計(jì)劃的工作狀態(tài)是以往少有的。
實(shí)地探索深海與在辦公室讀文章思考出的問題截然不同。汪品先說,本航次就是一個(gè)科學(xué)探索的過程,不是為了回答問題,而是為了發(fā)現(xiàn)和提出問題,修正航行路線和計(jì)劃變成了正常的事情。
本航次上的8位科研人員,每人都搭乘“深海勇士”號(hào)下潛了1至2次,每次要在海底待上8個(gè)小時(shí)。不過原計(jì)劃下潛2次的汪品先多了一次下潛機(jī)會(huì),“我原來主要也是想看冷泉和珊瑚礁,但因深水珊瑚林的發(fā)現(xiàn),在中科院深海所的支持下,我有幸多潛了一次?!?/p>
讓人驕傲的“深海勇士”號(hào)
1000多米深的海底是什么樣?那是一片黑暗的神秘世界。因?yàn)橹挥?00米以上的淺水才有光,超過這個(gè)深度的海底一片黑暗。世界大洋平均3700米深,這就是說海洋的95%是黑的,汪品先說自己觀察到的僅僅是這廣闊海底世界的一角。
“‘深海勇士號(hào)載人潛水艙像一個(gè)直徑兩米的‘球,里面的大氣環(huán)境與在陸地一樣。每一次載人下潛的成本很高,下潛前我們必須做到心中有數(shù),珍惜在海底的每一分、每一秒?!北M管年事已高,但汪品先那份對(duì)未知世界探索的激動(dòng)、興奮、緊張,早已蓋過了身體的勞累,他總覺得艙外海底神奇的世界讓時(shí)間走得快極了。
每每想起這幾次深潛科考經(jīng)歷,汪品先都為之動(dòng)容,他很感激中科院深海所丁抗、彭曉彤等科學(xué)家的陪伴和支持。
汪品先和海洋打了一輩子交道,作為祖國科技創(chuàng)新不斷發(fā)展壯大的受益者,他完成了人生中的第一次深潛?!吧詈L剿魈匾?,無論如何,我們南海深部計(jì)劃的目標(biāo)是要向世界證明南海深部主要是中國人認(rèn)識(shí)的。深潛就是其中一個(gè)環(huán)節(jié)?!彼f。
仔細(xì)算算,這已是汪品先第五次參與南??瓶肌T缭谏鲜兰o(jì)70年代末,當(dāng)海南島鶯歌海打下南海第一口探井時(shí),他就在岸邊為石油井做鑒定。之后的三次南??瓶?,汪品先乘坐的都是“外國船”。
數(shù)十年風(fēng)風(fēng)雨雨,汪品先見證了祖國海洋科研實(shí)力的發(fā)展壯大?!叭缃?,那么多曾一起并肩作戰(zhàn)的人不在了,和他們相比,我太幸運(yùn)了,直到今天還能發(fā)揮些許作用。”他說,最讓自己驕傲和激動(dòng)的是,他有幸搭乘我國自主研制的4500米載人深潛器“深海勇士”號(hào)下潛到了千余米深的南海。
歷經(jīng)8年艱苦攻關(guān),在國家863計(jì)劃支持和國內(nèi)近百家單位共同研制下,“深海勇士”號(hào)成功實(shí)現(xiàn)潛水器核心關(guān)鍵部件的全部國產(chǎn)化。它充一次電,能在海底遨游10個(gè)小時(shí),借助鋰電池的澎湃動(dòng)力,這名“勇士”可以快速上浮和下潛,大大節(jié)約了往返時(shí)間,增加了深海作業(yè)的時(shí)間。
震撼于海底綠洲“海馬冷泉”
從變幻多彩的海平面到美麗繁華的熱帶淺海生物,再到漆黑荒涼的深海海底,又到奇形怪狀的深淵生物,科學(xué)家們逐步揭開了海洋的神秘面紗,而海洋也在不斷地驚艷著世人。
在深海,科學(xué)家們探索發(fā)現(xiàn)了熱液和冷泉這兩種神秘而特殊的環(huán)境。冷泉是探尋天然氣水合物的重要標(biāo)志之一,本航次的科考目標(biāo)便把冷泉列了進(jìn)來。
乘坐“深海勇士”號(hào)下潛到南海西沙某海域,汪品先被眼前的“冷泉”驚住了:在燈光的照射下,海底幽藍(lán)靜寂,一串串氣泡從海底汩汩冒出,氣泡周邊,密密麻麻生長著貽貝與蛤類,半透明的阿爾文蝦、白色的鎧甲蝦、一簇簇管狀蠕蟲也隨處可見。
冷泉系統(tǒng)是一種深海自然現(xiàn)象,由富含甲烷的流體滲漏出海底而成。這片“海馬冷泉”位于總體呈東西向條帶狀展布,分布在水深為1350至1430米的海底。“海馬冷泉”因2015年廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局利用我國自主研發(fā)的4500米級(jí)“海馬”號(hào)無人深潛器發(fā)現(xiàn)而得名。
不少參與深潛的科考人員還是第一次親眼見到“海馬冷泉”這片海底“生命綠洲”,他們無不被冷泉的生物量之大、豐富度之高所震撼。
汪品先在海底注意的是冷泉區(qū)的變化過程。如果從新出現(xiàn)的土堆,到敗落衰亡的貝殼堆進(jìn)行比較,就可以看出隨著甲烷氣體排放的盛衰,生物群、沉積物和微地貌都在變化,可以解讀出千余米水下冷泉生態(tài)系統(tǒng)生生息息的“深海演義”。
此外,科考人員還在“海馬冷泉”發(fā)現(xiàn)了新的活動(dòng)噴口。在西沙甘泉海臺(tái)下,他們也發(fā)現(xiàn)了活的冷泉生物群和弱冷泉活動(dòng)口。隨后,科學(xué)家在“海馬冷泉”區(qū)進(jìn)行了沉積水化學(xué)的測(cè)量和動(dòng)物誘捕的試驗(yàn),并在不同活動(dòng)程度的冷泉口,采集了定量生物和地質(zhì)樣品,首次對(duì)泥火山進(jìn)行了深潛探測(cè),采集到了碳酸鹽結(jié)殼等樣品。
意外發(fā)現(xiàn)海洋古生物深水珊瑚林
在西沙海域1000多米深的海底,一些下半部分像竹子,上半部像鞭子的“竹珊瑚”引起了汪品先的注意。把這些珊瑚拉直,能有五六米之長,“站立”在它們身旁的,還有一些扇狀、掃帚狀等多種多樣的深水珊瑚,還有海綿和苔蘚蟲。
深水珊瑚林的發(fā)現(xiàn),讓他興奮極了,這成了本航次意想不到的重要收獲。為什么會(huì)對(duì)深水珊瑚林產(chǎn)生如此濃厚的興趣?
“關(guān)于深水珊瑚,大西洋早有報(bào)道,我們國家此前還幾乎是個(gè)空白。據(jù)國外報(bào)道,世界上最老的生物可能就是深水珊瑚?!蓖羝废冉忉屨f,珊瑚不僅在熱帶和亞熱帶淺海造礁,深水也有珊瑚,許多珊瑚營是單體生活,并不形成骨骼。但這次“偶遇”的深水珊瑚不但有高大的骨骼,珊瑚群的分布也相當(dāng)密集,稱得上是“海底的珊瑚林”。
和陸地上的園林一樣,高大的竹珊瑚像樹木,低矮的扇珊瑚和海綿之類像灌木,而貼在海底的海綿、苔蘚蟲相當(dāng)于草本植物。這些固著在海底的生物構(gòu)成了深海的“園林”,為游泳和爬行的章魚、海星等海洋動(dòng)物提供了棲居地,就好比陸地上的樹林是鳥獸的家園。
汪品先介紹,追溯陸地和海面千百年來的氣候變化,人類可以分析樹木和珊瑚的年輪,但是我們當(dāng)前研究的珊瑚多生長在熱帶和亞熱帶的淺海水面上,反映不了深海的變化。而深水珊瑚長在千米水深的海底,有些屬種生長十分緩慢,幾十年才長一毫米,壽命可以高達(dá)數(shù)千年,為我們研究古海洋氣候提供了寶貴的記錄。
深水珊瑚林的發(fā)現(xiàn),還有著重要的生態(tài)意義。“以前人們認(rèn)為深海裸露的巖石只是風(fēng)化剝蝕的對(duì)象,沒有生物??缮钏汉髁诌@一生物的發(fā)現(xiàn),也打破了原有的認(rèn)知,需要進(jìn)一步研究其分布范圍和形成原因,探索它們?cè)谏锏厍蚧瘜W(xué)過程中的作用?!蓖羝废日f。
“這次深潛,我在海底看到了兩種截然不同的生物生態(tài)系統(tǒng),見識(shí)到了冷泉的‘快生活,也領(lǐng)略到了深水珊瑚的‘慢生活,太神奇、太難得了!”說到印象深刻的瞬間,汪品先對(duì)那片深水珊瑚林念念不忘。更讓他興奮的是,“深海勇士”號(hào)抓取了一支5米長的“竹珊瑚”,不但是研究的好材料,也是科普陳列的“寶貝”。
神秘壯闊的深海,我們朝你又近了一步。