出征兩個多月的“科學”號日前從西太平洋傳回捷報:首次獲取馬里亞納海山區兩座海山的精細地形地貌圖譜;首次實現6000米水深原位保壓水樣采集并成功進行培養;“發現”號ROV深海機器人成功下潛15次,獲得許多未曾發現的生物樣品、巖石……
“這些重要發現對填補我國在西太平洋深海的研究空白、提升我國在深海生態系統研究及資源探查和利用等領域的地位具有重要意義?！苯邮堋吨袊茖W報》記者采訪時,航次首席科學家、中科院海洋所研究員徐奎棟正帶領他的團隊進行相關分析,以揭示該海山區生態系統的基本結構、生產過程及其關鍵控制因素。
目標:兩座未知海山
2月25日,“科學”號從青島起航,赴西太平洋執行中科院戰略性先導科技專項及中科院國際創新團隊項目科考任務。
“按照任務安排,‘科學’號此次重點開展西太平洋雅浦—馬里亞納海山區靶定海山的系統性調查?！薄盁釒魈窖蠛Ｑ笙到y物質能量交換及其影響”(WPOS)先導專項首席科學家、中科院海洋所所長孫松告訴《中國科學報》記者,西太平洋海底是最活躍的區域,海山、熱液、深淵等在這里都很復雜,是研究深海極端環境和深海生態系統的理想區域,而這方面的研究在全球海洋中又是最薄弱的區域。
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,對此次調查所涉的兩座海山未見任何報道?！毙炜鼦澑嬖V記者,本次調查所選取的雅浦—馬里亞納海山區,位于雅浦海溝和馬里亞納海溝的交界處,無論從地質構造、水文環境、生物多樣性和生態功能上,都具有十分獨特的研究價值。
徐奎棟進一步介紹說,他們主要利用“發現”號ROV深海機器人對海山的海底地質環境和生物群落進行原位觀測和取樣,獲取靶定海山的精細地形地貌圖譜、大型生物影像資料、巖石與生物樣品及周邊沉積物的樣品,獲取海山區生態系統的基本結構參數。
過程:一次冒險和考驗
科考隊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,是整個航次中大家最難忘的一段經歷。
“起初首選M1海山進行多波束掃描,但分析發現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?！毙炜鼦澔貞浾f,“海圖及差分圖都顯示M1海山離海面約560米,但實際掃描出的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”!科考隊員們瞬間“壓力山大”。因為時間緊、任務重,他們擔心找不到有科研價值的海山。
徐奎棟及時將情況匯報給孫松及相關所領導。孫松隨即回復:“沒有發現原來標注的海山,這本身就是一個發現?！?/p>
在孫松的鼓勵和指導下,他們迅速決策并選擇了M2海山進行地形掃描。
“雅浦—馬里亞納海山區的海山地形地貌基本都是未知的,該區域海圖的地形資料源于衛星重力測高,而衛星重力測高的誤差較大,這就是為什么要實測該區域的價值所在?！睂O松說。
可是,M2海山在差分圖上顯示高點離海面有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備,都是一次冒險和考驗。
“國家海洋局的船曾經到過這里,但因為水淺,沒敢涉險進入?！睘榇?徐奎棟帶領隊員們做了特殊的跑線設計。在全體船隊員的努力下,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本。
收獲:未曾發現的種類
除了首次獲取馬里亞納海山區兩座海山的精細地形地貌圖譜,并發現一座具有重要研究價值的平頂海山外,在為期39天的多學科綜合探查中,“科學”號還實現了多個“首次”。
徐奎棟如數家珍:“發現”號ROV深海機器人成功下潛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,其中許多是未曾發現和描述的種類;首次實現6000米水深原位保壓水樣采集并成功進行培養;通過CTD采水、浮游生物拖網和多聯網等采樣手段,獲得了靶定海山區生態系統的基本結構參數……
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恭攜帶了兩套深海原位保壓采水器,通過搭載CTD進行不同深度的海水原位樣品保壓采集。
吳龍飛記得,當地時間3月20日凌晨2時30分,在M2海山南側,他們通過CTD搭載深海原位保壓采水器,成功進行了國內首次6000米水深的保壓采樣及樣品保壓轉移。
后續,他們進行了4000米、3000米及2000米等水深的保壓采樣,共在M2海山區的12個不同深度的站點進行了底層水樣采集,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“發現”號ROV深海機器人取得的沉積物樣品中發現了一些未曾報道的新奇的趨磁細菌?！摆叴偶毦哂歇毺氐拇艌鲞\動特性和生物學特性,被認為是高新技術應用中的一種新的生物資源?！眳驱堬w說。
《中國科學報》2016-05-10 第1版 要聞
