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探秘大洋深處(潛入深藍(lán))——“海龍Ⅲ”試驗(yàn)和應(yīng)用作業(yè)紀(jì)實(shí)

發(fā)布日期:2018-09-03 17:16:13

茫茫深海訴說(shuō)著無(wú)盡神秘,吸引人類(lèi)一探究竟

當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月20日,西北太平洋海山區(qū)晴空萬(wàn)里,湛藍(lán)色的大海傳來(lái)陣陣涌浪聲。此刻,正在執(zhí)行自然資源部批準(zhǔn)的中國(guó)大洋48航次任務(wù)的“大洋一號(hào)”船上,由我國(guó)自主研發(fā)的“海龍Ⅲ”首次在航次中開(kāi)展試驗(yàn)性應(yīng)用,來(lái)自自然資源部北海分局的孫元宏、任峰、馬治忠和上海交通大學(xué)的吳超、王猛等人組成了“海龍Ⅲ”ROV的操作團(tuán)隊(duì)。

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圖為“海龍Ⅲ”操作團(tuán)隊(duì)(寧晶 攝)

首席助理李正剛告訴記者,“海龍Ⅲ”此次調(diào)查的這座海山非常古老,形成于1億多年前的海底火山噴發(fā)。多波束精細(xì)地形測(cè)量顯示,海山山頂水深1300米左右,山腳水深4500米以上,凈高度達(dá)3200米以上?!昂}垺闭{(diào)查路線將從深水盆地、山麓到中等深度的山腰,再到淺水的山頂。

上午9:00,“海龍”正式下水,開(kāi)啟了為期七天的深海探索之旅,將我們的“眼睛”與“雙手”帶向大海深處。

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圖為海底生物(寧晶 攝)

深度4200米:最深的下潛

中午12時(shí),“海龍”成功觸及4180米山間盆地邊緣。船上深拖實(shí)驗(yàn)室里異常熱鬧,科考隊(duì)員湊在一起觀看“海龍”發(fā)回來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)直播。與想象中的“魚(yú)蝦成群、海草豐盛、珊瑚飄搖”的景象相反,這里的深海竟一片荒蕪,除了白色軟泥上覆蓋的大量結(jié)核外,再也難覓生物蹤影,偶爾飄過(guò)來(lái)一條魚(yú)、蝦讓隊(duì)員們驚喜不已。

來(lái)自自然資源部海洋二所的生態(tài)學(xué)博士沈程程向記者解釋了原因:“1000米以下的海洋絕對(duì)黑暗,陽(yáng)光照不進(jìn)來(lái),不能進(jìn)行光合作用,便沒(méi)有植物。另外,海底環(huán)境黑暗、低溫、高壓,物質(zhì)和能量相對(duì)貧乏,難以支撐大的種群生長(zhǎng),生物稀少?!?/p>

12時(shí)30分,ROV集控室內(nèi),“海龍Ⅲ”ROV操控團(tuán)隊(duì)正在操控著“海龍”的一舉一動(dòng)。機(jī)械手、ROV本體、照明攝像、絞車(chē)?yán)|線,4人分工明確,分別掌控“海龍”身體的一部分。他們調(diào)整姿態(tài),要將“大洋48航次”等標(biāo)志物投放海底。機(jī)械操作手任峰輕推手柄,將綁扎在“海龍”身上的標(biāo)志物解開(kāi)、夾起、投擲,標(biāo)志物便穩(wěn)穩(wěn)地墜在海底。吳超順勢(shì)按下快門(mén),為4180米的深海海底留下珍貴紀(jì)念。

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圖為科考隊(duì)員成功完成任務(wù)(寧晶 攝)

第一個(gè)目標(biāo)任務(wù)完成!瞬間點(diǎn)燃了所有人的熱情。第二個(gè)任務(wù),用機(jī)械手抓住操作人員自制的鏟斗,采樣海底結(jié)核。機(jī)械手將鏟斗插進(jìn)深海沉積物,一團(tuán)水泥霧起,模糊了鏡頭,再散開(kāi),結(jié)核取樣成功!吳超立即“拉開(kāi)”樣品籃,機(jī)械手靈活地轉(zhuǎn)好角度,倒入樣品。

首席科學(xué)家李懷明介紹,海山作業(yè)區(qū)廣泛發(fā)育水成型的結(jié)核,表面光滑,多呈球狀,具有覆蓋率高、豐度高、Co含量高等特點(diǎn)。而從現(xiàn)場(chǎng)的照相初步分析,該區(qū)結(jié)核覆蓋率可達(dá)90%。與此同時(shí),相較于其他采樣方式,“海龍Ⅲ”可視化、機(jī)動(dòng)化、精確化的作業(yè)方式,對(duì)于科學(xué)考察具有重要價(jià)值。

深度3000米:漫長(zhǎng)的旅程

“快看,那里有一只紅色大蝦,還有一只海參?!?1日,“海龍”在3300米~2800米的海山坡面調(diào)查。這是一次長(zhǎng)途跋涉,“海龍”要長(zhǎng)時(shí)間近底作業(yè)6個(gè)小時(shí),爬坡上坎,挑戰(zhàn)海山間多變地形,并要與“大洋一號(hào)”母船作好聯(lián)動(dòng)配合。

科考隊(duì)員則通過(guò)“海龍”傳回的影像,不斷辨認(rèn)、討論海底地形地質(zhì)特點(diǎn)及海山間生物的多樣性。這時(shí),陡坡上出現(xiàn)一塊巨石,巖石上矗立兩只花朵狀生物,旁邊另有一個(gè)枝狀生物。現(xiàn)場(chǎng)氣氛頓時(shí)熱烈了起來(lái),隊(duì)員們紛紛討論是什么物種。

“花朵狀生物屬于囊萼海綿屬的種類(lèi),枝狀生物可能為肉食海綿?!笨瓶缄?duì)員中的“海綿小王子”、來(lái)自廈門(mén)大學(xué)的研究生盧毓浩說(shuō)道。此時(shí),“海龍”將鏡頭拉近,眾人震驚,只見(jiàn)這只海綿上竟棲息盤(pán)繞有3種生物。

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圖為豐富的海底生物(寧晶 攝)

“海綿是固著生物,上面棲息的是海蛇尾、海百合與蝦類(lèi),它們與海綿是一種互利共生的關(guān)系,海綿為這些生物提供附著與生長(zhǎng)場(chǎng)所,生物又為海綿帶來(lái)食物碎屑?!北R毓浩說(shuō)。

ROV集裝箱內(nèi),生物組張東聲博士立即表示,想要取樣這只海綿。機(jī)械手任峰小心翼翼地調(diào)整機(jī)械手臂,張開(kāi)機(jī)械爪一把抓住海綿,取樣成功!只是沒(méi)想到嚇跑了海蛇尾……

張東聲告訴記者,3000米左右海山區(qū)的生物數(shù)量明顯多于4000米,主要是隨著海底地形和底質(zhì)的變化,地形坡度變大,對(duì)海流有一定的加強(qiáng)作用,有利于海綿等固著生物獲得食物;而底質(zhì)由沉積變基巖,適合固著生物著床。

深度2000米:巧遇珊瑚林

22日,“海龍Ⅲ”再次下水,沿著海山脊從2300米上升至1800米。只見(jiàn)這里巖石眾多,板狀結(jié)殼資源豐富。

“山腳結(jié)核,山頂結(jié)殼?!崩钫齽傁蛴浾呓忉尩溃骸霸谏侥_,沉積物較厚,發(fā)育大型結(jié)核;隨著坡度變大,則以結(jié)殼生長(zhǎng)為主,僅在局部平坦區(qū)域見(jiàn)到小型結(jié)核和沉積物;而到了山頂,厚厚的結(jié)殼會(huì)覆蓋整個(gè)區(qū)域?!?/p>

這時(shí),“海龍”前方巖石上突然出現(xiàn)大量生物,只見(jiàn)海綿林立、珊瑚叢生?!斑@是海綿場(chǎng),也稱(chēng)海綿花園,相當(dāng)于熱帶珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng),能為其它生物提供棲息地和避難場(chǎng)所,具有重要的生態(tài)作用?!北R毓浩說(shuō),“之所以能形成海綿花園,是由于海綿捕食者少,食物和空間競(jìng)爭(zhēng)者較少,海綿也更能適應(yīng)餌料稀少的深海海水。”

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圖為海底珊瑚(寧晶 攝)

此刻,張東聲博士表示要采樣珊瑚樣品。“海龍”將機(jī)械手伸展過(guò)去,用“鋼爪”揪住了一只紅色珊瑚,機(jī)器人作業(yè)不講柔情,眾人心疼地埋怨機(jī)械手任峰。不過(guò),也總算為科學(xué)家?guī)Щ亓苏滟F的珊瑚樣品。

12點(diǎn)47分,群情激奮!“海龍”第一次用搭載宏吸式取樣設(shè)備,完整地吸進(jìn)去一條合鰓鰻、一只蝦。

“海水最淺的地方,生物量往往最豐富?!睆垨|聲博士說(shuō),深海生物主要食物來(lái)源是上層海水沉降下來(lái)的顆粒物,顆粒物在沉降過(guò)程中被多種生物化學(xué)過(guò)程分解,因此在深海中海水越淺生物量越豐富。

深度1300米:山頂?shù)穆?/strong>

23日,“海龍Ⅲ”再次下潛,深度1300米,這是一次山頂?shù)穆?,ROV成功采集結(jié)殼樣品與一只“偕老同穴”海綿。

自然資源部海洋二所的生態(tài)學(xué)博士許鵬向記者解釋了這類(lèi)蝦與海綿共生的現(xiàn)象:兩只蝦幼年時(shí),一雌一雄,進(jìn)入海綿的中央腔內(nèi),取食隨著海水流入的有機(jī)物逐漸長(zhǎng)大,而不能走出,直至死亡,取伉儷情深、白頭偕老之意,因此蝦名儷蝦,海綿也得“偕老同穴”之美名。

據(jù)介紹,此次“海龍Ⅲ”5次開(kāi)展科考作業(yè),共采集到海綿、合鰓鰻、海百合、海蛇尾、蝦、珊瑚6類(lèi)生物。下一步,科學(xué)家將對(duì)這些樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究,進(jìn)一步拓展對(duì)深海海山生物多樣性的認(rèn)識(shí),了解不同海山間生物群落的相似性和連通性。另外,“海龍Ⅲ”共采集結(jié)核、結(jié)殼樣品6.5公斤,通過(guò)室內(nèi)化學(xué)成分分析,可以了解其金屬元素組成,以及“生長(zhǎng)”歷史。

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圖為此次科考團(tuán)隊(duì)合影(寧晶 攝)

“‘海龍Ⅲ’ROV系統(tǒng)試驗(yàn)性應(yīng)用的成功,標(biāo)志著我國(guó)深海重大技術(shù)裝備發(fā)展又向前邁出了重要一步。”首席科學(xué)家李懷明說(shuō),“海龍”ROV系統(tǒng)是我國(guó)“蛟龍?zhí)胶!惫こ讨械囊豁?xiàng)重要內(nèi)容,相信將很快出現(xiàn)在深海資源勘查開(kāi)發(fā)、深海環(huán)境監(jiān)測(cè)保護(hù)、深海科學(xué)認(rèn)識(shí)等眾多領(lǐng)域,助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)。


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