環(huán)赤道三圈 識海洋一步
――我國完成最大規(guī)模環(huán)球大洋科考
新華社青島１２月１１日電（記者 張旭東）我國大洋功勛船“大洋一號”歷時３６９天，航行６４１６２海里，圓滿完成我國第２２航次大洋科考，于１１日上午返回青島。這是我國航程最長、科考范圍最大、參加人數(shù)最多的一次大洋環(huán)球科考，其航程相當(dāng)于３倍赤道長度，并取得諸多歷史性突破和科技成果；但對于神秘的海洋，這只是人類邁出的一小步。
“黑煙囪”大量現(xiàn)身
２２航次總首席科學(xué)家陶春輝介紹，“大洋一號”于２０１０年１２月８日于廣州起航，經(jīng)歷９個航段，調(diào)查區(qū)域涉及印度洋、大西洋和太平洋。此次大洋科考開展了海底多金屬硫化物、多金屬結(jié)核、深海環(huán)境和深海生物多樣性等項(xiàng)目的調(diào)查，各航段科研成果豐碩，水下機(jī)器人和深海巖芯鉆機(jī)等自主研制設(shè)備也成功使用。
“其中，科考人員在此航次中共發(fā)現(xiàn)１６處海底熱液區(qū)，幾乎占我國已知海底熱液區(qū)的一半，包括南大西洋５處，東太平洋１１處，其中在南大西洋發(fā)現(xiàn)的一處熱液區(qū)是目前南大西洋洋中脊發(fā)現(xiàn)的最南端熱液區(qū)。”陶春輝說。
海底熱液活動區(qū)中的熱液硫化物是目前日益受到國際關(guān)注的一種海底礦藏。它的成因在于海水從地殼裂縫滲入地下，遇到熔巖被加熱，溶解了周圍巖層中的金、銀、銅、鋅、鉛等金屬后又從地下噴出。這些金屬經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成硫化物沉積到附近的海底，像“煙囪”的形狀一樣堆積起來，因此也被形象地叫做“黑煙囪”。
２２航次第三和第四航段首席科學(xué)家、國家海洋局第一海洋研究所副研究員楊耀民告訴記者，他所負(fù)責(zé)的兩個航段共發(fā)現(xiàn)了兩處海底熱液區(qū)，其中南太平洋最南端海底熱液區(qū)位于大洋洋中脊和地幔熱點(diǎn)的交會處，這有利于研究地殼的構(gòu)造和演化。“南太平洋另外一處海底熱液區(qū)面積較大，科考人員抓取了一塊銅含量很高的巖石?！彼f。
今年７月末，科考人員在東太平洋發(fā)現(xiàn)海底熱液區(qū)，其中有死亡的還有剛死亡或是離活動熱液區(qū)較近的區(qū)域，這將有利于研究海底熱液區(qū)的形成歷程。“７月３０日，我們抓來一塊重達(dá)５００公斤的硫化物樣品，這是中國自開展硫化物調(diào)查以來所獲得的最大硫化物樣品。”２２航次第六和第七航段首席科學(xué)家倪建宇說。
中國地質(zhì)大學(xué)教授蘇新是第二航段樣品管理員，她告訴記者：“探尋‘黑煙囪’最主要的工具就是電視抓斗，將其放到海底拖著走，一連十幾個小時都要有人盯著屏幕，非?？菰?。我們都開玩笑說‘看著海底無聲電影，就是為了那精彩的一瞬間’?！?/p>
無氧無光魚蝦“自立門戶”
“黑煙囪”附近溫度從１００攝氏度至３００攝氏度不等，硫化物導(dǎo)致周圍環(huán)境劇毒，沒有光線且高壓，但這里并不是只有海水和巖石。“這次我們在南大西洋利用深海生物組合取樣器和電視抓斗抓捕了一條熱液魚、大量盲蝦和海底微生物樣品?！钡谖搴蕉问紫茖W(xué)家、國家海洋局海洋生物遺傳資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任邵宗澤告訴記者。
科考隊(duì)員介紹，他們抓捕的這條熱液魚頭大，體形呈蝌蚪狀，體長約６０厘米，重約１斤，魚眼凸起，呈灰色，體表無鱗，但有堅(jiān)硬剛毛，應(yīng)該是人類所未知的新物種。這為深海大型生物研究提供了珍貴研究資料。
“此外，由于海底無光，我們發(fā)現(xiàn)了沒有眼睛的蝦，命名為‘盲蝦’。盲蝦有大有小，大的長約１０厘米，頭部膨大，頭兩邊的腮發(fā)達(dá)，且呈黑色?！鄙圩跐筛嬖V記者，“大量海底微生物樣品則為生物多樣性研究和基因研究提供了珍貴樣品。因?yàn)楹５赘邷?、高壓、劇毒而且無光，所以海底生物獨(dú)特的基因可應(yīng)用于環(huán)境污染治理等方面?！?/p>
記者采訪了解到，海底熱液區(qū)附近的生物形成了自己的獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)水和海底熔巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時產(chǎn)生氫氣和烷，這被微生物所利用，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為生物能。微生物通過合成有機(jī)物再形成大型生物，逐漸就形成了生物鏈。
此外，有專家指出，海底熱液區(qū)特殊環(huán)境類似于地球早期的環(huán)境，這些微生物就有可能類似于地球早期的生命形式，可為生命起源研究提供參考資料。
楊耀民說，其實(shí)典型生物也是海底熱液區(qū)的重要特征之一，如果發(fā)現(xiàn)了盲蝦，又看到地表顏色發(fā)生變化，那么這里是熱液區(qū)的可能性就會比較大。在南大西洋一處海底熱液區(qū)就有大量盲蝦，它們像從蜂窩里飛出的蜜蜂一樣，瞬間就將電視抓斗的攝像頭包圍了。
探索神秘大海仍是“一小步”
此航次中，我國自主研制的高技術(shù)裝備在航次調(diào)查中發(fā)揮了重要作用，其中深海綜合錨系浮標(biāo)觀測系統(tǒng)、拖曳式資源綜合探測系統(tǒng)及中深孔巖芯取樣鉆機(jī)在航次調(diào)查中首次投入使用并獲得成功，無人纜控潛水器和深海聲學(xué)深拖等重大高新裝備在熱液區(qū)應(yīng)用成功。
陶春輝介紹，無人纜控潛水器（ＲＯＶ）調(diào)查是在第二航段進(jìn)行。無人纜控潛水器兩次下水，利用機(jī)械手完成了硫化物２站３次取樣作業(yè)，取得硫化物、玄武巖等樣品和數(shù)碼照片。這次無人纜控潛水器的成功使用，標(biāo)志著我國成為國際上少數(shù)幾個能使用水下機(jī)器人開展洋中脊熱液調(diào)查和取樣的國家之一。
雖然此航次取得諸多歷史性突破和科研成果，但陶春輝坦言，中國在深海大洋領(lǐng)域仍是“新手”，技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平還有很大差距，至少在５年以上，科學(xué)認(rèn)識水平就差得更遠(yuǎn)。
陶春輝表示，下一步中國大洋科考應(yīng)注重對深海大洋的科學(xué)認(rèn)識水平，例如生態(tài)環(huán)境、生物多樣性、氣象和水文資料等，從初步發(fā)現(xiàn)向深入研究過渡?！袄纾爸袊谟《妊蟀l(fā)現(xiàn)了海底熱液區(qū)，２２航次第一航段就在此布放了深海綜合錨系浮標(biāo)觀測系統(tǒng)，為的是了解這里的水文、氣象資料和生態(tài)環(huán)境等?！彼f。
一些專家指出，目前人類對大洋的認(rèn)識還是冰山一角。以海底生物為例，不光是這條熱液魚人類不認(rèn)識，大量的海底生物人類都還未曾相見。此外，眾所周知海底熱液區(qū)是重要的海底礦藏，浩瀚的大海應(yīng)該還有諸多人類未識的礦產(chǎn)資源和能源。但是，對海洋資源的利用需循序漸進(jìn)，應(yīng)先增加對海洋的科學(xué)認(rèn)識，包括水文、氣象、生物多樣性和生態(tài)環(huán)境等，再計(jì)劃開發(fā)利用。
