“蛟龍”南海日志

本刊記者 段雯娟

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“蛟龍”號試驗性應(yīng)用航次南海航段自6月10日從江蘇江陰起航，到7月10日完成最后一次下潛，完成了對超短基線定位系統(tǒng)的標(biāo)定、長基線系統(tǒng)的試驗、冷泉區(qū)科學(xué)考察、海山區(qū)科學(xué)考察等相關(guān)任務(wù)，進一步驗證了“蛟龍”號的其他各項技術(shù)性能，取得了豐碩的生物、地質(zhì)樣品和數(shù)據(jù)資料，鍛煉了載人深潛隊伍，為二三航段打下了堅實基礎(chǔ)。

風(fēng)光旖旎的6月，風(fēng)疾浪高的南海，檢修一新的“向陽紅09”母船和一身戎裝的“蛟龍”號，載著斗志昂揚的科考團隊，以堪稱豪華的陣容，再次走向藍色國土深處。

走向深藍、認識深藍、開發(fā)深藍、守衛(wèi)深藍……對我們這個世代守望土地的農(nóng)耕民族來說，是一場思想上的革命，也是一種能力上的考驗。曾幾何時，國人只能用想象力，或者在實驗室里，或者在夢中，勾勒那個神秘的海底世界。然而，我國自主研發(fā)的“蛟龍”號載人潛器已經(jīng)改變這一切。它使我國的科學(xué)家第一次擁有了與國外同行相同，甚至更好的深潛科研平臺。他們將在這個平臺上為增進人類對海洋的認知，為保護和利用海洋做出更大貢獻。

冷泉區(qū)：生物群落超預(yù)期

6月5日下午14時，“向陽紅09”船緩緩駛離青島市母港，前往江蘇江陰，在搭載“蛟龍”號載人潛水器后，于6月10日正式起航，前往南海和太平洋執(zhí)行“蛟龍”號首個試驗性應(yīng)用航次任務(wù)。

“蛟龍”號今年試驗性應(yīng)用航次分為3個航段。第一航段調(diào)查任務(wù)開赴南海特定海域；第二航段至多金屬結(jié)核勘探合同區(qū)海域，開展科學(xué)調(diào)查任務(wù)，完成航段任務(wù)后，?？棵芸肆_尼西亞的波納佩港補給；第三航段從波納佩起航，至西北太平洋富鈷結(jié)殼勘探區(qū)預(yù)定海域，開展科學(xué)調(diào)查任務(wù)，完成航段任務(wù)后返回祖國，歷時約110余天。本航次是“蛟龍”號首次試驗性應(yīng)用航次。開展試驗性應(yīng)用，發(fā)揮“蛟龍”號技術(shù)優(yōu)勢，是加快“蛟龍”號業(yè)務(wù)化運行的必由之路，有利于提升我國對深海大洋的認知水平。

6月17日“蛟龍”號載人潛水器，前往南海冷泉區(qū)海洋生物群落“做客”。當(dāng)天16時30分，“蛟龍”號被成功回收至“向陽紅09”船，超額完成了此次試驗性應(yīng)用航次的首次下潛預(yù)定任務(wù)目標(biāo)。

此次“蛟龍”號試驗性應(yīng)用航段的首次下潛為工程性下潛，也是“蛟龍”號的第53次下潛，共下潛7小時。由于主要目的是對潛水器本身的儀器和設(shè)備性能進行檢查和測試，以確認“蛟龍”號的技術(shù)狀態(tài)，因此執(zhí)行任務(wù)的潛航員主要以工程技術(shù)人員為主，沒有科學(xué)家。

潛航員從海底傳回的圖片和視頻顯示，南海海底冷泉生物種類豐富，雙殼類生物密布在海底，白色的毛瓷蟹在雙殼類生物上隨意爬行。一種在冷泉區(qū)比較罕見的蜘蛛蟹也“堂而皇之”地在“蛟龍”號潛水器鏡頭前“閃亮登場”。冷泉區(qū)生物群落的發(fā)現(xiàn)大大超出了現(xiàn)場指揮部先前的預(yù)期。

本航次科學(xué)負責(zé)人、同濟大學(xué)教授周懷陽高興地說：“相對于幾千米深的海底來說，冷泉區(qū)就好比是沙漠里面的綠洲。海底冷泉區(qū)的生物多樣性是科學(xué)家爭相研究的課題。這次發(fā)現(xiàn)這么多海底冷泉區(qū)生物，沒有遺憾了?！?/p>

“蛟龍”號在南海海底采集到的白色海參

現(xiàn)場指揮部總指揮劉峰表示，此次下潛的3項任務(wù)均圓滿完成，而且取得了額外的收獲。第一，“蛟龍”號各項狀態(tài)穩(wěn)定，具備開展下階段科學(xué)作業(yè)的能力。第二，長基線定位在第一次試驗中取得理想效果，“蛟龍”號定位系統(tǒng)準(zhǔn)確，基本具備“海底撈針”的能力。第三，潛航員具備了在海底海山復(fù)雜地形中操作的能力。

18日上午9時，“蛟龍”號進行了第二次下潛。6月19日，蛟龍”號在向陽紅09船的右后方浮出水面，然后慢慢調(diào)整至母船左舷位置，在纜繩牽引下到達船艉，安全回收。這次下潛過程中，“蛟龍”號不僅開展了海底巡航觀測、標(biāo)志物布放、高清攝像、冷泉區(qū)（生物、水和地質(zhì)）取樣等水下作業(yè)內(nèi)容，拍攝到大量海底高清視像，還取得了1只蜘蛛蟹、1株冷珊瑚、1塊石筍狀白色樣品（疑似玻璃海綿）、4管沉積物樣品、1條多毛類蠕蟲、1只鎧甲蝦、1只長額蝦、80個雙殼類生物（貽貝）、26只毛瓷蟹以及約1公斤重的碳酸鹽巖樣品。

根據(jù)觀察到的初步現(xiàn)象，船上科學(xué)家們認為，該冷泉區(qū)域是一塊海底生物地球化學(xué)活動十分活躍的極端環(huán)境區(qū)，而且這些生物地球化學(xué)活動很有可能是由海底之下的能量供應(yīng)控制的。對這些現(xiàn)象進行深入細致研究，不僅有利于推動地球科學(xué)和生命科學(xué)的進步，而且對于我國南海的新能源和新型生物資源的獲取具有十分重要的意義。

從6月17日至20日，“蛟龍”號連續(xù)4天進行了4次下潛，創(chuàng)造“蛟龍”號的新紀(jì)錄。現(xiàn)場指揮部認為，這不僅標(biāo)志著“蛟龍”號的技術(shù)狀態(tài)穩(wěn)定可靠，也標(biāo)志著技術(shù)保障隊伍的能力達到新水平。

海山區(qū)：南?；椎刭|(zhì)“窗口”

6月25日凌晨5點，搭載“蛟龍?zhí)枴钡南蜿柤t09船將離開福建廈門錨地，前往預(yù)定作業(yè)海區(qū)——南海海山區(qū)作業(yè)。據(jù)周懷陽介紹，此次作業(yè)目標(biāo)是海山區(qū)的一個小的死火山。該火山是了解我國南?；椎刭|(zhì)的一個“窗口”。除常規(guī)試驗外，科學(xué)家將通過“蛟龍”號采取該地區(qū)火山巖石等海底地質(zhì)樣品，并對海底火山地形和生物群落進行觀測研究。

6月26日，現(xiàn)場指揮部將“蛟龍”號作業(yè)的海山區(qū)的一個無名小型死火山，命名為“蛟龍海山”。據(jù)“蛟龍”號現(xiàn)場指揮部介紹，蛟龍海山是了解我國南?；椎刭|(zhì)的一個“窗口”，對其進行觀察研究有利于了解南海的形成機理及演化。

周懷陽表示，南海的形成時間、形成方式和物質(zhì)來源至今仍存在疑問，而海山與形成南海的基底有密切關(guān)系，通過對海山巖石樣品的年齡測定、成分分析及其時空變化分析，可以對這一重大科學(xué)問題的解決提供幫助。同時，通過對海山構(gòu)造和巖相精細分布的研究，可以了解海山形成的方式并劃分出火山活動的期次。在不同水深和位置上的海山巖石表面可能存在不同類型的沉積物，鐵錳結(jié)核/結(jié)殼，不同類群的大型生物，值得作精細的觀測和取樣。此外，對水深3000至4000米的海山開展作業(yè)，也有助于進一步鍛煉隊伍，提升深潛技術(shù)水平，為今后可能去洋中脊復(fù)雜地形區(qū)開展作業(yè)做好進一步的工程技術(shù)準(zhǔn)備。

“向陽紅09”母船

6月28日，“蛟龍”號試驗性應(yīng)用航次海山區(qū)的首次工程性下潛順利完成，下潛最大深度達到3906米。潛水器各項性能顯示，基本滿足搭載科學(xué)家下潛條件?！膀札垺碧栕缀?，按照作業(yè)計劃做“口”字形和長時間定高、定向、定速海底巡航，對潛水器4000米級水深作業(yè)的性能和功能進行了復(fù)核，同時也對長基線定位系統(tǒng)性能進行了測試，驗證了潛水器各項性能，繪制出了航行軌跡，初步達到了南海定位系統(tǒng)試驗的目標(biāo)。

7月5日，“蛟龍”號潛水器在南海蛟龍海山區(qū)下潛。此次下潛中，“蛟龍”號最大下潛深度為3616米?！膀札垺碧栐诠呕鹕娇趦?nèi)部進行了巡航作業(yè)，拍攝到火山熔巖、鐵錳結(jié)核分布區(qū)和大量的深海生物。由于蛟龍海山海底地形復(fù)雜，火山巖石堅硬，在此前一次下潛過程中，“蛟龍”號沒有取得海底火山巖石和生物樣品。因此，“蛟龍”號此次下潛的主要任務(wù)就是撿石頭、抓生物。“蛟龍”號果然不負眾望，除采集到6粒鐵錳結(jié)核（2粒大塊、4粒小塊），更看到了各種奇異的深海火山生物，還捕獲到了3只不同種類的海參、1只苔蘚生物、1只海百合、1只深海海綿和8只共生蝦，也進一步證明了火山區(qū)的生物多樣性。

7月7日，“蛟龍”號搭載央視記者在蛟龍海山區(qū)下潛，并在海底進行一些科普實驗，社會公眾將第一次通過媒體視頻了解“蛟龍”號實際海底作業(yè)畫面。

再探冷泉區(qū)：生物與化學(xué)完美結(jié)合

“蛟龍”號圓滿完成蛟龍海山區(qū)的4次下潛任務(wù)后，向陽紅09船又啟程前往此前作業(yè)的冷泉區(qū)。為進一步滿足科學(xué)家對冷泉區(qū)科學(xué)考察的需求，“蛟龍”號現(xiàn)場指揮部決定前往蛟龍1號冷泉區(qū)，擇機在冷泉區(qū)開展備用下潛。

“蛟龍”號現(xiàn)場指揮部介紹道，“冷泉區(qū)的生物群落研究對于人類了解地球生命起源具有重要意義。因此，科學(xué)家們希望在冷泉區(qū)進行備用下潛，從而獲得更多的冷泉區(qū)生物、地質(zhì)和氣體樣品，通過進一步的研究工作來確定冷泉系統(tǒng)甲烷的生物地球化學(xué)過程”。

此次下潛，“蛟龍”號繼續(xù)在冷泉區(qū)采取生物、海底沉積物、碳酸鹽巖和海底氣體樣品樣品。同時，“蛟龍”號還攜帶了海底溫度梯度儀，在此前它發(fā)現(xiàn)玻璃海綿的地區(qū)，測量海底沉積物是否存在溫度梯度異常，以此判斷該區(qū)域是否存在甲烷氣體泄漏點。

隨船科學(xué)家表示，生物與化學(xué)的完美結(jié)合是冷泉區(qū)科學(xué)研究的魅力所在。由于冷泉滲漏，大量甲烷進入海洋水體甚至大氣中。甲烷是比二氧化碳威力更強的溫室氣體，大量甲烷進入大氣中必然會加速全球氣候變暖。中國科學(xué)院南海海洋研究所研究員馮東說：“每年究竟有多少甲烷通過冷泉滲漏的方式進入大氣圈，目前科學(xué)界還不清楚?！?/p>

7月9日，“蛟龍”號載人潛水器通過超短基線定位再次下潛到蛟龍冷泉1號區(qū)和玻璃海綿分布區(qū)，進行了有針對性的勘察取樣和海底溫度梯度測量等作業(yè)。最大下潛深度為1371米。由于此前“蛟龍”號已經(jīng)在冷泉區(qū)進行過了4次下潛，所以此次下潛的作業(yè)計劃和目標(biāo)更加精細和明確。

周懷陽介紹說：“目前世界上對冷泉生態(tài)系統(tǒng)在時空上的演化，特別是空間上的演化還知之甚少。因此我們有針對性地采集了活冷泉區(qū)邊緣地帶的碳酸鹽巖和貽貝殼，同時還捕獲了其他多種深海生物。這對研究蛟龍冷泉1號區(qū)演化歷史和該地區(qū)周圍的深海生態(tài)系統(tǒng)分布具有重要的科學(xué)意義?！贝舜蜗聺摴膊杉?塊碳酸鹽巖，數(shù)十只貽貝、毛瓷蟹和貽貝殼，2個短柱狀沉積物巖心，1只海百合，1株珊瑚和1只深海蝦，并開展了地?zé)崽结槣y量。

7月10日下午，“蛟龍”號載人潛水器被安全回收至甲板上，順利完成了第62次下潛?！膀札垺碧柆F(xiàn)場指揮部總指揮劉峰隨即宣布：“‘蛟龍’號試驗性應(yīng)用航次南海區(qū)的作業(yè)任務(wù)圓滿完成！”

7月16日上午，“蛟龍”號試驗性應(yīng)用航次（中國大洋31航次）第一航段成果報告會在“向陽紅09”船會議室召開。國家海洋局副局長、中國大洋礦產(chǎn)資源研究開發(fā)協(xié)會理事長王飛，中國科學(xué)院院士汪品先等特邀專家到會聽取了成果匯報。

在報告會上，“蛟龍”號現(xiàn)場指揮部總指揮劉峰介紹說，“蛟龍”號試驗性應(yīng)用航次南海航段自6月10日從江蘇江陰起航，到7月10日完成最后一次下潛，完成了對超短基線定位系統(tǒng)的標(biāo)定、長基線系統(tǒng)的試驗、冷泉區(qū)科學(xué)考察、海山區(qū)科學(xué)考察等相關(guān)任務(wù)，進一步驗證了“蛟龍”號的其他各項技術(shù)性能，取得了豐碩的生物、地質(zhì)樣品和數(shù)據(jù)資料，鍛煉了載人深潛隊伍，為二三航段打下了堅實基礎(chǔ)。

作為國家自然科學(xué)基金重大研究計劃——南海深部過程演變項目指導(dǎo)專家組組長、中國科學(xué)院院士汪品先對于“蛟龍”號試驗性應(yīng)用的“首秀”成果表示滿意。他說：“此次成果完全出乎了我的預(yù)期。本航段將成為中國海洋研究歷史上一個重大事件?！札垺柋竞蕉纬晒S厚、意義重大，標(biāo)志著中國已經(jīng)具備了搭載科學(xué)家進行深?？茖W(xué)研究的能力?！?/p>