“科學(xué)”號(hào)代表人類首探卡羅琳海山

張旭東

中國(guó)新一代遠(yuǎn)洋綜合科考船“科學(xué)”號(hào)搭載的“發(fā)現(xiàn)”號(hào)遙控?zé)o人潛水器8月14日在西太平洋下潛考察卡羅琳海山。航次首席科學(xué)家徐奎棟介紹，這是人類首次對(duì)這座海山進(jìn)行科學(xué)考察。

人類初探卡羅琳海山

海山又稱海底山，是指從海底計(jì)高度超過(guò)1000米，但仍未突出海平面的隆起。卡羅琳海山位于地球最深處——馬里亞納海溝南側(cè)，雅浦海溝東側(cè)。據(jù)12日～13日“科學(xué)”號(hào)獲得的地形掃描數(shù)據(jù)，按50米等深線計(jì)算，這座海山南北向長(zhǎng)約15海里（27.78千米），東西向長(zhǎng)約5海里（9.26千米），實(shí)際面積是海圖測(cè)算面積的5倍多。海山最高處距海平面約28米，山頂部是一個(gè)橢圓形盆地。

徐奎棟說(shuō)，“發(fā)現(xiàn)”號(hào)首次下潛的位置在海山南麓，位于水下約1500米處，這里地勢(shì)相對(duì)平緩，可確?！鞍l(fā)現(xiàn)”號(hào)安全下潛。

“首次下潛，‘發(fā)現(xiàn)號(hào)會(huì)對(duì)海山南側(cè)1500米～500米深的區(qū)域進(jìn)行調(diào)查，了解海山的精細(xì)地形、底質(zhì)類型和生物多樣性等信息并獲取生物和地質(zhì)樣品，”徐奎棟說(shuō)，“在這個(gè)區(qū)域的海面上，我們看到了成群的海鷗、飛魚(yú)等，這預(yù)示卡羅琳海山區(qū)可能具有較高的生產(chǎn)力和豐富的生物多樣性，我們將利用‘發(fā)現(xiàn)號(hào)從不同方向?qū)@座海山進(jìn)行剖析?！?/p>

相鄰海山，物種大不同

在中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)“熱帶西太平洋海洋物質(zhì)能量交換及其影響”支持下，科研人員此前已對(duì)雅浦-馬里亞納島弧的兩座海山進(jìn)行了調(diào)查，這兩座海山距離只有180公里，但共有物種的比例只有12%左右，其他生物均不相同。

卡羅琳海山和上述兩座海山形成一個(gè)三角區(qū)，此次科學(xué)家就是要通過(guò)對(duì)卡羅琳海山的環(huán)境與生物生態(tài)調(diào)查，探秘三個(gè)海山生態(tài)系統(tǒng)的共性、特性及其背后的驅(qū)動(dòng)因素。

典型的海山由死火山形成，且以硬底為主，有些海山形成以有孔蟲(chóng)砂或珊瑚砂為主的軟底沉積。全球海洋中估計(jì)有逾3萬(wàn)座海山，其中60%以上分布在太平洋。

海山最主要的特點(diǎn)是生物資源豐富，這是因?yàn)檠罅饔龅胶Ｉ綍?huì)向上走，即形成上升流，將海底的營(yíng)養(yǎng)鹽帶到海山上方，吸引生物在這里聚集。同時(shí)，上升流會(huì)改變海山上方流場(chǎng)，形成特定環(huán)境將生物吸引在海山周邊。

從深海珊瑚化石看氣候變化

作為此次隨“科學(xué)”號(hào)“出征”的科研人員之一，南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院教授陳天宇，希望從西太平洋的深海珊瑚化石中得到若干古海洋和古氣候問(wèn)題的答案，通過(guò)了解幾萬(wàn)年前深海對(duì)氣候的影響，為研究未來(lái)氣候變化提供參考。

陳天宇說(shuō)，深部大洋是全球海洋與大氣系統(tǒng)的主要碳儲(chǔ)庫(kù)，同時(shí)深部洋流能影響地球表面熱量的分配，因而理解大洋在不同時(shí)間尺度中的洋流變化能讓氣候預(yù)測(cè)更可靠。要研究過(guò)去的大洋環(huán)境變化，就要獲取當(dāng)時(shí)海水中的化學(xué)信息，深海珊瑚在生長(zhǎng)過(guò)程中形成的骨骼就記錄了當(dāng)時(shí)海水的化學(xué)信息。

那如何確定一塊深海珊瑚化石的年齡？原來(lái)，一些深海珊瑚化石中具有較高的鈾含量，適合用鈾系放射性同位素進(jìn)行高精度定年以測(cè)出珊瑚年齡。陳天宇說(shuō)，通過(guò)高精度鈾系絕對(duì)定年獲得的珊瑚年齡，其誤差可以低于千分之三。