在莫克蘭海溝邂逅“海中森林”

張建松

北印度洋的莫克蘭海溝，就像它的名字一樣美麗神秘。

海溝，是海洋板塊與其他板塊發(fā)生碰撞的地方，通常在海底形成陡峭狹長的“V”形凹陷地帶，也是地震多發(fā)地帶。地球上主要的海溝都分布在太平洋周圍，不過印度洋也有海溝。

北印度洋的莫克蘭海溝是阿拉伯板塊、印度板塊和歐亞板塊的匯集地帶。海溝大體呈東西走向，長約700千米，最深處約3000多米，是世界上最淺的海溝，也是板塊俯沖角度最低的海溝。最新的研究表明，莫克蘭俯沖帶的地震活動(dòng)分為多段，東段的地震活動(dòng)明顯多于西段。東段于1945年發(fā)生過大海嘯。今后，莫克蘭俯沖帶的各段如何活動(dòng)？其西段或全段是否會(huì)發(fā)生大地震與海嘯？這不僅是重要的國際前沿地質(zhì)科學(xué)問題，還直接關(guān)系到包括瓜達(dá)爾港在內(nèi)的巴基斯坦沿岸地區(qū)的海上安全問題。

2017年12月30日，應(yīng)巴基斯坦科技部所屬的國家海洋研究所邀請，我國科學(xué)院南海海洋研究所“實(shí)驗(yàn)3”號(hào)科考船從廣州起航前往北印度洋的莫克蘭海溝，開展中巴首次北印度洋聯(lián)合考察。中巴兩國共有70多名隊(duì)員參加聯(lián)合考察，在巴基斯坦的卡拉奇港會(huì)合后，經(jīng)過一天的航行就到達(dá)了莫克蘭海溝。

當(dāng)日，天氣晴好，海面如絲綢般平滑。在一條跨越莫克蘭海溝的調(diào)查航線上，中巴考察隊(duì)員首先進(jìn)行主動(dòng)地震源實(shí)驗(yàn)，緊接著進(jìn)行海底沉積物、物理海洋、表層海水采樣，同時(shí)回收海底地震儀。“實(shí)驗(yàn)3”號(hào)科考船走走停停，在一個(gè)接一個(gè)的考察站位緊張作業(yè)。

船在航行過程中，沿途單調(diào)的靛藍(lán)色海水里，漸漸有些細(xì)微變化。

起初，海面出現(xiàn)了大大小小如珍珠般的白色泡沫，隨著泡沫越來越多，海水中懸浮了無數(shù)顆粒狀的綠色微藻。航行了一段時(shí)間后，船頭劈開的波浪仿佛突然掀開了海下世界的“神秘面紗”，露出了一大片郁郁蔥蔥的“海中森林”，不斷滋長的微藻將飛濺的浪花都染成了墨綠色。

在科考船經(jīng)過的海域，綠色的“海中森林”時(shí)有時(shí)無。不時(shí)能看見成群的飛魚躍出海面，張著翅膀四散疾馳。原來，在海面下，飛魚的天敵蜞鰍正在追趕它們。有時(shí)，在船上能遠(yuǎn)遠(yuǎn)地看到美麗的蜞鰍躍出海面，奮力追趕飛魚的身影。而在海面上方，海鳥也在不停盤旋，一旦看到飛魚躍出海面，立即俯沖下來，踩著海水，瘋狂地追趕著飛魚。在平靜的海面上，偶爾還能看到一兩只悠閑的大海龜。

夜晚，莫克蘭海溝所在的這片海域則顯得更加神秘。

有天晚上，“實(shí)驗(yàn)3”號(hào)科考船哈好停泊在一片“海中森林”上方進(jìn)行站位采樣作業(yè)。大家驚喜地發(fā)現(xiàn)這些“海中森林”還能發(fā)光，只要海水輕輕擾動(dòng)，“海中森林”就會(huì)發(fā)出美麗的藍(lán)色熒光。于是，大家紛紛從船舷邊向海里潑水，海面就濺起閃閃熒光。每當(dāng)有飛魚飛過，也能看到一道熒光閃過。這真是令人驚嘆的美麗景象！

在這片海域，“實(shí)驗(yàn)3”號(hào)科考船還進(jìn)行了地震實(shí)驗(yàn)：船尾拖著能接收人工震源的儀器設(shè)備，在莫克蘭海溝的調(diào)查測線上勻速航行。

在駕駛臺(tái)上瞭望，漆黑的夜空綴滿了繁星，璀璨的銀河橫亙在頭頂，彎彎的月牙斜掛在一側(cè)。突然，船頭劈開的波浪閃現(xiàn)了藍(lán)色熒光，絲絲縷縷：船尾的航行軌跡，也變成了一道藍(lán)色的熒光，仿佛拖著二__條長長的藍(lán)色尾巴。有時(shí)，在微藻密集的海域，一望無際的漆黑海面上還會(huì)突然閃亮一下，仿佛無數(shù)盞熒光燈鋪滿了視野所及的海面。但這光亮很快就一齊熄滅了，就好像是“海神”按了一下熒光燈的開關(guān)，而且“海神”還很調(diào)皮，因?yàn)檫@無數(shù)盞熒光燈在海面上閃亮了好幾次。

夜行的船舶驚擾了海里的魚。漆黑的海面上，不時(shí)出現(xiàn)一道道白色的游動(dòng)路徑，那是魚游走的身影。其中有兩條大魚，在船邊盤旋了很久，它們游動(dòng)的路徑像極了兩條小白龍?jiān)诤＠镦覒蛲嫠?。目睹如此奇異的景象，連“實(shí)驗(yàn)3”號(hào)上正在值班的船員們都忍不住尖叫歡呼。

由于地理位置特殊，莫克蘭海溝所在的這片海域還是全球三大“低氧區(qū)”之一。此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，莫克蘭海溝海域的表層水體溶解氧濃度達(dá)每升7到8毫克，接近飽和值，較深層的水體存在極度缺氧現(xiàn)象，在水深50米以下的溶解氧濃度每升不足1毫克。科考人員采集了大量海水樣品，用于深入分析這一海域的營養(yǎng)鹽水平、產(chǎn)氧者（浮游植物）與主要耗氧者（浮游動(dòng)物、細(xì)菌）的生物量和種群結(jié)構(gòu)組成。

這次考察途中遇到的大規(guī)模“藻華現(xiàn)象”實(shí)在令人震撼。在美麗的背后，還蘊(yùn)藏著極大的科研價(jià)值。科研人員對它進(jìn)行研究，一方面希望從生物學(xué)角度解釋莫克蘭海溝海域低氧

區(qū)形成的內(nèi)在原因，另一方面希望能解答一些科學(xué)問題，比如“在海洋富營養(yǎng)化、酸化、暖化等全球環(huán)境變化的背景下，低氧區(qū)的生物會(huì)做出什么反應(yīng)？”“全球環(huán)境變化是否會(huì)增加低氧程度和低氧范圍？”等。

在莫克蘭海溝，中巴兩國的科研人員共進(jìn)行了40多天的科學(xué)調(diào)查。他們通過一系列海底地震實(shí)驗(yàn)來研究莫克蘭海溝的深部結(jié)構(gòu)、孕震帶特征等重要科學(xué)問題，加深對該地區(qū)地震、海嘯等地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，通過采集海底沉積物和海水等樣品，深入研究莫克蘭海域的海洋地球化學(xué)、深海沉積、物理海洋流場、海洋微生物與生態(tài)環(huán)境特征。

根據(jù)協(xié)議，此次聯(lián)合考察所獲得的資料由兩國科學(xué)家共享，一同研究前沿的海洋地球科學(xué)問題，為瓜達(dá)爾港等巴基斯坦沿岸地區(qū)的海洋環(huán)境安全與減災(zāi)防范工作提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為“中巴經(jīng)濟(jì)走廊”及“一帶一路”建設(shè)服務(wù)。

知識(shí)鏈接

“海中森林”的真實(shí)身份

莫克蘭海溝的“海中森林”是一種季節(jié)性的藻華現(xiàn)象，這些能發(fā)光的微藻是海洋甲藻類的一種，名叫“夜光藻”。由于當(dāng)前這片海域正處于冬季，氣溫保持在25攝氏度左右，非常適合夜光藻生長，加之冬季從干燥的中北亞地區(qū)刮來的東北季風(fēng)夾雜了沙塵在這片海域沉降，帶來大量的營養(yǎng)鹽，更加刺激了藻類生長。