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中国网:探秘大洋深处(潜入深蓝)——“海龙Ⅲ”试验和应用作业纪实

发布时间:2018-10-22
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       茫茫深海诉说着无尽神秘,吸引人类一探究竟

       当地时间8月20日,西北太平洋海山区晴空万里,湛蓝色的大海传来阵阵涌浪声。此刻,正在执行自然资源部批准的中国大洋48航次任务的“大洋一号”船上,由我国自主研发的“海龙Ⅲ”首次在航次中开展试验性应用,来自自然资源部北海分局的孙元宏、任峰、马治忠和上海交通大学的吴超、王猛等人组成了“海龙Ⅲ”ROV的操作团队。

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图为“海龙Ⅲ”操作团队(宁晶 摄)

       首席助理李正刚告诉记者,“海龙Ⅲ”此次调查的这座海山非常古老,形成于1亿多年前的海底火山喷发。多波束精细地形测量显示,海山山顶水深1300米左右,山脚水深4500米以上,净高度达3200米以上。“海龙”调查路线将从深水盆地、山麓到中等深度的山腰,再到浅水的山顶。

       上午9:00,“海龙”正式下水,开启了为期七天的深海探索之旅,将我们的“眼睛”与“双手”带向大海深处。

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图为海底生物(宁晶 摄)

       深度4200米:最深的下潜

       中午12时,“海龙”成功触及4180米山间盆地边缘。船上深拖实验室里异常热闹,科考队员凑在一起观看“海龙”发回来的现场直播。与想象中的“鱼虾成群、海草丰盛、珊瑚飘摇”的景象相反,这里的深海竟一片荒芜,除了白色软泥上覆盖的大量结核外,再也难觅生物踪影,偶尔飘过来一条鱼、虾让队员们惊喜不已。

       来自自然资源部海洋二所的生态学博士沈程程向记者解释了原因:“1000米以下的海洋绝对黑暗,阳光照不进来,不能进行光合作用,便没有植物。另外,海底环境黑暗、低温、高压,物质和能量相对贫乏,难以支撑大的种群生长,生物稀少。”

       12时30分,ROV集控室内,“海龙Ⅲ”ROV操控团队正在操控着“海龙”的一举一动。机械手、ROV本体、照明摄像、绞车缆线,4人分工明确,分别掌控“海龙”身体的一部分。他们调整姿态,要将“大洋48航次”等标志物投放海底。机械操作手任峰轻推手柄,将绑扎在“海龙”身上的标志物解开、夹起、投掷,标志物便稳稳地坠在海底。吴超顺势按下快门,为4180米的深海海底留下珍贵纪念。

       第一个目标任务完成!瞬间点燃了所有人的热情。第二个任务,用机械手抓住操作人员自制的铲斗,采样海底结核。机械手将铲斗插进深海沉积物,一团水泥雾起,模糊了镜头,再散开,结核取样成功!吴超立即“拉开”样品篮,机械手灵活地转好角度,倒入样品。

       首席科学家李怀明介绍,海山作业区广泛发育水成型的结核,表面光滑,多呈球状,具有覆盖率高、丰度高、Co含量高等特点。而从现场的照相初步分析,该区结核覆盖率可达90%。与此同时,相较于其他采样方式,“海龙Ⅲ”可视化、机动化、精确化的作业方式,对于科学考察具有重要价值。

       深度3000米:漫长的旅程

       “快看,那里有一只红色大虾,还有一只海参。”21日,“海龙”在3300米~2800米的海山坡面调查。这是一次长途跋涉,“海龙”要长时间近底作业6个小时,爬坡上坎,挑战海山间多变地形,并要与“大洋一号”母船作好联动配合。

       科考队员则通过“海龙”传回的影像,不断辨认、讨论海底地形地质特点及海山间生物的多样性。这时,陡坡上出现一块巨石,岩石上矗立两只花朵状生物,旁边另有一个枝状生物。现场气氛顿时热烈了起来,队员们纷纷讨论是什么物种。

       “花朵状生物属于囊萼海绵属的种类,枝状生物可能为肉食海绵。”科考队员中的“海绵小王子”、来自厦门大学的研究生卢毓浩说道。此时,“海龙”将镜头拉近,众人震惊,只见这只海绵上竟栖息盘绕有3种生物。

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图为丰富的海底生物(宁晶 摄)

       “海绵是固着生物,上面栖息的是海蛇尾、海百合与虾类,它们与海绵是一种互利共生的关系,海绵为这些生物提供附着与生长场所,生物又为海绵带来食物碎屑。”卢毓浩说。

       ROV集装箱内,生物组张东声博士立即表示,想要取样这只海绵。机械手任峰小心翼翼地调整机械手臂,张开机械爪一把抓住海绵,取样成功!只是没想到吓跑了海蛇尾……

       张东声告诉记者,3000米左右海山区的生物数量明显多于4000米,主要是随着海底地形和底质的变化,地形坡度变大,对海流有一定的加强作用,有利于海绵等固着生物获得食物;而底质由沉积变基岩,适合固着生物着床。

       深度2000米:巧遇珊瑚林

       22日,“海龙Ⅲ”再次下水,沿着海山脊从2300米上升至1800米。只见这里岩石众多,板状结壳资源丰富。

       “山脚结核,山顶结壳。”李正刚向记者解释道:“在山脚,沉积物较厚,发育大型结核;随着坡度变大,则以结壳生长为主,仅在局部平坦区域见到小型结核和沉积物;而到了山顶,厚厚的结壳会覆盖整个区域。”

       这时,“海龙”前方岩石上突然出现大量生物,只见海绵林立、珊瑚丛生。“这是海绵场,也称海绵花园,相当于热带珊瑚礁生态系统,能为其它生物提供栖息地和避难场所,具有重要的生态作用。”卢毓浩说,“之所以能形成海绵花园,是由于海绵捕食者少,食物和空间竞争者较少,海绵也更能适应饵料稀少的深海海水。”

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图为海底珊瑚(宁晶 摄)

       此刻,张东声博士表示要采样珊瑚样品。“海龙”将机械手伸展过去,用“钢爪”揪住了一只红色珊瑚,机器人作业不讲柔情,众人心疼地埋怨机械手任峰。不过,也总算为科学家带回了珍贵的珊瑚样品。

       12点47分,群情激奋!“海龙”第一次用搭载宏吸式取样设备,完整地吸进去一条合鳃鳗、一只虾。

       “海水最浅的地方,生物量往往最丰富。”张东声博士说,深海生物主要食物来源是上层海水沉降下来的颗粒物,颗粒物在沉降过程中被多种生物化学过程分解,因此在深海中海水越浅生物量越丰富。

       深度1300米:山顶的漫步

       23日,“海龙Ⅲ”再次下潜,深度1300米,这是一次山顶的漫步,ROV成功采集结壳样品与一只“偕老同穴”海绵。

       自然资源部海洋二所的生态学博士许鹏向记者解释了这类虾与海绵共生的现象:两只虾幼年时,一雌一雄,进入海绵的中央腔内,取食随着海水流入的有机物逐渐长大,而不能走出,直至死亡,取伉俪情深、白头偕老之意,因此虾名俪虾,海绵也得“偕老同穴”之美名。

       据介绍,此次“海龙Ⅲ”5次开展科考作业,共采集到海绵、合鳃鳗、海百合、海蛇尾、虾、珊瑚6类生物。下一步,科学家将对这些样品进行实验室研究,进一步拓展对深海海山生物多样性的认识,了解不同海山间生物群落的相似性和连通性。另外,“海龙Ⅲ”共采集结核、结壳样品6.5公斤,通过室内化学成分分析,可以了解其金属元素组成,以及“生长”历史。

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图为此次科考团队合影(宁晶 摄)

       “‘海龙Ⅲ’ROV系统试验性应用的成功,标志着我国深海重大技术装备发展又向前迈出了重要一步。”首席科学家李怀明说,“海龙”ROV系统是我国“蛟龙探海”工程中的一项重要内容,相信将很快出现在深海资源勘查开发、深海环境监测保护、深海科学认识等众多领域,助力我国实现海洋强国战略目标。


文章来源:中国网
责任编辑:闫景臻

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