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“科学”号为何“钟情”西太平洋海山

http://www.kq81.com 时间:2019/6/22 8:20:28 来源:中国矿业报 点击次数:164

    经过近1个月的科考,我国新一代远洋综合科考船“科学”号日前圆满完成西太平洋海山科学考察,共获取深海巨型生物样品250多种。这是“科学”号近5年来调查的第5座西太平洋海山。
    据悉,此次“科学”号执行的是中国国家科技基础资源调查专项“西太平洋典型海山生态系统科学调查”航次任务,于5月18日从青岛起航,计划6月23日返回厦门。“科学”号为何如此“钟情”西太平洋海山?航次首席科学家、中国科学院海洋研究所研究员徐奎栋,随船科考队员、中国科学院海洋研究所博士赵智华在接受记者采访时给出了答案。
    科考队员在布放“发现”号遥控无人潜水器。
    问:为何科研人员要探查西太平洋海山?海山具有怎样的科研价值和经济价值?
    徐奎栋:海山又称海底山,是指从海底计高度超过1000米,但仍未突出海平面的隆起。海山如同陆地上的山脊,典型的海山由死火山形成,且以硬底为主,有些海山形成以有孔虫砂或珊瑚砂为主的软底沉积。
    海山不仅是富钴铁锰结壳等矿产资源的重要分布区,还有着丰富的生物资源。这是因为洋流遇到海山会向上走,形成上升流,将海底的营养盐带到海山上方,促进浮游植物生长,进而带动浮游动物等不同营养级生物增加。同时,上升流会改变海山上方流场,在有些海山形成环形的“泰勒柱”,将生物控制在海山周边。
    因此,海山藏有大量有商业价值的鱼类及无脊椎动物,中高纬度的海山通常是大洋渔场所在地,也是鲸、鲨鱼等大洋迁徙动物的“加油站”。此外,海山有适宜海绵、柳珊瑚、黑珊瑚等生存的底质和环境,这些生物又可为其他生物提供附着基,形成壮观的海绵场、珊瑚林,因此也被称为“海底花园”。海山保存了许多古老的生物,这些生物生长慢、生命周期长,一些珊瑚等生物已经长了几百年甚至数千年。
    问:近年来,马里亚纳海沟成为国际海洋科研的热点区域,它有哪些魅力让科学家如此着迷呢?
    赵智华:西太平洋发育有全球最典型的海沟-火山弧-弧后盆地(沟-弧-盆)体系,是全球海洋地质学家研究的焦点,而马里亚纳海沟又是焦点中的焦点。马里亚纳海沟不仅有全球最深的斐查兹海渊(深度11034米),还有正在扩张的弧后盆地马里亚纳海槽,以及正在活动的火山弧伊豆小笠原马里亚纳岛弧。据了解,马里亚纳海沟是太平洋板块往菲律宾板块下面俯冲形成的,整个俯冲体系全长约2800千米,呈南北走向,海沟的大部分水深在8000米以上。
    除了地质方面,万米“深渊”的生物也是科学家关注的焦点。例如,海底10000米深处的压强约是地面的1000倍,生活在那里的鱼类等生物如何抵御如此巨大的压强?它们又以什么为食?这些生物有哪些独特的基因?
    问:与其他海山相比,西太平洋海山有什么特别之处?
    徐奎栋:全球有逾3万座海山,但是有生物取样的海山仅300多座,取样调查较全面的海山仅50多座。西太平洋是全球海山系统分布最为集中的海域,但是人类对此处海山的认识却非常有限。
    另外,西太平洋的马里亚纳海沟是板块俯冲地带,海底地质运动非常活跃,海山火山岩的物质组成及成因等是海洋地质科学家非常感兴趣的问题;西太平洋的暖池和北赤道流等对中国气候有重要影响,是物理海洋科学家关注的重点区域;这里有全球海洋生物多样性最高的珊瑚礁大三角区,是开展海洋生物起源与进化研究的热点区域。因此,海洋科学家可以在此开展海山的水文物理、化学及生源要素、地形地貌和底质环境及生物生态等多学科协同探测与研究。
    问:科研团队此次都开展了哪些工作?
    徐奎栋:我们的科研团队先前已对西太平洋的4座海山进行了调查,其中邻近雅浦海沟和马里亚纳海沟的3座海山距离非常近,但共有的生物物种比例非常低。
    此次调查的海山与这3座海山在地理位置上形成一个菱形,我们利用“发现”号无人遥控潜水器对这座海山进行了精细调查和取样,着重探究这一区域海山生物多样性和生态系统参数的共性、特性和驱动因子,以及海山生物在水平和垂直分布上的规律等。
    相关知识:
    马里亚纳海沟
    马里亚纳海沟(Mariana Trench),又名玛利亚娜海沟。水深达11000米,是世界最深处,被认为是地表最难到达、被人类最少触及的区域。在地球表面,不少探险家能成功登顶世界最高的珠穆朗玛峰,但是潜入水下探秘马里亚纳海沟却极其困难,潜入地球最深海沟的人类也是屈指可数。
    1960年,人类第一次下潜到马里亚纳海沟底部;2012年,美国导演詹姆斯·卡梅隆独自驾驶载人潜水器到达马里亚纳海沟底部;今年5月,美国探险家维克托·韦斯科沃在马里亚纳海沟打破人类最深潜水纪录,下潜深度10928米。
    “发现”号遥控无人潜水器在海底拍摄到的海兔。
    中国载人潜水器“蛟龙”号于2012年在马里亚纳海沟创造了作业类潜水器世界最大下潜深度7062米。中国科考船“探索一号”也多次在马里亚纳海沟进行科学考察。
    虽然马里亚纳海沟是地球最深处,但是有研究显示,人类污染已蔓延至此。中国科学院海洋研究所等单位科研人员在一项合作研究中发现,来自马里亚纳海沟的钩虾体内有人类核爆碳14信号,而维克托·韦斯科沃在马里亚纳海沟发现了塑料。

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