2020年04月08日 星期三
中國礦業報訂閱

“科學”號為何“鐘情”西太平洋海山

——中國科學院海洋研究所研究員徐奎棟、博士趙智華解讀探秘馬里亞納海溝

2019-6-19 10:59:10 來源:中國礦業報 作者:張旭東 吳飛座

經過近1個月的科考,我國新一代遠洋綜合科考船“科學”號日前圓滿完成西太平洋海山科學考察,共獲取深海巨型生物樣品250多種。這是“科學”號近5年來調查的第5座西太平洋海山。

據悉,此次“科學”號執行的是中國國家科技基礎資源調查專項“西太平洋典型海山生態系統科學調查”航次任務,于5月18日從青島起航,計劃6月23日返回廈門。“科學”號為何如此“鐘情”西太平洋海山?航次首席科學家、中國科學院海洋研究所研究員徐奎棟,隨船科考隊員、中國科學院海洋研究所博士趙智華在接受記者采訪時給出了答案。

科考隊員在布放“發現”號遙控無人潛水器。

問:為何科研人員要探查西太平洋海山?海山具有怎樣的科研價值和經濟價值?

徐奎棟:海山又稱海底山,是指從海底計高度超過1000米,但仍未突出海平面的隆起。海山如同陸地上的山脊,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砂或珊瑚砂為主的軟底沉積。

海山不僅是富鈷鐵錳結殼等礦產資源的重要分布區,還有著豐富的生物資源。這是因為洋流遇到海山會向上走,形成上升流,將海底的營養鹽帶到海山上方,促進浮游植物生長,進而帶動浮游動物等不同營養級生物增加。同時,上升流會改變海山上方流場,在有些海山形成環形的“泰勒柱”,將生物控制在海山周邊。

因此,海山藏有大量有商業價值的魚類及無脊椎動物,中高緯度的海山通常是大洋漁場所在地,也是鯨、鯊魚等大洋遷徙動物的“加油站”。此外,海山有適宜海綿、柳珊瑚、黑珊瑚等生存的底質和環境,這些生物又可為其他生物提供附著基,形成壯觀的海綿場、珊瑚林,因此也被稱為“海底花園”。海山保存了許多古老的生物,這些生物生長慢、生命周期長,一些珊瑚等生物已經長了幾百年甚至數千年。

問:近年來,馬里亞納海溝成為國際海洋科研的熱點區域,它有哪些魅力讓科學家如此著迷呢?

趙智華:西太平洋發育有全球最典型的海溝-火山弧-弧后盆地(溝-弧-盆)體系,是全球海洋地質學家研究的焦點,而馬里亞納海溝又是焦點中的焦點。馬里亞納海溝不僅有全球最深的斐查茲海淵(深度11034米),還有正在擴張的弧后盆地馬里亞納海槽,以及正在活動的火山弧伊豆小笠原馬里亞納島弧。據了解,馬里亞納海溝是太平洋板塊往菲律賓板塊下面俯沖形成的,整個俯沖體系全長約2800千米,呈南北走向,海溝的大部分水深在8000米以上。

除了地質方面,萬米“深淵”的生物也是科學家關注的焦點。例如,海底10000米深處的壓強約是地面的1000倍,生活在那里的魚類等生物如何抵御如此巨大的壓強?它們又以什么為食?這些生物有哪些獨特的基因?

問:與其他海山相比,西太平洋海山有什么特別之處?

徐奎棟:全球有逾3萬座海山,但是有生物取樣的海山僅300多座,取樣調查較全面的海山僅50多座。西太平洋是全球海山系統分布最為集中的海域,但是人類對此處海山的認識卻非常有限。

另外,西太平洋的馬里亞納海溝是板塊俯沖地帶,海底地質運動非;钴S,海山火山巖的物質組成及成因等是海洋地質科學家非常感興趣的問題;西太平洋的暖池和北赤道流等對中國氣候有重要影響,是物理海洋科學家關注的重點區域;這里有全球海洋生物多樣性最高的珊瑚礁大三角區,是開展海洋生物起源與進化研究的熱點區域。因此,海洋科學家可以在此開展海山的水文物理、化學及生源要素、地形地貌和底質環境及生物生態等多學科協同探測與研究。

問:科研團隊此次都開展了哪些工作?

徐奎棟:我們的科研團隊先前已對西太平洋的4座海山進行了調查,其中鄰近雅浦海溝和馬里亞納海溝的3座海山距離非常近,但共有的生物物種比例非常低。

此次調查的海山與這3座海山在地理位置上形成一個菱形,我們利用“發現”號無人遙控潛水器對這座海山進行了精細調查和取樣,著重探究這一區域海山生物多樣性和生態系統參數的共性、特性和驅動因子,以及海山生物在水平和垂直分布上的規律等。

相關知識:

馬里亞納海溝

馬里亞納海溝(Mariana Trench),又名瑪利亞娜海溝。水深達11000米,是世界最深處,被認為是地表最難到達、被人類最少觸及的區域。在地球表面,不少探險家能成功登頂世界最高的珠穆朗瑪峰,但是潛入水下探秘馬里亞納海溝卻極其困難,潛入地球最深海溝的人類也是屈指可數。

1960年,人類第一次下潛到馬里亞納海溝底部;2012年,美國導演詹姆斯·卡梅隆獨自駕駛載人潛水器到達馬里亞納海溝底部;今年5月,美國探險家維克托·韋斯科沃在馬里亞納海溝打破人類最深潛水紀錄,下潛深度10928米。

“發現”號遙控無人潛水器在海底拍攝到的海兔。

中國載人潛水器“蛟龍”號于2012年在馬里亞納海溝創造了作業類潛水器世界最大下潛深度7062米。中國科考船“探索一號”也多次在馬里亞納海溝進行科學考察。

雖然馬里亞納海溝是地球最深處,但是有研究顯示,人類污染已蔓延至此。中國科學院海洋研究所等單位科研人員在一項合作研究中發現,來自馬里亞納海溝的鉤蝦體內有人類核爆碳14信號,而維克托·韋斯科沃在馬里亞納海溝發現了塑料。

網站編輯:宮莉

返回新聞
黑暗料理王什么料理赚钱多