蛟龙”号十潜深渊区探寻哪些科学奥秘?

    发布者:办公室来源:科普中国-网上收集 发布日期:2017-5-22 字号:[] [] []

      5月16日,搭载“蛟龙”号的“向阳红09”船在深圳赤湾港码头等待起航。当日,中国大洋38航次第三航段从深圳起航,前往雅浦海沟和马里亚纳海沟进行科学考察。 新华社记者毛思倩摄

      搭载“蛟龙”号载人潜水器和科考人员的“向阳红09”科考船将于22日抵达马里亚纳海沟作业区,正式开展中国大洋38航次第三航段科学调查。未来20天内,“蛟龙”号预计在马里亚纳海沟和雅浦海沟深渊区进行10次大深度下潜。

      位于6000米水深以下极端生态环境的深渊区,是目前探索最少的海底世界。“蛟龙”号此次在深渊区将探寻哪些科学奥秘?中国科学家将向哪些科学目标挺进?新华社记者21日就以上问题采访了本航段两位首席科学家——彭晓彤和陈新华。

      探究海洋最深处发生的生命过程与生命演化

      “深渊环境以压力大、温度低、无光黑暗、构造活跃、地震密集、生命奇特为特点,代表了地球上非常独特的海洋极端环境。”本航段首席科学家、中国科学院深海科学与工程研究所研究员彭晓彤说,近年来,随着深渊探测技术瓶颈被逐步突破,深渊科学正在成为国际地球科学、尤其是海洋科学中蕴含重大突破的最新前沿领域。

      中国科学院设立的“海斗深渊前沿科技问题研究与攻关”先导专项,科学目标便是在马里亚纳海沟“挑战者深渊”开展深渊科考,并结合室内深渊环境模拟试验,重点开展深渊生物、环境和地质等综合性学科领域的前瞻性科学研究,探讨深渊生命、地质、环境之间的协同演化关系。

      彭晓彤说,本航段将利用“蛟龙”号大深度、定点作业的优势,在马里亚纳海沟“挑战者深渊”下潜,采集高质量的深渊微生物、底栖动物、沉积物、岩石、海水和气体样品,获取高清视频资料和多参数环境数据,同时回收一套去年布设的6000米级气密性取样器。

      据介绍,在去年进行的中国大洋37航次科考中,彭晓彤所在的科研团队已经利用“蛟龙”号在马里亚纳海沟进行了9次下潜,本航段将继续依靠“蛟龙”号完成以下目标:获取马里亚纳海沟“挑战者深渊”底层水体基本环境特征和了解底层水体中气体分布规律;获取马里亚纳海沟南坡和北坡6000米级海底区域基本地质地球化学特征,认识深渊底部沉积物质来源和地质活动规律;获取马里亚纳海沟底部微生物与大生物群落结构的空间演替规律,认识深渊底部生命演化与环境适应机制。

      5潜雅浦海沟完成3大调查任务

      全球最深的海沟,多分布在西太平洋地区,马里亚纳海沟和雅浦海沟是其中的两条。前者最深处超过1.1万米,是世界最深的地方;后者北端与马里亚纳海沟相接,最深点也达到了8527米。

      陈新华说,雅浦海沟深渊区有着极端高压、低温、无光照及相对封闭的生态特征,生存着大量特有物种,同时保存着一些“活化石”物种,是研究生命演化的天然实验室。

      “我们的科研目标,是利用‘蛟龙’号查明雅浦海沟特定区段不同水深带生物群落的组成、分布和差异,揭示超深渊生物极端环境适应性和不同的空间分布机制。同时,明确碳、氮、磷等关键元素和海底甲烷等气体释放对雅浦海沟微生物群落分布及能量供给的影响。此外,获取一批超深渊生物特殊功能分子,挖掘其应用潜力。”陈新华说。

      据介绍,本航段“蛟龙”号将在雅浦海沟作业区进行5次下潜,完成3大调查任务:

      ——雅浦海沟海底环境调查。利用“蛟龙”号在雅浦海沟南部两侧沟壁,开展近底观察和多参数环境测量,了解海沟两侧的微地形地貌和断层等地质现象,采集海沟两侧不同水深区的岩石、沉积物等样品,为研究雅浦海沟沉积环境和地质演化提供样品。

      ——雅浦海沟不同水深段巨型底栖生物多样性和成带分布调查。利用“蛟龙”号在雅浦海沟南部两侧沟壁进行近底观察,拍摄高清视频和照片,采集生物样品,为巨型底栖生物多样性及空间分布研究提供样品和资料,同时为其共生微生物研究奠定基础。

      ——采集高质量的微生物、沉积物和海水样品,为研究深渊生物极端环境适应性及其对关键生源要素和海底化学环境的响应机制提供样品。

      “蛟龙”号潜深渊助力科研突破

      “超深渊蕴藏着丰富的珍稀物种和基因资源,也是目前探索最少的海洋极端环境。”陈新华说,从超深渊生态系统中可以发现新物种、新基因,它们在生物医药、绿色工业和农业中具有潜在的应用价值。

      在雅浦海沟和马里亚纳海沟展开的深渊区前沿科学调查研究,都是利用了“蛟龙”号大深度作业的技术优势。陈新华所在的科研团队在去年进行的中国大洋37航次科考中,已经利用“蛟龙”号在雅浦海沟进行过5次大深度下潜。

      彭晓彤说,目前,国际上能够进入深渊作业的载人潜水器,仅有6500米深度的日本Shinkai6500载人潜水器和我国7000米级“蛟龙”号载人潜水器。

      “‘蛟龙’号拥有的下潜深度优势和定点作业能力,为我国在这一深海科学前沿领域进行开创性工作创造了条件。”彭晓彤说。