在《西游記》中,曾經(jīng)將萬頃碧波之下的海底世界稱為“龍宮”。在科學(xué)家眼里,“龍宮”里到處都是寶貝,甚至連海底的泥巴都是科學(xué)研究的重要對象。
在我國此次中國首次環(huán)球海洋綜合科考第五航段暨大洋46航次科考過程中,科考隊連日來在遙遠(yuǎn)的東南太平洋進(jìn)行海洋地質(zhì)調(diào)查,采集海底沉積物。在外行人看來,就是在海底“挖泥巴”。
珍貴的沉積物樣品
3月4日,晴空萬里,海風(fēng)陣陣,“向陽紅01”船抵達(dá)作業(yè)站位,開啟動力定位系統(tǒng)。按照計劃,科考隊將在這里進(jìn)行重力柱取樣作業(yè)。
科考隊正在進(jìn)行重力柱取樣作業(yè)
此次使用的重力柱狀取樣器是用數(shù)個圓形鉛快排列成組,再與空心鋼管連接組合而成的一枚巨大“鐵錐”。在作業(yè)過程中,重力取樣器由纖維纜牽引投向深海海底,將空心管插入海底泥中獲取樣品,猶如給海底“做插管”。
11時許,橘紅色的吊車在船員們的操作下猶如靈活的大手,1噸多重的重力柱吊起,緩緩沉入海中,隨著海面上泛起的陣陣?yán)嘶ǎ亓χ幼鳂I(yè)正式開始。
1000米、2000米、3000米……重力柱入水后,值班科考隊員在實驗室密切注視著電子顯示屏,上面纜繩運行的參數(shù)變化情況一覽無余。
時間一分一秒過去,重力柱取樣器在纜繩的推送下迅速奔向3900多米深的海底。當(dāng)看到絞車上的計數(shù)器和張力計數(shù)字突然變小時,頗具重力柱取樣經(jīng)驗的科考隊員意識到重力柱已經(jīng)觸底,便通知駕駛臺開始回收重力柱。
“駕駛臺,重力柱已取樣完成,開始收攬。”
“收到。”經(jīng)過近2個小時的收攬,重力柱緩緩浮出水面。“向陽紅01”船艉的A型架向甲板移動,懸在甲板上方的重力柱搖擺不定。科考隊員拉緊了止蕩繩,重力柱最終穩(wěn)穩(wěn)落在甲板上。
“取出樣柱。”——盡管這一幕,幾天來不停在后甲板上演,但是海底幾千米下取來的沉積物浮出水面,就要呈現(xiàn)眼前,依然令人格外心動。
樣品一上甲板,樣品管理員就忙碌起來。拍攝樣品照片,記錄、采集沉積物樣品,現(xiàn)場分配使用,樣品封袋、裝箱、保存……在船到達(dá)下一個站點前,這些工作都要完成。經(jīng)過測量,此次獲取的樣柱長度為5米,這是本航段起航以來,獲取的最長重力柱樣品。
“這些外人看來并不好看的軟泥對于我們來說非常重要,它可能蘊藏著百萬年的海洋地質(zhì)演化歷史信息。”航段首席科學(xué)家石學(xué)法拿起一塊海泥仔細(xì)察看,用手捻一捻,又放到鼻子前聞一聞。
取樣完畢,科考隊員仔細(xì)沖洗重力柱,檢查設(shè)備情況。每個細(xì)節(jié)都要像過篩子一樣,細(xì)細(xì)濾過,為下次作業(yè)做好準(zhǔn)備。
繁忙的實驗室分析
取樣一結(jié)束,實驗室就繃緊弦。樣品送到實驗室后,科考隊員們抓緊時間進(jìn)行分析檢測。
隊員王湘芹正在測量樣品的酸堿度和氧化還原環(huán)境
“這些沉積物必須馬上進(jìn)行現(xiàn)場檢測,如沉積物的氧化還原電位、酸堿性等指標(biāo)很快就會發(fā)生變化,檢測數(shù)據(jù)就會與實際發(fā)生顯著偏差。”剛剛拿到樣品,隊員王湘芹就立即拿起一臺電子檢測儀,把探頭放進(jìn)沉積物中,測量樣品的酸堿度和氧化還原環(huán)境,并詳細(xì)記錄。完成分析后,王湘芹又把沉積物樣品放進(jìn)烤箱烘烤,待樣品烘干后,再利用手持XRF對沉積物中的元素含量進(jìn)行現(xiàn)場測試。
隊員高偉正在測量沉積物樣品
在實驗室的另一側(cè),第二綜合作業(yè)組組長高偉也在緊張忙碌著。先是把沉積物樣品放進(jìn)圓形的環(huán)刀,測量沉積物的體積。之后,又把樣品放在電子秤上稱重,記錄樣品的含水量等數(shù)值……
完成海洋地質(zhì)取樣不是簡單輕松的事,需要船員、調(diào)查隊員、檢測人員分工協(xié)作,無論白天黑夜,都要按照精準(zhǔn)的流程進(jìn)行。在大家的密切配合下,終于讓在黑暗海底不知沉積了多少年海泥重見天日,讓蘊藏沉積物里的科學(xué)奧秘被人知曉。
期待科學(xué)新發(fā)現(xiàn)
其實,這已經(jīng)成為科考隊海上工作的常態(tài)。自從2月25日抵達(dá)作業(yè)點來,“向陽紅01”船就一改航渡時的“風(fēng)風(fēng)火火”,一路上走走停停,按照精心設(shè)計的調(diào)查站位,一站接一站地進(jìn)行海洋地質(zhì)調(diào)查。截至3月7日,科考隊已利用重力柱取樣器成功獲取柱狀沉積物樣品7站。
在海水的覆蓋下,看上去平坦無垠的太平洋,海底地形也和陸地一樣,高山聳立、溝壑縱橫、平原千里、丘陵逶迤。第五航段調(diào)查區(qū)位于南半球的東南太平洋,其海底就是迥然不同的兩個世界。調(diào)查區(qū)位于深海海盆之中,西部為東太平洋洋隆,東側(cè)為秘魯海盆,南部為薩拉戈麥斯脊。調(diào)查區(qū)域內(nèi)構(gòu)造演化歷史復(fù)雜,地形地貌多變,水深變化較大,沉積物類型多樣。科考隊主要任務(wù)之一就是采集深海盆的沉積物。
科考隊員正在提取沉積物樣品
海底沉積物看似平淡無奇,其實不然。在深海洋底,沉積速率極其緩慢,每千年的沉積物厚度只有幾毫米。在海洋地質(zhì)學(xué)家的眼中,這些深海“泥巴”堪稱是一部內(nèi)容豐富的《海洋地質(zhì)變遷史》,記載著地球大洋變遷的歷史信息。
科考隊此次攜帶了兩種取樣器,分別是重400公斤的箱式采泥器、重達(dá)1噸的重力柱狀取樣器。箱式取樣器主要采集海底表層泥,重力柱取樣器主要采集海底深層泥,通過對樣品的研究,可揭示數(shù)百萬年海洋地質(zhì)演化歷史信息。
“該區(qū)域在地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)上極具特色,非常重要。但是總體來看,我國在該區(qū)域的海洋調(diào)查幾乎未有涉足,國際上科學(xué)研究程度也較低,期待著本航段在能有新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。”石學(xué)法表示,選擇該區(qū)域進(jìn)行海洋綜合考察,就是要加強(qiáng)對該典型海區(qū)的科學(xué)認(rèn)知,服務(wù)中國深度參與全球海洋治理。