??南極大陸邊緣常年被大面積海冰環(huán)繞。在這片白色世界中,會(huì)周期性存在一些無(wú)冰的開(kāi)闊水域,這些冰間湖是當(dāng)前極地海洋科學(xué)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)。
??在位于西南極的阿蒙森海冰間湖,中國(guó)第42次南極考察隊(duì)“雪龍”號(hào)大洋隊(duì)在波濤、浮冰與迷霧中,開(kāi)展海洋化學(xué)、海洋生物等多學(xué)科研究。
??捕捉對(duì)流信號(hào):觀測(cè)冰間湖底層水的生成過(guò)程
??冰間湖是驅(qū)動(dòng)全球洋流循環(huán)的“引擎”之一。
??在冬季,冰間湖表層不斷形成的低溫、高鹽海水受重力作用下沉,形成被稱為“南極底層水”的寒冷水團(tuán),仿佛一條巨型“傳送帶”,把大氣和海洋表層的碳等物質(zhì)源源不斷輸運(yùn)至深海,調(diào)節(jié)著全球氣候和海洋生態(tài)系統(tǒng)。
??“雪龍”號(hào)大洋隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)、自然資源部第二海洋研究所副研究員張海峰向記者介紹,冰間湖主要有潛熱型和感熱型兩類(lèi)。前者由來(lái)自南極大陸的“下降風(fēng)”吹走海冰形成,后者則由海洋深處上涌的暖流融化海冰形成。
??2025年,中國(guó)第41次南極考察隊(duì)在羅斯海秋冬季聯(lián)合航次中成功捕捉到冰間湖區(qū)域強(qiáng)烈的海水垂直對(duì)流信號(hào),觀測(cè)了底層水生成的關(guān)鍵過(guò)程。
??而到了春季,由于沒(méi)有海冰遮擋,極晝充足的陽(yáng)光給冰間湖中的海洋微藻繁殖創(chuàng)造了優(yōu)越條件,深層海水上涌又帶來(lái)了豐富的養(yǎng)分。
??“海洋微藻爆發(fā)性生長(zhǎng),給南極磷蝦提供了豐富食物,并吸引大量魚(yú)類(lèi)、企鵝和鯨類(lèi)前來(lái)覓食,形成南極獨(dú)特而豐富的生態(tài)系統(tǒng)?!敝袊?guó)極地研究中心(中國(guó)極地研究所)副總工程師何劍鋒說(shuō)。
??打撈潛標(biāo):記錄冰海深處的生態(tài)故事
??船時(shí)25日4時(shí)許?!白プ×?!”隨著一聲驚呼,無(wú)人機(jī)拋下的錨鉤成功捕獲“錨碇式潛標(biāo)觀測(cè)系統(tǒng)”(俗稱潛標(biāo))纜繩?!把垺碧?hào)上的考察隊(duì)員們應(yīng)聲齊聚船尾,像拔河一樣將沉重的浮球組拉上甲板。
??潛標(biāo)是一串用特制纜繩連接的儀器鏈,在海中時(shí)呈豎直狀懸浮,底端有重塊像錨一樣將其固定在海底,上面搭載各類(lèi)傳感器,頂端是提供浮力的浮球。
??潛標(biāo)布放后能在預(yù)定位置進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)一整年的連續(xù)觀測(cè),記錄不同水層的溫度、鹽度、流速等數(shù)據(jù),采集沉降顆粒物等樣品,就像一位給深海連續(xù)“診脈”的科研哨兵。
??何劍鋒說(shuō),在中低緯度海域常用浮球漂浮在海面的浮標(biāo),但浮標(biāo)在冰山橫行的南極海域極易受損,整套系統(tǒng)均浸沒(méi)水下的潛標(biāo)便成了深海連續(xù)觀測(cè)的“利器”。
??如今,中國(guó)科學(xué)家積累了寶貴的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),用以揭示南極底層水形成速率變化、冰架融化的真實(shí)過(guò)程,以及這里復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)如何響應(yīng)全球變暖。
??此次考察隊(duì)打撈的這套2900米長(zhǎng)的潛標(biāo),集成了我國(guó)自主研發(fā)的生物聲學(xué)、光學(xué)探測(cè)模塊,記錄了過(guò)去一年發(fā)生在這片冰海的“生物故事”。
??沉積物捕獲器:揭秘“海洋碳泵”的工作機(jī)制
??森林是吸收二氧化碳的“主力”,而占地球面積超七成的海洋則是一塊巨大的“吸碳海綿”。
??“冰間湖將大氣二氧化碳固定并輸送至深海的能力很突出,好比一個(gè)巨大的海洋碳泵。”張海峰說(shuō),從2003年起,我國(guó)在南大洋持續(xù)布放沉積物捕獲器,重點(diǎn)研究冰間湖的
碳匯機(jī)制。
??碳匯是指通過(guò)自然或人工過(guò)程,從大氣中吸收并儲(chǔ)存二氧化碳等溫室氣體。近年來(lái),我國(guó)的觀測(cè)數(shù)據(jù)及研究成果明確冰間湖藻類(lèi)對(duì)碳輸出的貢獻(xiàn),揭示其調(diào)控碳匯強(qiáng)度機(jī)理,系統(tǒng)描繪南極近海年際碳循環(huán)完整圖景,為國(guó)際社會(huì)精準(zhǔn)評(píng)估南大洋碳匯能力、預(yù)測(cè)氣候變化趨勢(shì)提供了重要參考。
??“每一次數(shù)據(jù)的采集與解析,都是在為地球的氣候檔案增添新知、預(yù)測(cè)未來(lái)?!睆埡7逭f(shuō)。