中国科考船打响南极海洋地质调查“新年首炮”

当地时间2016年12月31日凌晨3时30分，中国科考船“海洋六号”驶抵南纬60度、西经60度附近海域，开始了为期45天、跨年度的中国第33次南极科考海洋地质和地球物理调查。

这是中国时隔26年再次开展以综合地质和地球物理调查为重点的国家专项南极科考调查，也是2017年新年到来之际，我国海洋科考的“地质首炮”。

十秒一炮

南极正值夏季，阳光灿烂，精心选择的工区海况良好。在“海洋六号”首席科学家助理赵庆献指挥下，年轻的中国科考队员们将焊接在巨大钢架上的高压气枪投入南极冰海之中，以十秒一次的频率发射“气炮”，形成的声波可以被船后的电缆捕捉，从而测量出详尽的海底地层结构。

接下来，“海洋六号”还将开展多波束、浅剖、重力柱、地热和温盐深测量等科考调查项目。中国地质调查局广州海洋地质调查局副总工程师、“海洋六号”南极科考航次首席科学家何高文说，与26年前由“海洋四号”科考船执行的首次同类任务相比，此次调查无论是研究区范围，还是科考的深度与精度，都实现了跨越式进步与提升，填补了多方面空白。

1990年至1991年，参与执行第7次南极科考任务的“海洋四号”完成了对南设得兰群岛以南海域布兰斯菲尔德海峡的调查。此次科考则主要在南设得兰群岛以北区域进行，研究范围大幅扩展，有望实现对一个从海沟到岛弧、再到弧后盆地的完整的“沟弧盆体系”的详细勘察。

在电缆设备方面，赵庆献介绍说，和26年前采用模拟信号电缆、铺设9道信号通道相比，此次调查采用了遍布电子模块的数字信号电缆，信号通道达96道。按照道间距12.5米计算，“海洋六号”在南极海域排列出的是一张1200米长、300米定深的“大网”，能清晰扫描海底1000米以下的地层结构。

在海底取样方面，“海洋四号”的取样能力非常有限，而“海洋六号”使用了9米重力取样管，最大作业能力可达18米深。此外，“海洋四号”不具备海底热流探测能力，而“海洋六号”的重力取样管上安装了一系列热流探针，这些温度传感器就像海洋体温计一样，可以准确测出深海热流。

直面挑战

此次“海洋六号”的科考活动属于中国第33次南极科考组成航次，也是这艘重4600多吨、已经有7年船龄的科考船赴南极海域的“处女航”。

这艘科考船汇集了40多名来自全国海洋科学、海底科学研究领域的精英人才，他们中绝大多数是“80后”甚至“90后”，不少人都是第一次赴南极科考。

挑战是显而易见的。南极地理环境复杂，气候变化万端，突如其来的风浪和常年的寒冷低温都是“海洋六号”和这支中国海洋地质科考队伍所没有经历过的。此外，由于这一科考领域整体处于国内空白、国际公开资料稀少状态，没有现成经验可以借鉴，需要科考人员自行摸索。

“电缆投放不仅取决于海水的温度，还取决于海水的盐度，否则就会失衡，这个度怎么把握，我们都只有纸面数据，没有实际经验。我们也从没有遇到过浮冰，虽然准备了预案，但是效果怎样还要等实践来检验，”赵庆献说。

迈向未来

南极，这块位于地球最南端的大陆，至今仍显得神秘而迷人。在科考人员看来，这里蕴藏着许多与地球和人类息息相关的科学奥秘，有待挖掘和破解。

“人类之所以高度重视极地研究，一个重要原因就是南极和北极都最为‘敏感’，也最为单纯，它们也是影响全球环境变化的最重要的调节器。从全球变暖到冰雪融化、海平面上升，人类生存与极地变化息息相关，”何高文说。

在“海洋六号”此次航程中，来自同济大学的肖文申就承担着与海洋环境变化相关的课题。他说，通过对南极的研究，可以对比研究人类活动对地球的影响，“这里是我们其他区域环境演化最好的地质参考坐标和衡量基准”。

据介绍，“海洋六号”的工作就类似于给南极海域的海底“做CT”、“抽验血”、“量体温”，多管齐下，最终形成翔实的地层结构报告，给后续极地与全球环境和地质演变研究提供基础数据。

目前，中国正在从极地研究大国向极地研究强国迈进，新的极地科考破冰船、极地科考站都在筹划和建设中。外界普遍认为，这意味着中国极地研究将进一步加快空白填补过程、加强专业化方向突破、实现多领域的追赶与领先。

“从第一次南极专项地质与地球物理调查到第二次，隔了26年，但我相信下一次的间隔不会这么长，积累了经验的‘海洋六号’将做好再次探查极地的充分准备，”何高文说。