“張謇”號(hào)在新不列顛海溝探秘深淵
憑海臨風(fēng)、極目遠(yuǎn)眺，浩瀚而涌動(dòng)的靛藍(lán)色海水，好像大自然布設(shè)的“結(jié)界”，將地球上的陸地和海洋，分隔成截然不同、生命迥異的兩種世界。海水下6000米的深淵帶，盡管僅占全球海底面積的0.2%，但卻是“洋陸斗爭”最重要的前沿陣地，是研究海洋重大科學(xué)問題的“天然實(shí)驗(yàn)室”。
“張謇”號(hào)目前所在的新不列顛海溝，是太平洋眾多的海溝之一。大致呈東西向延伸，總長度750公里，平均寬度40公里，最深處超過8000多米。新不列顛海溝夾雜在太平洋板塊、澳大利亞板塊和眾多的小板塊之間，是地球構(gòu)造環(huán)境最復(fù)雜的區(qū)域之一，且距離人類居住的島嶼近，受人類活動(dòng)影響較大。受當(dāng)?shù)氐V業(yè)公司委托，“張謇”號(hào)在新不列顛海溝開展海洋環(huán)境調(diào)查。
連日來，“張謇”號(hào)上的“彩虹魚”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)?wèi)?zhàn)風(fēng)斗浪、艱苦作業(yè)。為探尋深淵世界的一些“蛛絲馬跡”，大家夜以繼日，全力采集科學(xué)研究樣品和數(shù)據(jù)。在房間里，經(jīng)常聽到窗外傳來一陣陣有節(jié)律的清脆響聲，這是“張謇”號(hào)上配置的全海深多波束測深系統(tǒng)、淺地層剖面儀、多普勒流速剖面儀等深海探測設(shè)備，在晝夜不停地工作。所測之處，先進(jìn)的傳感設(shè)備仿佛穿透了海水的“結(jié)界”，實(shí)時(shí)收集海底地形地貌的各類參數(shù)。在科研人員陳宗春繪制的3D地形圖上，海水下方覆蓋的是溝壑縱橫的高山峽谷。
在一個(gè)又一個(gè)海洋作業(yè)站位，為了采集深淵海水樣品、撈一些海底的“泥巴”，一噸多重的CTD采水器、重力柱狀采樣器、箱式采泥器、原位大體積過濾器等科考設(shè)備，用鋼纜懸掛在船側(cè)和船尾的巨大吊架上，一次又一次用絞車放入深海。風(fēng)浪顛簸中，每一個(gè)操作細(xì)節(jié)都充滿著危險(xiǎn)。在“張謇”號(hào)實(shí)驗(yàn)室，劉如龍等科研人員緊張進(jìn)行現(xiàn)場海水樣品的處理。這項(xiàng)科學(xué)研究主要是為了探尋深海里的“碳菌鏈”奧秘。
“碳菌鏈”是“彩虹魚”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家方家松教授于2014年提出的一個(gè)深海碳循環(huán)模型。根據(jù)這一模型，海洋表層通過光合作用形成的有機(jī)物，最終會(huì)以顆粒有機(jī)物的形式在海水中沉降。在沉降過程中，海水中的“附生菌”會(huì)附著其上，通過釋放“胞外酶”，將顆粒有機(jī)物分解為溶解有機(jī)物，并在海水中形成“羽流”。由于“羽流”中營養(yǎng)素高，滋生了海水中的“自由菌”生長。“自由菌”進(jìn)一步將溶解有機(jī)物分解，直至形成不能降解的有機(jī)碳，深埋在海底的沉積物中。
在新不列顛海溝，“彩虹魚”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采集了大量不同深度的海水樣品。他們將分析不同海深的顆粒有機(jī)碳和溶解有機(jī)碳的濃度、成分和化學(xué)成分結(jié)構(gòu)；研究海水中的附生菌和自由菌的種類、豐度、群落結(jié)構(gòu)、多樣性以及分布特征；探尋不同海深的細(xì)菌釋放的“胞外酶”變化情況，尤其是深海嗜高壓菌在碳循環(huán)中的作用。碳是組成生物體最重要的一種元素。海洋是地球上最大的生物活性碳“儲(chǔ)庫”，其中絕大部分儲(chǔ)存在深海。近幾百年來人類活動(dòng)加劇，導(dǎo)致大氣中的二氧化碳濃度增加、全球氣候變暖。巨大的深海碳儲(chǔ)庫，對緩解全球氣候變暖具有重要意義。
古語說：“臨淵羨魚，不如退而結(jié)網(wǎng)”。在新不列顛海溝，“張謇”號(hào)上的“彩虹魚”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)許強(qiáng)華教授已經(jīng)“結(jié)”了很多網(wǎng)，但仍然在“羨魚”，只因深淵太深。知性雋秀的許強(qiáng)華是“張謇”號(hào)上一位女海洋宏生物學(xué)家。來到新不列顛海溝，主要是想探尋海洋6000米以下的深淵極端環(huán)境下，生活了哪些宏生物？它們?nèi)绾芜m應(yīng)高壓黑暗的深海環(huán)境？有哪些特殊的適應(yīng)機(jī)制？深淵宏生物與近緣種有何區(qū)別？等科學(xué)問題。
所謂海洋宏生物，是與海洋微生物相對應(yīng)、眼睛能夠看得見的海洋生物。這一科學(xué)術(shù)語太專業(yè)。在“張謇”號(hào)上，大家都將許強(qiáng)華的采樣工作簡稱為“抓魚”，她也時(shí)常笑稱自己是“漁夫”。不過，在海下6000多米的深淵里“抓魚”，很不容易。首先，海底有沒有魚不能確定；即使有魚或其它底棲生物，會(huì)不會(huì)偶爾路過，正巧被誘捕到，更不能確定。其次，深淵太深，“漁具”放下去和收上來，極為不易，一上一下至少有12000多米，經(jīng)過海流海浪的沖刷，“漁具”里的東西還會(huì)不會(huì)完好保存？
在新不列顛海溝一個(gè)6700多米深的站位，“張謇”號(hào)上布放了“彩虹魚”萬米級著陸器。著陸器的底部，搭載著許強(qiáng)華自己設(shè)計(jì)的“宏生物誘捕器”。用綠色漁網(wǎng)線編織的“誘捕器”里，設(shè)計(jì)了多個(gè)入口和“迷宮”，“迷宮”里放了很多散發(fā)出腐臭氣味的誘餌。“腐肉沉降”是深淵宏生物重要的食物來源，腐臭氣味最合它們的胃口。在海底“蹲守”了18個(gè)小時(shí)后，“彩虹魚”萬米著陸器第二天成功浮出海面。但在回收母船過程中，海面上陣風(fēng)達(dá)到六七級，整個(gè)回收過程并不順利。海浪進(jìn)進(jìn)出出地不斷沖刷，“宏生物誘捕器”里的東西幾乎已經(jīng)蕩然無存，只剩下一些零星的誘餌。
在新不列顛海溝，盡管沒有抓到魚，但大家實(shí)實(shí)在在看到了海下5000米的魚。那天，許強(qiáng)華再次進(jìn)行宏生物采樣?！皬堝馈碧?hào)將寧波深藍(lán)海洋信息技術(shù)有限公司自主研制的深海海底環(huán)境原位觀測器，送到了新不列顛海溝5000多米深的海底。觀測器攜帶了7個(gè)大大小小的宏生物誘捕籠。通過萬米光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，“張謇”號(hào)上同步進(jìn)行了海底宏生物采樣的“現(xiàn)場直播”。在設(shè)備控制室的電腦顯示屏上，4個(gè)最大能承受6000米深海壓力的攝像機(jī)和照明設(shè)備，將自己在南緯5度55分、東經(jīng)151度45分的海底世界所見所聞，通過四種不同的角度，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，十分精彩。
一路上，在燈光的照射下，黑色的海水背景中，時(shí)常出現(xiàn)漫天飛舞的白色“雪花”?！把┗ā睍r(shí)而細(xì)密，如空氣中漂浮的無數(shù)塵埃；時(shí)而稀疏，如空中飛舞的翩翩蝴蝶，在鏡頭前一閃而過。這些“雪花”學(xué)名叫“海雪”，是深海中的懸浮物。海水中各種各樣懸浮著的大小顆粒、生物死亡分解的碎屑、海洋生物排放的糞便團(tuán)粒、大陸水體帶來的顆粒等，都是“海雪”形成的原材料。這些顆粒物在海水中相互碰撞結(jié)合，像滾雪球一樣越滾越大，最終形成雪花似的絮狀懸浮物。
近兩個(gè)小時(shí)后，一陣細(xì)膩的泥塵，像青煙一般在海水中騰起，漫卷而過之處，攝像機(jī)鏡頭前一片模糊。觀測器攜帶著宏生物誘捕籠，終于“觸底”了！過了好幾分鐘，海底的泥塵漸漸落定，神秘的新不列顛海溝海底風(fēng)貌，越來越清晰地呈現(xiàn)在眼前。這是一片灰白、平坦如外星荒原的奇異世界！鏡頭所及之處，沒有維度、沒有方向、沒有任何生命的跡象。起初，在很長一段時(shí)間，鏡頭中，只看到纜線帶著誘捕籠，隨著船身的顛簸，一上一下、起起伏伏。誘捕籠中，有一條海鰻被當(dāng)做誘餌，長而柔軟的身軀，在海水中孤寂地飄來蕩去。
突然，一只游動(dòng)著的小魚，將自己黑色的身影，倒映在灰白色的海底上，打破了死氣沉沉的海底氣氛，大家一陣驚喜。漸漸地，也許是受到燈光的吸引，生命的跡象越來越多。一只紅色的小蝦，嘴邊拖著幾乎與自己身體一般長的胡須，出現(xiàn)在綠色的捕撈籠邊；一條優(yōu)雅的白色鰻魚，在鏡頭前婀娜多姿地游過來，又游了過去；一只胖胖的獅子魚，受到了誘餌的誘惑，擺動(dòng)著像緞帶一般柔軟的尾巴，沖了過來。卻一不小心，一頭撞到了周圍的纜線上，嚇得趕緊從鏡頭前溜之大吉。
多么靜謐、和諧、自然的海底世界！相當(dāng)于人類來說，海水下方5000多米，相當(dāng)于要承受500多個(gè)大氣壓。如此巨大的壓力，可以把鋼制的坦克壓扁。但對于“深海居民”們來說，它們早已經(jīng)進(jìn)化出適應(yīng)“深海家園”的生理機(jī)制。觀測器抵達(dá)海底8個(gè)小時(shí)后，越來越多的海底生物，發(fā)現(xiàn)了這里“從天而降”的豐盛大餐，陸陸續(xù)續(xù)地趕到了。鏡頭中，一個(gè)個(gè)白色的小身影，串來串去、十分活躍，仿佛在熱鬧地趕著集市。只可惜，計(jì)劃中的9個(gè)小時(shí)海底觀測時(shí)間已到，觀測器帶著誘捕籠，被收回“張謇”號(hào)。許強(qiáng)華仔細(xì)檢查了大大小小的誘捕籠，還是一無所獲。許多小型宏生物，鉆進(jìn)誘捕籠里飽餐一頓后，又鉆了出去。從吃剩的餌料看，帶魚、鮐魚是它們偏愛的食物，大多吃得只剩下骨頭了；而海鰻、大黃魚、披肩瞻星魚等餌料，碰也沒碰。
樣品獲取難度大，是研究深海宏生物的一大難題。跟隨“張謇”號(hào)從上海到南海、從深圳到新不列顛海溝，一路上千里迢迢、風(fēng)浪顛簸，許強(qiáng)華吃夠了暈船之苦。船過西北太平洋的時(shí)候，她曾經(jīng)長達(dá)一個(gè)星期都只能“蜷縮”在床上，每天僅靠啃一個(gè)冷饅頭和極大的精神毅力堅(jiān)持著。“吃盡千辛萬苦我都不怕，最怕的是巧婦難為無米之炊。不過，宏生物是深淵中的高等生物，目前在世界深淵研究中，采到樣品的概率都很低。但也正因?yàn)槿绱?，才更有科學(xué)研究價(jià)值?！痹S強(qiáng)華說，“在船上，我曾經(jīng)做過一個(gè)夢。在夢里，成功地在深淵里抓到了魚。相信這個(gè)夢想，終有一天會(huì)實(shí)現(xiàn)！”
在新不列顛海溝海域，“張謇”號(hào)上的“彩虹魚”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還收到了中國駐巴布亞新幾內(nèi)亞大使館發(fā)來的慰問信。信中表示：“張謇”號(hào)一路劈波斬浪、風(fēng)雨兼程，來到千里之外的巴新，對復(fù)雜陌生的海域進(jìn)行環(huán)境測評，既對外展示現(xiàn)代中國的科技進(jìn)步，又充分體現(xiàn)了中國人對利用科學(xué)技術(shù)保護(hù)海洋的積極姿態(tài)。這也是中國和巴新民間科考合作的一次有益嘗試，相信可以進(jìn)一步推動(dòng)兩國在海洋科技等領(lǐng)域的交流合作。