圆满完成第34航次科考任务
“大洋一号”,逐梦深海
本报青岛6月18日电
记者 马悦 通讯员 陈斯音 顾春华
清晨,青岛中苑码头。透过浓浓的海雾,一艘承载着科学梦、海洋梦的白色大船缓缓靠岸——在众人的翘首期盼中,“大洋一号”回家了!
扶梯慢慢放下,身着蓝色T恤的科考人员,一边热情挥手,一边在人群中寻找着等候他们的亲人。从2014年11月16日启航,历经215天,5个航段,航程28125海里,我国远洋科考船“大洋一号”完成第34航次科考任务,于今天回到青岛。
“大洋一号”是做什么的?这次大半年的航行,有什么收获?有哪些突破?
位于我省杭州的国家海洋局第二海洋研究所是此次科考的主力军,5个航段中有4个航段的首席科学家来自海洋二所,先后有24位该所的科研人员参与此次科考,最长的待了130多天。今天,来自家乡的记者得以登上“大洋一号”,进行一一解密。
深海探秘,负重前行
跟随“大洋一号”首席科学家、国家海洋局第二海洋研究所研究员陶春辉,我们登上了带着神秘色彩的科考船。
进入“大洋一号”的船舱,犹如进入了一座迷宫。多波束和浅剖实验室、磁力实验室、地震实验室、网络实验室、地质实验室、生物基因实验室……船上各类实验室共有10多个,分布在三、四层船舱。
这不禁让我们好奇,“大洋一号”的科考任务是什么?
“西南印度洋,是大洋中脊区域。”陶春辉指着地图说,“那里就像是陆地上连绵山脉在海底的投射,那里有山也有沟壑,是海底活动最为剧烈、海洋矿产资源最为丰富的区域之一。”
2011年,我国与国际海底管理局签订《西南印度洋硫化物资源勘探合同》,中国成为全世界首批获许对国际海底多金属硫化物进行勘探的国家。根据合同,中国在西南印度洋国际海底区域,获得了1万平方公里多金属硫化物资源矿区的专属勘探权,并在未来开发该资源时享有优先开采权。
这也是自2010年国际海底管理局通过《多金属硫化物探矿和勘探规章》后,接受、核准的第一份申请。陶春辉表示,这意味着我国的大洋考察实力已经得到国际认可,中国可以也应当为人类开发利用海底资源作出贡献;同时也意味着没有经验可循,科考任务更多需要在摸索中前行。
“大洋一号”科考船承担的使命,就是对这一区域进行多金属硫化物勘探。陶春辉说,“前期工作就是勘探西南印度洋的100个区块,了解这些地方的资源、环境基线等。”
2013年12月2日,中国“大洋一号”科考船启程,首次对西南印度洋多金属硫化物矿区进行勘探。
2014年11月16日,“大洋一号”再次出发,开始第34航次科考任务。本次航行,也是签订合同后的第二个大洋航次。
“今后3年,我们的任务是继续做面上的勘探。”陶春辉说,今年下半年,国家海洋局第二海洋研究所还将同时在西南印度洋多金属硫化物合同区组织实施2个大洋航次调查,分别由海洋二所的新船“向阳红10”号船和“大洋一号”船承担。这将是“向阳红10”号船的首次国际远航。
大洋科考,蛟龙相伴
走进船舱的样品管理室,桌面上摆放着各种形状的深海宝藏,玄武岩、珊瑚、铠甲虾、蔓足类……在本航次中,肩负使命的“大洋一号”,又取得了哪些令人欣喜的成果呢?
在第2航段,“大洋一号”船与搭载“蛟龙号”载人深潜器的“向阳红9”号船在西南印度洋同时作业,两船最近时距离不足两海里。这是我国首次有两条科考船同时在西南印度洋多金属硫化物合同区作业。在远离祖国1万多千米的印度洋上,两艘船互为补充、互相支持。“蛟龙号”注重定点突破,“大洋一号”则进行面上勘探。
通过5个航段的科考,“大洋一号”在26个区块内开展了4千米间距的综合热液异常探测测线调查,圈定了多处矿化异常区。对龙旂、断桥等典型热液区的分布范围和构造特征取得新认识。
陶春辉介绍,海底热液区如同“黑烟囱”,会喷射几米甚至几十米高的液体物质,形似烟囱。在他眼里,“黑烟囱”如同地心向人类打开的一扇窗:地球板块相互拉扯,在海底出现裂痕,海水灌入小裂缝里,被地下数千摄氏度的岩浆加热,喷涌而出,并带出了地下的矿物质。矿物质在裂口附近堆积,就像桂林山水里的钟乳石一样,形成了耸立海底的烟囱。烟囱的四周,堆积的就是来自地球肚子里的矿藏。
特别值得一提的是,科考队在第5航段中印度洋海盆,首次发现大面积富稀土沉积物。“我们利用船载分析仪器对获取的沉积物样品进行了现场测试分析。” 第5航段首席科学家、国家海洋局第一海洋研究所研究员石学法介绍,“在 15站样品中,我们检测出较高的稀土元素含量,达到了成矿的条件。”
同时,科考队根据现场元素测试数据等,在中印度洋海盆初步推断划出了两个富稀土沉积区域,为下一步在印度洋开展稀土资源调查评价和环境演化研究奠定了基础。
此次科考还开展了硫化物合同区两个断面的环境基线调查,成功回收4套锚系,获取了国际海底管理局要求的年度环境基线资料及生物样品。
尖端装备,深海扬威
根据我国与国际海底管理局签订《西南印度洋硫化物资源勘探合同》,中国在该区域勘查8年后,放弃50%的面积,10年后将完成矿区75%面积的区域放弃,只能保留25%的面积。
虽然1万平方公里仅相当于一个天津市的面积,“但在10年内完成区域放弃,工作难度非常大。”陶春辉坦言,海底勘探工作不同于陆地勘探,进度取决于设备状况、海洋天气等未知因素。
第1、2航段首席科学家、国家海洋局第二海洋研究所副研究员李怀明说,每天的勘探开始前,他们要在大洋一号的后甲板上把一个拖体放进深海。拖体里装着成套测量设备,连着一根四五千米长、两根手指粗的光缆。科考队员通过光缆控制箱子在海底的运动轨迹,数据、视频则通过光缆实时传回科考船。
海底表面是否有矿藏,只是科学家探勘的一部分内容。“表面有矿化,不代表海底下有矿,我们需要搞清楚一个勘探区,需要为深海海底做‘CT’。”陶春辉说。
按照工程化勘探的要求开展海上调查是本航次一个重要特点,也是中国大洋科考调查工作模式的一次重要创新。“大洋一号”开展了沉积物化探、近底磁力等找矿方法探索,实现了海底视像底质类型现场解释与填图,效果良好,形成了一套海底矿化异常区圈定的探测方法。
这些科考成果的取得,离不开“大洋一号”搭载的大量高技术装备。在上一个航次的基础上,我国自主研发改进而来的“进取者号”中深孔岩心取样钻机、电法探测仪等硫化物勘探关键设备,在此次科考中发挥了重要作用,“中深孔岩心取样钻机,可以在深海比较坚硬的岩石上取岩芯。”
“这些设备的加入,让我们有了新的突破——获得了断桥热液区热液活动岩心序列样品,这意味着该区域具有较好的成矿条件,也为深海多金属硫化物探勘技术的发展积累了经验。”陶春辉说。
海上工作,80后领军
“一上船,我们的工作时间就是24小时,没有周末和假日。”第4航段首席科学家、国家海洋局第二海洋研究所副研究员周建平说。为了保证整体科考任务的不间断,船上的科考人员分成4班,轮流坚守在岗位上。
在海上,上百号人吃的问题要怎么解决?“我们有专门的厨师,轮流做各种食物。”张华添说,上船前,大家都储备了很多食材蔬菜、肉类、水果等,至于海鲜,队员们更多的是选择在浅海钓点鱿鱼煮了吃。
“每次靠岸,都是大家给科考船进行一系列补给的时间。”科考期间,最缺的倒不是肉食,而是蔬菜。没菜的时候,张华添和队友们都乐意选择老干妈辣酱下饭。
“第3航段出海半个多月后,青菜早已告急,幸好我们这次有了新技术,元宵节时吃上了新鲜的萝卜苗。”大厨曲培庆笑着说,在此次34航次上,率先试用了无土栽培芽苗菜技术,能培育出萝卜苗、豌豆苗、黑豆苗、绿豆苗和空心菜苗等,而在以往厨师们就只能靠自己发些豆芽给大家改善生活。
据了解,本航次共有来自国家海洋局第二海洋研究所、国家海洋局北海分局等国内外36家单位的137名科考队员参加了工作,涵盖了地质、化学、生物、环境等专业领域,其中“80后”的科考队员有77人,成为了本航次调查的中坚力量,也为大洋事业注入了新鲜血液。
“西南印度洋季节变化大,风浪情况多,遇上六到七级大风就有71天,还遇上了4次台风。”本航次船长曹业政说,由于时间紧迫,科考队员完成任务得“看天吃饭”。
1984年出生的“花姐”韩沉花是国家海洋局第二海洋研究所生态与环境实验室工作的一员。虽然在科考队员里年龄不算最大,但这位来自西北的姑娘做事干练、沉稳,很有大姐范儿。
“我们针对硫化物地区设计了一个化学探头,在海底可以探测海水中的酸碱度、硫化氢含量等,看看哪些地方有异常。”韩沉花说。虽然已经不是第一次出海科考调查了,可她还是感慨地说,“小时候怎么也没想到,出生在远离大海的地方,现在却再也离不开大海。”
来自北京大学地质专业的博士生张华添,在本航次1、2航段担任后甲板作业组组长,负责协调后甲板作业。让这个1989年出生的小伙子最记忆犹新的是,科考队员们忘我奋斗、合力协作的精神——“有次在中午打捞锚系时,我们遇上了狂风暴雨,大家咬牙坚持,顶着风雨、轮了三班、收了10个多小时,才成功回收。”
当然,也会遇到命悬一线的时候。“还记得那一次,样品刚捞上来不久,就在大家专注着摆弄样品时,一个巨浪拍到了后甲板上,大家根本来不及反应,只能就近抓住队友或栏杆。”
回头望着刚刚靠港的“大洋一号”,张华添心中有些不舍,深有感触地说:“科研不是美国大片,科研是一个国家、一群人、一颗颗螺丝拧出来的。”