海水取樣、病毒研究、潛標(biāo)布放……中國第40次南極考察干了哪些工作?
阿蒙森海屬于西南極洲的邊緣海,是南極周邊海域增暖最為顯著的區(qū)域,也是環(huán)南極冰架消退最為顯著的區(qū)域之一。中國第40次南極考察隊(duì)正搭乘“雪龍2”號(hào)在該海域進(jìn)行科考,考察隊(duì)員們?cè)诙鄠€(gè)站位開展海洋水體監(jiān)測(cè)取樣作業(yè)。
中國第40次南極考察開展海水取樣作業(yè)
海洋水體監(jiān)測(cè)取樣作業(yè),會(huì)用到一個(gè)關(guān)鍵的裝備——溫鹽深剖面儀(CTD)。它的傳感器可以實(shí)時(shí)測(cè)量海水的溫度、鹽度、深度等基本指標(biāo),同時(shí)它攜帶的24個(gè)采水瓶也可以通過指令采集不同深度的水樣,供科學(xué)家們開展進(jìn)一步研究。
經(jīng)過4個(gè)多小時(shí)的作業(yè),月池車間配備的伸縮折臂吊順利將CTD從海水中回收。
中國第40次南極考察隊(duì)隊(duì)員 王杭州:1500米采、1000米采、500米采,包括葉綠色最大層,科學(xué)家事先告訴操作人員,操作人員會(huì)在這個(gè)層位來觸發(fā),觸發(fā)的時(shí)候采水瓶就可以關(guān)閉,就把水封到里面去了。
考察隊(duì)員告訴記者,采集的海水樣品,被用于滿足不同考察項(xiàng)目的研究需求。做生物研究的隊(duì)員會(huì)分析樣品中肉眼不可見的微小浮游生物,而做化學(xué)研究的隊(duì)員會(huì)在水樣中加入試劑,分析其中的有機(jī)物和無機(jī)物含量。
來自中國海洋大學(xué)海洋病毒實(shí)驗(yàn)室的王華龍,已經(jīng)從事極地海洋病毒的研究近10年。在本航次的考察中,他的任務(wù)就是研究南極海水中的病毒在維持生態(tài)系統(tǒng)平衡中的作用。
中國第40次南極考察隊(duì)隊(duì)員 王華龍:我們?cè)谀蠘O進(jìn)行海洋病毒的收集工作也是很有挑戰(zhàn)的。首先我們會(huì)通過多次取樣,收集150升的海水。通過10個(gè)小時(shí)的過濾、濃縮,我們會(huì)將其收集到一個(gè)只有50毫升的小管里面,最后帶回(國內(nèi))實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行海洋病毒的后續(xù)研究工作。
海洋病毒:海洋中容易被忽視的“重要角色”
在南極考察中,有些研究項(xiàng)目可能出乎大家的意料,比如對(duì)南極海洋病毒進(jìn)行研究。研究海洋病毒的目的是什么,研究又是怎么開展的呢?
記者在中國第40次南極考察隊(duì)隊(duì)員王華龍參加考察之前對(duì)他進(jìn)行了專訪。王華龍表示,海洋里生存有不少致病菌,這些致病菌會(huì)導(dǎo)致一些海洋魚類或者浮游動(dòng)植物大面積死亡。每當(dāng)這時(shí),有益病毒就會(huì)挺身而出,去戰(zhàn)勝致病菌,從而使海洋系統(tǒng)保持一個(gè)均衡的狀態(tài),而不至于導(dǎo)致整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)崩潰。那么研究者如何從海水中找到這些病毒呢?
中國第40次南極考察隊(duì)隊(duì)員 中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院環(huán)境生態(tài)學(xué)系副教授 王華龍:首先通過大的濾膜,比如200微米孔徑的,先過濾一遍,過濾到那些肉眼可見的生物類群,然后再過3微米的濾膜和0.22微米的濾膜,我們就得到了沒有任何細(xì)菌的無菌水。但是其實(shí)這里面有著非常豐富的病毒。
盡管病毒是最小的生命單元,比肉眼看不到的細(xì)菌還要小。但海洋中的病毒總量卻讓人吃驚,它們的總重量相當(dāng)于7500萬頭鯨魚的體重。科研工作者研究的這些肉眼看不見的病毒究竟有什么作用呢?
中國第40次南極考察隊(duì)隊(duì)員 中國海洋大學(xué)海洋生命學(xué)院環(huán)境生態(tài)學(xué)系副教授 王華龍:通過分解藻類、魚類,它們死亡之后的那些物質(zhì),進(jìn)一步循環(huán),來促進(jìn)微生物藻類的再生,維持整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)還可以通過海洋中的固定分解代謝,將大氣中的二氧化碳輸入海洋里面,并沉積到海底,在這個(gè)過程中發(fā)揮了非常重要的作用。這個(gè)過程可以每年固定超過3000兆噸的碳,為維護(hù)減少全球變暖和海洋酸化的影響,作出了非常重要的貢獻(xiàn)。
我國在極地建立潛標(biāo)群 系統(tǒng)觀測(cè)海洋生物
對(duì)于極地海洋的研究,科學(xué)家們有各種先進(jìn)的方法和儀器。前幾天,我國科學(xué)家首次在南極布放了一套生態(tài)潛標(biāo),并將在一年后將其回收。生態(tài)潛標(biāo)主要觀測(cè)什么?為什么要在大洋放一年呢?
中國極地研究中心研究員 何劍鋒:我們?cè)谶M(jìn)行海洋調(diào)查的時(shí)候,基本上是船到一個(gè)點(diǎn),定點(diǎn)進(jìn)行考察,然后到下一個(gè)點(diǎn),所以收集到的數(shù)據(jù)都是瞬時(shí)的。打個(gè)比方,有一群魚,正好調(diào)查的時(shí)候,魚可能游過去了,最后的記錄它就變成是沒有,但實(shí)際上它是有的。
布放潛標(biāo),最大的好處就是定點(diǎn)和長周期的觀測(cè)。一般布放一年,持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,就能得到全年的觀測(cè)數(shù)據(jù)。潛標(biāo)根據(jù)其功能可分為多個(gè)類型,最常見的是水文潛標(biāo),它可以對(duì)海洋不同層位的溫度、鹽度、海流的流速流向等進(jìn)行觀測(cè)。第二類是生化潛標(biāo),主要用于收集海水中沉降的顆粒物,用于研究碳由上層海洋向深層的輸運(yùn)。我國此前在南北極都有這兩種潛標(biāo)的布放。此外,還有觀測(cè)魚、蝦等海洋生物的生態(tài)潛標(biāo)。前不久,中國第40次南極考察隊(duì)就布放了首個(gè)生態(tài)潛標(biāo)。
中國極地研究中心研究員 何劍鋒:我們現(xiàn)在就是用第一套試驗(yàn)樣機(jī),后續(xù)的海區(qū)里面,會(huì)有3到4套組成一個(gè)群,這樣對(duì)于布放里面的區(qū)域,就能有比較全面和系統(tǒng)的觀測(cè)。
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