“南极罗斯海联合大学”诞生记

中青报(zhōngqīngbào)·中青网记者 王烨捷 实习生 何奕辰 -20℃至(zhì)-28℃的秋季极寒环境、连续20天观测作业、带回6000余份化学和生物样本……5月28日，中国第41次南极(nánjí)考察罗斯海联合航次完成(wánchéng)科考任务后满载而归。作为国际上首次以南极边缘海秋季生态系统为研究(yánjiū)对象的跨国联合科考行动，此次行动不仅填补了(le)相关领域长期以来的研究空白(kòngbái)，也为后续极地大洋国际合作研究积累了宝贵的经验。 罗斯海一直是各国在南极开展研究的(de)“必争之地”，能到此处收集稀缺的秋冬季样本(yàngběn)，更是世界各国海洋科学家(kēxuéjiā)一直以来的心愿。本次航程(hángchéng)由上海交通大学海洋学院和中国极地研究中心发起，精选了中国、美国、英国等9个国家(guójiā)的约50名科考人员，其中超三成是中国科学家，来自上海交大海洋学院的10名师生(shīshēng)深度参与了航次策划、论证、筹备、组织、执行的全过程。 日前，这10名科考人员带着他们的研究成果回到了(le)上海。 南极(nánjí)科考团队合影。上海交大供图 为什么秋冬季的南极非去不可(fēiqùbùkě)？ 上海交大海洋学院院长周朦(zhōuméng)是一位经验丰富的“老南极”，已去过(qùguò)14次南极、10次北极。周朦回忆，自己第一次去南极参加科考是在1992年(nián)，“那时我们都开玩笑说就是(jiùshì)去了解一下，还没能进入到核心区域就要返回了。”那时中国薄弱的科考条件令他至今记忆犹新，如今(rújīn)一切都在变好(hǎo)，“为什么不组织一次南极秋冬季科考呢？”这个念头，如同种子一般，在周朦的脑海中不断生根发芽。 为什么选择罗斯海？它不仅是(shì)驱动全球海洋环流与气候的(de)关键动力引擎，孕育着影响深远的南极底层水，更是南大洋生物资源最丰饶的区域之一。其独特的高生产力与深层海水活动，使罗斯海成为(chéngwéi)深海(shēnhǎi)碳储存(chǔcún)的重要场所。因此，围绕罗斯海展开的研究，对于研究全球气候变暖和海洋生态系统生物多样性等方面都具有重要的战略意义。 但长久以来(chángjiǔyǐlái)，受极寒气候与复杂海况的双重制约，夏季以外(yǐwài)的南极科考(kēkǎo)被视作“不可能完成的任务”。因此，南极秋季观测数据极度匮乏。然而，为什么要在秋季收集南极的数据呢？ 部分科考(kēkǎo)人员合影。上海交大供图 以(yǐ)浮游生物的观测为例，浮游生物被认为(rènwéi)是(shì)一种“初级生产力”，它们是南极生态系统运转的基石，而光又是限制初级生产力的重要环境因子。南极春夏季光照(guāngzhào)条件好，初级生产力高；秋季漫长且极暗无光，这时的南极生态系统难道就停摆了吗？ 上海交大海洋学院副教授冯媛媛主攻生物海洋学方向，在此次任务中主要就南极浮游生物数量和分布特征展开调查。她介绍，实际的(de)调查结果显示，秋冬季的南极暗(àn)藏着(zhe)一个活跃的暗生态系统。冯媛媛们要研究(yánjiū)的是，驱动海洋生物圈的有机质和能量从何而来？南极的生态系统要承受多大压力？有多少食物以怎样(zěnyàng)的方式存储下来留(liú)到第二年春天？这些重要问题，只有在秋季进入南极才能找到答案。 “极地”二字到底份量几何(jǐhé) 通过这次科考行动，博士生隋维康第一次真正体会(tǐhuì)到“极地”二字的份量，“科学不仅是(shì)实验室里的公式和图表，更是风雪中一锹一锹挖出来的、靠双手和意志完成的探索”。那些曾经在课堂上学到的知识，在南极变成了一项项(yīxiàngxiàng)紧迫(jǐnpò)而真实的任务。 记者了解(liǎojiě)到，我国在2024年(nián)年底在南极(nánjí)建立了第五个科考站——秦岭(qínlǐng)站。该站与1985年的长城站，1989年的中山站、2009年昆仑站、2014年的泰山(tàishān)站一起，构成了目前我国南极科考的5大站点。与其他站点不同的是，秦岭站地处罗斯海，距离其他站点都很远。而这次的联合科考就是以秦岭站为基础进行的。 南极地区的(de)(de)冰雪总量之和是2700万立方千米，储存了(le)全世界可用淡水的72%，除冰雪外还有5000亿吨储量的煤矿，1000亿桶(yìtǒng)石油和5万亿立方米天然气，是真正的资源宝地。而南极的罗斯海，是地球上最后一块保存完整的海洋生态区域，几乎没有受过人类的破坏和污染，有超过1万多个海洋物种在这里(zhèlǐ)栖息，是研究生命演化(yǎnhuà)和环境变化的净土。 在南极(nánjí)得到的研究成果可以无国界造福全人类。比如，1985年(nián)3名英国科学家在南极考察时发现南极上空的臭氧层已经变得异常(yìcháng)稀薄，此后全球行动逐步弃用氟利昂等破坏臭氧的化学品，臭氧层空洞(kōngdòng)开始慢慢恢复；2018年中国科考队首次在南极海水中检测到了(le)塑料微粒(wēilì)，此后其他国家的队员又相继在降雪、地表水和冰层中发现了塑料微粒，塑料污染问题再次给世界敲响警钟。 这次联合科考亦(yì)有不菲成果。到南极后(hòu)，冯媛媛在各个站位采集并测定了标准水层的(de)分粒级叶绿素的浓度，采集了浮游植物水样和垂直拖网样品。她发现秋季混合(hùnhé)层中的浮游植物生物量较夏季水体下降很多，而罗斯海夏季优势种群之一的南极棕囊藻到了秋季已基本(jīběn)不见踪影，更多的是濒于生长衰退期的硅藻类群。 上海交大(shànghǎijiāodà)海洋学院研究员张瑞峰(zhāngruìfēng)在实验室中搭建了一个装有空气过滤器的帐篷，打造出一个洁净的环境(huánjìng)来获得更准确的数据。他关注的是海水中痕量元素的生物地球化学循环，尤其是铁在南大洋的分布情况，“如果能搞清楚这一(zhèyī)问题，就(jiù)能更准确地了解南极浮游植物的生长潜力，以及整个生态系统的食物来源支撑力，这对于(duìyú)研究南极生态系统的平衡和稳定具有重要意义”。 院长周朦说(zhōuméngshuō)，这次“一枪打了三个靶子”，团队通过一次科考，把罗斯海的深对流、生物(shēngwù)生存机制和碳(tàn)埋藏过程都研究了一遍，涉及物理、生态和生物地球化学等学科领域知识。 “我们原计划考察18个站次，但实际上我们完成了24个。”中国极地研究中心研究员、上海交大海洋学院双聘教师何剑锋介绍，本航次提升了国际社会对南大洋秋季暗环境下关键生物(shēngwù)类群和生态系统环境适应和生存(shēngcún)策略的(de)认知，推动了极端环境调查观测装备(zhuāngbèi)的试验与应用，更为后续极地大洋国际合作(hézuò)研究积累了宝贵的经验。 冰面上组成“罗斯海大学(dàxué)” 发起南极的秋冬季航次，意味着要冒着极端低温、大风和海冰密集度高的巨大挑战(tiǎozhàn)，千万级的经费支出(jīngfèizhīchū)、船只(chuánzhī)设备的保障能力和科考团队的选拔都是摆在面前的难题。 2021年，在我国极地考察40年之际，机会来了。那一年(yīnián)，上海交大与中国极地研究中心签署合作共建协议，通过充分论证上述科学问题的研究价值(jiàzhí)后，正式推动航次破冰前行(qiánxíng)。 项目立项了，队伍怎么建？周朦(zhōuméng)介绍称，通过国际会议的形式，上海交大向世界各国的海洋科学(kēxué)家广发“英雄帖”，针对国内尚不具备能力(nénglì)的研究(yánjiū)空白，也特意邀请了相关领域的国外科学家进行补足。在判断报名资格时，会着重考察报名者的专业背景(bèijǐng)、科研积累和回答核心科学问题的能力。 经过两年多的(de)(de)筹备，一支覆盖海洋生态、物理海洋、生物地球化学等领域的全学科团队组建了起来。成员中既有深耕罗斯海(luósīhǎi)研究10余年的资深学者，也有首次踏足极地的青年科研人员。 值得一提的(de)(de)是，这支强大的队伍中大多数人都有着丰富(fēngfù)的航次经验。最多的“罗斯海先生”、上海交大海洋学院教授Walker Smith（沃克·史密斯）已经去过南极40次。 “罗斯海大学”开学典礼(kāixuédiǎnlǐ)现场。上海交大供图 3月21日，科考队伍整装完毕，正式向南极进发。何剑锋研究员还清晰地记得，科考船抵达罗斯海时，一半以上区域已经被厚厚的海冰覆盖。等(děng)作业(zuòyè)结束准备返航时，整个(zhěnggè)区域已经布满了海冰。 在如此(rúcǐ)大范围海冰覆盖下进行南极科考作业，在国内尚属第一次(dìyīcì)，每一步都充满了未知与挑战。 在冰区作业时要面对极端低温，很多设备使用会出现(chūxiàn)问题(wèntí)。上海交大海洋学院教授张召儒(zhāngzhàorú)和团队承担了(le)海洋温盐深剖面仪（CTD）的(de)观测任务，她还清楚地记得当时的紧张，“我们准备回收样本时发现所有采水器(qì)都没有关上，以为是设置出现了错误，后来才发现是设备受冻，过了好一会儿才恢复正常”。何剑锋表示，类似的情况普遍存在(pǔbiàncúnzài)于每一项科考任务中，但重重阻碍并没有难倒大家。科研人员们利用暖风机对仪器持续加热，用挡板遮蔽仪器抵御寒风；采水器回收后，用月池的暖风管、自己寝室(qǐnshì)的电吹风，一起加热采水器等等。 实际上，科学家们每人每天针对自己课题的研究时间也就只有几个小时，更多(duō)(duō)的时间需要队员们互相帮助。伴随着(zhe)凌晨时分神秘绚烂的极光、时而从海面一跃而起的鲸鱼、冰面上行走的上千只企鹅，来自不同国家的科考队员们组成了“南极罗斯海联合(liánhé)大学”，大家分享研究发现，文化交融、火花(huǒhuā)碰撞，为研究激发出更多的可能性和创新性。 来源：中国青年报客户端(kèhùduān)