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我国首次南大洋考察纪实之十一:南大洋调查日不我与

leejiafu 发布于 2025-3-4 13:18 133 0

分类专栏:海洋杂谈

平台按语:11月20日,是40周年前我国首支南极考察编队在上海港乘坐“向阳红10”号科考船和“J121”号救生打捞船启航、执行南极洲建站/考察和南大洋考察任务的日子。相信人们对我国于1984年11月至1985年4月期间,开展 ...

平台按语11月20日40周年前我国首南极考察队在上海港乘坐向阳红10”号科考船和J121”号救生打捞船启航执行南极洲建站/考察和南大洋考察任务的日子相信人们对我国于1984年11月至1985年4月期间,开展的首次南极考察及其建成的首个科考站-南极长城站,耳熟能详;但对我国同时开展的首次南大洋考察,由于相关的新闻和宣传报道远不如南极考察那么多,那么博人眼球,显得比较陌生。其实,当年我国派出了两支科考队,一支南极洲考察队,另一支南大洋考察队,共同承担并圆满完成了中国首次南极考察任务。让我们跟随着他们当年的航程,历经一次别开生面的南大洋考察之旅吧!

需要说明的是,由于我们手上收集的材料十分有限,只能侧重于反映南大洋考察中海洋水文专业组的一些活动还望读者见谅为盼!

我国首次南大洋考察纪实 

— 南大洋调查日不我与

1985年1月18日至22日,“625”考察编队抵达南极后的首要任务,即卸运建站物资,宣告胜利结束,从而为执行南大洋考察任务拉开了帷幕,“向10”船起锚离开民防湾驶往在原计划基础上经过反复修改后确定的观测海区。

与原来的调查计划相比,不仅观测海区东移并缩减了调查面积,而且测站数量也做了相应调整和削减,基本上形成了一个以岛屿为依托,以陆架区观测为主的调查区域,便于船只避风并尽可能安全、稳妥地获取这一陌生海域的海洋水文、化学、生物、地质和地球物理等专业的第一手观测资料。但南大洋考察队的全体队员还是做好了迎接狂风恶浪的思想准备,虽然他们已经幸运地闯过了“咆哮西风带”内的两道鬼门关,但南极圈内变幻莫测的天气,以及“杀人西风带”/“尖叫的60度”传说,毕竟不是徒有虚名的,更不会让他们轻易过关!

南大洋,也叫南冰洋或南极海,是一个包围着南极洲的海洋,也是世界第五个被确定的大洋,是唯一一个完全环绕地球、却未被大陆分割的大洋。它处在以南纬60°为界的经度360°内,包括了罗斯海、别林斯高晋海、威德尔海和阿蒙森海,以及南美洲南端的德雷克海峡和新西兰南部的斯克蒂亚海的部分海域,总面积为2,032.7万平方公里,海岸线总长度为17,968公里。

南大洋以其独特的自然地理环境围绕南极洲从西向东流的洋流南半球冬季呈现的0℃以下海水温度),以及丰富的自然资源闻名于世成为多学科国际合作研究的理想场所。尽管近二百年来特别是二十世纪以来人类对南大洋进行过大量探险和考察获得了不少宝贵的资料和认识,但由于它的浩瀚和严酷的自然环境条件直到八十年代这些还是十分初步和零星的。

别林斯高晋海曾有南大洋的生命“禁区”之称因其埃茨海岸和南极半岛冰原所吹来的冷空气影响,这里的天气、气候瞬息万变,浓雾茫茫,冰山林立,巨浪滔天,大大小小的气旋接连不断地产生。所以,这里成了人们心目中风暴最多、海况最为凶恶的海域。1820年身负俄国沙皇重任的别林斯高晋和拉扎列夫率领着“东方”号和“和平”号两艘巡航舰(也有“三帆快速战舰”之称)第一次来这里探险,就因撞到了冰山险些船毁人亡,不得不改道而行。后来,人们为了纪念他,把片海域命名为“别林斯高晋海”。

别林斯高晋海属于大洋的一个边缘海,位于太平洋东南端,西接阿蒙森海东濒南极半岛其靠近屿附近水深为180~400米,北部深处可5300多米,南部有宽阔的大陆架,最宽处可达800多公里至于这一海域的海洋资源状况直到上世纪七十年代之前组织的多次国际性大洋考察,未涉足这一海域,所以一直是个空白。

南大洋考察队在出航前拟定考察计划中,选择别林斯高晋海面积约35万平方公里的一块海域作为调查区。在该测区内均匀布设8条断面30个测站预计纯工作日约40天以期达到较全面系统地了解该海区的磷虾资源及其环境状况的目的

但当625”考察队抵达南极后情况发生了变化大洋队不得不对原计划做了较大幅度的修改,主要出于两大原因:一是为了保证同船前往的南极洲考察队携带的建站物资全部定的货时间从10天延长到了19天,使得海上考察时间大大缩短二是测区内恶劣多变的海况给航行和作业带来严重威胁。同时考虑到本次南大洋考察是在有限的时间内对一个完全陌生的海区进行调查需要照顾到各专业的不同需求而不单纯从某一专业出发进行详尽的专项调查

鉴于此南大洋考察队对原计划作了两次修改。最终的实际考察海区仅限于南极半岛西北部近海60°00'~66°55'S、55°00'~69°30'W围的一块总面积约10万平方公里的海域。考虑到测区内水深比原计划的调查海域要浅得多,故布设了大面综合观测站34个昼夜连续观测站1个测流点2个以及重力、地磁和水深测量断面2条

1月18日,天气阴,傍晚时风力开始增强。好在南极洲考察队的全部建站物资已经卸运完毕,以及考察队员也已全部撤离“向10”船赴建站地。下一步,南极洲考察队主要以建房为重点的陆地考察工作,而南大洋考察队则将开展以南极半岛周围海域海洋生物---磷虾生态学为重点的海洋环境综合调查工作。

南大洋考察队各专业组的准备工作还在井然有序地进行,且“向10”船将于明日午后起锚奔赴修订后的观测海区。此时,船上有传,南极洲考察队队长已经正式向编队总指挥提出,建站结束后全体队员乘坐飞机回国的要求。据悉,在横穿太平洋的航途期间,早有队员向队长提出过这样要求。按理,作为考察编队的两个组成部分,南极洲考察队和南大洋考察队之间不应该区别对待。正如有关领导所说的那样,虽然两个队承担的任务性质不同,但艰苦程度却是一样的,搞特殊化将会分裂一个集体,给祖国丢脸,给同行耻辱,这是绝对不允的。编队总指挥做了明确表态:“这是不可能的”。

其实,一些登陆队队员害怕的是,返航时再次遭受“咆哮西风带”的折磨。他们或许根本没有想到,全体船员和南大洋考察队员,即使在湾内锚泊、卸运货物期间,已经遇到过多少次险情,甚至在半夜三更船只都会突然起锚、迎风而上,与风浪、冰山斗智斗勇。他们登陆后可能已经忘了,从去年的12月12日进入40°S的南太平洋海域后,船队始终处于“咆哮西风带”的覆盖区域内,并且随着纬度的增加,西风的猛烈程度也在增加,船队锚泊的民防湾/麦克斯韦尔湾,以及即将进入的南大洋考察海区,都在“尖叫的60度”(约60°S~70°S)势力范围内,这里不仅刮猛烈的偏西风,还会吹强劲的偏东风,船队及其船员和大洋考察队员时不时处于险情之中。

次日,天气依然是阴,但风浪有所增大。这些天,南大洋考察队一直在抓紧时间调整实验室,以及调试和固定仪器设备等。午后,大洋队全体队员及船员在餐厅集合开会,聆听编队总指挥发出的“南大洋考察开始”总动员令,以及南大洋考察队和船员代表的发言、表决心。他们庄严地表示,在南大洋考察中队员与船员是一个有机结合的整体,将会密切配合,克服一切困难,共同完成好这次艰巨的考察任务。

动员会后,大洋队全体队员集中,由金庆明队长作了简短的讲话,概括起来三句话:进入南极圈、拿下25个观测点、获取南大洋考察和南极研究不可或缺的宝贵现场观测资料。

按照目前的计划安排,大洋队将在南极半岛内侧,即位于乔治王岛与东北部的吉布斯岛和象岛之间海域,先进行6个站点(S01~S06号站)的观测工作;结束后船只转向西北,朝外海方向进行2个昼夜的地磁观测,进入南极圈,并在66°33′S以内靠近南极半岛的阿得雷德岛海域布设了一个综合观测点(S21号站),其目的和意义不言而喻。

然后,船只再折返,从近岸向外海进行4个断面、共19个站点的大面综合观测,即船只到站后,各专业开始测量、采样,结束后再驶往下一个观测点。根据观测项目、采样深度的不同,每个测点至少会停留数个小时,甚至近十个小时。譬如,一个综合观测站位,足有近二十个水体观测、采集水样/生物标本和抓取海底沉积物等项目,需要施放各种测量探头、网具和抓斗/箱式取样器等仪器设备;而仅用绞车吊放箱式取样器一项,在海深3,000米的测站上,至少得花上一个多小时。

预计在2月25日之前即可完成大面观测工作,返回民防湾。因为我国首个南极考察站---长城站,拟在祖国传统春节前的2月18日剪彩,国内亦会派遣代表团来此慰问。所以,不管南大洋调查顺利与否,要求“向10”船务必在25日前返回民防湾。休整后,参加长城站落成典礼和欢度传统春节;然后,再在南大洋起始观测海区进行2~4个站点的重复观测,从而结束整个南大洋观测工作。船只再次返回民防湾,接上南极洲考察队队员,计划在3月5日前离开南极民防湾,踏上返回上海港的万里航途。

当地时间6时30分,“向10”船起锚驶往观测海区,预计晚上10~11时可以航抵第一个观测点(S01号站)。船只刚驶出民防湾,风浪明显增大,估计有6~7级风,浪高约2米多。大约在3个小时后,船只抵达布兰斯费尔德海峡内的第一个观测点,水文组的观测工作首当其冲,原计划首先施放进口CTD仪,但因电缆与水下探头的连接处发生短路故障,检查发现电缆内有一电路接触不良,稍有碰撞即会短路,需要检修;于是,先用国产CTD仪观测。

生物组队员发现,船只鱼探仪上有断断续续条带状的影像,他们先放下标准斜拖网,却只捕到几条磷虾。然而,鱼探仪上的影像就像幽灵一样,时隐时现,有时浓密有时稀疏。尽管下网多次,但只捕到几条,最多时也就几十条。

磷虾捕获量不尽人意,几乎没有一网超过5公斤的。虽说鱼探仪上显示有大批磷虾群,然后网落、网起,收获却是寥寥无几,生物组分析的原因认为有多个方面:一是带来的网具较小,主要是用于科研所需采集生物样品的,并非生产用网;二是缺乏深海捕捞经验,船只边航行边捕捞,网具需要施放多深才能到达预定的层次,即使从鱼探仪上看到了磷虾密集分布区,但要放出多长缆绳、心中却没有个数;三是对南大洋磷虾的活动区域了解不够,掌握的资料也十分有限,盲目性较大,等等。

也有大洋队队员建议,南大洋磷虾考察的目的,应该首先满足科研需要,以便能够掌握第一手资料,为今后开发南大洋磷虾资源提供科学依据。然后,目前捕捞磷虾的目的,似乎仅仅是为了捕捞而捕捞。如当网具提上甲板后,不是及时进行科学记数、分类,估算其密集度等;而是围观者众多,允许你抓一把、我抓一把,尝个新鲜或者做个标本,没有任何科学记录,深感遗憾!故建议大洋队能够及时制止这种行为,并做出规定、完善相关工作。

但据生物组副组长王荣讲,这一带应该是磷虾的密集区,鱼探仪上的影像也应该是虾群,而网具大小不应该是问题。至于为何捕不到磷虾,极有可能是与水层控制不准确有关。因为,当时国内还没有实时监测网具深度的仪器,而拖网深度是用拖速与绳长的关系推算得出的。

后来经过多次反复试验,发现之前使用的经验关系式确实存在较大误差。之后,当鱼探仪在30~40米深处出现浓密影像时,生物组的队员们马上下网,并用校正后的关系式放出足够长度的钢缆,15分钟后收网,白色的网袋变红(活的南极磷虾是红色的)了,甲板上一片欢腾;且屡试不爽。于是,每到一站,遇到虾群了,就干脆多拖几网,因为生化分析、食品加工研究等需要较多数量的磷虾样品。

然而,一艘万吨巨轮拖着一个网口面积只有2平方米的小网在虾群聚集区来回转悠,最长一次连续拖了16网。杀鸡用牛刀,也算是奇迹了。

进入冰区考察,海面上的冰山渐渐多了起来。冰山四周,簇拥着无数大大小小的浮冰,高高低低,姿态万千,闪闪烁烁,晶莹夺目。今天(20日),虽然阳光明媚,但海面上却是雾气阵阵,能见度极差。进口CTD仪经过抢修,于凌晨3时恢复正常工作状态。但由于水陆架(伸出船舷的一块专用工作踏板,平时船只航行时收回,只有到观测点、停船后再放下)被风浪折断,故暂时取消该项目观测,由其他专业组进行采集海水样品的工作。

至晚上8时,又完成了3个站点(S02、S03、S04号)的观测工作。最大水深约1,000米,最浅仅为280米。所以,各个项目所用时间要比原计划缩短了不少。生物组的拖网工作连捕数网,最多一网捕获磷虾约4.5公斤,少的只有1公斤左右。

1月21日,船只来到了S05号站,可见一艘苏联考察船也在该海区作业。今天可谓晴空万里,风力约4~5级。碧空、蓝天,在阳光的照射下显得金光灿灿。只见调查海区海鸥、企鹅成群结队,在船只周围飞翔、遨游。大洋考察进入岛屿外侧海域,至晚上6时,已经完成了5个测点的观测工作。

有大洋队队员反映,CTD仪观测深度不够,会影响相关专业的资料分析和研究工作。并提出,探头触底固然要杜绝,但不能无限度地加大保险系数,结果缺少了底层观测资料。国产CTD仪为自容式磁带记录,风和海流对钢丝绳倾角影响很大,故下放深度没有把握、缺少底层资料情有可原。然而,进口CTD仪的保险系数加大了再加大,似乎就失去了它的“直读”(即CTD仪探头施放的深度在实验室的电脑屏幕上是可以直接观察到的)意义了。

因为进口CTD探头上的压力传感器是根据承受的海水压力换算的深度,精确度相当高,即使船上装备的测深仪存在误差,但也在10米以内,保险系数放大50米已经足够了。而水文组的一些队员在观测过程中,若船上测深仪测量的水深为600米,CTD探头却只放540米;1000米水深只放到800米等。这对科学研究来说,获得的观测资料可以说是残缺不全,实在可惜!按照国内颁布的《海洋调查规范》要求,对海水温度和盐度的测量深度,施放的仪器设备应根据实际水深和海况条件,一般在离底2~25米之间为“底层”,或者“在保证仪器不触底的原则下尽量靠近海底”。

调查海区无论是晴天还是阴天,海面上总是雾气阵阵,能见度极差。今天(22日),大洋队已经顺利完成第一个测区S01~S06号站的观测工作。从午后开始,各专业小组在抓紧时间对观测资料进行初步整理,大洋队领导打算对第一测区的工作做个小结,以便能够发现问题与不足,可以及时解决和弥补。

在第一测区中,水文组获得了6个测站的CTD(温度、盐度和压力)、XBT(温度和深度)、水色、透明度等观测资料。生物组捕捞磷虾喜获战果,从S02号站到S05号站,每网约2.0~2.5公斤,最多不超过5公斤;然后,在今天的S06号站上,磷虾捕捞量创下了纪录,最多一网达25公斤。如果没有气旋影响的话,他们准备再捕几网。至此,生物组的队员们,经过反复尝试改良拖网及其下网深度,成功地捕捞了开展研究所需的磷虾样本,累计捕捞磷虾数量约100公斤。

晚餐时,炊事班特地为大家做了份青菜炒磷虾,让大家尝尝鲜。为此,随船医生还发出警告,谁也不能多吃,最多10个;而且虾壳更不能吃,千万不要嘴馋。给出的理由是,磷虾的蛋白质和氟含量都很高,吃多了会引起消化不良或者过敏反应等症状。

南极磷虾,外行看起来犹如河虾,个儿不大,呈粉红色,长度约4~6厘米。其实,南极磷虾有8种,数量最多的是南极大磷虾。磷虾以浮游植物为饵料,同时又是鲸、海豹、企鹅等动物的主要食物,堪称南极这座生物大厦的基石。南极磷虾不但是南大洋生态系统中的关键种群,而且资源量特别大,是海洋中最大的潜在蛋白资源,含量远高于牛肉和一般鱼类,还含有人体所必需的多种氨基酸,被视为人类未来的储备食品。

但听生物组的队员讲,磷虾虽然是一种营养价值比较高的食物,但确实需要控制摄入量。冰冻大磷虾含有很高的氟,其中,虾壳的含氟量最高,平均可达4,303 ppm;虾肉中最低也有370 ppm,仍要高出美国食品药物管理局规定的小于100ppm的食用标准。好在船上炊事班的炒磷虾菜,是用刚捕捞的新鲜磷虾做的。由波兰科学家的分析发现,新鲜磷虾肌肉中的氟含量只有60ppm,远低于冰冻贮存磷虾肌肉中的氟含量,但整体虾及外壳的氟仍然很高。

换句话说,磷虾死亡后其体内消化酶能在短时间内迅速分解虾肉,导致外壳所含的氟渗入虾肉。因此,在商业开发利用南极磷虾资源时,通常需要在出水后10小时内立即加工。

另据生物组副组长王荣介绍,10只磷虾所含的蛋白质,相当于4两猪肉的营养价值而且磷虾肉质细嫩鲜美、入口微甜,誉为“冷甘露”是人类未来餐桌上的又一道美味佳肴根据他的估算,整个南大洋里至少有4亿吨磷虾,如果每年捕十分之一,不会破坏它们的生态平衡。

苏联、日本、智利、波兰联邦德国等,是较早派船队南极捕捞磷虾的几个国家


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