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当一名海洋生物学家去野外考察是什么样的体验? - 海洋生物学家

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2018年4月中旬,我有幸参与了国家“南海深部计划”的南海深潜航次——对南海远海展开科学考察。

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此次科考的主要目的探测海底地貌,为研究海底地貌的演变积累数据,同时尝试对科考过程进行直播。作为海洋生物专业的博士生,我此行的的目的却和我的研究无关,而是要准备策划和主持深海科考直播。

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虽说这些年的学业科研中我没少和海洋打交道,但远洋出海,这还是第一次……

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1. 潜水器:深海实验员

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我们乘坐的“嘉庚号”,是中国海洋科考的主力船只之一,船上还配有多个实验室,海上就能展开科学实验。

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船上总共五十来人:地质、工程、海洋生物等领域的专家有三十多人,以及二十多名船员。

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厦门大学“嘉庚”号综合考察船,杨位迪摄

这次规划的下潜点,分别在海山、冷泉及沉积物区域,一路水深都超过400米深。

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海底探索需借助潜水器才能完成。目前科研用潜水器分三大类:

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一是密封舱载人下潜的载人潜水器,比如我国的“奋斗者”号、“蛟龙”号;

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二是自主潜水器,英文缩写AUV(哎呦喂),这类潜水器设计好路线,放下去就能独立完成任务。;

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再有就是遥控潜水器,英文缩写ROV。我们这次使用的就是从加拿大借来的ROPOS号遥控潜水器,它有电缆与考察船相连,通过高清摄像头传回水下实时画面。人在船上操控潜水器上的机械手,就能完成海底采样等工作。

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吊放水下机器人进行下潜
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2. 冷泉区:暗黑生命绿洲

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出海第二天,船行驶到南海北部的九龙甲烷礁冷泉区。这里是第一个下潜点,最大水深1135米。

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海面以下,太阳光能照到的深度也就200米,超过200米就一片漆黑。

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按说没有光,动植物就没法生存,然而深海却并非生命禁区:这里有甲烷细菌、硫化细菌这类合成细菌,利用海底渗漏出的甲烷、硫化氢合成有机物,效果相当于植物的光合作用。

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在细菌们努力“生产”的基础上,深海海底形成了一个个生命绿洲,冷泉区就是“绿洲”之一。

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冷泉生态系统,一片繁荣的景象

冷泉区其实并不冷,温度和周围海水差不多。称“冷泉”,是相对几百度的海底热液区来说的。

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冷泉的知识,上学时就学过,可当潜水器到达冷泉区后,我还是被传回的图像震撼到了——灯光下,海底铺满雪白和青褐色的斑驳色块;待镜头拉近,才看清青褐色的是深海贻贝,白色的是柯氏潜铠虾!

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这两种动物在海底几乎不怎么动,全靠身上的合成细菌“投喂”。

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对深海贻贝来说,细菌就寄生在鳃部,生产出的有机物颗粒直接当“房租”上缴,“房东”张口吃就行。

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而对于柯氏潜铠虾来说,细菌在它们体表的须毛间繁衍,采食起来也很方便。

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潜铠虾,冷泉区“房东”之一。腹部及各肢都长这许多须,甲烷细菌和硫化细菌就在那里附着生长。杨位迪摄
潜铠虾腹面,杨位迪摄

经常“走动”的动物也不少。

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仿刺铠虾算是柯氏潜铠虾的亲戚,也一身雪白,个头要小很多,由于招不来“房客”,只能四处捡食物碎屑吃。

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长尾鳕也频频入镜,贴着海底搜寻食物。

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石蟹科的长刺石蟹,虽不算是真螃蟹,也一股横行霸道的劲儿,所到之处惹得潜铠虾四散逃窜。

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以丑走红网络的“水滴鱼”——隐棘杜父鱼,则悠然安卧海底,一副不开心的表情,像在抱怨我们的不请自来……

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霸道的“刺头”石蟹
隐棘杜父鱼,曾当选世界十大丑鱼,但水下的样子好像还…挺正常

潜水器游到冷泉区的边缘,景象骤然冷清下来,只剩下一地贻贝壳和坍塌的碳酸盐岩。

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原来这里也曾生机勃勃,后来地层变动,硫化氢和甲烷停止渗出。合成细菌没法工作,各种动物没了食物,整个生态系统就此崩溃。

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死去的贻贝壳及碳酸盐岩诉说着这里曾经的辉煌

3. 沙坡区:迷你海底沙丘

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告别冷泉,“嘉庚号”继续向东南航行,抵达东沙群岛东北海域的沙坡区。

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这里400多米深的海底,绵延着好几平方公里的海底沙坡。

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沙坡区的地形,很像海边的沙滩

我之前以为,海底沙坡既然也由沙粒堆成,应该和沙漠里的沙丘差不多。从深潜器传回的画面里,能看见海底起起伏伏,确实像沙丘。只不过游近才发现,这些沙坡也就几十厘米高,和动辄数米、数十米高的陆地沙丘没法比。

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沙坡区的主要任务是记录海底地形,安置标记以便测量沙坡的移动,还要采集沉积物样本。任务之外,海洋生物专业的我自然少不了搜寻海洋生物的身影。

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要是把冷泉区比作热闹的集市,那么沙坡区就像荒郊野地,没啥“人烟”,能见到的只有寥寥无几的独行侠。

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老半天,摄像头前才冒出一尾雌性的达氏深水尾魟。这是一种身体扁平的鲼形目鱼类,喜欢贴着海底巡行,觅食小型鱼类、甲壳类或头足类。

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“扁平侠”出镜后,一条鲬又闯了进来。鲬的外形就像马尾辫,我们常叫它“辫子鱼”,在台湾它还有“牛尾鱼”的别名。鲬体色灰黄,身形扁平,常藏在沙子下伏击过客,称得上是伪装大师。然而眼前这位只是趴在海底,懒得钻沙子,让我们一览无余——估计平时这里暗无天日,它伪装得再好也没人“看”。

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在沙坡区海底游荡的达氏深水尾魟

除了鱼,沙坡区还出现了虾蟹各一只。

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蟹是头顶“利剑”的尖头蟹。它走起路来勇往“直”前而非横行,但八条细腿儿抬不高,只能水平划动,捣起腿来就像在捶胸,十分可笑。

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虾是只海鳌虾。它原本在洞口溜达,发现被偷拍后转着圈跳起舞来,大概在示威。见不起作用,它便倒退进洞里,留下头和两把钳子堵住洞口,观察洞外动静。

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尖头蟹,一种直来直往的蟹类,奇异的附肢关节结构使得它们与常见蟹类有着不同的爬行姿势
颇有镜头感的海鳌虾,似乎是跳起了示威的舞蹈
表演了一圈舞蹈后,海鳌虾回到洞中,就这么和我们四目相对

4. 海山:找寻“黑草莓”

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最后一个深潜点,是南海中部的海山。

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海山就是海底的山,大都由火山运动形成。这次调查的蛟龙海山,是2013年蛟龙号深潜器首次试航时发现的。

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据说“蛟龙号”还曾在这里发现了成片的“铁锰结核”——它的主要成分是铁和锰的氧化物、氢氧化物,还含有铜、镍、钴等其他金属元素,是一种重要的海底矿物资源,很是珍贵。记得上学时,老师还给它起外号“海底黑草莓”,想想马上就能亲眼见到,我心里一阵激动。

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海山区,壮观的柱状节理
海山区的枕状熔岩

深潜器下水时已是半夜。

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这里平均水深约3000米,最深3850米,潜水器沉到底,就得花上三四个小时。我趁机打了个盹儿,早上一睁眼就直奔监控室:“看到铁锰结核了么?”

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看着屏幕上平坦、干净的海底,守夜的老师直摇头——潜水器已经搜索了好几海里,啥也没见着。“难到铁锰结核消失了不成?”

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潜水器搜寻的区域,是在一座海山山顶的盆地里,水深大概3500米,海底生物不多,但能在软泥里看见海葵、海参、细长的竹珊瑚,以及细长腿海星造形的海蛇尾……不过我这会儿心里只有铁锰结核,顾不上这些抢镜的生物。

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海山区出现的白色“刺头”海参
这是另一种巨大的紫色海参
在海山区抢镜的某种须蛸,它是小飞象章鱼的亲戚

眼看潜水器就要游出盆地……显示器里突然出现几颗“小煤球”!

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接着,“煤球”越来越多,直到成片地、呈“密恐”状铺满海底。

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细看这些“煤球”,形状大小浑圆均匀如满地硕果,每一颗的表面,却又凹凸不平,有的甚至满是小疙瘩,难怪会被叫成“海底黑草莓”!

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成片的铁锰结核就这样出现在我们眼前
铁锰结壳,特写!

5. 冷水珊瑚:彩色森林,首开纪录

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提到珊瑚大家可能首先想到的是热带海域里五颜六色、形态各异的浅水珊瑚。

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其实深海也有珊瑚,被称为冷水珊瑚或深水珊瑚。

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冷水珊瑚林一角

已发现的冷水珊瑚,大都生活在水深200~1000米、水温4~13℃的深海中,以海底洋流携带来的有机物、浮游生物为食。

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近些年,在大西洋、太平洋、印度洋和地中海地区,都陆续发现了成片的冷水珊瑚林。而在我国南海海域,至今还没有相关记录。我一路都在心中暗想:此行会不会能首开记录呢?

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其实在几百米深的冷泉区和沙坡区,我们都见到过竹珊瑚的身影,只不过数量稀少,不成规模。直到在海山区2000米深处的海底,我们发现一株株树形珊瑚矗立海底。它们不但形成一片“海底森林”,而且这些珊瑚居然还呈现出黄绿、浅粉等色彩!

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这些珊瑚1000米之内的“舒适”环境不感兴趣,为何却在2000深处大放异彩?漆黑的深海里,它们身上的颜色又为那般?这些生命的奥秘都有待我们探索研究……

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冷水珊瑚林中,一株象征着爱情忠贞与永恒的偕老同穴海绵
一只趴在珊瑚枝上的柱臂虾,张开双臂欢迎我们到来

(本文首发于《博物杂志》2019年第一期,文中水下照片均由南海深部计划提供)

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