??南極大陸邊緣常年被大面積海冰環(huán)繞。在這片白色世界中,會周期性存在一些無冰的開闊水域,這些冰間湖是當前極地海洋科學研究的前沿熱點。
??在位于西南極的阿蒙森海冰間湖,中國第42次南極考察隊“雪龍”號大洋隊在波濤、浮冰與迷霧中,開展海洋化學、海洋生物等多學科研究。
??捕捉對流信號:觀測冰間湖底層水的生成過程
??冰間湖是驅(qū)動全球洋流循環(huán)的“引擎”之一。
??在冬季,冰間湖表層不斷形成的低溫、高鹽海水受重力作用下沉,形成被稱為“南極底層水”的寒冷水團,仿佛一條巨型“傳送帶”,把大氣和海洋表層的碳等物質(zhì)源源不斷輸運至深海,調(diào)節(jié)著全球氣候和海洋生態(tài)系統(tǒng)。
??“雪龍”號大洋隊隊長、自然資源部第二海洋研究所副研究員張海峰向記者介紹,冰間湖主要有潛熱型和感熱型兩類。前者由來自南極大陸的“下降風”吹走海冰形成,后者則由海洋深處上涌的暖流融化海冰形成。
??2025年,中國第41次南極考察隊在羅斯海秋冬季聯(lián)合航次中成功捕捉到冰間湖區(qū)域強烈的海水垂直對流信號,觀測了底層水生成的關鍵過程。
??而到了春季,由于沒有海冰遮擋,極晝充足的陽光給冰間湖中的海洋微藻繁殖創(chuàng)造了優(yōu)越條件,深層海水上涌又帶來了豐富的養(yǎng)分。
??“海洋微藻爆發(fā)性生長,給南極磷蝦提供了豐富食物,并吸引大量魚類、企鵝和鯨類前來覓食,形成南極獨特而豐富的生態(tài)系統(tǒng)?!敝袊鴺O地研究中心(中國極地研究所)副總工程師何劍鋒說。
??打撈潛標:記錄冰海深處的生態(tài)故事
??船時25日4時許。“抓住了!”隨著一聲驚呼,無人機拋下的錨鉤成功捕獲“錨碇式潛標觀測系統(tǒng)”(俗稱潛標)纜繩。“雪龍”號上的考察隊員們應聲齊聚船尾,像拔河一樣將沉重的浮球組拉上甲板。
??潛標是一串用特制纜繩連接的儀器鏈,在海中時呈豎直狀懸浮,底端有重塊像錨一樣將其固定在海底,上面搭載各類傳感器,頂端是提供浮力的浮球。
??潛標布放后能在預定位置進行長達一整年的連續(xù)觀測,記錄不同水層的溫度、鹽度、流速等數(shù)據(jù),采集沉降顆粒物等樣品,就像一位給深海連續(xù)“診脈”的科研哨兵。
??何劍鋒說,在中低緯度海域常用浮球漂浮在海面的浮標,但浮標在冰山橫行的南極海域極易受損,整套系統(tǒng)均浸沒水下的潛標便成了深海連續(xù)觀測的“利器”。
??如今,中國科學家積累了寶貴的長期監(jiān)測數(shù)據(jù),用以揭示南極底層水形成速率變化、冰架融化的真實過程,以及這里復雜的生態(tài)系統(tǒng)如何響應全球變暖。
??此次考察隊打撈的這套2900米長的潛標,集成了我國自主研發(fā)的生物聲學、光學探測模塊,記錄了過去一年發(fā)生在這片冰海的“生物故事”。
??沉積物捕獲器:揭秘“海洋碳泵”的工作機制
??森林是吸收二氧化碳的“主力”,而占地球面積超七成的海洋則是一塊巨大的“吸碳海綿”。
??“冰間湖將大氣二氧化碳固定并輸送至深海的能力很突出,好比一個巨大的海洋碳泵?!睆埡7逭f,從2003年起,我國在南大洋持續(xù)布放沉積物捕獲器,重點研究冰間湖的
碳匯機制。
??碳匯是指通過自然或人工過程,從大氣中吸收并儲存二氧化碳等溫室氣體。近年來,我國的觀測數(shù)據(jù)及研究成果明確冰間湖藻類對碳輸出的貢獻,揭示其調(diào)控碳匯強度機理,系統(tǒng)描繪南極近海年際碳循環(huán)完整圖景,為國際社會精準評估南大洋碳匯能力、預測氣候變化趨勢提供了重要參考。
??“每一次數(shù)據(jù)的采集與解析,都是在為地球的氣候檔案增添新知、預測未來。”張海峰說。