給深海做CT、驗標本、量體溫——“海洋六號”的南極科考任務(wù)

新華社“海洋六號”１月１０日電（記者 王攀）在首次奔赴南極的中國“海洋六號”科考船上，科研人員正開展多項海洋地質(zhì)和地球物理調(diào)查，他們要探索的奧秘往往潛藏在數(shù)百米乃至數(shù)千米深的海水之下，所用的技術(shù)手段正如給深海做ＣＴ、驗標本、量體溫。

做ＣＴ

放槍、點炮——在這兩個看上去頗有點“刺激”感覺的名詞背后，是“海洋六號”此次南極科考的首要任務(wù)：多道地震調(diào)查。

槍，是捆綁在鋼架上的多把高壓氣槍；炮，是氣槍每隔１０秒向海水中打出的“氣炮”。如此在海水中形成的巨大聲波，可以穿過海水，直達海底巖層并形成反射，這些反射信號又被科考船身后長達１．２公里的電纜捕捉，形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

“海洋六號”首席科學家助理、項目負責人付少英說：“如果把海底比作人體，那么多波束、淺剖等技術(shù)往往只能檢查到海底的皮膚層和皮下組織。而多道地震調(diào)查就如同做ＣＴ，可以檢查到海底巖層的骨骼與內(nèi)臟，從而更加真實地再現(xiàn)海底世界?！?/p>

在科考船的駕駛臺里，懸掛著一張巨大的彩色海圖。縱橫交錯的航線在上面形成了一幅類似魚骨架的航行圖?！昂Ｑ罅枴笔紫茖W家何高文介紹說，為了準確描繪出科考船所在的南設(shè)得蘭群島以北海域的深層地質(zhì)構(gòu)造情況，科考船必須嚴格按照線路行駛，通過持續(xù)作業(yè)積累數(shù)據(jù)，再由后方處理形成可以清晰判斷不同地層、不同構(gòu)造的圖像和數(shù)據(jù)，這不僅給作業(yè)方法、數(shù)據(jù)精度提出了很高要求，對于船舶定位、航行與作業(yè)配合也提出了很高要求。

中國多道地震調(diào)查起步較晚，但緊隨國際科技進步的腳步，技術(shù)提升速度并不慢。以“海洋六號”為例，從中國近海到太平洋的遠洋、深海，再到南極海域進行相關(guān)調(diào)查，顯示出中國海洋地球物理探測能力已經(jīng)取得長足進展。

驗標本

很多人在醫(yī)院檢查時都有這樣的經(jīng)歷：ＣＴ、核磁共振這些“高精尖”檢查要做，驗血、驗?zāi)蜻@些基本手段也不可或缺，沒有標本檢測與儀器診斷相驗證，醫(yī)生判斷人體狀況的準確度就會下降。

“海洋和海底勘測也是一樣，也要標本檢驗和儀器測量相驗證，”付少英說，“不同深度的海水、海底表層的沉積物，都能為地質(zhì)構(gòu)造和演變提供重要參考信息?！?/p>

可是和人抽血、驗?zāi)虿煌?，想從深海和海底弄點標本上來，可不是件容易事。這往往意味著要把“插管”投進數(shù)千米深的海水中，再穿透海底淺表層的沉積物，抓取幾米或者十幾米的樣品回來；或者精準測量海水深度，及時采取到相適應(yīng)的水樣。

以“海洋六號”使用的重力柱取樣為例，要用６００公斤的圓形鉛塊排列成組，與空心鋼管連接組合成一枚巨大的錐體，由鋼纜牽引投向南極冰海，再加上２００公斤的重錘相伴而至，才能將長達９米、粗如成人手臂的空心管插入海底泥中。

溫鹽深測量與取水則由２４只取水“瓶”像花瓣一樣排列一圈，同樣以鋼纜牽引投入南極冰海。它們在以間隔５秒的頻率記錄海水溫度、鹽度和深度以及溶解氧成分等數(shù)據(jù)的同時，還會每隔一定深度自動采集海水，最終獲得這個海域從海面到海底的不同層次水樣水文數(shù)據(jù)和實物樣品。

在８日進行的上述工作中，“海洋六號”科考人員采集到了來自３６００米深度的南極海底泥與底層海水。來自同濟大學的科考人員肖文申說，這些取自深海的樣本中含有大量的地質(zhì)與環(huán)境信息，可以為地球地質(zhì)與環(huán)境演變提供重要參考。

量體溫

正如給人量體溫可以判斷身體情況一樣，“海洋六號”在南極也要給海底“量體溫”。

何高文介紹說，盡管南極海域覆蓋在冰冷的海水之下，但海底表層受地心巖漿和板塊運動影響，仍然具有溫度，測量不同地層深度的溫度，對于了解地殼運動和地質(zhì)變化具有重要意義，“我們這次選擇的海域是一個古老板塊曾經(jīng)活動的區(qū)域，在南極海域板塊中具有獨特性”。

但給海底“量體溫”也要比給人量體溫麻煩得多。在“海洋六號”上，科考人員要在鋼管上綁定若干個溫度探針，再將這些鋼管投入海底進行測量，同樣對于精準定位和地質(zhì)狀況研判提出了很高要求。

“海洋六號”首席科學家助理趙慶獻總結(jié)說：“從技術(shù)水平上來說，我國海洋地球物理探測已經(jīng)基本達到國際一流水準，我們的重力柱取樣最大可以做到１８米深，在全球都屬于前列。但也要看到，我們使用的很多設(shè)備包括溫鹽深探測儀，還依賴從國外進口，未來形成我國自主的海洋地球勘探高精尖設(shè)備，應(yīng)該是重要的突破方向?！?/p>