「科學」號赴西太平洋科考 | 為何探秘卡羅琳海山？

新一代遠洋綜合科考船「科學」號７日從深圳起航，赴西太平洋卡羅琳海山區開展科學考察，擬在卡羅琳海山區進行地形地貌、底質環境、生物生態、理化環境等多學科綜合調查與研究。

8月7日，「科學」號準備從深圳赤灣碼頭出發。新華社 圖

航次首席科學家徐奎棟介紹，科學家將利用「發現」號遙控無人潛水器、溫鹽深儀（ＣＴＤ）、多波束測量系統和淺地層剖面儀等探測裝備，探究卡羅琳海山的底棲生物多樣性、浮游生物生態和海山區地質環境等科學問題。

具體調查研究工作

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「在浮游生物生態方面，科考隊員將利用大中型浮遊動物網和多聯網，採集浮游動物樣品，用於分析浮游動物種類組成、生物量及其時空分佈格局；結合水文觀測結果，分析海山物理過程對浮游動物分佈的影響。」徐奎棟說。

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在底棲生物方面，科考隊員將致力於查清海山及其鄰近區域生物的種類組成、區系及其多樣性時空格局，尋找新物種、新菌株等，闡述海山生態系統中生物多樣性特點，比較不同海山間物種組成、群落結構和分佈格局等，獲取海山生態系統中的生物物種組成、分佈等基礎數據信息。

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同時，科學隊員將採用多種培養技術對海山區的微生物進行富集和分離，建立海山區微生物資源菌株庫，對潛在微生物新物種進行分類鑒定，以了解海山區典型生態環境微生物多樣性，並尋找微生物新物種。

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在地質環境方面，本航次的主要目的是認識西太平洋卡羅琳洋脊、海山火山岩的底質物質組成，揭示板內海山岩漿源區性質、年代和成因機制等。

「科學」號后甲板上搭載的探測裝備（8月7日攝）。新華社 圖

卡羅琳海山在哪兒？它有哪些秘密吸引科學家想對它一探究竟？

航次首席科學家徐奎棟介紹，海山又稱海底山，是指從海底計高度超過1000米，但仍未突出海平面的隆起。海山如同陸地上的山脊，典型的海山由死火山形成，且以硬底為主，有些海山形成以有孔蟲砂或珊瑚砂為主的軟底沉積。全球海洋中估計有逾3萬座海山，其中60％以上分佈在太平洋。

據介紹，海山最主要的特點是生物資源豐富。這是因為洋流遇到海山會向上走，形成上升流，將海底的營養鹽帶到海山上方，吸引生物在這裡聚集。同時，上升流會改變海山上方流場，形成環形的泰勒柱，將生物控制在海山周邊。

因此，海山藏有大量有商業價值的魚類及無脊椎動物，通常是大洋漁場的所在地，也是鯨魚、鯊魚等大洋遷徙動物的「加油站」。

「西太平洋海底地質運動非常活躍，是全球海山系統分佈最為集中的海域，」徐奎棟說，「我們對雅浦海溝和馬里亞納海溝附近的兩個海山區展開的調查顯示，這兩個海山區距離只有１８０公里，但共有生物的比例只有１２％，其他生物都不相同。」

徐奎棟說，卡羅琳海山和上述兩個海山形成一個三角區，此次科學家就要通過對卡羅琳海山的環境與生物生態調查，探秘３個海山生態系統的共性和特性及其驅動因子。

「關於海山區各自特有生物比較多的原因，由於調查欠缺及認識不足，目前仍存較大爭議，」徐奎棟說。

據介紹，學界對此提出了多種假說。例如，海山綠洲假說認為，突出的地貌特徵和水團相互作用使得海山營養物質豐富，造成高生物量和高物種多樣性，但並未與非海山區的種群形成隔離。海山孤島假說則認為，海山類似於陸地島嶼，生物種群因隔離分化而獨特，但多樣性相對較低。

徐奎棟表示：「目前人類調查過的海山只有３００多個，僅佔全球海山的１％，而開展生物調查的海山還不足５０個。」

據了解，卡羅琳海山臨近雅浦海溝和世界最深的海溝——馬里亞納海溝，是海底地質運動活躍地帶，因此海山火山岩的物質組成及成因等也是海洋地質科學家感興趣的問題。在本航次中，科學家將開展水文物理、化學及生源要素、地形地貌和底質環境及生物生態等多學科協同探測與研究。

「卡羅琳海山尚未被人類調查過，公開數據顯示其位於水下５０米至２００米之間，實際情況還要等我們到實地去測掃才知道，」徐奎棟說。

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