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“蛟龙”号潜深渊助力科研突破

皇家88平台注册 15月16日,搭载蛟龙号的向阳红09船离开深圳赤湾港码头,前往雅浦海沟和马里亚纳海沟进行科学考察。新华社发皇家88平台注册 2
2015年3月17日,青岛,蛟龙号载人潜水器在印度洋完成任务后,搭乘母船靠泊国家深海基地码头。图/视觉中国
新华社电
中国大洋38航次第三航段现场总指挥邬长斌表示,搭载蛟龙号载人潜水器的向阳红09科学考察船预计22日凌晨抵达马里亚纳海沟作业区,蛟龙号计划于23日在世界最深处的马里亚纳海沟挑战者深渊进行本航段第一潜。
向阳红09船是5月16日从深圳起航向作业区进发的。本航段是蛟龙号自2013年进入试验性应用阶段以来的最后一个航段。现场指挥部与深潜作业部门、科学家团队对本航段潜次进行了详细设计和安排,计划蛟龙号23日在马里亚纳海沟挑战者深渊北坡进行本航段首潜。
据蛟龙号第三航段工作计划表显示,本航段将在马里亚纳海沟和雅浦海沟共进行10次深潜,每次下潜作业的具体日期和潜航员已经做出安排,以利于科学家与潜航作业部门人员沟通,提前做好准备。
邬长斌表示,细化每个潜次作业计划,更好地提高潜水器水下作业能力和作业效率,科学家团队应提前与深潜作业部门做好沟通,确保作业安全、计划合理高效。
自今年2月6日开始的中国大洋38航次科考,共分三个航段,前两个航段已分别在西北印度洋和我国南海进行了相关科学调查。
■ 揭秘 蛟龙号十潜深渊区探寻哪些科学奥秘?
搭载蛟龙号载人潜水器和科考人员的向阳红09科考船将于22日抵达马里亚纳海沟作业区,正式开展中国大洋38航次第三航段科学调查。未来20天内,蛟龙号预计在马里亚纳海沟和雅浦海沟深渊区进行10次大深度下潜。
位于6000米水深以下极端生态环境的深渊区,是目前探索最少的海底世界。蛟龙号此次在深渊区将探寻哪些科学奥秘?中国科学家将向哪些科学目标挺进?记者21日就以上问题采访了本航段两位首席科学家彭晓彤和陈新华。
探究海洋最深处发生的生命过程
深渊环境以压力大、温度低、无光黑暗、构造活跃、地震密集、生命奇特为特点,代表了地球上非常独特的海洋极端环境。本航段首席科学家、中国科学院深海科学与工程研究所研究员彭晓彤说,近年来,随着深渊探测技术瓶颈被逐步突破,深渊科学正在成为国际地球科学、尤其是海洋科学中蕴含重大突破的最新前沿领域。
中国科学院设立的海斗深渊前沿科技问题研究与攻关先导专项,科学目标便是在马里亚纳海沟挑战者深渊开展深渊科考,并结合室内深渊环境模拟试验,重点开展深渊生物、环境和地质等综合性学科领域的前瞻性科学研究,探讨深渊生命、地质、环境之间的协同演化关系。
彭晓彤说,本航段将利用蛟龙号大深度、定点作业的优势,在马里亚纳海沟挑战者深渊下潜,采集高质量的深渊微生物、底栖动物、沉积物、岩石、海水和气体样品,获取高清视频资料和多参数环境数据,同时回收一套去年布设的6000米级气密性取样器。
据介绍,在去年进行的中国大洋37航次科考中,彭晓彤所在的科研团队已经利用蛟龙号在马里亚纳海沟进行了9次下潜,本航段将继续依靠蛟龙号完成以下目标:获取马里亚纳海沟挑战者深渊底层水体基本环境特征和了解底层水体中气体分布规律;获取马里亚纳海沟南坡和北坡6000米级海底区域基本地质地球化学特征,认识深渊底部沉积物质来源和地质活动规律;获取马里亚纳海沟底部微生物与大生物群落结构的空间演替规律,认识深渊底部生命演化与环境适应机制。
蛟龙号潜深渊助力科研突破
超深渊蕴藏着丰富的珍稀物种和基因资源,也是目前探索最少的海洋极端环境。陈新华说,从超深渊生态系统中可以发现新物种、新基因,它们在生物医药、绿色工业和农业中具有潜在的应用价值。
在雅浦海沟和马里亚纳海沟展开的深渊区前沿科学调查研究,都是利用了蛟龙号大深度作业的技术优势。陈新华所在的科研团队在去年进行的中国大洋37航次科考中,已经利用蛟龙号在雅浦海沟进行过5次大深度下潜。
彭晓彤说,目前,国际上能够进入深渊作业的载人潜水器,仅有6500米深度的日本Shinkai6500载人潜水器和我国7000米级蛟龙号载人潜水器。
蛟龙号拥有的下潜深度优势和定点作业能力,为我国在这一深海科学前沿领域进行开创性工作创造了条件。彭晓彤说。
5潜雅浦海沟完成3大调查任务
陈新华说,雅浦海沟深渊区有着极端高压、低温、无光照及相对封闭的生态特征,生存着大量特有物种,同时保存着一些活化石物种,是研究生命演化的天然实验室。
我们的科研目标,是利用蛟龙号查明雅浦海沟特定区段不同水深带生物群落的组成、分布和差异,揭示超深渊生物极端环境适应性和不同的空间分布机制。同时,明确碳、氮、磷等关键元素和海底甲烷等气体释放对雅浦海沟微生物群落分布及能量供给的影响。陈新华说。
据介绍,本航段蛟龙号将在雅浦海沟作业区进行5次下潜,完成3大调查任务:
雅浦海沟海底环境调查。利用蛟龙号在雅浦海沟南部两侧沟壁,开展近底观察和多参数环境测量,了解海沟两侧的微地形地貌和断层等地质现象,采集海沟两侧不同水深区的岩石、沉积物等样品,为研究雅浦海沟沉积环境和地质演化提供样品。
雅浦海沟不同水深段巨型底栖生物多样性和成带分布调查。利用蛟龙号在雅浦海沟南部两侧沟壁进行近底观察,拍摄高清视频和照片,采集生物样品,为巨型底栖生物多样性及空间分布研究提供样品和资料。
采集高质量的微生物、沉积物和海水样品,为研究深渊生物极端环境适应性及其对关键生源要素和海底化学环境的响应机制提供样品。来源:
新华社

深渊指水深大于6000米的海洋,主要分布于海沟区域,是地球上最后尚未被完全勘测的区域。近年来的研究发现,深渊水体孕育了丰富且独特的微生物类群,群落结构与上层深海完全不同,但目前对深渊微生物的生理特性和生态功能知之甚少。

探究海洋深处发生的生命过程与生命演化

在本项工作中,项目团队通过田纪伟教授团队自主研发的大体积深海采水器,采集了马里亚纳海沟的多层次大体积海水样品,并获得了多个万米水深沉积物样品。研究发现,深渊水体中的微生物呈现明显的垂直成层,在万米以深水体中快速转变为以烃类降解菌为优势类群的微生物群落。同时,在深渊底部沉积物中鉴定出了大量生物来源烷烃,这些烷烃可能支持了烃类降解菌在马里亚纳海沟底层水的勃发。

——雅浦海沟不同水深段巨型底栖生物多样性和成带分布调查。利用“蛟龙”号在雅浦海沟南部两侧沟壁进行近底观察,拍摄高清视频和照片,采集生物样品,为巨型底栖生物多样性及空间分布研究提供样品和资料,同时为其共生微生物研究奠定基础。

相关论文信息:

全球深的海沟,多分布在西太平洋地区,马里亚纳海沟和雅浦海沟是其中的两条。前者深处超过1.1万米,是世界深的地方;后者北端与马里亚纳海沟相接,深点也达到了8527米。

本研究所用样品依托青岛海洋科学与技术试点国家实验室和中国海洋大学资助的马里亚纳海沟综合观测航次采集。

——雅浦海沟海底环境调查。利用“蛟龙”号在雅浦海沟南部两侧沟壁,开展近底观察和多参数环境测量,了解海沟两侧的微地形地貌和断层等地质现象,采集海沟两侧不同水深区的岩石、沉积物等样品,为研究雅浦海沟沉积环境和地质演化提供样品。

日前,中国海洋大学张晓华教授团队与田纪伟教授在微生物学领域权威期刊Microbiome上在线发表了《烃类降解菌在马里亚纳海沟底层水的勃发》的最新研究成果,揭开了世界最深处水体生命的神秘面纱,指出烷烃可能是万米水体微生物的重要燃料,为深入理解深渊海沟的生命过程与机制奠定了重要基础。

5潜雅浦海沟完成3大调查任务

陈新华说,雅浦海沟深渊区有着极端高压、低温、无光照及相对封闭的生态特征,生存着大量特有物种,同时保存着一些“活化石”物种,是研究生命演化的天然实验室。

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