
2025年7月6日,“雪龙2”号极地科考破冰船从上海启航前去北极。10月27日,“探索三号”搭载着“高亢者”号载东说念主潜水器从北极回到海南三亚,中国第15次北冰洋科学历练收官。这次科考由“雪龙2”号、“极地”号、“深海一号”和“探索三号”四船共同开展,是我国上世纪末开启北极科考以来规模最大的一次。
这次科考的要点和主要遵循有哪些?北冰洋正在发生哪些显贵变化?新华社记者动作历练队成员和随船记者进行了全程采访。
四船连发,北极科考才智跃升
7月6日,“雪龙2”号载着100名科考队员,从上海启航,航向北极。随后,“深海一号”“极地”号和“探索三号”载着近200名科考队员北上。
“这是我国历史上规模最大的北极科考。从1999年‘雪龙’号独自进入,到2024年‘雪龙2’号和‘极地’号双船同业,再到本年四船连发。26年15次北冰洋科考,才智迟缓擢升,履行接续丰富,学科交叉和交融日益增强。”本次历练队领队张北辰说。
本次科考声势刚劲,践诺科考任务的4艘船都是比年来我国新造的先进科考船——
“雪龙2”号是专家首艘艏艉均可破冰功课的极地科考船,能在1.5米厚的冰层中破冰前行,船上设有宽敞的实验室和数据处理中心;
“深海一号”是7000米级“蛟龙”号载东说念主潜水器母船,同期配备有可知足研究拜访及数据处理的实验室和无东说念主缆控潜水器功课系统;
“极地”号动作新一代破冰科考船,能破1米厚确当年冰,可同步完成包括大气、海冰、水体、地球物理在内的多学科概述科学历练任务;
“探索三号”是专家首艘具有破冰才智的载东说念主深潜功课母船,搭载的“高亢者”号载东说念主潜水器可兑现全海深、全海域载东说念主深潜。
“本次历练由四船共同实施,体现了我国极地历练才智的跃升。”历练队首席科学家林龙山说,专家时事变暖在北极地区呈现“放大效应”,北极变暖速率是专家平均速率的3至4倍。中国动作近北极国度,北极的当然景色过甚变化对我国时事系统和生态环境有径直影响,进而联系到我国在农业、林业、渔业、海洋等领域的利益。
与由南大洋包围着南极大陆的南极地区不同,北极地区由亚欧大陆和北好意思大陆包围着北冰洋,左近有俄罗斯、好意思国、加拿大、丹麦、挪威、瑞典、芬兰和冰岛8个国度。但正如《中国的北极战略》白皮书所说,北极问题已超出北极国度间问题和区域问题的范围,触及北极域番邦度的利益和国外社会的举座利益,攸关东说念主类生计与发展的共同走时,具有专家兴味和国外影响。
4艘科考船除了各自完成寥寂功课任务,“协同”是本次科考的要道词和最凸起的特色。“雪龙2”号与“极地”号协同在北冰洋高纬度海域开展科考功课,“雪龙2”号在北极冰区为“深海一号”破冰引航,“蛟龙”号与“高亢者”号动作中国发轫进的两个载东说念主潜水器在北极进行水下协同功课……
“四船协同”的功课模式,使各船相互配合、协同功课得到灵验开展。
极地冰面之下,昏昧无光、温度低、水压高,深藏着广博科学高明和未知。这次科考,载东说念主深潜“双雄”——“蛟龙”号和“高亢者”号初次来到北极。
2017年4至5月,记者曾搭乘“蛟龙”号母船“曙光红09”号科考船前去南海和西太平洋随船采访。8年来,我国深潜装备得到强大发展。“蛟龙”号完成国产化升级编削,其母船换周详新的科考船“深海一号”;4500米级载东说念主潜水器“深海好汉”号和全海深载东说念主潜水器“高亢者”号接踵问世,“高亢者”号并在马里亚纳海沟下潜至10909米,创造中国载东说念主深潜新记载。
运用这些顶端深潜装备,我国深海科考和询查雷同发生着真切变化。2023年中国大洋事务解决局牵头发起结合国“海洋十年”科学缱绻“数字化深海典型生境”,随后组织了2024年西太平洋国外航次。近3年来,“蛟龙”号先后在大泰西、太平洋和印度洋顺利完成载东说念主深潜科考;幽谷科考抓续推动,依托“高亢者”号2022年开展的“专家幽谷探索缱绻”,我国结合多国科学家共同推动,本年这一和谐容貌已被纳入结合国“海洋十年”科学缱绻。
如今,“蛟龙”号和“高亢者”号,双双来到极地,勇闯冰区深海。
与有破冰才智的载东说念主深潜功课母船“探索三号”不同,“蛟龙”号的母船“深海一号”莫得破冰才智。对此,历练队实行“雪龙2”号与“深海一号”协同功课,“雪龙2”号破冰引航,将“深海一号”带至“蛟龙”号冰区下潜位置。
经过双船协同功课,“蛟龙”号兑现我国初次北极冰区载东说念主深潜,并在北极海域奏效完成了10余次载东说念主深潜。
记者走动于“雪龙2”号和“深海一号”采访发现,与太平洋等较低纬度的大洋比较,北冰洋纬度高、时事严寒、气温低、海冰密集、大雾常常出现。在这里下潜,面对风、浪、流、冰、雾、寒等复杂功课环境,好多时候是多重环境身分重叠,尤其是在海冰密集度高的冰区功课,需要选择适宜的下潜功课点和研究浮冰飘动情况。
国度深海基地解决中心副主任许学伟告诉记者,针对极地极度环境,“蛟龙”号进行了极区适合性编削,加装了多波束以探伤海面浮冰;加装了二次抛载安装,可截至潜水器上浮速率;擢升了潜水器在极地下潜的水下导航及定位精度等。
“‘蛟龙’号在极地冰区下潜,考证了锂电板、视像系统、捷联惯导等国产化建筑在极区复杂环境中的下潜功课才智,擢升了潜水器在极区功课的自主性和安全性,为我国开展极地环境拜访与前沿科学询查提供了坚实的工夫因循。”许学伟说。
初次到达北冰洋高纬度地区的“高亢者”号过甚母船“探索三号”,兑现一系列极区深潜科考功课的船载/潜载国产工夫的突破。
中国科学院深海科学与工程询查所询查员黄晓霞暗示,“探索三号”及“高亢者”号首创了在北极密集冰区“船潜协同”的移动式冰潜新模式,在海冰接续漂移的恶劣环境中兑现了精确诱掖、安全上浮,大大增多了极区载东说念主潜水器海底功课时刻和范围,使我国成为当今寰宇上独一在北极密集海冰区进行畅通载东说念主深潜的国度。
令东说念主印象真切的是,“高亢者”号与“蛟龙”号在北冰洋兑现水下结合功课,完成了双潜器定位搜索、标记物互换、水下教导拍摄,革命了我国双潜器冰下海底协同功课模式。
冰雪之下,盼愿盎然
北冰洋东说念主烟零散,时事严寒,气温低,有的洋面长年冰雪磨灭,很容易让东说念主以为这里是一个凄凉的寰宇。其实,北冰洋不仅冰面上有北极熊、海豹和海象等海洋哺乳动物,空中有不同鸟类展翅飞行,况兼本次科及第传统的拖网取样和革命开展的可视化拜访均裸露:冰雪之下,是一个盼愿盎然的寰宇。
7月21日,发轫到达北冰洋的“雪龙2”号慎重开展大洋功课。随后,“蛟龙”号和“高亢者”号接踵到来。与往年不同的是,本次科考功课除了开展底栖和中层生物拖网等传统拜访形式除外,载东说念主潜水器初次带着科学家潜入北冰洋海底进行拜访和记录。同期,遍及使用ROV( 欧洲杯下赌注平台无东说念主遥控潜水器)和Lander(海底生物影像不雅测系统)等先进建筑开展了底栖生物的可视化拜访。
“‘蛟龙’号、ROV在北极共完成10余次下潜功课,它们拍摄了遍及极度的深海生物影像,‘蛟龙’号带回了海蛇尾、海葵、海鞘、海蜘蛛等多种高竣工度的生物样品。”科考队员、国度深海基地解决中心助理询查员李梦娜说。
驾驶“蛟龙”号下潜功课的潜航员傅文韬、皆海滨和赵晟娅告诉记者,与太平洋、印度洋和大泰西比较,“蛟龙”号所见的北冰洋拜访海域生境独到,遍及呈现底栖生物密度大、个体小、生物各样性较高的特色。
“高亢者”号在北极完成了43个潜次的功课。其中,在海冰磨灭率大于80%的中央海盆,进行了国外上初次加克洋中脊的载东说念主深潜科考,拍摄了多种生物过甚环境的影像,辘集了一批极度的生物样品。
为什么要对加克洋中脊进行深潜科考?黄晓霞暗示,洋中脊是占地表约三分之二面积的海洋地壳的降生地。加克洋中脊位于北冰洋中央海盆,是寰宇上膨胀速率最慢的洋中脊,具有蹙迫的询查价值。
与载东说念主潜水器获取的生物样品比较,传统的拖网功课获取的生物样品数目更多、种类更全。记者搭乘“雪龙2”号在北极楚科奇海北部海域目击了14个站位的底拖网功课。历练队获取的底栖生物样品,展现了一个各样的海底生物寰宇。
科考队员、当然资源部第三海洋询查所副询查员刘坤告诉记者,经过初步整理,“雪龙2”号开展的底拖功课,得到了5000多个底栖生物样品,涵盖棘皮动物、腔肠动物、软体动物、节肢动物、才略动物和苔藓动物6个门类,物种各样性高。
记者看到,每个站位获取的生物样品种类和数目各不疏导。其中,海星、雪蟹、海鳃、海葵,以及管栖多毛类,是功课海域的上风动物。
“筐蛇尾、长额虾、双眼钩虾、蛾螺等代表性生物也有发现,这些底栖生物样品为极地生态询查蕴蓄了极度的什物质源。”科考队员、当然资源部第三海洋询查所高档工程师黄雅琴说。
除了拖网取样,历练队布放了多套Lander。与往年不同的是,本次历练初次按照水深梯度在陆架—陆坡—深海剖面上布放Lander。获取的影像尊府裸露,生物群落结构跟着水深不同而呈现显贵相反:陆架和陆坡区以泥海星、伞状海鳃等占优,深海盆地则出现了巨型海参——透明科尔加海参的高密度带。
刘坤暗示,在北极海域,科学家照旧记录了4000多种巨型和大型底栖生物,然则对北极大部分海域的底栖生物情况依然了解有限,北冰洋海底寰宇的更多科学高明尚待破解。
海洋底栖生物丰富多彩,中层水寰宇雷同充满活力。“雪龙2”号在北冰洋开展14个站位的中层生物拖网功课,获取到了丰富的中层生物样品。
“这些中层生物样品涵盖鱼、虾、水母和桡足类等。其中,鱼类样品涵盖灯笼鱼、鳕鱼和狮子鱼,以灯笼鱼为主。”科考队员、中国水产科学询查院黄海水产询查所助理询查员许庆昌说。
先进装备助力,新发现令东说念主惊喜
CTD(温盐深剖面仪)采水,是北冰洋水体环境拜访的主要技巧。8月2日“雪龙2”号上进行的CTD采水功课,让进入过屡次北极科考的当然资源部第二海洋询查所副询查员郝锵等队员精神为之一振。
“咱们在楚科奇海陆坡区进行的一次CTD采样功课中,出现了令东说念主讶异的一幕:CTD鄙人降经过中,荧光探头上的叶绿素值总计飙升,最高达到200毫克每立方米,是我国历次北极科考功课中发现的最高值。”郝锵说。
历练队速即开展加密采样功课,尝试对这一叶绿素峰值进行捕捉分析。
不雅测驱散裸露,北冰洋的这个水下叶绿素峰值极为狞恶,比表层值高100多倍,且位置和强度并不结实,叶绿素浓度数小时内降幅可进步50%。这标明该叶绿素极高值似乎处于正在“崩解”的状态中。这个快速变化的叶绿素峰和中低纬度海洋中常见的次表层叶绿素高值证据不同。历练队初步研判以为,这一风景可能是“海雪”的前体。
郝锵先容,海雪是指海洋中千里降的有机颗粒物,因其鄙人千里经过中如雪花般飘落而得名,是深海食品链的蹙迫起首。北极现场发现的叶绿素极岑岭值很可能是“海雪”造成前的藻类集结风景,这对相识“海雪”的造成机制及评估北极生物碳泵和深层食品网有蹙迫的科学价值。
除了CTD、拖网、箱式取样器等传统拜访形式,本次历练使用了遍及的AUV(水下自主飞翔器)、ROV、Lander等装备,“蛟龙”号和“高亢者”号载东说念主潜水器更是初次在冰区下潜功课。这些先进装备的应用,极地面擢升了历练数据的时空标准,为深入询查前沿科常识题和更多新的发现提供了保险。
在开展北冰洋“冰旯旮区”多学科拜访时,本次历练初次按不同水深梯度和时刻标准布放多套Lander,结合CTD、多联网、箱式、中层拖网、底层拖网、大体积原位过滤等多种取样功课和鸟类、海洋哺乳动物不雅察,获取了多要素、多眉目、多时刻和空间标准的“冰旯旮区”拜访数据。
其中,在海冰融冰初期—中期—末期,Lander获取的海底影像裸露,近底颗粒和絮状物显贵增多,并与上覆水体的“冰藻下千里潮”同步。
“通过Lander畅通不雅测,从时刻梯度上捕捉到了‘冰藻脉冲’,即在约2200米深海区域捕捉到遍及絮状、集结状冰藻藻团,这裸露表层—海底耦合在北极深海雷同可能狠恶发生。”刘坤说。
刘坤暗示,本次历练踩准了海冰初融这一要道窗口期:冰藻和有机颗粒运转速即下千里,历练队同步开展底拖网与箱式取样器获取样品,把海冰溶化“经过”与底栖生物“样品”时刻配对,由此识别“哪些底栖动物在吃”和“吃了若干”,从而灵验评估北极海冰消退配景下底栖食品网的变化。
初次来到北极冰区的“蛟龙”号和“高亢者”号,拍摄了北极独到的深海影像尊府,辘集了极度的水体、千里积物、岩石和生物样品,带来了一些令东说念主惊喜的发现。
“‘蛟龙’号载东说念主潜水器的精熟拜访,灵验擢升东说念主类对北极深海生物各样性辩认规章、生态系统适合性机制等方面的科学解析。”许学伟说,通过下潜并经初步询查发现,北极部分海域底栖生物密度、生物各样性、个体体型在几十公里至上百公里空间范围内呈显贵相反,为揭示极地深海底栖生物的空间辩认规章和评估时事变化对深海底层生态系统的影响提供有劲因循。
“蛟龙”号还发现疑似麻坑、溶蚀孔洞、碳酸盐岩以及多个相近的大规模条带状贝类古迹,裸露拜访区可能存在历史性的冷泉喷发,为北极地区在地质历史时期的甲烷运移通说念询查提供要道信息。
“高亢者”号载着科学家下潜到了最深达5277米的北冰洋海底。黄晓霞暗示,“高亢者”号辘集的水体、千里积物、岩石、生物样品和获取的不雅测数据,将为深入询查北极时事快速变化、北极超慢速膨胀配景下加克洋中脊海底地质经过、极区生命演化和适合机制提供蹙迫科学因循。
海冰加速溶化,北冰洋的生态系统正资格重组
再次踏进北极,林龙山惊羡“北冰洋的海冰正在加速溶化”。
“15年前的2010年,我进入中国第4次北极科学历练时,高纬度地区有水说念出现,但水塘较少。这次在高纬度地区除了看到老成的水说念外,发现了更多的水塘,证明海冰溶化更多、更快了。”林龙山说。
与第4次北极科考比较,每年冬季出现、夏令消融的一年冰比例在增多,多年没化的海冰比例在减少。
林龙山看到,海冰磨灭度在15%至80%之间的水域,即“冰旯旮区”的范围变广、数目变多,冰旯旮区不仅向北推移,况兼在高纬度地区也平素存在。这种变化径直响应出北极生态系统的快速演变。
“海冰消融速率加速,冰旯旮区显贵扩大,这些变化不仅印证了专家时事变暖的严峻现实,也为咱们提供了认果然一手数据,使咱们对北极生态系统的响应机制有了更径直和真切的意志。”林龙山说。
一些时事监测机构发布的数据,印证了林龙山的所见所感。北极正在成为专家升温最快的区域,海冰磨灭的速率正在加速。与此同期,更容易反射太阳光的白色海冰减少,无冰海面招揽的热量会增多,从而造成加速升温的机制,进而使得海冰更快消融。
欧盟时事监测机构哥白尼时事变化劳动局发布的报告裸露,本年3月是有记录以来专家气温第二高的3月,北极海冰磨灭范围降到了有记录以来的同期最低水平。根据好意思国国度冰雪中心发布的数据,本年3月22日,北极海冰面积为1433万平方公里,是自1979年有卫星记录以来的最低水平。
北极海冰面积3月为年度最大值,9月为年度最小值。统计裸露,北极夏令海冰磨灭面积抓续减轻,2007年至2024年畅通18年的9月为有记录以来的历史低值。其中,2012年9月达到历史最低值的334万平方公里。
当北冰洋的海冰磨灭范围不到100万平方公里时,科学界称之为北极的“无冰时期”。监测数据裸露,跟着时事变暖,海冰变少、变薄,北冰洋的夏令正从少冰时期走向无冰时期。结合国政府间时事变化专诚委员会的一份评估报告以为,北冰洋瞻望最早将在本世纪中世前后出现夏令无冰。一些学术询查机构则预测,夏令无冰的年代或将更早出现。
林龙山暗示,这次最大规模的北极历练,进一步擢升了我国对北冰洋快速变化过甚影响的意志,为深入相识和灵验搪塞专家时事变化提供蹙迫因循。
在启航之前,记者曾就时事变暖配景下我国农作物北移情况进行过调研,发现跟着时事变暖,温度高潮导致作物赞助北界接续向高纬度地区扩展,黑龙江的玉米、水稻、大豆赞助北界抓续北移,内蒙古的大豆赞助带和新疆冬小麦赞助带雷同出现不同进程的北移。
环球同此凉热。因为时事变暖,北极地区格陵兰岛上的住户吃上了我方种的西红柿、青椒、草莓等昔时无法念念象能种的蔬菜和生果;冰岛因为时事变暖最近发现蚊子,冲突了“莫得蚊子的国度”的记载。
海洋生物和一些鱼类是否也因时事变暖而向北冰洋更北的海域迁徙?
“受时事变暖等身分影响,越来越多的暖水性物种向北膨胀,正在影响和改变北冰洋的生物辩认形式。”刘坤说。
刘坤告诉记者,这次科考底栖生物拜访的概念之一,是通过获取底栖生物原位影像尊府,分析底栖生物各样性与辩认形式,抓续追踪时事驱动下的物种北移与群落重组,发愤回复“北极底栖生态系统在发生什么样的变化”和“为什么发生这种变化”,从而为北极生态保护与渔业解决提供量化凭据与预警。
北极底栖生态系统怎么响适时事变化,科考队员正在寻找各式蛛丝马迹。而北极大型底栖动物滋长安详、寿命长、栖息地方固定,正适和谐为“时事变化的指令器”。
“这些大型底栖动物的群落结构在几年至几十年内会明晰响应环境变化。这次底栖生物拜访遵循和往年北极航次的样品及数据联动对比,将为揭示北极底栖生态系统怎么响适时事变化提供要道因循。”黄雅琴说。
这些询查和发现共同指向一个趋势:在时事变暖的驱动下,北冰洋的生态系统正在资格重组,包括鱼类在内的海洋生物呈现出向更高纬度海域迁徙的迹象。
关于鱼类受时事变化影响,许庆昌以为,北冰洋为亚欧大陆和北好意思大陆所环绕,蕴涵着丰富的渔业资源,比如巴伦支海鳕鱼、毛鳞鱼和鲱鱼等。时事变化导致北冰洋海冰消融的时空范围迟缓扩大,公海海域正迟缓变为季节性冰封水域,大片生动水域迟缓成为适航和潜在适渔水域,北极渔业发展正在出现一系列新的变化。
海冰加速消融,在改变北极当然和生态环境的同期,也在多方面影响寰宇和我国。
本年9月下旬,装载能源电板、储能柜、服装等货品的中欧北极集装箱快航航路首艘货船从宁波舟山港启航,经北极东北航说念前去欧洲。20天后,货船抵达英国最大集装箱口岸弗利克斯托港。相较于苏伊士运河航路、好望角航路,北极东北航说念展现了证据的时效上风。
12年前的2013年夏,“永盛”轮从江苏太仓港启航,经过27天飞翔,泊岸荷兰鹿特丹港,成为第一艘经北极东北航说念前去欧洲的中国商船,比传统的经苏伊士运河航路裁减2800多海里,时刻减少9天。
海冰的平素存在,是北极东北航说念这条寰宇最北货运航路与其他远洋航路最大的不同,亦然影响货轮飞翔的最大安全隐患。但跟着专家时事变暖,北极海冰加速消融,北极东北航说念无冰的日子增多,可飞翔的时刻变长,飞翔在这条航路上的远舶来品轮种类也在增多。
林龙山暗示,北极航运正在发生的变化,是北极变化影响寰宇的一个方面。时事变暖、海冰消融,正在多方面改变北极,也在真切影响着寰宇,攸关东说念主类生计与发展的共同走时。这次科登科得的遵循,有助于深化对北极的探索和解析,保护北极生态环境和搪塞时事变化,促进北极的可抓续发展。
从中国初次北极科考时起,询查北极的快速变化过甚生态、环境和时事效应,以及北极的快速变化对我国时事环境及经济社会的影响,即是历次科考的一个主要概念。张北辰说,中国北极科考接续加强对北极地区海—冰—气相互作用的询查,促进搪塞北极时事变化的国外和谐,稳步增强意志北极、保护北极和运用北极的才智,从而更好地搪塞北极环境和时事变化带来的挑战。
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