大洋一号,为什么航行于海山之颠?

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撰文/谭征郭世勤供图/苏军郭世勤陆会胜

协助/国家海洋局国家海洋局北海分局

执行/舒波

2005年，“大洋一号”历时297天、航程43230海里（相当于绕赤道两周多）的环球科学考察航行，算得上是中国航海史上的一次突破。郑和下西洋使许多沿途岛国臣服于当时最强盛的国家──明帝国，促进了世界贸易的发展；而大洋一号的这次航行，则可能为中国打开一座新的资源之门和生命之门。

在科技日益发达的今天，环球航行对装备精良的现代船只来说是轻而易举的事情。但是，大洋一号环球科学考察的航行为何如此轰动？而这次科考活动又有了哪些惊人的发现？

奇特的航线

2005年4月2日一早，青岛外海海面，雾霭沉沉，经过短暂休整的大洋一号，正准备一次新的远航──中国首次环球科学调查航行。

大洋一号上首席科学家郭世勤的心情显得很不平静，对于年近六旬、一辈子从事地质科学和海洋科学研究的他来说，这可能是他一生的“收关”之航。对着航海图想象一下你就会发现，这次的远洋科学考察船是沿着东太平洋海隆、大西洋中脊、印度洋中脊的海山之巅航行的。那么，作为大洋一号的首席科学家，郭世勤为什么要制定如此奇特的航行路线呢？

20世纪60、70年代是海洋地理大发现的年代，在这轰轰烈烈的海洋地理大发现中，却没有中国人的身影。近年，国家在海洋研究上投入了大量资金和人力，在顺利完成大洋锰结核调查和研究基础上，取得了东北太平洋特定海域海底多金属结核先驱投资者资格后，中国的深海调查研究工作必须以超常规的方式发展。新课题研究转向了研究深海硫化物、钴结壳和深海热泉生物现象上，这些都是目前世界上海洋研究的前沿课题。于是，郭世勤和他的同事们大胆提出沿着三大洋──太平洋、大西洋、印度洋的洋中脊走向进行环球科学考察的构想。这种调查是很独特的，它有别于特定海域专项课题的调查研究，也有别于历史上环球科学考察的探险航行。它不仅将全世界储量最大的海底矿产资源──多金属硫化物、钴结壳纳入中国人的研究范围，还可以开启深海热泉生物群落生命现象的研究。这既是地学研究的前沿，也是生命科学研究的前沿。这一航程也实现了几代中国海洋人进军三大洋的夙愿。

时针指向了上午11点，在船长下达解缆离港口令后，随着一声汽笛声，大洋一号缓缓离开码头，驶出青岛港，驶向黄海，驶向太平洋。按照预先制定的航行计划，大洋一号先向东南方向航行，在西太平洋海域进行了两个航段的富钴结壳调查之后，在密克罗尼西亚联邦首都波纳佩补给休整，再驶向美国夏威夷，经过中国与国际海底管理局已正式签订勘探合同的东北太平洋特定海域，沿东太平洋海隆由北向南展开调查。

大洋一号远洋调查船

大洋一号远洋调查船，长104.5米，宽16米，满载排水量5600吨。船上装有先进的导航定位系统，完备的海洋调查设备和实验室，是中国以至世界上较为先进的大型远洋调查船。这艘调查船原是前苏联的远洋地质调查船，舷号以前苏联著名地质学家安德罗波夫命名，叫“地质学家?安德罗波夫”号，于1984年建成下水。由于前苏联解体，相关研究所无力继续使用该船，便急于转让。1994年7月，中国派出中国大洋矿产资源研究开发协会为主的接船小组前往俄罗斯办理转让买卖手续，郭世勤就是接船组的负责人之一。1995年大洋一号在广州进行了简单的改装之后，就投入了它的处女航。先后执行8次远洋考察，其中3次，郭世勤都是以首席科学家的身份参加的。

科考就像谈恋爱

对于海上航行，没有出过海的人可能会展开无限的联想：惊险、刺激还是寂寞，还是各种感觉都有？“对于这个过程，曾有一位随船电视记者形象地将它比喻为年轻人谈恋爱。”――船长陆会胜

“根据这次科学考察课题的要求，科考船在海上通常的作业方式和方法是：到了一座预定的海山后，首先进行多波束测深，通过布设若干条平行测线测量出该海区的地形图；为节省成本，在进行这项作业的同时，一般还要同步进行其它走航式的地球物理调查，如浅地层剖面、磁力、重力、单道地震等，并同时开启声学多普勒流速剖面仪；再根据地形情况布设测线进行海底摄像和照相作业，取得第一手海底视像资料，目的是探明海底矿藏覆盖情况；然后根据以上获得的地质情况进行结壳取样，手段有拖网、电视抓斗和浅钻等。前几年还是以拖网为主，近年来随着深海高新技术手段的运用并逐渐成熟，取样手段已经以浅钻和电视抓斗为主。若要获得详细资料，还要进行加密调查，需要几年的时间才能对一座海山做出比较详尽的评价，从而确定圈矿范围，这也正是他们的科考船连续几年都要进行类似项目调查的原因。对于这个过程，曾有一位随船电视记者形象地将它比喻为年轻人谈恋爱。”船长陆会胜在他的日记里说。

大洋一号在波纳佩完成补给和休整，继续向东航行，进行环境和海底资源调查。6月15日，大洋一号穿越180°经度线，进入西半球。7月初，调查船进入美国夏威夷海域，完成补给，再继续向东南方向航行，对太平洋中东部海底海山及资源进行综合调查。当大洋一号驶达中国在东太平洋上的多金属结核合同区时，还要开展对合同区东、西小区和大面的生物、化学、水文和地质等环境基线项目的调查。

会生长的热液多金属硫化物

相比之下，陆地的热液硫化物矿床只是一次性资源，它对人类来说越来越少了；而海底的热液硫化物矿床，像是一座巨大无比的矿石生产“工厂”，在不分昼夜地制造新的矿床。

当地时间2005年8月23日，大洋一号到达墨西哥阿卡普尔科港时，第一阶段在太平洋上的任务完成。8天后，大洋一号再度起航开展调查时，便是沿着东太平洋海隆向南航行，对热液多金属硫化物展开作业调查。

1977年10月，美国的海洋地质学家曾乘深潜器“阿尔文”号，在东太平洋的加拉戈斯海底进行实地考察，亲眼目睹到了耸立于大洋底部的像黑烟囱似的温泉喷口，突突地向外喷吐着一股接一股的烟气，喷出热液的温度高达300℃至400℃。其实，这些喷出的黑色、白色烟雾并不是什么烟，而是含有非常丰富矿物质的高温海水。起初海水在巨大的压力作用下，顺着裂谷断裂带的孔缝不断向下渗透，可以到达地壳很深的地方。由于越向下，岩石越热，地壳深部热源的作用使海水持续升温，达到数百度。高温的热海水相对四周冰冷的海水比重要轻许多，被加热的海水自然会往上升，它携带从周围岩石中溶解出来的金属物质又返回海底，在黑烟囱的四周沉淀堆积，便形成了分布于洋中脊中央裂谷上的热液金属硫化物矿床。

科学家还发现，热液金属硫化物堆积物形成的矿床年龄并不长，最大的超不过4.5万年，而最年轻的仅数十年，这正好印证了大洋中脊处是产生新洋壳地方的推断。同时，从更宏观的视野看，海底热液硫化物矿床不光有可观的规模可进行商业开采，而且，它还在不断地“生长”。而且每时每刻增长的规模都是巨大的。相比之下，陆地的矿床只是一次性资源，它对人类来说越来越少了。

9月11日当地时间凌晨3点多，是这次出航以来全体调查队员和船员最兴奋激动的时刻。我国自行研制的电视抓斗，第一次下水就抓到了300多千克热液硫化物样品。“第一抓”的成功极大地鼓舞了全船人员的信心和斗志。随后的热液硫化物的标本取样过程中，各种设备齐上阵，一次又一次的将数千米之下的硫化物取到甲板之上，使其暴露在“光天化日之下”。

今天，对于科学家来说，分析热液硫化物含有哪些有价值的元素已不在话下，科学家需要解释的是：为什么东太平洋海隆能出现海底热液温泉？这些堆积在黑烟囱四周的热液硫化物有哪些未知的地球内部信息呢？

生命在地球之门繁衍

（提话）在大洋中脊的热泉口附近有一个不依靠太阳能量而生存的动物世界。大洋一号首席科学家郭世勤说：“他们过去没有看到的，在这里看到了；他们过去没有拿到的，在这里拿到了。”

早在1973年8月2日，美国人德弗罗贝维尔驾驶的深潜器“阿基米德号”就载着板块构造论提出者之一、法国地质学家卡扎费?勒皮雄和一位助手，下潜到了大西洋中脊的裂谷之中。经过3个小时的下潜，“阿基米德“号轻轻的着陆于3000米深的大西洋中脊裂谷底部。勒皮雄透过舷窗，被眼前的一幕惊呆了。炽热的岩浆从裂谷底部的裂缝里涌出，岩浆纵横交错，似火龙腾空，似红色瀑布，场面蔚为壮观。除此以外，另一个充满生机的海底世界也展现在探险者的眼前：柳珊瑚婷婷玉立，大海绵花丝怒放，大海蟹张牙舞爪，软体水母静卧丛生，密集的红虾群在热水里成团游来游去，一堆铁丝似乱缠在一起的生命体在海底发出幽幽冷光。这是下潜者事先完全没有想到的，在3000余米的海底，居然会有如此旺盛的海洋生物群落！这里是原始生命形式的“安全地带”，而其他原始的生态系统由于种种原因早就消亡了。热泉黑烟囱喷口周围的生态系统是地球上惟一不依靠太阳能、且没有植物参与的生态系统，因此有科学家认为，黑烟囱喷口周围的生态系统与生命的起源可能会有某种联系。

那么热泉硫化物出气口附近发光体的生命本质是什么？为适应深海恶劣的生存环境，深海动物的繁殖方式发生了怎样的变化？深海为什么没有植物？生物是如何适应硫化物高温烟囱排气口环境的？这些问题需要全世界的海洋科学家做出科学的解释。不妨大胆地设想一下：利用这些高温、高压、有毒、无阳光环境下生命体的基因，能不能帮助人类进化到百毒不侵、不畏水火的境界呢？

正因为以上原因，大洋一号上的调查人员，对从大洋深海底部收集到的每一个生命体都倍加珍惜。据这次科考的首席科学家助理韩喜球女士介绍，找到的深海硫化物和动物样本能帮助他们研究生物基因，生产抗癌药品，估计2007年中国科学家就能根据样品生产出一些药物来。“大洋一号带回来的这些生物样本，至少够中国研究10年。”另一位海洋生物专家邵宗泽说……