長久以來，南極科考基本上集中在夏季。受極寒氣候與複雜海況的雙重製約，夏季以外的南極科考被視作“不可能完成的任務”。然而，包括上海交通大學海洋學院10名師生在內的中國第41次南極考察羅斯海聯合航次50名科考隊員，日前完成了國際上首次以南極邊緣海秋季生態系統為研究對象的跨國聯合科考行動。
“直到今天，船已靠岸，但我們的心仍留在那片浩瀚而神秘的南極冰海。”今天上午，凱旋的交大科考隊員講述了那段收穫頗豐且充滿驚險的工作歷程。
邊緣海存在着活躍的暗生態系統
諸多南極迷霧亟待撥開
之前，南極秋季觀測數據極度匱乏，導致人類對該時段當地的自然過程研究不足、認知有限。此航次項目由上海交大海洋學院和中國極地研究中心發起，匯聚中國、美國、英國、澳大利亞、新西蘭、挪威、韓國、馬來西亞、泰國等9國的科考人員，在秋季羅斯海極端環境下順利完成了20天的連續觀測。面對未知與困惑，團隊以科學家的執着突破“季節禁區”，在-20℃至-28℃的秋季極寒環境中，完成了從理論構想到實踐落地的跨越。
“為什麼不組織一次南極秋冬季科考呢？”這個念頭如同種子一般，在上海交大海洋學院院長周朦的腦海中不斷生根發芽。周朦是一位經驗豐富的“老南極”，已14次去過南極、10次踏上北極。他深知，在漫長的秋冬季節，南極邊緣海存在着一個活躍的暗生態系統，生存着磷蝦、魚類、鳥類和哺乳動物等眾多生物。那麼，在南極秋冬季暗生態系統中，驅動海洋生物圈的有機質和能量究竟從何而來？結冰、深對流和混合等過程，又是如何影響海洋生物輸運及垂直碳通量的？冬季的何種自然過程決定了浮游生物種群結構，進而影響了它們次年春季的生產力？這一系列錯綜複雜的科學問題猶如一團團迷霧，亟待科研人員去撥開。
然而，若要發起南極的秋冬季航次，意味着要冒着極端低溫、大風和海冰密集度高的巨大挑戰，每一步都充滿了未知與艱險。2021年，上海交大與中國極地研究中心簽署合作共建協議。此航次由極地中心精心組織實施，極地中心何劍鋒研究員（海洋學院雙聘教師）擔任首席科學家，周朦擔任首席科學家顧問，上海交大張召儒教授擔任首席科學家助理。
在上海交大，由周朦牽頭組建了一支覆蓋海洋生態、物理海洋、生物地球化學等領域的全學科團隊。周院長提出了“探秘南極、突破極限”的大膽科學構想。團隊還特別邀請了來自不同國家和地區的科學家共同參與，並組織了“羅斯海大學”，大家分享研究發現，彼此的文化交融、火花碰撞，為這項前所未有的秋季南極科考激發出更多的創新性思路與策略。
周朦院長
何劍鋒研究員
張召儒教授
跨過“魔鬼西風帶”認識“造冰工廠”
豐碩收穫來自攻堅克難
對所有隊員來說，航次有個最大的挑戰——在冰區作業時要面對極端低溫，很多設備在使用時會出現問題，對考察作業帶來很大的影響。比如，進入冰區沒多久，船上用於水質監測的走航水就凍住了，實驗室的下水管路也被冰凍堵死。還有，中層漁網回收時，因為湧進了很多冰塊而嚴重損壞，磷蝦網回收時也被冰凍困住。甲板艙門的液壓閥也會因嚴寒而損壞，導致艙門無法打開……交大科考隊員回憶說，重重阻礙並沒有難倒大家，從船長、水手到科學家，大家集思廣益，攻堅克難，終於化解了各種危機。
此外，秋冬季的“魔鬼西風帶”向來令人懼怕，它對科考隊員的身體和心理都是極大的考驗。在這種情況下，交大師生以紮實的專業素養與跨文化協作能力，成為航次中的攻堅力量。他們克服低溫、強風等極端條件，成功完成了浮游生物群落結構分析、碳通量監測、“海冰-海洋-大氣”相互作用觀測等任務，並與多國科學家共享數據、協同攻關。
周朦介紹，科考隊員發現，相對於羅斯海其他區域，在南極的“造冰工廠”——冰間湖區域的水體性質和浮游生物，在垂直方向的分布更為均勻一致，平時大多生活在海洋上層、運動能力弱的小型浮遊動物，在海洋深層和底層的數量更加豐富。這些都揭示了在秋冬季，冰間湖強烈的結冰過程所驅動的海洋深對流活動，對海水物理性質、生物分布和越冬過程的深刻影響。同時，科考隊員還發現，南極冰間湖中的營養鹽濃度與其他海域差異顯著，浮遊動物在全水深中的分布極為豐富，顯示出羅斯海冰間湖海域特殊的生態過程，這為全面認知南極邊緣海的生物地球化學循環提供了重要的觀測結果。
“除了科學研究，大家還體驗了很多在南極夏季無法體會到的特殊的美與神秘。”博士生隋維康感慨地說，第一次真正體會到“極地”兩個字的分量，也第一次深切地感受到，科學不僅是實驗室里的公式和圖表，更是在風雪中一鍬一鍬挖出來的，是靠雙手和意志完成的探索。
來源：新民晚報 作者：王蔚
