长久以来，南极科考基本上集中在夏季。受极寒气候与复杂海况的双重制约，夏季以外的南极科考被视作“不可能完成的任务”。然而，包括上海交通大学海洋学院10名师生在内的中国第41次南极考察罗斯海联合航次50名科考队员，日前完成了国际上首次以南极边缘海秋季生态系统为研究对象的跨国联合科考行动。
“直到今天，船已靠岸，但我们的心仍留在那片浩瀚而神秘的南极冰海。”今天上午，凯旋的交大科考队员讲述了那段收获颇丰且充满惊险的工作历程。
边缘海存在着活跃的暗生态系统
诸多南极迷雾亟待拨开
之前，南极秋季观测数据极度匮乏，导致人类对该时段当地的自然过程研究不足、认知有限。此航次项目由上海交大海洋学院和中国极地研究中心发起，汇聚中国、美国、英国、澳大利亚、新西兰、挪威、韩国、马来西亚、泰国等9国的科考人员，在秋季罗斯海极端环境下顺利完成了20天的连续观测。面对未知与困惑，团队以科学家的执着突破“季节禁区”，在-20℃至-28℃的秋季极寒环境中，完成了从理论构想到实践落地的跨越。
“为什么不组织一次南极秋冬季科考呢？”这个念头如同种子一般，在上海交大海洋学院院长周朦的脑海中不断生根发芽。周朦是一位经验丰富的“老南极”，已14次去过南极、10次踏上北极。他深知，在漫长的秋冬季节，南极边缘海存在着一个活跃的暗生态系统，生存着磷虾、鱼类、鸟类和哺乳动物等众多生物。那么，在南极秋冬季暗生态系统中，驱动海洋生物圈的有机质和能量究竟从何而来？结冰、深对流和混合等过程，又是如何影响海洋生物输运及垂直碳通量的？冬季的何种自然过程决定了浮游生物种群结构，进而影响了它们次年春季的生产力？这一系列错综复杂的科学问题犹如一团团迷雾，亟待科研人员去拨开。
然而，若要发起南极的秋冬季航次，意味着要冒着极端低温、大风和海冰密集度高的巨大挑战，每一步都充满了未知与艰险。2021年，上海交大与中国极地研究中心签署合作共建协议。此航次由极地中心精心组织实施，极地中心何剑锋研究员（海洋学院双聘教师）担任首席科学家，周朦担任首席科学家顾问，上海交大张召儒教授担任首席科学家助理。
在上海交大，由周朦牵头组建了一支覆盖海洋生态、物理海洋、生物地球化学等领域的全学科团队。周院长提出了“探秘南极、突破极限”的大胆科学构想。团队还特别邀请了来自不同国家和地区的科学家共同参与，并组织了“罗斯海大学”，大家分享研究发现，彼此的文化交融、火花碰撞，为这项前所未有的秋季南极科考激发出更多的创新性思路与策略。
周朦院长
何剑锋研究员
张召儒教授
跨过“魔鬼西风带”认识“造冰工厂”
丰硕收获来自攻坚克难
对所有队员来说，航次有个最大的挑战——在冰区作业时要面对极端低温，很多设备在使用时会出现问题，对考察作业带来很大的影响。比如，进入冰区没多久，船上用于水质监测的走航水就冻住了，实验室的下水管路也被冰冻堵死。还有，中层渔网回收时，因为涌进了很多冰块而严重损坏，磷虾网回收时也被冰冻困住。甲板舱门的液压阀也会因严寒而损坏，导致舱门无法打开……交大科考队员回忆说，重重阻碍并没有难倒大家，从船长、水手到科学家，大家集思广益，攻坚克难，终于化解了各种危机。
此外，秋冬季的“魔鬼西风带”向来令人惧怕，它对科考队员的身体和心理都是极大的考验。在这种情况下，交大师生以扎实的专业素养与跨文化协作能力，成为航次中的攻坚力量。他们克服低温、强风等极端条件，成功完成了浮游生物群落结构分析、碳通量监测、“海冰-海洋-大气”相互作用观测等任务，并与多国科学家共享数据、协同攻关。
周朦介绍，科考队员发现，相对于罗斯海其他区域，在南极的“造冰工厂”——冰间湖区域的水体性质和浮游生物，在垂直方向的分布更为均匀一致，平时大多生活在海洋上层、运动能力弱的小型浮游动物，在海洋深层和底层的数量更加丰富。这些都揭示了在秋冬季，冰间湖强烈的结冰过程所驱动的海洋深对流活动，对海水物理性质、生物分布和越冬过程的深刻影响。同时，科考队员还发现，南极冰间湖中的营养盐浓度与其他海域差异显著，浮游动物在全水深中的分布极为丰富，显示出罗斯海冰间湖海域特殊的生态过程，这为全面认知南极边缘海的生物地球化学循环提供了重要的观测结果。
“除了科学研究，大家还体验了很多在南极夏季无法体会到的特殊的美与神秘。”博士生隋维康感慨地说，第一次真正体会到“极地”两个字的分量，也第一次深切地感受到，科学不仅是实验室里的公式和图表，更是在风雪中一锹一锹挖出来的，是靠双手和意志完成的探索。
来源：新民晚报 作者：王蔚
