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“海上廈大”生物地球化學(xué)科考團(tuán)隊:踏浪逐波 探秘深藍(lán)

2024年07月01日08:25 | 來源:光明日報
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原標(biāo)題:踏浪逐波 探秘深藍(lán)

清晨,太陽從海平面上緩緩升起,一艘藍(lán)白相間的船舶熱鬧了起來。一個重達(dá)2.5噸的ROV(無人攬控潛水器)基礎(chǔ)平臺從艉甲板被緩緩吊起、布放入水,展開測試工作。

這是廈門大學(xué)“嘉庚”號科考船在執(zhí)行2024年首個科考航次暨船載設(shè)備試驗航次的海試任務(wù)。

作為國內(nèi)綜合性大學(xué)建成的首艘全球級海洋科學(xué)綜合考察船,近年來,“嘉庚”號科考船組織並承擔(dān)了8項國家自然科學(xué)基金共享航次計劃,累計執(zhí)行近50個科考調(diào)查航次,上千名海洋科技工作者登上“嘉庚”號科考船,到南海、西太平洋等海域開展科學(xué)研究,產(chǎn)出了眾多科研成果。

“‘嘉庚’號科考船帶領(lǐng)我們從近海走向深海大洋,在它的支撐下,我們‘海上廈大’生物地球化學(xué)科考團(tuán)隊得以更好地圍繞海洋生物地球化學(xué)與生態(tài)系統(tǒng),開展基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究,為海洋強(qiáng)國建設(shè)貢獻(xiàn)廈大力量?!敝袊茖W(xué)院院士、廈門大學(xué)講席教授戴民漢說。

7年,圖紙變?yōu)楝F(xiàn)實

“這條船承載著我們幾代廈大海洋人的夢想?!贝髅駶h的辦公室裡,醒目地擺放著“嘉庚”號科考船的模型,“過去沒有能夠通達(dá)遠(yuǎn)洋的現(xiàn)代化科考船,嚴(yán)重限制了廈門大學(xué)開展海洋科學(xué)研究的廣度與深度?!?/p>

建一艘船!2005年,隨著近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點實驗室建立,廈門大學(xué)提出籌建一艘全新的、符合國際標(biāo)準(zhǔn)的科考船。

回憶起“嘉庚”號的建設(shè)過程,身為主要負(fù)責(zé)人的戴民漢感慨萬千:“首先經(jīng)費很緊張,其次擬建造的船舶要留有足夠的科考設(shè)備和實驗空間,再者還要滿足安靜、潔淨(jìng)、高性能的標(biāo)準(zhǔn),這對設(shè)計和建造均提出了很高要求?!?/p>

2010年,戴民漢邀請師弟王海黎從國外回到廈大,擔(dān)任項目技術(shù)總負(fù)責(zé)人,開始設(shè)計科考船。那段時間,王海黎每天都要與設(shè)計公司、造船廠反復(fù)溝通,針對圖紙上每一個細(xì)節(jié)精益求精。2015年3月,“嘉庚”號開工建造﹔兩年后的4月15日,“嘉庚”號正式交付給廈門大學(xué)?!?年時光,這條船一點一點孕育出來,已經(jīng)成了我的‘小女兒’。”“嘉庚”號在王海黎心中有著非同一般的分量。

科考船是進(jìn)入海洋、觀測海洋、研究海洋的最主要載體,可謂海上移動實驗室。為獲取高質(zhì)量的科考數(shù)據(jù),“嘉庚”號採用全電力靜音推進(jìn)系統(tǒng),配置特殊定制的低噪聲推進(jìn)電機(jī)、螺旋槳及艏艉側(cè)推器,水下輻射噪聲靜音等級高。同時,為獲取海洋中含量極低的痕量元素,“嘉庚”號裝配了我國首套,也是迄今為止唯一符合國際GEOTRACES標(biāo)準(zhǔn)的超潔淨(jìng)痕量元素專用採水系統(tǒng)“泰斯”。“這套採水系統(tǒng)為我們研究痕量元素與同位素循環(huán)及其對海洋新陳代謝的調(diào)控起到了基礎(chǔ)性作用。”戴民漢介紹。

在位於廈門大學(xué)曾呈奎樓的科考船綜合指揮中心,“嘉庚”號海上探測部負(fù)責(zé)人吳學(xué)文正盯著眼前的電子屏幕,遠(yuǎn)程了解船舶動向、設(shè)備狀態(tài)和科考動態(tài)。他說:“近年來,我們自主開發(fā)了海嘉船舶綜合信息系統(tǒng)、海嘉船舶綜合顯示系統(tǒng)、海洋觀測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等,還完成了全船數(shù)字模型的構(gòu)建,‘嘉庚’號數(shù)字化取得了很大進(jìn)步?!?/p>

2017年至今,“嘉庚”號所執(zhí)行的近50個科考調(diào)查航次已獲取大量高質(zhì)量的海洋數(shù)據(jù)和樣品,涵蓋海洋生物、海洋化學(xué)、海洋物理等多個領(lǐng)域,產(chǎn)生了超過100項科研成果。

“從2010年到2017年,又從2017年到2024年,‘嘉庚’號走過了兩個7年,這背后離不開眾多科技工作者與船舶工作者的努力。當(dāng)前,我們正滿懷熱情,朝著第三個7年奮楫出發(fā),馳騁深海大洋!”已成為廈門大學(xué)科考船運行管理中心主任的王海黎信心滿滿。

“抓住在海上的每一分鐘”

20多年來,戴民漢瞄準(zhǔn)海洋生物地球化學(xué)前沿領(lǐng)域,深入探究海洋與氣候變化、生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系,為我國制定碳管理政策和應(yīng)對氣候變化措施、制定“雙碳”戰(zhàn)略路徑提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)和科學(xué)支撐,研究成果顯著提升了我國在海洋碳循環(huán)和全球變化領(lǐng)域的國際地位和影響力。

“為什麼一些邊緣??梢晕沾髿庵械亩趸迹硪恍┻吘壓s在向大氣釋放二氧化碳?”為此,戴民漢率領(lǐng)團(tuán)隊前往黃海、東海、南海等海域開展探測研究,深入解析邊緣海二氧化碳源匯格局與控制機(jī)理,提出了大洋主控型邊緣海(OceMar)碳循環(huán)概念框架,為預(yù)測二氧化碳源匯格局變化趨勢提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和科學(xué)支撐。

“了解海洋碳循環(huán),需要弄清楚海洋中的碳是如何在細(xì)菌、植物、動物之間遷移的。”廈門大學(xué)近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點實驗室副教授唐甜甜解釋說。

為開展“利用氨基酸穩(wěn)定同位素技術(shù)評估藍(lán)細(xì)菌及其降解產(chǎn)物在顆粒有機(jī)物中的相對貢獻(xiàn)”項目,2020年8月至9月,唐甜甜與團(tuán)隊成員以及其他高校院所的科研人員一起,搭乘“嘉庚”號前往南海中部海盆區(qū)域開展綜合性調(diào)查。

“對我們科技工作者來說,必須抓住在海上的每一分鐘,盡可能採集更多樣本。”唐甜甜說,她與其他團(tuán)隊成員要24小時輪流值班,做好設(shè)備的投放回收,第一時間了解採集情況。

回到岸上,唐甜甜抓緊時間對採集的樣本進(jìn)行分析?!拔覀儝裼昧税被嵬凰厥聚櫟姆椒ǎl(fā)現(xiàn)酸在海洋真光層底部,也就是大概水深150米的地方,出現(xiàn)了同位素分餾效應(yīng)的改變,說明浮游植物固定二氧化碳的行為發(fā)生了很大變化,這可能將使我們重新認(rèn)識地球歷史上大氣二氧化碳濃度的變化。”對於此次發(fā)現(xiàn),唐甜甜難掩激動的心情。

在“嘉庚”號的支撐下,近年來,團(tuán)隊向更深更遠(yuǎn)的大洋昂首挺進(jìn)。

“這是我第三次來到西北太平洋科考,在海上待了47天,航程7000海裡。”廈門大學(xué)近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點實驗室副教授周寬波對自己每一次的出??瓶级紩J(rèn)真記錄。

2020年12月,周寬波乘坐“嘉庚”號來到西北太平洋,執(zhí)行國家自然科學(xué)基金重大項目“海洋荒漠生物泵固碳機(jī)理及增匯潛力”冬季航次調(diào)查。

北太平洋中部海域表層水中通常缺乏生命活動所需的營養(yǎng)鹽及痕量元素鐵,生物量極低,被認(rèn)為是“海洋荒漠”地帶。由於過去科技工作者對這裡的痕量元素含量和同位素組成知之甚少,阻礙了人們對“海洋荒漠”中的生物地球化學(xué)過程及其與全球氣候變化緊密聯(lián)系的深入認(rèn)識。

“我們在15個科考站位進(jìn)行了物理、化學(xué)、生物等多學(xué)科聯(lián)合調(diào)查和觀測,獲得了西北太平洋首批超低含量海水痕量金屬樣品和數(shù)據(jù),並通過研究發(fā)現(xiàn)該海域在冬季從大氣中吸收二氧化碳,是一個顯著的碳匯區(qū)?!敝軐挷ㄏ蛴浾咴敿?xì)介紹了此次科考的重大發(fā)現(xiàn)。

今年9月,國家自然科學(xué)基金共享航次計劃首個青年首席科學(xué)家培訓(xùn)航次將依托“嘉庚”號進(jìn)行臺灣海峽—南海北部海上調(diào)查。航次將邀請不同學(xué)科背景的資深首席全程指導(dǎo),幫助青年學(xué)員提升統(tǒng)籌計劃、溝通協(xié)調(diào)與應(yīng)急決斷等綜合能力。作為項目主持人,廈門大學(xué)近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點實驗室教授李驍麟笑著說:“我們將在‘嘉庚’號上完成一個高效而有趣的培訓(xùn)航次?!?/p>

為青年筑起藍(lán)色的夢

打開演示文檔、擺好發(fā)言臺,一場小型海上學(xué)術(shù)論壇開始了。

2023年8月,時為廈門大學(xué)近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點實驗室副教授的沈淵在“嘉庚”號行駛至南海中南部海域時,組織了一場以“那些關(guān)於南海海洋的科學(xué)故事”為主題的學(xué)術(shù)論壇,大家圍繞海洋生物、海洋化學(xué)、海洋技術(shù)應(yīng)用三大主題踴躍交流。

“團(tuán)隊鼓勵個性、尊重獨立,崇尚‘協(xié)作、共享、貢獻(xiàn)’的團(tuán)隊精神,積極打造平等、寬鬆、和諧、卓越的科研和學(xué)習(xí)環(huán)境,讓每個人都能找到自己的興趣和方向並為之努力。”沈淵介紹。

2020年8月,在海外完成博士后工作的沈淵,回到廈門大學(xué),從事海洋有機(jī)質(zhì)的生物地球化學(xué)循環(huán)研究。在團(tuán)隊搭建的舞臺上,沈淵快速成長,短短三年獲評教授職稱,成為國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目獲得者,並在多個國際知名期刊發(fā)表論文。

戴民漢介紹,為培養(yǎng)更多青年人才,近海海洋環(huán)境科學(xué)國家重點實驗室鼓勵開展探索性的自主選題研究,設(shè)立海洋環(huán)境創(chuàng)新型人才國際合作培養(yǎng)等項目,為青年人才提供海外合作與深造的平臺和機(jī)會。

“在‘嘉庚’號開展科研工作,極大地鍛煉了我們的海上實驗技能和專注能力,為我們今后的科研之路夯實了基礎(chǔ)。我相信未來會有更多有志青年投身海洋研究,為建設(shè)海洋強(qiáng)國發(fā)光發(fā)熱?!睆B門大學(xué)海洋與地球?qū)W院2019級本科生簡敖,在自己的航海日記上寫道。

為培養(yǎng)更多具有國際視野和扎實實踐技能的海洋學(xué)科拔尖人才,2018年起,廈門大學(xué)依托“嘉庚”號,發(fā)起並組織了“海絲學(xué)堂”人才培養(yǎng)計劃,每年在專業(yè)教師指導(dǎo)下,組織優(yōu)秀本科生前往遠(yuǎn)海、深海開展海上實踐。目前,“海絲學(xué)堂”已實施完成4屆,共有323名本科生參與。

7月將至,又有一批來自國內(nèi)外不同高校的學(xué)生將搭乘“嘉庚”號科考船前往浩瀚海洋,踏浪逐波,探秘深藍(lán)……

(記者 楊桐彤)

(責(zé)編:李昉、郝孟佳)

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