任健

一個來自北極的邀請

2022年11月的某一天，我突然收到一封郵件——“決心號”科學(xué)執(zhí)行部邀請我參加次年夏天在格陵蘭島西北邊緣海開展的國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃第400航次！為此，我整整興奮了好幾天。要知道，能夠參加國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃，可是一種莫大的榮譽(yù)。而且，這次要乘坐非破冰船進(jìn)入北極圈，對于我這樣的“老北極”而言，也是一種全新的體驗！

國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃（簡稱IODP，執(zhí)行期2013年至2023年）及其前身綜合大洋鉆探計劃（執(zhí)行期2003年至2013年）、大洋鉆探計劃（執(zhí)行期1983年至2003年）和深海鉆探計劃（執(zhí)行期1968年至1983年），是地球科學(xué)歷史上規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際合作研究計劃。截至目前，一共有包括中國、美國、日本和歐盟多國在內(nèi)的約20個國家參與。

這個聽上去就很厲害的計劃要做什么呢？科學(xué)家會通過分析海底沉積物、巖石樣品和數(shù)據(jù)，探索地球的演變歷史、氣候變化、深部生物圈、地質(zhì)災(zāi)害等領(lǐng)域。而載著科學(xué)家完成這一任務(wù)的，就是大洋鉆探船。

目前服役的科學(xué)大洋鉆探船主要有“決心號”和“地球號”。其中“決心號”自1985年加入國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃起，已經(jīng)在世界各大洋執(zhí)行了200多個航次，采集了幾十萬米的巖芯樣品和觀測數(shù)據(jù)?？梢哉f，它是大洋鉆探的殿堂級平臺！“決心號”全長143米，最顯眼的是高聳的鉆井塔，高約62米。這個鉆井塔就是為了鉆取海底數(shù)百米乃至數(shù)千米的巖芯樣品而設(shè)計的。而我正是要乘坐這艘功勛卓著的“決心號”進(jìn)入北極圈。

人見人怕的“航海殺

國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃第400航次的任務(wù)，是前往格陵蘭島西北部的巴芬灣海域開展鉆探作業(yè)。我們工作的地方大約在北緯73度到75度之間，都在北極圈內(nèi)，雪中作業(yè)應(yīng)該是常態(tài)。一開始我還有點疑慮，這樣一艘非破冰船，該如何進(jìn)入北極圈呢？等查了夏季海冰圖之后，我才松了一口氣。雖然巴芬灣位于北極圈內(nèi)，但由于受到暖流的影響，該海域在夏季基本沒有海冰。這樣警報就解除了。

然而，“決心號”科學(xué)執(zhí)行部發(fā)來的郵件中又暗示了另一種任何船只都不愿遇到的風(fēng)險——冰山。

與海冰不同，冰山是淡水形成的。它是陸地冰川流入海洋崩解后的殘余，會隨著洋流在大洋中游蕩。由于冰山的水下部分通常巨大且不易察覺，航跡又難以預(yù)測，所以冰山就成了人見人怕的“航海殺手”。舉世聞名的泰坦尼克號沉船事件就是冰山的手筆。事實上，與南極洲不同，在北冰洋并不太容易看到冰山，因為環(huán)北極并沒有大型的陸地冰川。唯一的例外就是我們這次要去的格陵蘭島。這里有世界上第二大冰蓋，面積接近180萬平方千米，比我國新疆維吾爾自治區(qū)的面積還大。如果格陵蘭島的冰蓋全部融化，全球的海平面將上升約7米。每年夏季，會有大量的冰山從格陵蘭島西部流入海洋，慢慢漂流至北大西洋，直至完全融解。這意味著我們將在冰山環(huán)繞下開展鉆探作業(yè)。

這個航次專門聘請了2位冰山觀察員，每天24小時不間斷地觀測周圍冰山的數(shù)量、大小和動向，以便在冰山靠近“決心號”時發(fā)出警報。起初我們有些擔(dān)憂，怕鉆探中斷太多，沒有足夠的時間采集樣品。事實證明，2個月里，我們確實受到了冰山的威脅，不過運氣還不算太差，我們總共被靠近的冰山逼停采樣近10次，耽誤了幾天的作業(yè)，但總體目標(biāo)并未受到影響。

既然風(fēng)險那么高，為什么我們還要冒險去采樣呢？因為這個航次的主要目的之一，就是搞清楚格陵蘭島冰蓋的最初形成時間，而這個答案只能從海洋里找到。

格陵蘭島的冰蓋不是一開始就存在，而是在后來的某個歷史時期形成的。它的形成對整個地球氣候系統(tǒng)至關(guān)重要。在漫漫時間長河中，格陵蘭島冰蓋曾多次消融又增長。在這個過程中，無情的冰川會把陸地上的記錄都抹去。所以，如果想了解格陵蘭島冰蓋消長的情況，就得在格陵蘭島的周邊海域鉆取巖芯記錄，它們蘊(yùn)藏了地球過去的秘密。盡管巴芬灣極為重要，但除了僅有的一個科考點，以往的國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃并未在此開展過航次。所以對我們而言，一切都是全新的，也許會有什么新發(fā)現(xiàn)呢！全船的科學(xué)家應(yīng)該都是抱著這樣的好奇心和期待登上“決心號”的。

顯微鏡下的世

我在船上主要承擔(dān)沉積硅藻化石的鑒定，并根據(jù)特定硅藻屬種來界定巖芯樣品的大致年齡。簡單來說，在漫長的地質(zhì)歷史中，硅藻與其他生物一樣，有些屬種滅絕，有些屬種出現(xiàn)。這些硅藻出現(xiàn)和消失的時間是有大致范圍的。我的工作就是時刻不停地盯著顯微鏡分析樣品，以框定樣品的年齡。

看顯微鏡本身就是件比較累人的活，在船上更是如此。由于船體在海上漂動，顯微鏡下的視野也會跟著晃動，并且會放大許多倍。這可以說是暈船利器。即便如此，我們也不能停下手中的活，因為全船的科學(xué)家都盼著能盡快得到樣品的年齡。當(dāng)然，這個活不是由我一個人完成的，需要與其他微體古生物專家、古地磁專家通力合作，才能建立比較可靠的年齡框架。

鉆探一旦開始，就不會輕易停下，所以船上的人是24小時連軸轉(zhuǎn)的。為了保證大家得到充分的休息，所有人會被分成2班，每班工作12小時。我的工作時段是中午12點到晚上12點，能看到絢麗的日落和晚霞，還有夜空的明月。跟我接班的德國科學(xué)家則是從凌晨干到中午，天氣好的時候他會去甲板上看日出?？傊瑢嶒炇覐脑绲酵矶既藲鉂M滿。

為了滿足大家的用餐需求，船上的后勤部門每隔6小時就會提供正餐，每天基本不重樣。在食堂，經(jīng)常是這樣的場景：我吃著早飯，對桌吃著晚飯，等會有人端著盤子過來，那可能是他的午飯。剛開始會覺得這樣有點混亂，但彼此熟悉之后，就會發(fā)現(xiàn)工作效率非常高。大家其實也不介意早中晚，更關(guān)心采樣的進(jìn)度。每天中午12點和晚上12點，2班科學(xué)家會進(jìn)行交接，交流自己的新發(fā)現(xiàn)、遇到的新問題。這是每天最熱鬧的時候，實驗室、會議室里人頭攢動，大家圍著樣品、圖片和數(shù)據(jù)討論得熱火朝天。每當(dāng)此時，我就會產(chǎn)生錯覺，仿佛這不是在科考船上，而是在某個學(xué)術(shù)會議現(xiàn)場。

此外，我們在船上還有科普任務(wù)。由于國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃的每個航次都花費不菲，他們希望科學(xué)家能充分利用機(jī)會，把船上的工作、生活和體驗通過網(wǎng)絡(luò)傳播出去，激發(fā)大家的好奇心和科學(xué)熱情。我參加了幾場這樣的“船—岸”連線科普，講解什么是硅藻、硅藻種群的進(jìn)化、為什么通過沉積物中的硅藻化石能了解過去的環(huán)境變化等科普知識。觀眾來自世界各地，從小學(xué)生到老年人都有，還有線上提問環(huán)節(jié)。出乎我意料的是，大家對顯微鏡下的世界特別感興趣，可見這門古老的學(xué)科也蘊(yùn)藏著巨大的活力！

2023年10月13日晚上，我們乘坐“決心號”在冰島雷克雅未克靠岸，國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃第400航次正式結(jié)束。

踏上陸地時，我們自然很興奮，但這也意味著要跟“決心號”說再見了。這次是真正的告別，因為“決心號”將于2024年退役，完成它近40年的大洋鉆探使命。目前科學(xué)家們還在討論后續(xù)計劃，但顯然，缺少了像“決心號”這樣的資深鉆探船，很多工作將難以開展。

幸運的是，我國第一艘大洋鉆探船“夢想號”已于2023年底下水試航。承載著不變的“決心”和人類的“夢想”，中國科學(xué)家將與國際同行一起，為探索地球、認(rèn)識地球和保護(hù)地球做出更多的貢獻(xiàn)。

① 科學(xué)家們準(zhǔn)備登上“決心號”，船上有高聳的鉆井塔

② 鉆探作業(yè)時伴隨科學(xué)家的冰山

③ 不同類型的沉積物巖芯，上面插的小標(biāo)旗是不同科研組的采樣標(biāo)識

④⑤⑥ 顯微鏡下的硅藻化石

⑦本文作者在顯微鏡下鑒定硅藻

本文作者為自然資源部第二海洋研究所副研究員