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要順利開(kāi)展科考，必須有一支具備多學(xué)科協(xié)同作戰(zhàn)能力的科考隊(duì)。由周朦牽頭，海洋學(xué)院組建了一支覆蓋海洋生態(tài)、物理海洋、生物地球化學(xué)等領(lǐng)域的全學(xué)科團(tuán)隊(duì)。

上海交通大學(xué)海洋學(xué)院院長(zhǎng)周矇教授說(shuō)：“此次科考不僅使我們對(duì)于南極秋冬季的生態(tài)系統(tǒng)有了新的了解，也為我們青年科學(xué)家的培養(yǎng)提供了一次很好的機(jī)會(huì)。”

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在這40多天的科考之旅中，博士生隋維康第一次真正體會(huì)到“極地”兩個(gè)字的分量，也第一次深切地感受到：科學(xué)不僅是實(shí)驗(yàn)室里的公式和圖表，更是風(fēng)雪中一鍬一鍬挖出來(lái)的、靠雙手和意志完成的探索。他說(shuō)：“風(fēng)雪是日常，冰封是常態(tài)，零下二十多度的寒風(fēng)穿透防寒服，凍得人幾乎說(shuō)不出話來(lái)。但正是在這樣的極端環(huán)境中，我學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、敬畏與合作。那些曾經(jīng)在課堂上學(xué)到的知識(shí)，在南極變成了一項(xiàng)項(xiàng)緊迫而真實(shí)的任務(wù)。”

成員中既有深耕羅斯海研究十余年的資深學(xué)者，也有首次踏足極地的青年科研人員，形成了老中青相結(jié)合、經(jīng)驗(yàn)與創(chuàng)新相融合的架構(gòu)。周朦說(shuō)，他在團(tuán)隊(duì)建設(shè)之初就考慮過(guò)，以多學(xué)科交叉融合為突破口，圍繞南大洋秋季黑暗季節(jié)的生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程和碳埋藏等核心科學(xué)問(wèn)題，展開(kāi)全方位、深層次的研究。

但是，要發(fā)起南極的秋冬季航次，意味著要冒著極端低溫、大風(fēng)和海冰密集度高的巨大挑戰(zhàn)，這對(duì)科考船的保障能力和科考隊(duì)員的抗逆能力而言，都是前所未有的嚴(yán)峻考驗(yàn)。在中國(guó)的極地科考?xì)v史上，沒(méi)有任何前人的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，每一步都充滿了未知與挑戰(zhàn)。

博士生馬明瑋此前在科研工作中處理極地的樣品時(shí)，從沒(méi)想象過(guò)它們是怎么從南極送到自己手里的。親自體驗(yàn)過(guò)后他才知道，自己做的每一次實(shí)驗(yàn)，都是很多人的努力結(jié)晶，也讓他更加明白了文獻(xiàn)中致謝的含金量。作為海洋學(xué)院的博士生，他更加篤定了自己要在博士期間更用心投入到極地研究中的想法?！坝靡痪湓捒偨Y(jié)我的航次感受就是，在風(fēng)雪與浪濤中，觸碰夢(mèng)想的極點(diǎn)。這不僅僅是一次航次，更是我科研之路的儀式感起點(diǎn)，一次深入骨血的體驗(yàn)轉(zhuǎn)變，一段把‘極地’從圖文變?yōu)檎鎸?shí)肌理的自我成長(zhǎng)旅程。”

南極秋冬季暗生態(tài)系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)海洋生物圈的有機(jī)質(zhì)和能量究竟從何而來(lái)？結(jié)冰、深對(duì)流和混合等過(guò)程又是如何影響海洋生物輸運(yùn)及垂直碳通量的？冬季的何種過(guò)程決定了浮游生物種群結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響次年春季的生產(chǎn)力？這一系列錯(cuò)綜復(fù)雜的科學(xué)問(wèn)題，猶如一團(tuán)團(tuán)迷霧，亟待科研人員去撥開(kāi)。

同時(shí)，在冰間湖發(fā)現(xiàn)了暖的繞極深層水入侵信號(hào)以及冷的冰架融水信號(hào)，這些過(guò)程對(duì)海洋深對(duì)流及其驅(qū)動(dòng)下的大洋底層水——南極底層水的生成會(huì)產(chǎn)生重要作用。航次還發(fā)現(xiàn)，冰間湖中的營(yíng)養(yǎng)鹽濃度與其他海域差異顯著，浮游動(dòng)物在全水深中豐富的分布，揭示了在我們航次到達(dá)前曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的活躍生物過(guò)程。這些顯示出羅斯海冰間湖海域特殊的生態(tài)過(guò)程，為全面認(rèn)知南極邊緣海的生物地球化學(xué)循環(huán)提供了重要觀測(cè)結(jié)果。

周朦是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的“老南極”，已去過(guò)14次南極、10次北極。他深知，在漫長(zhǎng)的秋冬季節(jié)，南極邊緣海存在著一個(gè)活躍的暗生態(tài)系統(tǒng)，其中涵蓋了磷蝦、魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物等眾多生物。

2021年上海交通大學(xué)與中國(guó)極地研究中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)極地中心）簽署合作共建協(xié)議，此次全新探索之旅能夠成行，正是得益于“部部共建、科教融合”的合作。

長(zhǎng)久以來(lái)，傳統(tǒng)南極科考大多集中在夏季開(kāi)展。受極寒氣候與復(fù)雜海況的雙重制約，夏季以外的南極科考被視作“不可能完成的任務(wù)”。也正是如此，南極秋季觀測(cè)數(shù)據(jù)極度匱乏，導(dǎo)致人類(lèi)對(duì)該時(shí)段的自然過(guò)程研究不足、認(rèn)知有限。

海洋學(xué)院進(jìn)行過(guò)精心的監(jiān)測(cè)，3、4月份是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)從高度活躍向黑暗系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的重要過(guò)程，從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，3、4月份的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有一個(gè)直線下降的過(guò)程，揭示其間的過(guò)程和機(jī)制正是此次科考期待探索的問(wèn)題。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于羅斯海其他區(qū)域，在南極的“造冰工廠”——冰間湖區(qū)域的水體性質(zhì)和浮游生物在垂直方向的分布上更為均一，平時(shí)多生活在海洋上層、運(yùn)動(dòng)能力弱的小型浮游動(dòng)物在海洋深層和底層的數(shù)量更加豐富。這些都揭示了在秋冬季，冰間湖強(qiáng)烈的結(jié)冰過(guò)程所驅(qū)動(dòng)的海洋深對(duì)流活動(dòng)對(duì)海水物理性質(zhì)、生物分布和越冬過(guò)程的影響。

在這個(gè)航次中，海洋學(xué)院的老師們及國(guó)外合作者獲得了一些重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，并將進(jìn)一步深入探索。

在羅斯海冰間湖采樣時(shí)，感受著在遙遠(yuǎn)的世界盡頭，幽藍(lán)色的寧?kù)o海水中一群南極磷蝦在燈光下跳躍著閃閃發(fā)光的情境，他突然明白為什么無(wú)數(shù)科學(xué)家愿意花幾十年時(shí)間堅(jiān)守在這片冰雪大陸——南極的美，不僅在它的孤寂與神秘，更在于它對(duì)人類(lèi)提出的追問(wèn)：你愿意為科學(xué)、為地球、為未來(lái)，走多遠(yuǎn)？“當(dāng)我們帶著一瓶瓶海水樣品、一份份沉積物返航，其實(shí)也是帶回了更深的責(zé)任感?！?/p>

值得一提的是，團(tuán)隊(duì)還特別邀請(qǐng)了來(lái)自不同國(guó)家和地區(qū)的科學(xué)家共同參與，并組織了“羅斯海大學(xué)”，大家分享研究發(fā)現(xiàn)，文化交融、火花碰撞，為研究激發(fā)出更多的可能性和創(chuàng)新性。

科考船在破冰前進(jìn)（上海交大供圖）

極地科考是人類(lèi)探索自然奧秘、探求新發(fā)展空間的重要領(lǐng)域，在我國(guó)極地考察40年之際，周朦提出“探秘南極、突破極限”的大膽科學(xué)構(gòu)想，與極地中心規(guī)劃布局不謀而合。在極地中心的牽頭推動(dòng)下，航次最終破冰前行。此次航次由極地中心精心組織實(shí)施，極地中心何劍鋒研究員（海洋學(xué)院雙聘教師）擔(dān)任本航次首席科學(xué)家，周朦擔(dān)任首席科學(xué)家顧問(wèn)，海洋學(xué)院張召儒教授擔(dān)任首席科學(xué)家助理。

航次調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，羅斯海的西北陸坡區(qū)存在南極大磷蝦的大量聚集，海洋環(huán)流的格局對(duì)該磷蝦“熱點(diǎn)”區(qū)域的形成具有潛在的重要作用；這里的浮游植物量相對(duì)于其他區(qū)域偏低，揭示了磷蝦對(duì)浮游動(dòng)物及碎屑的大量攝食活動(dòng)，生態(tài)系統(tǒng)被下行控制過(guò)程所主導(dǎo)。

羅斯海在南極科考領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的地位。它是各國(guó)在南極邊緣海研究的熱點(diǎn)區(qū)域，是全球大洋底層水——南極底層水的重要生成地，對(duì)全球熱鹽環(huán)流和氣候的影響重大。同時(shí)，它還是南大洋生物生產(chǎn)力最高的區(qū)域之一，擁有豐富的生物資源，其生態(tài)系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程至關(guān)重要。高生產(chǎn)力與底層水形成過(guò)程使羅斯海成為深海有機(jī)碳埋藏的熱點(diǎn)區(qū)域。

突破南極科考的“季節(jié)禁區(qū)”，上海交通大學(xué)海洋學(xué)院師生參加的南極地區(qū)秋季羅斯海極寒環(huán)境下的科考順利完成了20天連續(xù)觀測(cè)，并圓滿結(jié)束，近日科考隊(duì)順利歸來(lái)。

“為什么不組織一次南極秋冬季科考呢？”上海交大海洋學(xué)院院長(zhǎng)周朦一直在思考這個(gè)可能。

從10到無(wú)限：深耕極地研究探秘未來(lái)

這是自然資源部中國(guó)第41次南極考察羅斯海聯(lián)合航次，作為國(guó)際上首次以南極邊緣海秋季生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象的跨國(guó)聯(lián)合科考行動(dòng)，航次匯聚中國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、新西蘭、挪威、韓國(guó)、馬來(lái)西亞、泰國(guó)等9國(guó)的約50名科考人員，其中上海交大海洋學(xué)院師生10人。

然而，對(duì)所有隊(duì)員來(lái)說(shuō)，航次有個(gè)最大的挑戰(zhàn)——在冰區(qū)作業(yè)時(shí)要面對(duì)極端低溫，很多設(shè)備使用出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)考察作業(yè)帶來(lái)很大的影響。比如CTD的電導(dǎo)率池、采水瓶的釋放器多次出現(xiàn)結(jié)冰或凍結(jié)的現(xiàn)象，導(dǎo)致儀器正常工作受阻；采水瓶放水口在低溫時(shí)也會(huì)結(jié)冰，影響了正常的取水工作。進(jìn)入冰區(qū)沒(méi)多久船上的走航水就凍住了，實(shí)驗(yàn)室的下水管路也被凍住。中層漁網(wǎng)回收時(shí)因?yàn)檫M(jìn)很多冰而嚴(yán)重?fù)p壞，磷蝦網(wǎng)回收時(shí)被冰困住。舯部甲板艙門(mén)的液壓閥門(mén)也因嚴(yán)寒而損壞，艙門(mén)無(wú)法打開(kāi)操作……重重阻礙并沒(méi)有難倒大家，從船長(zhǎng)水手到科學(xué)家，所有人都集思廣益，順利化解危機(jī)。比如在CTD下放前利用暖風(fēng)機(jī)對(duì)儀器持續(xù)加熱，用擋板遮蔽儀器抵御寒風(fēng)；采水器回收后，用月池的暖風(fēng)管、自己寢室的電吹風(fēng)，一起加熱采水器……

從1到10：全學(xué)科打造極地研究“交大艦隊(duì)”

除了科學(xué)研究之外，大家還體驗(yàn)了很多在南極夏季無(wú)法體會(huì)到的特殊的美與神秘。海冰邊緣區(qū)如夢(mèng)如幻的冰浪，凌晨時(shí)分神秘絢爛的極光，身姿矯健露出海面的鯨魚(yú)，冰面上行走的上千只阿德利企鵝群……這些美景不僅讓隊(duì)員們感受到了極地的魅力，更讓他們深刻體會(huì)到了科研工作的意義和價(jià)值。

此外，秋冬季的“魔鬼西風(fēng)帶”更是令人聞風(fēng)喪膽，它對(duì)隊(duì)員們的身體和心理都是極大的考驗(yàn)。在這種情況下，交大海洋學(xué)院師生以扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)與跨文化協(xié)作能力，成為航次中的攻堅(jiān)力量?？朔蜏?、強(qiáng)風(fēng)等極端條件，成功完成浮游生物群落結(jié)構(gòu)分析、碳通量監(jiān)測(cè)、海冰-海洋-大氣相互作用觀測(cè)等任務(wù)，并與多國(guó)科學(xué)家共享數(shù)據(jù)、協(xié)同攻關(guān)。

為什么選擇3、4月去？

從0到1：突破極地科考“季節(jié)禁區(qū)”

正是上海交通大學(xué)海洋學(xué)院和中國(guó)極地研究中心發(fā)起、推動(dòng)了此航次項(xiàng)目，并深度參與航次策劃、論證、籌備、組織、執(zhí)行的全過(guò)程。面對(duì)未知與困惑，團(tuán)隊(duì)以科學(xué)家的執(zhí)著突破“季節(jié)禁區(qū)”，在-20℃至-28℃的秋季極寒環(huán)境中，完成了從理論構(gòu)想到實(shí)踐落地的跨越。