倒影丨 “蛟龍號”上,我的-1270米之旅
半島全媒體記者 牛曉芳
起航28天,9月6日,“蛟龍號”載人潛水器成功完成2024西太平洋國際航次第14潛,宣告著本航次國際科學家下潛工作全部結束。計劃為期45天的海上調查工作進入下半程。
本航次中,國內外的18位科學家參與了隨“蛟龍”潛入深海的工作,來自青島的女科學家張珊正是這十八分之一。今年6月中旬,在香港科技大學海洋科學系從事博士后研究工作的張珊,通過層層選拔,成功入選2024西太平洋國際科考隊伍。8月10日,張珊和來自10個國家和地區的共60名隊員一道從青島出發,開啟了他們的海上探索之旅。
9月3日,張珊搭載“蛟龍號”,深入海底1270米。這是“蛟龍”的第311次深潛,也是張珊的“首潛”。對“蛟龍”來說,每一次下潛機會都來之不易,意義非凡。對張珊來說,“人生之最”的名錄里,又添了一項——個人水下歷程最深水位:1270米。
“蛟龍”的旅程仍在繼續,張珊的深海研究才剛剛開始。第一次之后,是下一次。
9月9日,記者連線了正搭乘“深海一號”航行至西北太平洋的張珊。
以下為張珊自述。
張珊在“深海一號”后甲板的“蛟龍號”潛器倉內,身后是“蛟龍號”的正面。受訪者供圖
9個小時不能如廁的首潛體驗
2024西太平洋國際航次共有14個生物多樣性研究的“蛟龍”下潛航次,分別位于不同區域。作為此次科考隊伍中唯一擁有微生物學研究背景的科考隊員,對下潛水深、下潛站位生物多樣性進行預判后,我申請搭載了第311航次。
“蛟龍號”可搭載的人員上限為3人,一般由兩名潛航員和一名科學家組成。根據“蛟龍號”作業組對潛航員任務的分配,我很幸運地由兩位優秀女性潛航員——主駕駛員趙晟婭和副駕駛員張奕——相伴潛入最深處達到1270米的海底進行科考作業。這是“蛟龍”同時搭載三位女性的首航。
下潛的準備工作從前一天開始。
9月2日,22:00后,計劃下潛的科學家和潛航員們就不能進食和大量飲水了,因為潛器內沒有衛生間,這場計劃耗時9個小時的潛次要保證不能如廁。為此,平時不熟悉的食物提前一天就不能吃了,以免造成食物中毒,影響第二天的下潛計劃。
2024年9月3日早上6:30,我們在后甲板“蛟龍號”船艙集合。
7:00前,我和兩位潛航員陸續進入蛟龍號。
7:00,母船上“蛟龍號”團隊的工程師和船員共同協作,將“蛟龍號”通過絞車(俗稱“A架”)從母船后甲板轉移至水面,這時候,艙內隨著海浪搖晃了5分鐘左右。
整個過程中,“蛟龍號”都和母船保持著實時語音通訊。
7:30左右,“蛟龍號”收到母船指令,可以注水下潛。因為有了自主動力,艙內不再搖晃。從進入“蛟龍號”到下潛開始的整個過程,“蛟龍號”的主駕會提前告知我,接下來她和母船團隊會進行哪些操作,使我對即將到來的一切情況做好充分準備。
從水面0米下潛至水下1270米,耗時約半小時。透過視窗看到窗外的水色從天藍變深藍,到了深度150米左右便看不清周圍環境了,變得漆黑一片。
此時,潛器外溫度由水面近30℃降至4℃。艙內溫度隨著艙外環境溫度而變化,因此下潛過程中,艙內由悶熱變得涼爽,進而冰涼。我們三人分別取出“暖寶寶”貼在關節和靠近潛器靠窗一側,并穿上羽絨服準備好作業。
抵達計劃位點后,“蛟龍”潛水器開始按照既定航線走線,頭頂上的母船時刻與我們保持水下通訊并低速前行,確保與“蛟龍”的水平距離不超過500米。
我作為當天下潛的科考隊員,具有當天潛次的采樣決定權。作為右舷“乘客”,我的責任重大:
第一,我需要時刻透過右視側窗觀察潛水艇右側的海洋環境,識別右前方障礙物和潛在的生物樣品,提前報告給兩位駕駛員,以及時躲避障礙或采取制動,采集樣品。
第二,發現樣品后,我負責在第一時間使用遙控,操作攝像云臺拍攝樣品在原始生境下的高清照片;在蛟龍號使用機械臂采集樣品過程中,我需要參照潛器內屏幕上的經緯度和深度信息,將采集的樣品詳細記錄到班報表上,包括樣品的生物類別,性狀描述(例如:顏色,形態,大小),采集位點以及放入哪個采樣籃內等,方便回到甲板后,在保存樣品和記錄時一一對應。
15:30,“蛟龍號”拋載開始上浮。
16:00,“蛟龍”浮出水面。四名“蛙人”將A架的纜繩聯結到“蛟龍號”上,A架吊起“蛟龍”,回收到母船后甲板上。這代表著第311潛次正式完成。
隨后,“蛟龍號”搭載的樣品采集箱被一一抬到船艙內的生物化學實驗室、微生物實驗室和地質實驗室展開分類和保存。
下潛前,工程師緊張忙碌地進行最后的安全檢查。受訪者供圖
有趣的“潑水禮”和意外的“海底荒漠”
每次下潛人員打破個人的最大下潛深度時,船上的團隊便會安排一次“潑水禮”。這是我第一次乘坐載人潛水器下潛,當然,1270米就輕松打破了個人下潛的最深水深,因此,我被安排了兩桶“水”的問候:
我在船上的室友,加拿大籍科學家Maeva給我澆了第一桶——一盒牛奶稀釋到一桶水里的“牛奶浴”;首席科學家,香港浸會大學的邱健文教授給我潑了第二桶——這次是自來水。感謝他們的潑水順序安排,這順便幫我去掉了一些衣服上的牛奶味道。
船上的其他科學家幫我把提前放在實驗室的拖鞋拿到甲板上,其他“觀眾”負責拍照錄像,整個過程十分歡樂。潑水結束后,簡單收拾一下,我就需要立馬進入工作狀態。
我的工作任務是采集深海動物樣品,并將珍貴的樣品,例如海綿、珊瑚、藤壺等生物,放入一種能夠在深海中保持動物和微生物遺傳基因不被降解的裝置中進行樣品固定,然后將其余樣品放入采樣籃中帶回母船“深海一號”的甲板實驗室進行固定,并存儲于船艙實驗室-80°的冰箱內。
這些樣品被帶回陸上實驗室后,將用于展開微生物遺傳多樣性及生態學的研究。其中一個目的是希望通過我的研究更好地了解微生物在與動物宿主進行共生過程中,如何幫助宿主適應如深海一般的極端環境。
作為我的“首潛”,這次下潛過程十分順利,遠遠沒有我想象中的“險象環生”,比如鯊魚環繞,水底發光生物叢生,遇到深海龐大生物或者魚群……
下潛至約150米以下的真光層后,四周就是漆黑一片,打開潛水器的燈,潛器周圍被照亮,但我依舊需要一點時間適應哪里是海底,哪里是盡頭。
水下地貌的多樣性也令我印象深刻。地形地貌發生了三次變化:泥沙較多的平坦區域,開始攀爬后裸露石塊較多的區域和無法著陸的滿是石頭的海底“頂峰”。
這次下潛選擇的1270米算是較淺的地區,是名副其實的“海山”區。一開始,我們預判,水下世界的生物豐度和多樣性是較為豐富的,但實際上非常貧瘠,甚至可以比喻為“戈壁荒漠”:
生物分布稀疏,多樣性十分低,偶爾能夠透過側窗看到隨著洋流一閃而過的深海紅蝦和流線形的魚,這都會讓我驚嘆不已。遇到能夠采集的底棲動物樣品更是視若珍寶,抓緊收入采樣箱。
本著不破壞原位生態的原則,遇到像是珊瑚這樣的生物,僅捏取一部分留作樣品,保持它們的原位再生能力。
出于科研和環保的目的,我的一項任務是“撿拾”深海塑料垃圾。值得高興的是,第311潛次沒有撿到任何塑料垃圾;遺憾的是,在此次調查的其他3個潛次中,我們在海底發現了煙盒、手套、礦泉水瓶和包裝紙……呼吁大家減少使用塑料,保護好生境。
團隊為張珊舉行“潑水禮”。受訪者供圖
“蛟龍”的潛力是無限的
包括這次在內的共計14次下潛中,我們獲得了西太平洋分布在不同典型生態環境中的珍貴樣品,例如海綿、珊瑚、海星、蝦、海尊、多毛類……很多物種都可能是首次被發現。
之后,通過對這些樣品進行進一步的微生物數據分析,我們可以了解與不同動物建立緊密關聯的微生物的多樣性,動物宿主和微生物之間為何建立共生關系,共生對宿主健康和幫助宿主適應極端環境具有哪些重要意義,以及發現來自深海的新型化學分子以及它們的生產者等等。
這些研究發現對未來的生物技術發展,特別是對醫藥領域、農業發展和環境保護都具有重要意義。
其他方面,我也收獲良多。
我看到了負責“蛟龍號”運行的工程師和船員,他們白天守在潛器監控室密切關注“蛟龍號”的動態,與潛航員時刻通訊,深夜排查系統故障,整夜維修,工作服上往往沾滿機油;我看到了四位沖在第一線的“蛙人”(我們喊他們“超人”),每當“蛟龍號”下潛和上浮時,無論海況如何,他們都會乘著皮劃艇靠近,將母船A架上纜繩的掛鉤連到“蛟龍號”上,協助“蛟龍號”的回收;我看到了18位來自不同國家的科學家們,大家通力協作,在人員數量有限的情況下,處理了上百個生物樣品……
此時此刻,團隊合作不再是一句口號,而是實像。
我還看到了深海作業的困難和我們在潛水器技術上的突破。例如,“蛟龍號”的水下聲訊通訊系統,在深至7000多米的水下依舊能保持和母船的實時通訊;“蛟龍號”的采樣能力,包括機械臂的靈活抓取能力和多種樣品箱的搭載能力。
這些都是我在下潛之前沒法想象的,而實際上,它們已經在反復下潛中工作了300多次。
令我驚嘆的,還有“深海一號”科考船的功能之齊全:實驗室配備齊全,空間充裕,儀器擺放設置合理,使人工作起來得心應手。不僅如此,“深海一號”上的網絡通訊可確保參航人員每天有300MB至1GB的數據流量,基本可以保障與陸地的通訊需求。
在工作之余,9月5日當天,船上安排我們和青島、香港兩地各兩所學校的初中生進行了一場 “數字化深海典型生境深海課堂”的現場直播,播放了我提前錄制的關于海綿微生物的科普講解短片,并連線回答了同學們關于深海研究提出的疑問,從微生物學的角度介紹了深海研究對生物技術發展、醫藥業、工業、農業的重要意義。
9月6日,此次科考航次總共14個對外開放的“蛟龍號”潛次已全部完成。我的深海研究生涯才剛開始。“蛟龍”的潛力是無限的,未來還有更多的探索任務等待著我們,請拭目以待。
張珊在此次下潛中采集的樣品。受訪者供圖
在第311潛次中,張珊拍攝的海底生物。受訪者供圖