“蛟龍?zhí)枴睂崿F(xiàn)深海特殊環(huán)境下精確定位采樣
2012-06-20
“蛟龍”號7000米海試第二次下潛采到的深海樣品。（特派記者陳瑜 微博供圖）
“蛟龍?zhí)枴钡臋C械手今天從海底取回的沉積物、水樣，讓國家海洋局海洋二所副研究員劉誠剛忙活了好一陣子。在他看來，通過“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器，可以實現(xiàn)深海特殊環(huán)境下的精確定位采樣，在采樣的同時獲取環(huán)境特征信息，這對探尋海底世界的科學奧秘，具有特別的意義。
劉誠剛說，傳統(tǒng)的常規(guī)海洋學觀測方法，主要還是屬于隨機采樣的調(diào)查方式，實現(xiàn)對海洋宏觀的觀測。鋼纜下放數(shù)千米水深，水平位移很大，無法控制具體的采樣位置；而拖網(wǎng)的采集方法也很難捕獲能夠快速運動的海底生物。使用潛水器后，就能實現(xiàn)精確定位采樣，也能在海底現(xiàn)場對海洋生物進行觀察拍攝。
海洋調(diào)查用傳統(tǒng)的方法，是把各種采水器固定在船載絞車的鋼纜上，鋼纜攜帶采水器下放到達預定深度后，通過控制信號讓采集器關閉，這樣就封存了海水，然后再回收到船上供實驗分析用。不同的水層，分別包含著不同的物理、化學和生物信息，這些都是研究海洋環(huán)境特征最基礎的調(diào)查內(nèi)容。
而對于海洋生物的采集，通常使用拖網(wǎng)和沉積物取樣等方法。
“‘蛟龍?zhí)枴邆渲鶢畛练e物取樣，保壓和非保壓海水取樣以及機械手直接取樣等采樣功能?！眲⒄\剛說，這樣就能夠在深海現(xiàn)場在對環(huán)境進行觀察和定位后，對我們感興趣的具體位置進行取樣觀測。比如，目前大家最為關注的洋中脊熱液口區(qū)，也是通常所說的海底“黑煙囪”，如果使用載人潛水器，就能在觀測和拍攝記錄熱液口環(huán)境的同時，直接采取附近的水樣和沉積物樣，甚至直接抓取熱液口特殊生物群落中的生物樣品，而這在以往使用傳統(tǒng)的海洋觀測方法都是無法實現(xiàn)的。
“‘蛟龍?zhí)枴杉纳詈Ｋ畼又懈∮蝿游锉容^少，但會有深海細菌?！眲⒄\剛說，近年來我國大洋調(diào)查已經(jīng)分離鑒定出多個新的海洋細菌菌株。深海細菌有耐高壓耐低溫等特點，但由于深海與海表面存在巨大壓差，普通采樣方式采集的嗜壓型深海細菌樣品到達水面后無法存活。“蛟龍?zhí)枴本哂斜翰伤δ?，這樣就可能獲取活體的嗜壓型細菌進行培養(yǎng)，進而分析其特殊功能基因和活性物質(zhì)。
下潛任務中，采集的沉積物樣品同樣意義非凡。在沉積物樣品中，除了生活在其中的多毛類、甲殼類、軟體動物等底棲動物外，最為豐富的是存在沉積物中的微生物，底棲生物就是靠取食細菌和沉積物中的溶解有機質(zhì)生存。近日刊登在《科學》雜志上的一項新的研究報告說，科學家們發(fā)現(xiàn)了深埋于海底之下紅色黏土中的一種微生物，它靠著極其微量的氧氣存活，至今已有8600萬年之久。
深海底棲生物已經(jīng)不是第一次引起科學家們的關注了。此前有研究機構(gòu)利用深海無人探測器，在探測馬里亞納海溝時，從海底的表層堆積物中，首次分離出帶殼的海生單細胞生物有孔蟲類。它們在分類學上是未記載的新種類，通過遺傳基因分析顯示，新發(fā)現(xiàn)的帶殼有孔蟲類與現(xiàn)在海洋中常見的帶殼種類大約在8至10億年前走上了兩條進化道路，可稱為海底的活化石。
此外，由于深海沉積物是漫長的歷史歲月中,由海洋上層的沉降物質(zhì)逐漸堆積形成，其中很大一部分是上層浮游生物的骨骼或細胞體結(jié)構(gòu)殘留部分。因此，對沉積物的斷層分析，還能反演海洋上層生物群落的演變，以及海洋氣候環(huán)境的變遷。
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