“蛟龙号”实现深海特殊环境下精确定位采样
2012-06-20
“蛟龙”号7000米海试第二次下潜采到的深海样品。（特派记者陈瑜 微博供图）
“蛟龙号”的机械手今天从海底取回的沉积物、水样，让国家海洋局海洋二所副研究员刘诚刚忙活了好一阵子。在他看来，通过“蛟龙号”载人潜水器，可以实现深海特殊环境下的精确定位采样，在采样的同时获取环境特征信息，这对探寻海底世界的科学奥秘，具有特别的意义。
刘诚刚说，传统的常规海洋学观测方法，主要还是属于随机采样的调查方式，实现对海洋宏观的观测。钢缆下放数千米水深，水平位移很大，无法控制具体的采样位置；而拖网的采集方法也很难捕获能够快速运动的海底生物。使用潜水器后，就能实现精确定位采样，也能在海底现场对海洋生物进行观察拍摄。
海洋调查用传统的方法，是把各种采水器固定在船载绞车的钢缆上，钢缆携带采水器下放到达预定深度后，通过控制信号让采集器关闭，这样就封存了海水，然后再回收到船上供实验分析用。不同的水层，分别包含着不同的物理、化学和生物信息，这些都是研究海洋环境特征最基础的调查内容。
而对于海洋生物的采集，通常使用拖网和沉积物取样等方法。
“‘蛟龙号’具备柱状沉积物取样，保压和非保压海水取样以及机械手直接取样等采样功能。”刘诚刚说，这样就能够在深海现场在对环境进行观察和定位后，对我们感兴趣的具体位置进行取样观测。比如，目前大家最为关注的洋中脊热液口区，也是通常所说的海底“黑烟囱”，如果使用载人潜水器，就能在观测和拍摄记录热液口环境的同时，直接采取附近的水样和沉积物样，甚至直接抓取热液口特殊生物群落中的生物样品，而这在以往使用传统的海洋观测方法都是无法实现的。
“‘蛟龙号’采集的深海水样中浮游动物比较少，但会有深海细菌。”刘诚刚说，近年来我国大洋调查已经分离鉴定出多个新的海洋细菌菌株。深海细菌有耐高压耐低温等特点，但由于深海与海表面存在巨大压差，普通采样方式采集的嗜压型深海细菌样品到达水面后无法存活。“蛟龙号”具有保压采水功能，这样就可能获取活体的嗜压型细菌进行培养，进而分析其特殊功能基因和活性物质。
下潜任务中，采集的沉积物样品同样意义非凡。在沉积物样品中，除了生活在其中的多毛类、甲壳类、软体动物等底栖动物外，最为丰富的是存在沉积物中的微生物，底栖生物就是靠取食细菌和沉积物中的溶解有机质生存。近日刊登在《科学》杂志上的一项新的研究报告说，科学家们发现了深埋于海底之下红色黏土中的一种微生物，它靠着极其微量的氧气存活，至今已有8600万年之久。
深海底栖生物已经不是第一次引起科学家们的关注了。此前有研究机构利用深海无人探测器，在探测马里亚纳海沟时，从海底的表层堆积物中，首次分离出带壳的海生单细胞生物有孔虫类。它们在分类学上是未记载的新种类，通过遗传基因分析显示，新发现的带壳有孔虫类与现在海洋中常见的带壳种类大约在8至10亿年前走上了两条进化道路，可称为海底的活化石。
此外，由于深海沉积物是漫长的历史岁月中,由海洋上层的沉降物质逐渐堆积形成，其中很大一部分是上层浮游生物的骨骼或细胞体结构残留部分。因此，对沉积物的断层分析，还能反演海洋上层生物群落的演变，以及海洋气候环境的变迁。
