部分科考人員合影。上海交大供圖

零下20攝氏度至零下28攝氏度的秋季極寒環境、連續20天觀測作業、帶回6000余份化學和生物樣本……日前，中國第41次南極考察羅斯海聯合航次完成科考任務后滿載而歸。作為國際上首次以南極邊緣海秋季生態系統為研究對象的跨國聯合科考行動，此次行動不僅填補了相關領域長期以來的研究空白，也為后續極地大洋國際合作研究積累了寶貴的經驗。

羅斯海一直是各國在南極開展研究的“必爭之地”，能到此處收集稀缺的秋冬季樣本，更是世界各國海洋科學家一直以來的心愿。此次航程由上海交通大學（以下簡稱“上海交大”）海洋學院和中國極地研究中心發起，精選了中國、美國、英國等9個國家約50名科考人員，其中超三成是中國科學家，來自上海交大海洋學院的10名師生深度參與了航次策劃、論證、籌備、組織、執行等工作。

南極的秋季有何不同

上海交大海洋學院院長周朦是一位經驗豐富的“老南極”，已去過14次南極、10次北極。周朦回憶，自己第一次去南極參加科考是在1992年，“那時我們都開玩笑說就是去了解一下，還沒進入核心區域就要返回了。”那時薄弱的科考條件他至今記憶猶新，如今一切都在變好，“為什么不組織一次南極秋冬季科考呢？”這個念頭，如同種子一般，在周朦的腦海中不斷生根發芽。

為什么選擇羅斯海？它不僅是驅動全球海洋環流與氣候的關鍵動力引擎，孕育著影響深遠的南極底層水，更是南大洋生物資源最豐饒的區域之一。獨特的高生產力與深層海水活動，使羅斯海成為深海碳儲存的重要場所。因此，圍繞羅斯海展開的研究，對于研究全球氣候變暖和海洋生態系統生物多樣性等方面都具有重要的戰略意義。

但長久以來，受極寒氣候與復雜海況的雙重制約，夏季以外的南極科考被視作“不可能完成的任務”。因此，南極秋季觀測數據極度匱乏。然而，為什么要在秋季收集南極的數據呢？

以浮游生物的觀測為例，浮游生物被認為是一種“初級生產力”，它們是南極生態系統運轉的基石，而光又是限制初級生產力的重要環境因子。南極春夏季光照條件好，初級生產力高；秋季漫長且極暗無光，這時的南極生態系統難道就“停擺”了嗎？

上海交大海洋學院副教授馮媛媛主攻生物海洋學方向，在此次任務中主要就南極浮游生物數量和分布特征展開調查。她介紹，實際的調查結果顯示，秋冬季的南極暗藏著一個活躍的暗生態系統。馮媛媛和團隊要研究的是，驅動海洋生物圈的有機質和能量從何而來？南極的生態系統要承受多大壓力？這些重要問題，只有在秋季進入南極才能找到答案。

“極地”二字到底分量幾何

通過這次科考行動，博士生隋維康第一次真正體會到“極地”二字的分量，“科學不僅是實驗室里的公式和圖表，更是風雪中一鍬一鍬挖出來的、靠雙手和意志完成的探索”。那些曾經在課堂上學到的知識，在南極變成了一項項緊迫而真實的任務。

南極的羅斯海，是地球上最后一塊保存完整的海洋生態區域，幾乎沒有受過人類的破壞和污染，有超過1萬個海洋物種在這里棲息，是研究生命演化和環境變化的凈土。

到南極后，馮媛媛在各個站位采集并測定了標準水層的分粒級葉綠素的濃度，采集了浮游植物水樣和垂直拖網樣品。她發現秋季混合層中的浮游植物生物量，較夏季水體下降很多，而羅斯海夏季優勢種群之一的南極棕囊藻，到了秋季已基本不見蹤影，更多的是瀕于生長衰退期的硅藻類群。

上海交大海洋學院研究員張瑞峰在實驗室中搭建了一個裝有空氣過濾器的帳篷，打造出一個潔凈的環境來獲得更準確的數據。他關注的是海水中痕量元素的生物地球化學循環，尤其是鐵在南大洋的分布情況，“如果能搞清楚這一問題，就能更準確地了解南極浮游植物的生長潛力，以及整個生態系統的食物來源支撐力，這對于研究南極生態系統的平衡和穩定具有重要意義”。

周朦說，這次“一槍打了三個靶子”，團隊通過一次科考，把羅斯海的深對流、生物生存機制和碳埋藏過程研究了一遍，涉及物理、生態和生物地球化學等學科。

“我們原計劃考察18個站次，但實際上我們完成了24個。”中國極地研究中心研究員、上海交大海洋學院雙聘教師何劍鋒介紹，本航次推動了極端環境調查觀測裝備的試驗與應用，更為后續極地大洋國際合作研究積累了寶貴的經驗。

南極科考團隊合影。上海交大供圖

冰面上組成“羅斯海大學”

發起南極的秋冬季航次，意味著要面對極端低溫、大風和海冰密集度高的巨大挑戰，巨額經費支出、船只設備的保障能力和科考團隊的選拔都是擺在面前的難題。

2021年，上海交大與中國極地研究中心簽署合作共建協議，充分論證上述科學問題的研究價值后，正式推動航次破冰前行。

項目立項了，隊伍怎么建？周朦稱，上海交大向世界各國的海洋科學家廣發“英雄帖”，針對國內尚不具備能力的研究空白，也特意邀請了相關領域的國外科學家。在判斷報名資格時，會著重考察報名者的專業背景、科研積累和回答核心科學問題的能力。

經過兩年多的籌備，一支覆蓋海洋生態、物理海洋、生物地球化學等領域的全學科團隊組建了起來。成員中既有深耕羅斯海研究10余年的資深學者，也有首次踏足極地的青年科研人員。

值得一提的是，這支強大的隊伍中大多數人都有著豐富的航次經驗。上海交大海洋學院教授沃克·史密斯已經去過南極40次。

何劍鋒還清晰地記得，科考船抵達羅斯海時，一半以上區域已經被厚厚的海冰覆蓋。等作業結束準備返航時，整個區域已經布滿了海冰。

在如此大范圍海冰覆蓋下進行南極科考作業，在國內尚屬第一次，每一步都充滿了未知與挑戰。

上海交大海洋學院教授張召儒和團隊承擔了海洋溫鹽深剖面儀的觀測任務，她清楚地記得當時的緊張，“我們準備回收樣本時發現，所有采水器都沒有關上，以為是設置錯誤，后來才發現是設備受凍，過了好一會兒才恢復正常”。何劍鋒表示，類似的情況普遍存在于科考任務中，但重重阻礙并沒有難倒大家。科研人員們利用暖風機對儀器持續加熱，用擋板遮蔽儀器抵御寒風；采水器回收后，用月池的暖風管、自己寢室的電吹風，一起加熱采水器，等等。

實際上，科學家們每人每天針對自己課題的研究時間也就只有幾個小時，更多的時間需要隊員互相幫助。伴隨著凌晨時分神秘絢爛的極光、時而從海面一躍而起的鯨魚、冰面上行走的上千只企鵝，來自不同國家的科考隊員組成了“南極羅斯海聯合大學”，大家分享研究發現，文化交融、火花碰撞，為研究激發出更多的可能性和創新性。

中青報·中青網記者 王燁捷 實習生 何奕辰

中國青年報