“雪龍2”號(hào)在冰間湖開(kāi)展考察作業(yè)。葉玉芳攝
5月18日，我國(guó)首艘自主建造的極地科考破冰船“雪龍2”號(hào)緩緩駛?cè)腴L(zhǎng)江口，從南極返回上海母港。
自2025年11月1日出發(fā)，歷時(shí)近200天，航程超3萬(wàn)海里，“雪龍2”號(hào)劈波斬浪，穿越陰晴更迭、歷經(jīng)盛夏深秋，駛過(guò)南極極晝與幽深寒夜，在中山站、長(zhǎng)城站完成補(bǔ)給任務(wù)，在南極半島鄰近海域、宇航員海、普里茲灣等海域開(kāi)展大洋作業(yè)。
漫長(zhǎng)航程中，“雪龍2”號(hào)6次勇闖狂暴西風(fēng)帶?？疾礻?duì)員經(jīng)受住極寒、大風(fēng)、暴雪的挑戰(zhàn)，采集了超2萬(wàn)份海水、生物、沉積物樣品，留存超過(guò)3400GB的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)及船載設(shè)備觀測(cè)數(shù)據(jù)，為中國(guó)第42次南極考察畫(huà)上了圓滿句號(hào)。
給南極海洋“做體檢”
完成中山站破冰引航、人員轉(zhuǎn)運(yùn)和物資補(bǔ)給任務(wù)后，2026年1月13日，“雪龍2”號(hào)迎來(lái)此航次首個(gè)大洋考察作業(yè)。即便正值南極的夏季，這里依然是凜冽的冰雪世界，極晝的日光也難以驅(qū)散刺骨寒意。
中國(guó)第42次南極考察“雪龍2”號(hào)大洋隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)曹叔楠介紹，“雪龍2”號(hào)的夏季大洋考察聚焦南極半島鄰近海域和宇航員海兩大關(guān)鍵海域。在32天的作業(yè)時(shí)間內(nèi)，考察隊(duì)員完成了6條斷面38個(gè)站位的多學(xué)科綜合調(diào)查，實(shí)現(xiàn)水體、沉積物、大氣、海冰、污染物、生物生態(tài)的全維度覆蓋。
南極磷蝦被譽(yù)為“海上金礦”，中層魚(yú)類(lèi)則是海洋生態(tài)系統(tǒng)的能量紐帶。二者既維系著企鵝、海豹、鯨類(lèi)等捕食者的生存，也是氣候變化的靈敏“指示器”?？疾礻?duì)多次開(kāi)展磷蝦、中層魚(yú)、底棲生物拖網(wǎng)作業(yè)，累計(jì)捕獲磷蝦超1000尾，南極電燈魚(yú)、南極深海鮭等魚(yú)類(lèi)近900尾。這些珍貴的樣品將助力科研人員探究南極生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、能量傳遞、物種習(xí)性及氣候適應(yīng)機(jī)制。
想要給南極海洋做一次“全身體檢”，溫鹽深剖面儀少不了。它搭載的24個(gè)采水瓶，可逐層采集海水，直接測(cè)出不同水層的溫度、鹽度、深度。作業(yè)期間，考察隊(duì)員采集海水及濾膜樣品超14000份，并在船載實(shí)驗(yàn)室中測(cè)定溶解氧、銨鹽等數(shù)據(jù)?；貒?guó)后，他們還將進(jìn)一步測(cè)定營(yíng)養(yǎng)鹽、溶解有機(jī)碳等關(guān)鍵指標(biāo)，以深入了解南極海洋化學(xué)全景。
海底沉積物是深海的“氣候史書(shū)”，層層泥沙中蘊(yùn)藏了百萬(wàn)年來(lái)的冰川消長(zhǎng)、洋流更迭、碳循環(huán)波動(dòng)與海平面變遷的秘密?！翱疾礻?duì)員操控取樣器采集表層沉積物，在宇航員海洋盆區(qū)和陸坡區(qū)采集了2根總長(zhǎng)約7米的高質(zhì)量柱狀沉積物巖芯。”曹叔楠告訴記者，通過(guò)它們，科研人員可以直接獲取南大洋兩大典型通風(fēng)場(chǎng)景的珍貴地質(zhì)記錄，進(jìn)而解析環(huán)南極底層暖水從洋盆上涌的完整入侵過(guò)程，為全球氣候變化趨勢(shì)預(yù)判留存珍貴地質(zhì)檔案。
補(bǔ)上秋冬科考“拼圖”
進(jìn)入3月，夏日的澄澈褪去，強(qiáng)氣旋頻繁攪動(dòng)海面，南極普里茲灣進(jìn)入秋冬交替窗口期。繼中國(guó)第41次南極考察完成羅斯海秋季航次后，我國(guó)再度突破季節(jié)限制，啟動(dòng)2026秋季南極普里茲灣聯(lián)合航次（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“聯(lián)合航次”）。這是我國(guó)首次在普里茲灣開(kāi)展的秋冬季大洋科考，也是全球罕見(jiàn)的、在南極邊緣海秋冬季節(jié)實(shí)施的大型國(guó)際合作科考項(xiàng)目。
聯(lián)合航次集結(jié)中國(guó)、澳大利亞、美國(guó)、韓國(guó)、比利時(shí)、印度6國(guó)19家研究機(jī)構(gòu)的97名科考人員，歷經(jīng)23天完成了41個(gè)綜合站位調(diào)查。聯(lián)合航次聚焦三大核心科學(xué)問(wèn)題：冰架融化與高密度底層水形成出流機(jī)制、普里茲灣固碳機(jī)制與碳匯過(guò)程和南極邊緣海典型生物越冬策略。
船載實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，濾水作業(yè)日復(fù)一日、循環(huán)往復(fù)。這一簡(jiǎn)單枯燥的動(dòng)作，卻是解鎖南極科學(xué)密碼的關(guān)鍵一環(huán)。通過(guò)濾水作業(yè)，考察隊(duì)累計(jì)采集海水樣品超5700份、濾膜樣品2289份、生物樣品829份。
冰間湖是指被海冰包圍的開(kāi)放水域，是南極海冰的關(guān)鍵生成區(qū)，也是研究冰架融化、高密度陸架水生成與南極底層水形成的天然試驗(yàn)場(chǎng)。此次考察重點(diǎn)針對(duì)普里茲灣內(nèi)的戴維斯冰間湖、麥肯斯冰間湖開(kāi)展多學(xué)科綜合觀測(cè)，捕捉到南下暖濕天氣引發(fā)冰間湖產(chǎn)冰過(guò)程，以及普里茲灣高密度陸架水出流的證據(jù)。
中國(guó)第42次南極考察隊(duì)副領(lǐng)隊(duì)、聯(lián)合航次首席科學(xué)家陳建芳介紹，初步調(diào)查顯示，在埃默里冰架前緣及麥肯斯冰間湖站位的200—300米深度區(qū)間內(nèi)，存在顯著的過(guò)冷水信號(hào)（溫度低于-2.1℃），這是冰架融水的典型特征；在普里茲灣西北陸坡的站位底部觀測(cè)到較為明顯的低溫信號(hào)，推測(cè)該區(qū)域可能有相對(duì)高密度的陸架水出流。同時(shí)，在普里茲灣北側(cè)陸坡站位上層海洋存在較為明顯的高溫信號(hào)，說(shuō)明該區(qū)域可能有比較明顯的繞極深層水，即來(lái)自外海的暖水團(tuán)入侵現(xiàn)象。但由于其底部沒(méi)有觀測(cè)到明顯的低溫低鹽信號(hào)，表明在該季節(jié)，普里茲灣產(chǎn)生的高密度陸架水可能無(wú)法流出陸坡到達(dá)海盆。
圍繞普里茲灣固碳機(jī)制與碳匯過(guò)程，考察隊(duì)在陸坡出流區(qū)布放了時(shí)間序列物理—生物地球化學(xué)綜合觀測(cè)潛標(biāo)，為下一步完整理解普里茲灣地形約束下“東進(jìn)—西出”的三維環(huán)流結(jié)構(gòu)及其氣候效應(yīng)，以及生物泵—物理泵協(xié)同固碳儲(chǔ)碳過(guò)程打下基礎(chǔ)。
“長(zhǎng)期以來(lái)，受惡劣海況與氣象條件限制，南極秋冬季海域科考觀測(cè)極為稀缺?！标惤ǚ冀榻B，聯(lián)合航次圍繞南極生物越冬機(jī)制開(kāi)展了研究。對(duì)浮游生物、磷蝦、魚(yú)類(lèi)、底棲生物進(jìn)行分層調(diào)查與原位觀測(cè)，為構(gòu)建南極生態(tài)系統(tǒng)全年運(yùn)轉(zhuǎn)模型補(bǔ)齊關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
觀測(cè)結(jié)果顯示，秋季普里茲灣生態(tài)系統(tǒng)仍保持較高活力：浮游植物、浮游動(dòng)物生物量整體偏高，新生冰藻廣泛覆蓋近全灣；生物空間分布呈現(xiàn)顯著區(qū)域分異，近岸以晶磷蝦、中小型橈足類(lèi)為主，陸坡區(qū)以大磷蝦、大中型橈足類(lèi)為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，水深超1000米的深海區(qū)發(fā)現(xiàn)了少量橈足類(lèi)越冬群體。
織就高精度觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)
4月16日夜，西風(fēng)帶邊緣海域大風(fēng)達(dá)七八級(jí)、浪高近3米，“雪龍2”號(hào)的艉甲板作業(yè)仍在繼續(xù)?？疾礻?duì)員沿著中尺度渦旋核心區(qū)布放28套監(jiān)測(cè)浮標(biāo)，完成了我國(guó)首次南大洋中尺度渦船載與移動(dòng)設(shè)備的組網(wǎng)觀測(cè)布設(shè)任務(wù)。
南大洋是地球氣候系統(tǒng)中的關(guān)鍵區(qū)域，其活躍的中尺度渦旋是內(nèi)部物質(zhì)與能量輸送的重要載體。然而，秋冬季節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)極為稀缺，西風(fēng)帶下的南極繞極流急流區(qū)更是國(guó)際上現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的盲區(qū)?！把?”號(hào)依托國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)的渦心預(yù)判，布設(shè)多類(lèi)設(shè)備，織就高精度觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。其中，我國(guó)自研的6000米級(jí)“深海玄武”浮標(biāo)實(shí)現(xiàn)了南大洋首航?！斑@將為全球深海增溫研究提供珍貴中國(guó)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)?！标惤ǚ颊f(shuō)。
在此次考察中，國(guó)產(chǎn)裝備發(fā)揮了重要作用。
夏季大洋考察時(shí)，考察隊(duì)員在南極半島海域布設(shè)了15臺(tái)國(guó)產(chǎn)海底地震儀，搭建了地震觀測(cè)陣列。其目的是開(kāi)展年度長(zhǎng)周期被動(dòng)源海底地震觀測(cè)，以獲取這一區(qū)域和鄰近區(qū)域的天然地震信號(hào)。曹叔楠說(shuō)，這些海底地震儀就像為深海裝上靈敏“聽(tīng)診器”，能夠持續(xù)捕捉天然地震波動(dòng)、記錄地殼細(xì)微震動(dòng)。這是我國(guó)首次在該海域搭建海底地震監(jiān)測(cè)陣列。
從盛夏到深秋，中國(guó)第42次南極考察打破了南極科考依賴(lài)夏季的傳統(tǒng)，為極地全年連續(xù)觀測(cè)提供重要參考。多國(guó)聯(lián)合科考與數(shù)據(jù)共享也為全球極地研究提供公共產(chǎn)品，中國(guó)智慧與中國(guó)方案正在推動(dòng)極地科學(xué)國(guó)際合作不斷走向深入。（畢文婷）
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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