科研成果

卡罗琳海山系统多学科综合调查取得重要成果

2017-09-27     来源:海洋研究所

        我国新一代海洋科学综合考察船“科学”号执行中国科学院战略性先导科技专项“热带西太平洋海洋物质能量交换及其影响”,于8月7日从深圳起航,9月5日返回三亚,圆满完成热带西太平洋卡罗琳海山系统的多学科综合调查,获得了一系列重要成果。

  项目科研团队针对位于东经139-141º、北纬10-11º之间的卡罗琳海山区,从地质、水文物理、化学和生物生态等多学科调查入手,对海山系统进行了综合探测,涉及从水体到沉积物,从海山到周边深海的完整区域。

  卡罗琳海山位于卡罗琳洋脊区,处于马里亚纳海沟的南侧,雅浦海沟的东侧,此前尚未被调查过。本调查通过多波束地形扫描,获得了10米级的高精度海山地形图。利用温盐深仪、垂直拖网和分层拖网等完成了海山“十”字断面22个站位的水文、化学和生物生态调查。利用“发现”号遥控无人潜水器(ROV)下潜15次,获取巨型和大型底栖生物样品近400个,涉及柳珊瑚、海葵、海绵、海胆、海星、蛇尾、甲壳动物和软体动物等170多种生物,包括许多未知的新物种;获得了41块岩石和12个站位的沉积物样品,以及大量原位实测数据和影像资料,填补了国际上在卡罗琳洋脊区海山调查的空白。

  通过调查发现,卡罗琳海山是一个平顶海山,最高处距海面约28米,海山基底以上高约3000米。在海山东侧发现了一个自海面下1500米一直延伸到海面下600米的海岭。利用ROV进行的探测发现,整个海岭均由巨厚珊瑚礁灰岩组成,且具有明显的海蚀地貌,随处可见由浪击和溶蚀作用形成的海蚀洞。据此推测,这个海山是一个曾矗立于海面上至少1500米的岛屿,在地壳运动中逐渐下沉,兼之海平面上升的作用,成为现在的海底山。这一发现具有重要意义,对于认识该区域海山和板块成因以及相关地球物理过程提出了新的课题。

  通过该航次,科学家在国际上首次在热带西太平洋寡营养海域的深海底发现“珊瑚林”和“海绵场”。深海“珊瑚林”和“海绵场”通常见于南北纬30度至两极,在南北纬20度之间的寡营养海域尚未见报道。本航次通过ROV的近地精细观察,在东侧海岭上发现了大片的“珊瑚林”和“海绵场”,珊瑚和海绵又为其他生物提供了优良的附着基和生境,进而形成海山高生物量和高生物多样性的壮观场景。

  在海岭上的“珊瑚林”中,科学家采集获得一株翼展约3米、高1.6米的巨大柳珊瑚,其根部直径达5.1厘米,推测其生长已达数千年之久。目前全球已知的寿命最长的动物是一株约4200年的深水黑珊瑚,采获于400-500米水深。而本调查航次发现的柳珊瑚处于1246米的深海,水温更低,食物来源更少,因此生长更慢,年龄可能已经超过已知的珊瑚。

  海山又称海底山,是指从海底高度超过1000米,但未突出海平面的隆起。全球估计有逾3万座海山,其中60%以上分布在太平洋。海山生态系统特殊,洋流复杂,地形多变,对航行安全、军事保障、国际海底矿产资源勘探开发和远洋渔业发展具有十分重要的意义。


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