11月1日，由自然资源部组织的中国第40次南极考察队从国内出发。即日起，《中国自然资源报》开设“南极纪行”专栏，刊登本报特派记者跟随“雪龙”号参与南极科考期间的所见所闻、所思所感。
船时1月25日凌晨3时30分，“雪龙”号舯部甲板，大洋调查舯部甲板作业组组长郭桂军、组员李康荣在实验员丁峰的指挥下将 CTD（温盐深剖面仪）下放入海。
这是中国第40次南极考察南极半岛邻近海域大洋调查的第一个站点。根据调查任务，每个站点会在舯部和艉部甲板安排不同的调查项目，但 CTD调查是每个站点都必有的基础项目，也是为海洋“体检”的主要手段。在经过之前演练站点的练兵之后，此时队员们操作熟练、配合默契，整个 CTD施放过程高效、流畅且平稳。
“雪龙”号搭载的 CTD是由24个10升容量的水瓶围成的圆柱体，其自带的传感器实时测量并回传水深、水温、盐度、荧光、溶解度等数据。每个水瓶都有编号，能够采集不同深度的海水样品。CTD先是下放到海底，在上升过程中采集海水。水瓶是上下贯通设计，海水能够从中无阻碍地流过，当到达目标水层时，水瓶上下两端的阀门关闭，便将此深度的海水封存其中。根据调查任务，每一个站点或者同一站点不同次 CTD采集海水的深度分布都不一样，每次都需提前设置参数。不过表层和底层水每次均要采集，通常情况下200米以浅海水采集的密度要高于深层海水。
在二楼操控间，水手陈寅初操作绞车将 CTD向大海深处下放，钢缆全长8000余米，全速下放或回收时，速度可达每分钟70米左右。郭桂军在一旁指挥，队员马泽楷盯着电脑屏幕，一边用对讲机报告 CTD当前深度，一边记录。他面前的记录表上，已经记录下站点名称、坐标、天气情况、下放时间等信息。“CTD深度100米……200米……1500米……1690米，开始减速”，在距离海底还剩100米时，马泽楷下达指令让绞车减速。4时3分，CTD到达1790米深的海底，他点击电脑软件里的按钮，1号瓶和2号瓶采集下了底层海水样品。绞车开始回收，CTD上升，每到预设的采水深度便及时采水。1000米、500米、200米、150米、100米……直到5米，CTD共采集了12层不同水深的海水样品。
CTD出水。
在我们检查身体时，通常会化验种类繁多的血液指标：血常规、胆固醇、血糖、尿酸……采集的血液样品会按照不同的需要分配至不同的化验仪器。至此，给海洋“体检”的采血工作已经完成，接下来就是分门别类的化验分析了。
CTD回收至操作间重新固定并清洗后，已将近凌晨5时。队员们按照预先安排的顺序和所需海水的层位、数量，从对应的水瓶中采集并处理分析海水样品。
因为海水中的气体容易挥发，首先是做大气分析的队员采集海水。在大气化学实验室，队员吕盛斌正在抓紧时间将刚刚采来的海水样品分类处理，他分析的大气成分主要有二氧化碳、甲烷、二甲基硫等。其中二氧化碳和二甲基硫可以通过船载仪器现场检测。他介绍说，二氧化碳和甲烷均属温室气体，被认为是导致全球气候变暖的主要因素。而二甲基硫主要由浮游植物和细菌产生，是从海洋排放到大气中数量最多的生物含硫化合物，其进入大气层后影响大气硫酸盐气溶胶的生成和增长，进而影响云的辐射特征，具有天然气候降温作用，是地球气候平衡的重要因素。
保存海水样品。
在化学实验室，队员张蕾蕾开始处理海水样品，分析其中的溶解氧。她介绍说，自20世纪中期以来，全球海洋溶解氧含量显著下降，尤其是底层海水缺氧面积扩大。氧气减少是海洋变暖产生的严重副作用之一，影响海洋生物的群落结构、生产力及栖息地等。
队员杨迪松采集了所有12个层位的海水样品，一部分装入过滤器中，将海水中的叶绿素过滤到一个一元硬币大小的玻璃纤维滤膜上，然后用锡纸包装，冷冻保存，带回国内分析。他介绍说，正是因为有了叶绿素，浮游植物可以通过光合作用，将海水中的二氧化碳转化为糖类物质。叶绿素是评价海洋浮游植物数量的一个重要指标，可以反映海域生产力的高低。同时，杨迪松还用仪器现场检测各层海水的酸碱度。近年来，海洋酸化也是海洋生态面临的一个重大挑战。
队员杨浙栋则在化学实验室里用刚刚采集的海水过滤颗粒有机碳，并保存过滤样本。海水颗粒有机碳不仅可以反映海水中的生物活动，还对海洋碳循环以及调节二氧化碳影响下的全球气候变化具有重要意义。
在生物实验室，队员咸昊辰一边用海水过滤微微型浮游生物样本，将其装入试管中冷冻保存，以备回国内实验室进行分子生物学分析，一边处理海洋表中底层大体积宏基因组样品。他介绍说，宏基因组学作为研究微生物种群生态分布、群体遗传特征和基因相互作用的新兴学科，是研究海洋微生物群落的有力工具。
队员张欣然则利用直接采集的海水过滤病毒样品，将每站约300升海水分级过滤，最终浓缩成50毫升，此时海水中除病毒以外的其他生物均被过滤掉。她介绍说，海洋中大约存在着1×1031个病毒颗粒，是其他所有海洋居民总数量的15倍。病毒就像一个水泵一样促进着元素在生态系统的循环流动，通过裂解宿主（海洋细菌和藻类），病毒间接导致大气中的二氧化碳量每年减少约三千兆吨的碳量，遏制了全球变暖的进程。
在分析化学实验室，队员周斌正在处理分析海水中的营养盐样品，主要包括氨盐、磷酸盐、硅酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐等。他介绍说，南极大陆周边海域海洋生态系统受到诸多因素影响，其中营养盐的循环是至关重要的一个环节。海水中的营养盐主要指氮、磷、硅这些营养元素，它们是海洋浮游植物生长繁殖所必需的成分，南极海域浮游植物将海水中的营养盐转化为有机物，成为食物链的基础。南极海域的氮源以被携带到南极地区的大气降水和冰川融水为主，而磷和硅主要来自海底的沉积物和冰川融水。“受到洋流运动的影响，这些营养物质在南极海域的分布并不均匀。我们业务化的工作就是要了解南极海域营养盐在空间尺度和时间尺度方面的变化情况。”周斌说。
最后一名队员将海水样品处理分析完毕，已是上午8时多。调查获取的极地海水的各种珍贵样品以及分析数据将为海洋生态研究提供支撑。
此时，“雪龙”号距离第二个调查站点越来越近。10时许，CTD再度下水，为海洋“体检”的队员们又开始忙碌起来。
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来源：《中国自然资源报》
特派首席记者：王少勇
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原文始发于微信公众号（i自然全媒体）：南极纪行｜为海洋“体检”
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