“为什么不组织一次南极秋冬季科考呢？”

上海交通大学海洋学院院长周朦是一位经验丰富的“老南极”，此前已经去过14次南极、10次北极，但这个想法如种子般，在他的脑海中埋下，然后生根发芽。

然而，考虑到极寒气候与复杂海况的影响，传统南极科考大多集中在夏季开展，夏季以外的南极科考被视作“不可能完成的任务”。

近日，随着“雪龙2”号极地科考破冰船抵达海南海口，自然资源部中国第41次南极考察罗斯海联合航次圆满收官。这是国际上首次以南极边缘海秋季生态系统为研究对象的跨国联合科考行动，以往的“不可能”变成了“可能”。

该航次由中国极地研究中心（以下简称极地中心）研究员、上海交通大学海洋学院双聘教师何剑锋担任首席科学家，周朦任首席科学家顾问，上海交通大学海洋学院教授张召儒担任首席科学家助理，共汇聚了中国、美国、英国等9国的约50名科考人员。

科考人员合影。

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突破极地科考“季节禁区”

在漫长的秋冬季节，南极边缘海存在着一个活跃的暗生态系统，其中涵盖了磷虾、鱼类、鸟类和哺乳动物等众多生物。但长期以来，南极秋季观测数据极度匮乏，导致人类对该时段的自然过程研究不足、认知有限。

南极秋冬季暗生态系统中，驱动海洋生物圈的有机质和能量究竟从何而来？结冰、深对流和混合等过程又是如何影响海洋生物输运及垂直碳通量的？冬季的何种过程决定了浮游生物种群结构，进而影响次年春季的生产力？这一系列错综复杂的科学问题，犹如一团团迷雾，亟待解答。

四只帝企鹅有序前进。

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极地科学考察是人类探索自然奥秘、探求新发展空间的重要领域。然而，若要发起南极的秋冬季航次，意味着要冒着极端低温、大风和海冰密集度高的巨大挑战，这对科考船的保障能力和科考队员的抗逆能力而言，都是前所未有的严峻考验。而且，这将是一段史无前例的旅程，一切都需要考察队和科研人员自己摸索尝试，每一步都充满了未知与挑战。

路虽远，行则将至；事虽难，做则必成。2021年，本着“部部共建、科教融合”的合作理念，上海交通大学与中国极地研究中心（以下简称极地中心）签署合作共建协议。

2024年，恰逢我国极地考察40年，周朦提出“探秘南极、突破极限”的科学构想，这与极地中心规划布局不谋而合。最终，在极地中心的牵头推动下，航次最终破冰前行。

“雪龙2 ”号正在破冰，图中为船头。

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揭秘“暗生态系统”

“罗斯海是各国在南极边缘海研究的热点区域，在南极科考领域占据着举足轻重的地位。”周朦介绍，罗斯海是全球大洋底层水南极底层水的重要生成地，对全球热盐环流和气候的影响重大，还是南大洋生物生产力最高的区域之一，拥有丰富的生物资源，其生态系统的运行过程至关重要。

正在飞翔的鸟。

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在这个航次中，科考人员们突破“季节禁区”，在-20℃至-28℃的秋季极寒环境中极端环境下顺利完成了20天的连续观测，获得了一系列重要科学发现，正在开展深入探索。

经过调查发现，相对于罗斯海其他区域，在南极的“造冰工厂”——冰间湖区域的水体性质和浮游生物在垂直方向的分布上更为均一，平时多生活在海洋上层、运动能力弱的小型浮游动物在海洋深层和底层的数量更加丰富。

“这些发现表明，在秋冬季，冰间湖强烈的结冰过程所驱动的海洋深对流活动对海水物理性质、生物分布和越冬过程产生了重要影响。”周朦告诉《中国科学报》。

科考人员们也在冰间湖发现了暖的绕极深层水入侵信号以及冷的冰架融水信号，这些过程对海洋深对流及其驱动下的大洋底层水，即南极底层水的生成有着重要作用。

科考队员合影。

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“冰间湖中的营养盐浓度与其他海域差异显著，浮游动物在全水深中丰富的分布，揭示了在我们航次到达前曾经发生过的活跃生物过程。”周朦指出，“这些显示出罗斯海冰间湖海域特殊的生态过程，为全面认知南极边缘海的生物地球化学循环提供了重要观测结果。”

罗斯海的西北陆坡区还有着大量聚集的南极大磷虾，海洋环流的格局对该磷虾“热点”区域的形成具有潜在的重要作用；这里的浮游植物量相对于其他区域偏低，揭示了磷虾对浮游动物及碎屑的大量摄食活动，生态系统被下行控制过程所主导。

南极磷虾。

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除了科学研究之外，科考队员们还体验了很多在南极夏季无法体会到的特殊的美与神秘。海冰边缘区如梦如幻的冰浪，凌晨时分神秘绚烂的极光，身姿矫健露出海面的鲸鱼，冰面上行走的上千只阿德利企鹅群……

“这些美景不仅让我们感受到了极地的魅力，更让他们深刻体会到了科研工作的意义和价值。”周朦笑着说道。

一支能“打硬战”的团队

此次成果背后，离不开一支具备多学科协同作战能力、能打硬仗的团队。

其中，上海交通大学海洋学院的10人团队由周朦牵头，覆盖海洋生态、物理海洋、生物地球化学等领域，成员中既有深耕罗斯海研究十余年的资深学者，也有首次踏足极地的青年科研人员。

上海交通大学海洋学院团队。

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“团队以多学科交叉融合为突破口，围绕南大洋秋季黑暗季节的生态系统动力学过程和碳埋藏等核心科学问题，展开全方位、深层次的研究。”周朦在团队组建之初，便有着清晰的布局构想，强调团队成员在各自擅长的领域深耕细作的同时，加强交流与合作，形成强大的研究合力。

上海交通大学海洋学院教授沃克·史密斯（Walker Smith）是南极罗斯海的科考先驱，被大家亲切的称为“罗斯海先生”。这一次，上海交通大学海洋学院副教授钟贻森的协助下，他做了一个全新的“碎屑冰生成实验”。

史密斯和钟贻森正在进行实验。

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对于南极冬季的生物而言，海面结冰过程是其获取海冰中有机物食物来源的关键环节，史密斯正是想估算有机物能以多快的速率进入海冰当中。他们首先将表层海水采集到大约两米高的水管中，并将水管在户外静置一段时间。海水结冰后，他们再采集水管中表层的冰和水，并过滤海冰融水和表层水以获取藻类样品，通过对比观测来探究生冰过程是否会对藻类产生富集作用。

此外，张召儒负责协调组织参加航次的国际科学家的调查任务，同时承担海洋温盐深剖面仪（CTD）和下放式海流剖面仪（LADCP）的观测任务；钟贻森负责夜班CTD设备系统下放以及走航ADCP观测的任务；副教授冯媛媛则主要负责对调查站位的浮游植物开展生物量及物种组成的分布特征开展调查，并探究秋冬季弱光低温环境下浮游植物的响应及生存策略……在团队中，每个人都有对应的分工。

周朦和张召儒正在工作。

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然而，对所有队员来说，航次有个最大的挑战——在冰区作业时要面对极端低温，很多设备使用出现问题，对考察作业带来很大的影响。这并没有难倒大家，从船长水手到科学家，所有人都集思广益，比如在CTD下放前利用暖风机对仪器持续加热，用挡板遮蔽仪器抵御寒风；采水器回收后，用月池的暖风管、自己寝室的电吹风，一起加热采水器，顺利化解了调查和实验中的系列挑战。

此外，秋冬季的“魔鬼西风带”更是令人闻风丧胆。团队师生以扎实的专业素养与跨文化协作能力，克服了低温、强风等极端条件，成功完成浮游生物群落结构分析、碳通量监测、海冰-海洋-大气相互作用观测等任务。

值得一提的是，上海交通大学海洋学院的团队发起组织“罗斯海大学”，邀请不同国家和地区的科学家共同参与研究中，多国科学家之间共享数据、协同攻关。

“罗斯海大学”开学典礼。

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在这40多天的科考之旅中，也让上海交通大学海洋学院的年轻学子对科学有了更深刻的认识。

“科学不仅是实验室里的公式和图表，更是风雪中一锹一锹挖出来的、靠双手和意志完成的探索。正是在这样的极端环境中，我学会了坚持、敬畏与合作。”上海交通大学海洋学院博士研究生隋维康感慨道，“当我们带着一瓶瓶海水样品、一份份沉积物返航，其实也是带回了更深的责任感。”

因为，南极的美，不仅在它的孤寂与神秘，更在于它对人类提出的追问：你愿意为科学、为地球、为未来，走多远？

极光。图片均由上海交通大学提供

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