【人才强国、建设海洋强国新征程】
光明日报记者 杨桐桐
清晨,随着太阳从海平面缓缓升起,一艘蓝白相间的船开始忙碌起来,一台重达2.5吨的ROV(无人作业车)基座平台被缓缓从船尾甲板吊起,放入水中开始测试。
这是厦门大学“天健”号科考船2024年首次科学考察航行兼舰载设备试验航行的海试任务。
作为我国首艘由综合性大学建造的世界级海洋科学综合科考船,近年来,“谭嘉庚”号科考船共组织承担了8项国家自然科学基金共享航次计划,开展了近50次科学考察调查航次,数千名海洋科技工作者搭乘“谭嘉庚”号科考船在南海、西太平洋等海域开展科学研究,产出了众多科研成果。
“‘嘉庚号’科考船把我们从近岸带到了深海,有了它的支持,我们‘海上厦大’生物地球化学研究团队能够更好地围绕海洋生物地球化学和生态系统开展基础研究和应用基础研究,为海洋强国建设贡献厦门大学的力量。”中国科学院院士、厦门大学讲座教授戴敏汉说。
施薇薇 插画
中国科学院院士戴敏汉
嘉庚舰海事检测部门工程师正在测试设备。 黄家俊/光明图片社
科考队员记录生物拖网作业。摄影:林东伟/光明摄影
厦门大学“嘉庚”号科考船。 高有燕/光明摄影
7年,蓝图变成现实
“这艘船承载着几代厦门大学海洋科研工作者的梦想。”戴敏汉的办公室里,醒目地陈列着嘉庚号科考船模型。“过去,没有能够到达公海的现代化科考船,这严重限制了厦门大学海洋科学研究的广度和深度。”
造船吧!2005年,随着近海海洋环境科学国家重点实验室的成立,厦门大学提出要建造一艘符合国际标准的全新科考船。
回忆起嘉庚号的建造历程,主要负责人戴民汉感慨万千:“首先,资金非常紧张;其次,要建造的船要有足够的科研设备和实验空间;第三,要达到安静、清洁、高性能的标准,这对设计和建造都提出了很高的要求。”
2010年,戴民汉邀请师弟王海莉从国外回到厦门大学,担任该项目的技术总师,着手设计这艘科考船。那段时间,王海莉每天都要和设计公司、船厂沟通,力求图纸上每一个细节都完美无缺。2015年3月,“鹰竞”号开工建造;两年后的4月15日,“鹰竞”号正式交付厦门大学。“七年来,这艘船一点一滴被我精心培育,它已经成为我的‘小女儿’了。”“鹰竞”号在王海莉心里有着特殊的分量。
科考船是进入、观测和研究海洋的主要载体,可谓海上移动实验室。为获取高质量的科研数据,“嘉庚”号采用全电动静音推进系统,配备专门定制的低噪声推进电动机、螺旋桨和艏艉推进器,水下辐射噪声水平较高。同时,为获取海洋中含量极低的微量元素,“嘉庚”号配备了我国首台、迄今为止唯一一台符合国际GEOTRACES标准的超净微量元素专用水样采集系统“Tais”。“这套水样采集系统对我们开展微量元素及同位素循环及其对海洋代谢调控的研究起到了基础性作用。”戴敏涵介绍。
在位于厦门大学曾成奎楼的科考船综合指挥中心,“嘉庚”号海事探测部负责人吴学文正盯着眼前的电子屏幕,远程了解船舶动向、设备状态和科研动态。他说:“近年来,我们自主研发了海嘉舰综合信息系统、海嘉舰综合显示系统、海洋观测数据管理系统等,完成了全船数字化模型的构建,‘嘉庚’号的数字化建设取得了长足进步。”
2017年至今,“谭嘉庚”号执行的近50个科考航次,获取了大量高质量的海洋数据和样本,涉及海洋生物、海洋化学、海洋物理等多个领域,产生上百项科研成果。
“从2010年到2017年,再从2017年到2024年,‘嘉庚’号走过了两个七年,这离不开众多科技工作者、船舶工作者的努力。目前,我们正满怀激情,向着第三个七年出发,驰骋在深海大洋!”已成为厦门大学科考船运行管理中心主任的王海莉信心满满。
“抓住海上每一分钟”
20多年来,戴敏涵聚焦海洋生物地球化学前沿领域,对海洋与气候变化及生态系统关系进行了深入研究,为我国制定应对气候变化的碳管理政策措施、走“双碳”战略路径提供了关键数据和科学支撑,其研究成果显著提升了我国在海洋碳循环与全球变化领域的国际地位和影响力。
“为什么有的边缘海能够从大气中吸收二氧化碳,而有的边缘海却向大气中释放二氧化碳?”为此,戴民汉带领团队在黄海、东海、南海等海区开展探索研究,深入解析边缘海二氧化碳源汇格局与控制机制,提出了海洋主导的边缘海(OceMar)碳循环的概念框架,为预测二氧化碳源汇格局的变化趋势提供了数据基础和科学支撑。
厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室副教授唐天天解释说:“要了解海洋碳循环,我们需要弄清楚海洋中的碳如何在细菌、植物和动物之间转移。”
为开展“利用氨基酸稳定同位素技术评估蓝藻及其降解产物在颗粒有机物中的相对贡献”项目,2020年8月至9月,唐甜甜和团队成员以及其他高校、院所的科研人员搭乘“谭嘉庚”号前往南海中部盆地区域开展综合调查。
“对于我们科技工作者来说,在海上必须抓紧每一分钟,采集尽可能多的样品。”唐甜甜说,她和其他队员每天24小时要轮流值班,做好设备的调配和回收工作,要第一时间了解采集情况。
回到岸上,唐甜甜抓紧时间对采集到的样品进行分析。“我们利用氨基酸同位素示踪法,发现深约150米的海洋真光层底部酸的同位素分馏效应发生了变化,说明浮游植物固定二氧化碳的行为发生了很大变化,这或许能让我们重新认识地球历史上大气二氧化碳浓度的变化。”对于这一发现,唐甜甜难掩兴奋之情。
在“谭嘉庚”号的支持下,近年来,潜水队不断向更深、更远的海洋迈进。
“这是我第三次来到西北太平洋进行科学考察,在海上待了47天,航行了7000海里。”厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室副教授周宽博认真记录着自己的每一次出海科学考察。
2020年12月,周宽博乘坐“谭嘉庚”号抵达西北太平洋,开展国家自然科学基金重大项目“海洋沙漠生物泵固碳机理及固碳潜力研究”冬季航次调查。
北太平洋中部表层海水通常缺乏生命活动所需的营养物质和铁等微量元素,生物量极低,被称为“海洋沙漠”。过去科技工作者对这里的微量元素含量和同位素组成知之甚少,阻碍了人们深入了解“海洋沙漠”中的生物地球化学过程及其与全球气候变化的密切联系。
“我们在15个科学考察站开展了物理、化学、生物等多学科联合调查观测,获得了西北太平洋海水中首批超低含量微量金属样品和数据。通过研究发现,这一海域在冬季吸收大气中的二氧化碳,是一个显著的碳汇。”周宽博向记者详细介绍了本次科考的重大发现。
今年9月,国家自然科学基金共享航次计划首次青年首席科学家培训航次将依托“谭嘉庚”号,对台湾海峡和南海北部进行海洋调查。航次将邀请不同学科背景的资深首席科学家全程指导,帮助青年学员提高统筹规划、沟通协调、应急决策等综合能力。作为项目主持人,厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室教授李小林笑着说:“我们将在‘谭嘉庚’号上完成一次高效、有趣的培训航次。”
为年轻人筑梦蓝色梦想
宣读文件开启,主席台布置完毕,一场小型航海学术论坛开始。
2023年8月,时任厦门大学近岸海洋环境科学国家重点实验室副教授的沈原在“谭嘉庚”号航行至南海中南部海域时,组织了一场以“南海海洋的科学故事”为主题的学术论坛,大家围绕海洋生物、海洋化学、海洋技术应用三大主题积极交流。
“团队鼓励个性、尊重独立,倡导‘协作、分享、贡献’的团队精神,积极营造平等、宽松、和谐、优秀的科研学习环境,让每个人都能找到自己的兴趣和方向并为之努力奋斗。”沈元介绍。
2020年8月,完成国外博士后工作后,沈元回到厦门大学,从事海洋有机质生物地球化学循环研究。在团队搭建的舞台上,沈元迅速成长,短短三年时间,就荣膺教授职称,成为国家自然科学基金杰出青年科学基金项目获得者,并在多篇国际知名期刊发表论文。
戴敏涵介绍,为培养更多的年轻人才,近海海洋环境科学国家重点实验室鼓励探索性、自主性研究课题,设立创新型海洋环境人才国际合作培养等项目,为年轻人才提供海外合作、深造的平台和机会。
“在‘嘉庚’号上开展科学研究,大大提高了我们的海上实验技能和专注力,为我们今后的科学研究打下了坚实的基础。相信未来会有更多有志青年投身海洋研究,为建设海洋强国贡献力量。”厦门大学海洋与地球科学学院2019级本科生建傲在航海日记中写道。
为培养更多具有国际视野、实践能力扎实的海洋科学顶尖人才,厦门大学自2018年起依托“谭嘉庚”发起并组织开展“海上丝路学院”人才培养计划,每年在专业教师指导下,组织优秀本科生赴远海、深海进行航海实践。截至目前,“海上丝路学院”已实施四届,共有323名本科生参加。
今年7月,又有一批来自海内外不同高校的学子将登上“嘉庚号”科考船,奔赴茫茫大洋,劈波斩浪,探秘蔚蓝的海洋……
光明日报(2024年6月30日第07版)
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