中国第41次南极科学考察队在阿蒙森海开展海洋调查时,除了常规的科研任务外,还使用了长柱状活塞重力柱取样器进行深海沉积物采样。此次作业成功获取了我国在阿蒙森海海山区域最长的沉积岩芯,为研究该区域古海洋与古环境演变提供了重要数据。
重力柱取样:为地球“穿针”
在阿蒙森海执行重力柱取样任务时,队员们形象地称其为“给地球穿针”。虽然听起来简单,但实际操作却是一项复杂的工程,从设备组装到下放回收,整个过程持续超过20小时。

2月上旬,南纬74度、西经110度,阿蒙森海上迎来难得的好天气。由于这次使用的重力柱长度超过20米,对作业稳定性要求极高,因此“雪龙2”号在正式作业前停船进行了设备现场组装。

“雪龙2”号实验室主任 夏寅月:重力柱由四节组成,每节5.5米。现在看到的两个黑色管子是外管,通过黄色接头连接。内管则用于存放岩芯样品,每层外管内部都有一节内管,整体结构确保了样品的完整性。

将内外管连接看似简单,但实际操作非常困难。每节外管长达5米多,重量达206公斤,每个连接头也有60公斤重。内管连接后需要依靠人力推动完成组装,每个连接部位有8个螺口,这使得连接成为一项精细的技术工作。许浩负责此次作业的协调。

凌晨两点,“雪龙2”号抵达预定作业点。海面至海底深度超过2800米,如何保证不偏移?船上启用了动力定位系统。
“雪龙2”号大副 祝鹏涛:重力柱作业对船舶位置精度要求很高,目前定位误差控制在10公分左右。

户外开始飘雪,凌晨三点半,重力柱作业正式开始。重力柱被放置在支撑架上,通过翻转机构和船尾的6吨吊机从船舷内侧移动到外侧,整个过程需要高度配合。

按照流程,先用地质缆以稳定速度将重力柱下放到距离海底9米的位置,此时黄色小重锤触底并触发释放装置,重力柱自由落体扎入海底进行采样。随着重锤入水,重力柱逐渐调整到正确位置。

凌晨六点,重力柱开始下放。
经过3小时的下放和回收,上午9点10分,重力柱成功出水。

“雪龙2”号实验室主任 夏寅月:我们下放的深度约为2821米,实际放下的长度达到2840多米,回收时也在2840米左右。最大张力达到11.7吨,正常张力一般在7.4吨左右。

张力大意味着重力柱深入海底,采样效果更佳。当柱子被搬到甲板上时,最下面一节外管上的黄色物质引起关注。
夏寅月:这是底栖沉积物,具有重要的研究价值。这是首次在阿蒙森海海山区域采集到的样本,非常满意,作业顺利完成。

初步分析显示,此次重力柱作业成功获取了海底沉积物样品,可以说是为地球“穿了一针”。随着科考队员回国后进一步研究,将有助于我国更深入了解南极地区。

责任编辑:隋博宇