突破南极科考的 " 季节禁区 "，上海交通大学海洋学院师生参加的南极地区秋季罗斯海极寒环境下的科考顺利完成了 20 天连续观测，并圆满结束，近日科考队顺利归来。

这是自然资源部中国第 41 次南极考察罗斯海联合航次，作为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，航次汇聚中国、美国、英国、澳大利亚、新西兰、挪威、韩国、马来西亚、泰国等 9 国的约 50 名科考人员，其中上海交大海洋学院师生 10 人。

正是上海交通大学海洋学院和中国极地研究中心发起、推动了此航次项目，并深度参与航次策划、论证、筹备、组织、执行的全过程。面对未知与困惑，团队以科学家的执着突破 " 季节禁区 "，在 -20 ℃至 -28 ℃的秋季极寒环境中，完成了从理论构想到实践落地的跨越。

上海交通大学海洋学院院长周矇教授说：" 此次科考不仅使我们对于南极秋冬季的生态系统有了新的了解，也为我们青年科学家的培养提供了一次很好的机会。"

从 0 到 1：突破极地科考 " 季节禁区 "

长久以来，传统南极科考大多集中在夏季开展。受极寒气候与复杂海况的双重制约，夏季以外的南极科考被视作 " 不可能完成的任务 "。也正是如此，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。

" 为什么不组织一次南极秋冬季科考呢？" 上海交大海洋学院院长周朦一直在思考这个可能。

周朦是一位经验丰富的 " 老南极 "，已去过 14 次南极、10 次北极。他深知，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。

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，亟待科研人员去拨开。

为什么选择 3、4 月去？

海洋学院进行过精心的监测，3、4 月份是整个生态系统从高度活跃向黑暗系统转化的重要过程，从监测数据可以发现，3、4 月份的监测数据有一个直线下降的过程，揭示其间的过程和机制正是此次科考期待探索的问题。

为什么选择罗斯海？

罗斯海在南极科考领域占据着举足轻重的地位。它是各国在南极边缘海研究的热点区域，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。同时，它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。高生产力与底层水形成过程使罗斯海成为深海有机碳埋藏的热点区域。

科考船在破冰前进（上海交大供图）

但是，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。在中国的极地科考历史上，没有任何前人的经验可供借鉴，每一步都充满了未知与挑战。

2021 年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，此次全新探索之旅能够成行，正是得益于 " 部部共建、科教融合 " 的合作。

极地科考是人类探索自然奥秘、探求新发展空间的重要领域，在我国极地考察 40 年之际，周朦提出 " 探秘南极、突破极限 " 的大胆科学构想，与极地中心规划布局不谋而合。在极地中心的牵头推动下，航次最终破冰前行。此次航次由极地中心精心组织实施，极地中心何剑锋研究员（海洋学院双聘教师）担任本航次首席科学家，周朦担任首席科学家顾问，海洋学院张召儒教授担任首席科学家助理。

从 1 到 10：全学科打造极地研究 " 交大舰队 "

要顺利开展科考，必须有一支具备多学科协同作战能力的科考队。由周朦牵头，海洋学院组建了一支覆盖海洋生态、物理海洋、生物地球化学等领域的全学科团队。

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，形成了老中青相结合、经验与创新相融合的架构。周朦说，他在团队建设之初就考虑过，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。

值得一提的是，团队还特别邀请了来自不同国家和地区的科学家共同参与，并组织了 " 罗斯海大学 "，大家分享研究发现，文化交融、火花碰撞，为研究激发出更多的可能性和创新性。

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。比如 CTD 的电导率池、采水瓶的释放器多次出现结冰或冻结的现象，导致仪器正常工作受阻；采水瓶放水口在低温时也会结冰，影响了正常的取水工作。进入冰区没多久船上的走航水就冻住了，实验室的下水管路也被冻住。中层渔网回收时因为进很多冰而严重损坏，磷虾网回收时被冰困住。舯部甲板舱门的液压阀门也因严寒而损坏，舱门无法打开操作……重重阻碍并没有难倒大家，从船长水手到科学家，所有人都集思广益，顺利化解危机。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……

此外，秋冬季的 " 魔鬼西风带 " 更是令人闻风丧胆，它对队员们的身体和心理都是极大的考验。在这种情况下，交大海洋学院师生以扎实的专业素养与跨文化协作能力，成为航次中的攻坚力量。克服低温、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，并与多国科学家共享数据、协同攻关。

从 10 到无限：深耕极地研究探秘未来

在这个航次中，海洋学院的老师们及国外合作者获得了一些重要的科学发现，并将进一步深入探索。

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。这些都揭示了在秋冬季，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的影响。

同时，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——南极底层水的生成会产生重要作用。航次还发现，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。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。

航次调查还发现，罗斯海的西北陆坡区存在南极大磷虾的大量聚集，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。

除了科学研究之外，大家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……这些美景不仅让队员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。

博士生马明玮此前在科研工作中处理极地的样品时，从没想象过它们是怎么从南极送到自己手里的。亲自体验过后他才知道，自己做的每一次实验，都是很多人的努力结晶，也让他更加明白了文献中致谢的含金量。作为海洋学院的博士生，他更加笃定了自己要在博士期间更用心投入到极地研究中的想法。" 用一句话总结我的航次感受就是，在风雪与浪涛中，触碰梦想的极点。这不仅仅是一次航次，更是我科研之路的仪式感起点，一次深入骨血的体验转变，一段把‘极地’从图文变为真实肌理的自我成长旅程。"

在这 40 多天的科考之旅中，博士生隋维康第一次真正体会到 " 极地 " 两个字的分量，也第一次深切地感受到：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。他说：" 风雪是日常，冰封是常态，零下二十多度的寒风穿透防寒服，冻得人几乎说不出话来。但正是在这样的极端环境中，我学会了坚持、敬畏与合作。那些曾经在课堂上学到的知识，在南极变成了一项项紧迫而真实的任务。"

在罗斯海冰间湖采样时，感受着在遥远的世界尽头，幽蓝色的宁静海水中一群南极磷虾在灯光下跳跃着闪闪发光的情境，他突然明白为什么无数科学家愿意花几十年时间坚守在这片冰雪大陆——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？" 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。"