6月7日傍晚, '向阳红10' 科考船地球物理实验室. 梁锦盯着浅剖仪的屏幕, 陷入沉思.
浅剖仪能纵向反映海底浅地层结构. 屏幕图像上, 像软泥般的沉积物和基岩有明显的分界, 前者是浅灰色, 后者是深黑色. 现在, 代表坚硬岩石的黑色部分上方出现了较稳定的浅灰色信号, 意味着船所处位置的海底分布有较厚的沉积物, 可以下放重力柱了.
重力柱, 就是一种专门用来获取海底沉积物的取样设备. 它呈圆筒状, 长度可调节, 从3米到十几米不等; 顶端加了若干铅块, 好似杠铃片, 每个重达数十公斤, 可通过增减铅块调节重量. 顾名思义, 它是靠重力加速度直接砸进海底, 获取一定深度的柱状沉积物. 与钻机在坚硬的岩石里开钻不同, 重力柱 '吃软不吃硬' , 适合在软质海底工作.
大洋49航次在第四航段首次开展重力柱作业. 作为该航段首席科学家专业助理, 梁锦担心的是, 不知沉积物厚度如何, 是否又会撞到石头? 因为6月5日至7日, 两次作业均告失败, 打上来的重力柱取样管是空的.
'重力柱更适合在深海平原作业, 但这次在西南印度洋中脊工作, 该区域沉积物较薄, 且分布有限, 成功率低. 如果砸的点正好落在一块大石头上, 就取不到样品了. ' 科考队地质组成员, 广州海洋地质调查局工程师任金锋笑称, 砸重力柱成功与否主要靠运气和人品.
'它虽然没有电视抓斗取样效率高, 但重力柱够长, 取样深, 且扰动较少. ' 梁锦说, 比其他取样器优越的是, 重力柱取上来的沉积物会保持着原本的沉积层序, 反映沉积的历史.
梁锦决定再试一把, 事不过三, 这也是最后一次尝试. 为了提高稳定性和命中率, 他将之前的250公斤铅块加到500公斤.
下午5时16分, 重力柱顺利入水, 由缆绳放至3000多米的海底. 梁锦来回踱着步子, 不时看着实验室屏幕显示的下放数据.
两个小时后, 他又来到控制缆绳的操作室——八角楼, 关注进度. 与电视抓斗完全不一样, 下重力柱是两眼一抹黑. 电视抓斗有摄像头, 抓什么可以选, 抓取样品不好还可以再抓. 而对重力柱, 工作人员只有凭缆绳长度和张力数据判断其下放情况, 受很多不确定因素影响, 能否取到样品, 也只有将设备回收至甲板才知道.
在离海底150米时, 重力柱开始加速, 以每分钟50米的速度快速下放. 7时30分左右, 缆绳长度大于水深, 且缆绳最大张力突然变小, 工作人员判断重力柱已见底.
重力柱底端是双层刀瓣, 能伸缩具有弹性, 砸下去后刀瓣撑开, 软泥塞进套在重力柱的塑料空管里, 当缆绳上拉时, 刀瓣自动闭合, 以防止沉积物泄漏.
9时21分, 重力柱出水. 科考队员在后甲板严阵以待, 祈祷今天有点好 '收成' . 打开刀口, 取出塑料管, 令人惊喜的是, 直径110厘米, 长度近3米的塑料圆筒装了满满一管 '泥' . 梁锦如释重负, 和大家喜滋滋地将样品扛回实验室, 并拍照, 处理, 保存.
这一管柱状样品将原封不动地送回国内实验室, 等待后续系列分析. 虽现场无法看清沉积物的分层, 但在处理样品时大家还是发现了沉积物的变化: 最底层也就是刀瓣处的沉积物颜色深, 偏绿, 偏干; 顶部的沉积物则是灰白色, 偏稀.
'这里面的沉积物保守估计有十万年的历史. 西南印度洋中脊的沉积历史的研究数据目前还相对较少, 如果运气好的话, 样品也许还能反映附近热液活动的信息. ' 梁锦说.
'重力柱取回的沉积物样品能帮助我们了解海底地质的演化历史. ' 任金锋介绍, 可以通过这管样品做该区域的古环境研究, 还可以测元素含量以及沉积物年龄. 利用沉积物中的生物, 如有孔虫的壳体, 分析重建不同时代的气候信号, 并将其变化曲线与已构建的全球气候变化曲线互相对比验证.
重力柱砸出看似普通的 '深海泥' , 也许能为我们讲述数万年前西南印度洋的沧海桑田.
