【南极纪行】读取深海沉积物“地质密码”

　　考察队员肖文申来自于同济大学，是研究极地古环境的专家。他介绍，此次大洋调查地质采样主要通过两种方式，一种是箱式取样，一种是重力柱取样。

　　箱式取样是用钢缆吊着一个开口面积0.25平方米、重量约1吨的不锈钢取样箱沉入海底，依靠箱体自身的重量嵌入海底沉积物中，获取沉积物样品。箱式取样是为了获取海底的表层沉积物，这些沉积物年代较近，通过与现代沉积过程建立联系，可为破译更久远的沉积物中所蕴含的古环境信息提供依据。

　　沉积物中包含生源组分、陆源组分等。生源组分主要来自海洋生物的沉积成分，比如通过检测其中生物硅的含量，可以了解海洋中硅藻等硅质生物的繁茂程度，从而获得海洋表层生产力的变化信息。再比如，通过分析微体古生物壳体的组合以及其壳体中蕴含的化学信息，可以了解海水温度、海冰、环流特征等水文环境的变化。陆源组分即来自周边大陆的沉积成分。有的成分靠风搬运，比如南大洋海底沉积物中有来自南美巴塔哥尼亚高原的沙尘，这些沙尘为南大洋表层海洋生产力提供了营养，而来自陆源植物的孢粉则蕴含了周边大陆植被的变化信息。

　　南大洋沉积物中一个重要的陆源成分是冰山搬运的“冰筏碎屑”，来自南极大陆的岩石碎屑像是乘坐冰的筏子被运输到海洋中，在冰消融的过程中沉积在海底。通过分析冰筏碎屑的含量和成分等，可以考察南极冰盖的稳定性，研究南极冰盖对气候变化的敏感程度。

考察队员采集箱式取样获取的表层沉积物。王少勇 摄

重力柱是一根长达数米的金属柱体，上端有铅块增重。与箱式取样原理相似，重力柱取样也是依靠自重插入海底沉积物中，获取柱状的连续的沉积物样品。其所记录的时间尺度比表层沉积物要长很多，可以反映地质历史时期气候持续变化的过程。肖文申说，重力柱取样可根据不同的科学目标，确定采样的位置。海洋中的沉积速率并非都是一致的，有的地方快，有的地方慢。因此，如果要获取高分辨率的气候记录，应选择沉积速率高的地方采样，如果要获取更长时间尺度的气候记录，可选择沉积速率低的地方。此外，海底的地形起伏，底质软硬不同。在地形平坦的地方采样可以避免滑塌事件对正常沉积的扰动；而采样区域的底质松软则有助于获取较长的柱状沉积物样品。此次大洋调查在宇航员海获取了长3.3米的柱状沉积物样品，就是选取了离冰区较远、底质松软的区域。