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韩喜球,女,出生于1969年,现任国家海洋局第二海洋研究所研究员。1993年在成都理工学院获沉积学硕士学位,2001年在浙江大学获得构造地质学博士学位。作为中国大洋科考的第一位女首席,她的名字已经跟大洋科考、热液硫化物等名词紧紧地联系在了一起。在2006年年初结束的“大洋一号”环球航次中身任首席科学家助理,而在中国大洋第19航次科考任务中,她成为第三航段首席科学家。韩喜球不仅是大洋一号首位女首席科学家,更是中国整个大洋科考史上第一位女首席。


韩喜球

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韩喜球

成为第一是“工作的延续”

2008年12月,“2008 年中国青年女科学家奖”在北京揭晓,这一奖项是世界女性诺贝尔奖的“世界杰出女科学家成就奖”在中国的延伸,国家海洋局第二海洋研究所的研究员韩喜球是五位获奖者之一。

1993年,韩喜球进入国家海洋局第二海洋研究所工作,从自己学了七年的陆地地质领域转向海洋地质领域,海底热液活动是韩喜球最主要的研究课题。热液是指一种含有丰富矿物质、温度极高的液体,在岩石结晶的过程中,随着岩石冷却而分离出来;对热液活动的研究是目前海洋地质研究最重要的方式之一,分析这些热液的成分和形成,不仅能得到地球矿物的构成数据,而且能帮助了解地球生命的起源。这些,都是韩喜球的研究范围。

2005年,中国“大洋一号”首次横跨三大洋作环球科考,在这次世界瞩目的重大科考活动中,韩喜球是首席科学家助理,这次科考成功地在东太平洋海隆和西南印度洋脊探测到了若干新的热液异常。2007年1月8日开始的中国大洋第19 航次科考任务中,她成为第二航段的首席助理和第三航段首席科学家,这个航海科考在西南印度洋脊发现了第一个“海底黑烟囱”,还发现4个新的热液活动区。

“海底黑烟囱”指的是海底深部喷涌出灼热富金属流体的口子,热液流体遇冷的海水后其中的金属元素迅速以金属硫化物形式沉淀下来,矿物成分包括黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿等,并包含丰富的金、银、铂等贵金属元素,找到了海底“黑烟囱”如同找到了矿床的露头,意味着海底下面可能有硫化物矿床。

这次的科考活动的重大发现也使韩喜球成为中国整个大洋科考史上第一位女首席科学家。不过在韩喜球自己看来,成为“第一”是碰巧了。“我没有把它当作一件太大的事,这不过是我研究工作的正常延续。”

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韩喜球

走近海底热液区

“热液喷流的温度可高达400 多℃,那是非常恶劣的环境:高温、高压、缺氧、没有阳光、富含重金属??奇怪的是,在这个环境中却有很多生物在生存,其中甚至有一些非常古老的菌种。这恰恰给予我们一种启示――地球最初生命起源时,也没有氧气,跟海底热液喷口环境有几分类似,在这样的环境下,生物是如何从无到有,逐渐形成一个较为完整的生态系统?这非常值得探索。”采访中,韩喜球描述起那次走近海地热液区的奇特经历。

寻找热液区是一个复杂的系统工程,涉及多种仪器设备和多学科的专业知识。首先要用声纳技术绘制海底地形图,拿到地形图后要有一个初步的判断,哪个地方可能有热液硫化物分布。接着探测水体中的热液异常,一般以“集成化拖体系统”为载体,把甲烷传感器和温度、浊度等传感器绑在钢缆上放到大洋深处,用船慢慢拖着“嗅”海水中的热液异常。因为一旦海底有热液喷发出来,在水体中就会留下蛛丝马迹,比如水体甲烷含量增高了,浊度变大了,温度升高了。这些都作为判断海底有活动“黑烟囱”的重要指标。

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“首先我们先探测水体里面这些参数有没有异常,如果有的话,圈出一个异常范围,然后进行近底观察取样,追踪异常的‘源’。多长时间能找到喷口,很大程度上取决于你判断是否准确,运气好不好。”韩喜球表示,硫化物在海底分布的面积范围非常小,一般只有几百平方米,相当于一个足球场那么大。对于茫茫大洋中,微乎其微,在寻找的时候位置稍稍偏一点点就会与之失之交臂。

韩喜球清晰地记得,环球航次时在已知热液喷口附近首次获取热液硫化物样品的情景:“我们在中印度洋脊三大板块交叉的地方放下了电视抓斗,船一寸一寸地慢慢移动,突然,一只海葵闯入镜头,又一只海葵闯进来,接着又是一片白花花的海葵??虾和螃蟹也出现了,越来越多,我们离热液喷口越来越近。”

“不一会儿,一根黑乎乎的硫化物烟囱体突兀地出现了,电视抓斗轻轻触了一下黑烟囱,附着在烟囱体上的虾受到惊扰,‘嗡’地飞舞起来了,密密麻麻,好像捅了一个巨大的马蜂窝。所有的人都惊叹欢呼起来。电视抓斗取样器张开大嘴,对准了一个黑烟囱‘咬’下去,一块像树桩长达50 公分的黑烟囱被牢牢抓起,上面还附着藤壶、海葵等热液生物。当然,还有肉眼看不到的微生物。”那是中国海洋科学家在自己的科考船上第一次如此直接地观察到深海极端环境里生机盎然的生命现象。

从印度洋结束了第19航次的考察归来,韩喜球马上把她电脑上所保存的全球“可能存在的热液硫化物”位置,由原来的93个改为97个,这新增加的4个,就是她作为女首席的贡献。

热液启示生命起源

海底热液活动区被称为是海洋科学近几十年来最为重要的科学发现之一,在矿产资源、生命起源、古代海洋地质等等方面都极具科研价值。

“正在活动的热液喷口,硫体喷射出来,有的达到1200度,那是非常恶劣的环境:高温、高压、缺氧、剧毒,而且没有阳光,富含重金属……奇怪的是,在这个环境中却有很多生物在生存,其中甚至有一些古代菌种。这恰恰给予我们一种启示――地球最初生命起源时,也没有氧气,跟海底热液喷口环境有几分类似,在这样的环境下,生物是如何从无到有,逐渐形成一个较为完整的生态系统?”韩喜球说。

如果科学家能够找到这些生物在无氧、剧毒的条件下生存的秘诀,借鉴给人类,也许可以给矿难中的人们、以及高原工作者带来更多生命保障。

黑烟囱有大有小,而且跟火山相似,也有正在喷发的活烟囱,不再喷发的死烟囱和休眠期的烟囱。国际上最早的海底 “黑烟囱”,发现于1979年东大平洋海隆,而在2005年中国首次大洋环球科学考察之前,国内尚没有组织过这样大规模的专项考察。

韩喜球清晰地记得,环球航次在已知热液喷口附近首次获取热液硫化物样品的情景:“我们在中印度洋脊三大板块交叉的地方放下了深海摄像系统,船一寸一寸地慢慢移动,突然,一只海葵闯入镜头,又一只海葵闯进来,接着是一片白花花的海葵……虾和螃蟹也出现了,越来越多,我们离热液喷口越来越近。”

不一会儿,一根黑乎乎的烟囱(热液硫化物)突

  

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