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冰冻星球,科学家在大洋深处发现235种同样生物

2019-08-19 22:31

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3.科学考察

  7月28日,中国北极黄河站建成使用。(新华社图片)

生活在北极深海中的海洋沙蚤。

南极是一个被大洋环绕的大陆,位于地球的最南端;而北极却是一个被大陆围绕的海洋盆地,位于地球的最北端。南极和北极都很寒冷,以北极熊和帝企鹅为代表的极地动物极其耐寒。

402com永利1站,①南极考察站:长城站、中山站和昆仑站。

●本报驻美国特约记者许捷●本报特约记者张弓

“人类对这些地区的认识才刚刚开始。”海洋生物普查项目的科学指导委员会主席伊万·波尼博士说。海洋普查项目的首席科学家瑞奥多则说,“南北极远比我们想象的要相似。”他表示,目前,项目组已经开展基因试验,希望通过基因层面证实,这身处两地的235种生物的确是同样的物种。

国家动物博物馆二层

(2)北极地区:主要位于北极圈以北,包括北冰洋大部分及其周边的亚、欧、北美三洲部分地区。

  7月28日,我国第一个北极科学考察站———中国北极黄河站在挪威斯匹次卑尔根群岛的新奥尔松建成并投入使用。此前,中国国家海洋局和极地研究中心于7月15日宣布,我国计划于今年10月下旬至明年3月底,实施为期约150天的中国第21次南极考察。  我国对极地考察工作非常重视,但与美俄等国相比,还有一定差距。美国2003年至2004年的极地研究计划共有700名科学家参与,涉及156个研究项目。美国科研机构、大学、军方都对该计划给予了全方位支持,国会也从不要求削减与极地研究有关的预算。早在1999年,其他国家用几百万美元搞极地研究的时候,美国的极地研究经费已经突破了2.5亿美元。俄罗斯在极地研究方面继承了苏联的雄厚实力,在南极大陆周围,共分布着俄罗斯8个常年考察站和6个夏季考察站。虽然由于财政紧张,几个考察站暂时关闭,但俄罗斯在极地研究方面所取得的成果始终处于世界前列。除了美俄两国,英法日等20多个国家在南极和北极设有科学考察站,这些科考站近几年越来越繁忙,因为很多国家都意识到,极地考察对于一个国家来说,具有极为重要的战略意义。  黄河站物业由挪威负责  中国于1984年开始进行第一次极地考察,主攻方向是南极。经过不懈努力,1985年,中国在乔治王岛南部建立长城站。现在,长城站已有建筑25座,建筑面积4200平方米,各种科研、生活设施比较齐全,每年可接待越冬考察者40人,度夏考察者80人。1989年,我国又在南极大陆的东部建立了中山站,与长城站相比,中山站稍小,建筑面积为2700平方米。南极的两个考察站经过近20年的经营已初具规模,相比之下,我国在北极新建的黄河站是三个站中基础最好的一个。黄河站所在的挪威斯匹次卑尔根群岛的新奥尔松是各国研究北极的“大本营”。到目前为止,挪威、德国、法国、英国、意大利、日本、韩国这7个国家的科考站都建在这里。黄河站的主体建筑是一栋二层小楼,它原为一家挪威公司的职工宿舍,中国方面把它租了下来,并进行了改造。现在,站内有光学观测室、实验室、宿舍、阅览室和储藏室。挪威政府对各国考察站有严格规定,各国考察站的物业完全由挪威政府负责。如考察站的上下水系统由挪威组建的后勤机构管理,以防止冻结;各国考察站内不能单独生火做饭,考察人员都要吃挪威的“大食堂”。  我国在自然环境恶劣,生活条件艰苦的极地考察站开展了大量科学研究。这些研究包括:气象学、高层大气物理学、地磁和地震等项目的常规观测。在南极每年的夏季,除常规观测外,我们的考察站还进行地质学、地球物理学、冰川学、生物学、环境科学、人体医学和海洋科学的现场科学考察工作。  极地考察对国家的战略意义  虽然我国的极地考察工作已进行了20年,虽然我们在南北两极都建立了科考站,但提起极地,恐怕很多人都会觉得遥远。实际上,从国家战略意义的角度来讲,南北两极离很多国家都“非常近”。这种战略意义可概括为四大类:  一是环境意义。南北极作为地球的两大冷源,左右着全球的冷暖过程。以中国为例,由于我国处于北半球,北极是我国冷空气的主要来源地,来自北极的寒流常常给我国的工农业生产和人民生活带来重大危害。我国牧区经常遭受的“白灾”(即雪灾)就是最典型的例子。此外,影响我国气候的主要是东亚季风,研究表明,北极海水与海冰的相互作用是影响东亚季风的重要因素。只要东亚季风发生变异,就很容易在我国形成气象灾害。因此,我国迫切需要加强对北极气候变化的预测性研究,为我国国民经济和社会的可持续发展提供科学依据。  除了对中国能产生巨大影响,两极也牵动着世界各国的心。美国科学家曾在一份科研报告中指出,阿拉斯加冰川融化的速度惊人,每年平均矮了半米多,成为世界海平面上升的最大单一水源。研究显示,在过去100年里,全球海平面上升了20厘米。如果南极冰盖完全融化,海平面将升高60米,许多国家将被汪洋大海吞没。为此,各国尤其是那些极地附近的国家,都把对极地的研究作为一个非常严肃的课题来抓。  二是经济意义。据美国科技协会所属的“美国北极资源中心”披露,保守估计,北极地区潜在的可采石油储量有1000亿至2000亿桶。煤炭资源估计占世界煤炭资源总量的9%。除了能源,北  极还有大量的铜—镍—钚复合矿,以及金、金刚石、铀等矿藏。虽然各国在极地进行实际开采还有很长的路要走,但对于全球能源逐渐匮乏的现状来说,极地无疑是地球“最后的宝藏”。  与在极地开采能源相比,开发利用极地的生态资源更为现实。在北极,最重要的经济鱼类是北极鳕鱼,这种鱼分布于整个北极海域,是典型的冷水性鱼类。它们不仅数量极大,而且营养丰富,市场开发潜力巨大。比起北极鳕鱼来,南极大磷虾更有名。中国科学家通过南极科考活动,发现那里的南极大磷虾是地球上最大的单种(无其他变种)生物资源,并具有极高的营养价值。这一资源的现存量估计为6.5亿吨至10亿吨,被认为是地球上最大、也是最后一个蛋白库。对于人口膨胀、食物短缺的当今世界,南极磷虾资源无疑十分珍贵;如果从食品、药物资源、工业原料和新的生物技术的角度进行综合开发利用,其前景将更加广阔,尤其是对于我国这样一个海洋自然资源相对贫乏的人口大国来讲,具有重要的战略意义。  我国是一个新兴的远洋渔业国家,其中分布在北太平洋从事捕捞作业的渔船有120艘,占海外渔船总数的1/8,而其捕捞量却占海外总捕捞量的26.4%。因此,在北冰洋及周边公海进行渔业资源的综合调查,将对在该海域从事渔业生产的我国远洋渔船作业产生直接的指导意义,为我国在上述海域渔业的可持续发展提供强有力的科学依据。  三是军事意义。众所周知,北极位于亚、欧、北美三大洲的顶点,有联系三大洲的最短航线,从华盛顿到莫斯科仅6750公里,比欧洲航线近1000多公里,地理位置非常重要。  第二次世界大战刚结束时,美国已经意识到,如果第三次世界大战爆发,北冰洋会成为美苏争夺的军事要地。为争取战略主动,美国从1946年开始,派飞机在北极地区进行考察,每周两架次,考察内容包括地形、冰面特点、飞行员对北极气候的适应能力等。1949年,美国开始在从阿拉斯加到冰岛这一漫长的北极战线上构筑大量军事工事。20世纪50年代,美国开始在北极的冰山上建立浮动间谍站,其目的是监视苏联核潜艇及其侦察机的动向。与此同时,苏联也在一座50多公里长的冰山上建立了间谍站,并把北极圈内最大的城市摩尔曼斯克建成苏联最大的海军基地,其庞大的北海舰队司令部就设在这里,被苏联人称为“致命武器”的战略核潜艇也部署在这里。随着冷战的结束,各国在极地的军事竞争放慢了脚步,但在平静的背后,隐蔽的军事行动始终存在。  四是科技意义。在极地科学活动中,高技术的应用与推广速度比世界其他地区更快。因为,人们要在严酷的环境下进行高难度的工作。以水下机器人为例,各国在极地考察中基本都要用水下机器人,但不同技术水平的机器人会给科学家带来不同的成果。因此,各国有意识地适应极地要求,研发高科技产品。谁的科技水平过硬,就能在科研和实际开发中取得优势。  极地考察关系国策  有专家认为,极地考察作为国家海洋战略,是国家用于筹划和指导海洋研究与利用的长远性战略;是涉及海洋经济、海洋政治、海洋外交、海洋军事、海洋技术等方面的综合性长远战略。极地考察事业的原则首先是服从国家战略全局,并充分考虑国家和民族的长远利益;其次要适应未来极地开发与斗争形势的需要。▲  《环球时报》2004年08月06日第七版  来源:人民网-环球时报

海洋生物普查

时间

(1)目前,已有20多个国家在南极地区建立了150多个科学考察实验站,每年暖季在南极基地上活动的人数达2 000多人。

北极有北极熊,南极有企鹅,这是大家都知道的事实,但为什么南极没有北极熊,企鹅不跑到北极呢?科学界普遍认为,一条长长的赤道让两极的喜寒动物永远无法相见。但是令人惊奇的是,“国际海洋生物普查项目”却在地球南北极的大洋深处发现了235种同样的生物,如果基因分析证实它们的确是同种生物的话,这将拉开人们对南北极认识的全新一页。

9月1日,“冰冻星球”极地动物摄影展在国家动物博物馆二层展区开幕,展期3个月。

(1)南极地区

这是此前人们没有想到的一点,原来,北极和南极有着同样的鸟,同样的虫,同样的甲壳动物,两极之间的联系远比人们想象的要近,“南北极动物互不往来”这样的说法可能不再成为常识。

南极和北极海域中有着丰富的鱼类和浮游生物,这为夏季在这里筑巢的数百万只海鸟提供了丰富的食物来源,同时,为海豹、鲸和其他海洋动物提供了丰富的食物。

②北极考察站:黄河站。

本文得到“国际海洋普查项目”新闻处官员特瑞·柯林斯的帮助,图片由该项目官方提供。

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(1)南极地区:主要位于南极圈以南,包括南极洲及其周边的海域。

历时十年的“海洋生物普查”即将在明年结束。“极地生物普查”是“海洋生物普查”的一部分。科学家主要对考察海洋生物分布,物种多样性,食物网中各级主要生物种群的丰富程度和大小,及其他们如何随时间变化三大块内容进行调查。除了发现在两个极地都有的多种生物之外,还有很多有意义的发现。

2018年9月1日-11月30日

2.天然实验室

中国水产门户网报道

国家动物博物馆

1.位置范围

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二、科学考察的宝地

两极海洋生物“本是同根生”?

中国野生动物保护协会

南极地区的代表动物是企鹅;北极地区的代表动物是北极熊。严寒的气候条件使得两极地区的生物各自都有特殊的生存本领。

◇北极调查得出结果:北极的物种数量多于加拉帕戈斯群岛。

飞羽视界文化传媒有限公司

一、独特的自然环境

此外,科学家还记录下了一些证据,显示喜寒海洋生物会在两极间漂浮,以躲避上升的海洋温度,比如他们报告了冷水螺就由于北方海洋温度升高而向南方迁徙。

地点

①气候特点:严寒、干燥、烈风。

“这些个别物种中的变化可能会影响全球食物供应系统。”阿拉斯加大学教授瑞尔夫·格莱丁根介绍,在自然海域,大个头的桡足类生物可是鲸鱼和海鸟的重要食物。

在冰天雪地的南、北极,有许多动物世代生活在这里。然而,冰川融化及气候变化给丰富的极地物种带来了什么影响,它们现在面临着什么样的生存危机呢?在新学年到来之际,“冰冻星球”动物摄影展展出了来自中国、挪威等国以谢建国、Roy Mangersnes为代表的多位自然摄影师几十次往返极地拍摄野生动物的优秀作品。也许,这些作品能为您带来答案。

(2)北极地区

海天使,生活在南北两极海域。

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1.丰富的自然资源

◇“大白鲨咖啡厅”。卫星标签发现大白鲨每个冬天都会经过长途跋涉,汇集到太平洋生活半年时间,无论是雌性还是雄性,它们会在特定的区域猎食、社交和繁殖。

注:图片由飞羽视界文化传媒有限公司提供

(1)南极地区:地下埋藏着丰富的矿产资源,地上储存着大量的固体淡水资源,海域及沿岸栖息着无数的海洋生物。

北极熊和企鹅是标准的极地动物,它们只能在冰天雪地的极端环境中生存,之所以两者从未迁移到地球的另一角,是因为闷热潮湿的赤道的存在。赤道像一条无法逾越的鸿沟,将生活在两个极地的动物阻隔开来。两个生态圈虽然环境相似,中间却隔着长长的1.3万公里,在上面生活的动物也各具特色。到目前为止,只有少量已知生物是同时生活在两个极地中的,比如着名的灰鲸,或者南北迁移的北极燕鸥这样的“马拉松运动员”。

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北极大部分地区也是终年冰封,但气温比南极地区高,降水比南极地区多,风速比南极地区小。

这一发现给科学家出了不少新课题:常见的两极生物到底起源于何地?极地生物为何在地球的两个尾端都出现?“跨越赤道之谜”到底该如何解开?

主办

2.自然环境

◇在日本附近琉球海沟7217米深处发现了一种栉水母,这是迄今发现的生活在最深水域的栉水母。

展览由中国野生动物保护协会、飞羽视界文化传媒有限公司、国家动物博物馆共同主办。

(2)北极地区:石油、天然气、煤、铁等矿产资源丰富。

3 南极很单一,北极变化大

②南极冰层平均厚度2 000多米,有“冰雪高原”之称。冰山是南极大陆附近海面独特的自然景观。

根据《科学》杂志的报道,计划的想法最初来自两位大学教授的谈话,很快,他们的想法得到了越来越多基金会和项目的支持,直到最后成为联合国的官方项目。

③特殊称号:除“冰雪高原”外,还有“白色荒漠”和“风库”的称号。

■ 新知补丁

(2)我国已建成的极地科学考察站

◇还在墨西哥湾密西西比河峡谷顶部发现了大批小型甲壳类动物。据估计,每平方码生活着1.2万只这种小型甲壳类动物。

3.代表动物

这项工程共有82个国家的2000名科学家参与,十年中,海洋普查项目得出了一系列重大的成果,让人类对海洋生物多元化、分布和丰富度的认识上升到了一个全新的境界。每年,经过普查得出的海洋生物种类都要更新上千个。据科学家今年估计,全球海洋生物种类的总数达到25万个。

丰富的自然资源和原始的自然环境,为科学家进行地质、冰川、海洋、生物、气象、天文等学科的科学研究,提供了领域广阔的天然实验室。

2 动物也能当“北漂”?

生活在南极的水螅水母的一种。

通过基因分析,科学家证明,一种在南极附近南大洋生活的远古章鱼,是目前生活在各大海洋深处所有章鱼的祖先,研究者发现,各种不同的深海章鱼已经“侵占”了不同的深海海域,在过去的3000万年中,深海章鱼们每一次迁移都伴随着南极冰的缩减,但这没法消去这些深海章鱼们的“南极血统”。

豌豆的蟠虎螺,生活在南北极海洋中。

生活在极地海洋中的短角枪水蚤。

而“北冰洋多样性计划”中,科学家则揭示了气候变暖对北极海洋生物的影响。比如,他们发现在部分北极海域,比如在甲克类生物中,小型的桡足类生物越来越多,稍大点的同类物种则越来越少,这一变化可能也与全球变暖有关。

这就给科学家提出了冰期影响的假设。在冰河期时,两极距离并不像今天那么远,南极的冰层紧紧地裹住了极地海洋,这个时候,一大批生物如海蜘蛛、等足目和其他新物种出现,它们生活在密度很高的海底深处,因为冰川消融、密度等原因,新一轮北上的洋流出现了,这些新物种开始随着洋流“北漂”,它们来到各地,更新全世界的海洋面貌。

70年代时,科学界曾提出,南极洲周围存在几个分离的生物区,但这次普查的研究却显示,即便8500公里的海洋被南极洲隔开,围绕南极洲的海底生命也形成了一个单一的生物区。研究者们还认为,因为迅速流动的南极洋流的搅拌,海洋生物才会平均分布到各处。

“在深海处,动物可以漂浮到很远的地方。”参与此普查的德国科学家朱利安·古特说,“从南极游到北极最有可能。”但是他也表示,这只是一个假设,因为科学家还需要在赤道处的海洋深处调查,看是否有喜寒生物,目前还没有足够的证据来支持这个说法。

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“普查”的目的是为评估及解释海洋生物的多样性、分布及其丰富程度,通俗地说,就是为了解决人们远未知的三个基本问题:“海洋里生活着什么?”“海洋里曾经生活着什么?”“海洋里今后会有什么?”

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“普查”包括“南极海洋生物普查”、“北极多样性”、“深海海洋生物多样性普查”、“海洋微生物普查”等14个区域性普查项目,以及三个非区域性项目:“海洋生物地理信息系统”、“海洋动物种群的未来”、“海洋动物种群的历史”。

但事实上,灰鲸在长距离迁移的同时,它可能跟着一大群的“同伴”一起漂流。

“普查”2008年新成果

■ 链接

◇在南极发现类似章鱼的新物种,其由30亿年前在南极生活的原始生物进化而来,它也是现在世界各地深海章鱼的祖先。

全球变暖在极地海域动物种群的分布,丰富度上的影响已经非常明显,比如,在挪威斯瓦尔巴特群岛的Hornsund峡湾,喜好暖水的甲壳纲片足类动物数量猛增,喜好冷水的片足类动物数量则剧减。

有一些研究人员认为,一些原来位处南极的生物幼体可能被大西洋深处的寒流扫到了北方,因为是在海洋深处的流动,因此就避免触碰到赤道温热的海洋表面,令其幸免于难。

生活在南极海域的独角雪冰鱼。

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现在,科学家正在将普查结果调入数据库———海洋生物地理信息系统,光在北极,就有超过5500个不同的分类单位,近100万次观察。数据库还在不断更新。极地的普查结果将归入明年《海洋生命普查》报告中。

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1 企鹅能不能跑到北极?

国际海洋生物普查计划(Census of Marine Life, CoML)是迄今为止同类计划中规模最大、考察面积最广、花费最多的国际合作项目。

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更令科学家惊讶的是,存在于两个极地的生物共占了极地已知生物种类的2%。虽然相隔万里,但至少有235种相同物种存在两个极地中,除了此前知道的灰鲸、北极燕鸥等,还包括了喜冷水的虫子、甲克类、海参、天使螺状翼足类动物等大量的其他动物。

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