自然资源部海洋二所青年极地科学家张涛：海洋科学人的使命在海上！

青年极地科学家张涛：

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海洋科学人的使命在海上

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历时79天，航程1.4万海里，中国第12次北极科考已经圆满结束。航次记载了我国探索极地海底的历程，取得了北极珍贵的资料，也留下了众多美好的回忆。但是对张涛来讲，这段海洋人与北极的故事才刚刚开始。
张涛
; z2 I# K% ]; Y自然资源部第二海洋研究所研究员
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现任国际北极绘图计划（IBCAO）委员、中国海洋与湖沼学会—观测分会理事、中国海洋地球物理专委会委员等学术职务。长期从事极地洋中脊岩石圈动力学，以极端环境的观测支撑前沿研究，10多次参加国内外极地考察。近年来主要聚焦北极“最古老海盆”和“最新扩张洋中脊”两个边界，约束整个北冰洋的岩石圈演化过程。相关成果精确厘定了北冰洋最早的地壳年龄，进而构建北冰洋初始打开和后期改造的“生命史”。带领团队获人社部“中国极地考察先进集体”称号。2021年获浙江省特支计划，2021年入选自然资源部科学技术领军人才。
<hr/>Q：简要介绍一下自己的研究领域？
: M. f. y+ _9 Y  E8 uA：我主要从事北极海底岩石圈动力学的研究，属于地球物理专业。


Q：在科考的过程中有什么印象深刻的记忆吗？
/ Q; a( s$ s. Y. w; \A：我一共去过10次极地，每次去都有新发现，印象深刻的有两次。
第一次是2008年，我去北极考察，负责地球物理工作。那是我第一次去北极，也是我们国家第三次去北极考察，那个时候全世界对北极海底的了解都很少，我国北极的海底地球物理探测在之前更是完全没有，就像很多人的第一次一样，感觉既新鲜又忐忑。
) w0 P* F! h3 _; C& x2 q第二次就是2021年，去年中国第十二次北极科学考察（国际北极洋中脊考察联合计划即JASMInE计划）在李家彪院士首席的带领下，我们做了很多事，尤其是在密集冰区洋中脊海底探测上取得了重大突破。这是所有人都没做过，所有外国科学家都觉得不可能做到的事，但是我们做到了。


Q：能和我们说说在北极的科考中具体做了什么吗？
+ S( e- k/ q* `/ CA：探测北极海底一直都是一个难点。
8 Q: c# a2 ], f% S它的理论过程是使用声学仪器探测海底，通过反射和折射波了解海底地形和以下的地层，从而推断地壳形成过程。
我们实际探测过程中会首先把高压气枪放在海水里，以极大的压力爆破产生震源。随后我们将传感器（海底地震仪）放到水深4000米左右的海底。这几十台设备接受使命在海底锚定，接受信号收到数据之后再回收到船的甲板上。
2 S2 c0 z) F9 j- V3 C9 w) {然而收回设备并不是一件容易的事，在密集海冰覆盖的北极，甚至是海底探测最大的技术难题。在北极虽然是极昼，但是由于海冰的覆盖，寻找设备的时候其实如同黑夜一般，收回设备时极容易被浮冰盖在冰下，损失昂贵的设备。之前国际上的科学家都认为这个工作是不可能的，一旦把仪器设备扔下去，就要承担所有设备无法回收的风险。
在这个技术难题上，我们用了两年多的时间准备，做了大量实验，设计了多种方案，终于在去年实现了几乎百分百冰覆盖的情况下超过97%的设备回收率，因此我们去年做的很成功。
极地考察是天然的国际合作，一方面没有一个国家能够在这种恶劣的环境下独自完成所有的极地探测工作，另一方面极地考察的高门槛又把大多数国家排除在外，它需要技术需要设备。我认为目前只有4-5个国家有这个密集冰区探测的能力，事实上去年之后，国际上很多科学家都邀请我们参加他们的航次，最大的原因就是看中了我们创新性的技术。在海底地震探测方面，我们国家现在被证明是最强的。
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8 E& L( i3 X+ K, k0 ~8 GQ：为什么觉得北极科考是一件有意思的事情呢？
A：全球70%是海洋，海水以下大多是海洋地壳。与陆地地壳不同，海洋地壳非常年轻，有一部分海洋地壳年龄为0，会不断迭代，周而复始地循环。
% Q6 [9 X4 [! S9 P  w* V4 h$ C) d5 S北冰洋独特就在于它存在着一种特殊的洋中脊——超慢速扩张洋中脊。地壳扩张速度越慢的地方，岩浆活动越不活跃，由于海洋地壳就是岩浆冷却形成的，因此在北极下，我们传统教科书上认为的地壳甚至可能不存在，也就是地壳-地幔的结构不存在。这让我非常好奇，所以10多年前我就一直想去扩张最慢的北极海底看看。
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Q：在北极科考的过程中有没有遇到什么困难或危险？
/ i* {0 l- r0 T0 H( s( i; x2 Y9 WA：主要的困难在于没有前人成功模版，探测方案无法借鉴成功的经验。
8 t6 E: ?1 E% m0 f, H. {& n7 Z一是由于北极环境恶劣，我们很难预知环境，无法提前模拟完全一样的冰环境进行试验。
4 ^! X9 @# O$ V" |二是我们不确定扔下去的设备还能不能回来，这背后是巨大的人力物力成本，如果设备无法收回，所有做的事情都将归零，这会给大家带来比较大的心理压力。


2 ]2 M+ l; J' R8 y! e5 GQ：能否从个人经历和感受出发，谈谈您对“科学家精神”的理解？
( s  A) Y: |. z: V1 dA：我认为的科学家精神有三点：
1、必有的创新精神。科学的事都是必须是创新的事。
2、锲而不舍的精神。工作中我们总是会遇到很多困难，但是很多工作需要等待才能完成。像我们今年的北极探测，就需要等待我们国家新的“雪龙2”号破冰船下水后才能进行，因此需要一种持久的耐力。
3、勇于挑战高峰的精神。北极密集冰下地球物理探测可能是最困难的海底探测了。北极的环境非常恶劣，纬度85度以上就属于探险，对人和设备是双重考验。李家彪院士去年去北极时已经过了60岁了，但是李老师依然去了一线，用自己的行动完美得诠释了“海洋科学家的生涯就应该在海上”这句话，这种勇攀高峰的精神对我人生的影响很大。
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1 b# R6 l0 L! ]8 G3 s4 p; _Q：都说科研是孤独的、又是困难重重的，您还是坚持做科学的原动力是什么？
A：我非常幸运能够从事这个行业，能够通过自己的专业能力认识地球，并将知识传达给别人，这足够令人兴奋，也足够让我抵御那些所谓的孤独和困难
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