南海遥控无人深潜航次专题报道：探寻南海北部陆坡海底沙漠

      编者按：2018年4月17~5月16日，由我校海洋与地球科学学院周怀阳教授担任首席科学家的“南海深部计划”遥控无人深潜航次在南海执行。据悉，航次将聚焦海山、深海沉积和冷泉系统三大主题，开展水深1000米至4000米海底的原位观测、实验和采样工作。此次我校共有11位教师参加该航次，在繁忙的科考工作之余，他们还将第一时间发回来自南海深处的现场报道。

      昨天我们还在冷泉区探测时，看到色彩斑斓的生物群落，是面朝大海、春暖花开的景象；今天当“嘉庚”号科考船载着我们和遥控无人潜器驶入南海北部陆坡的高能区，尽管海面上波澜不惊，但海底却是暗流涌动、黄沙滚滚，竟然堆砌起各种不同造型的沙丘。

      船载多波束地形扫描显示大型的海底沙丘高达十余米、波长达数百米，形同陆上沙漠区的大型沙丘。但这些海底沙丘的形成机制却与风无关，而是南海北部异常活跃的内孤立波长期作用造成的。内孤立波是南海北部重要的海洋动力过程，对物质和能量输送具有重要意义。南海北部内孤立波是由天文潮汐经过吕宋海峡时在地形阻挡的作用下形成的，形成后向南海内部传播，最终在陆架区破碎消失。

      当遥控无人潜器到达海底并在这些大型沙丘之上爬行时，传回的高清录像显示在其上还有次一级的沙脊，高度只有几十厘米，波长通常为几米。这些沙脊一般一侧宽缓、另一侧陡立，坡脚常有大量的白色贝壳碎屑堆积；波脊可以是平直的，也可能波状起伏。在缓坡和波谷上，又可以发现大量的小型波痕，波高和波长通常只有几厘米，波脊时而平直，时而弯曲。

      海洋究竟持有什么样的利器，可以雕刻出大小和形状不一的海底波形？这些沙丘、沙脊和小型波痕是静止的还是移动的，如何运动？为了回答这些问题，我们在沙脊的不同部位安插了带刻度的标杆，以期观测沙脊运动的方式和速度。同时，我们还在沙脊间布设了一个底基三脚架，用于观测近海底水层中海流的强度和方向变化，以及水体中沉积物颗粒的浓度。无人潜器在海底采集的沉积物柱状样显示这些沙脊的波脊处沉积物较两侧粗，且水深300-400m处的沉积物较500m处的粗，总体反映了与水动力强弱之间的关系。我们将继续通过分析沉积物样品、影像资料和三脚架获取的海流信息等数据来揭示这些水下沙脊的形成机制；而本航次后期再次回访这些插有标杆的沙脊发育区，可以更直观地告诉我们沙脊的移动方式和距离等信息。（作者：赵玉龙，海洋与地球科学学院副教授2018年4月28日于“嘉庚”号）