这项成果可能回答人类未知的根本性科学问题 也为保护海洋开拓全新视野

本次“科技成果科普发布”活动主发布人张涛

第14次北冰洋科学考察队手持的旗帜来自杭州 海洋二所供图

孩子们与从北极返回的旗帜合影

科学圆桌会 

国际权威学术期刊《科学》曾在创刊125周年之际，提出了125个人类未知的根本性科学问题。而其中最重要的几个问题，就包括“地球内部是如何运行的”。

50多年前，一场地球科学的革命发生了。板块构造学说更新了关于地球自身的知识，但是关于地球内部构造的问题，仍然是个谜。科学家们已经把地球像鸡蛋一样，分为了地壳、地幔、地核，而关于地球内部运行的机制，下一场地球科学革命何时到来，中国科学家已经有了新的突破。

完成不可能的任务

颠覆国际传统理论

在地球的最北端，有一条神秘的海底山脉——加克洋中脊。这里的海水终年冰封，是地球上扩张速度最慢的洋中脊，科学家们曾经认为，这里的海底地壳非常薄，几乎不存在。然而，最近的一项研究彻底颠覆了这一观点。

半个多世纪以来，国际海洋学术界一直持超慢速扩张洋中脊岩浆供给极度贫瘠的观点，然而近日在国际顶级期刊《自然》发表的论文“超慢速扩张加克洋中脊的高变化岩浆增生”，首次证明了超慢速扩张洋中脊岩浆整体超强变化、局部异常丰富的活动特征，极大丰富和完善了全球洋中脊动力演化理论，在全球板块构造领域发出了中国科学家的声音。

11月16日下午，这篇论文的第一作者张涛作为主发布人，参加了浙江省科协“科技成果科普发布”活动，向公众解读了这一重磅成果。

张涛通过生动的比喻，将复杂的科学原理变得浅显易懂：“想象一下，地球的表面就像一个巨大的高压锅，而大洋中脊就像是高压锅上的气阀。在传统的理论中，地幔物质是被动上涌的，就像有人拿掉了气阀，使里面的物质被动喷出。然而，我们的研究发现，超慢速扩张洋中脊的情况却大不相同。在这里，地幔物质不仅被动上涌，还会主动上涌，就像高压锅内的气体压力达到一定程度，主动把气阀顶了起来，喷出高压气体一样。”不管是快速、慢速还是超慢速扩张洋中脊，主动和被动上涌双机制都在共同起作用。

这么重大的研究发现，为什么此前几十年间无人达成呢？原因就在于，北冰洋的加克洋中脊位于北纬85°附近，几乎常年冰封，放置到海底的探测设备无法实现有效回收，所以长久以来，去那里查明地壳深部情况、开展大规模海底主动源探测，一直被认为是不可能完成的任务。

然而，中国科学家们从未放弃。三年前，中国开始第12次北极科学考察，团队借助自主研发的冰下海底地震仪、海底大地电磁仪、基线定位系统、自治机器人等关键技术设备，打破了国际上北极高纬密集冰区无法开展海底地震探测的断言，最终也带回了意想不到的研究数据。

张涛自豪地介绍：“我们在冰封海域成功布设了43台海底地震仪，回收率高达97.7%，这是国际上首次在如此恶劣的环境下完成的大规模海底地震探测。通过这些数据，我们发现加克洋中脊的地壳厚度竟然超过了9公里，远远超出了传统理论的预测。”这意味着，即使是扩张速度最慢的洋中脊，也可能存在丰富的岩浆活动。

这项成果不仅改变了我们对海洋地壳的认知，还可能改变对超慢速扩张洋中脊矿产勘探的思路，为人类认识海洋、经略海洋、保护海洋开拓全新视野。

三位科学家亮相圆桌会

科学让遥远的极地不再“遥远”

成果发布后是圆桌环节，中国第12次北极科学考察地球物理队书记王叶剑研究员和中国第13、14次北冰洋科学考察大洋队副队长、地质地球物理队队长沈中延副研究员也加入了讨论，他们和张涛一起向公众分享了只有亲身经历过极地考察的人才能讲述的科学探索经历和感悟。

极地看似离我们物理距离很远，但关注度一直非常高。谈到极地科考对于全球气候变化研究以及地球的可持续发展的重要意义时，张涛举了一个生动的案例：2008年“中国有气象记载以来最严重的一场雪灾”，就和极地的西伯利亚寒潮有关。

而人类的行为，也在持续影响着千里之外的两极。沈中延是研究历史北极圈冰川的，接下来也要出发去南极科考。在现场，沈老师也和大家聊到了全球变暖、冰川融化等大家非常关注的科学话题。

1985年，《红旗》杂志发表社论《南极精神颂》，首次提出爱国、求实、创新、拼搏的“极地精神”，这四个词语背后是一代代极地科考队员的前赴后继和薪火传承。在谈到“极地精神”时，每位老师都有着自己的体会：那些炮声隆隆的不眠之夜、最长55个小时连续作业不睡觉、驾驶台步行三万多步走到腿抽筋、迟迟找不到OBS（海底地震仪）的焦虑，还有在后甲板冻得脸色青白的科研工作者……王叶剑回忆道：“在北极的冰天雪地中，我们不仅要面对极端的自然环境，还要克服设备故障和技术难题。每一次成功的数据回收，都是团队智慧和毅力的结晶。”正是有了这些科学家的凝心聚力，才有这次重磅的成果亮相。

为了让观众更加直观地了解极地科考的成果，王叶剑带来了几件珍贵的实物展示。“这是中国第一批海底火山熔岩的样品，黄色的这种是它周围可能有矿产资源，黑黝黝的这种是火山爆发炸出来的”，还有一块来自北冰洋4000米左右水深的加克洋中脊火山口附近的火山熔岩，引起了大家的啧啧称奇，“这是通过我们的‘电视抓斗’技术获得的。”

在现场互动的环节，除了对于成果的好奇，大家的提问也五花八门：“在海底为什么火山还能喷发？”“南北极有植物吗？”“海底到底有多少火山”……还有小朋友好奇地发问：“你们是怎么挖黄金的呢？”王叶剑笑着解释：“深海海底确实蕴藏着丰富的矿产资源，包括黄金。但开采这些资源面临许多技术和环境上的挑战。首先，地质学家需要通过各种手段预测矿产的位置；然后，利用先进的深海设备进行开采。这是一个复杂且漫长的过程。”

一面旗帜的北极奇幻漂流之旅

给孩子们种下向往科学的种子

这次活动还设置了一个特别环节，也是现场受邀小听众最为期待的。今年6月8日世界海洋日，海洋二所举办了一场致敬极地探索的开放日活动，当时特意制作了一面旗帜，签名处成了最热闹的打卡点之一，一些幸运的孩子也郑重地写下了一封封明信片。

今年7月，我国第14次北冰洋科学考察队出发，这面带着浙江孩子对科学与未来好奇心的旗帜和明信片也跟着“雪龙2”号起航，开始了一场北极奇幻漂流之旅。当小朋友们写下明信片时，心中或许有些忐忑：“北极科考任务繁重，科学家们还记得这个小小的承诺吗？”

答案是肯定的！旗帜从浙江杭州出发，一路北上，穿越风雪，抵达北极。7月17日，中国第14次北冰洋科学考察队在进入北极圈纪念活动上，陈大可院士、14北首席科学家陈建芳和其他科考队员手持旗帜，留下了珍贵的合影。9月15日，在最后一个海底大地电磁仪回收上甲板后，李家彪院士也拿着旗帜一起合影。

与旗帜一同返回浙江的，还有孩子们亲手写的明信片，它们盖上了北极的邮戳，回到了主人手中。这些幸运的孩子们也被邀请来到发布会现场，一对双胞胎姐妹甚至从丽水赶来杭州，共同聆听这场精彩的发布。

来自杭州嘉绿苑小学的宋嘉语和家人听完这场发布后有些兴奋：“张涛老师以专业的视角阐述了我国北极科考的最新发现，让我们领略到我国科学家不畏艰险、勇攀科学高峰的英姿。他们是照亮我们未来道路的一颗颗‘明星’。”

杭州市学军小学求智校区的金尚哲在现场也听得非常认真：“今天我学习了海洋地幔的运动与形成，让我印象深刻的是，科学家们有时连续55小时不睡觉，一直坚守着自己的工作岗位，科学研究也需要耐心和体能来坚守。提问环节也让我收获很多，我知道了海底有许多矿产，南北极也是有植物的。最期待的环节是我签名的一面旗被送到北极后又重新载誉归来，我寄到北极的明信片也回来了，真是太高兴了!”

这不仅仅是一面签满了名字的旗帜和盖了北极邮戳的明信片，更是孩子们对科学的好奇心，对极地与海洋的向往。海洋二所的科学家们在努力科技创新的同时，也守护了公众对于科学的初心与热爱。

从1984年到2024年，中国极地考察走过了40年的光辉历程。从0到1再到∞，中国极地科学考察队踏遍南极和北极，取得了丰硕的成果。爱国、求实、创新、拼搏，“极地精神”和“科学家精神”一样，都在不断薪火相传，以科学之力不断突破。

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作为全国样本、浙江创新，由浙江省科协和都市快报联手打造的“科技成果科普发布”已经举办了六年，持续关注前沿科技，打造了“国家级—省级—市级—（区）县级”四级联动、协同发展、社会科普资源互通共享的新局面。每期活动都会请到深耕一线的科学家来讲述最前沿的科技成果和成果背后的科学故事。