新年首个工作日，周怀阳教授在实验室。 刘雯欢 摄

周怀阳

同济大学海洋与地球科学学院长聘特聘教授，曾任国际海底管理局环境咨询专家小组成员，多次受聘担任中国大洋矿产资源研究开发协会环境项目首席科学家。

周怀阳的名字与许多个“第一”连在一起：

首次中美联合深潜中方首席科学家，“蛟龙号”首位下潜的科学家，自主研发我国首台高温高压开放式深海生物地球化学实验研究平台，以第一作者身份在《自然》杂志发表的论文被誉为“中国在大洋岩石圈研究上头一回出彩”……

周怀阳这连串“足印”背后，是近年来中国海洋科学的厚积薄发、上行动线清晰。

   1月4日，新年首个工作日，周怀阳和他的团队一早扎进位于临港的同济大学海洋地质国家重点实验室，继续对深海采集得来的样本进行分析研究。仓库里各式黑灰棕黄的岩泥土块，对他来说，统统都是宝贝疙瘩。

   这位十余次担纲我国大洋和近海科学考察首席科学家的教授清瘦了不少。说到因疫情而受影响的海洋科考，他微微停顿，懊恼道：“现在别说出海，出上海都不容易了。”

   犹记得3年前采访他时的几句闲聊：

   “你知道大海真正的颜色吗？我见过。”周怀阳双眼闪闪发亮：“许多人说海是蔚蓝色的，不确切，那是近岸区域。在远海深海区，海水是墨蓝色的，近于黑，又泛着光泽，这片墨蓝之上的夜空中，星群就像分子结构那样立体深邃……”

星辰与大海承载着人类拓宽视界的探知欲，诗和远方则是这梦想的抒情表达

   解放周末：还记得最初促使您选择海洋的原因是什么吗？

   周怀阳：我是1977年参加高考的，那是全国恢复高考第一年。当时我最想去南京大学数学系，结果一道题没做好，考砸了，数学系没考上，收到了南京大学地质系矿床学专业的录取通知书。“矿床学”学什么？那时候完全不知道。我父亲也说不清楚，但叮嘱我学好了什么都好。我就在这个专业读了本科、硕士、博士，主要跟石头打交道，去各种山里。

   我做论文的时候，全球地质学领域发生了一件大事：海底发现了热液。简单来说，海底的岩层或沉积物不是严丝合缝的，冰冷的海水会慢慢沿着缝隙向下渗漏，在底下深处被岩浆热源加热变性之后，成为不同成分的流体，再向上向海水中喷溢，这就形成了热液。之前，地质学上有些矿的成因争论了100多年，热液的观测结果一出来，争论戛然而止，难题迎刃而解。

   当时，我读到国外的一些热液活动相关论文，其中有一句“现代海底热液活动区域是陆地古代成矿研究的天然实验室”，一下子触动了我，于是向往去做海底相关的研究。

   解放周末：从矿床学转向海洋地质学，从陆地转向海洋，还适应吗？

   周怀阳：上世纪90年代，我国海洋科学还很弱小，特别是作为海洋研究基础性学科之一的海洋地质学刚刚起步，基本没有研究海底硬岩的条件，要从研究水和“软泥巴”开始。

   即使这样，出海也很花钱，研究更是个长期的过程，不会立竿见影。那时，百元面额的钞票市面上不多见，基本都是十元面值。团队同事们开玩笑说，研究海洋，就像拿着一沓10元人民币对着水面一张张扔。我记得很清楚，当时冬天买个电热毯，外包装上写着“与保险公司合作，发生事故赔偿3000元”，已经觉得是天文数字了。但海底采样和考察设备，有的一台价格就高达数百万美元。海上作业时，万一拴着设备的绳索拉上来发现设备丢了，简直跟出人命一样严重。可大海下面情况莫测，这种风险谁也没法避免。

   2011年，中美有个合作海底考察项目，我方准备带着设备去，对方要求设备必须投保。我们找了两年，没一家保险公司肯接单，我们就去问美方科学家：“你们找的哪家？”对方说了实话：“其实我们也还没找到。”

   解放周末：研究海洋不容易，但还是得迎难而上。

   周怀阳：确实是这样。前一阵子我国航天领域热点不断，我跟学生说，单看火星车，无论是结构大小都有点像玩具，但它的本事就在于能放到人类几近未知的一个区域中去工作。这“未知”就是价值。而海洋，是我们身边实实在在的未知世界。

   现有宇宙星图中，地球是唯一气、液、固三相共存的星球。地球上海洋平均深度3700米，覆盖面积占70%。从海洋生物角度来看，大陆上的人类只是“岛民”。从人类角度来看，打个比方——假如你住着100平方米房子，里头有70平方米都是水，这些水肯定会对你的生活产生重要影响，你肯定得好好琢磨吧。

   现在我们常说一个词——“星辰大海”。人类发展进程中，科学所能抵达的星辰大海，与我们情感中的诗与远方殊途同归。星辰与大海承载着人类拓宽视界的探知欲，诗和远方则是这梦想的抒情表达。不然，儒勒·凡尔纳的科幻小说《海底两万里》不会在发表100多年后依然动人。

“蛟龙号”里，我们说着中文，看着汉字，下潜到海底，这和以往的感受截然不同

   解放周末：2013年，您成为首位乘“蛟龙号”下潜的科学家，还记得当时的心情吗？

   周怀阳：当时我说过一句话：“坐中国人自己的潜水器下潜，我等了十多年。”现在我还记得当时这份激动。

   我国海洋科学起步较晚，尤其是海洋工程技术和发达国家相比较为落后。国内研究者早年出海，只能搭乘国外的深潜器，观测设备也大都是国外的。

   我参加的第一个航次是1994年去南海的德国“太阳号”科考航次，当时接触到了一批前辈，他们的所言所行都是我学习的榜样。

   我国海洋科学研究的前辈汪品先院士是这一航次的首席科学家之一。他给我的震撼是：他怎么一直在工作，从来不用睡觉的？当时我还是小青年，容易激动，在船上提了很多问题，汪院士一一解答后开玩笑地提醒我：“你不要那么兴奋。”现在回想起来真有点不好意思。

   此后，我每次出海都是从别国出发，需要先从上海到北京拿签证。有一次，考察航次万事俱备，偏偏出发地不给过签，我从领事馆出来时正遇上下雨，情不自禁地对同事说了一句“老天都为我落泪了”。后来我不甘心，再送签，最终，签证下来了，但船已经出发了。我只得从北京飞到西雅图，先登上与其航线有交汇的“汤姆森”号，等两船在海上接近时，套上救生衣乘小艇靠近考察船，踩着舷梯爬上去。那时，航次工作已近尾声，但我想，任何机会都不能错过，能多干一点、多看一点也是好的。

   第一次下潜，搭乘的也是别家的深潜器。我现在还记得，下潜深度是2200米，驾驶员专门播了首中国流行歌曲作为舱内背景音乐。我第一次看到之前看了无数遍的海底考察录像真实出现在一窗之隔：板块扩张处的断层悬崖刀切斧凿，沟壑深不见底；蜘蛛蟹如同大将军，在新长出的火山岩顶耀武扬威；更多微小的海洋生物荧光点点，星星一样……

   解放周末：正因为此前的种种经历，您成了较早呼吁开展国产载人潜水器科学研究的人之一。

   周怀阳：是的。我过去搞陆地地质，野外考察有三大法宝：锤子、罗盘和放大镜。海洋地质探测中也同样需要采样、定位和观测。海洋环境不同于陆地，复杂得多。在几千米深的海底作业，没有动力定位，船在深海大洋里被风浪和海流吹着跑，缆绳下放点和回收点相距甚远，采样精准度较差。有了动力定位之后，几千米水深的采样依旧是难题，所以要制造深潜器。

   载人潜水器“蛟龙号”在各方呼吁下，2002年立项，集结了我国55个科研机构的智慧，经10年研制、海试而成，整个历程非常艰辛。我从2004年开始参与“蛟龙号”的科研工作，负责承担“7000米载人潜水器海试选址”的研究工作，在南海为“蛟龙号”的安全海试圈定了1000米、3500米至4000米水深级别的场址。

   2013年6月17日，“蛟龙号”试验性应用航次首潜就带回了一个较为完整的碳酸盐气囱样品和一些贻贝样本。当天晚上，得知第二天自己将下潜后，我就很兴奋、很期待，一直研究视频资料，跟潜航员沟通了好久。

   解放周末：坐自己的深潜器，和坐别人的深潜器有什么区别？

   周怀阳：“蛟龙号”里，我们说着中文，看着汉字，下潜到海底，取得了一些新的发现，这和以往的感受截然不同。尤其是，它还能自由前行，甚至悬停在海洋里，可以在海底伸出机械手完成采集和打钻的任务。每次看到“蛟龙号”作业时，我内心充满了自豪感。

就在那一刻，一大片“煤球”突然出现在眼前，纵横排列齐整，就跟海底兵马俑似的

   解放周末：能说说您这么多年来在海底的收获和发现吗？

   周怀阳：有一次，“蛟龙号”捞了许多贻贝、瓷蟹、阿尔文虾上来。有人问我：那么多“海鲜”，味道怎么样？遗憾地说，它们都不可食用。一方面是因为部分海底生物富含甲烷，食品安全不达标。另一方面，一些多毛类和鱼类品种，连海洋生物专家也不认识，可能是全新物种，可能含有特殊基因，都需要后续跟进研究。

   虽然“海鲜”不能吃，但很多海底研究的过程很有意思。

   2005年，我和同事们一起参与中美首次联合深潜航次，乘坐“阿尔文号”载人深潜器，在东太平洋洋底的深海热液区，完成了8人次的深海下潜。“阿尔文号”是世界上使用次数最多的深海载人潜水器，可载3人，最大潜航深度4500米，冰海沉船“泰坦尼克号”就是它发现的。

   那一次，尽管没能发现冰海沉船，但我们真的把海底变成了天然实验室，那也是我投身海洋研究最初的动因。

   当时我们做的是国际首例人工热液硫化物黑烟囱生长实验。热液与海底的玄武岩反应会产生大量重金属、硫化氢等。热液喷口附近为高温、高压、高毒环境，天然生长着外包硫酸钙的黑色椎状物，专业上以形定名叫“黑烟囱”，研究其成因，对了解热液意义重大。我计划做的，就是人工“种”几个黑烟囱出来，然后掰回来仔细研究。

   种葡萄要搭葡萄架，种“黑烟囱”也得搭“烟囱架”。我们设计了一个高帽状的装置，在内部特定部位安上9个热电偶，用于监测记录温度变化。“阿尔文号”下潜时，将其罩在热液喷口。9天后再观察，发现它“长势喜人”：不止一个黑烟囱破土而出。我跟着一起下潜去摘烟囱。没想到出师不利，机械手刚捏上去，它就在海水中灰飞烟灭了。分析发现，靠上部的硫酸钙外壳新长出来，比较脆弱，我们于是决定改“捏”为“端”，让机械手抄着底部“铲”出来。第二个烟囱出师告捷，却在运回深潜器自带的“置物篮”的路上散掉了。时间有限，来不及摘第三次，我们就带着第二个烟囱的一些小块返航，也研究出不少有意思的新发现。后来，过了几年再次下潜，还能看到当初留着没摘的几个黑烟囱，有的已经长成了小山包，特别结实。它们对成矿过程的研究意义很大，不过，普通机械手已经掰不动了，得安装海底钻机才行。

   解放周末：继2013年，2018年5月，您以“南海深部计划” 2018遥控深潜科考航次首席科学家身份二探南海，有什么难忘的事吗？

   周怀阳：“南海深部计划”是由汪品先院士提出的，这是我国海洋领域第一个大型基础研究计划，全名是“南海深海过程演变”，我们希望能像解剖麻雀一样解剖深海。该计划已完成了两次深潜，一次由汪品先院士带领，借由我国第二台深海载人潜水器“深海勇士号”潜入深海。另一次由我作为首席科学家，在厦门大学“嘉庚”号科考船上，利用遥控深潜机器人，对从南海东北陆坡的冷泉、特殊沉积区到中南部海盆的海山进行了科学下潜考察。

   2013年，在“蛟龙号”下潜之前，我国科考人员曾通过拖网的方式从南海深海打捞出铁锰结核。然而，当时不能完全确认铁锰结核的存在。这次南海航次，在海深3500处的海山上，我们发现了大量的铁锰结核，且丰度非常高。

   发现的瞬间是震撼的。事先，我们根据拖网的信息，分析划定出一个可能存在铁锰结核的大致范围，遥控深潜机器人行进了5个多小时，只见到沉积物，没有一丝结核的踪影。当时我在控制室，对着屏幕都有点自我怀疑了，心想是不是经纬度搞错了。就在那一刻，毫无想象中“零星到大量”的过渡，一大片“煤球”突然出现在眼前，纵横排列齐整，约1平方公里的规模，就跟海底兵马俑似的。

   这些“煤球”身上带着许多问号。比如，为何比较重的铁锰结核没有和同时期的沉积物一样被深埋千米，而是浮在海底表面？铁锰结核中的铁锰含量是周边海水中铁锰含量的109倍，因何富集而成？它们又为什么排列如此整齐……

   解放周末：有太多意外和谜题等待解答。

   周怀阳：是的。近年来，随着“海洋强国”战略的提出，我国海洋科研、工程实力大幅提升，为“南海深部计划”不断带来惊喜。南海是我国岸外最深、最大的深海。我们在海底看到的大大出乎预料。我相信，逐步揭开南海深部的奥秘，才刚刚开了个头。

逆着地球生长的单向螺旋上溯千万年，以微小人生拼凑一颗行星的奥秘，不是一件很棒的事吗

   解放周末：听说您在国际海底管理局被称为“那瓦巴先生”，有何由来？

   周怀阳：这是因为，上世纪90年代，我针对潜在海底采矿可能产生的环境影响，在国际海底管理局会议上提出了一个环境自然基线调查计划，取名“NAVABA(Natural Variability of Baseline)”，该计划及其思路在国际上产生了很大的影响，至今还一直被人提起。

   我认为，在人类较大规模海底活动前，应尽可能多地收集环境资料，以便确定基线，用于对不同时间点的情况进行比较，评估人类活动可能产生的影响。同时，基线的确定，也应将自然环境本身的变化因素考虑在内，而非僵化地刻舟求剑。

   解放周末：在海洋研究领域，中国学者正越来越多地发出自己的声音。

   周怀阳：此前，国际地质学界认为南海的演化不过是大西洋的翻版，无力获得实证的中国学者无法提出自己的观点。现在，中国科学家通过跨学科、跨部门合作，取得了大量科学数据和研究成果，得出了南海形成的新认识：南海在1000多万年前，大洋地壳比现在大整整一倍——先是东部海盆在3300万年前开始扩张，再是西部海盆在2300万年之前扩张，两者都在约1500万年前停止扩张，原来的一部分南海板块已经沿马尼拉海沟挤入地球深部去了。这显然与“大西洋在地球板块不断拉伸作用下越变越大”的演化模式是不同的。

   解放周末：可惜的是，因为新冠肺炎疫情的缘故，全球的海洋研究受到了影响。您多久没出海了？

   周怀阳：距离上一次已经有快3年了。2020年3月6日，我本已定好与海外同行一起去西南印度洋，继续考察研究，遗憾没能成行。不过，之前采集的样品已经足够深耕，国内同行和我都有不少新发现、新想法。相信疫情过去后，我们的征途还将继续。

   解放周末：会思念大海吗？

   周怀阳：当然，常会想起。

   我会想起，有一次考察归途中，太平洋上，无边无垠，晚霞身前身后、漫天漫海，有只小鸟停在身边船舷上，啾啾地叫；也会想起只在海底才能看到的红艳似火的海参。捕捞过程中，海参出于自我保护会分泌一种能够自分解的酶，出水时几乎都不成形了。说实话，自从上了大学，我就再也不去公园了，因为没有哪里比自然更美、更壮观、更神奇。

   有时，我会冒出个念头：如果把地球历史算作24小时，那么人类只在这一天中的最后半分钟才出现。我们当然应该敬畏自然，同时也不放弃探索。在这个世界上，有那么多未知，特别是深空、海洋、微观世界，绝大部分至今仍是黑暗领域。研究者就像蚂蚁一样，点滴努力，每前进一分，就是把认知光亮的边界拓展一点。

   地质学讲究将今论古，指的是研究过程中通过各种地质事件遗留下来的地质现象与结果，利用地质作用的规律，推算古代地质事件发生的条件、过程及特点。我常常想，逆着地球生长的单向螺旋上溯千万年，以微小人生拼凑一颗行星的奥秘，不是一件很棒的事吗？

荐稿人：lry  2022-01-09 执行编辑：ZJY 2022-01-09 责任编辑：lyh 2022-01-11