韓喜球
海洋二所研究員
韓喜球,1969生,1993年在成都理工學院獲沉積學碩士學位,2001年獲浙大構造地質學博士學位。曾在德國作訪問學者。中國科協常委,中國共產黨十八大代表。現任國家海洋局第二海洋研究所海底科學重點實驗室研究員。發表論文28篇。曾被國家海洋局評為“巾幗建功活動標兵”。兩次獲浙江省科協、人事廳、科技廳頒發的浙江省自然科學優秀論文一等獎,獲教育部和國務院學位委員會頒發的全國百篇優秀博士論文提名獎。2007年1月8日開始的我國大洋第19航次科考任務中,韓喜球成為第三航段首席科學家,並因此成為大洋一號首位女首席科學家,更是我國整個大洋科考史上第一位女首席科學家。
韓喜球
1990年9月至1993年7月在成都理工學院沉積地質與礦產研究所沉積學專業攻讀碩士;
現任自然資源部第二海洋研究所海底科學實驗室副主任、浙江大學海洋學院副院長、上海交大海洋學院雙聘教授、中國女科技工作者協會副會長。
2021年6月11日消息顯示,韓喜球當選中國科學技術協會第十屆全國委員會常務委員會委員。
成為第一是“工作的延續”
1993年,韓喜球進入國家海洋局第二海洋研究所工作,從自己學了七年的陸地地質領域轉向海洋地質領域,海底熱液活動是韓喜球最主要的研究課題。熱液是指一種含有豐富礦物質、溫度極高的液體,在岩石結晶的過程中,隨著岩石冷卻而分離出來;對熱液活動的研究是目前海洋地質研究最重要的方式之一,分析這些熱液的成分和形成,不僅能得到地球礦物的構成數據,而且能幫助了解地球生命的起源。這些,都是韓喜球的研究範圍。
2005年,中國“大洋一號”首次橫跨三大洋作環球科考,在這次世界矚目的重大科考活動中,韓喜球是首席科學家助理,這次科考成功地在東太平洋海隆和西南印度洋脊探測到了若干新的熱液異常。2007年1月8日開始的中國大洋第19 航次科考任務中,她成為第二航段的首席助理和第三航段首席科學家,這個航海科考在西南印度洋脊發現了第一個“海底黑煙囪”,還發現4個新的熱液活動區。
“海底黑煙囪”指的是海底深部噴湧出灼熱富金屬流體的口子,熱液流體遇冷的海水后其中的金屬元素迅速以金屬硫化物形式沉澱下來,礦物成分包括黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦等,並包含豐富的金、銀、鉑等貴金屬元素,找到了海底“黑煙囪”如同找到了礦床的露頭,意味著海底下面可能有硫化物礦床。
這次的科考活動的重大發現也使韓喜球成為中國整個大洋科考史上第一位女首席科學家。不過在韓喜球自己看來,成為“第一”是碰巧了。“我沒有把它當作一件太大的事,這不過是我研究工作的正常延續。”
2017年05月,獲得全國創新爭先獎。
走近海底熱液區
尋找熱液區是一個複雜的系統工程,涉及多種儀器設備和多學科的專業知識。首先要用聲納技術繪製海底地形圖,拿到地形圖后要有一個初步的判斷,哪個地方可能有熱液硫化物分佈。接著探測水體中的熱液異常,一般以“集成化拖體系統”為載體,把甲烷感測器和溫度、濁度等感測器綁在鋼纜上放到大洋深處,用船慢慢拖著“嗅”海水中的熱液異常。因為一旦海底有熱液噴發出來,在水體中就會留下蛛絲馬跡,比如水體甲烷含量增高了,濁度變大了,溫度升高了。這些都作為判斷海底有活動“黑煙囪”的重要指標。
“首先我們先探測水體裡面這些參數有沒有異常,如果有的話,圈出一個異常範圍,然後進行近底觀察取樣,追蹤異常的‘源’。多長時間能找到噴口,很大程度上取決於你判斷是否準確,運氣好不好。”韓喜球表示,硫化物在海底分佈的面積範圍非常小,一般只有幾百平方米,相當於一個足球場那麼大。對於茫茫大洋中,微乎其微,在尋找的時候位置稍稍偏一點點就會與之失之交臂。
韓喜球清晰地記得,環球航次時在已知熱液噴口附近首次獲取熱液硫化物樣品的情景:“我們在中印度洋脊三大板塊交叉的地方放下了電視抓鬥,船一寸一寸地慢慢移動,突然,一隻海葵闖入鏡頭,又一隻海葵闖進來,接著又是一片白花花的海葵??蝦和螃蟹也出現了,越來越多,我們離熱液噴口越來越近。”
“不一會兒,一根黑乎乎的硫化物煙囪體突兀地出現了,電視抓鬥輕輕觸了一下黑煙囪,附著在煙囪體上的蝦受到驚擾,‘嗡’地飛舞起來了,密密麻麻,好像捅了一個巨大的馬蜂窩。所有的人都驚嘆歡呼起來。電視抓鬥取樣器張開大嘴,對準了一個黑煙囪‘咬’下去,一塊像樹樁長達50 公分的黑煙囪被牢牢抓起,上面還附著藤壺、海葵等熱液生物。當然,還有肉眼看不到的微生物。”那是中國海洋科學家在自己的科考船上第一次如此直接地觀察到深海極端環境里生機盎然的生命現象。
從印度洋結束了第19航次的考察歸來,韓喜球馬上把她電腦上所保存的全球“可能存在的熱液硫化物”位置,由原來的93個改為97個,這新增加的4個,就是她作為女首席的貢獻。
熱液啟示生命起源
海底熱液活動區被稱為是海洋科學近幾十年來最為重要的科學發現之一,在礦產資源、生命起源、古代海洋地質等等方面都極具科研價值。
“正在活動的熱液噴口,硫體噴射出來,有的達到1200度,那是非常惡劣的環境:高溫、高壓、缺氧、劇毒,而且沒有陽光,富含重金屬……奇怪的是,在這個環境中卻有很多生物在生存,其中甚至有一些古代菌種。這恰恰給予我們一種啟示——地球最初生命起源時,也沒有氧氣,跟海底熱液噴口環境有幾分類似,在這樣的環境下,生物是如何從無到有,逐漸形成一個較為完整的生態系統?”韓喜球說。
黑煙囪有大有小,而且跟火山相似,也有正在噴發的活煙囪,不再噴發的死煙囪和休眠期的煙囪。國際上最早的海底“黑煙囪”,發現於1979年東太平洋海隆,而在2005年中國首次大洋環球科學考察之前,國內尚沒有組織過這樣大規模的專項考察。
韓喜球清晰地記得,環球航次在已知熱液噴口附近首次獲取熱液硫化物樣品的情景:“我們在中印度洋脊三大板塊交叉的地方放下了深海攝像系統,船一寸一寸地慢慢移動,突然,一隻海葵闖入鏡頭,又一隻海葵闖進來,接著是一片白花花的海葵……蝦和螃蟹也出現了,越來越多,我們離熱液噴口越來越近。”
不一會兒,一根黑乎乎的煙囪(熱液硫化物)突兀地出現了,電視抓鬥輕輕觸了一下黑煙囪,附著在煙囪體上的蝦受到驚擾,“轟”地飛舞起來了,密密麻麻,好像捅了一個巨大的馬蜂窩。所有的人都驚嘆歡呼起來。電視抓鬥取樣器張開大嘴,對準了一個黑煙囪“咬”下去,一塊像樹樁一樣長達50公分的黑煙囪被牢牢抓起,上面還附著有藤壺、海葵等熱液生物,當然,還有肉眼看不到的微生物。那是中國海洋科學家第一次如此直接地觀察到深海極端環境里生機盎然的生命現象。
80年來特大颱風
在環球科考中擔任科學家助理的韓喜球,在此次19航次大洋科考第三航段成為首席科學家。中國大洋科考實行的是“首席負責制”,這就意味著整個航次的成功,很大程度上要取決於首席科學家的決策正確。
在韓喜球之前,中國數十年的大洋科考中沒有女性擔任首席科學家的先例,韓喜球說,並非中國沒有優秀的女科學家,而只是出於客觀條件的限制。考察船上條件比較艱苦,過去船隻的裝備也跟不上,住房設施、衛生設施有限,以前船上只有男性,沒有那些講究,此次大洋一號改裝以後,才有了獨立衛生間和單間卧室。
一間普通的單人間,整個面積不超過5、6平米,僅容一床一桌而已。首席科學家享受的待遇稍稍好些,可以擁有一個帶工作間的“豪華套房”,甚至還“很奢侈”地擁有一個浴缸,當然,誰也不會真的用那浴缸去洗澡。
船上的生活艱辛而清苦,用船員們的話說,是“流血流汗、掉皮掉肉”,印度洋上烈日當空,刺得人睜不開眼睛,甲板被烤成了燙板,40到50攝氏度的高溫,在甲板上走路都很困難,還要進行各種試驗操作。幹完活常常是渾身疼痛不止,累得連飯碗都端不起來。
船上有區域網,一天兩次定時跟外界交換信息,訪問國內網站是不可能的,發電子郵件容量有控制,通過衛星傳輸,價格很昂貴。伙食一般是三菜一湯:餡餅,西紅柿,稀飯,排骨湯……偶爾大家動手包一頓餃子,很少吃到綠色蔬菜。
在從一個考察點到另一個考察點的路上稍微清閑一些,科學家們會利用這段時間休息和業務交流,打打乒乓球,船員們有時也釣釣魚,運氣好的時候,捕得到小小的鯊魚。
“當時那種緊張焦慮,無法形容,非常擔心。原本5天能到的路程,結果走了6天,損失了1天的時間,時間一分鐘都耽誤不起,耽誤的話後面的航段將全部無法銜接,而且太糟糕的海況也不允許進行考察工作,放入海中的儀器遇到大的風浪,很容易丟失,如果價值幾個億的重要儀器在我手裡丟掉,下面的航次就將無法進行工作……”
那幾天,韓喜球壓力大到無法成眠。
結果到達預定海域的那一天,按計算中午能到,直到上午,海況依然一塌糊塗,這位年僅38歲的女首席科學家內心幾乎瀕臨絕望,誰知到了中午,突然之間,風平浪靜,碧藍的印度洋在艷陽下靜靜鋪陳,在這一刻,韓喜球突然對大海湧出一種特殊的感情,超越了感激與敬畏。整個科考船歡聲震動,船員們喜得互相捶著肩膀,大聲說女首席硬是“有福之人”!
弱水三千,難取一瓢
到了既定地點,天公作美,就得馬上投入工作。
最怕的是出現儀器故障,在考察的第一個站位,科學家們用海底攝像,結果設備放到1000米深的地方,信號就中斷了。“馬上就回收,時間耽誤不起,立即替換其他設備方案,這裡綁上感測器,那裡馬上檢修。你知道嗎?考察船在每個點停留的時間是固定的,船在大洋上每一天的考察費用就高達二三十萬,所以絕對不能讓船空著。我們都是爭分奪秒,大洋考察的機會多麼難得,這一次如果錯過了,下一次還不知道什麼時候能再到同樣的海域來。”
全球洋中脊約有60000公里長,而熱液活動區也就是100多米的直徑,最多兩三百米,一根“黑煙囪”也就是 10多米,在數千米深的海水中尋找黑煙囪,無疑就是海底撈針。
用科學家們的話說,深海勘測比盲人摸象還難,盲人能親手感知大象的形狀,而深海勘測用的是長達幾千米的纜繩,在海底一寸一寸地尋找目標。先通過水樣分析、原位探測等手段,用感測器探測灼度的變化和溫度的異常,同時檢測水體中的金屬元素是否有所升高,一有蛛絲馬跡,馬上追蹤調查。
幾噸重的探測儀器,得有十幾個大小夥子幫忙拽纜繩,韓喜球跟眾人一樣帶著安全帽,指揮大家把探測儀器放入海中。除了體形相對瘦弱些,根本看不出這是女人。她說,在船上沒有性別,女性也不會得到過多的關照。“我首先是科學家,其次才是女人。”
韓喜球在海面上爭分奪秒的時候,她11歲的兒子正在杭州的家裡,埋頭讀媽媽臨走前給他買的幾本海洋探險小說。
韓喜球帶上了小朋友們送的蔬菜籽,一個航次下來,嫩嫩的蘿蔔纓子在韓喜球桌上的花盆裡發出了細芽,她大概是把這盆蘿蔔苗作為思念兒子的一個寄託,種著玩的,至於蘿蔔,當然沒吃上。
從印度洋海域結束為期39天的科考任務載譽回來,韓喜球精心製作了一個簡單易懂的科普PPT,到兒子的學校,為熱衷海洋探險的小學生們做了一次專門的講座,這讓兒子覺得無比驕傲。
韓喜球會說一口流利的德語和英語。曾就讀於成都理工學院的她,當初選擇地質學專業純粹是偶然,然而一接觸,她便愛上了這個專業。因為成績優異,她被免試保送本校研究生研究沉積岩,畢業後到海洋二所海底科學重點實驗室工作,並在浙江大學念完了博士。沒有時間照顧家庭、沒時間打扮、也沒時間陪兒子逛公園、吃麥當勞……,有的是無數次的採樣、實驗、找資料、碰壁、再研究……十年的沉澱和努力終於換來今天的豐碩成果。近年來,她負責主持了15項國家和省部級科研項目,在國際及國內一流學術刊物上發表研究論文36篇,並多次獲獎。此外,她也為國家海洋局海洋生態與海洋生物地球化學重點實驗室的成立盡到了自己的心力,為研究中心和重點實驗室的科技體制改革、明確學科發展方向、增強科技實力、提高科研水平等作出了積極的貢獻。
在同事的眼裡,她是一位氣質優雅、個性開朗而堅韌的科學家。“大洋一號”船船長陸會勝評價她是“一位出色的首席,也是中國第一位偉大的女首席。”因為工作出色,她多次獲浙江省自然科學優秀論文一、二等獎,並獲得全國百篇優秀博士論文提名獎、浙江省青年科技獎、國家海洋局優秀黨員、浙江省“巾幗建功”活動標兵稱號等榮譽。
“海洋是一個比較廣的領域,我們所有的成果都要跟國際同行比,投入的時間都是無底的。回顧起來,頭十年確實很艱難,但我覺得那些默默無聞的積累都是我人生中重大的財富。”總結過去,韓喜球顯示了其特有的堅韌,憑著這種堅韌,相信她能在海底科學領域繼續探索,取得更多更好的成就。