下潛萬米深海!這是交大女神老師的浪漫藍色夢!

神秘而美妙的深海里中

蘊藏著怎樣的秘密?

探索極地,挑戰自我

能收穫怎樣的震撼?

日前, “奮鬥者”號載人潛水器

完成首次常規科考應用航次

上海交大海洋學院研究員張宇

正是科考隊伍的一員

紮根專業,投身實踐

將課堂和論文延展到深海

讓我們一起走近這段

藍色的硬核浪漫故事

10月8日,赴西太平洋海域執行深淵科考任務的“探索一號”科考船搭載“奮鬥者”號載人潛水器,在馬裡亞納海溝海域完成階段性作業任務後順利返航,抵達海南三亞錨地。航次共歷時59天,期間“奮鬥者”號載人潛水器開展了首次常規科考應用,共下潛28次,其中7次超過萬米,探索馬利亞亞納海溝“挑戰者深淵”的最深區域、全球海洋最深處。

作為此次科學家隊伍的一員,來自上海交通大學海洋學院/深部生命國際研究中心的張宇,從小就與海洋、與自然結下了不解之緣……

下潛萬米深海!這是交大女神老師的浪漫藍色夢!

?張?宇?

上海交通大學海洋學院研究員,主要研究領域是深海微生物。

2011年入職交大以來,累計海上工作近400天,包括在2013年參加南極科考、2016年搭乘“蛟龍”號深潛科考、2018年參加北極科考、2021年搭乘“奮鬥者”號深潛科考。目前已發表論文40篇;自行研製的裝置已獲得授權專利7項;主持國家自然科學基金專案5項;獲聘國際微生物生態協會主辦的生態領域頂級期刊The ISME Journal等國際期刊編委成員;獲美國國家科學基金委授予的南極考察勳章;依託教育部與自然資源部首批科教融合共建平臺海洋學院,2021年入選了自然資源部高層次科技創新人才工程青年科技人才。

踏雪尋冰探深淵,挑戰地球“三極”

南極、北極、第三極(珠穆朗瑪峰)、第四極(馬裡亞納海溝)被稱為地球四極。大多數人有生之年能抵達其中的一極,已是畢生難忘的經歷,張宇已經成功“集齊”了其中三極。

在上海交通大學海洋學院,極地研究是非常重要的科研內容,學院也有多位老師參加過南極科考和北極科考。2013年,剛剛加入海洋學院不久的張宇,跟隨周朦院長參加了美國科學基金會南極專案,前往南大洋進行科學考察,並獲得了NSF授予的南極考察勳章。2018年,張宇又和同為海洋學院教師的張瑞峰等一起,前往北極斯瓦爾巴地區的冰川進行取樣。

從南極的浮冰,到北極的冰川,踏雪尋冰、勇闖無人之境的經歷讓張宇收穫頗豐,第四極的科考經歷更讓她印象深刻。

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2016年7月1日,正在太平洋馬裡亞納海溝執行中國大洋第37航次第二航段的“蛟龍號”載人潛水器進行了第九潛次作業,張宇也由此成為完成深淵下潛的三位成員之一,下潛最大深度達到6300米,歷經近11個小時的過程,獲取了珍貴的深淵生物和礦物樣本。

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5年後,在2021年8月11日至10月8日,張宇參加“探索一號”科考船TS21航次赴西太平洋海域執行深淵科考任務。張宇在本航次中也3次搭乘“奮鬥者”號載人潛水器完成深淵海底科考作業,最大下潛深度超過萬米。本航次採集了一批珍貴的深淵水體、沉積物、岩石和生物樣品,為研究深淵生態系統提供了寶貴的資料。

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“探索自然的好奇心是人類的本能。具有探索自然的能力卻必須經過人類智慧與信念的傳承與發展。搭乘‘奮鬥者’載人潛水器到達海洋最深處的那一刻,深知自己是如此的幸運能與深海事業的奮鬥者們為伍,能觸控到長久以來都不為人知的那一絲大自然的靈魂。萬米的海底靜謐且生生不息。總有人問,為什麼要下潛。在我看來,載人潛水器提供了沉浸式體驗。下潛到海底再看深海的生態系統,更容易建立系統性的大局觀,而不再侷限於本專業的定向的關注點。真切的感受到沒有一塊岩石也沒有一隻蝦是孤立存在的,它們也不應該被孤立研究。科學與技術更不可能相互獨立。如何將多個學科的知識融合以建立客觀的深淵科學認知、如何最佳化原位取樣與試驗技術以支撐日益提升的科學需求,只能在長期的現場實踐中完成。作為深海科學工作者,既感恩奮鬥者們的辛苦付出讓我們具有了潛入深淵的能力,更深感在科學研究的路上任重道遠。”

圓夢科學家,聚焦深海高壓

小時候,我們經常會被問長大了要做什麼,作文也必然要寫一篇《我的理想》。幼時的張宇毫不猶豫地選了“科學家”這個聽起來神秘又偉大的理想。

“你不覺得大自然很神奇嗎?我小學、初中的時候喜歡看《宇宙最初三分鐘》、《時間簡史》之類的書籍,對自然、宇宙、生命都充滿好奇,充滿敬畏。我作為大自然中的一分子,雖然很小也很短暫,但是我和這麼永久又複雜的宇宙卻有著根深蒂固的聯絡,我覺得特別神奇又美妙,特別想深入地去了解。”

張宇與微生物海洋學的緣分,好像是機緣巧合,又像是命中註定。2004年從上海交大環境工程專業畢業後,她前往在荷蘭瓦格寧根大學攻讀碩士學位,在選擇研究方向的時候她選擇了相對小眾的海洋,研究如何用生物方法結合工程方法解決海洋學方面的科學問題。之後,她在比利時根特大學攻讀Applied Bioscience and Engineering博士學位,在那裡她逐漸確定了自己的研究方向——深海嗜壓微生物。也是在那個階段,她機緣巧合認識了交大的王風平教授和肖湘教授。

博士畢業之後,張宇回到中國,回到交大,加入了肖湘教授團隊——微生物海洋學實驗室。她的主要研究方向是低溫高壓環境微生物代謝與環境適應性研究,以及深海高壓環境模擬與極端微生物培養技術研發。

“我從小就想做科研,除了這個沒想過別的工作,很開心我能如願以償。”

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張宇聚焦深海高壓環境下微生物生態系統的研究,在高壓對海洋微生物生態系統的塑造、對微生物代謝的調控機制中做出了貢獻。和肖湘教授合作設計和成功搭建了可調控多環境因子的深海高壓環境模擬裝置,並提出了微生物高壓適應的科學假說並加以驗證;闡述了高壓透過驅動種群分化來塑造深海微生物群落的形成;解析了深海冷泉區甲烷厭氧氧化過程的分子機制。張宇還先後參加了印度洋、大西洋、太平洋、南極、北極科考航次,目標是把海上調查的現場引數與實驗室長週期模擬培養結合起來,將研究精度從定性描述推向定量分析與機制解析。

和自己較勁,探索未知深海

對張宇來說,目前的研究工作讓她體驗到無上的快樂,她總是能夠沉下心來,完全投入到科研中去,而且可以不斷從中尋找到新的樂趣和新的問題。

“我認為,深淵是一個持續開放的生命起源的視窗,在高壓、高溫或者低溫的環境下,可以不透過生命過程就產生有機物,這裡即使不是最初的生命起源處,也具有起源的物質基礎。海底生物的演化過程或生活環境與我們是相對隔絕的,這其中一定有孤立適應的機制在,如果能夠找到,會很有趣。”

這些存在於神秘海底的問題令她好奇,也讓她充滿了動力。不過動力與壓力從來都是相伴相隨,張宇也經常會遇到一些外在或內在的壓力。“其實我的研究方向屬於小眾領域。它很特別,但同時也有相應的問題存在。第一,缺乏前人的相關經驗,很多路需要自己一步一步去摸索、去試錯。第二,容易得不到認可,外界可能不瞭解你在做什麼,不理解你研究的意義。”

還好外界的看法從來不會過多打擾到張宇,對她來說只要自己覺得這件事情有意義有趣就足夠了,做好自己的研究是最重要的。

“我一直在想我研究的高壓有什麼特殊的點?怎麼才能總結出一種機制或者規律?怎麼從看現象過渡到抓本質?人類現在對海洋尤其是深海的瞭解只是冰山一角,而探索未知是人類的本能。”

下潛萬米深海!這是交大女神老師的浪漫藍色夢!

有的人窮其一生都在尋找自己熱愛的事情,張宇很慶幸能夠一直隨著自己的興趣想法而活,做熱愛的科研,堅持了幼時做科學家的夢想。

“我一直跟學生說,不管你們以後從事什麼行業,一定要選擇自己真正喜歡的事情。一旦你找到了熱愛,你會發現一切都是那麼有趣,會心甘情願地付出自己所有精力。當然,既然你選擇做某件事,就一定要嚴格要求自己。”

張宇希望學生從她這裡得到的不僅僅是一個實驗怎麼做,一篇論文怎麼寫,而是做事情的方法學以及理性思維。

“我覺得自己很幸運,從讀書到工作都是順其自然的,很多人幫助過我,我也很感謝他們。但是回想起來,我好像一路走來都比較相信自己的選擇,堅持自我。”

“我與我周旋久,寧作我”。張宇期待自己可以堅持做本真的自我,永遠保持好奇,熱愛理想,步履不停地探索未知的深海世界。

探索極地,更深處見

挑戰自我,前往未至之境

交大人追求的腳步,從未停止

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