翦知湣院士：极地研究进入“科学深耕”阶段
[人物档案]
翦知湣，中国科学院院士、同济大学海洋与地球科学学院院长。长期从事海洋地质学的教学与科研，在西太平洋古海洋与东亚古气候研究方面取得系统性创新成果，尤其在古气候演变机制研究上取得突破性进展。担任国家重大科学基础设施“海底科学观测网”首席科学家，主持国际大洋钻探第368航次和南海“深海勇士”号载人深潜航次，是我国海洋地质走向国际的中青年领军人物之一。
尽管已至花甲之年，中国科学院院士、同济大学海洋与地球科学学院院长翦知湣依然奋战在科考一线。今年，赶在南极的寒冬来临之前，他登上“雪龙2”号，担任中国第42次南极考察2026秋季南极普里兹湾联合航次（以下简称“联合航次”）首席科学家顾问。4月29日，翦知湣圆满完成考察任务，顺利返沪。通过这次珍贵的秋季航次，翦知湣从温润的低纬度洋面驶入极地冰原，在普里兹湾的寒流与海冰之间，探寻全球气候演变中高低纬度协同作用的“密码”。
在30余年的科研历程中，翦知湣始终致力于深海与古海洋学研究。面对全球气候变化这一时代挑战，他积极推动跨洋盆、跨圈层的“太极计划”，力求以更系统的视角研究全球气候演变。在“雪龙2”号航行期间，科技日报记者独家专访了翦知湣，听他讲述南极秋季考察的科学价值以及我国极地和深海科学研究的未来发展方向。
探索高低纬间气候联动机制
记者：今年是我国首次在南大洋秋季赴普里兹湾开展联合考察。此前，您曾参与过大洋钻探，执行过“深海勇士”号深潜任务等。这次到南极考察，您有什么不同的感受？
翦知湣：地球系统是一个有机整体，高低纬度间的气候联动机制，一直是我致力于破解的核心课题。过去30余年，我的研究主要聚焦于低纬度热带海洋。此番首次奔赴南极，我能直观感受到荷叶冰、冰藻的存在，以及南极深层水和大洋碳汇是如何从这里向下输送的。这有助于让我探寻高低纬联动规律，实地厘清极地与太平洋之间的气候关联。
与以往我参与的地质或深潜专业考察不同，联合航次是一个综合性航次，涉及的科学问题涵盖了物理海洋、生物、地质、大气等多个学科。虽然航次科考活动的组织安排比较复杂，专业设备的针对性也可能稍弱，但它的魅力在于学科交叉，各学科间的交流非常充分。比如，物理海洋学家研究的南极底层水生成过程，能直接帮助我判断在哪里更适合采集海底沉积物。这种跨学科碰撞出的火花，是坐在办公室里绝对无法获得的。
记者：为什么选择在气候条件恶劣的秋季来到南大洋考察？
翦知湣：南极秋季的气候条件确实十分恶劣。在这里，我们遇到了十二级狂风，看到海面上的水雾被卷起来打着旋。零下二十几摄氏度的严寒、迎面砸来的暴风雪、快速冻结的海冰、剧烈的天气变化——这些都增加了科考作业的难度。我们必须密切结合实地情况，实时调整作业点位以保证安全和效率。
但从科学角度来看，秋季是观察海冰生成、南极深层水生产与下沉过程的最佳窗口期。秋季航次可以实地监测这些过程，让我们能更精准地把握全球海洋循环的动态，因此有着不可替代的独特价值。
以全球视野研究地球科学
记者：采集海底沉积物是您此次考察的重要任务之一。这对于研究气候演变有什么价值？在南大洋采样有什么难点？
翦知湣：海底沉积物记录着地球变迁的历史。我是做气候演变研究的，地球在历史上经历着冷暖交替的节律，也就是冰期与间冰期的循环。我们要研究气候变化，绝不能只看今天，必须回溯历史，探寻气候演变的长期规律。
以往在我国南海海域开展科考作业时，海底五六百米深处多是深厚软泥。采集沉积物时，使用的重力柱很容易深入海底，可以轻松获取长度可观的沉积物样品。但来到普里兹湾，我们首次下放重力柱取样就遭遇了失利。这片海域的海底底质成分十分复杂，冰山消融后坠落的冰碛物，也就是冰山融化时从冰川剥落沉入海底的石块等碎屑物质遍布海底，直接阻碍了重力柱向下贯入取样。面对突发状况，我们只能立刻调整作业站位。但在我看来，这也正是亲临海上科考现场的魅力所在。
重新规划作业点位、调整方案后，我们顺利采集到3根沉积物柱状样，其中最长的一根是在普里兹湾外陆坡获取的4.26米沉积柱状样。虽然从地质尺度上看，它可能仅仅记录了过去十几万年的环境演变信息，但能为我们解读高低纬气候联动机理提供重要科学依据。结束联合航次回到实验室后，我们会将这些沉积物柱状样品剖开，结合同位素、微体古生物等分析手段开展研究。
记者：刚才您提到了“高低纬联动”，这让我联想到您一直在倡导的“太极计划”。这是一个什么样的科学计划？
翦知湣：“太极计划”即“太平洋—极地计划”，是由我的老师汪品先院士提出的，是我们尝试在地球系统科学中建立“中国学派”的一项重要工作。长期以来，西方主流的气候理论认为，全球气候的冷暖变化是由高纬度，尤其是北半球高纬度地区驱动的。西方主流气候理论往往以大西洋的气候变化模式当作全球的模板，但实际上这种研究视角是有局限的。我们通过长期研究发现，低纬热带海洋的海气相互作用过程可能才是真正的全球气候“发动机”：热带海洋产生的热量与水汽，通过大气和大洋环流传递到两极；而两极冰盖的消长和深层冷水流又反过来向赤道回流，调节着全球气候。因此，全球气候的变化绝不是只有低纬度地区或者高纬度地区在起作用，而是全球联动的。具体来说，海洋占地球表面积的71%，太平洋是其中最大的洋盆。我们不能只盯着两极，也不能只盯着赤道，必须把太平洋和两极作为一个整体系统来研究。“太极计划”的核心就是要解开“气候演变的低纬驱动”与“高低纬联动”的深层奥秘。
现在，我们正在进行的国家重点研发计划项目正是检验“太极计划”核心设想的重要手段。同时，我们还在开展印度洋—太平洋（简称“印太”）区域的高低纬联动研究工作，将高低纬联动的理念贯穿其中，把全球作为一个跨圈层耦合系统进行考虑。其中，印太暖池作为全球热量最集中的海域，其形成与演化和板块运动密切相关，需要考虑印度洋板块、欧亚板块与太平洋板块的汇聚对全球洋盆演化的影响。
记者：将太平洋与极地作为一个整体系统进行研究是一种新的视角。
翦知湣：这种新视角实际上体现了中国地球科学当前的发展特征。中国地球科学目前已经进入了地球系统科学的新阶段，强调跨圈层和全球化两大特征。跨圈层意味着要打通大气圈、水圈、岩石圈乃至地球深部的物质与水—气交换过程；全球化意味着我们不能只做单一区域的碎片化研究，必须进行全球化系统性整合。
推动中国地球科学在新阶段的发展，要有全球视野，用跨圈层的思路，采用多学科综合手段。比如，这次在普里兹湾考察中所获取的数据，将帮助我们进一步厘清在全球气候变化中，高纬度地区和低纬度地区的贡献比例分别是多少，以及它们究竟是如何通过大气和海洋环流进行“对话”的。突破西方的传统模式，提出新观点并实现引领，这是中国科学家面临的巨大挑战和机遇。
纵观历史，中国现代自然科技的发展相对较晚，以往地球科学的重大理论似乎都跟中国人无关，但现在我们必须对世界、对人类有所贡献。中华文明比较强调系统研究，而西方海洋文化强调创新探险。在如今全球化的时代，两种文明的汇聚或将形成新的全球文明。
以先进技术装备支撑研究
记者：如今联合航次作业已收官，放眼未来，您对我国南极考察事业和深海领域研究，有什么期待和建议？
翦知湣：我国的极地研究起步较晚，但我认为，如今我们已成功跨越了初期的“开拓奠基”与后来的“平台建设”阶段，正式迈入“科学深耕”的第三阶段。在这一关键期，我们的核心任务是通过原创性技术突破，力争在极地研究中占据世界领先地位。
科学探索要发挥引领作用，技术保障必须先行。没有先进的技术装备，很多研究根本无法开展。我国亟须在工程技术上取得突破，搞理论研究的科学家和搞装备技术的工程师必须紧密合作。
举例来说，去年“奋斗者”号在北极成功下潜43次，其中32次是在海冰覆盖率超过80%的北极中央海盆区，这使我国成为目前世界上唯一能在北极密集海冰区连续实施载人深潜的国家。与在无冰区深潜不同，密集冰区的冰会发生漂移且覆盖率高，导致潜器上浮时很难找到安全稳定的上浮通道，随时可能被冰层堵住。而且北极气温极低，对潜器设备、电池续航都是很大考验，高纬度磁场还会干扰导航和通信，如果水下定位不准，母船配合接应、回收作业的难度和安全风险都大大增加。因此，密集冰区实施载人深潜，是对相关技术空前严峻的考验。
有了在北极的成功，我非常期待能将“奋斗者”号万米载人深潜器带到南大洋，助力极地深海科考，同时发展更多的、满足极地考察需求的高精尖技术装备。
记者：如果“奋斗者”号万米载人深潜器来到南极，可以在南大洋科考中发挥什么作用？
翦知湣：比如说，它可以帮助我们在不同深度寻找冷水珊瑚，继而让我们重建南大洋变化的历史档案。南大洋的深海中分布着很多冷水珊瑚，其中最长的可以存活几千年。它们是大自然天然的“千年捕集器”。我们每年考察航次中布放的沉积物捕获器，只能研究当下一两年的物质沉降，连续布放也只能研究最近几十年的情况，而深海冷水珊瑚却能告诉我们过去千年间的海洋环境变化。
抓取冷水珊瑚之外，“奋斗者”号还能让我们实地考察南极底层水的生成地，甚至还有可能进入冰下的海洋内部去研究南极冰盖。
记者：您刚才提到载人深潜的重要性。现在人工智能和机器人技术这么发达，深海研究为什么还要依赖载人潜水器？
翦知湣：理论上讲，深海确实应该是无人潜器的天下，但人类亲抵现场的收获是机器无法替代的。科研必须从第一线做起，科学家到达海底现场，能更精准采集复杂样品，尤其是获得“原地”状态的宏生物和微生物样品。
而且，发展载人潜水器对国家整体科技水平有着重要的推动作用。载人潜水器对材料、生命支持和生命安全系统、人机协调的要求极高，对这类极限技术难题的攻关过程，是推动我国工业技术进步的强大动力。
决不能局限于实验室与办公室
记者：随着信息技术的发展，现在有些年轻科研工作者更倾向于在办公室里处理数据和跑模拟，不太愿意去艰苦的一线现场。您对此怎么看？
翦知湣：这确实是一个值得关注的现象。现在有些科研人员依赖资料和数据的积累，或者忙于处理繁杂的事务性工作。这些工作很辛苦，但他们并未深入第一线，不利于原创性研究。
深海与极地是人类还没完全开发的新疆域，迫切需要更多青年人才投身其中。人才培养重在实践，海洋学子决不能局限于实验室与办公室，必须身体力行深入一线，获取一手资料。只有通过现场的亲身认识，才能真正理解广袤的海洋和极地。
这么多年走过来，我深刻体会到，对自然界保持好奇心，亲自到自然中去探索，远比一直待在室内要好。
记者：作为一名前几年才当选的院士，您有没有觉得肩上的担子更重了？
翦知湣：于我而言，院士只是对我多年科研工作的认可，绝不是我科研生涯的终极目的。相反的，当选院士意味着“再就业”，很多人在这个年纪都要准备退休，而我又重新上岗了。一个人的年纪并不重要，汪品先院士曾说过，什么都可以给别人，就时间不行。保持年轻的精神状态，在于不断追求、充满动力和保有永远向前的力量，这与年龄无关。
目前极地科学需要深入加强科研，陈大可、李家彪等院士都投身极地研究，孙友宏、孙宏斌等院士也专注于极地工程与技术攻关。随着越来越多院士的加入，我们希望能发挥院士的号召力和虹吸作用，引领并带动更多青年科学家投身极地研究，沿着这条科学之路接力前行。
[致青年科技人才]
科学研究从来不是闭门造车，它需要“大科学”的开阔视野，更需要“大科学”的宏伟格局。我衷心希望，当代的青年科技人才能够立志为国家做大事。因为真正的科学突破，往往诞生于解决国家发展最紧要问题的过程之中。
你们的事业绝不应困守在实验室的孤岛中，而必须与祖国的脉搏同频共振。将个人的学术理想，主动融入国家强盛、民族复兴的伟大洪流中，这种“与祖国同行”的信念，将成为你们在科研长跑时永不枯竭的动力源泉。
当下的海洋科学正处于范式变革的前夜。我鼓励你们积极响应国家战略需求，走出办公室的舒适区，去拥抱深海的幽暗，去挑战极地的严寒。在万米深渊的静谧中、在皑皑冰原的凛冽间，用双脚丈量地球，用智慧探寻真理，在那些“科学无人区”里掘地三尺。
请保持那股昂扬奋进、不畏艰难的精神，用创新的笔墨书写属于中国人的海洋科学新篇章。唯有与时代同向、与祖国同行，方能不负韶华，成就无愧于国家、无愧于时代的精彩人生！
——翦知湣
（原题：《中国科学院院士翦知湣：极地研究进入“科学深耕”阶段》）