1
00:00:00,746 --> 00:00:02,199
我是一位海洋化学家。

2
00:00:02,223 --> 00:00:04,342
我研究现代海洋的化学特性。

3
00:00:04,366 --> 00:00:07,366
我也研究古代海洋的化学特性。

4
00:00:07,390 --> 00:00:09,454
我研究古代海洋的方式，

5
00:00:09,478 --> 00:00:12,629
是借助深海珊瑚的化石遗体。

6
00:00:12,653 --> 00:00:15,295
各位可以在我的背后
看到这样一张图片。

7
00:00:15,319 --> 00:00:19,745
这是在南极洲附近，
海平面以下的数千米处采集的。

8
00:00:19,769 --> 00:00:21,857
所以这些珊瑚跟其它种类非常不同，

9
00:00:21,881 --> 00:00:25,668
比如说你去热带度假的时候
有幸见到的一些。

10
00:00:25,692 --> 00:00:27,242
我希望我的演讲能够为大家

11
00:00:27,242 --> 00:00:29,565
呈现一幅四维的海洋图像。

12
00:00:29,589 --> 00:00:33,462
其中的两个维度，
正如这个漂亮的平面图，

13
00:00:33,486 --> 00:00:35,080
描述了海平面的温度。

14
00:00:35,104 --> 00:00:39,128
这张照片是卫星拍摄的，
所以有着极高的空间分辨率。

15
00:00:39,898 --> 00:00:42,764
照片的大致内容是相当容易理解的。

16
00:00:42,788 --> 00:00:46,452
赤道地区比较温暖，
因为接受的日照很多。

17
00:00:46,476 --> 00:00:49,162
极地比较寒冷，
因为接受的日照较少。

18
00:00:49,186 --> 00:00:52,107
所以这就让南极洲的土地上
生成了巨大的冰盖，

19
00:00:52,131 --> 00:00:53,941
同样还有北半球的顶部。

20
00:00:54,299 --> 00:00:57,717
如果你深潜入大海里，
或者只是让脚趾头碰到海水，

21
00:00:57,741 --> 00:00:59,684
你就会知道越深处越寒冷，

22
00:00:59,708 --> 00:01:03,687
这主要是因为，
填充海底沟壑的深海海水

23
00:01:03,711 --> 00:01:06,876
是来自寒冷的极地地区，
而那里的水密度更大。

24
00:01:07,845 --> 00:01:10,951
如果我们让时光倒流两万年，

25
00:01:10,975 --> 00:01:12,835
整个地球看上去非常不同。

26
00:01:12,859 --> 00:01:16,326
我刚刚给你们看的是
其中一个巨大变化的漫画示意图，

27
00:01:16,350 --> 00:01:18,605
那个时代的景象就像这样。

28
00:01:18,629 --> 00:01:20,311
冰盖要比现在大很多。

29
00:01:20,335 --> 00:01:23,962
它们覆盖了大面积的陆地，
而且延展到各大洋。

30
00:01:23,986 --> 00:01:26,479
海平面比现在低了120米。

31
00:01:26,503 --> 00:01:30,047
二氧化碳[水平]比现在要低很多。

32
00:01:30,071 --> 00:01:33,715
地球上的平均气温比现在
大概要低3到5摄氏度，

33
00:01:33,739 --> 00:01:36,559
而且在极地地区要更加寒冷。

34
00:01:37,908 --> 00:01:39,362
我想要研究清楚的东西，

35
00:01:39,386 --> 00:01:41,918
也是我的同事们想要弄明白的东西，

36
00:01:41,922 --> 00:01:44,345
就是我们如何从那种极端寒冷的气候

37
00:01:44,345 --> 00:01:47,591
转变成现在我们所享受的
这种温暖气候的。

38
00:01:47,615 --> 00:01:49,674
对冰芯的研究告诉我们，

39
00:01:49,698 --> 00:01:53,138
从寒冷气候到温暖气候的转变
并不是非常平缓的，

40
00:01:53,152 --> 00:01:57,550
你们可以通过太阳辐射的
缓慢增加中推测出来。

41
00:01:58,153 --> 00:02:01,384
我们可以得出这种结论，
是因为如果你在冰盖上钻孔，

42
00:02:01,408 --> 00:02:04,679
你可以发现按年份分层的冰，
就像这幅冰山的图片里。

43
00:02:04,703 --> 00:02:06,694
你可以看到那些蓝白相间的条纹。

44
00:02:06,718 --> 00:02:10,344
气体被封闭在这些冰芯里，
所以我们可以据此测定二氧化碳。

45
00:02:10,368 --> 00:02:12,733
所以我们得知
以前的二氧化碳水平比现在要低。

46
00:02:12,757 --> 00:02:14,814
冰的化学组成同样可以告诉我们

47
00:02:14,814 --> 00:02:17,249
极地地区的气温信息。

48
00:02:17,273 --> 00:02:20,952
如果你从两万年前穿越到现代，

49
00:02:20,976 --> 00:02:22,785
你会发现气温出现了增长。

50
00:02:22,809 --> 00:02:24,434
它不是平缓地增长的。

51
00:02:24,458 --> 00:02:26,236
有时候气温上升得非常迅速，

52
00:02:26,260 --> 00:02:27,504
然后就稳定一段时间，

53
00:02:27,528 --> 00:02:28,793
之后再次迅速上升。

54
00:02:28,817 --> 00:02:30,841
气温在两极地区有些差异，

55
00:02:30,865 --> 00:02:33,594
而且二氧化碳水平
也以这种跳跃方式增长。

56
00:02:34,808 --> 00:02:37,854
于是我们可以确定，
海洋与这些变化有着密切联系。

57
00:02:37,878 --> 00:02:40,244
海洋里储存着大量的碳元素，

58
00:02:40,268 --> 00:02:42,822
比大气中的储量多了大约60倍。

59
00:02:42,846 --> 00:02:46,048
海洋还有的作用，
就是跨赤道地区输送热量，

60
00:02:46,072 --> 00:02:49,841
而且海洋里富含养分，
还提供了极高的初级产能。

61
00:02:50,142 --> 00:02:53,126
如果我们想要研究
深海世界里发生了什么，

62
00:02:53,150 --> 00:02:54,743
我们真的需要潜入其中，

63
00:02:54,767 --> 00:02:55,933
看看那里有什么，

64
00:02:55,957 --> 00:02:57,361
并且开始努力探索。

65
00:02:57,385 --> 00:03:00,392
这是采自海底山峰的
一些精彩镜头，

66
00:03:00,416 --> 00:03:02,605
这个山峰位于赤道地区的公海，
而且远离大陆，

67
00:03:02,629 --> 00:03:05,609
大概在大西洋底1,000米深处。

68
00:03:05,633 --> 00:03:08,682
你们是最先欣赏到
这个地区的海底的一群人，

69
00:03:08,706 --> 00:03:10,348
跟我的研究团队差不多。

70
00:03:11,340 --> 00:03:13,084
你们可能看到的是一些新物种。

71
00:03:13,108 --> 00:03:14,260
然而我们并不了解。

72
00:03:14,284 --> 00:03:17,944
你得采集很多样本，
然后做非常繁琐的生物学分类。

73
00:03:17,968 --> 00:03:19,861
你可以看到这些美丽的
泡泡糖珊瑚。

74
00:03:19,885 --> 00:03:22,139
柔软的海星长在这些珊瑚上。

75
00:03:22,163 --> 00:03:25,219
它们看起来就像珊瑚上
延伸出的触手一样。

76
00:03:25,243 --> 00:03:28,115
这些珊瑚由不同形式的碳酸钙组成，

77
00:03:28,139 --> 00:03:31,515
在这个巨大的海底山峰的
玄武岩上茁壮生长，

78
00:03:31,539 --> 00:03:34,903
那些颜色很黑的东西，
就是变成化石的珊瑚，

79
00:03:34,927 --> 00:03:36,612
让我们回到过去，

80
00:03:36,612 --> 00:03:38,610
更仔细聊聊这些珊瑚的故事。

81
00:03:39,030 --> 00:03:41,515
要做时光旅行，
我们得租一条考察船，

82
00:03:41,539 --> 00:03:44,579
这是詹姆斯·库克号，
一艘大洋级的调查船，

83
00:03:44,603 --> 00:03:45,873
停泊在特纳里夫港口。

84
00:03:45,897 --> 00:03:47,229
看上去很棒，对吧？

85
00:03:47,554 --> 00:03:49,384
如果你不是个很好的海员，
你会觉得不错的。

86
00:03:49,702 --> 00:03:52,206
但是有时她看起来更像这样。

87
00:03:52,230 --> 00:03:55,429
我们正在努力保证
珍贵的样品不丢失。

88
00:03:55,453 --> 00:03:58,270
每个人都手忙脚乱，
然后我也严重晕船，

89
00:03:58,294 --> 00:04:01,288
所以说这不全是有趣的经历，
但是总体还是不错的。

90
00:04:01,312 --> 00:04:03,898
我们必须要成为很好的测绘师
才能做这个工作。

91
00:04:03,922 --> 00:04:07,661
你不可能在处处都找到
如此丰富的珊瑚储量。

92
00:04:07,685 --> 00:04:10,725
我们得走遍世界、潜入深海寻找，

93
00:04:10,749 --> 00:04:13,063
但是我们必须得找到正确的地方。

94
00:04:13,087 --> 00:04:17,323
我们刚刚看到一个世界地图，
上面重叠着我们去年的航线。

95
00:04:17,990 --> 00:04:19,386
那是一个为期七周的航程，

96
00:04:19,410 --> 00:04:21,434
这就是我们自己做的地图，

97
00:04:21,458 --> 00:04:25,529
在七周时间里，我们描绘了
大约75,000平方公里的海底地图，

98
00:04:25,553 --> 00:04:28,075
但那也只是整个海底的微小部分。

99
00:04:28,099 --> 00:04:29,868
我们自西向东航行，

100
00:04:29,892 --> 00:04:33,392
穿过的一些海域，
在世界地图上没有任何特征可言，

101
00:04:33,416 --> 00:04:36,673
但是这里的一些山峰
其实可以跟珠穆朗玛峰相提并论。

102
00:04:36,697 --> 00:04:38,626
我们在船上制作的地图，

103
00:04:38,650 --> 00:04:40,642
大概有100米左右的分辨率，

104
00:04:40,666 --> 00:04:43,555
这已经足够让我们
选定地址放置测绘仪器，

105
00:04:43,579 --> 00:04:45,493
但是想要看得更清楚就不是很够。

106
00:04:45,517 --> 00:04:48,239
为了使图像更清晰，
我们要操纵遥控的深潜器，

107
00:04:48,263 --> 00:04:50,477
到距离海底5米左右的深处。

108
00:04:50,501 --> 00:04:53,700
如果我们这么做，我们可以得到
海平面以下数千米处

109
00:04:53,700 --> 00:04:55,834
分辨率小至1米的高清图像。

110
00:04:55,858 --> 00:04:57,675
这就是一台遥控深潜器，

111
00:04:57,699 --> 00:05:00,010
科研级别的深潜器。

112
00:05:00,034 --> 00:05:02,516
你可以在它顶部看到一排大灯。

113
00:05:02,540 --> 00:05:05,595
上面还有高清摄影机、操纵臂，

114
00:05:05,619 --> 00:05:08,532
还有各种小盒子、小零件
来收集海底样本。

115
00:05:09,087 --> 00:05:12,805
这是我们航程的第一次深潜，

116
00:05:12,829 --> 00:05:14,535
机器潜到大洋深处。

117
00:05:14,559 --> 00:05:15,816
我们让它尽快下潜，

118
00:05:15,816 --> 00:05:19,179
使它不会受其它过往船只的影响。

119
00:05:19,203 --> 00:05:20,401
我们不断下潜，

120
00:05:20,425 --> 00:05:22,599
这就是你们可以看到的东西。

121
00:05:22,623 --> 00:05:26,123
这些是大小达到数米的深海海绵。

122
00:05:26,817 --> 00:05:31,065
这是个游动的海参——
其实是一个小的海底蛞蝓。

123
00:05:31,089 --> 00:05:32,276
这些是慢镜头。

124
00:05:32,300 --> 00:05:34,689
我展示的大部分视频资料
都是加速播放的，

125
00:05:34,713 --> 00:05:36,641
因为这些过程都耗时很长。

126
00:05:37,474 --> 00:05:40,413
这也是一个漂亮的海参。

127
00:05:40,897 --> 00:05:43,533
接下来你们看到的这个动物
是一个很大的惊喜。

128
00:05:43,533 --> 00:05:46,459
我从来没见过任何类似的东西，
这让我们所有人都震惊了。

129
00:05:46,459 --> 00:05:49,681
我们已经连续工作了15个小时，
都累得很不耐烦了，

130
00:05:49,681 --> 00:05:53,022
突然这个巨大的海怪
缓缓从我们旁边游过。

131
00:05:53,022 --> 00:05:56,908
它叫做“火体虫”，
或者说是一种寄生性尾索动物。

132
00:05:56,932 --> 00:05:58,719
这可不是我们要找的东西。

133
00:05:58,743 --> 00:06:01,389
我们在搜寻珊瑚，
深海里的珊瑚。

134
00:06:02,194 --> 00:06:04,492
你们过一会儿就会
看到一张珊瑚的照片。

135
00:06:04,516 --> 00:06:07,151
它很小，只有5厘米高。

136
00:06:07,175 --> 00:06:10,493
它是由碳酸钙构成的，
你们可以看到它的触手，

137
00:06:10,517 --> 00:06:12,648
在洋流之中摆动。

138
00:06:13,180 --> 00:06:16,291
像这样的有机体
一般可以存活100年。

139
00:06:16,315 --> 00:06:19,855
在它生长过程中，
它从海洋中吸收化学成分。

140
00:06:19,879 --> 00:06:22,085
这些化学成分，
或是说化学成分的量，

141
00:06:22,109 --> 00:06:24,783
取决于海水温度，还有pH值，

142
00:06:24,807 --> 00:06:26,353
以及水中的养分。

143
00:06:26,377 --> 00:06:29,611
如果我们可以理解
这些化学成分如何进入生物骨架，

144
00:06:29,635 --> 00:06:32,133
我们就可以采集样本、回溯历史，

145
00:06:32,157 --> 00:06:35,301
重现古代海洋的图景。

146
00:06:35,325 --> 00:06:38,761
现在你们可以看到我们在用
抽真空系统收集那个珊瑚样本，

147
00:06:38,785 --> 00:06:41,386
然后把样本放在容器里。

148
00:06:41,410 --> 00:06:43,469
我应该补充一下，
我们可以做得非常仔细。

149
00:06:43,493 --> 00:06:45,878
这类有机体有些可以活得更长。

150
00:06:45,902 --> 00:06:50,044
这是一种名叫“黑树”的黑角珊瑚，
在夏威夷海域500米深处找到，

151
00:06:50,044 --> 00:06:52,590
照片是由我的同事
布兰登·洛克拍摄的。

152
00:06:52,614 --> 00:06:54,657
四千年可是很长的时间啊。

153
00:06:54,962 --> 00:06:58,097
如果你从这种珊瑚中
摘取一段枝条，然后把它打磨，

154
00:06:58,121 --> 00:07:00,414
这张图横向大约有100微米宽。

155
00:07:00,763 --> 00:07:03,254
布兰登对这个珊瑚做了横切分析，

156
00:07:03,278 --> 00:07:05,084
你们可以看到横向的标记，

157
00:07:05,108 --> 00:07:08,067
他由此证明了这其实是珊瑚的年轮，

158
00:07:08,091 --> 00:07:10,004
所以说即使在
海平面以下500米深处，

159
00:07:10,028 --> 00:07:12,796
珊瑚可以记录季节的更替，

160
00:07:12,820 --> 00:07:14,552
这其实是挺惊人的。

161
00:07:14,576 --> 00:07:18,374
然而四千年不足以让我们
回到最后一个冰川极盛期。

162
00:07:18,398 --> 00:07:19,556
那么我们怎么办呢？

163
00:07:19,580 --> 00:07:21,587
我们潜入海中寻找化石样本。

164
00:07:22,180 --> 00:07:25,111
其实这就是为什么
我在研究团队里特别不受人欢迎。

165
00:07:25,135 --> 00:07:26,285
所以潜到海底，

166
00:07:26,309 --> 00:07:27,927
到处都是巨大的鲨鱼，

167
00:07:27,951 --> 00:07:30,449
还有火体虫、游动的海蛞蝓，

168
00:07:30,473 --> 00:07:31,744
以及巨大的海绵，

169
00:07:31,768 --> 00:07:34,363
但是我要求每个人都
潜到这死气沉沉的化石区，

170
00:07:34,387 --> 00:07:37,943
然后花很长的时间
在海底铲来铲去。

171
00:07:37,967 --> 00:07:41,332
我们拾取所有的珊瑚样本，
把它们带回来，然后做分类。

172
00:07:41,356 --> 00:07:43,651
但是每一个样本都来自不同的时代，

173
00:07:43,675 --> 00:07:45,576
如果我们可以知道它们有多古老，

174
00:07:45,600 --> 00:07:48,112
然后我们去测定
其中的化学信号，

175
00:07:48,136 --> 00:07:49,558
这就可以帮助我们

176
00:07:49,582 --> 00:07:52,065
研究出古代海洋中
发生了怎样的事。

177
00:07:52,558 --> 00:07:54,262
请看左侧的照片，

178
00:07:54,286 --> 00:07:57,318
我对珊瑚做了一份纵切片，
很仔细地打磨，

179
00:07:57,342 --> 00:07:59,312
之后拍摄了光学影像。

180
00:07:59,336 --> 00:08:00,488
在右侧的照片中，

181
00:08:00,512 --> 00:08:03,612
我们提取了同一片珊瑚，
将它放进核反应堆，

182
00:08:03,636 --> 00:08:04,788
诱发核裂变反应，

183
00:08:04,812 --> 00:08:06,443
每一次都会产生一些衰减，

184
00:08:06,467 --> 00:08:08,449
你可以在珊瑚中看到一些标记，

185
00:08:08,473 --> 00:08:10,362
我们可以据此判断
铀元素的分布情况。

186
00:08:10,386 --> 00:08:11,537
我们为什么要这么做呢？

187
00:08:11,561 --> 00:08:13,848
铀是一种很不被重视的元素，

188
00:08:13,872 --> 00:08:15,031
但是我非常喜欢它。

189
00:08:15,055 --> 00:08:16,751
这种衰减帮助我们研究出

190
00:08:16,751 --> 00:08:19,830
海洋中何时发生了何事，
某种成分有多大的量。

191
00:08:19,854 --> 00:08:21,426
如果你们还记得我开头所讲的，

192
00:08:21,426 --> 00:08:24,273
这就是我们思考气候问题时
想要进一步研究的东西。

193
00:08:24,273 --> 00:08:26,564
所以我们用激光去分析铀元素，

194
00:08:26,588 --> 00:08:29,373
以及珊瑚中所含的，
铀的副产物钍元素，

195
00:08:29,397 --> 00:08:32,036
由此我们得知这些化石的精确年龄。

196
00:08:32,742 --> 00:08:34,934
这个漂亮的南极洋动画，

197
00:08:34,958 --> 00:08:38,093
展现了我们如何利用这些珊瑚

198
00:08:38,117 --> 00:08:42,188
来提取古代海洋的反馈信息。

199
00:08:42,212 --> 00:08:44,638
这个由莱恩·阿伯纳西制作的动画中，

200
00:08:44,662 --> 00:08:47,060
你们可以看到表面海水的密度分布。

201
00:08:47,481 --> 00:08:49,518
这只是一年的数据，

202
00:08:49,542 --> 00:08:52,152
但是各位已经可以看出
南极洋非常动态的变化。

203
00:08:52,500 --> 00:08:55,907
尤其是方框中的德雷克海峡，


204
00:08:55,931 --> 00:08:58,368
这里洋流交汇非常强烈，

205
00:08:58,392 --> 00:09:01,004
其实是世界上
最强的洋流之一。

206
00:09:01,028 --> 00:09:03,235
洋流从西到东穿过海峡。

207
00:09:03,259 --> 00:09:04,608
洋流在此处汹涌地交汇，

208
00:09:04,632 --> 00:09:07,504
因为它经过了那些
巨大的海底山峰，

209
00:09:07,528 --> 00:09:12,009
这就让二氧化碳和热量
与大气进行交换。

210
00:09:12,033 --> 00:09:15,540
本质上，海洋系统
通过南极洋进行“呼吸”作用。

211
00:09:16,865 --> 00:09:22,329
我们在这个南极的海峡
来回穿行，采集珊瑚样本，

212
00:09:22,353 --> 00:09:25,380
从我的铀元素年代测定结果，
我们得到了很惊人的结论：


213
00:09:25,404 --> 00:09:27,907
从冰期到间冰期的过渡期，

214
00:09:27,931 --> 00:09:31,060
这些珊瑚从南方迁移到了北方。

215
00:09:31,084 --> 00:09:32,291
我们并不知道为什么，

216
00:09:32,315 --> 00:09:34,378
但是我们认为这与
食物来源有一些关联，

217
00:09:34,378 --> 00:09:36,845
或者是海水中的氧气含量。

218
00:09:37,718 --> 00:09:38,477
所以讲到这儿，

219
00:09:38,477 --> 00:09:40,629
我接下来要展示，
我们从南极洋的珊瑚中

220
00:09:40,629 --> 00:09:42,823
得出的有关气候的结论。

221
00:09:42,823 --> 00:09:46,372
我们在海底山脉中游走，
我们采集了细小的珊瑚化石。

222
00:09:46,372 --> 00:09:48,372
这是我的图解。

223
00:09:48,372 --> 00:09:50,041
在分析了珊瑚之后，

224
00:09:50,041 --> 00:09:51,858
我们认为，在冰川期时，

225
00:09:51,858 --> 00:09:55,364
南极洋的深处碳元素非常丰富，

226
00:09:55,388 --> 00:09:58,077
并且一层低密度海水浮在大洋表面。

227
00:09:58,101 --> 00:10:00,894
这就阻止了二氧化碳从海洋中逸出。

228
00:10:01,752 --> 00:10:04,344
我们之后发现了一些
中等年龄的珊瑚，

229
00:10:04,368 --> 00:10:08,948
它们告诉我们，洋流的激烈交汇
发生在气候过渡期的中段。

230
00:10:08,972 --> 00:10:11,439
这让深海中的碳元素得以逸出。

231
00:10:12,154 --> 00:10:15,253
那么如果我们研究
更接近现代的珊瑚，

232
00:10:15,277 --> 00:10:17,531
或者我们干脆马上就潜到海里，

233
00:10:17,555 --> 00:10:19,761
然后研究珊瑚的化学成分，

234
00:10:19,785 --> 00:10:23,779
我们可以看到现在是
二氧化碳进行进出交换的时代。

235
00:10:23,803 --> 00:10:25,877
所以这就是我们利用珊瑚化石

236
00:10:25,901 --> 00:10:27,843
来研究环境变化的方法。

237
00:10:29,827 --> 00:10:31,961
那么我给大家展示最后一张幻灯片。

238
00:10:31,985 --> 00:10:35,908
这是从最开始我播放的视频中
截取的一张图片。

239
00:10:35,932 --> 00:10:38,044
这是一个异常美丽的珊瑚花园。

240
00:10:38,068 --> 00:10:40,626
我们根本没有想象到
会发现如此之美的东西。

241
00:10:40,650 --> 00:10:42,534
这里有数千米深。

242
00:10:42,558 --> 00:10:43,932
这里有全新的物种。

243
00:10:44,416 --> 00:10:46,315
这就是一个美丽的圣地。

244
00:10:46,339 --> 00:10:47,720
这其中有很多化石，

245
00:10:47,744 --> 00:10:50,435
现在我教会大家
去欣赏这些化石珊瑚，

246
00:10:50,459 --> 00:10:51,674
沉睡在海底深处。

247
00:10:51,698 --> 00:10:54,564
所以说下一次当你有幸飞过大洋时，

248
00:10:54,588 --> 00:10:55,997
或者是航行在海洋之上，

249
00:10:56,021 --> 00:10:58,688
请各位记得——
海底世界有崇山峻岭，

250
00:10:58,712 --> 00:11:00,579
无人领略过它的壮美，

251
00:11:00,603 --> 00:11:02,220
海底世界还有美丽的珊瑚。

252
00:11:02,244 --> 00:11:03,395
谢谢各位。

253
00:11:03,419 --> 00:11:05,249
（掌声）