WEBVTT

00:00:00.746 --> 00:00:02.199
我是一位海洋化学家。

00:00:02.223 --> 00:00:04.342
我研究现代海洋的化学特性。

00:00:04.366 --> 00:00:07.366
我也研究古代海洋的化学特性。

00:00:07.390 --> 00:00:09.454
我研究古代海洋的方式，

00:00:09.478 --> 00:00:12.629
是借助深海珊瑚的化石遗体。

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。

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。

00:00:19.769 --> 00:00:21.857
所以这些珊瑚跟其它种类非常不同，

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。

NOTE Paragraph

00:00:25.692 --> 00:00:27.242
我希望我的演讲能够为大家

00:00:27.242 --> 00:00:29.565
呈现一幅四维的海洋图像。

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，

00:00:33.486 --> 00:00:35.080
描述了海平面的温度。

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。

00:00:39.898 --> 00:00:42.764
照片的大致内容是相当容易理解的。

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。

00:00:46.476 --> 00:00:49.162
极地比较寒冷，
因为接受的日照较少。

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，

00:00:52.131 --> 00:00:53.941
同样还有北半球的顶部。

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，

00:00:57.741 --> 00:00:59.684
你就会知道越深处越寒冷，

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

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。

NOTE Paragraph

00:01:07.845 --> 00:01:10.951
如果我们让时光倒流两万年，

00:01:10.975 --> 00:01:12.835
整个地球看上去非常不同。

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，

00:01:16.350 --> 00:01:18.605
那个时代的景象就像这样。

00:01:18.629 --> 00:01:20.311
冰盖要比现在大很多。

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。

00:01:23.986 --> 00:01:26.479
海平面比现在低了120米。

00:01:26.503 --> 00:01:30.047
二氧化碳[水平]比现在要低很多。

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，

00:01:33.739 --> 00:01:36.559
而且在极地地区要更加寒冷。

NOTE Paragraph

00:01:37.908 --> 00:01:39.362
我想要研究清楚的东西，

00:01:39.386 --> 00:01:41.918
也是我的同事们想要弄明白的东西，

00:01:41.922 --> 00:01:44.345
就是我们如何从那种极端寒冷的气候

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。

00:01:47.615 --> 00:01:49.674
对冰芯的研究告诉我们，

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，

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。

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，

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。

00:02:04.703 --> 00:02:06.694
你可以看到那些蓝白相间的条纹。

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。

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。

00:02:12.757 --> 00:02:14.814
冰的化学组成同样可以告诉我们

00:02:14.814 --> 00:02:17.249
极地地区的气温信息。

00:02:17.273 --> 00:02:20.952
如果你从两万年前穿越到现代，

00:02:20.976 --> 00:02:22.785
你会发现气温出现了增长。

00:02:22.809 --> 00:02:24.434
它不是平缓地增长的。

00:02:24.458 --> 00:02:26.236
有时候气温上升得非常迅速，

00:02:26.260 --> 00:02:27.504
然后就稳定一段时间，

00:02:27.528 --> 00:02:28.793
之后再次迅速上升。

00:02:28.817 --> 00:02:30.841
气温在两极地区有些差异，

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。

NOTE Paragraph

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。

00:02:37.878 --> 00:02:40.244
海洋里储存着大量的碳元素，

00:02:40.268 --> 00:02:42.822
比大气中的储量多了大约60倍。

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，

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。

NOTE Paragraph

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，

00:02:53.150 --> 00:02:54.743
我们真的需要潜入其中，

00:02:54.767 --> 00:02:55.933
看看那里有什么，

00:02:55.957 --> 00:02:57.361
并且开始努力探索。

00:02:57.385 --> 00:03:00.392
这是采自海底山峰的
一些精彩镜头，

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，

00:03:02.629 --> 00:03:05.609
大概在大西洋底1,000米深处。

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，

00:03:08.706 --> 00:03:10.348
跟我的研究团队差不多。

00:03:11.340 --> 00:03:13.084
你们可能看到的是一些新物种。

00:03:13.108 --> 00:03:14.260
然而我们并不了解。

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。

00:03:17.968 --> 00:03:19.861
你可以看到这些美丽的
泡泡糖珊瑚。

00:03:19.885 --> 00:03:22.139
柔软的海星长在这些珊瑚上。

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。

00:03:25.243 --> 00:03:28.115
这些珊瑚由不同形式的碳酸钙组成，

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，

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，

00:03:34.927 --> 00:03:36.612
让我们回到过去，

00:03:36.612 --> 00:03:38.610
更仔细聊聊这些珊瑚的故事。

NOTE Paragraph

00:03:39.030 --> 00:03:41.515
要做时光旅行，
我们得租一条考察船，

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，

00:03:44.603 --> 00:03:45.873
停泊在特纳里夫港口。

00:03:45.897 --> 00:03:47.229
看上去很棒，对吧？

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。

00:03:49.702 --> 00:03:52.206
但是有时她看起来更像这样。

00:03:52.230 --> 00:03:55.429
我们正在努力保证
珍贵的样品不丢失。

00:03:55.453 --> 00:03:58.270
每个人都手忙脚乱，
然后我也严重晕船，

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。

NOTE Paragraph

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。

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。

00:04:07.685 --> 00:04:10.725
我们得走遍世界、潜入深海寻找，

00:04:10.749 --> 00:04:13.063
但是我们必须得找到正确的地方。

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。

00:04:17.990 --> 00:04:19.386
那是一个为期七周的航程，

00:04:19.410 --> 00:04:21.434
这就是我们自己做的地图，

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，

00:04:25.553 --> 00:04:28.075
但那也只是整个海底的微小部分。

00:04:28.099 --> 00:04:29.868
我们自西向东航行，

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，

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。

00:04:36.697 --> 00:04:38.626
我们在船上制作的地图，

00:04:38.650 --> 00:04:40.642
大概有100米左右的分辨率，

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，

00:04:43.579 --> 00:04:45.493
但是想要看得更清楚就不是很够。

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，

00:04:48.263 --> 00:04:50.477
到距离海底5米左右的深处。

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

00:04:53.700 --> 00:04:55.834
分辨率小至1米的高清图像。

00:04:55.858 --> 00:04:57.675
这就是一台遥控深潜器，

00:04:57.699 --> 00:05:00.010
科研级别的深潜器。

00:05:00.034 --> 00:05:02.516
你可以在它顶部看到一排大灯。

00:05:02.540 --> 00:05:05.595
上面还有高清摄影机、操纵臂，

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。

NOTE Paragraph

00:05:09.087 --> 00:05:12.805
这是我们航程的第一次深潜，

00:05:12.829 --> 00:05:14.535
机器潜到大洋深处。

00:05:14.559 --> 00:05:15.816
我们让它尽快下潜，

00:05:15.816 --> 00:05:19.179
使它不会受其它过往船只的影响。

00:05:19.203 --> 00:05:20.401
我们不断下潜，

00:05:20.425 --> 00:05:22.599
这就是你们可以看到的东西。

00:05:22.623 --> 00:05:26.123
这些是大小达到数米的深海海绵。

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。

00:05:31.089 --> 00:05:32.276
这些是慢镜头。

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，

00:05:34.713 --> 00:05:36.641
因为这些过程都耗时很长。

00:05:37.474 --> 00:05:40.413
这也是一个漂亮的海参。

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。

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。

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，

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。

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。

00:05:56.932 --> 00:05:58.719
这可不是我们要找的东西。

00:05:58.743 --> 00:06:01.389
我们在搜寻珊瑚，
深海里的珊瑚。

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。

00:06:04.516 --> 00:06:07.151
它很小，只有5厘米高。

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，

00:06:10.517 --> 00:06:12.648
在洋流之中摆动。

00:06:13.180 --> 00:06:16.291
像这样的有机体
一般可以存活100年。

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。

00:06:19.879 --> 00:06:22.085
这些化学成分，
或是说化学成分的量，

00:06:22.109 --> 00:06:24.783
取决于海水温度，还有pH值，

00:06:24.807 --> 00:06:26.353
以及水中的养分。

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，

00:06:29.635 --> 00:06:32.133
我们就可以采集样本、回溯历史，

00:06:32.157 --> 00:06:35.301
重现古代海洋的图景。

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，

00:06:38.785 --> 00:06:41.386
然后把样本放在容器里。

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。

NOTE Paragraph

00:06:43.493 --> 00:06:45.878
这类有机体有些可以活得更长。

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，

00:06:50.044 --> 00:06:52.590
照片是由我的同事
布兰登·洛克拍摄的。

00:06:52.614 --> 00:06:54.657
四千年可是很长的时间啊。

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，

00:06:58.121 --> 00:07:00.414
这张图横向大约有100微米宽。

00:07:00.763 --> 00:07:03.254
布兰登对这个珊瑚做了横切分析，

00:07:03.278 --> 00:07:05.084
你们可以看到横向的标记，

00:07:05.108 --> 00:07:08.067
他由此证明了这其实是珊瑚的年轮，

00:07:08.091 --> 00:07:10.004
所以说即使在
海平面以下500米深处，

00:07:10.028 --> 00:07:12.796
珊瑚可以记录季节的更替，

00:07:12.820 --> 00:07:14.552
这其实是挺惊人的。

NOTE Paragraph

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。

00:07:18.398 --> 00:07:19.556
那么我们怎么办呢？

00:07:19.580 --> 00:07:21.587
我们潜入海中寻找化石样本。

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。

00:07:25.135 --> 00:07:26.285
所以潜到海底，

00:07:26.309 --> 00:07:27.927
到处都是巨大的鲨鱼，

00:07:27.951 --> 00:07:30.449
还有火体虫、游动的海蛞蝓，

00:07:30.473 --> 00:07:31.744
以及巨大的海绵，

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，

00:07:34.387 --> 00:07:37.943
然后花很长的时间
在海底铲来铲去。

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。

00:07:41.356 --> 00:07:43.651
但是每一个样本都来自不同的时代，

00:07:43.675 --> 00:07:45.576
如果我们可以知道它们有多古老，

00:07:45.600 --> 00:07:48.112
然后我们去测定
其中的化学信号，

00:07:48.136 --> 00:07:49.558
这就可以帮助我们

00:07:49.582 --> 00:07:52.065
研究出古代海洋中
发生了怎样的事。

NOTE Paragraph

00:07:52.558 --> 00:07:54.262
请看左侧的照片，

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，

00:07:57.342 --> 00:07:59.312
之后拍摄了光学影像。

00:07:59.336 --> 00:08:00.488
在右侧的照片中，

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，

00:08:03.636 --> 00:08:04.788
诱发核裂变反应，

00:08:04.812 --> 00:08:06.443
每一次都会产生一些衰减，

00:08:06.467 --> 00:08:08.449
你可以在珊瑚中看到一些标记，

00:08:08.473 --> 00:08:10.362
我们可以据此判断
铀元素的分布情况。

00:08:10.386 --> 00:08:11.537
我们为什么要这么做呢？

00:08:11.561 --> 00:08:13.848
铀是一种很不被重视的元素，

00:08:13.872 --> 00:08:15.031
但是我非常喜欢它。

00:08:15.055 --> 00:08:16.751
这种衰减帮助我们研究出

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。

00:08:19.854 --> 00:08:21.426
如果你们还记得我开头所讲的，

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。

00:08:24.273 --> 00:08:26.564
所以我们用激光去分析铀元素，

00:08:26.588 --> 00:08:29.373
以及珊瑚中所含的，
铀的副产物钍元素，

00:08:29.397 --> 00:08:32.036
由此我们得知这些化石的精确年龄。

NOTE Paragraph

00:08:32.742 --> 00:08:34.934
这个漂亮的南极洋动画，

00:08:34.958 --> 00:08:38.093
展现了我们如何利用这些珊瑚

00:08:38.117 --> 00:08:42.188
来提取古代海洋的反馈信息。

00:08:42.212 --> 00:08:44.638
这个由莱恩·阿伯纳西制作的动画中，

00:08:44.662 --> 00:08:47.060
你们可以看到表面海水的密度分布。

00:08:47.481 --> 00:08:49.518
这只是一年的数据，

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。

00:08:52.500 --> 00:08:55.907
尤其是方框中的德雷克海峡，


00:08:55.931 --> 00:08:58.368
这里洋流交汇非常强烈，

00:08:58.392 --> 00:09:01.004
其实是世界上
最强的洋流之一。

00:09:01.028 --> 00:09:03.235
洋流从西到东穿过海峡。

00:09:03.259 --> 00:09:04.608
洋流在此处汹涌地交汇，

00:09:04.632 --> 00:09:07.504
因为它经过了那些
巨大的海底山峰，

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。

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。

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，

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：


00:09:25.404 --> 00:09:27.907
从冰期到间冰期的过渡期，

00:09:27.931 --> 00:09:31.060
这些珊瑚从南方迁移到了北方。

00:09:31.084 --> 00:09:32.291
我们并不知道为什么，

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，

00:09:34.378 --> 00:09:36.845
或者是海水中的氧气含量。

NOTE Paragraph

00:09:37.718 --> 00:09:38.477
所以讲到这儿，

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

00:09:40.629 --> 00:09:42.823
得出的有关气候的结论。

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。

00:09:46.372 --> 00:09:48.372
这是我的图解。

00:09:48.372 --> 00:09:50.041
在分析了珊瑚之后，

00:09:50.041 --> 00:09:51.858
我们认为，在冰川期时，

00:09:51.858 --> 00:09:55.364
南极洋的深处碳元素非常丰富，

00:09:55.388 --> 00:09:58.077
并且一层低密度海水浮在大洋表面。

00:09:58.101 --> 00:10:00.894
这就阻止了二氧化碳从海洋中逸出。

00:10:01.752 --> 00:10:04.344
我们之后发现了一些
中等年龄的珊瑚，

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。

00:10:08.972 --> 00:10:11.439
这让深海中的碳元素得以逸出。

00:10:12.154 --> 00:10:15.253
那么如果我们研究
更接近现代的珊瑚，

00:10:15.277 --> 00:10:17.531
或者我们干脆马上就潜到海里，

00:10:17.555 --> 00:10:19.761
然后研究珊瑚的化学成分，

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。

00:10:23.803 --> 00:10:25.877
所以这就是我们利用珊瑚化石

00:10:25.901 --> 00:10:27.843
来研究环境变化的方法。

NOTE Paragraph

00:10:29.827 --> 00:10:31.961
那么我给大家展示最后一张幻灯片。

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。

00:10:35.932 --> 00:10:38.044
这是一个异常美丽的珊瑚花园。

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。

00:10:40.650 --> 00:10:42.534
这里有数千米深。

00:10:42.558 --> 00:10:43.932
这里有全新的物种。

00:10:44.416 --> 00:10:46.315
这就是一个美丽的圣地。

00:10:46.339 --> 00:10:47.720
这其中有很多化石，

00:10:47.744 --> 00:10:50.435
现在我教会大家
去欣赏这些化石珊瑚，

00:10:50.459 --> 00:10:51.674
沉睡在海底深处。

NOTE Paragraph

00:10:51.698 --> 00:10:54.564
所以说下一次当你有幸飞过大洋时，

00:10:54.588 --> 00:10:55.997
或者是航行在海洋之上，

00:10:56.021 --> 00:10:58.688
请各位记得——
海底世界有崇山峻岭，

00:10:58.712 --> 00:11:00.579
无人领略过它的壮美，

00:11:00.603 --> 00:11:02.220
海底世界还有美丽的珊瑚。

NOTE Paragraph

00:11:02.244 --> 00:11:03.395
谢谢各位。

NOTE Paragraph

00:11:03.419 --> 00:11:05.249
（掌声）