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第三次南海大洋钻探进入下半场

2017-04-14 09:52 来源:科技日报

  4月14日,由我国科学家主导的国际大洋发现计划368航次正式起航。“决心”号大洋钻探船将带着来自多个国家的33名科学家,进行为期两个月的科考,探寻南海海陆变迁之谜。

  科技日报记者张盖伦将随船而行。随后的两个月里,她将把一路上的所见所闻所感在“盖伦带你看南海”分享给读者。

  这一次,要讲述的,是南海如何从陆地变成海洋的故事。故事的挖掘者,是正停在香港招商局码头的“决心”号大洋钻探船;故事的解读者,则是来自全世界各个领域的科学家。

  这是第三次南海大洋钻探,由我国科学家主导,它包括国际大洋发现计划(IODP)367和368两个航次,共有来自13个国家的66名科学家参加,其中我国科学家为26名。

  367航次首席科学家由中国科学院南海海洋研究所孙珍研究员、美国加州理工学院乔安·斯道克教授共同担任。368航次首席科学家由同济大学海洋与地球科学学院翦知湣教授、丹麦与格陵兰地质学会汉斯·克里斯汀·拉尔森教授共同担任。

  14日清晨,IODP 368航次即将起航。科研人员将用接下来两个月的时间,继续探寻南海海陆变迁之谜。

  367航次的惊喜与疑问

  “决心”号第三次驶入南海海域,这次聚焦的,是南海扩张之前的大陆破裂。

  2015年,以我国科学家为主导提交的IODP第878号建议书——“检验大陆裂解期间岩石圈的减薄过程:在南海张裂陆缘钻探”经IODP平台管理委员会审议通过。“决心”号将用120天的时间,在南海北部水深3000到4000米的深海钻四口深井,获取南海张裂前夕的基底,检验国际上以大西洋为蓝本的海洋形成理论。

  其实,这就是在讲述南海出生的故事。

  IODP 367航次已经于4月9日结束,它在南海北部U1499和U1500两个钻探站位进行了4个钻孔的钻探。“这个航次非常成功地打到了‘胚胎’时期的洋壳,它是一个重要的时间标志。”11日,IODP 368航次首席科学家、同济大学翦知湣教授告诉科技日报记者。

  钻井打透海底厚厚的沉积层,到达硬石基底,再继续往下,打到新鲜的玄武岩。这是个惊喜,也让人疑惑。因为,在这一站位,科学家原本期待的,是读到陆壳的故事。没有料到,钻出来的,已经是洋壳。

  “南海从陆地张裂到海洋打开的时间,似乎比我们之前想象的要快。”中国科学院南海海洋研究所特聘研究员、第二次南海大洋钻探首席科学家林间教授介绍。要了解我们“母亲海”南海的生命史,理想的状况,是“决心”号能在减薄陆壳、过渡带、洋壳都取到样品,这样科学家可以解读封存于其中的历史信息,展现南海从出生到成长的完整故事。

  不过,这就是大洋钻探。你无法百分之百确定,钻头往下会碰到什么,会取出什么。沧海桑田,时间将无数秘密掩埋于海底,而解开它,需要勇气、决心,还要有点小幸运。

  第三乐章第二节

  随着科学家们的登船,南海大洋钻探的故事,如今已经讲到了第三章第二节。

  故事的开篇,是1999年同济大学汪品先院士主持的ODP(大洋钻探计划)184航次。当年,林间就曾随船出海科考。“那时我们讲的是季风的故事。”

  2014年,IODP 349航次起航,林间担任首席科学家。“这次我们讲的是南海海盆出生和死亡的故事。”林间说。所谓出生,就是南海海盆大约在三千两百万年前开始快速扩张;而所谓死亡,就是在大约一千六百万年前,南海海底停止了扩张。

  提到IODP 349,林间和翦知湣难掩兴奋:“我们取得了很突出的成果:我们第一次在中国南海取到了洋壳的玄武岩,分出了南海的中央海盆和西南次海盆‘谁长谁幼’”;钻探发现大量红层和多期次的深海海底浊流沉积,表明南海形成后经历过复杂多变的沉积环境,深海不曾平静。

  IODP 367和368航次,则试图追溯南海更为早期的那段岁月。

  “地球演变过程是有共性的。通过研究南海的生命史,我们也可以找到边缘海出生、演化再到死亡的共性。”林间解释。相比大洋,南海很小;但是它麻雀虽小,五脏俱全。南海是解释地球生命演化规律的重要窗口之一,它是一个天然实验室。林间也希望,中国科学家能够引领对南海这一“实验室”的探索。

  除了能验证科学理论,让科学家心驰神往;大洋钻探,同样也可能与普通人产生连接。

  比如,了解南海北部盆地的发育史,可以推测深海石油、天然气水合物的形成机理;而海底沉积层中,藏着数千万年来气候变化的“历史书”,根据再造的过去温度和二氧化碳含量变化,我们可以恢复过去季风演化的历史,了解地球气候演变的机制。同时,它对研究地震发生机制也有帮助。现在,大洋钻探可以利用海底钻孔放置地震监测设备、进行长期观测。“新十年的大洋钻探更加关注与人类生存环境和经济发展密切相关的问题,更加关注气候变化、海洋资源和海洋灾害。” 翦知湣说。

(责任编辑:王蔚)

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