南?!蜃畲蟮倪吘壓!⑽覈钪匾纳詈^(qū),浩瀚無際的海水之下,深藏了多少科學(xué)之謎?歷時8年,來自全國32個單位、700多人次科學(xué)家參與,我國海洋科學(xué)第一個大規(guī)模的基礎(chǔ)研究計劃,取得豐碩成果。
南?!蜃畲蟮倪吘壓!⑽覈钪匾纳詈^(qū),浩瀚無際的海水之下,深藏了多少科學(xué)之謎?
歷時8年,來自全國32個單位、700多人次科學(xué)家參與,我國海洋科學(xué)第一個大規(guī)模的基礎(chǔ)研究計劃——“南海深海過程演變”(簡稱“南海深部計劃”),取得豐碩成果。8月14日在上海召開的“南海深部計劃”成果匯報會上,“南海深部計劃”指導(dǎo)專家組組長、同濟(jì)大學(xué)汪品先院士揭開了諸多“南海之謎”的神秘面紗。
南海的形成:或?qū)⒏膶懡炭茣?/p>
在地球漫長的歷史歲月中,海洋與陸地“分久必合、合久必分”,南海是怎樣形成的,是困擾科學(xué)家的最大謎題。
“關(guān)于大陸裂開形成深海盆、由巖漿冷凝成玄武巖的大洋地殼,世界上的研究標(biāo)準(zhǔn)來自北大西洋。上個世紀(jì)八十年代以來,歐美學(xué)者一直認(rèn)為南海的形成過程就是大西洋的翻版,只是規(guī)模小、年代短而已?!蓖羝废日f,“但我們的研究結(jié)果卻表明,南海不是小大西洋。”
按照大西洋模式,在大洋和大陸地殼的連接處要有長期削蝕的地幔巖??墒窃凇澳虾I畈坑媱潯眻?zhí)行過程中,我國科學(xué)家從南海洋殼和陸殼連接處的鉆井,取上來的卻是玄武巖。
專家們認(rèn)為,我國關(guān)于南海形成之謎的研究,指出了國際文獻(xiàn)和產(chǎn)業(yè)部門實踐中將兩者混淆的錯誤,提出西太平洋邊緣海是“板緣裂谷”形成的系列,有待采用新視角、新技術(shù)加以重新認(rèn)識,而這將改寫教科書。
南海的年齡:3300萬年前開始形成
南海的形成,經(jīng)歷了海底擴(kuò)張形成大洋殼、巖漿溢出造成火山鏈、板塊俯沖消減等3個時期。海底擴(kuò)張的最早年代是南海的出生年齡。擴(kuò)張停止板塊俯沖之際,相當(dāng)于南海的消亡開始。但很長一段時期以來,科學(xué)家們對南海的年齡究竟有多大,東西海盆誰的擴(kuò)張在先等,眾說紛紜難成定論。
這是因為南海的年齡難以從周邊陸地剖面取得證據(jù)。而南海的海底,又覆蓋了厚厚的沉積物,人們也很難從海底取樣。世界各國科學(xué)家?guī)缀跞家揽亢E钄U(kuò)張過程中、留在南海洋殼基底的“磁異常條帶”,來間接推論南海的年齡。
2014年,我國科學(xué)家在4000多米的深海盆3個站位,成功鉆取到78米玄武巖。經(jīng)過科學(xué)檢測發(fā)現(xiàn),東部海盆形成在先。東部海盆約在3300萬年前、西部海盆約在2300萬年前開始形成,兩者都在1500至1600萬年前停止擴(kuò)張。
科學(xué)家根據(jù)深部地球物理推測,南海玄武巖的海底,已經(jīng)有一大片向東俯沖在菲律賓群島下面。“可見南海的形成是從東往西推進(jìn),一千多萬年前的南海比現(xiàn)在幾乎大一倍。”汪品先說。
南海的海底:海流復(fù)雜,生機(jī)勃勃
現(xiàn)代南海深層水的唯一來源是太平洋。位于呂宋島和臺灣島之間的巴士海峽,是南海與太平洋之間的唯一通道。太平洋水越過2600米深的海檻進(jìn)入南海,形成“深水瀑布”,混合后再從中層深度返回太平洋。
在“南海深部計劃”中,我國科學(xué)家在南海布放了數(shù)以百計的深海觀測潛標(biāo),經(jīng)過長達(dá)8年的海下實測,證明南海深海存在逆時針方向的西部深邊界流,整個南海的海水呈三層結(jié)構(gòu)。通過用放射性碳測量2000米深處的海水,發(fā)現(xiàn)海水的滯留時間不過百余年。
此外,我國科學(xué)家從南海提出的微生物碳泵,已成為全球大洋碳循環(huán)研究的熱點之一;碳、氮循環(huán)相互關(guān)系的研究成果,取得了重要國際影響。
在巨厚的海水下方,一片漆黑的南海海底是個怎樣的世界呢?
汪品先說:“結(jié)合近年來海底高分辨率地形制圖揭示的泥火山、麻坑、海溝等復(fù)雜地形,展現(xiàn)在我們面前的南海深部,是一派生機(jī)勃勃的活躍景象:在這漆黑的深海底,既有自上而下、又有自下而上的物質(zhì)和能量流,既有沉積礦物、又有生命活動的相互作用。”
我國科學(xué)家取得南海研究主導(dǎo)權(quán)
“南海深部計劃”執(zhí)行以來,極大地點燃了我國科學(xué)家研究南海的熱情,一系列新發(fā)現(xiàn)表明:我國科學(xué)家在南海深部重大科學(xué)問題上,取得了南海深部研究的科學(xué)主導(dǎo)權(quán)。同時也向世界表明:中國的深??茖W(xué)已經(jīng)進(jìn)入國際前沿,南海正成為世界深海研究程度最高的邊緣海。
汪品先表示,由于“南海深部計劃”8年來的工作,主要集中在南海北部,南部的研究尚待開展。只有南北結(jié)合,才能取得南海深部完整的圖景。期待我國今后組織更強(qiáng)的隊伍、以更大的投入,推進(jìn)南海深部的研究;同時,加強(qiáng)與南海周邊的國家合作,爭取使南海深部成為國際海洋科學(xué)的天然實驗室。
(新華網(wǎng)2019.8.15)