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原标题：同济大学汪品先院士：八年探索“南海深部计划”，提出新概念有力地挑战了传统的偏见！ * \: k1 j$ v( v7 H! w
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汪品先，海洋地质学家，中国科学院院士，现任同济大学海洋与地球科学学院教授。长期致力于中国深海科学的发展，主要研究方向为海洋微体古生物与古海洋学。 & j6 u# p' i L5 e# ? K9 x
立足西太平洋，探索学术新方向
. l6 [ [5 W$ X/ h4 g “南海深部计划”的8年探索，取得了众多的科学成绩，其中具有显著突破性的进展就是以下3项： 深海盆水体的洋陆相互作用、 深海盆形成的板缘张烈机制和 气候演变的低纬驱动。
: z9 a3 q9 e/ |9 S) C! F; ^; h- z 三者探讨的都是地球科学顶级的重大问题，提出的都是挑战传统认识的新观点。 ' I2 D6 P3 A1 ~2 J6 S& V
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大洋和大陆的水在边缘海盆地发生交换，会发生相互影响，但是像南海这样的深层交流却与众不同：大洋深部水进入边缘海，改造以后返回大洋影响北太平洋中层水，并且在南海上返改变南海的上复水体，这种 三维空间的深海洋陆相互作用属于首次发现。 & ?; z: O" v+ k, p) V5 Q
研究程度较高的边缘海，比如墨西哥湾流穿越尤卡坦通道和弗罗里达海峡形成环流，对湾流产生影响，但只是上层海水发生交换，并没有深层水的上返；地中海有>36.5‰的高盐水穿越直布罗陀海峡进入北大西洋，影响着北大西洋的水文，但这只是地中海上层的水，并不涉及深部。 ' m! B$ u; k$ g" ?
可见，南海观察到的深层洋陆相互作用，是 全球范围内新发现的独特现象，属于有待开发的研究新领域。 5 l; b5 H, G, R; S$ a& t
套用大西洋模型解释南海成因，多年来已经成为南海从基础研究到油气勘探共同遵守的信条。 . S( N1 p3 w( J6 Y- K
尤其是深部勘探大量使用地震剖面，而这种间接证据 必须依靠一定的理论模型才能解释，一旦模型错误解释就会全盘失真，而这正是在南海发生偏差的原因。
; G; x8 O$ ]: m; E 大西洋破裂的是 联合大陆板块内部坚固的岩石圈，除非被地幔上涌的岩浆冲开（火山型被动边缘），否则就需要地壳先破，经过海水入侵的长期风化，使橄榄岩地幔发生蛇纹岩化，岩石圈才会破裂（非火山型被动边缘）。
i/ o! v% p2 ^/ {# P 南海也有 共轭边缘，近二三十年来被认为属于“非火山型”的大西洋模式，误以为南海的洋陆过渡带也应该和大西洋一样，发育蛇纹岩化的地幔岩。 % \$ ]8 W, x8 u3 p6 M$ P( ]
国内外的地震剖面解释，也普遍套用大西洋模式，在洋陆过渡带“发现”蛇纹岩化地幔。
0 |8 d' X8 V$ T7 P9 l. [ 下图分别是德国科学家（a）和法国科学家（b）对南海地震剖面所作的解释。 % X& m2 o: ^, G5 g& o
' f, N- N3 O: F% x }7 E0 Q/ ` 误解的“蛇纹岩”：南海洋陆过渡带地震剖面被误解为“蛇纹岩化地幔”的海区
: r2 l1 `3 | R+ n; d 南海IODP167/168航次的首要目标，就是钻探洋陆过渡带寻找蛇纹岩，以检验大西洋模式的普适性。 # c% y% L# k9 N: `
但是钻探结果否定了原先的猜测，照搬大西洋模式的地质设想已经破灭， 南海的深部构造需要在板缘张裂的基础上重新认识。 * i" y1 t* T% @# l% r: H% N
和西太平洋众多的边缘海一样，南海是在 板块边缘张裂形成，这里的岩石圈已经减弱，岩浆活动很容易开始，套用大西洋板内张裂的模式是一种误会。
' v8 x) Q; v b 现在的任务是和大量的边缘海盆地一道， 重新研究南海的张裂机制和西太平洋边缘海系统的成因。
6 M* {. h6 i+ _# A7 S- L) U, | 同样，多年来气候演变的研究，也是在套用欧美与北大西洋建立起来的模型，以为北极冰盖和北大西洋深层水主宰着全球的气候变化，不能容忍与此不同的地质记录。
# s" m6 [$ O$ ~8 {4 Z5 ~8 E" Y 南海大洋钻探地层分辨率最高的ODP1144井，分析浮游有孔虫氧同位素的结果，得出了百万年来的气候变化曲线。 7 p/ D" w7 {" |4 p$ f
/ o) y7 `4 e5 a: [ z 近30万年来的两类氧同位素曲线 5 X. F# Q) k( W0 A5 M, g
因为具有季风型氧同位素的特征，间冰期没有出现轻值的尖峰，就被德国学者认为是地层缺失，而且每个间冰期都不能幸免（下图蓝色时段），殊不知这正是 季风影响区表层海水的特色，地层并不缺失。
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误解的“地层间断”：南海北部大洋钻探ODP1144井近百万年来浮游有孔虫的氧同位素记录 * ~5 F1 M T" t
盲目套用传统模式的危害，可见一斑。 ! y- u/ U6 O6 s, m8 f8 ], g4 o
可见，研究气候演变应当采用 低纬驱动的新概念，从只见冰盖张缩的习惯性思维里解脱出来。
2 u: D* U( n$ e4 f& ~( H9 l6 p 站在地球系统的高度看，低纬过程驱动的 水文循环和 碳循环，正是地质历史上气候演变的基本模式；第四纪期间两极冰盖变化的高纬过程确实特别突出，但仍然不能埋没低纬过程的重要作用。 - i; @& K' z! U- u* D4 [
如何从地质历史和地球系统整体的高度， 重新认识气候演变的机制，是古气候学当前的重要任务。 6 Y: ^6 F' c" @! ~( G* r, m
无论海盆形成还是气候演变，都是南海深部计划在分析实际材料的过程中，发现与传统概念不合，于是对“公认”的传统进行追究，发现这些误会的来源，都是因为欧洲、大西洋的区域性研究被赋予全球通用的“普适性”，被奉为举世皆准的模板。 % t& W& l1 Z/ \) o
南海的研究分析了 本区域的特色，揭示了传统认识的局限性，进而提出了 自己的理论模型和假说。
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南海深部计划的两大突破 . y7 z2 F) ~3 ^2 k
新提出的概念当然并不成熟，但是有力地挑战了传统的偏见，相信通过进一步深入的工作，终能揭出自然界的真谛。
: x: R& G3 Y- a. C 本文节选自《南海深部过程的探索》
9 P3 V5 D" V9 d% F 发表于《科技导报》第18期 3 V7 j8 a2 b& |9 c1 ?/ n
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