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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！ " U, H5 C: p6 [2 H4 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。 + t% }' ~9 d! |+ v
立足西太平洋，探索学术新方向 8 B1 q& Q' I2 r Z
“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。
; L9 H# F: i! {- W, g 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。 4 U1 Z) F# B; w: C+ W' l1 t$ H
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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。
% x$ U0 {- R' v: a 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' F9 s4 A3 u/ X) b* N
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。
: E: f2 g; m6 s# h 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。
; a% Y- w+ f% x; f6 X) k+ p) N8 v 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。 ; l# r4 ]0 ^$ {1 {8 v+ M' F) f
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）。 5 h: Q& o# [2 S" b3 H! U% [
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。
' k' q$ e8 Y+ C, ?& D 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。
$ f3 V. u$ j% V# E/ M* j) y% L' E 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。
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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 2 r- q2 d2 P- T& N$ k
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。 ; X) x2 a* @5 M8 M* u
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。 6 [( v% E3 x; }5 j# m* d t9 k# ?
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。
; q' z; r6 c: R* R# ~% U1 n/ x- F 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。 5 |9 z$ K. H1 K9 V7 c' @
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。 # G9 m9 q) O9 e; ]
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。 , {8 [% f5 }9 t S& `
) |! H. q0 h' r% Y9 a, e 近30万年来的两类氧同位素曲线
% B& l9 G" Q& M9 `5 @, U8 ^ 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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+ R/ v; u* v5 i8 j! o% f! ?, g* \ 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
/ @4 L) J+ _( [) W& O/ b 盲目套用传统模式的危害，可见一斑。
( M5 K1 Y9 B7 @/ c" C9 I 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。 1 u; `3 k- ?4 @$ r3 t) e4 Z
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。
+ m4 o( l$ y9 }) G6 K+ f5 d% C! @ 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。 ' ?3 }# h+ G; N* T$ j
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。 / K8 M7 ?6 b; P8 x6 {
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。 & B6 l2 V4 I; b- _2 ]+ q
# y% L6 v( n; R1 A% p 南海深部计划的两大突破
0 s Q# J o$ b/ L3 O, L0 j) c8 m 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。 6 X; _: S# J z. R* E- z! t
本文节选自《南海深部过程的探索》 / U% Q+ F1 f; q% t) U6 w/ j! d- W" Z
发表于《科技导报》第18期
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信息来源: 科技导报
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