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* G* H- F( ^2 R' d' I1 }1 }& `1 V 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！
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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。
0 Y# K) {& a8 G t v i 立足西太平洋，探索学术新方向 ! B$ H) H, W7 f& U, \$ K
“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。 $ o$ a& W# P% B) K7 `) Y& D8 i
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。 : Y8 h3 o+ S0 g
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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。 4 A& X" I5 F' D* w! x! y1 m+ x
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。 3 t& Y$ l1 y3 }: v) ]5 i
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。
! L- G" b7 J' s 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。 # I2 M( ~: ]+ u) q7 j
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。 ; c7 _( N3 H. ]- C `! y1 X: H7 w
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）。
7 _' O* q m6 V0 d! Q 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。
% }: X% F: y& }) S7 c! ? 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。
) n! t6 K3 O2 E: O: h 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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$ e! o( s c x& K! D 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
Y0 F/ ?3 X J- C5 {. }: x5 R9 ^8 g 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。 ( V- U% |/ m% L5 V- |
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 G: V" T0 P+ i! q
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。
4 ]1 w5 M3 Z1 l; d* T" K 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。
) }8 g( ?6 c3 j: ? 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。 / j% w8 o, G9 L( x& v
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。 & Z+ |) f5 ]( M/ u- B
( w! s2 X w9 N7 o$ n( z 近30万年来的两类氧同位素曲线
0 Y7 R3 Z5 k& p! T0 T2 ? 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。 ) ?7 ^0 f9 b4 P
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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
1 ?+ @, \* y4 I9 \. { 盲目套用传统模式的危害，可见一斑。
1 a- z1 Z0 f6 F9 g( B# ~ 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。 ( W% B5 R8 _# A- a1 ~9 l
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。 8 }) z! W( c( K/ q0 p
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。
$ k1 \* T! L+ T 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。 0 ]6 h6 O3 y, ]3 c! d
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。 / r! G0 h9 e, T3 s
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南海深部计划的两大突破 & y p+ ]$ _ Q- r
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。 " u& p2 S! B# k: ?: N
本文节选自《南海深部过程的探索》
; q0 ^/ R& E2 L1 v' ^# E* Z& ? 发表于《科技导报》第18期 ) \+ M# C `: r8 [4 B# a
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信息来源: 科技导报 ' c9 Y! }$ v4 l: J8 T& ]" D
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