深海研究突破口' n9 o! J& Z' K* A# k
深海海底,是人类对地球表层最晚认识的地方。深海过程,既是当今海洋研究的前沿,也是地球系统科学突破口。
3 ^- `% ]. O3 F2 _- H" W4 S, |# y. h “从板块边缘‘俯冲带加工厂’到深海碳循环的关键‘暗能量生物圈’,都在改变着地球表层系统运作的原有概念。如果在一个范围有限的边缘海,将现代深海过程与地质演变相结合,就有可能通过‘解剖一个麻雀’,在崭新水平上认识海洋变迁及其对海底资源和宏观环境的影响。而我国的南海正是最佳的选区。”“南海深部计划”指导专家组组长、同济大学海洋地质国家重点实验室汪品先院士说。
. z D' r% @3 v9 p4 a! A7 [ 面积350万平方公里、最深处达5500多米的南海,是我国重要的深海区,具有深海研究的一系列优越条件。与大西洋相比,南海面积小,年龄轻,研究海洋深部演变过程的条件更为优越；与深海沉积保存不佳的太平洋相比,南海沉积速率和碳酸盐含量高,能够弥补西太平洋的不足。
, Q( }& M7 e* P" p: t 2011年初,国家自然科学基金重大研究计划“南海深部计划”正式启动,这项为期8年、初步预算1.5亿元的计划,以“构建边缘海的生命史”为主题,以洋壳深海盆的演化作为“骨架”,以深海沉积和生物地球化学过程分别作为“肉”和“血”,从三方面开展我国海洋科学大规模的基础性研究。2011年5月,“南海深部计划”申请结合“蛟龙”号的进一步试验,在南海开展深潜科考,对南海深部过程进行高精度、高分辨率的现场探测。如今,包括周怀阳在内的6位科学家随“蛟龙”号远征南海下潜,对我国开展“南海深部计划”有重要意义。
! h( [7 @9 f5 o) c- |+ w7 s 揭南海科学奥秘( `0 K# ^8 n# Z3 G$ u
浩瀚的南海深处蕴藏了很多科学奥秘,揭开众多科学之谜是“南海深部计划”追求的目标。
- g9 N8 X( L" p0 h 南海年龄有多大?至今尚未有科学定论。
9 y) ], f; Q0 t2 _, v8 d& I( e 据汪品先院士介绍,这主要是因为南海形成的年龄难以从周边陆地剖面取得证据,而其海底洋壳又因厚层的沉积覆盖难以取样。因此南海洋盆扩张的再造,几乎全部依靠海盆扩张过程中留在洋壳基底的磁异常条带,所用资料来自30年前美国的船测资料,受到技术等方面限制,结果相当模糊。在“南海深部计划”中,科学家将围绕南海洋壳形成的年代和成因进行深入研究。
: i( }8 }; i. i& j' _! O 科学家对大西洋的研究已经证明,深层海流有多种沉积搬运机制,然而对于南海底层流和沉积搬运过程的认识,至今众说纷纭。“南海的深水油藏和深海沉积体,有浊流、等深线流、河口深水扇沉积等解释,由于缺乏现代过程的观测,我国的深海沉积学还停留在袭用国外模式的阶段。”汪品先院士说,“为了在南海取得突破性成果,需要从调查现代深部水层入手,认识太平洋水进入南海后的走向与变化。”
5 G U- }2 Y# s& z 研究表明,世界海底是“漏”的,有各种流体从海底溢出,包括热液、冷泉、淡水、油气溢出口和泥火山活动等,它们的来源是地层里的流体,科学家形象地称之为“海底下的海洋”。这些流体不仅改变着海水的成分,而且支持着地球上另一个生物圈——“暗能量生物圈”。为了研究南海深处的生物圈奥秘,周怀阳教授搭乘“蛟龙”号下潜至南海冷泉区,已发现大量贻贝等深海生物。
0 F. e, v* v" l+ s) {3 `$ u5 a 专家认为,深海水层和海底以下的微生物活动,是地球系统碳循环新发现的重要环节。南海以其有限的范围和丰富的深海沉积,为研究深部生命活动与碳循环提供了理想条件。海盆的演化直接影响海底流体和海底微生物的活动,即使深海碳循环发生变化,又是烃类资源形成的重要原因,相关研究将为我国能源勘探开辟新视角。
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) M7 I9 \( B0 q! k$ }1 D “蛟龙”号的试验性应用,为我国科学家开展深海研究提供了“利器”,为在南海实现我国深海研究的突破提供了先进技术手段。
* p2 S8 k( N+ x+ G# L I( J, F 当今地球上海陆分布的特点之一,是最大的大陆和最大的大洋之间隔着一串边缘海,这就是亚洲大陆和太平洋之间的鄂霍克次克海、日本海、东海和南海。& J% c* o" y% n
边缘海介于陆地和海洋之间,是海陆相互作用的界面。边缘海的发育,改变了大陆和大洋之间的物流和能流。) S( M6 J$ d4 c
汪品先院士认为,研究南海深部过程演变的意义,并不仅限于边缘海本身。南海作为亚洲岸外的最大边缘海,探寻其“前世今生”的生命史,是认识亚洲和太平洋海陆相互作用的捷径……www.52ocean.cn |
