0 r: W9 B+ R. D- q: K- N
原标题:“南海深海过程演变”亮点成果报告会在沪举行
6 @# y2 @2 a( U+ g- T2 D
南海,海洋科学的天然实验室
3 d, i T5 }0 f, C( B2 i7 Q$ a9 t" G
中科院院士汪品先一直有个愿望:“希望把国家级的基础研究,用尽量通俗的语言既向学界也向社会汇报。”
0 y& z/ S, t# m9 w+ W# @ 8月14日,他的这个心愿实现了——国家自然科学基金重大研究计划“南海深海过程演变”(以下简称南海深部计划)亮点成果报告会在同济大学举行。这场用通俗的语言和生动的图像来表达的报告会,让在场听众对南海的“生命史”有了全面的认识。
8 C2 j r( H: n 两个“突破”和一个“首次”
) B, r i, ?0 Q$ \5 D/ s, N
“计划获得了超越预期的成果,取得了学术层面的突破。”作为指导专家组组长,汪品先如此评价南海深部计划。
2 u; e; {- D( Y5 T+ k
上世纪80年代以来,欧美学者认为南海的形成过程就是大西洋的翻版,只是规模小、年代短而已。中科院南海海洋研究所特聘研究员林间通过视频介绍说,按照大西洋模式,在大洋和大陆地壳的连接处要有长期削蚀的地幔岩,但是大洋钻探367/368/368X三个航次,钻井取上来的却是玄武岩,因而否定了原先的假说。
. o& R( d: I: U2 [
“南海不是小大西洋。”林间表示,表面看来有些相似,但其实这是两种根本不同的海盆形成机制,大西洋是“板内裂谷”,南海是“板缘裂谷”。“南海的研究指出国际文献和产业部门实践中将两者混淆的错误,提出西太平洋边缘海是‘板缘裂谷’形成的系列,有待采用新视角、新技术加以重新认识。”
Y+ A2 u2 i4 t 除了海盆形成的“板缘裂谷”,南海深部计划的另一项挑战传统认识的突破性进展是气候演变的“低纬驱动”。
' ] L) R$ ?) Y7 A+ R, W* c 同济大学海洋与地球科学学院教授翦知湣介绍说,南海的研究提出了气候演变“低纬驱动”的观点,指出高纬区冰盖大小的变化和低纬区季风降雨的变化,驱动力的周期性有所不同,换句话说低纬降水周期的变化并不一定是由高纬冰盖决定的。
& S/ Y5 B o! }+ l
“其实太阳辐射量集中在低纬区,低纬过程是气候干湿、旱涝灾害的源头,但长期以来不受重视,注意力集中在北半球的高纬冰盖上。”翦知湣进一步指出,低纬海区更大的变化不在表层,而在于次表层水;轨道周期不但有万年等级的冰期旋回,还有40万年季风气候的长周期,当前的地球就处在低谷期,在全球气候变化的长期预测中应当注意。
5 f/ |* z) Q5 V" P6 A7 g, E 与上述两个突破性成果并列的,是一个“首次”。汪品先告诉《中国科学报》,边缘海很多,而像南海深部计划这样,对于深水边缘海盆地的水、碳循环集中进行系统观测研究的,尚属首次。
' i. `# p' `/ J
不同学科在深海交汇
4 k0 }+ l; A1 u- J9 N/ C7 O
南海深部计划的一大特色,在于学科交叉。该计划的设计,是通过多学科的共同探索解剖一只“麻雀”,从3方面揭示一个边缘海的“生命史”:深海盆的形成演变为其“骨”,深海沉积其所含的环境信息为其“肉”,海水的生物地球化学系统为其“血”。
* K8 o T. A* J 2011年至2018年,南海深部计划历时8年,又经过2019年的补充、集成,共立项60个,来自全国各地的32家单位的700多人次直接参与研究,这是我国地学界海洋基础研究规模最大,也是科学收获最大的计划。
x9 @% I, M$ ~ s- g
8年来,经过3个半航次的大洋钻探、近底磁力测量航次和多个海底地震仪(OBS)阵列试验、数以百计的深海潜标长期观测、4个深潜航次和每年的共享航次等海上工作,以及大量的实验室分析和数据处理,对南海深部进行了系统观测,从海盆成因与演变机制,到深海系统的运行模式都取得了新的认识,使得南海成为世界深海研究程度最高的大型边缘海。
2 |' k6 |( T8 p i7 W; D
“‘学科交叉’不应只是一句口号,关键在于实施。”令汪品先自豪的是,南海深部计划以科学问题带动多学科交叉,计划立题就要求不同学科在深海交汇,从而跨越了古今界限、海陆界限、地球和生命科学的界限等等,一些新的认识如碳循环长周期的“溶解有机碳假说”也因此产生。
. A- J! Z1 n- M% u0 n# O 更令汪品先欣慰的是,该计划使我国取得了南海科学研究的主导权,形成了我国多学科结合的深海科学队伍,在重大基础科学问题上形成了自己的观点。
/ k- [$ y6 i5 A) D9 I; V! f 科学问题的“连锁反应”
0 C! ?. L2 l6 C- v X+ Q
随着科学研究的深入,往往又会带出新的科学问题,南海深部的研究正是如此。
6 P( ]* P7 e& @0 a0 I' [. X# b: `& H 南海深海盆地张裂机制的新假说,引出了西太平洋边缘海系列共同成因问题;南海深部构造探索的深入,揭示出深海盆四周边缘的多样性,每个都可以成为被动边缘剖析的典型;低纬过程驱动全球气候的研究,提出了水文循环和碳循环一整套的新课题,进一步的研究方兴未艾;巴士海峡是南海与大洋唯一的深水通道,加上深海底部崎岖不平的地形,为深层海水运动机理提供了试验场;已有的观测和研究基础,又为大洋和大陆相互作用下,生物泵和微生物泵的结合、碳循环和氮循环的结合,提供了深入研究的基地……这一系列科学问题让越来越多的科学家想去南海“大显身手”。
* Q, \3 v% W6 ^; h
“在世界众多的深海盆中,南海已经脱颖而出,成为海洋科学研究的天然实验室。”汪品先骄傲地说。
1 G: N' f5 Q9 L( ` 此外,由于8年来的工作主要集中在南海北部,南海南部的研究尚待开展。汪品先坦言,只有南北结合,才能取得南海深部完整的图景。
( w$ X" |3 P2 h2 n# c* n0 }
他表示,我国将组织更强的研究队伍、以更大的投入推进南海深部研究,而且将与“一带一路”建设有效衔接,加强国际合作,争取使南海深部成为国际海洋科学的天然实验室,使南海深部计划成为多学科、多系统科学合作的范例。
& \4 p/ I) S! e" m% `, ]/ S' f