航次介绍

解密南海深部磁性“条形码”(二)

        2月14日是中国传统佳节元宵节,恰好与西方的情人节“邂逅”。我们在“决心号”钻探船上感受到这中西节日“喜相逢”的欢乐气氛。中国地质大学(北京)的苏新老师热情地给我们蒸了她在香港买的年糕,让大家在紧张工作之余体验佳节的温馨和民族亲情。航次经理(Staff Scientist) Kulhanek博士亦热情地与我们分享她的巧克力糖,与众人同庆西方浪漫佳节。船上大厨还特意准备了两个加大加甜的蛋糕,分别献给这据说是十九年才能遇到一次的中西“喜相逢”,大家其乐融融。可能是因为心情好的缘故,我觉得今日爱意无处不在,蓝天白云的天空和碧蓝的海水都出现“爱”的踪影,有自然形成的各色心形。“爱”的踪影甚至出现在“决心号”的采样平台上。如照片所示,连用于古地磁研究的岩芯标本也似乎被丘比特的爱箭射中了!这一切征兆今天将是个美好的日子。的确,今天我们完成了南海349航次第一个站位(编号U1431)的钻探工作。“决心号”顺着这双重节日的正能量,逆风破浪把我们带向南海349航次第二个站位(编号U1432)。

        与此同时,349航次科学家们抓紧时间分析和处理第一个站位的数据。我们海洋地质工作者常把大洋中脊称为洋底的巨龙。而我们刚完成的第一个站位就坐落在南海中央海盆的洋中脊上。大洋中脊是洋壳不断增生的部分。在大洋中脊处,炙热的熔岩不断踊向地壳表层并在地磁场中冷却。岩浆中的磁性矿物在低于其居里温度(磁铁矿为578℃,赤铁矿为670℃)的冷却过程中受地球磁场的磁化,获得稳定的剩余磁化强度以及剩磁倾角和磁偏角。洋壳扩张将较老的熔岩推向两侧,在大洋中脊两侧形成对称分布的磁性异常条带。也就是我们前文中提到的地球独特的磁性“条形码”的一部分。在汪品先院士领导的“南海深海过程演变”重大研究计划的资助下,同济大学李春峰教授和林间教授新近完成了对这个站位附近海底磁性异常条带的高分辨率深拖磁异常测量。结果表明该区的最强磁异常的年龄为一千六百万年左右。然而,数据和解释都不具有唯一性。尚需实际资料进一步验证和丰富。我们钻探的主要目标就是要了解该地区的洋壳年龄,获得南海洋壳何时停止扩张的证据。

“决心号”钻探船上用于古地磁测试研究的定向标本

        古磁学研究是了解整个地球演化历史惟一直接的地球物理方法,因为地球的各种物理场随时间变化,只有磁场留下了历史痕迹即化石磁性。如同刘志飞教授《动荡的南海深部(二)》文中描述,我们在刚完成的第一个站位上发现海底以下六百多米处有一套两百多米厚的火山角砾岩。由其中的生物化石推断火山角砾岩大致从一千多万年以前就开始沉积,并持续了数百万年时间。经过磁性地层学特征研究后发现其岩芯所包含的正负极性段,可与标准极性柱中的C5极性时中的正负极性段相比,从而得出这一套火山角砾岩极有可能在一千二百万年以前就已开始。根据地层叠加的规律,加上古地磁磁极倒转序列特征,我们初步获得了南海玄武岩洋壳基底的最小年龄,加上航次后即将开展的同位素精确测年,可望能对南海何时停止扩张这一悬而未解的问题得出准确的答案!

        “决心号”在向第二个站位行进途中,遇到从中国南下的冷空气引起的风浪,钻探船有些颠簸。我走到船头,一边瞭望海面,一边浮想幽深的海底究竟藏有多少奥秘。忽然看见一群小飞鱼被“决心号”劈开的浪潮惊飞出水面。说时迟那时快,一只饥饿的海鸟不知从何而来,以迅雷不及掩耳之势从天而降,瞬间扑向小飞鱼群。其俯冲动作堪称自然界最令人生畏的猎食表演。只见它扑食成功后,垂直飞向天空并止住煽动的翅膀,洋洋得意地抖动脖子,吞咽“战利品”。可怜的小飞鱼,瞬间成了海鸟的美餐。我除了惊叹这自然场景,也联想到刘传联教授和刘志飞教授分别描述过的那个硝烟滚滚的南海深部“战场”。虽然我们无法体验伴随着南海由“前生”(扩张前)到“今世”(扩张后)转折的火山爆发场景,但南海深部的地质记录,一定会像那海鸟抖动脖子吞咽飞鱼一样,作为南海传奇“生命史”的蔚蓝见证!

 

(作者: 赵西西,2014年2月25日于“决心号”钻探船)

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