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光明日报:探问南海芳龄几何

我国科学家设计并主持的南海第二次大洋钻探研究获重要进展

 

来源:光明日报  发表时间:03/24/2015 

 

  目前,大洋钻探是科学家了解海底最直接、最有效的方式。去年1月28日,由我国科学家建议、设计并主持的南海第二次大洋钻探IODP 349航次从我国香港起航。32位来自11个不同国家和地区的科学家,历经两个月的海上研究,349航次在台湾地区基隆港靠岸,宣告南海新一轮大洋钻探画上圆满句号。
  项目中方首席科学家、同济大学海洋与地球科学学院教授李春峰日前接受记者采访时透露,历经近1年探索,该航次的研究工作已取得关键进展,最重要的研究内容之一南海年龄问题的解读获得突破。这一成果对进一步探究大陆破裂、海洋形成机理等地球科学,以及深海资源勘探都具有重要意义。此外,还有大量相关成果在分析和准备发表过程中。
  用先进方法为南海海盆精确定年
  南海是地球低纬度最大的边缘海。过去,我们对南海深海盆的基础研究较弱,对南海的年龄有很大争议。
  IODP 349航次是国际大洋发现计划(2013—2023)的第一个航次,是中国继汪品先院士1999年主持的第一次大洋钻探IODP 184航次之后的新十年首航,完成大量的地质、地球化学、微生物等多学科测量和分析工作,实质性地推动了对南海深部过程的科学认识。
  “通过勘探,我们首次获取了南海中央水深4000米深海海盆的岩芯记录,这些是确定南海年龄的直接证据。”李春峰介绍,过去南海的形成过程和年龄主要是根据地球物理探测间接推断的。349航次首次突破软性的沉积岩,钻取到了海底扩张形成的硬性玄武岩,在南海东西两大海盆都获得了非常新鲜的洋壳玄武岩样品。由此,可精确确定海盆扩张时代与岩浆活动过程。同时,利用微体古生物化石、海盆磁异常记录和古地磁测定,将结果叠加比对,为南海海盆定年。
  最新研究结果给出了精确标定:南海东部次海盆“出生”于3300万年前,“死亡”于1500万年前;西南部海底“出生”于2360万年前,“死亡”于1600万年前。李春峰介绍,此次参与勘探研究的科学家涵盖了海洋地质、微体古生物、化学等多个学科,同时使用3种先进科学方法测算定年在南海研究领域尚属首次,在世界其他海洋研究中也不多见。

  聚焦南海的形成与演化
  此次南海大洋钻探收获颇丰,对于南海的了解深入了不少。李春峰介绍,研究工作主要着眼南海的形成与演化,通过获得南海深海沉积记录和与南海扩张形成的岩浆岩,来直接分析岩石的地球物理、地球化学、微体化石等信息,理解地球动力学演化特征,探讨南海形成演化的资源与环境效应。
  除了为南海海盆精确定年,349航次还获得了多层火山碎屑岩的化学特征以及沉积岩中的化石,构建较完整的海山演化历史、探讨其成因;揭示了南海中央海盆沉积环境异常和可能的玄武岩—沉积岩界面的流体改造作用,为认识南海深海沉积环境和灾害、深部洋流作用与海平面变化等重要课题奠定了基础;为认识南海深水区油气资源、南海早期扩张演化等重要课题提供第一手重要资料并开辟了新的研究途径;钻探也直接获得了化学通量、热流、井下水温等信息,正在为认识南海极端生物圈、海底下面水热活动方面作出突出贡献。
  目前,相关研究仍在继续。航次结束后,2014年6月出版了初始科学报告,2014年7月在美国开了第一次航次后会议,2014年12月在美国召开了一次专题讨论,还将于2015年9月在上海召开航次后第二次国际会议,进一步讨论和分享航次的科学成果。一些关于南海年龄和沉积序列的重要成果已经正式发表。2015年3月底将正式出版航次后的总科学报告。

  加强我国深海研究地位
  在李春峰看来,南海大洋钻探,最重要的意义是确定了南海的年龄和扩张模式,并首次为分析南海深海盆的沉积记录、环境演变、地球动力学演化提供了直接的奠基性的深海盆资料,在未来多年将引领南海的科学研究。目前在南海大陆岩石圈破裂、南海岩浆岩的地球化学分析、深海盆沉积环境的变化等方面的研究非常值得期待。
  这也是令中国科学家们倍感振奋的。IODP 349航次的实施进一步加强了我国在国际深海研究中的地位。航次之后进一步组织国际合作,在我国资助和主持下形成西方国家和南海周边国家共同参与的国际研究项目,已向世界证明南海最新的基础研究和科学认识是在以中国为主体,中国科学家主持之下进行的。目前我们还在继续努力,正在筹备争取南海的第三次大洋钻探。
  “作为项目中方首席科学家,最大的感受是随着中国科技实力的增强,中国科学家能够有机会按照自己的科学兴趣参与、设计并主持围绕重大科学问题的重大国际科学项目,逐步开始有能力领导国际大军团的协作科学攻关,使得南海成为国际地球科学研究的热点区域,这种感觉非常好。”李春峰说。
  (本报上海3月23日电 本报记者 颜维琦 曹继军)
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