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同济新闻网:大洋钻探科学家取得“南海生命地图”在内的系列成果

南海国际大洋钻探IODP349航次总研究报告已经完成

 

      由我国科学家建议、设计并主持实施的南海第二次大洋钻探IODP 349航次完成已经一年了,科学探索进展如何?近日,记者探访项目中方首席科学家、我校海洋与地球科学学院李春峰教授,他透露:目前汇集32位科学家航次成果的英文版《大洋钻探349航次科学报告》已经完成,所有航次取得的基础资料和数据已经向所有研究人员公开,感兴趣的科学家都可以申请相关数据和样品从事科学研究。

      2014年3月,我国科学家主导的第二次南海大洋钻探获得成功,参与其中的我校科学家包括李春峰、李前裕、刘传联、刘志飞、张传伦、赵西西等,以及海洋学院讲座教授林间。“目前看,我们的研究将会在南海多个方面取得较好的成绩。”李春峰介绍。他特别介绍了钟广法教授的研究,钟教授因故未能亲自登船考察,前段时间专程去了设在日本的西太平洋岩芯库,申请到了本航次的岩芯,“接下来,他将展开浊流沉积研究。”

    “今年初,我校本航次科学家针对南海获得岩芯的研究进行了深入交流,汪品先院士也参加了讨论,大家汇报了各自对岩芯的整理分析及相应的研究计划。”李春峰说,美方首席科学家林间教授正在进行的是南海海盆动力学研究;李前裕、刘传联教授的海洋古生物研究团队正在展开包括有孔虫、钙质超微和放射虫定年工作在内的地层编年研究;参加钻探的刘志飞、赵西西、张传伦等学者对航次所获得的岩芯分别展开沉积、古地磁、微生物等研究。

      “科学家们的研究成果将在今年9月的上海航次后国际会议上提交并讨论。”李春峰介绍,经过一年的探索,自己带领的研究小组分析得出: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。

 

      如何得到这份“生命地图”呢?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,主要使用了三种测算方法,将结果叠加比对,为南海海盆精确定年。

      首先从海盆海底岩石中获取岩芯。南海第二次大洋钻探IODP349航次分别在南海的5个站位打下了5根“金钉子”,钻探总深度达到4316.7米,其中沉积岩取芯1602米,基底玄武岩取芯近100米,最大井深1008米(位于黄岩岛以西70公里)。这些带回的岩芯,如同南海海底地层深处的截面,古生物学家们从中取样,在显微镜下观察岩芯中留下的微体古生物的种类、数量等,以此解读岩石的成形年代和环境。本航次的首席科学家之一林间表示,打钉子的目的就是要解读南海的历史。要解读南海的历史,一定要解读南海底部洋中脊扩张与岩浆的历史。但问题是洋中脊火山上面有很厚的一层沉积岩,必须通过钻探的方法,才能打到南海底下岩浆喷发形成的玄武岩,因此需要把不同深度的岩芯取出来。

      第二种方法是靠地磁研究。地球历史上,磁极曾经发生多次变化,可以在海底被大洋地壳记录下来,学界称其为“磁异常”,这种变化带来的一系列地磁环境改变,也直观反映在岩石内部。如同树木年轮可推知当年旱涝一样,岩石里的“年轮”也在告诉科学家磁极的变化情况,若据此反推,便可获知岩石成形大约时间。最近,研究人员首次在南海利用“近海底高分辨率深拖磁异常”研究方法,结合此次的大洋钻探资料,找到了海底岩石中丰富的新生代构造演化信息。
      第三种方法是对海盆深处大洋玄武岩岩芯进行氩40-氩39同位素定年分析。
      日前,科学家刚刚得出第一批结果。三者结合,为南海海盆年龄定标,以及研究南海扩张速率,取得更为准确的数据。据悉,同时使用三种先进科学方法测算定年,在南海研究领域尚属首次,在世界其它海洋研究中也不多见。
      李春峰说,绘出南海“生命地图”,对探索地球的演变规律意义重大。

      不仅如此,团队还利用反射地震对海盆沉积地层年龄框架进行了细致的划分。研究发现:不同的海盆之间地震层序差异明显,且沉积物的输入量与来源也不同,随时间的变迁状况也不同。“过去没有钻井,无法获得岩芯,这些处在深海的海盆沉积物年龄很难标定”,李春峰介绍,海盆基底与沉积层年龄框架的确定对南海深部的油气开发来说是基础资料,不可或缺。

      本航次另一位首席科学家林间教授介绍,南海的海底扩张过程跟别处有点不一样,它被称为消亡的大洋扩张中心。南海的洋中脊已经“死掉”了,而今天太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋底下好几万公里长的洋中脊,大多数都是活动的。所以我们要研究地球上的洋中脊如何“生死”,南海是一个非常好的对象。
      李春峰表示,随着中国科技实力的增强,我们中国科学家能够有机会按照自己的科学兴趣参与、设计并主持重大国际科学项目,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,意义非常重大。“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。”

      据悉,本航次第二次综合国际会议将于今年9月在上海举办,届时,与会科学家进一步讨论和分享航次的科学成果。

 

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