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科学网:再探南海:解开“桑田沧海”之谜

  很快,中科院南海所特聘研究员林间又要去南海了。这将是他第4次搭乘“决心号”前往南海,这位海洋地球物理学家参加了之前在南海的所有大洋钻探。

  这一次,他要重返南海U1503a站,为了实现一个未完成的科学梦想。

  找寻南海之谜的钥匙

  南海是中国的“母亲海”,控制着东亚的气候,蕴藏着丰富的资源。但南海的形成不是一蹴而就,而是经历了一个从“出生”到“成年”的过程。

  大陆变薄直至破裂,地球深部炽热的岩浆慢慢溢出。“好比造血一样。”林间打了个比方,“南海造‘新血’出来,快速冷却后‘血凝成皮’,形成海底玄武岩,这个过程一直持续到南海‘长大成年’。”

  由于冷却快速,海底玄武岩很好地记录了当时地球磁场的“DNA”信息,科学家通过对玄武岩样品的物理和化学分析,可以确定其年龄和所携带的地球内部的信息。

  2014年,我国科学家建议、设计并主持了南海第二次大洋钻探(IODP349航次)。

  和林间同为航次首席科学家的浙江大学教授李春峰介绍说,该航次首次穿过软性沉积岩,钻取到了海底停止扩张时期形成的硬性玄武岩,首次将南海“成年”的时间定格在1600万年前到1500万年前之间。

  此后,“母亲海”的大致轮廓不再改变。

  离梦想一步之遥

  “我们其实还有一个梦想。”林间说,他们希望能够获得南海刚“出生”时的玄武岩样品的“DNA”,进一步解开南海初生之谜。

  不过,这是一个更大的挑战。

  2017年,南海第三次大洋钻探(IODP 367、368航次)的首要目标,就是揭示大陆如何破裂、陆地为什么会变成海洋的“桑田沧海”之谜。

  但向几千米深的海底插入“探海神针”绝非易事。除了水深,沉积层也很厚。

  在大洋钻取玄武岩,首先需要为钻孔安装长达几百上千米的保护钢套管。套管穿过松软的沉积层,就可以保护钻孔不坍塌。接着,将钻杆插入钻孔,再将钻杆一节一节地加长,穿过上千米的保护套管,进行钻探。

  “我们的梦想差一点就实现了。”林间告诉记者,“去年在南海U1503a站点,套管做得很成功,可快打钻的时候,‘决心号’上一个离合器损坏,井又非常深,稳妥起见就没打,留着将来再做。”

  可令他没想到的是,将来竟来得如此之快。

  重返U1503a站

  根据“决心号”的船时安排,11月15日至12月8日,林间将与国际科学家们一起重返U1503a站,揭开期待已久的科学之谜的谜底。一直为之努力的梦想就快实现了。

  就像去年盖好了新房子,马上准备入住一样。“我们现在的心情很激动、很紧张,更充满了期待。”IODP367航次中方首席科学家、中科院南海所研究员孙珍兴奋地说。

  这次他们要解决的主要科学问题是:通过获取的洋壳玄武岩样品确定南海“出生”的精确时间,同时对其地球化学成分进行分析。

  “这个‘DNA测试’非常重要,它可以告诉我们从大陆到海洋的地球演化过程中,海洋刚开始形成时,洋壳成分受到多少大陆成分的影响。”林间说。

  研究发现:南海的海底扩张过程跟别处有点不一样,它的“造血”活动已经停止了,不再生成新的玄武岩,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。

  “南海是全世界最大的边缘海之一,要研究地球上的边缘海如何‘生死’,了解地球地幔的演化过程,南海是一个非常好的对象。”林间笑着说,“我们是不会放弃的。只要重大科学问题不解决,我们一定要继续做。”(陆琦)

[责编:赵清建]

原文链接:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/11/419886.shtm

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