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科学家首次在南海获得大洋玄武岩 火山碎屑岩

发布日期:2021-04-29 07:44 作者:天博

  大洋钻探是地学中最伟大的事业之一,它推动了地球科学一个最根本的理论——“板块构造学说”的验证,创立了古海洋学,验证了地球演化过程中一些非常重要的灾害性事件,最近在极端微生物发现方面也获得非常大的进展。

  “国际大洋钻探计划”(IODP)是地球科学领域里一个最大的综合性国际项目,从1968年开始,到现在已经40多年了。它经历了不同的阶段,现阶段是“国际大洋发现计划”(2013年~2023年),我们349航次也非常荣幸地成为新十年的第一个航次。

  我们探测的南海这个区域以前是大陆,后来经过地幔深部岩浆活动,洋壳不断扩张,南海慢慢形成,海水逐步侵入形成海洋。但是为什么会扩张形成海洋,它形成的年龄是多少,仍有很多疑惑。我们这个航次一个重要目标就是通过钻探来获取当时南海扩张时候形成的岩石,对它作进一步分析,看南海扩张的年龄,揭露南海生长的生命史。

  349航次的探测站位处于一块称为“深海盆”的非常平的区域。深海盆是怎么形成的,如何从以前没有到后来慢慢扩张形成现在这样的状态,是我们这个航次的重要目标。我们的钻探要穿过海平面以下1000米左右的沉积岩,打到沉积岩以下的玄武岩,这些岩浆岩石是南海扩张过程当中形成的岩石,只有钻探到玄武岩才能揭示南海深海盆的形成之谜。

  通过对获得岩石的科学研究,我们可以来看南海的演化所反映的沉积环境是什么,然后透过南海可以进一步揭示地球内部的一些现象,这些研究的科学意义包括,可以更好地帮助我们理解南海形成原因及生成时间等一些地球科学的根本性问题,以及这个区域内各种灾害活动频发的原因。过去10年,全球最大的两次海啸(2011年日本东部大海啸、2004年印尼大海啸)都发生在这个区域。同时,对南海海底的深入了解也有助于我们探讨南海的资源环境问题。南海是一个聚宝盆,最近有很多深海油气的发现。

  我们这个航次有来自11个国家和地区的32位科学家,其中12位来自中国的科学家,还有6位华裔科学家,首席科学家由我和来自美国伍兹霍尔海洋研究所的华裔科学家林间教授共同担任。349航次的科学任务建议书由中国科学家提出,运行经费也主要由中方提供,所以这也是首次由中国科学家在科学贡献方面起主导作用的深海钻探活动。

  除了科学家之外,完成这样一个非常庞大的科学工程,离不开技术员、钻井员,甚至厨师和服务员的支持。我们有50多位钻探工程师,他们日夜不停地实施钻探,来完成我们的科学目标。

  要成就一个科学航次,还需要合理、充分的科学任务建议。我们这个建议书从2008年开始提出,经过多次酝酿和修改,还在上海开过国际研讨会进一步完善,吸取了40多位国内外科学家的建议,共同完善这份建议书。最重要的还是在汪品先院士积极努力奔走之下,我们最终走到了今天。

  我们共实施了5个站位的钻探,在两个最深的站位上还获得地球物理测井资料,钻探深度超过4300米,获得近1600米的岩芯,其中有近100米是玄武岩,这些资料在过去从来没有获得过。

  科学成就有7个“首次发现”。比如首次在南海获得大洋玄武岩和火山碎屑岩,火山碎屑岩有助于探讨南海火山频发的机理;首次获得南海完整的沉积序列;通过微体古生物和古地磁的研究,首次标定南海海盆不同站位上的年龄等。

  通过我们这个航次获得的岩石样本,会在很大程度上推动我国两个重要领域的发展,一是中国深海岩石科学与地球化学研究,二是深海地球与生命科学交叉科学研究,这些交叉科学研究在国际上也是刚刚起步。

  相信通过未来几年的研究,我们会把南海研究推到国际舞台的前沿,使世界上更多的海洋地球科学家都来关注南海的工作,会以南海为标杆来进行比较研究,南海研究可能会成为国际海洋科学合作的典范。

  国际大洋钻探计划第349航次使用的是美国“决心号”钻探船,总吨位1万吨以上,最大钻探能力是海面以下8公里,1978年建造,2008年重新改造,是非常先进的海上钻探船。它相当于探测太空的国际空间站,国际上不同领域的科学家在这里共同交流、从事科研,是国际深海科学的一个舞台。

  本次探测由来自11个国家和地区的32位地球物理学家、岩石学家、构造古生物学家、古地磁学家分工合作,其中12位是中国科学家,还有6位华裔科学家。首席科学家由同济大学海洋地质国家重点实验室的李春峰教授和来自美国伍兹霍尔海洋研究所的华裔科学家林间教授共同担任。李春峰(国际大洋钻探计划第349航次首席科学家、同济大学海洋地质国家重点实验室教授)

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