国家基金委重大研究计划“南海深海过程演变”发布全面成果



图说:“南海深海过程演变”发布全面成果 来源/采访对象提供

新民晚报讯(记者 张炯强)“1000多万年前的南海比现在几乎大一倍”,今天,由中科院院士、同济大学教授汪品先领衔的国家基金委重大研究计划“南海深海过程演变”发布全面成果。其中,“陆地如何张裂成为海盆”和“气候如何进行周期变化”两大地球科学重大问题,在理论层面上取得突破性进展,挑战了此前的世界权威假说。

“南海深海过程演变”重大研究计划,是迄今为止我国海洋界规模最大的基础研究计划。8年中立项60个, 参加者700多人次,在南海深水区实施了数以百计的锚系测量和海上试验,进行了多种深部地球物理试验,完成了四个大洋钻探航次和四个深潜航次,以及生物地球化学等多学科大量的观测与实验。



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汪品先介绍,首先就海盆的形成,世界上研究的标准来自北大西洋,1980年代以来,欧美学者认为南海的形成过程就是大西洋的翻版,只是规模小、年代短而已。此次南海钻探,否定了原先的假说。

中国的研究人员在南海发现,早在大陆岩石圈张裂之初就有玄武岩涌出,很快就转到海底扩张、形成大洋地壳;在大西洋却要经过长期拉张使得地幔岩变弱,才会破裂出现玄武岩。因此,“南海不是个小大西洋”。研究发现这是两种不同的岩石圈:大西洋张裂的是超级大陆内部坚固的岩石圈,南海形成却是在太平洋板块俯冲带相对软弱的岩石圈。表面看来有点相似,其实却是两种根本不同的海盆形成机制,前者是“板内裂谷”、后者是“板缘裂谷”。南海的研究指出国际文献和产业部门实践中将两者混淆的错误,提出西太平洋边缘海是“板缘裂谷”形成的系列,有待采用新视角、新技术加以重新认识。

另一项突破是气候演变的“低纬驱动”。 气候演变的研究起步于大冰期的发现,而地球运行轨道微小变化就能造成冰期旋回,是二十世纪地球科学的重大发现。其核心在于用北半球高纬度地区接受到的太阳辐射量变化,成功地解释了近百万年来冰盖涨缩的周期性,然后冰盖变化又通过北大西洋深层水的形成,引领着全球的气候变化。由此产生的海洋沉积氧同位素曲线,已经成为全大洋地层年龄对比的标准。



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但是,从南海的研究提出了气候演变“低纬驱动”的观点,指出高纬区冰盖大小的变化和低纬区季风降雨的变化,驱动力的周期性有所不同,换句话说低纬降水周期的变化并不就是由高纬冰盖决定。其实太阳辐射量集中在低纬区,低纬过程是气候干湿、旱涝灾害的源头,但长期以来不受重视,注意力集中在北半球的高纬冰盖上。南海研究还进一步表明:低纬海区更大的变化不在表层、而在于次表层水;轨道周期不但有万年等级的冰期旋回,还有40万年季风气候的长周期,在全球气候变化的长期预测中应当注意。

除以上两大成果之外,“南海深海过程演变”计划还发现:南海深处有大量的冷泉生物群,同时,不久前南海海底有热液活动。至于西沙深处和深水海山上大片冷水珊瑚林的发现,在东南亚海域尚属首次。此次南海调查勘探展现出南海深部的一派活跃景象:在这通盘漆黑的深海底,居然既有自上而下、又有自下而上的物质和能量流,既有沉积矿物、又有生命活动的相互作用。

汪品先指出,在“南海深部计划”的8年里,我国科技界大显身手,向世界表明:中国的深海科学,已经进入国际前沿。我们可以毫不含糊地说,中国掌握了南海科学上的主导权。