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北仑那能做人流
嘉兴在线新闻网     2017-10-22 09:05:58     手机看新闻    我要投稿     飞信报料有奖
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  (原标题:“沧海桑田”新注解 大洋钻探开启“南海的历史书”)

  原标题:“沧海桑田”变迁有了新注解 大洋钻探开启了“南海的历史书”

  新华社上海6月12日电(记者张建松)由我国科学家建议、设计并主导的第三次南海大洋钻探,12日圆满结束。经过在南海北部长达四个月的大洋钻探,中外科学家共同解开了南海形成的科学之谜。南海独特的张裂机制,与教科书上记载的模式不一样!

  大洋钻探:“窥探”地球秘密

  打一口超深的钻井,在海底打穿地壳和地幔的分界面——莫霍面,看看“原位”的地幔究竟长什么样?——上个世纪六十年代,科学家提出这一雄心勃勃的科学梦想,至今没有实现。

  “有心栽花花不开,无心插柳柳成荫。”由此发展起来的“在海底打钻”的大洋钻探技术,却提供了一种新颖直接的研究手段,为地球科学研究打开了一扇“宝藏之门”。

  半个多世纪以来,大洋钻探已在国际上掀起了一场轰轰烈烈的“地学革命”。始于1968年的国际大洋钻探计划,目前已成为世界地球和海洋科学领域规模最大、历时最久、影响最深远的一项国际科学合作计划,也是引领当代国际深海探索的重要科技平台。

图为第三次南海大洋钻探的钻探站位示意图。(IODP中国办公室提供)

  我国于1998年加入该计划以来,以南海为重点,先后设计和主导了三次南海大洋钻探,即1999年的IODP184航次、2014年的IODP349航次、2017年的IODP367和IODP368航次。过去四年里,我国科学家参加IODP“决心号”航次的人数,仅次于美国,跃居第二。

  在地球漫长的历史岁月中,海洋与陆地“分久必合、合久必分”,不断变迁。海陆如何变迁、沧海如何变成桑田?这一巨大的自然之谜吸引全球科学家不断探索。

  南海是我国岸外最重要的深海区,也是西太平洋最大的边缘海,位于地球上低纬区,具有一系列深海研究的优越性。“麻雀虽小、五脏俱全”,南海是我国科学家进行地球科学研究的“天然实验室”。第三次南海大洋钻探的科学目标,就是在这个“实验室”里探寻“大陆如何破裂、陆地为什么会变为海洋”的科学之谜,检验国际上以大西洋为“蓝本”的非火山型大陆破裂理论。

图为参加第三次南海大洋钻探IODP367航次的科学家合影

  第三次南海大洋钻探自2017年2月开始,包括“决心”号IODP367和IODP368两个航次,历时四个月时间,共有来自十多个国家、60余名科学家参加。中国科学院南海海洋研究所孙珍研究员、同济大学翦知湣教授分别担任两个航次的中方首席科学家。

图为参加第三次南海大洋钻探IODP368航次的科学家合影。

  南海有独特的张裂机制

  在地球科学的教科书里,以大西洋为“蓝本”的非火山型大陆破裂经典理论,被称为“地幔剥露式破裂”。该理论认为:地壳中的深断裂带造成海水下渗,海水和地幔橄榄岩发生化学反应后,就会生成强度较弱的“蛇纹岩”并放热,从而导致大陆板块的弱化破裂。

  南海北部的大陆边缘,与大西洋的“大陆破裂蓝本”有着相似地质特征,但却具有截然不同的发育条件。第三次南海大洋钻探,就选择在南海大陆边缘钻取基底岩石。

  如果钻取的基底岩石是“蛇纹岩”,就说明大西洋的“地幔剥露式破裂”并不是地球上的“孤例”。如果没有钻取到“蛇纹岩”,而钻取到其他类型的岩石,就将证明还有另一种大陆破裂机制存在。

  据IODP367航次中方首席科学家孙珍介绍,第三次南海大洋钻探结果表明:南海的基底岩石是“绿色的变质岩”。“有些科学问题,还需要进一步深入研究。但可以肯定的是,南海的张裂模式不同于大西洋蓝本。”孙珍说。

图为在“决心”号显微镜下拍摄的玄武岩(钟立峰 摄)

  根据钻探结果,科学家认为,南海这种独特的非火山型张裂过程,明显不同于北大西洋的“蓝本”,这揭示了南海具有不同于大洋模式的边缘海张裂机制。这一发现将令国际科学界重新评价大陆破裂的机制。

  新发现或能读懂“南海的历史书”

  IODP368航次中方首席科学家翦知湣介绍,第三次南海大洋钻探还发现了距今3000多万年的始新世(注:地质年代)深海的底栖有孔虫,有望打破四十年来关于南海成因的观点,促使国际科学界重新认识东亚和西太平洋的演变历史。

图为在“决心”号显微镜下拍摄的有孔虫。

  有孔虫是科学家研读“地球历史书”的一种“书签”。自寒武纪(注:地质年代)至今,这些仅1毫米大小的美丽单细胞动物,已在地球上生活了5亿多年。它们祖祖辈辈以海洋为家,种类繁多,分布广泛,对海洋环境因素反应极为敏感。某些种群演变迅速,在地球上留存的时间较短,因此成为相应地质年代的重要标准化石。

  四十年来,国际上关于南海成因的观点多来自欧洲:法国人提出印度的碰撞使印支半岛向南突出,推出了南海;英国人认为古南海向婆罗洲的俯冲,拉开了南海。第三次南海大洋钻探的结果,则揭示了南海深海盆由东向西推进的记录。

  此外,继2014年第二次南海大洋钻探之后,第三次南海大洋钻探再次在南海海底发现了“大洋红层”,具有重要科学研究意义。

  图为“决心”号从南海海底钻取的大洋红层。

  “大洋红层”是一种远离陆地、在深水中慢速堆积的远洋沉积物。由于细小的沉积物在海底停留时间很长,颗粒外表容易形成一层铁锰氧化物,加上沉积环境缺少有机质,这些偏红色的氧化物被埋藏后就将颜色保存下来,形成独具特色的远洋红棕色泥岩,因此被称为“大洋红层”。其在现今的太平洋、大西洋、印度洋海底均有广泛分布。

  据同济大学刘志飞教授介绍,“大洋红层”代表了远洋和极其安静的深海环境。在南海的海底沉积发现“大洋红层”,说明当时的南海是面向西太平洋开放的边缘海。而现今的南海是半远洋沉积环境,南海东部的菲律宾岛弧带向北移动,致使南海成为半封闭海盆。

  地球在沧海桑田的变迁过程中,总会留下来一些蛛丝马迹深藏在海底。第三次南海大洋钻探共钻探7站位17个钻孔,总钻探深度达7669.3米,共获取2542.1米沉积物、沉积岩、玄武岩和变质岩岩芯。通过研究这些珍贵科学样品,科学家们就能逐渐读懂“南海的历史书”。


来源:嘉兴在线—嘉兴日报    作者:摄影 记者 冯玉坤    编辑:李源    责任编辑:胡金波
 
 
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