人民日报:打下“金钉子” 探获南海“芯”

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大洋钻探船“决心号”结束为期62天的南海科考,完成5个站位的海底钻探
来源:人民日报 发表时间:04/03/2014

大洋钻探船“决心号”结束为期62天的南海科考,完成5个站位的海底钻探
来源:人民日报 发表时间:04/03/2014

本报记者 姜泓冰
●首次获得南海形成年龄的直接证据
●首次将钻探井打入南海海盆4000米
●首次在深海盆多站位完成地球物理测井
       南海如何形成?“芳龄”几何?有何宝藏?海底是动荡还是宁静……
       4月2日,在同济大学举行的南海大洋钻探新闻发布会上,刚刚从南海归来的科学家们,或许能告诉我们很多。2014年1月29日至3月30日,来自11个国家和地区的32名科学家们乘坐大洋科考船“决心号”,进行了国际大洋发现计划349航次为期62天的南海科考。其中有12名中国科学家,6名华裔科学家,“黑头发黄皮肤”占了大半。
       这是“国际大洋发现计划”(2013—2023)的首个航次,也是由中国科学家主导的第二次南海钻探,此次科考第一次将钻探井打入南海海盆的4000米深部,与玄武岩层“亲密接触”。科学家们说,这是一次成功之旅、圆梦之旅。
初步标定南海东部海盆的形成期约在1600万年前
       “我们首次获取了南海中央水深4000米深海海盆的岩芯记录,仅从船上的初步分析看,就已有多项重大新发现,成功实现了航次的科学目标。”共同首席科学家、同济大学海洋与地球科学学院李春峰教授告诉记者。
       尽管早已知道南海形成的奥秘就隐藏在深海盆地之下,但受科技条件限制,长期以来南海的深海盆地一直是科学考察的盲区。李春峰说,近三四十年来,对南海大陆架和陆坡海底已经进行了大量科学考察,各国所打的石油钻井就超过4000口,而南海中央水深超过4000米的深海盆地却从未钻探。349航次正是第一次利用国际最先进技术,探索南海深海盆地的演变历史。
       虽然科学家们谨慎地表示,大洋钻探的船上工作只是初步研究,全面的科学研究还需要好几年。但目前已经获得的许多重大发现已足够令人欣喜。
       这次科考首次获得南海形成年龄的直接证据。在此之前,南海的形成过程和年龄都是根据地球物理探测间接推断的,并且一直存在争议。通过突破软性的沉积岩,首次钻取到了南海海底扩张形成的硬性玄武岩。由此,可精确确定海盆扩张时代与岩浆活动过程。目前,利用微体古生物化石和古地磁测定,已初步标定东部海盆的停止扩张即形成期,约在1600万年前。
       通过钻探发现的多层玄武岩和多层火山碎屑岩,说明南海扩张形成的晚期有过多期强烈的火山活动。南海的不少岛礁,其实就是覆盖在海山上的珊瑚礁。此项发现为研究海山的形成原因,以及海底扩张如何停止的历史过程,提供了全新的线索。同时,此次钻探发现了大规模的浊流沉积,和多期次的钙质超微化石沉积交替出现,还在大洋玄武岩基底上发现有数十米厚的黄褐色泥岩,表明南海形成之后有过复杂多变的沉积环境,成为研究南海乃至西太平洋演变历史的宝贵证据。
       此外,本次在南海深海盆多个站位完成的地球物理测井工作,也是首次开展。通过生物地球化学、洋壳流体与深部微生物活动的观测与研究,可直接确定化学通量、热流、海底下面水热活动等信息。科学家表示,这对于今后南海的地质调查、油气勘探,对深入认识南海极端生物圈和海底下面水热活动,都有着深远的意义。
       “所有这些成果,对于我们深入认识南海的地质演化,迈出了突破性的一大步。”李春峰说。
在4000多米海底向下打钻,获取了极有价值的岩芯
探索南海深部的这些奥秘,采用的办法是钻探取芯。
       据李春峰介绍,此轮南海大洋钻探,他们一共完成了5个站位的取芯,如同在海底打下了5颗“金钉子”,获取了具有极高科学价值的岩芯,还完成了2个站位的地球物理测井工作。
       “取芯”并不容易。“在4000米深海打钻,从船上将钻具送到海底钻孔,相当于从4000米高空的飞机上向地面投篮——地面的篮筐是看得见的,海底却一片漆黑。再向下钻进海底1000米,那根5000米长的钻杆长度就相当于5条上海南京路步行街。再说,深海不能抛锚,钻探船要稳定在同一钻孔上方连续作业,才能把钻成的完整岩芯从海底取上来。”15年前主持了首次南海钻探的中科院院士、同济大学教授汪品先这样描述。
       349航次开钻的第一个站位,位于距离黄岩岛不远的深海盆中部,这里是南海海底岩浆过去不断向两侧扩张的轴心部位,又是最接近地球内部的地方,海山林立,水深4200多米,要获得大洋玄武岩还需要钻穿900米的沉积物。在到达海底之下600多米时,因岩性突变,曾使得钻头损坏,只能重新更换钻头、建立新的钻孔。
       在船上,来自11个不同国家和地区的32位科学家通力合作,初步完成了大量的地质、地球化学、地球物理、微生物等多科学测量和分析工作。两个月后,第一批研究成果即将发表。
造出中国主导的大洋钻探船是中国科学家下一个航次的目标
       研究显示,4000万年以前的中国大陆还是一片荒漠。正是由于南海海盆的打开与形成,为这片荒漠带来了湿润的东亚季风,营造了一个生命繁衍生息的良好家园。南海也是西太平洋最大的边缘海,处在地球最高和最低点之间,欧亚、太平洋、印度洋—澳洲三大板块的交会点上,对研究中国、东南亚的地质演化、地震灾害、油气资源等意义重大。
       “南海真可算得上名符其实的‘海底地质公园’”。研究海洋古生物的刘传联教授用诗一样的语言表述着他眼中的南海——“她不仅有高耸‘出海’的岛屿,而且有深藏不露、奇秀无比的海山;峡谷之间可有‘浊流’涌动,海盆中间也许撒满了‘钙质超微化石软泥’或‘有孔虫软泥’。通过349航次获取的岩芯,你能尽情领略和欣赏南海3200万年以来的风云变幻、沧海桑田……”
       大洋钻探既是国际海洋高科技的结晶,也是“富国俱乐部”的专属运动。近些年来,才有中国、印度和巴西三个金砖国家加入。目前,全世界仅有两艘大洋钻探船,一艘是建于1978年的美国“JOIDES决心号”,一艘是2002年下水的日本“地球号”。
       费用昂贵,但深水海底的奥秘依然吸引着各发达国家争相加入大洋钻探国际计划。据悉,目前该计划已经发展为20多个国家参加、年预算接近2亿美金的巨型国际合作项目,有一二百件各国科学家们提出的钻探建议计划排着长队等候“决心号”的航期。
       汪品先认为,南海钻探的意义不仅是揭开南海形成之谜,推进深海资源勘探,更能为我国地球科学注入新鲜活力,提升中国科学家在深海地球与生命交叉研究领域的综合水平。
       在这位著名的海洋科学家头脑中,尽快开始规划、研究、制造一艘中国主导的大洋钻探船,为人类探索更多海底世界的未知奥秘,已是下一个航次的目标。
       “我国海洋意识的觉醒和深海研究的起步比许多国家都晚,深海科技与国际前沿的差距也比许多领域都大,只有采用非常规的对策,才能早日实现建设海洋科技强国的理想。大洋钻探作为深海探索的前沿阵地,正是我们可能的突破口。”汪品先说。
http://paper.people.com.cn/rmrb/html/2014-04/03/nw.D110000renmrb_20140403_1-22.htm