文汇报:向世界讲述南海故事

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摘要

来源:文汇报 发表时间:04/16/2014
       林间(国际大洋钻探计划第349航次首席科学家、美国伍兹霍尔海洋研究所教授)
32位科学家解读南海
        这个故事就是要解读南海演化的历史。南海对我们中国来讲,是非常重要的。在大概4000万~5000万年以前,我们中国大多数地方雨水是很少的,很多地方都是荒漠,没有树,即使有,也都是长不大的树。为什么今天中国大部分地区有这么多雨水,就是因为南海。所以南海是我们的“母亲海”。我们船上这32位科学家要解读南海,我们想知道我们母亲海的年龄是多少,母亲海是什么时候出生的,为什么会成为今天这个样子?这就是我们要去讲的故事。
        为什么研究南海?可以从两三个很简单的角度来理解。第一,南海是地球低纬度最大的边缘海。地球上最高的是喜马拉雅山,最低的是马里亚纳海沟的最深处近1.1万米的“挑战者深渊”,而南海正好在这两者之间。另外南海也是世界几大板块的交汇地,南海北边是欧亚板块,全世界最大的大陆板块之一;东边是菲律宾板块,再往外延伸是太平洋板块,这是世界上最大的板块;南边是印度洋-澳洲板块。所以南海处的位置非常微妙,不光政治上微妙,地质上也很微妙。板块和板块的碰撞是地震、海啸的主因,所以南海对研究气候变化、板块构造、地质灾害、油气资源等,具有重大的意义。
5根“金钉子”精确测定南海年龄
        南海是我们的母亲海,我们现在还不知道它的精确年龄,但是在我们这次探测以后,就有可能知道了。我们在南海的深水域插了5根“金钉子”,第一根就在离黄岩岛以西70公里的地方,这根钉子是1008米,非常深的1个钉子。我们在北边打了第二根,到西南次海盆打了两根,然后又折回北边打了最后一根。
打钉子的目的就是要解读南海的历史。要解读南海的历史,一定要解读南海底部洋中脊扩张与岩浆的历史。但问题是洋中脊火山上面有很厚的一层沉积岩,必须通过钻探的方法,才能打到南海底下岩浆喷发形成的玄武岩,因此需要把不同深度的岩芯取出来。
        为了取得南海底部洋中脊的玄武岩岩芯,首先要穿透上面近1000米的沉积岩。为什么一定要打到玄武岩,因为只有取到它的岩芯,才能作地球化学的同位素测年,才能确定当年南海板块扩张时产生的大量岩浆的年龄,我们才会知道“母亲海”是什么时候打开、何时停止下来的。现在玄武岩岩芯的同位素测年数据还没出来,请大家再等半年左右,到时就可以比较有把握地告诉大家,我们“母亲海”的年龄是多少。
        我们本航次打的第一、第三口井都很漂亮,完全达到原定的科学目标,而且比原先估计的结果还要好。我们首次在南海东次海盆、西南次海盆分别获得了基底玄武岩,岩芯的质量比原先估计的还要高,数量还要多。第二口井本来也是我们的亮点,因为它的井深是2000米,比第一口井还深1000米,是国际大洋钻探计划实施以来历史上第三口最深的井,非常壮观,我们也是充满了希望。打深井时,有时会在某个深度碰到松散的沙层,会井塌,就打不下去。为了要往2000米的深处打,我们先装了一个非常重要、但也很昂贵的套管,把这个井的上半部保护住。我们装了800米的钢管,花了两个星期的时间。到了最后一刻,准备完满结束安装套管的那一天中午,技术总监突然跑过来说“我们出事了”。原来装这个套管时,为了保持其稳定度,下面要灌水泥,这样这个井不光今天能用,20年以后还可以继续使用。但是灌水泥时在技术判断上出了毛病,结果套管没稳定住,反把自己的钻杆凝固在海底,船走不了了。所以当时马上决定用炸药把钻杆炸断,收回剩余的钻杆,我们才安全了。这个技术事故对我们来讲,是一个很大的教训。我们有时候理所当然地认为,只要科学家想好的事情都能做成,不见得。做大科学其实是有各种科学以外的技术、政治等不确定因素,所以我们要做多方面的思想准备。
南海研究的国际意义
        作为中国科学家,南海是我们的“母亲海”,研究南海当然天经地义了。可是换一个角度想,我们怎么跟国际同事解释南海的重要性?因为南海离他们太远,除非南海有特别的科学问题,你是很难对国际科学家讲好南海故事的,所以我们还得站在国际的高度来思考。从国际地球科学的角度来讲,南海有好几个学术高度。第一个高度,太平洋的东边和西边是非常不对称的,太平洋西边有众多的边缘海,包括鄂霍次克海、东海、南海、苏禄海等。但在太平洋东边的南、北美洲,就没这么多的边缘海了。这是个奇异但很重要的科学问题,解读它对研究地球的板块演化有重要意义。所以我们觉得,把南海作为边缘海来研究透,具有重要的国际性科学意义。
        其次,南海的海底扩张过程跟别处有点不一样,它被称为消亡的大洋扩张中心。南海的洋中脊已经死掉了,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,大多数都是活的。所以我们要研究地球上的洋中脊如何生死,南海是一个非常好的对象。南海底下洋中脊死亡的过程,貌似伴随了很多后期海山的生成。大家都知道黄岩岛,为什么会有黄岩岛?洋中脊上本来不应该有这么一个岛,不应该有这么多海山的,会不会是在南海的洋中脊死掉之前,地底下有剩余的岩浆,然后洋中脊的“最后一口气”,把剩下的岩浆“吐出来”了?如果是这样,那么南海的故事就是非常特殊的好教材,告示我们今天在世界大洋底下活跃的洋中脊火山脉将来会怎么消亡。所以作为科学家,我们可以站在全球的角度来研究南海。
        尽管我们这个航次创造了好几个南海研究的“首次”,但我更深的一个感触是,一次大洋钻探是很不够的,许多重要的科学问题都还没碰。为了要赶上和领先深海科学,我们中国科学家现在就要考虑,应该造自己的钻探船。除了我们身边的南海、东海、渤海等外,世界大洋里有很多重要的科学问题,其中包括与中国的权益有直接关系的科学问题,靠目前的美国、日本各一条钻探船是远远不够的。美国这条钻探船,搞不好下次回来,又要十几年以后。我们的科学家能等吗?十几年太久,我们等不了。中国深海科学要迈上新的台阶,也不能总是靠借用美国的钻探船。所以我觉得中国科学家要发展自己的科学钻探计划,学会先进的钻探技术,在国家的支持下,创建由中国科学家领导的、与国际合作的大洋钻探队伍。到那时,我们才真正开始迈向引领国际深海科学研究的“海洋强国”。
http://wenhui.news365.com.cn/ewenhui/whb/html/2014-04/16/content_83.htm

来源:文汇报 发表时间:04/16/2014

       林间(国际大洋钻探计划第349航次首席科学家、美国伍兹霍尔海洋研究所教授)
32位科学家解读南海
       这个故事就是要解读南海演化的历史。南海对我们中国来讲,是非常重要的。在大概4000万~5000万年以前,我们中国大多数地方雨水是很少的,很多地方都是荒漠,没有树,即使有,也都是长不大的树。为什么今天中国大部分地区有这么多雨水,就是因为南海。所以南海是我们的“母亲海”。我们船上这32位科学家要解读南海,我们想知道我们母亲海的年龄是多少,母亲海是什么时候出生的,为什么会成为今天这个样子?这就是我们要去讲的故事。
       为什么研究南海?可以从两三个很简单的角度来理解。第一,南海是地球低纬度最大的边缘海。地球上最高的是喜马拉雅山,最低的是马里亚纳海沟的最深处近1.1万米的“挑战者深渊”,而南海正好在这两者之间。另外南海也是世界几大板块的交汇地,南海北边是欧亚板块,全世界最大的大陆板块之一;东边是菲律宾板块,再往外延伸是太平洋板块,这是世界上最大的板块;南边是印度洋-澳洲板块。所以南海处的位置非常微妙,不光政治上微妙,地质上也很微妙。板块和板块的碰撞是地震、海啸的主因,所以南海对研究气候变化、板块构造、地质灾害、油气资源等,具有重大的意义。
5根“金钉子”精确测定南海年龄
       南海是我们的母亲海,我们现在还不知道它的精确年龄,但是在我们这次探测以后,就有可能知道了。我们在南海的深水域插了5根“金钉子”,第一根就在离黄岩岛以西70公里的地方,这根钉子是1008米,非常深的1个钉子。我们在北边打了第二根,到西南次海盆打了两根,然后又折回北边打了最后一根。
打钉子的目的就是要解读南海的历史。要解读南海的历史,一定要解读南海底部洋中脊扩张与岩浆的历史。但问题是洋中脊火山上面有很厚的一层沉积岩,必须通过钻探的方法,才能打到南海底下岩浆喷发形成的玄武岩,因此需要把不同深度的岩芯取出来。
       为了取得南海底部洋中脊的玄武岩岩芯,首先要穿透上面近1000米的沉积岩。为什么一定要打到玄武岩,因为只有取到它的岩芯,才能作地球化学的同位素测年,才能确定当年南海板块扩张时产生的大量岩浆的年龄,我们才会知道“母亲海”是什么时候打开、何时停止下来的。现在玄武岩岩芯的同位素测年数据还没出来,请大家再等半年左右,到时就可以比较有把握地告诉大家,我们“母亲海”的年龄是多少。
       我们本航次打的第一、第三口井都很漂亮,完全达到原定的科学目标,而且比原先估计的结果还要好。我们首次在南海东次海盆、西南次海盆分别获得了基底玄武岩,岩芯的质量比原先估计的还要高,数量还要多。第二口井本来也是我们的亮点,因为它的井深是2000米,比第一口井还深1000米,是国际大洋钻探计划实施以来历史上第三口最深的井,非常壮观,我们也是充满了希望。打深井时,有时会在某个深度碰到松散的沙层,会井塌,就打不下去。为了要往2000米的深处打,我们先装了一个非常重要、但也很昂贵的套管,把这个井的上半部保护住。我们装了800米的钢管,花了两个星期的时间。到了最后一刻,准备完满结束安装套管的那一天中午,技术总监突然跑过来说“我们出事了”。原来装这个套管时,为了保持其稳定度,下面要灌水泥,这样这个井不光今天能用,20年以后还可以继续使用。但是灌水泥时在技术判断上出了毛病,结果套管没稳定住,反把自己的钻杆凝固在海底,船走不了了。所以当时马上决定用炸药把钻杆炸断,收回剩余的钻杆,我们才安全了。这个技术事故对我们来讲,是一个很大的教训。我们有时候理所当然地认为,只要科学家想好的事情都能做成,不见得。做大科学其实是有各种科学以外的技术、政治等不确定因素,所以我们要做多方面的思想准备。
南海研究的国际意义
       作为中国科学家,南海是我们的“母亲海”,研究南海当然天经地义了。可是换一个角度想,我们怎么跟国际同事解释南海的重要性?因为南海离他们太远,除非南海有特别的科学问题,你是很难对国际科学家讲好南海故事的,所以我们还得站在国际的高度来思考。从国际地球科学的角度来讲,南海有好几个学术高度。第一个高度,太平洋的东边和西边是非常不对称的,太平洋西边有众多的边缘海,包括鄂霍次克海、东海、南海、苏禄海等。但在太平洋东边的南、北美洲,就没这么多的边缘海了。这是个奇异但很重要的科学问题,解读它对研究地球的板块演化有重要意义。所以我们觉得,把南海作为边缘海来研究透,具有重要的国际性科学意义。
       其次,南海的海底扩张过程跟别处有点不一样,它被称为消亡的大洋扩张中心。南海的洋中脊已经死掉了,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,大多数都是活的。所以我们要研究地球上的洋中脊如何生死,南海是一个非常好的对象。南海底下洋中脊死亡的过程,貌似伴随了很多后期海山的生成。大家都知道黄岩岛,为什么会有黄岩岛?洋中脊上本来不应该有这么一个岛,不应该有这么多海山的,会不会是在南海的洋中脊死掉之前,地底下有剩余的岩浆,然后洋中脊的“最后一口气”,把剩下的岩浆“吐出来”了?如果是这样,那么南海的故事就是非常特殊的好教材,告示我们今天在世界大洋底下活跃的洋中脊火山脉将来会怎么消亡。所以作为科学家,我们可以站在全球的角度来研究南海。
       尽管我们这个航次创造了好几个南海研究的“首次”,但我更深的一个感触是,一次大洋钻探是很不够的,许多重要的科学问题都还没碰。为了要赶上和领先深海科学,我们中国科学家现在就要考虑,应该造自己的钻探船。除了我们身边的南海、东海、渤海等外,世界大洋里有很多重要的科学问题,其中包括与中国的权益有直接关系的科学问题,靠目前的美国、日本各一条钻探船是远远不够的。美国这条钻探船,搞不好下次回来,又要十几年以后。我们的科学家能等吗?十几年太久,我们等不了。中国深海科学要迈上新的台阶,也不能总是靠借用美国的钻探船。所以我觉得中国科学家要发展自己的科学钻探计划,学会先进的钻探技术,在国家的支持下,创建由中国科学家领导的、与国际合作的大洋钻探队伍。到那时,我们才真正开始迈向引领国际深海科学研究的“海洋强国”。
http://wenhui.news365.com.cn/ewenhui/whb/html/2014-04/16/content_83.htm