南海新一轮大洋钻探告捷 获多项重大新发现
经过62天紧张忙碌的科学钻探工作,中国科学家提出、设计并主持了国际海洋发现计划的349航次,这是新十年的第一次科学海洋钻探航次,于3月30日在*基隆港登陆,圆满结束了新一轮南海海洋钻探。
“我们首次获得了南海中部4000米深深海盆地的核心记录。根据船上的初步分析,我们首次取得了许多重要的新发现,并成功地实现了这次航行的科学目标。”
4月2日,在同济大学举行的南海海洋钻探科学家记者会暨上海市科协论坛上,南海海洋钻探项目首席科学家、同济大学海洋与地球科学学院教授李教授表示,相信这将极大地促进对南海深部过程的科学认识, 最终揭开了南海形成的神秘面纱,同时提高了中国科学家在深海地球与生命交汇研究领域的综合水平。
虽然人们早就知道南海的形成之谜隐藏在深海盆地之下,但由于科技条件的限制,南海深海盆地一直是科学考察的盲点。在过去的30到40年里,人们对南海大陆架和大陆坡底进行了大量的科学考察。各国已经钻了4000多口井,而中国南海中部深度超过4000米的深海盆地从未被钻过。李·说,“349航次是第一次利用最先进的国际技术探索南海深海盆地的演化历史。”
据报道,在这一轮南海海洋钻探中,共有5个站完成了取芯,就像在海底铺设了5枚“金钉”。获得了具有极高科学价值的岩心,并完成了两个站的地球物理测井。钻井深度为4317米,其中沉积岩1503米,基底玄武岩100米,最大井深1008米。
来自11个不同国家和地区的32名科学家共同努力,初步完成了地质、地球化学、地球物理、微生物学等领域的大量科学测量和分析,在了解南海地质演化方面取得了突破。
李告诉《中国科学报》记者,刚刚成功完成的海洋钻探航次主要是取心和测量工作,全面的科学研究还有几年的时间。但他表示,仅从船上的初步分析来看,至少在许多方面取得了重大发现:从海盆深处取得的岩心首次揭示了南海形成的动荡历史,南海的扩张和形成过程得到了地质体的证实;发现南海扩张后期曾发生过一次猛烈的火山喷发。经过扩张,海水环境在今天的南海形成之前经历了反复的变化。
主要发现体现在以下三个方面:
首先,首次获得了南海形成时代的直接证据。迄今为止,南海的形成过程和时代都是通过地球物理勘探间接推断出来的。在这次航行中,首次突破了软沉积岩,钻探了海底扩张形成的硬玄武岩,并在南海东部和西部盆地获得了非常新鲜的洋壳玄武岩样品。因此,可以准确确定盆地扩张和岩浆活动的时间。同时,利用微体化石和古地磁测量,初步标定了南海东部和西部盆地在不同台站的年龄。
二是在南海形成过程中发现了多期大规模火山爆发。钻探发现的多层玄武岩和多层火山碎屑岩表明,在南海扩张和形成的晚期,存在着多期强烈的火山活动。南海的许多岛屿和珊瑚礁实际上是覆盖在海山上的珊瑚礁。这一发现为研究海山的形成和海底扩张如何停止的历史过程提供了新的线索。
三是发现南海深海盆地反复变化的沉积历史。南中国海是一个边缘海,周围的陆地和岛屿将大量沉积物输送到海里。最终目的地是首次钻探的深海盆地。钻探在大洋玄武岩基底上发现了大规模浊积岩沉积,与多期钙质超微化石沉积交替出现,并发现了几十米厚的黄褐色泥岩,表明南海形成后经历了复杂多变的沉积环境,成为研究南海乃至西太平洋演化历史的宝贵证据。
此外,在南海深海盆地多个站点完成的地球物理测井工作,可以通过生物地球化学、海洋壳流体和深部微生物活动的观测和研究,直接确定海底化学通量、热流和热液活动等信息。科学家们表示,这对于未来中国南海的地质调查和油气勘探,以及深入了解中国南海海底的极端生物圈和热液活动具有深远的意义。
这次航行以中国科学家提出的科学目标为主导,以中国科学家为主体,12名中国科学家和6名中国科学家参加,形成了高水平的跨学科深海科学研究团队,促进了不同学科的国际合作研究。李·教授说,南海钻探培养了一支中国深海科学家队伍,为更好地了解南海的扩张和演变与西太平洋和东南亚构造的关系奠定了坚实的基础。
后续科学研究有什么计划?李表示,此次航行后,国际科研合作正在积极推进。船上的科学家将对各自实验室采集的样本进行深入分析和研究,并将在两个月后形成一份航行初步报告。中国科学院王院士表示相信,新成果的产出将全面推进南海、东亚和西太平洋的地学研究,提升中国在海洋科学研究中的国际战略地位,在亚洲大陆边缘和西太平洋边缘海域的一系列重大科学问题上取得重大突破。
“349号航程的成功完成只是一个好的开始,好戏还在后头。”伍兹霍尔海洋研究所联合首席科学家、高级研究员林琳说:“我相信,通过这些研究,我们能够真正了解中国‘母海’南海的形成历史,南海将真正成为世界上边缘海研究程度最高的地区,成为未来研究热点地区和国际合作的典范。”