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我国南海深海沉积观测野外实验室获重要科研成果

科普小知识2022-07-27 20:02:39
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新华社决议二月二十日电(记者张)深海沉积物是地球表面系统演化的重要“信息载体”。在中国第一个大型海洋科学基础研究项目“南海深部工程”的支持下,中国在南海东北部建立了全球先进的深海沉积动力过程观测“野外实验室”,并取得了重要的科研成果。

同济大学海洋地质国家重点实验室项目负责人刘教授表示,南海是西太平洋地区最大的边缘海,与亚洲大陆接壤,每年从周边河流接收数亿吨沉积物。再加上西太平洋深水渗透的长期影响,南海深海形成了复杂而活跃的底流输运和沉积,使南海成为研究深海沉积过程的理想场所。

在“南海深水计划”的支持下,经过多年努力,中国在南海东北部建立了全球先进的“深海沉积动力过程综合观测系统”。该系统由12套综合锚系统和1套海底三脚架组成,同步观测。锚系统长度在1000米到3300米之间,水深主要在1500米到3900米之间。该系统主要观测南海深海海流温度、盐度、流速、混合强度等参数,采集深海悬浮泥沙样品,成为中国科学家持续开展深海沉积学研究的“野外实验室”。

通过对深海锚系统的长期观测,刘及其研究小组证实了等深线在南海北部盆地长期存在。这是世界上首次确定深海等深线的速度结构和季节变化。他们发现,海面产生的中尺度涡旋可以穿透数千米的水层,在深海沉积物与等深流的长距离输送中发挥着关键作用。

他们还确定了南海两个典型的深海峡谷,即浊流频繁的“高坪海底峡谷”和沉积动力学相对平静的“福尔摩沙海底峡谷”。研究发现,高坪海底峡谷多年来频繁发生的浊流事件是由经过*的台风引起的。

每当超强台风登陆*时,台风带来的超强降雨将大量泥沙从*经河流注入南海,以浊流形式沿高坪海底峡谷进入深海,这是南海深海物质横向输送的最重要过程。这些研究是深水沉积过程观测实验的开创性工作,极大地促进了南海深海沉积学的发展。

刘说,参加第三次南海钻探的目的是为了追溯几千万年前在南海开始形成的深海沉积过程,探索深海沉积如何记录南海周围大陆和岛屿的变化。通过与当前沉积动力学过程观测的直接对比,可以提取出南海深海沉积的区域特征和普遍规律。

由中国科学家牵头的第三次南海海洋钻探进展顺利。截至发布之时,“坚定”号海洋钻井船已在中国南海海底钻探了600多米,深度超过3700米。它是在800多万年前进入的。一个接一个钻探的沉积样品记录了南海深海演化的“历史档案”。

据刘介绍,虽然这800万年的深海沉积历史与目前的南海环境十分接近,但船上的初步研究发现,70多万年前,由于全球变化的影响,第一个钻探点发生了大规模的海底滑坡,500多万年前发生了两次“深海泥石流”事件,每次都沉积了70多米厚的砂层。这些深海记录可能表明在南海发生了“惊心动魄”的深海沉积事件。海洋钻探船“决心”号上的科学家们正试图解开隐藏在海底的这些谜团。

中国国家自然科学基金2011年正式启动的“南海深部计划”从三个方面对南海进行了系统研究:从海底扩张到板块俯冲的结构演化被视为“骨头”,深海沉积过程和盆地充填被视为“肉”,深海生物地球化学过程被视为“血”,岩石圈、水圈和生物圈的相互作用被视为解释南海和构建边缘海“生活史”的层面。