作者:陆琦 黄辛 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2019/8/14 18:01:47
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“南海深海过程演变”亮点成果报告会在沪举行
听科学家讲南海的故事

 

中科院院士汪品先一直有个愿望:“希望把国家级的基础研究,用尽量通俗的语言汇报,既向学界也向社会汇报。”

8月14日,他的这个心愿达成了——国家自然科学基金重大研究计划“南海深海过程演变”(以下简称南海深部计划)亮点成果报告会在同济大学举行。这次的报告,一律要求用通俗的语言和生动的图像来表达,争取行外的人也能听懂。

两个“突破”和一个“首次”

“计划获得了超越预期的成果,取得了学术层面的突破。”作为指导专家组组长,汪品先如此评价南海深部计划。

上世纪80年代以来,欧美学者认为南海的形成过程就是大西洋的翻版,只是规模小、年代短而已。中科院南海海洋研究所特聘研究员林间通过视频介绍说,按照大西洋模式,在大洋和大陆地壳的连接处要有长期削蚀的地幔岩,但是大洋钻探367/368/368X三个航次,钻井取上来的却是玄武岩,因而否定了原先的假说。

“南海不是小大西洋。”林间表示,表面看来有所相似,但其实这是两种根本不同的海盆形成机制,大西洋是“板内裂谷”,南海是“板缘裂谷”。“南海的研究指出国际文献和产业部门实践中将两者混淆的错误,提出西太平洋边缘海是‘板缘裂谷’形成的系列,有待采用新视角、新技术加以重新认识。”

除了海盆形成的“板缘裂谷”,南海深部计划的另一项挑战传统认识的突破性进展是气候演变的“低纬驱动”。

同济大学海洋与地球科学学院教授翦知湣介绍说,南海的研究提出了气候演变“低纬驱动”的观点,指出高纬区冰盖大小的变化和低纬区季风降雨的变化,驱动力的周期性有所不同,换句话说低纬降水周期的变化并不就是由高纬冰盖决定。

“其实太阳辐射量集中在低纬区,低纬过程是气候干湿、旱涝灾害的源头,但长期以来不受重视,注意力集中在北半球的高纬冰盖上。”翦知湣进一步指出,低纬海区更大的变化不在表层,而在于次表层水;轨道周期不但有万年等级的冰期旋回,还有40万年季风气候的长周期,当前的地球就处在低谷期,在全球气候变化的长期预测中应当注意。

与上述两个突破性成果并列的,是一个“首次”。汪品先告诉《中国科学报》,边缘海很多,而像南海深部计划这样,对于深水边缘海盆地的水、碳循环集中进行系统观测研究的,尚属首次。

不同学科在深海交汇

南海深部计划的一大特色,在于学科交叉。该计划的设计,是通过多学科的共同探索解剖一只“麻雀”,从三方面揭示一个边缘海的“生命史”:深海盆的形成演变为其“骨”,深海沉积其所含的环境信息为其“肉”,海水的生物地球化学系统为其“血”。

2011年至2018年,南海深部计划历时8年,又经过2019年的补充、集成,共立项60个,来自全国各地的32家单位共700多人次直接参与研究,这是我国地学界海洋基础研究规模最大、也是科学收获最大的计划。

8年来,经过3个半航次的大洋钻探、近底磁力测量航次和多个海底地震仪(OBS)阵列试验、数以百计的深海潜标长期观测、4个深潜航次和每年的共享航次等海上工作,以及大量的实验室分析和数据处理,对南海深部进行了系统观测,从海盆成因与演变机制,到深海系统的运行模式都取得了新的认识,使得南海成为世界深海研究程度最高的大型边缘海。

“‘学科交叉’不应只是一句口号,关键在于实施。”令汪品先自豪的是:南海深部计划以科学问题带动多学科交叉,计划立题就要求不同学科在深海交汇,从而跨越了古今界限、海陆界限、地球和生命科学的界限等等,一些新的认识如碳循环长周期的“溶解有机碳假说”也因此产生。

更令汪品先欣慰的是:该计划使我国取得了南海科学研究的主导权,形成了我国多学科结合的深海科学队伍,在重大基础科学问题上形成了自己的观点。

海洋科学的天然实验室

随着科学研究的深入,往往又会带出新的科学问题,南海深部的研究正是如此。

南海深海盆地张裂机制的新假说,引出了西太平洋边缘海系列共同成因问题;南海深部构造探索的深入,揭示出深海盆四周边缘的多样性,每个都可以成为被动边缘剖析的典型;低纬过程驱动全球气候的研究,提出了水文循环和碳循环一整套的新课题,进一步的研究方兴未艾;巴士海峡是南海与大洋唯一的深水通道,加上深海底部崎岖不平的地形,为深层海水运动机理提供了试验场;已有的观测和研究基础,又为大洋和大陆相互作用下,生物泵和微生物泵的结合,碳循环和氮循环的结合,提供了深入研究的基地……这一系列的科学问题让越来越多的科学家想去南海“大显身手”。

“在世界众多的深海盆中,南海已经脱颖而出,正在成为海洋科学研究的天然实验室。”汪品先骄傲地说。

此外,由于8年来的工作主要集中在南海北部,南海南部的研究尚待开展。汪品先坦言,只有南北结合,才能取得南海深部完整的图景。

他表示,我国将组织更强的研究队伍、以更大的投入推进南海深部的研究,而且将与“一带一路”有效衔接,加强国际合作,争取使南海深部成为国际海洋科学的天然实验室,使南海研究计划成为多学科、多系统科学合作的榜样。

 
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