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南海深海沉积观测"野外实验室"取得重要科研成果

2017-02-21 09:47:36来源:新华网
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摘要:深海沉积是地球表层系统演化重要的“信息载体”。在我国海洋科学第一个大规模基础研究计划——“南海深部计划”的支持下,我国在南海东北部建成全球先进的深海沉积动力过程观测“野外实验室”,目前已取得重要科研成果。

新华社“决心”号2月20日电(记者张建松)深海沉积是地球表层系统演化重要的“信息载体”。在我国海洋科学第一个大规模基础研究计划——“南海深部计划”的支持下,我国在南海东北部建成全球先进的深海沉积动力过程观测“野外实验室”,目前已取得重要科研成果。

据该项目负责人、正在“决心”号参加第三次南海大洋钻探的同济大学海洋地质国家重点实验室刘志飞教授介绍,南海是西太平洋地区最大的边缘海,濒临亚洲大陆,每年要接受数亿吨周边河流的沉积物,加之西太平洋深层水贯入的长期影响,在南海深海形成复杂和活跃的底层海流搬运和沉积作用,使南海成为开展深海沉积过程研究的理想场所。

在“南海深部计划”支持下,经过多年努力,我国已在南海东北部建成全球先进的“深海沉积动力过程综合观测系统”。这套系统由同步观测的12套综合锚系和1套海底三脚架组成,锚系长度在1000米-3300米之间,水深主要分布在1500米-3900米范围内,主要观测南海的深海海流温度、盐度、流速、混合强度等参数,并收集深海里的悬浮沉积物样品,成为我国科学家持续开展深海沉积学研究的“野外实验室”。

通过长时间的深海锚系观测,刘志飞带领科研团队已证实等深流在南海北部海盆长期存在,在国际上第一次定义深海等深流的速度结构及其季节性变化。他们发现海表生成的中尺度涡,能够穿透数千米水层,与等深流一起,共同对深海沉积物远距离搬运起到关键作用。

他们还鉴别出南海存在两种典型的深海峡谷,分别是浊流频繁活动的“高屏海底峡谷”和沉积动力相对安静的“福尔摩萨海底峡谷”,发现高屏海底峡谷长年频发的浊流事件是由途经台湾的台风引起的。

每当超强台风登陆台湾,台风带来的超强降雨,将台湾大量沉积物通过河流灌入南海,从而沿高屏海底峡谷以浊流形式进入深海,是南海的深海物质侧向搬运最重要的过程。这些研究是深水沉积过程观测实验的先驱性工作,大大推进了我国南海深海沉积学发展。

刘志飞表示,此次参加第三次南海大洋钻探,就是要追溯南海在数千万年前开始形成至今的深海沉积过程,探索深海沉积如何记录南海周边大陆和岛屿的沧海桑田演变,通过与现今沉积动力过程观测的直接对比,从而提取南海深海沉积中的地区性特征和全球性普适规律。

由我国科学家主导的第三次南海大洋钻探正在顺利进行。截至发稿时,“决心”号大洋钻探船在第一个钻探位置,在水深3700多米的南海海底已钻进600多米,年代进入800多万年以前。一管管钻取的沉积样品,都记录着南海深海演变的“历史档案”。

据刘志飞介绍,这800多万年的深海沉积历史虽然都接近南海的现今环境,但船上初步的研究发现:距今70多万年前,可能受全球变化的影响,第一个钻探位置发生过大型的海底滑坡,并在500多万年前发生两期“深海碎屑流”事件,每期沉积70余米厚的砂层。这些深海记录可能预示着南海曾经发生过“惊心动魄”的深海沉积事件。“决心”号大洋钻探船上的科学家正在试图解开这些蕴藏在海底的谜团。

国家自然科学基金委于2011年正式启动的“南海深部计划”,对南海展开三大方面系统研究:以海底扩张到板块俯冲的构造演化作为“骨”,以深海沉积过程和盆地充填作为“肉”,以深海生物地球化学过程作为“血”,在岩石圈、水圈和生物圈相互作用的层面,解读南海,构建边缘海的“生命史”。

责编:贾兆恒

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