探索海洋深處的科學(xué)之謎

“中國南海中可能會有地球上最迷人的地質(zhì)紀錄。”法國古海洋學(xué)家卡羅·拉伊的這一判斷，勾起了無數(shù)科學(xué)家對南海的向往。

三年前的這個時候，中科院南海海洋所特聘研究員林間正在“決心號”上主持第二次南海大洋鉆探，而在千里之外的上海，中科院院士汪品先則和幾位科學(xué)家討論著下一次南海大洋鉆探的建議書。

時隔三年，隨著中、美、法、意等國的科學(xué)家登上“決心號”大洋鉆探船，由中國科學(xué)家主導(dǎo)的第三次南海大洋鉆探正式拉開了序幕。

解開滄海桑田之謎

第三次南海大洋鉆探包括國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃（IODP）367和368兩個航次，共有來自13個國家的66名科學(xué)家參加，時間長達四個月。

“兩個航次是一個主題，即聚焦于南海擴張之前的大陸破裂，回答‘為什么陸地會變?yōu)楹Ｑ蟆母拘钥茖W(xué)問題。”汪品先告訴筆者，與前兩次相比，這次鉆探目標更深、難度更大。計劃在南海北部水深三四千米的深海海底選取4個站位，往下鉆探千余米，鉆取南海張裂前夕的基底巖石。

在科學(xué)家的眼中，今年這兩個航次有更深更大的意義。“假如把南海比喻成一個人的話，上一次揭示的只是它的‘后半生’，對于它的‘前半生’我們并不知道。而要完整了解一個人，幫一個人寫傳記的話，必須得了解一個完整的歷史。”中科院南海海洋所研究員孫珍說。

孫珍是參與第二次南海大洋鉆探的12位中國科學(xué)家之一，令她興奮的是，這次可以作為IODP367航次首席科學(xué)家，揭示南海的成因，解開“海洋盆地怎樣形成”的科學(xué)之謎。

為什么陸地會變?yōu)楹Ｑ螅筷懙厥窃趺戳呀獬珊Ｑ蟮模磕壳皣H上較經(jīng)典的是以大西洋為藍本的“大陸破裂”理論，那么南海和大西洋是不是完全一樣，抑或是另一種新的模式，這就有待第三次南海大洋鉆探去驗證。

“無論結(jié)果如何都很重要，我們對于滄海桑田的基本規(guī)律會有進一步的深入了解。”林間期待中國科學(xué)家此次可以掀開地球生命史上新的一頁。

晉級大洋鉆探主要“玩家”

目前，大洋鉆探是了解深海海底最直接、最有效的方式。

“現(xiàn)在世界上可以鉆這種井的只有兩艘船，一艘是美國的‘決心號’，另一艘是日本的‘地球號’。”林間向筆者介紹說，“決心號”雖不是最大的，但它的科學(xué)功能跟科學(xué)家的需求較接近；“地球號”個頭大可花費也高，主要在日本外海進行鉆探。此外，歐洲科學(xué)家沒有自己的鉆探船，用的較多的方式是租船進行科學(xué)鉆探。

中國自1998年加入國際大洋鉆探計劃以來，先后設(shè)計和主持了兩次南海大洋鉆探，近年來在國際大洋鉆探中的作用日漸增強。用汪品先的話說，中國要成為國際大洋鉆探的主要“玩家”之一。

1999年、2014年和2017年的三次南海大洋鉆探，林間都有幸參加了。能夠見證祖國海洋科學(xué)的發(fā)展以及科學(xué)家隊伍的成長，他感到非常欣慰。

“未來，無論是利用第三方平臺還是自己造船，中國作為一個大國都是適合的。”林間透露，這兩種途徑中國科學(xué)家都在嘗試往前推進。

其實，早在多年前，兩院院士60多人曾給中央領(lǐng)導(dǎo)提出關(guān)于發(fā)展深海研究的建議，其中就包括了建造中國自己的大洋鉆探船。

中科院院士孫樞表示，不研究大洋就不可能對地球有真正的全面的了解，如今我國科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟的發(fā)展已經(jīng)達到一定水平，有這種可能性和必要性來建造自己的大洋鉆探船。

汪品先提醒，自己造船必須非常慎重，同時還需要把人才隊伍培養(yǎng)出來，包括科學(xué)的、技術(shù)的，“將來造出船來得有事干、有人干”。

成為世界邊緣海研究典范

面積350萬平方公里、水深可達5500米的南海，是全球最大的邊緣海之一，也是我國岸外最重要的深海區(qū)。從地質(zhì)演變上講，大洋“板塊學(xué)說”里的整套過程南海都有。

“在一個范圍有限的邊緣海，將現(xiàn)代深海過程與地質(zhì)演變相結(jié)合，就有可能通過‘解剖一個麻雀’，在嶄新的水平上認識海洋變遷及其對海底資源和宏觀環(huán)境的影響，而南海是最佳選擇。”汪品先說。

不過，林間坦言，現(xiàn)在對南海還是研究得不夠深。“尤其，長時間觀測儀器只有零散投放，觀測深度不夠、觀測時間不夠。”他認為，將來必須在南海投放更多立體的長期觀測科學(xué)儀器。

這與汪品先的觀點不謀而合。“深鉆、深潛、深網(wǎng)這‘三深’技術(shù)都要推進。”他以國家自然科學(xué)基金重大研究計劃“南海深部過程演變”為例說，項目進行了6年，動用了中國深海研究的各種手段，3次大洋鉆探加上深潛航次，到2019年結(jié)題，成果可以在國際上“亮一亮”。

為了更好地利用南海這座海洋科學(xué)的天然實驗室，汪品先建議，可以由中國牽頭組織國際性的南海研究。“但有一條原則是不能動搖的——‘老板是我’。”

據(jù)了解，繼第三次南海大洋鉆探之后，中國科學(xué)家還有更多的計劃，比如由中國組織的大洋鉆探、建造巖心庫等，目前都在積極的籌備之中。

“這幾次南海鉆探的成功直接反映了國際合作的重要性，而且中國科學(xué)家慢慢開始領(lǐng)頭了。”林間希望，將來關(guān)于邊緣海重要的理論、觀點中有相當(dāng)一部分是中國科學(xué)家的創(chuàng)新。