
1909年,廣東水師提督李準巡視西沙海疆,測繪地圖,勘測島嶼;1947年,中國政府確定曾母暗沙為我國海疆最南邊界;1983年,中國地名委員會發布南海諸島部分標準化地名公告……在這些廣為熟知的歷史節點背后,其實早在秦漢時,中國先民們就已經在這片海域捕魚、經商;不晚于唐宋時期,中國開始設置管理機構對南海諸島進行管轄;明代鄭和船隊多次往返南海諸島,并繪制《鄭和航海圖》將南海諸島分群命名。
毫無疑問,南海諸島及其鄰近海域自古以來就是我國領土,由我國人民最早發現和命名。而中國在南海海域的現代科學考察活動,也可以追溯到20世紀20年代。
1928年5月,在廣東省政府支持下,中山大學農學院院長沈鵬飛、地質學教授朱庭祜一行16人搭乘“海瑞”號軍艦前往西沙各個島嶼,進行了為期16天的實地調查,并在之后將科研成果編寫成《調查西沙群島報告書》等科研報告。這是中國歷史上首次有地質學家前往南海西沙群島進行科學考察。其后,經廣東省政0904ec802df613b0edf5e72d7c650a17府批準,中山大學將西沙群島作為其開展海洋教育的實驗基地,成為中山大學的校產。
1947年初,當時的國防部函請經濟部地質調查所派員前往調查。該所派土壤學家陸發熹和席連之分赴西沙群島和南沙群島進行考察。在實地考察和實驗室分析的基礎上,陸發熹、席連之分別著有《廣東西沙群島土壤及鳥糞磷礦》和《廣東南沙群島土壤紀要》,這是我國近代土壤學歷史上對南海諸島土壤的最早研究。
1947年4月,中國政府再次組織科學考察團乘“中基”號軍艦赴西沙群島實地調查。參加考察的王光瑋、陸發熹、張宏達、李國藩等多位學者在此后陸續發表了《西沙群島的植被》等一大批關于珊瑚礁島嶼地質、磷礦、植物和土壤的論文,不僅填補了當地科學研究的空白,更是從自然科學的角度為證實西沙群島是中國領土提供了有力的證據。


1958年,國家科委組織了大規模的“中國近海綜合調查”。1959年1月,中國科學院南海海洋研究所成立。同年,為建立海洋水文氣象及漁情預報系統、加強國防和海上交通建設,國家科委海洋組牽頭開展了全國海洋的普查工作。
1963年,國家制定了“海洋科學十年長遠規劃”,在此前后的時間里地礦部、國家海洋局、中國科學院、國家教委等部門以及沿海各省、自治區、直轄市政府先后實施了“渤、黃、東海陸架地質地球物理綜合調查”“南海地質地球物理綜合調查”“中國海岸帶綜合調查”“沿海主要島嶼調查”“全國海岸帶與海涂資源綜合調查”“珠江口盆地海洋工程地質調查”“全國海島資源綜合調查”“大陸架及鄰近海域勘查與資源遠景評價”“南沙群島及周邊海域綜合科學考察”,以及“863”計劃海洋領域820主題“海洋探查與資源開發技術”“我國專屬經濟區和大陸架勘測”。這些重大項目起點高、投入大、影響廣,取得了高水平的成果,將包括海洋地學在內的海洋科學不斷推向前進。
20世紀70年代,我國開展針對中沙群島及其鄰近海域的科學考察工作。其中,1973年至1977年開展的“南海中、西沙群島及附近海域調查”共進行11個航次,是規模較大、較系統的一次覆蓋中沙群島海域的科學考察任務。
1984年7月,中國科學院南海海洋研究所會同全國32個科研機構,調動數百名科學家,開啟了南沙群島綜合科學考察。此時,科考隊已經有了排水量3000多噸的“實驗3”號綜合海洋科學考察船。該船于1981年交付,船長104.2米,寬13.7米,總面積230平方米,裝載有先進的海洋考察和實驗設備,可以深入南海執行海洋科學考察任務。
南沙群島綜合科學考察的熱潮一直持續到20世紀末,前后共進行了30多個航次的海上考察,總航程超過19萬公里,考察島礁38座,并在34座島礁上設立了帶有主權標志的考察碑,一點點揭開了南沙的神秘面紗。
南沙中部和東北部海區暗礁及險礁星羅棋布,海底地貌十分復雜,此前從未被詳細勘測過,被視為危險的“死亡?!保巴ǔR@行??瓶缄牳鶕@得的南海水文氣象信息,繪制了詳細的礁盤信息,乃至“推薦航線”,為水道、錨地與港口的選址提供了可靠數據。
南沙綜合科學考察之初就抵達了南海最南部的曾母暗沙。通過對曾母盆地油氣情況進行勘測,科考隊員分析得出曾母盆地東部天然氣含量高、原油少,西部原油多的結論,并第一次全面了解了南海的油氣分布情況。整個科考中還發現了61種海洋生物新種,我國新記錄347種,另發現多處高產優質的漁場,是南海北部漁獲量的數倍。
南海鉆探:讓中國躋身國際深海俱樂部
大洋鉆探是地球科學領域規模最大、歷時最久的國際合作深海研究計劃。從1968年開始實施的半個世紀里,在全球各大洋鉆井3600余口,證實了海底擴張、大陸漂移和板塊構造的理論,創立了古海洋學,在地球科學領域掀起一場革命。但中國科學界長期游離在這項研究之外。
“我第一次聽說深海研究的概念,是1978年去美國。當時中國對此還毫無知覺?!敝袊茖W院院士、同濟大學海洋與地球科學學院教授汪品先接受《中國報道》記者采訪時感嘆,“我們起步太晚了?!?/p>
1995年初,中國科學院地學部10多位院士聯名上書國務院,提出“參加大洋鉆探國際合作是我國在發展地球科學和促進海洋開發方面最為有效的一種投資,并將在很大程度上決定21世紀我國地球科學在國際上的地位”。1995年11月,國務院批準合作。
1998年4月,中國正式加入大洋鉆探計劃(ODP)。該計劃的主體活動是每年6次的鉆探航次,通過國際評審從各國學者的建議書中擇優實施。1997年,汪品先提交的《東亞季風在南海的記錄及其全球氣候意義》建議書在全球評審中名列第一。
1999年2月18日至4月12日,“JOIDES·決心”號大洋鉆探船首次駛入南海,執行第184航次任務。汪品先擔任首席科學家,來自海峽兩岸的多位中國科學家共同參與,在南海南北6個深水站位鉆孔17口,從水深2000—3300米的海底鉆入地層,最深鉆孔深入海底以下850米,取得深海高質量連續巖心5460米,實現了中國深海科學鉆探零的突破,據此得到了氣候演變長周期等多項創新成果,使中國深海基礎研究躋身世界前列。
參加國際大洋鉆探計劃也為中國在南海的深海地質研究和資源開發等領域奠定了新的基礎。此后,中國一系列重大計劃,如天然氣水合物專項、邊遠海國家重點基礎研究發展規劃項目以及深海扇石油勘探項目,均以184航次的鉆井為據點布設地震剖面或直接利用其鉆井巖心或數據進行分析研究。
最深達5500多米的南海,是我國岸外最重要的深海區。然而對南海深海的研究,是在20世紀七八十年代由歐美首先開始,對南海成因等基本的科學認識, 也主要是由歐美學者提出。南海深海的研究主導權長期掌握在西方國家手中。
20世紀90年代末到21世紀頭十年,通過積極參加國際大洋鉆探計劃,中國科研工作者對南海研究具備了一定程度的主動性,但依然主要依靠同國外科學界的合作。不過,隨著中國不斷加強在海洋科技領域的投入,這種情況得到根本性改變。
2011年,國家自然科學基金委員會啟動了長達10年的“南海深海過程演變”重大研究計劃。計劃啟動翌年,黨的十八大提出“建設海洋強國”戰略,這一計劃也得到了空前的支持,全國32個單位的700余人次加入這一研究計劃,累計獲得自然科學基金委2.05億元資助,完成63個研究項目、3個半大洋鉆探航次以及4個深潛航次,在南海深水區實施了數以百計的錨系做長期測量,完成了近底磁異常等多種深部地球物理測量和多學科的海上觀測、試驗,是中國深海領域迄今規模最大的基礎研究計劃。
“可以說,中國從此拿回了南??茖W上的主導權。”汪品先如此評價這一計劃。他本人在該計劃中擔任指導專家組組長,并于2018年5月以82歲高齡親自乘坐中國自主研制的“深海勇士”號載人深潛器,3次下潛至南海西沙海域1400多米深的海底,每次都在海底連續觀測采樣8個多小時。

與此同時,中國在國際大洋鉆探計劃中的話語權也不斷提高。2013年,中國成為由ODP發展而來的新十年綜合大洋鉆探計劃(IODP)的正式成員。2014年,由中國科學家設計并主導,以南海海盆大洋巖石圈演化以及深水沉積環境變遷為研究對象的第二次南海大洋鉆探行動實施,首次獲取了南海深海盆的沉積巖和大洋玄武巖巖心樣本,并由中國科學家據此繪制出了精確到百萬年的南海海底地形演化變化圖。
2017年,共計兩個航次的第三次南海大洋鉆探拉開序幕。在科技部的支持下,中國額外提供了1200萬美元的經費,還派出了兩位首席科學家及24位科研人員,占船上全部科研人員的三分之一,完全主導了此次南海鉆探科考。通過此次鉆探,科學家們進一步了解了南海的地質構造,為研究東亞和西太平洋演變歷史找到了新的證據。
對油氣資源的勘探是南??瓶嫉闹匾蝿罩?。
20世紀60年代末,廣東省認為廣東要發展,必須要有可靠的能源供應。但廣東沒有陸地油氣田,因此將希望投向了南海。
20世紀70年代中期,在著名地質學家李四光的理論指導下,廣州海洋地質調查局在南海珠江口及瓊東南開展了綜合海洋地質、地球物理調查和油氣普查。1975年,南海北部初步發現了可能蘊含油氣的珠江口盆地。1976年8月,在珠江口盆地進行了試鉆,但先后鉆探的4口鉆井均未取得重大發現。經過工作團隊不懈堅持與努力,1979年8月13日,“珠五井”的試油火焰,終于照亮了南海的夜空,這是首次在我國海域鉆獲高產工業油流,拉開了中國南海海上石油開發的大幕。
在新世紀,廣州海洋地質調查局采用新理論、新方法引入油氣資源勘查,目前已經在南海北部發現5個深水區油氣盆地,圈定了13個局部構造和8個重點目標,為實現南海北部中生界油氣突破奠定基礎。
可燃冰的學名是天然氣水合物,是一種甲烷和水分子在低溫高壓情況下結合在一起的化合物,被看作一種可以替代煤、石油的新能源。我國南??扇急鶅α控S富,但是這些可燃冰都位于深海海底之下,開采難度巨大,迄今鮮有國家嘗試。
1995年起,廣州海洋地質調查局展開對南??扇急Y源的研究與調查工作。自1999年開始,依托兩輪國家專項支持,聚焦南海北部,可燃冰資源調查持續突破。2007年,在南海首次鉆獲擴散型水合物實物樣品。
廣州海洋地質調查局天然氣水合物勘查開發團隊攻克深海淺軟地層水平井關鍵核心技術,在2017年、2020年分別成功實現兩輪海域可燃冰試采,實現了從“理論研究與模擬實驗”到“探索性試采”再到“試驗性試采”兩次重大跨越,推進可燃冰產業化邁出關鍵一步。

隨著“中國智造”的崛起,在南海的各項科考活動中,新一代國產先進裝備也逐漸替代外國裝備,在探索南海的科考活動中大顯身手。
中國首臺自主設計、自主集成研制的作業型載人潛水器“蛟龍”號,自2010年以來多次在中國南海執行下潛任務。2017年4月,“蛟龍”號先后搭載多位科學家圓滿完成了南海深潛科考任務,拍攝了大量海底高清視頻照片資料,系統地獲取了玄武巖樣品、沉積物樣品及近底海水和生物樣品。
“蛟龍”號之后,中國又陸續研發出能潛入4500米深度的“深海勇士”號和萬米全水深的“奮斗者”號載人深潛器,不斷刷新人類深潛的極限。
2014年2月20日—4月22日,我國自主研制的首臺4500米級深海遙控無人潛水器作業系統“海馬”號搭乘“海洋地質六號”綜合科學考察船,分三個航段在南海進行海上試驗,并于4月18日通過了由863海洋技術領域辦公室委派的海試現場專家組進行的海上驗收,又給南海探索增添了新的神器。2015年3月,“海馬”號首次下潛便發現了我國第一個海底巨型活動性冷泉——“海馬冷泉”,不僅讓大眾對深海冷泉生態系統有了新的認識,還發現了直接賦存在海底的可燃冰。
無人智能化海洋探測技術讓南海探索迎來了新的時代。2017年,中國還決定投資超20億元,在南海和東海分別建立海底觀測系統,并在上海臨港建設監測與數據中心,實現從海底向海面的全天候、實時和高分辨率的多界面立體綜合觀測。
南海深部計劃和國際大洋鉆探計劃,不僅為探索南海積累了豐富的基礎資料,同時也提出了一系列新的科學問題。目前,我國的海洋地球科學正在進入嶄新的發展階段,更美好的未來即將開啟。