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南海深部计划:掀起南海的“盖头”来环球彩票

发布时间:2019-11-03 07:09编辑:科技知识浏览(141)

    ■本报记者 陆琦无论是2013年“蛟龙”号试验性应用的“首场秀”,还是2014年美国“决心”号来中国海的第二次大洋钻探,都与我国海洋科学第一个大规模的基础研究计划有关——国家自然科学基金重大研究计划“南海深部过程演变”(简称“南海深部计划”)。南海是最佳选择“中国南海中可能会有地球上最迷人的地质记录。”法国古海洋学家卡罗·拉伊曾这样表述。南海是我国岸外最重要的深海区,其北部陆坡2006年发现深海天然气、2007年发现天然气水合物,成为我国深海资源开发的亮点;南海周边1991年菲律宾火山爆发,2006年底台湾以南地震,突显了南海安全保障的迫切性。“从地质演变上讲,南海是‘麻雀虽小、五脏俱全’。”中科院院士、“南海深部计划”指导专家组组长汪品先介绍说,南海经历过大陆地壳的“裂谷作用”,形成了许多盆地;接着又发生海底扩张作用,产生了大洋地壳;后来又出现了马尼拉海沟,至今还在进行俯冲作用。“大洋‘板块学说’里的整套过程它都有。”比起大洋,例如大西洋,南海海域规模小、年龄新,研究深部演变过程的条件更加优越;与深海沉积保存不佳的太平洋相比,南海沉积速率和碳酸盐含量高,能够弥补西太平洋的不足。“在一个范围有限的边缘海,将现代深海过程与地质演变相结合,就有可能通过‘解剖一个麻雀’,在崭新的水平上认识海洋变迁及其对海底资源和宏观环境的影响,而南海是最佳选择。”汪品先说。“钥匙”在深水区对于为什么要在深海,汪品先一言以蔽之:揭示南海演变的科学之谜、打开海底资源之门的“钥匙”在深水区。当前南海海底资源的开发在于陆架与陆坡的沉积盆地。出于对油气资源的关注,对南海岩石圈的传统研究往往偏重边缘陆架区,而对南海深部海盆区关注极少。但实际上,南海的边缘陆架区与深部海盆区的演化是分不开的,而且大洋地壳与大陆地壳不同。“不对深水区进行研究,南海的很多问题根本解决不了。”中科院院士、中国综合大洋钻探计划专家委员会主任孙枢对《中国科学报》记者说。美国伍兹霍尔海洋研究所资深研究员林间也认为,重点放在目前知道最少的深部海盆,其结果将有助于填补重要的科学空白,在本质上改变我们对南海演化的认识。以“构建边缘海的生命史”为主题的“南海深部计划”,从深海盆演化、深海沉积、生物地球化学过程三个方面开展研究。在海盆演化方面,利用现代技术重新测定南海磁异常条带,探测深部结构,争取钻探大洋壳,系统研究火山链;在深海沉积方面,观测现代深部海流和海底沉积过程,实现深海过程研究的古今衔接,从深海沉积中提取边缘海古海洋学演变的信息;在生物地球化学方面,采用包括深潜探测在内的各种手段,认识海底溢出流体与井下流体的分布与影响,揭示微型生物在深海碳循环中的作用。汪品先把这3个方面比喻为南海“生命史”里的“骨”、“肉”和“血”。这项初步预算1.5亿元的重大研究计划,自2011年实施以来已有24个子项目启动。《科学通报》2012年第20期出版了关于“南海深部计划”的专题,收录的7篇文章分别从不同角度对该计划的科学目标和技术路线进行了讨论。“作为8年的大计划,目前还属于起步阶段,现在来展示研究成果为时尚早。”汪品先希望有更多的科学家加入进来。合作谋求共赢深海研究完全建立在高科技基础之上,而南海又是国际学术界的热点。和许多海洋研究计划一样,国际合作是“南海深部计划”的一大特点。大洋钻探就是其中一例。“南海扩张的再认识必须结合洋壳的岩石学、岩石物理学以及岩石地球化学研究。这就需要在国际综合大洋钻探计划框架下实现南海深海盆的科学钻探。”孙枢告诉记者,我国已经提出“南海张裂过程及其对东南亚构造的影响”的国际综合大洋钻探建议,目前正在争取美国“决心”号钻探船2014年前来实施南海第二次大洋钻探。1999年,国际大洋钻探计划184航次实施了在中国南海的第一次深海科学钻探,取得了3000多万年的深海记录。“但这远远不够。”孙枢认为,需要有新的航次提供更多更全面的资料来解决南海海盆扩张的问题。林间建议,充分利用已有的国际科学组织,比如IODP、政府间海洋学委员会等来促进在南海的国际科学合作,把各国科学家组织起来,完成共同的科学目标。“‘南海深部计划’现行项目中已有不少国际合作的内容,以后还将组织更大规模由我国主持的国际合作研究,吸引各国科学家在该计划的框架下参加我们的合作研究。”汪品先对此充满期待。《中国科学报》 (2012-08-17 A1 要闻)

    国家自然科学基金重大研究计划“南海深海过程演变”2012年度学术研讨会日前在我校召开。会议由“南海深海过程演变”重大研究计划办公室主办,共收到口头和展板报告摘要92份,包括3个大会邀请报告和58个分会场口头报告。来自中国科学院南海海洋研究所、厦门大学、青岛海洋地质研究所、中国海洋大学、国家自然科学基金委、同济大学等43个国内单位,以及美国缅因大学、美国伍兹霍尔海洋研究所等6个海外单位的298位专家学者参加了会议。

    “我们做的结果超越了预定的目标,超额完成了任务。”说到这儿,汪品先既高兴又兴奋。

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    从海盆形成前后大量的岩浆活动、始新世海相层,到海山上的古热液口、锰结核场和冷水珊瑚林;从深海的西部边界流、沉积物等深流搬运,到深古菌的有机质降解作用……8年来,我国科学家获得了一系列新的发现。

    我校汪品先院士、美国伍兹霍尔海洋研究所林间研究员、厦门大学戴民汉教授分别作了题为“边缘海与海陆相互作用——南海深部计划的全球视角”、“南海的岩浆异常及其与全球海洋岩石圈中热点的比较”、“Why South China Sea is a source to the atmospheric CO2?”的大会邀请报告,从多种时间尺度和空间范围介绍了南海形成演变过程中的现象及其存在的科学问题,并提出研究思路。汪品先院士在报告中从边缘海的地质与地理概念、边缘海与海陆相互作用、南海深部研究的全球意义以及南海深部计划的国际合作等四个方面,提出南海深部计划是从全球视角开展边缘海与海陆相互作用的研究,应用国际合作推进工作,以世界高度作为目标,力争为世界边缘海的研究树立典型。在“构造与岩浆活动”、“沉积与古海洋学”和“生物地球化学”三组专题报告中,2010-2011两年间获得资助的24个项目汇报了研究内容和执行方案及阶段性研究成果。专家们提出科学问题,并围绕拟开展的研究设想展开讨论。 此外,会议还专门安排了“南海大洋钻探”和“南海现代过程观测”讨论专题,海内外知名专家围绕南海大洋钻探的主要科学问题、站位建议和实施方案,以及南海现代过程观测的关键地点、观测方法和工具等进行了广泛研讨,为南海深部计划关键科学问题的实施提供了新的思路。 据了解,南海深部计划正在争取落实“蛟龙号”南海科学深潜航次和南海第二次大洋钻探航次。“蛟龙号”是我国自行研制的7000米级载人潜水器,去年在东太平洋成功完成了5000米级海试,最大下潜深度达5188米,今后几年有望执行南海深部计划的海底研究任务。南海第二次大洋钻探航次的主要目标是获得洋壳玄武岩样品,计划通过中国和IODP共同出资来实施。 “南海深海过程演变”重大研究计划于2010年7月正式立项,是我国海洋领域第一个大型基础研究计划。该计划采用一系列新技术探测海盆,揭示南海的深海过程及其演变,再造边缘海的“生命史”,从而为边缘海的演变树立起系统研究的典范。其科学目标包括:通过重新测量南海洋壳磁异常、研究深海火山链,重新认识南海海底扩张及其前后的演变史;通过现代深海过程观测和深海沉积的分析,揭示南海底层流的变迁,验证海盆演化历史,以及对海平面变化的响应;通过海底水文观测与各项分析,认识南海深部的生物地球化学过程及其演变;并在上述研究基础上,探讨南海深海过程演变的资源与环境效应。该研究计划预计执行期为8年,总经费为1.5亿元,资助项目类别包括“重点支持项目”、“培育项目”和“集成项目”。2010-2011两年共批准资助项目24项,包括19个“重点支持项目”和5个“培育项目”,总资助经费为7835万元。

    其实,我国海洋学界早在2007年就开始探讨南海基础研究大型计划的可行性。在汪品先等一批海洋科学家的积极推动下,2011年,国家自然科学基金委员会立项启动了“南海深部计划”。

    起初,研究计划的核心科学问题有8个,涉及深海盆演化、深海沉积、生物地球化学过程3个方面。

    历时8年,32家单位、700余人次直接参与,我国海洋科学第一个大规模的基础研究项目——国家自然科学基金重大研究计划“南海深部过程演变”(简称“南海深部计划”)即将收官。

    “如果在一个范围有限的边缘海,将现代深海过程与地质演变结合起来研究,就有可能通过‘解剖一个麻雀’,在崭新的水平上认识海洋变迁及其对海底资源和宏观环境的影响。”正如汪品先所说,南海是最佳选择。

    “目前正在紧锣密鼓地做最后的集成。”中科院院士、“南海深部计划”指导专家组组长汪品先近日告诉《中国科学报》,“经过这些年,我们还是很争气的,中国正在我国最深、最大的南海,夺回深部研究的主导权。”

    和许多海洋研究计划一样,国际合作是“南海深部计划”的一大特点。“随着‘一带一路’科学合作的加强,下一步加强与南海周边国家的科研国际合作,正逢其时。”汪品先说。

    点燃南海研究热潮

    此外,“南海深部计划”还开展了3 1个国际大洋钻探航次。“由中国科学家主导开展南海科学钻探,这是原来不敢想的。”同济大学海洋与地球科学学院教授田军感慨道。

    以南海海底扩张的年代与过程为例,汪品先告诉记者,要把南海年龄搞清楚,只要研究南海是怎么扩张的,但是获得大洋钻探的支持,实际上他们还进一步探索南海的成因,把南海扩张之前的故事也抓住了。

    在汪品先看来,“南海深部计划”如同一枚熊熊火炬,迅速点燃了我国海洋界研究南海的热情。

    边缘海研究的最佳选择

    “南海深层海水怎么流,碳循环有哪些过程,气候怎么演变,海盆怎么形成……对各个学科我们都提出新的看法,甚至是与主流认识不同的观点。”汪品先认为,中国科技有待转型,应该由原料输出型转向深度加工型,应该在国际学术界有自己的特色、自己的学派。

    “南海深部过程演变”重大研究计划收官在即
    夺回南海深部研究的主导权

    南海深部计划:掀起南海的“盖头”来环球彩票登录网址。尽管南海如今已经成为国际深海研究的焦点,但南海的深海研究是外国人最先开始的,中国开始得很晚。“南海深部计划”之前,国内外科学家对于南海深部的了解其实非常有限。

    为此,汪品先已经开始着手准备“南海深部计划”结束后的研究计划。他提出,要进一步聚焦关键重大科学问题,推动南海成为开展大型国际科学研究的“天然实验室”,在国际上树立边缘海的研究典范。

    “像这种大项目的‘命根子’就在于合作。”汪品先说,“合作太重要了,跨学科、跨部门、跨时间尺度,已经成为地球系统科学发展的一个方向。”

    8年来,来自全国各地32个单位共完成重点支持项目42个、集成项目10个,培育项目8个,700余人次直接参加了“南海深部计划”的研究。

    通过“南海深部计划”的开展,深拖磁测系统、宽频带海底地震仪、深水锚系观测、海山浅钻等众多先进深海技术,都在南海得到了集结应用,极大地促进了我国海洋科学与技术的融合发展。

    从2013年的“蛟龙”号到2018年的“深海勇士”号,“南海深部计划”实现了3个深潜航次。通过深潜航次,我国科学家首次在南海海底发现了古热液区,发现在南海迄今规模最大的海底铁锰结核区,在南海首次发现“冷水珊瑚林”和新的冷泉活动喷口。

    随着“南海深部计划”的开展,我国科学家开始掌握了南海深部研究的主动权,奠定了南海深海科研上的主导地位。

    南海深部计划:掀起南海的“盖头”来环球彩票登录网址。这项为期8年的研究计划为什么能够超预期完成?汪品先连用了两个“赶上了”:“‘南海深部计划’执行过程中,赶上了我国提出建设海洋强国战略,赶上了我国深海科技实力加速发展之机。”

    国际合作的“天然实验室”

    “基础科学研究跟工程项目不一样,需要随着研究的进展及时调整计划。”汪品先说。

    “不对深水区进行研究,南海的很多问题根本解决不了。”中科院院士孙枢生前接受《中国科学报》采访时曾明确指出。

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    关键词: 深部 计划 南海 同济大学