國家傑出青年科學基金十周年學術研討會綜述
南海的古海洋學和大洋鉆探
簡誌敏
同濟大學海洋地質教育部重點實驗室,上海200092。
國際大洋鉆探計劃(ODP,1985-2003)及其前身深海鉆探計劃(DSDP,1968-1983)是20世紀地球科學領域規模最大、持續時間最長的國際合作研究計劃,但中國在1998年正式加入ODP計劃,成為ODP。與此同時,我國王院士提出的大洋鉆探建議“南海東亞季風歷史記錄及其全球氣候影響”在全球排名1997中位列第壹,並於1999年春季在成功實施為ODP航次184。作為中國海的第壹次大洋鉆探,184航次是按照中國學者的設想,在中國學者的主持下,借助中國人的優勢實現的。這無疑是中國地球科學界的壹大勝利,標誌著中國在該領域的研究進入了國際先進行列。
南海ODP 184航次在南海南北6個深水站鉆探了17孔,獲得了總長5500米的優質連續巖心。在國家自然科學基金的大力支持下,經過幾年艱苦的航次研究,獲得了數十萬條高質量的古生物、地球化學和沈積學數據,建立了3200萬年以來世界海洋的最佳古環境和地層剖面,也為揭示高原隆升和季風變化的歷史,認識中國宏觀環境變化的機制,推動中國地質科學進入陸海壹體化的新階段提供了條件。具體進展如下:
西太平洋最好的深海地層剖面是在不同的時間尺度上建立的。其中,南海北部1148站2600萬年來的同位素記錄是迄今為止唯壹沒有拼接的世界海洋連續剖面;東沙海域1144站獲得的第四紀地層厚近500米,為高分辨率古環境研究提供了寶貴信息。
揭示了熱帶碳循環在氣候循環演變中的作用。南沙1143站五百萬年的碳同位素記錄顯示了40萬年的長偏心周期到654.38+000年的半歲差周期,極大地豐富了對氣候循環演化歷史的認識。熱帶氣候變化可以通過碳循環影響冰期循環的過程和規律,使地球系統以水循環和碳循環相結合、短周期和長周期疊加的形式演化,呈現出高緯冰蓋驅動和低緯熱帶驅動的相同特征。
東亞季風演變的深海記錄。184航次首次記錄了東亞季風在深海的歷史。研究表明,南海記錄的古季風信息強於冬季風,東亞和南亞季風的演變階段非常相似,但在軌道驅動的周期性和識別古季風的替代標誌上有所不同。同時,南海深水記錄的季風變化與中國大陸黃土剖面有很好的對比,為中國氣候史研究中的海陸對比提供了依據。
南海演化的沈積證據。1148站的地層幾乎覆蓋了南海盆地擴張的全部歷史,首次為盆地的演化提供了沈積證據。深海漸新世的發現表明深海在盆地擴張的早期就已經存在。約2500萬年前漸新世晚期的構造運動揭示了東亞早第三紀與晚第三紀之間巨大構造運動的時代。
除了學術上的進步,南海大洋鉆探研究還推動了我國深海基礎研究和基地建設,加快了人才培養,初步形成了壹支面向國際的我國深海研究隊伍。特別是南海大洋鉆探的成功和中國在大洋鉆探方面的國際活動,顯著提高了中國在深海研究領域的國際學術地位。ODP計劃於2003年結束,進入“綜合大洋鉆探(IODP)”新階段,掀起了深海研究的新高潮。中國應抓住機遇,在新壹輪國際合作中發揮前所未有的作用。