历时八年七百余人次参与,南海深海过程演变研究成果今揭面纱

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目前南海的开发利用主要集中在周边地区,而南海秘密的关键在于中南海深水盆地。

2011 - 2018年,国家自然科学基金实施了“南海深海过程演化”重大研究计划,这是迄今为止中国海洋产业最大的基础研究计划。 8月14日,研究亮点的结果公布。

南海深层计划的设计是通过多学科探索剖析“麻雀”,从三个方面揭示边缘海的“生活史”,包括深海盆地及其“骨”的形成,深海沉积环境信息是“肉”,海水的生物地球化学系统是“血液”。

计划超额完成

南海深度计划超额完成任务。

澎湃新闻(记者从同济大学举办的南海深度规划成果报告大会上了解到,该项目在过去八年中有60个中立项目,700多名参与者,以及数百个深水区实施项目南海。锚固测量和海上测试进行了各种深度地球物理测试,完成了四次海洋钻探航行和四次深海潜艇航行,以及大量的多学科观测和生物地球化学实验,并且超额完成了预定的计划。

793.jpg南海深海海底观测网站位图。本文中的图片适用于同济大学

中国科学院院士王品贤教授表示,南海深度计划取得了超出预期的成果,并取得了学术水平的突破。在流域和气候演变的两个方面,它突破了传统的认识,提出了一个新的假设,挑战了原始的观点。这是两大地质科学的一个主要问题,“土地如何闯入盆地”和“气候如何周期性地变化”。取得了突破。

在深海海水研究中,深海边缘海盆水和碳循环中海洋与大陆因素的相互作用首次在实际测量的基础上实现了系统的认识,这使得了解南海深部水平上升,成为国际边缘海域的研究水平。最好的例子。

756.png南海海洋钻探的结果否定了最初的假设:海洋 - 大陆过渡带的基底不是蛇形岩溶地幔。下面是根据大西洋模型的剖面的示意图,左上图显示了钻探显示的基底岩性。

科学研究的深入往往带来新的科学问题,就像南海深入研究的情况一样。

南海深海盆地裂缝机制的新假设导致了西太平洋一系列边缘海的共同成因;对南海深海构造的深入探索揭示了深海盆地周围边缘的多样性,每一个都可以作为被动边缘分析的典型例子;纬度过程推动了全球气候研究,并提出了一套新的水文循环和碳循环;

公交海峡是南海与海洋之间唯一的深水通道。它与深海底部的崎岖地形一起,为深海运动机制提供了一个试验场地;现有的观测和研究基地,以及海洋与大陆之间的相互作用,生物泵与微生物泵的结合,碳循环与氮循环的结合提供了深入研究的基础。

在世界上许多深海盆地中,南海已成为海洋科学研究的天然实验室。

832.jpg南海的海底地形,中心是深海盆地(浅蓝色)。

为什么深海探索

所谓南海的形成是中央海域4000多米海洋地壳的关键。岩浆何时爆发,形成面积为460,000平方公里的玄武岩海床?

在大计划开始之前,学术界的意见不一致。有人说东边是旧的,有些人说西边是旧的。原因是没有直接的证据,这是根据海底磁异常带间接推断的。

2014年,海洋钻探349航次在4000多米深的海底三个站钻取了78米玄武岩。据测量,东部盆地大约有3300万年的历史,西部盆地开始形成约2300万年,尽管两者都在1500年前1600万年前的扩张清楚地表明东部是第一个形成的。

根据对南海玄武岩海床的深层地球物理推测,菲律宾群岛发生了向东的大俯冲。可以看出,南海的形成是由东向西推进的。南海的面积几乎是1000多万年前的两倍。

797.png过去30万年的两种海洋氧同位素曲线。a.南海地表水;b.洋底水。红色箭头表示两者之间存在显著差异。

例如,在南海的洋流中,表面的水流早已清澈,与冬季和夏季的季风相反,但水流的深度只能猜测。科学家庭计算机模拟表明,在2000米深处应该有一个西部边界流和斜坡,但也有反对意见,不存在。

唯一的判断方法是将锚定系统用于实际测量。本方案经过数百艘深海潜水器多年的试验,证明南海具有逆时针方向的西部深边界流,整个南海具有三层结构。

最不清楚的是深海。多年前,南海发现了水合物和冷泉生物群。这个计划,通过几次深海浮潜航行,发现在深海山上有锰结核碎片。热液金属矿的发现表明,南海近期存在热液活动。在西沙深海和深海山中首次发现大型冷水珊瑚林,是东南亚首次发现大型冷水珊瑚林。

752.png在南海北部发现了深海航行。a.海山铁锰结核富集区;b.依附于剩余海脊的古热液矿;c.西沙深海“冷水珊瑚林”;d.冷泉口贻贝群。

结合近年来海底高分辨率地形测绘显示的泥火山,水坑和沟渠的复杂地形,该计划显示了南海深处的活跃场景。在这个黑暗和深海中,有自上而下和自下而上的物质和能量流动既有沉积矿物质,也有生命活动的相互作用。

王品贤指出,由于过去八年的工作主要集中在南海北部,南方的研究尚未开展。只有北方和南方的结合才能全面了解南海深处。可以预计,中国将以更大的投入促进南海深部的研究,使南海研究计划成为多学科,多系统科学合作的典范。