解读深海的秘密
作者: 刘静静“现在大洋钻探船正位于北大西洋亚特兰蒂斯地体的上方,我们这次科考的主要任务是通过钻取典型的大洋核杂岩岩石等样品,探明地球深部的地质过程,探寻大洋深处的生命极限条件,揭开深海的奥秘。目前,这次大洋钻探船的钻探深度是1 200米,也是地幔岩石中最深的站位,并刷新了之前由209站位保持的地幔岩石209米的深度记录。”
在一次“船-岸连线”的科普直播中,科学家刘海洋副研究员正在向全国青少年讲述科考船上的科研成果,而这次活动是由海洋地质国家重点实验室(同济大学)主办的。
海洋地质国家重点实验室(同济大学)成立于2006年,以深海科学研究为主题,着力发展大洋钻探、海底观测和载人深潜等国际深海研究关键领域,拥有激光溶蚀多接收电感耦合等离子体质谱仪、稳定同位素比质谱仪等大型仪器设备,承担国家重点基础研究发展计划(973计划)、国家高技术研究发展计划(863计划)和国家自然科学基金重大项目等一系列大型科研课题。
“深潜院士”汪品先教授是来自海洋地质国家重点实验室(同济大学)优秀的科学家。2018年,82岁高龄的汪品先教授乘坐我国自主研制的4 500米载人深潜器“深海勇士”号下潜到南海西沙1 400米深处,在海底进行了8小时的考察后,成功返回母船,他也成为目前世界上下潜科学家中年龄最大的一位。
随着科学技术的发展,海洋地质国家重点实验室(同济大学)的人才建设也越发精进。目前,该实验室拥有以中国科学院院士汪品先教授为战略科学家的优秀学术梯队,包括“长江学者特聘教授”“973计划”首席科学家等数十人。同时,对海洋地质的研究也越来越细化,目前已是具有重要国际影响力的深海基础研究和创新人才培养基地。
19世纪初期,人类渐渐了解海洋世界。越来越多的人意识到,海底的物质组成、地质构造和演化规律直接关系到人类的生产与生活。比如科学家在海底发现了天然气水合物(可燃冰),其储量超过了目前全部矿物燃料的总和,并有希望成为未来能源的主体。
1872年至1876年,英国“挑战者”号科学考察船进行环球海洋调查,第一次取得深海样品,发现了深海软泥和锰结核。1891年,英国的默里和比利时的勒纳尔将这次调查成果编制成第一幅世界大洋沉积分布图,写成《海洋沉积》一书,标志着近代海洋地质研究的开始。到20世纪40年代中后期,世界上已经积累了有关大西洋和太平洋的海底地形、海底沉积、大陆边缘地质结构的大量资料,海洋地质学已渐渐成为一门独立学科。
虽然我国海洋地质研究起步较晚,但在古海洋学与古环境、大陆边缘演化与海洋沉积学、海底资源、深海生物地球化学、海底过程与观测等研究方面都成果斐然,为我国海港建设、海洋资源的利用等提供了强有力的理论依据。比如对地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录,以及大洋碳循环与气候演变的热带驱动等。
1999年,62岁的汪品先教授参加IODP(国际大洋发现计划)184次航线,完成了第一个由中国人设计和主持的大洋钻探航次,取得高质量的连续岩芯5 500米,为南海演变和东亚古气候研究取得了3 200万年的深海记录。
2020年,古地磁学专家袁伟登上美国“决心号”钻探船,参加IODP378次航线,主要科学目标是研究新生代南太平洋古气候、生物地球化学循环变化等。
2022年,海洋地质国家重点实验室(同济大学)科研人员搭乘“奋斗者”号下潜克马德克海沟9 000米深渊,通过海底原位观测以及采集深渊生物、岩石和沉积物样品,为深入理解深渊的生命演化与适应机制、深渊沉积环境演变、板块俯冲与物质交换通量等提供重要支撑。
一项项新研究向我们讲述着古老海洋的奥秘,为了系统、全面地了解海岸与海底的地形、海洋沉积物、洋底岩石、海底构造、大洋地质历史、海底矿产资源,越来越多的科研人员不畏艰辛,潜深海、下大洋……足迹遍布地球上每一片水域。