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我国在南海建立深海沉积观测“野外实验室”取得重要科研成果

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 新华社“决心”号220日电(记者 张建松)  深海沉积是地球表层系统演化重要的“信息载体”。在我国海洋科学第一个大规模基础研究计划--“南海深部计划”的支持下,我国在南海东北部建成全球先进的深海沉积动力过程观测“野外实验室”,目前已取得重要科研成果。

  据该项目负责人、正在“决心”号参加第三次南海大洋钻探的bat365在线平台海洋地质国家重点实验室刘志飞教授介绍,南海是西太平洋地区最大的边缘海,濒临亚洲大陆,每年要接受数亿吨周边河流的沉积物,加之西太平洋深层水贯入的长期影响,在南海深海形成复杂和活跃的底层海流搬运和沉积作用,使南海成为开展深海沉积过程研究的理想场所。

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     在“南海深部计划”支持下,经过多年努力,我国已在南海东北部建成全球先进的“深海沉积动力过程综合观测系统”。这套系统由同步观测的12 套综合锚系和1 套海底三脚架组成,锚系长度在1000-3300米之间,水深主要分布在1500-3900米范围内,主要观测南海的深海海流温度、盐度、流速、混合强度等参数,并收集深海里的悬浮沉积物样品,成为我国科学家持续开展深海沉积学研究的“野外实验室”。

    通过长时间的深海锚系观测,刘志飞带领科研团队已证实等深流在南海北部海盆长期存在,在国际上第一次定义深海等深流的速度结构及其季节性变化。他们发现海表生成的中尺度涡,能够穿透数千米水层,与等深流一起,共同对深海沉积物远距离搬运起到关键作用。

   他们还鉴别出南海存在两种典型的深海峡谷,分别是浊流频繁活动的“高屏海底峡谷”和沉积动力相对安静的“福尔摩萨海底峡谷”,发现高屏海底峡谷长年频发的浊流事件是由途径台湾的台风引起的。

  每当超强台风登陆台湾,台风带来的超强降雨,将台湾大量沉积物通过河流灌入南海,从而沿高屏海底峡谷以浊流形式进入深海,是南海的深海物质侧向搬运最重要的过程。这些研究是深水沉积过程观测实验的先驱性工作,大大推进了我国南海深海沉积学发展。

     刘志飞表示,此次参加第三次南海大洋钻探,就是要追溯南海在数千万年前开始形成至今的深海沉积过程,探索深海沉积如何记录南海周边大陆和岛屿的沧海桑田演变,通过与现今沉积动力过程观测的直接对比,从而提取南海深海沉积中的地区性特征和全球性普适规律。

     由我国科学家主导的第三次南海大洋钻探正在顺利进行。截止发稿时,“决心”号大洋钻探船在第一个钻探位置,在水深3700多米的南海海底已钻进600多米,年代进入800多万年以前。一管管钻取的沉积样品,都记录着南海深海演变的“历史档案”。

     据刘志飞介绍,这800多万年的深海沉积历史虽然都接近南海的现今环境,但船上初步的研究发现:距今70多万前,可能受全球变化的影响,第一个钻探位置发生过大型的海底滑坡,并在500多万年前发生两期“深海碎屑流”事件,每期沉积70余米厚的砂层。这些深海记录可能预示着南海曾经发生过“惊心动魄”的深海沉积事件。“决心”号大洋钻探船上的科学家正在试图解开这些蕴藏在海底的谜团。

  国家自然科学基金委于2011年正式启动的“南海深部计划”,对南海展开三大方面系统研究:以海底扩张到板块俯冲的构造演化作为“骨”,以深海沉积过程和盆地充填作为“肉”,以深海生物地球化学过程作为“血”,在岩石圈、水圈和生物圈相互作用的层面,解读南海,构建边缘海的“生命史”。