2011年1月,国家自然基金委启动“南海深海过程演变”重大研究计划,支持经费1.5亿元,由汪品先牵头主持。2011年1月英国《自然》杂志刊发对汪品先的专访,2011年1月美国《科学》杂志也就“南海大计划”采访了汪品先。
深入研究南海,汪品先向往了很多年。他一直强调要从根本上认识海洋,而弄清楚海洋的生命史,是认识海洋的一个关键。
1936年出生于上海的汪品先,年轻时代曾赴莫斯科大学学习地质。20世纪70年代,出于寻找化石能源的需求,国家要求他从事海洋微生物化石方面的研究。当时,他和同事们从招收工农兵大学生开始,依靠简陋的设备,建立起同济大学海洋地质系。尽管条件艰苦,但他们在1980年就出版了《中国海洋微体古生物》文集,后来又出了英文版。
“华夏文明是一个大陆文明,天生对海洋缺乏探索的欲望。”汪品先说,多年来中国海洋科学的研究经费一直相当紧张,但同济的海洋地质系一直坚持在做研究。“美国1968年就开始了深海钻探,当时我们还在‘文化革命’;后来是从一位老院士翻译的文章中,才听到这个名词,继而知道了板块学说。”
美国科学家发起的深海钻探计划由于成果显著,于1985年发展为“国际大洋钻探计划”(ODP),由美国科学基金会和各成员国共同出资,采取由各成员国科学家提出科学问题、大家投票的办法,来决定不同航次的实施方案。
加入ODP,用国际科学设备解决由中国科学家提出的问题,成了汪品先当时最想做成的一件事。几经周折,中国于1998年春加入了ODP。与此同时,汪品先提交了“东亚季风历史在南海的记录及其全球气候影响”的建议书。这份建议书在1997年全球排序中名列第一,并作为ODP第184航次于1999年春天在南海实施,汪品先成为该航次的两位首席科学家之一。
作为中国海的首次大洋钻探,184航次是根据中国学者的思路、在中国学者主持下、以中国人占优势的情况下实现,标志我国走进世界海洋科学的前沿——
南海的ODP第184航次在南海南北6个深水站位钻孔17口,取得高质量的连续岩芯共计5 500米。航次后经过几年艰苦的分析研究,取得了数10万个古生物学、地球化学、沉积学等方面高质量数据,建立起西太平洋3 200万年以来的最佳古环境和地层剖面,为揭示高原隆升、季风变迁的历史,了解中国宏观环境变迁的机制提供了条件,推进我国地质科学进入海陆结合的新阶段。
我国的海洋科学紧接着进入一个快速发展期,相关设备的研发也陆续启动。2002年,7 000米载人深潜器“蛟龙号”列入863重大专项,2012年夏天将挑战终极目标;2005年,改造一新的“大洋一号”科考船,开始了全球考察的航行;我国学术界还在推动自主设计制造的大洋钻探船……
汪品先回忆,当时他提出的建议恰好击中了国际海洋科学领域的要害:当时,东亚、东南亚地区的经济正处于上升势头,东亚季风对该区域经济的影响越来越显著,取得东亚季风的深海证据,对研究东亚季风活动至关重要。而此前,该领域的研究尚属空白。
但这还不是汪品先的最终目的,他还要更深入地研究南海。(www.xing528.com)
南海面积350万平方千米,最大水深5 500多米,既是全球低纬度,也是西太平洋最大的边缘海(位于大陆边缘,一侧以大陆为界,另一侧以半岛、岛弧与大洋分隔的海域)。它的海底沉积物里保留着碳酸钙,记录着从它形成以来的丰富历史,而这类沉积记录在西太平洋是很难找到的。与大洋相比,南海就像一只“五脏俱全”的麻雀,“解剖”这只麻雀,就可能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。
“就在南海北部陆坡,2006年发现深海天然气,2007年找到‘可燃冰’。”汪品先说。南海海底还有丰富的石油资源,这些矿藏是怎样形成的?形成的地点可能在哪里?如果不能透彻细致地了解南海,茫茫洋面上我们又如何知道该从哪里入手钻探呢?
然而,目前我们连南海的年龄都还不清楚。现在南海的年龄只是根据30年前美国的船测资料,即根据海底地磁异常获得的模糊结果,认为南海形成于距今3 200万到1 600万年前。1999年南海大洋钻探取得了3 300万年来的沉积记录,但是地层记录中最重大构造事件发生在2 500万年前后——这是南海“发育”的重要时期,也与矿藏的形成密切相关。搞清楚了这些,中国才能在南海资源的开发与保护中,占据有利位置。
“为什么现在国际纷争很多发生在一些偏远的海上小岛,有的甚至是无人岛?”他说,因为根据“国际海洋法公约”,拥有一个岛屿就意味着拥有周围200海里的专属经济区——哪怕这个小岛只有立锥之地,一样有40万平方海里的辽阔海域划为专属经济区。
“南海的西沙、南沙、中沙群岛,共有200多个岛屿,其主权是我国的核心利益,开发利用是我国海洋科学服务的天职。从科学上细致地了解南海,将有利于我国处理南海的诸多纷争。”他说。
在汪品先眼中,南海的生命史如同一个鲜活的生命,有血有肉有骨架。南海生命史的“骨架”是岩石的构造,从海底扩张到板块俯冲的地质构造演化;它的“肉”则是泥巴,来自陆地的泥沙、各种海洋生物遗体在深海沉积,并填充进海底盆地,储藏了油气、记录了历史;它的“血”则是充盈其中的流体,从海水到热液、冷泉,包括海底上、下的海洋,也支撑着庞大的暗能量生物圈。
“1999年我们的钻头深入水下3 300米,穿过850米的沉积物。我们要争取把钻头深入海底地壳的岩石里至少100米。”汪品先说,根据专家意见,只有打穿几十米十分坚硬的玄武岩,才能保证取到标准的岩芯,来实现预定的科学目标。任务十分艰巨。
2012年春节,汪品先很忙碌,因为他和同事们正在准备南海ODP新航次的建议书。就在年初八,30多位国际专家聚首上海讨论新建议,汪品先希望国际大洋钻探船在2014年再来南海,实现我国设计、主导的第二次大洋钻探。
深海观测有三大手段,深潜器、大洋钻探,还有海底观测网。谈到这里,汪品先说,三大手段我们已经接触了两个,唯独还缺建立深海海底观测网,长期、实时地“蹲点”观测海底变化。
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