南海位于三大板塊交界處，地質(zhì)活動劇烈，解開它形成與發(fā)展的奧秘，對了解我國的藍(lán)色國土意義重大。作為世界上最大的邊緣海之一，南?！肮适隆币矠橥惡Ｅ柩芯块_創(chuàng)了先河。近日，我國首個大型深?；A(chǔ)研究項目“南海深海過程演變”國家自然科學(xué)基金重大研究計劃畫上圓滿句號。

自2011年起，該項目由我國著名海洋地質(zhì)學(xué)家、中國科學(xué)院院士汪品先領(lǐng)銜，前后共有700多位科學(xué)家和研究生投入研究，完成52個重點項目，經(jīng)過3個半航次的國際大洋鉆探、4個載人和遙控深潛航次的艱苦努力，通過對南海深部的系統(tǒng)性觀測和分析，獲得了新的認(rèn)識，并對國際傳統(tǒng)主流觀點提出了挑戰(zhàn)。

深海研究有什么用？

“人類的海洋開發(fā)主要是在淺海的陸坡陸架上，但理解海洋的鑰匙卻在深海。”中國科學(xué)院院士、同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院教授汪品先這樣回答。

在地形起伏比大陸還大的深海里，居然會發(fā)生“深海風(fēng)暴”，水深5000米的地方能有每秒30厘米的流速；海底以下還有微生物組成的“深部生物圈”，據(jù)說能占全球生物總量的1/10。

讓人不禁向往，在那沉積了3300萬年的南海深海底，到底記錄了怎樣的海流變遷歷史？近日，我國首個大型深?；A(chǔ)研究項目“南海深海過程演變”國家自然科學(xué)基金重大研究計劃（以下簡稱“南海深部計劃”）畫上圓滿句號。中國科學(xué)家團(tuán)隊利用10年時間，歷經(jīng)啟動布置、全面實施、深入集成3個階段，筆筆勾勒出“南海故事”。

漫游“仙境”

“就像‘愛麗絲漫游仙境’，海底世界真的太美妙了！”2021年初，汪品先坐在攝像頭前接受《中國科學(xué)報》采訪時，談?wù)撈鹕顫摻?jīng)歷，眼神中露出孩童般的興奮與好奇。

“在甘泉海臺, 深水的冷水珊瑚真是個仙境，竹珊瑚、扇形珊瑚、海綿、苔蘚蟲等一道構(gòu)成的‘園林’,為游動的動物提供棲居地，就像小鳥歸林。旁邊的海馬冷泉，在一串串氣泡從海底冒上來的地方，只見層層疊疊的貝殼堆積如山，小貝殼密密麻麻地爬在大貝殼身上……”他如數(shù)家珍地描繪著那片“仙境”，興奮地回憶那天深海珊瑚生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)。

2018年，“南海深部計劃”已經(jīng)進(jìn)入尾聲，82歲高齡的汪品先首次搭載“深海勇士”號4500米載人深潛器，在南海完成3次1400米水深以下的下潛，實現(xiàn)他追尋了大半個人生的目標(biāo)。

早在1978年，跟隨石油科技代表團(tuán)訪問歐美的汪品先第一次聽到國際專家談?wù)撈鹕詈?，“在地中海底，各種顏色的海百合美得令人心醉。”但是40多年前的他，根本不敢想象有一天中國也造出深潛器、自己也會潛下去看深海的奧秘。

自上世紀(jì)50年代起，我國海洋地質(zhì)研究的重點都在近岸淺海，深海尚未在科學(xué)家目光所及范圍內(nèi)。直到2006年，這顆科學(xué)的種子仍靜待發(fā)芽。盡管學(xué)術(shù)界有不少呼聲，但當(dāng)年編制的“國家中長期規(guī)劃”中，一個深海研究項目也沒有確立。此后很長一段時間里，深海研究一直被視為太過前沿的領(lǐng)域而難以立項，甚至有專家認(rèn)為深海項目是“后天的科學(xué)”。

但汪品先很堅定，一定要去“看”深海，他的目標(biāo)在南海?！霸趰湫碌乃缴险J(rèn)識海洋變遷及其對海底資源和宏觀環(huán)境的影響，南海是最佳選擇，而理解南海的鑰匙在深海盆?！?007年，包括汪品先在內(nèi)的海洋地質(zhì)研究團(tuán)隊形成統(tǒng)一的意見，開始大力推進(jìn)國家層面的深海科學(xué)研究計劃。

2011年，汪品先團(tuán)隊多年的愿望最終在國家自然科學(xué)基金中實現(xiàn)。“南海深部計劃”重大研究計劃啟動，我國首個大型深?；A(chǔ)研究項目正式邁開步伐，汪品先擔(dān)任指導(dǎo)專家組組長。

次年，黨的十八大報告中明確提出“建設(shè)海洋強(qiáng)國”，我國深海研究迎來發(fā)展的歷史機(jī)遇。對此，科研團(tuán)隊備受鼓舞。

在“南海深部計劃”執(zhí)行的8年里，項目組充分運用國際上探索深海先進(jìn)的“三深”（深鉆、深潛、深網(wǎng)）技術(shù)，成為重要的特色和亮點?！膀札?zhí)枴薄坝率刻枴陛d人深潛器相繼下水南海，國際大洋鉆探計劃（IODP）三個半航次幾年內(nèi)密集執(zhí)行，國際上規(guī)模最大的區(qū)域海洋潛標(biāo)觀測網(wǎng)絡(luò)在南海海底得以構(gòu)建。

“深海勇士號”在南海下潛（研究團(tuán)隊供圖）

“沒登過阿爾卑斯山，就難以理解山脈的復(fù)雜構(gòu)造；我不下潛，就對海底缺乏感性認(rèn)識。”汪品先說，在60多年的科學(xué)生涯中，是好奇心不斷引領(lǐng)著自己，一步步深入探索海洋與地球科學(xué)的前沿奧秘。

解剖麻雀

“解剖麻雀”是汪品先對自己從事南海研究最形象的描述。

在海洋地質(zhì)學(xué)家的眼里，作為邊緣海的南海，“麻雀雖小”，但構(gòu)造演化上卻和大洋一樣，經(jīng)歷了裂谷、擴(kuò)張和俯沖的整個“威爾遜旋回”。研究人員將現(xiàn)代深海過程與地質(zhì)演變相結(jié)合，就能通過“解剖一只麻雀”，得出全球海洋地質(zhì)規(guī)律。

在該重大研究計劃總結(jié)會上，汪品先介紹，“麻雀”的“骨架”是構(gòu)造與巖漿活動，“肉”是深海沉積，“血”是生物地球化學(xué)?？蒲腥藛T正是從這3個層面出發(fā)，力圖揭示南海的深海過程及其演變，再造邊緣海的“生命史”。

最終，南海年齡、南海深海盆張裂三階段等科學(xué)結(jié)論得到揭示，南?！吧詈Ｆ俨肌焙汀叭龑咏Y(jié)構(gòu)”洋流格局成功繪制。

汪品先曾用章回體小說《南海演義》講述了一個時間跨度達(dá)3000萬年的精彩故事。

“第一回合”為“板塊俯沖，海盆消亡”。3300萬年前，南海海盆從東邊裂開，向西南方向推進(jìn)，形成楔形的深海盆，同時向東俯沖，如今正在消亡?！暗诙睾稀睘椤吧汉魇⑹?，河系更替”。到2000余萬年前，南海的珊瑚礁最為繁盛，形成了大量碳酸臺地，有的成為如今的油田；大約1000萬年前珊瑚礁開始減少，600萬年前時已經(jīng)是珊瑚殘留期。同時南海北部曾經(jīng)發(fā)育過東西向的大河。“第三回合”為“海峽成型，水流強(qiáng)勁”。650萬年前2600米深的巴士海峽形成，成為南海與太平洋深水的唯一通道；由此形成“深海瀑布”，到500萬年前后進(jìn)一步形成錳結(jié)核、錳結(jié)殼。

提倡“中國學(xué)派”

在持續(xù)多年的南海深部研究中，“南海深部計劃”發(fā)揮了基礎(chǔ)科學(xué)方面的引領(lǐng)作用。

通過亮點成果整體集成，研究團(tuán)隊還提出海盆形成的“板緣張裂”、氣候演變的“低緯驅(qū)動”、邊緣海的“洋陸相互作用”三大理論假說和學(xué)術(shù)概念，向國際傳統(tǒng)主流觀點提出了來自中國的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)使然，海洋地質(zhì)的科學(xué)結(jié)論不可避免地帶有“歐洲中心論”的色彩。長期以來，歐美科學(xué)家在地利人和的條件下對北大西洋開展了諸多研究，其研究結(jié)果被認(rèn)為是海洋地質(zhì)學(xué)中的“標(biāo)準(zhǔn)答案”。例如，北大西洋型的“海盆張裂”模型被推廣到全球，用于解釋全球海洋盆地的形成。

“南海也是這樣嗎？”汪品先和科研人員帶著對“標(biāo)準(zhǔn)答案”的懷疑，埋頭開展南海鉆探。結(jié)果出乎意料：鉆井取上來的是玄武巖，并不是像北大西洋底見到的長期削蝕的地幔巖。

這意味著，南海是西太平洋板塊俯沖帶的盆地，它的張裂機(jī)制和大西洋模型有著根本區(qū)別，它并不是一個“小大西洋”。據(jù)此，科研人員創(chuàng)造性地提出邊緣海的“板緣張裂”新機(jī)制，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的“海盆張裂”說。

2019年，來自同濟(jì)大學(xué)、中科院南海海洋研究所的科研人員在《國家科學(xué)評論》上發(fā)表首篇有關(guān)“板緣張裂”模式的論文。這令全球海洋地質(zhì)學(xué)界熱鬧了起來。

“我們的新主張在歷次學(xué)術(shù)會議、論文投稿過程中，都會受到國際學(xué)者的質(zhì)疑?！被貞浲?，汪品先攤開一只手，“現(xiàn)代科學(xué)在短短幾百年內(nèi)迅速發(fā)展，正因為它不斷修正自己。科學(xué)，貴在懷疑?！?/p>

除了“板緣張裂”，中國學(xué)者在氣候演變方面也提出了全新的“低緯驅(qū)動”假說。過去，科學(xué)界認(rèn)為北大西洋所在的高緯地區(qū)決定著全球氣候變化。科研人員在“南海深部計劃”的研究中發(fā)現(xiàn)，南海的記錄卻并不符合這種流行觀點。

科研人員認(rèn)為，太陽輻射主要集中在赤道附近的低緯度地區(qū)，低緯地區(qū)的水循環(huán)和碳循環(huán)，才是全球氣候變化的基本因素。

“南海深部計劃”研究歷程中，研究團(tuán)隊一次次地從挑戰(zhàn)權(quán)威中得到信心。

“我們中國的科學(xué)家，要建立敢于質(zhì)疑世界主流觀點的‘中國學(xué)派’。首先，思想上要擺脫‘跟’的限制，特別是地球科學(xué)要意識到歐洲和北大西洋的局限性，不能以當(dāng)‘外包工’為滿足。”汪品先深有體會。

共享科學(xué)魅力

科研之外，科普工作是汪品先和科研團(tuán)隊的另一項執(zhí)著事業(yè)。在同濟(jì)大學(xué)的《科學(xué)、文化與海洋》公共選修課上，汪品先對科學(xué)家做科普談了自己的看法：科學(xué)發(fā)展和創(chuàng)新深深根植于文化的土壤，科普的目的就是培養(yǎng)科學(xué)文化的社會氛圍，“中國科研工作者要在當(dāng)代科學(xué)和華夏文化之間架筑橋梁，還自然科學(xué)以文化本色、賦傳統(tǒng)文化以科學(xué)精神”。

“南海深部計劃”自啟動起，指導(dǎo)專家組就將科普放在重要位置上，倡議各項目負(fù)責(zé)人用普通人能理解的語言接受采訪、匯報科研成果。同時，多數(shù)項目都分別開展形式多樣的科普傳播活動，如舉辦科普講座、深海進(jìn)中學(xué)課堂，出版科普讀物。通過積極向社會傳遞南海深?？茖W(xué)知識，與公眾共享科學(xué)魅力。

例如，在國際大洋鉆探航次期間，科研團(tuán)隊舉辦了多場視頻連線直播，向公眾介紹深海知識和最新的發(fā)現(xiàn)。2018年5月，在國家自然科學(xué)基金共享航次“ROPOS 遙控深潛航次”期間，深潛團(tuán)隊實現(xiàn)了國內(nèi)首次深海海底深潛的實況直播，展示遙控機(jī)器人在南海海底工作畫面，深受岸上連線學(xué)生的歡迎和喜愛。

2019年8月，汪品先在面向社會舉辦的“亮點成果匯報大會”上，以《南海演義》的章回說書風(fēng)格演繹南海的“生命史”，贏得滿堂喝彩。

2020年，科研團(tuán)隊在《科技導(dǎo)報》發(fā)表專輯論文15篇，努力用大眾化的語言介紹科學(xué)研究成果。

“鯤鵬展翅飛南溟，萬仞千山水底行。喜遇神州追夢日，龍宮深處探真情?！蓖羝废纫栽娸d志。

將近10年里，全國30多個單位的科學(xué)家聚集在“南海深部計劃”的旗幟下，同心協(xié)力、共同奮斗，使南海深部的科學(xué)認(rèn)識提升到新的臺階，走到了世界邊緣海深部研究的前沿?！跋Ｍ覈呀?jīng)形成的深?？蒲嘘犖?，能夠再做十年奮斗，百尺竿頭、更進(jìn)一步，把南海建成世界邊緣海深部研究的典范，為世界海洋科學(xué)做出更大的貢獻(xiàn)！”汪品先表示。

如今，他也有了一個新的愿望。“真希望有一天能夠走出深潛器，去觸摸真實的海底世界，我期待那一天?！辈稍L最后，他告訴《中國科學(xué)報》。



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