神秘浩瀚的深海裡有人類太多的未知、太多的需求,在這裡進行的每一步探索,都走在人類歷史的最前沿。還有比這更酷的事情嗎?
文/張建松
神秘浩瀚的深海,是地球上人類尚未逾越的“最後疆域”。以船舶為馬、以科學為韁,在這片“最後疆域”戰風斗浪、馳騁縱橫,是一件很“酷”的事。
他們都是80後
從小追求“做很酷的事”“不走尋常路”的張錦昌,支過教、留過學,三十而立之際,將自己的人生目標鎖定在深海。“深海裡有人類太多的未知、太多的需求,我們在這裡進行的每一步探索,都走在人類歷史的最前沿；每一項科學研究,都是人類好奇而未知的。還有比這更酷的事情嗎?”張錦昌說。
34歲的張錦昌來自中科院南海海洋研究所,這是他從美國德州農工大學留學回國後,第一次踏著南海的波濤,將研究的目光,從地球上最大的火山——西北太平洋大塔穆火山,轉到了南海。
“在南海大洋鑽探的大目標中,我的目標是通過研究海底巖芯樣品,解釋地震探測所得到的地震訊號的巖石意義,為今後研究海洋巖石圈建立模型。”張錦昌說,“相對於整個地球,巖石圈在地球表面就像雞蛋殼一樣薄。瞭解海洋巖石圈的生老病死過程,是我研究的目標。”
海洋在內心深處的吸引和魅力,以及“建設海洋強國”目標的召喚,還使得“決心”號上的另一位中國“80後”,放棄了原先從事的金融期貨工作,發奮考上博士,專攻海洋地質研究。
這位年輕人名叫易亮,如今已成為同濟大學海洋地質國家重點實驗室的一員。他說:“與期貨相比,我更喜歡科學的自由；與陸地相比,我更喜歡海洋的未知。深海裡充滿無數問題和挑戰,一切都是方興未艾、一切都還塵埃未定,這樣的研究領域令人充滿希望。”
始于1968年的國際大洋鑽探,是世界地球和海洋科學領域規模最大、歷時最久、影響最深遠的一項國際科學合作計畫。目前正在執行的國際大洋發現計畫(IODP),每個航次都面向IODP成員國的科學研究人員開放。
“當我們在美國看到中國科學家將主導第三次南海大洋鑽探的消息後,非常興奮,第一時間提交了申請,希望能為祖國的南海研究盡點微薄之力。儘管這個航次科學目標與我們做的研究有些不同,但科學研究都是相通的,上船後收穫很大。”來自美國的中國留學生趙甯說。同行的張楊也有著同樣看法。
南京大學畢業的趙寧,登上“決心”號之前,剛剛獲得美國麻省理工學院和伍茲霍爾海洋研究所的聯合博士學位。下船後,就將奔赴德國馬普化學所進行海洋地球化學的博士後研究,此後他計畫回國工作。
“與發達國家相比,我國海洋科學研究起步晚、空間大,回國更有用武之地。”趙寧說,“目前我國一些科學研究的硬體,幾乎趕上了發達國家水準,但在科學視野和研究思維等軟體上,還有較大差距。希望我們這一代年輕人學成歸國後,逐漸縮小這種差距。”
28歲的張楊與趙寧是同齡人。這位河北石家莊的女孩目前正在美國普渡大學留學,跟隨導師從事陸地三疊紀的古地磁研究。她說:“我的人生夢想是做自己喜歡、有意義的事。這次上船不僅獲得了南海古地磁資料,可進行海陸全球對比研究,還認識了許多老師,拓寬了科學視野,非常有意義。”
到大海揮灑青春,正逢其時。來自中國地質大學(武漢)的“80後”老師雷超說:“海洋科學研究需要先進技術和大量投入,因此被稱為‘貴族科學’。隨著我國綜合實力提高,海洋專案越來越多、投入越來越大,‘貴族科學’越來越‘平民化’,我們趕上了好時候。”
作為一名老師,雷超在“決心”號上念念不忘自己的學生。他說:“大洋鑽探是國際深海研究的前沿,非常有助於開闊學生視野,美國經常有碩士生、博士生申請上船。而由於每個航次給中國的名額非常有限,中國學生很難有機會。期待我國早日建造自己的大洋鑽探船,那時我一定申請帶學生上船。
在“經典地區”探索科學前沿
人傑地靈的華南，不僅在我國社會經濟發展中具有極其重要地位，在地質構造演化歷史上也得天獨厚，是科學家們認知大陸演化過程、創新大陸地質理論的“經典地區”。
正在“決心”號上參加第三次南海大洋鑽探IODP367航次的黃小龍研究員，來自中科院廣州地球化學研究所，多年來一直致力於大陸巖石圈組成、結構與演化的相關研究，尤其是華南大陸巖石圈演化過程的研究。
“華南陸塊是全球新元古代以來地質演化歷史最複雜的地區之一，大規模的晚中生代巖漿活動是華南地質最顯著的特徵，但大規模巖漿活動的動力學機制一直存在爭議。”黃小龍介紹說，“科學家們最關心的問題是：這是否與太平洋板塊的俯衝有關？如果有關，為什麼太平洋西岸沒有形成像太平洋東岸那樣的安第斯型造山帶？為什麼瀕臨西太平洋俯衝帶的華南大陸，在中生代表現為陸內再造？為什麼在此後的新生代，又出現了大量的盆地及邊緣海？”
自上世紀六十年代以來，板塊構造理論成為固體地球科學的最重要基石。但經典的板塊構造理論，無法解釋華南大陸極其複雜的地質演化動力機制。為了探索科學之謎，黃小龍從華南大陸來到了南海。
“這是因為南海作為獨具特色的新生代邊緣海，其形成和演化過程與周緣板塊活動過程密切相關，特別是與華南大陸的陸緣裂解過程有關。”黃小龍解釋說，“南海位於歐亞、西太平洋和印度-澳大利亞板塊的交匯處，幾乎經歷了從陸緣裂解到海底擴張、再到俯衝消減的一個完整的‘威爾遜旋迴’，是研究各種類型板塊構造活動的最佳場所。”
板塊構造理論認為：在地球漫長的歲月中，海陸不斷變遷，經歷著“分久必合、合久必分”的歷史過程。加拿大科學家威爾遜最先注意到大洋開啟和閉合的不同發展趨勢，將大洋盆地的演化過程歸納為“萌芽-幼年-成熟-收縮-結束-大陸碰撞造山”六個階段，被稱為“威爾遜旋迴”。其中，前三個階段顯示大洋的開張和生成，後三個階段代表大洋的收縮和關閉。
“南海是全球少有的幾個、完整地保留了擴張前大陸地殼基底、擴張期洋殼、擴張後中央火山鏈、洋殼俯衝消減島弧帶的大陸邊緣海，非常難得。通過研究南海的形成與演化過程，我們可探索一系列國際前沿的科學問題。”黃小龍說。
這些科學問題包括：從華南大陸巖石圈裂解演化到南海開啟，所受控的深部動力學機制是什麼？從陸緣張裂到海盆擴張的構造轉換，經歷了怎樣的過程？地球深部地幔與淺部巖石圈之間的相互作用關係是什麼？經歷了怎樣的物質迴圈過程？
目前，從華南大陸的陸緣裂解到南海形成與演化的相關研究，還成為在國際地球科學領域的前沿熱點。深入研究南海地質成因和構造發展史，不僅可為研究華南大陸演變過程、全面認識東亞和西太平洋構造及大陸邊緣盆地演化，提供科學依據；還對研究全球板塊構造格局演變、創新大陸地質理論，提供重要的科學機遇。
編輯/余弘陽
(來源:《《小康》中旬》 2017年4月)
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