进军深海的成功之举 [复制链接]

第7版(国际·体育)
专栏：中国科学院中国工程院院士园地

　　进军深海的成功之举
　　中国科学院院士汪品先
　　作者简介：海洋地质学及微体古生物学家。1936年生，江苏苏州人。1960年莫斯科大学毕业。中国科学院院士、院地学部副主任，同济大学海洋地质系教授，中国海洋研究委员会主任，曾任国际海洋研究委员会副主席。提出在南海进行大洋钻探追溯东亚季风演变的建议书，于1997年国际学术评审排名第一。1999年春被聘为大洋钻探184航次首席科学家，主持实现了中国海区首次深海科学钻探。
　　今年春，大洋钻探船“决心号”在我国南沙海区进行深水钻探活动，揭开了我国深海科学钻探的序幕，也是国际合作进军深海的成功之举。
　　重要的国际合作计划
　　深海钻探是地球科学史上一项十分重要的国际合作计划，由美国于1968年发起。它集中了世界各国有关学科的优秀科学家，以一艘万吨级钻探船在全球各大洋深海进行科学钻探，至今已在千余站位钻井数千口，验证了海底扩张，发展了板块理论，取得了地质领域内众多研究成果。
　　这个计划全靠当今世界上最大、最先进的深海钻探船“决心号”实施，它配有12个强力推进器作动力定位，有400吨重的装置作升降补偿，使得船只和钻具在暴雨巨浪下仍能在原地岿然不动，保证水下数千米处的钻探能顺利进行。上下七层的船上实验楼集中了最先进的分析仪器，由从各国挑选的科学家和实验师24小时轮番作业，对刚取上甲板的岩芯作分析研究。大洋钻探每年预算为4000多万美元，平均每天10余万美元。在这种高投入、高技术和科学高水平的结合下，船上两个月高强度的工作成果，在岸上用几年也难以取得，而这种成果往往给地球科学带来突破性的进展。
　　中国海的首次深海钻探
　　今年3月3日，大洋钻探船“决心号”在水深2000多米的南沙海区开钻，大洋钻探（ODP）184次航次用将近两个月的时间在东沙和南沙附近钻探，在水深二三千米的6个站位钻井17口，取芯5500米，回收率接近95％，超额完成了预定任务。
　　作为探索学术前沿问题的国际合作计划，大洋钻探有其严密的评审制度。我国学者1995年底提出的《东亚季风史在南海的记录及其全球气候意义》建议书，1997年获全球建议书学术评审排名第一，1998年通过全部站位审查，1999年春立即实施，进程之快为大洋钻探历史上罕见。引人注目的是，这次深海钻探，是按照中国科学家的建议和设计，由中国人担任首席科学家，而且定在中国人作为科学家重要主力（28名科学家中9名是中国人）的条件下实施和完成的。
　　我国是地球科学的大国之一，陆地地质有很好的积累，但在深海海底却是一名新兵，而这种失衡的局面已经成为我国地质科学发展的严重障碍。以环境演变的研究为例，我国从黄土研究到陆相油田，取得的陆上记录举世瞩目，这次ODP184航次从南海取得了与之对应的深海记录。如1148站在水深3300米下进尺850米，代表南海形成以来3000多万年的几乎全部历史；又如1144站取得的450米地层代表100万年记录，平均每厘米22年，为中国海区相应时期提供了最高分辨率的沉积序列。再造古环境历史要求有高质量的岩芯，大洋钻探尽量用液压取芯法使岩芯完全不受扰动，又在每个站位钻井3口以保证岩芯之间的连续性。这次钻探取得的岩芯就是古环境记录的最佳材料，为我国地球科学的海陆结合开拓了新渠道。
　　恰如从一滴海水可以看大海一样，从一点海底的泥巴（学名叫“沉积物”）中也可以看到过去的海水，追溯过去的海洋。南海地处东亚季风带的关键部位，又有陆地河流输入泥沙，因而在沉积层中能够同时记录全球气候变化、东亚季风演变以及青藏高原隆升的信息。南海的深海岩芯，可以直接比较气候演变与地壳运动的关系，验证有关地质时期气候变迁机理的假说。只有理解了气候长周期自然变化的规律，才有可能客观地评价人为因素对气候的影响，才有可能预测未来气候环境的变化趋势。所以这次大洋钻探的成功，是我国陆地地质与世界大洋地质相结合的结果，也是我国近年来南海研究取得重大进展的标志。
　　重头戏在下世纪
　　大洋钻探的面很广。南海钻探之后的ODP185航次，任务之一是在太平洋洋底检验“深部生物圈”的采样手段，因为深海底下数百米处还发现活着的微生物群，其总量可能相当于地球上生物总量的1／10；目前正在进行的186航次，是在日本以东深海沟下打，将传感器埋设井底对太平洋板块俯冲中的细微震动作长期监测，为洋底地震监测站提供陆上无法收到的地震预告信息。回溯过去，164航次在美国以东海底钻得“天然气水合物”，即在海底高压低温下结合在水分子中呈固态出现的甲烷，据推测，其全球总储量可能相当全部已知矿物燃料的两倍。总之，为理解地球系统的变化，为开发海底的能源、资源和空间，深海钻探科研的重头戏将在下世纪上演。
　　随着联合国海洋法公约的生效，海区管辖权问题突出，所以，我国包括发展深海研究在内的海洋事业，亟待提高到国策的高度加以重视。南海的大洋钻探，是我国通过国际合作渠道进军深海的成功之举，值得在下世纪提倡和借鉴。现行的大洋钻探计划行将在2003年告一段落，2005年起将由美、日两国各自提供一条大型钻探船，开展新一轮的“综合大洋钻探”。我国应在保证当前大洋钻探研究任务完成的同时，争取尽早决策，以更加积极的姿态投入新一轮的大洋钻探。（附图片）