作者:黄辛 王珊 来源:中国科学报 发布时间:2014-2-19 11:53:30
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南海大洋钻探:南海海底两百万年前浊流激荡

四种颗石藻球(钙质超微浮游植物的一类)的扫描电镜照片
 
一根海底岩芯样品中既有四十万年前的化石,又有两百万年前的化石,是“时空穿越”,还是另有内情?
 
■本报记者 黄辛 见习记者 王珊
 
“看,取出来了!”伴随着一阵欢呼声,2月1日凌晨,钻探船“决心号”成功在南海4250米深处获取了第一根近10米长的岩芯。
 
“第一周的工作完全颠覆了南海‘安静’的形象,200万年前这里曾发生剧烈的浊流动荡。”从船上科学家、同济大学海洋与地球科学学院教授刘志飞发回来的手记中,记者能感受到他的兴奋之情。
 
目前,由我国科学家建议、设计并主持的南海第二次大洋钻探、国际大洋发现计划349航次正在南中国海进行。
 
超微化石有点乱
 
在“决心号”古生物实验室的尽头,有一个用黑色布帘隔开的神秘小屋,这里就是超微化石组工作的地方,大家形象地称它为“超微小屋”。
 
超微化石是一种单细胞海洋超微浮游植物化石,在海洋沉积物中分布广、数量大、演化快,是用以确定沉积物形成年代的极佳参照物之一。
 
上述航次的科学目标是钻取南海基底玄武岩,以获取南海扩张演变的构造历史及其沉积和环境演变历程。因此,科学家们获取了岩芯之后,便迫不及待开始了南海海底的“大揭秘”。
 
不过,此次超微化石分析工作一开始进展得并不顺利。船上科学家、同济大学教授刘传联如此记载自己的见闻:“当第一个站位第一筒岩芯上岸后,科学家们费尽力气浏览完所有的视域,才找到一个保存不好的超微化石;然而,接下来的第二筒岩芯样品中,竟然连一个超微化石也没有发现;直到第三筒样品出笼,超微化石数量极为丰富!”
 
而且,钻取的结果着实让科学家们感到惊讶。“化石成分极其混乱,不同年代的新老化石混在一起,既有40多万年的超微化石,又有近200多万年的化石。难道我们一下就钻到了200万年前?”
 
“实际上,这正是遭遇了浊流的表现。”刘传联说,这些岩芯打破了他们一直对南海海底“温柔”的认知,成为他们还原南海海盆演化过程、揭开其几百万年以来沧桑巨变的第一手证据。
 
南海海底不平静
 
从外表上看,在海底深处获取的岩芯非常有意思。每十几或几十厘米的地方就有粉沙和黏土物质组成的沉积旋回,沉积物的颗粒从底部向上变细。
 
对此,刘志飞说,这正是海底发生浊流事件的表征。“即海底曾经频繁发生大规模的物质搬运和沉积作用。”
 
对于古生物地层工作者来说,浊流沉积是最忌讳的沉积物类型之一,它可以把不同地区、不同年代的化石搬运过来沉积到海底,从而造成化石成分的混乱。
 
“南海海山地形陡峭,所以极易形成滑坡等重力流搬运作用,浊流就是其中一种。”刘志飞说,他通过显微镜分析发现,沉积物的来源可能有更多可能。
 
根据分析,获取的沉积物中含有大量石英、长石等矿物,可能是来源中性岩或中酸性岩区,而南海海山据称都为基性岩。因此,沉积物可能来源于南海周围陆地的远距离输运。
 
“如果真是这样,动荡的南海不仅仅止于中央海区,可能遍及南海大部分深海区域。”刘志飞说。
 
动荡的海底环境,远远超出了科学家的想象。船上的微体古生物学家现场鉴定得出结论,这种频繁的浊流活动,早在200多万年以前就开始了。
 
南海钻探排头兵
 
能够测算出浊流活动的时间,磁性地层学测定方法的作用不可小觑。
 
这是同济大学海洋高等研究院特聘研究员、美国加州大学圣克鲁兹分校研究员赵西西第12次登上“决心号”进行大洋科学考察,而他的工作就是用磁性地层学的方法来帮助研究人员测定岩石和沉积物的年代。
 
赵西西给每个岩芯都进行了古地磁测试,帮助古生物专家们确认他们发现的200万年前的化石为再沉积产物,并确定了第四纪以来站位沉积物的沉积速率以及浊流旋回的频率。
 
“岩石和沉积物是不会撒谎的。”赵西西说,“浊流作用不仅大规模地搬运物质,造成沉积物的颗粒由底部向上变细的沉积旋回,同时也带来生物化石的再沉积。”
 
其实,自国际大洋钻探计划DSDP阶段(当时称为“深海钻探计划”)首次实施起,磁性地层学在大洋钻探研究中就占有了不可或缺的重要位置。
 
“南海深海几百万年以来究竟如何沧桑演变?钻探提供的全新线索,给我们带来了太多遐想。”项目首席科学家、同济大学海洋与地球科学学院教授李春峰表示。
 
《中国科学报》 (2014-02-19 第1版 要闻)
 
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2014-2-20 8:21:23 rengy
找到未受干扰沉积,成功,有可能发现完好的古海洋环境演变记录,要报道;遇到这种沉积,是钻探失败,也当成功消息报道,有点莫名其妙。
2014-2-19 13:50:28 risingmountain
相信!
2014-2-19 13:23:40 asd0000
很好,很有感受。地质学就是凭今论古。对海底的认知很必要。
目前已有3条评论
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