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在南海从事科研钻探的年轻人
价值中国推荐 2017-05-31 17:21 小康中旬刊2017年第4期 解读此文 收藏此文

  神秘浩瀚的深海里有人类太多的未知、太多的需求,在这里进行的每一步探索,都走在人类历史的最前沿。还有比这更酷的事情吗?

  文/张建松

  神秘浩瀚的深海,是地球上人类尚未逾越的“最后疆域”。以船舶为马、以科学为缰,在这片“最后疆域”战风斗浪、驰骋纵横,是一件很“酷”的事。


  他们都是80后

  从小追求“做很酷的事”“不走寻常路”的张锦昌,支过教、留过学,三十而立之际,将自己的人生目标锁定在深海。“深海里有人类太多的未知、太多的需求,我们在这里进行的每一步探索,都走在人类历史的最前沿;每一项科学研究,都是人类好奇而未知的。还有比这更酷的事情吗?”张锦昌说。

  34岁的张锦昌来自中科院南海海洋研究所,这是他从美国德州农工大学留学回国后,第一次踏着南海的波涛,将研究的目光,从地球上最大的火山——西北太平洋大塔穆火山,转到了南海。

  “在南海大洋钻探的大目标中,我的目标是通过研究海底岩芯样品,解释地震探测所得到的地震信号的岩石意义,为今后研究海洋岩石圈建立模型。”张锦昌说,“相对于整个地球,岩石圈在地球表面就像鸡蛋壳一样薄。了解海洋岩石圈的生老病死过程,是我研究的目标。”

  海洋在内心深处的吸引和魅力,以及“建设海洋强国”目标的召唤,还使得“决心”号上的另一位中国“80后”,放弃了原先从事的金融期货工作,发奋考上博士,专攻海洋地质研究。

  这位年轻人名叫易亮,如今已成为同济大学海洋地质国家重点实验室的一员。他说:“与期货相比,我更喜欢科学的自由;与陆地相比,我更喜欢海洋的未知。深海里充满无数问题和挑战,一切都是方兴未艾、一切都还尘埃未定,这样的研究领域令人充满希望。”

  始于1968年的国际大洋钻探,是世界地球和海洋科学领域规模最大、历时最久、影响最深远的一项国际科学合作计划。目前正在执行的国际大洋发现计划(IODP),每个航次都面向IODP成员国的科学研究人员开放。

  “当我们在美国看到中国科学家将主导第三次南海大洋钻探的消息后,非常兴奋,第一时间提交了申请,希望能为祖国的南海研究尽点微薄之力。尽管这个航次科学目标与我们做的研究有些不同,但科学研究都是相通的,上船后收获很大。”来自美国的中国留学生赵宁说。同行的张杨也有着同样看法。

  南京大学毕业的赵宁,登上“决心”号之前,刚刚获得美国麻省理工学院和伍兹霍尔海洋研究所的联合博士学位。下船后,就将奔赴德国马普化学所进行海洋地球化学的博士后研究,此后他计划回国工作。

  “与发达国家相比,我国海洋科学研究起步晚、空间大,回国更有用武之地。”赵宁说,“目前我国一些科学研究的硬件,几乎赶上了发达国家水平,但在科学视野和研究思维等软件上,还有较大差距。希望我们这一代年轻人学成归国后,逐渐缩小这种差距。”

  28岁的张杨与赵宁是同龄人。这位河北石家庄的女孩目前正在美国普渡大学留学,跟随导师从事陆地三叠纪的古地磁研究。她说:“我的人生梦想是做自己喜欢、有意义的事。这次上船不仅获得了南海古地磁数据,可进行海陆全球对比研究,还认识了许多老师,拓宽了科学视野,非常有意义。”

  到大海挥洒青春,正逢其时。来自中国地质大学(武汉)的“80后”老师雷超说:“海洋科学研究需要先进技术和大量投入,因此被称为‘贵族科学’。随着我国综合实力提高,海洋项目越来越多、投入越来越大,‘贵族科学’越来越‘平民化’,我们赶上了好时候。”

  作为一名老师,雷超在“决心”号上念念不忘自己的学生。他说:“大洋钻探是国际深海研究的前沿,非常有助于开阔学生视野,美国经常有硕士生、博士生申请上船。而由于每个航次给中国的名额非常有限,中国学生很难有机会。期待我国早日建造自己的大洋钻探船,那时我一定申请带学生上船。

  在“经典地区”探索科学前沿

  人杰地灵的华南,不仅在我国社会经济发展中具有极其重要地位,在地质构造演化历史上也得天独厚,是科学家们认知大陆演化过程、创新大陆地质理论的“经典地区”。

  正在“决心”号上参加第三次南海大洋钻探IODP367航次的黄小龙研究员,来自中科院广州地球化学研究所,多年来一直致力于大陆岩石圈组成、结构与演化的相关研究,尤其是华南大陆岩石圈演化过程的研究。

  “华南陆块是全球新元古代以来地质演化历史最复杂的地区之一,大规模的晚中生代岩浆活动是华南地质最显著的特征,但大规模岩浆活动的动力学机制一直存在争议。”黄小龙介绍说,“科学家们最关心的问题是:这是否与太平洋板块的俯冲有关?如果有关,为什么太平洋西岸没有形成像太平洋东岸那样的安第斯型造山带?为什么濒临西太平洋俯冲带的华南大陆,在中生代表现为陆内再造?为什么在此后的新生代,又出现了大量的盆地及边缘海?”

  自上世纪六十年代以来,板块构造理论成为固体地球科学的最重要基石。但经典的板块构造理论,无法解释华南大陆极其复杂的地质演化动力机制。为了探索科学之谜,黄小龙从华南大陆来到了南海。

    “这是因为南海作为独具特色的新生代边缘海,其形成和演化过程与周缘板块活动过程密切相关,特别是与华南大陆的陆缘裂解过程有关。”黄小龙解释说,“南海位于欧亚、西太平洋和印度-澳大利亚板块的交汇处,几乎经历了从陆缘裂解到海底扩张、再到俯冲消减的一个完整的‘威尔逊旋回’,是研究各种类型板块构造活动的最佳场所。”

    板块构造理论认为:在地球漫长的岁月中,海陆不断变迁,经历着“分久必合、合久必分”的历史过程。加拿大科学家威尔逊最先注意到大洋开启和闭合的不同发展趋势,将大洋盆地的演化过程归纳为“萌芽-幼年-成熟-收缩-结束-大陆碰撞造山”六个阶段,被称为“威尔逊旋回”。其中,前三个阶段显示大洋的开张和生成,后三个阶段代表大洋的收缩和关闭。

    “南海是全球少有的几个、完整地保留了扩张前大陆地壳基底、扩张期洋壳、扩张后中央火山链、洋壳俯冲消减岛弧带的大陆边缘海,非常难得。通过研究南海的形成与演化过程,我们可探索一系列国际前沿的科学问题。”黄小龙说。

    这些科学问题包括:从华南大陆岩石圈裂解演化到南海打开,所受控的深部动力学机制是什么?从陆缘张裂到海盆扩张的构造转换,经历了怎样的过程?地球深部地幔与浅部岩石圈之间的相互作用关系是什么?经历了怎样的物质循环过程?

    目前,从华南大陆的陆缘裂解到南海形成与演化的相关研究,还成为在国际地球科学领域的前沿热点。深入研究南海地质成因和构造发展史,不仅可为研究华南大陆演变过程、全面认识东亚和西太平洋构造及大陆边缘盆地演化,提供科学依据;还对研究全球板块构造格局演变、创新大陆地质理论,提供重要的科学机遇。

    编辑/余弘阳
责任编辑:Karen
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