鉆到海底“窺探”地球：大洋鉆探有多牛

　　一望無際的美麗南海再次迎來了藍色的“決心”號，中外科學家在這里開展第三次大洋鉆探。近半個世紀以來，利用大洋鉆探的先進技術，科學家鉆到海底“窺探”地球，創造了深海和地球科學一個接一個學術亮點。

　　從夭折的“莫霍計劃”到大洋鉆探

　　打一口深井，打穿地殼和地幔的分界面—莫霍面，看看“原位”的地幔究竟長什么樣？上個世紀五十年代，美國科學家提出了雄心勃勃的“莫霍計劃”。但在付諸實施近十年后，因經費遠超預期而夭折，“莫霍鉆”最終變成了“烏有鉆”。

　　但有心栽花花不開，無心插柳柳成蔭。雖然科學家的“莫霍鉆”夢想至今仍未實現，但為此而發展起來的大洋鉆探技術，卻提供了一種新穎直接的“窺探”地球手段，為人們打開了一扇全新的科學研究之門。

　　上個世紀六十年代，美國四大海洋所聯合組成“地球深部采樣聯合海洋研究所”，提出“深海鉆探計劃”（DSDP）。1968年，“格羅碼·挑戰者”號大洋鉆探船首航墨西哥灣，從此開啟了地球科學歷史上規模最大的一項國際合作計劃。

　　迄今為止，這一計劃已經歷了四個階段。即深海鉆探計劃（DSDP，1968-1983）、大洋鉆探計劃（ODP，1985-2003）、綜合大洋鉆探計劃（IODP，2003-2013）和國際大洋發現計劃（IODP，2013-2023）。

　　目前正在執行的“國際大洋發現計劃”共有25個成員國、三個執行平臺。即美國的“喬迪斯·決心號”、日本的“地球”號和歐洲提供的“特定任務平臺”。

　　發現許多出人意料的“史前奇聞”

　　通過研究從海底鉆取采集的數據、沉積物、巖石、流體、海底生物等珍貴樣品，科學家漸漸讀懂了“地球天書”的一些篇章，發現許多出人意料的“史前奇聞”。

　　例如，大洋鉆探驗證了海底擴張學說和板塊學說；在地中海的海底發現了大量鹽層，說明地中海在600萬年前一度干枯成“曬鹽場”；大洋鉆探還發現北冰洋曾經是個暖溫的“淡水湖”，在5000萬年前曾經漂滿了浮萍“滿江紅”。

　　大洋鉆探還證明了6500萬年前恐龍滅絕的原因，確實是小行星撞擊了地球。通過在南大洋的鉆探，發現澳洲和南美洲在兩三千萬年前才完全離開南極大陸，于是南大洋形成環南極的洋流，造成南極的“熱隔離”，結果導致南極冰蓋的出現。

　　大洋鉆探還意外發現了生活在海底巖石里的微生物群—“深部生物圈”，那里是地球上微生物最大的儲庫，生活在地球深處的微生物可以享有遠超“萬歲”的高壽。利用大量的深海沉積物和珊瑚樣品，科學家重建了1億年以來的全球海平面變化歷史；揭示了冰蓋的快速融化過程，證明海平面的升高確實是全球性現象；地球的氣候變化受地球軌道參數的控制。

　　促進我國進入深海研究國際前沿

　　我國自1998年加入國際大洋鉆探計劃以來，已有來自同濟大學、中國科學院、北京大學、中國地質大學、中國海洋大學等20多家單位上百位科學家，登上“決心”號參加大洋鉆探，促進了我國科學家進入國際深海研究的前沿。

　　我國科學家共主導了三次南海大洋鉆探。1999年開展的首次南海大洋鉆探，取得了西太平洋海區最佳的長期沉積記錄，發現了氣候演變的長周期。

　　2014年開展的第二次南海大洋鉆探，獲取南海中央水深4000米的深海盆巖芯紀錄，首次獲得南海形成年齡的直接證據，同時還發現了南海形成過程中有多期次大規模火山噴發、發現南海深海盆反復變化的沉積歷史。

　　目前正在開展的第三次南海大洋鉆探，將鉆取南海的基底巖石，揭示南海成因，檢驗國際上以大西洋為“藍本”的大陸破裂理論，揭示“海洋盆地怎樣形成”的科學之謎。

　　“廣袤的海洋盡管只是地球的一部分，卻承載了整個地球演化歷史。大洋鉆探計劃猶如海上燈塔，照亮了固體地球科學幾乎每一個領域，激發了地球深處和深海研究的快速發展。”同濟大學海洋地質國家重點實驗室汪品先院士說。