钻到海底“窥探”地球：大洋钻探有多牛

　　一望无际的美丽南海再次迎来了蓝色的“决心”号，中外科学家在这里开展第三次大洋钻探。近半个世纪以来，利用大洋钻探的先进技术，科学家钻到海底“窥探”地球，创造了深海和地球科学一个接一个学术亮点。

　　从夭折的“莫霍计划”到大洋钻探

　　打一口深井，打穿地壳和地幔的分界面—莫霍面，看看“原位”的地幔究竟长什么样？上个世纪五十年代，美国科学家提出了雄心勃勃的“莫霍计划”。但在付诸实施近十年后，因经费远超预期而夭折，“莫霍钻”最终变成了“乌有钻”。

　　但有心栽花花不开，无心插柳柳成荫。虽然科学家的“莫霍钻”梦想至今仍未实现，但为此而发展起来的大洋钻探技术，却提供了一种新颖直接的“窥探”地球手段，为人们打开了一扇全新的科学研究之门。

　　上个世纪六十年代，美国四大海洋所联合组成“地球深部采样联合海洋研究所”，提出“深海钻探计划”（DSDP）。1968年，“格罗码·挑战者”号大洋钻探船首航墨西哥湾，从此开启了地球科学历史上规模最大的一项国际合作计划。

　　迄今为止，这一计划已经历了四个阶段。即深海钻探计划（DSDP，1968-1983）、大洋钻探计划（ODP，1985-2003）、综合大洋钻探计划（IODP，2003-2013）和国际大洋发现计划（IODP，2013-2023）。

　　目前正在执行的“国际大洋发现计划”共有25个成员国、三个执行平台。即美国的“乔迪斯·决心号”、日本的“地球”号和欧洲提供的“特定任务平台”。

　　发现许多出人意料的“史前奇闻”

　　通过研究从海底钻取采集的数据、沉积物、岩石、流体、海底生物等珍贵样品，科学家渐渐读懂了“地球天书”的一些篇章，发现许多出人意料的“史前奇闻”。

　　例如，大洋钻探验证了海底扩张学说和板块学说；在地中海的海底发现了大量盐层，说明地中海在600万年前一度干枯成“晒盐场”；大洋钻探还发现北冰洋曾经是个暖温的“淡水湖”，在5000万年前曾经漂满了浮萍“满江红”。

　　大洋钻探还证明了6500万年前恐龙灭绝的原因，确实是小行星撞击了地球。通过在南大洋的钻探，发现澳洲和南美洲在两三千万年前才完全离开南极大陆，于是南大洋形成环南极的洋流，造成南极的“热隔离”，结果导致南极冰盖的出现。

　　大洋钻探还意外发现了生活在海底岩石里的微生物群—“深部生物圈”，那里是地球上微生物最大的储库，生活在地球深处的微生物可以享有远超“万岁”的高寿。利用大量的深海沉积物和珊瑚样品，科学家重建了1亿年以来的全球海平面变化历史；揭示了冰盖的快速融化过程，证明海平面的升高确实是全球性现象；地球的气候变化受地球轨道参数的控制。

　　促进我国进入深海研究国际前沿

　　我国自1998年加入国际大洋钻探计划以来，已有来自同济大学、中国科学院、北京大学、中国地质大学、中国海洋大学等20多家单位上百位科学家，登上“决心”号参加大洋钻探，促进了我国科学家进入国际深海研究的前沿。

　　我国科学家共主导了三次南海大洋钻探。1999年开展的首次南海大洋钻探，取得了西太平洋海区最佳的长期沉积记录，发现了气候演变的长周期。

　　2014年开展的第二次南海大洋钻探，获取南海中央水深4000米的深海盆岩芯纪录，首次获得南海形成年龄的直接证据，同时还发现了南海形成过程中有多期次大规模火山喷发、发现南海深海盆反复变化的沉积历史。

　　目前正在开展的第三次南海大洋钻探，将钻取南海的基底岩石，揭示南海成因，检验国际上以大西洋为“蓝本”的大陆破裂理论，揭示“海洋盆地怎样形成”的科学之谜。

　　“广袤的海洋尽管只是地球的一部分，却承载了整个地球演化历史。大洋钻探计划犹如海上灯塔，照亮了固体地球科学几乎每一个领域，激发了地球深处和深海研究的快速发展。”同济大学海洋地质国家重点实验室汪品先院士说。