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我国第三次南海大洋钻探 欲揭示“陆地为何变海洋”

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2017-10-11 13:29:35  阅读次数:453 次

经过1个多月的艰难钻探,我国科学家主导的第三次南海大洋钻探,25日成功“触摸”南海洋陆过渡带基底,“决心”号在南海北部的海底1380米深处,钻取到灰黑色的玄武岩。

上个月初正式拉开帷幕的第三次南海大洋钻探,共有来自13个国家的66名科学家参加,包括“决心”号IODP367和IODP368两个航次、共4个月时间。目标是在南海北部的洋陆过渡带,钻取南海张裂前夕的基底岩石,揭示南海成因;检验国际上以大西洋为蓝本的“非火山型大陆破裂”理论,揭示“陆地为什么会变为海洋、海洋盆地怎样形成的”科学之谜。

而古今尘世知多少,沧海桑田几变迁——日前,在放大1000多倍?#21335;?#24494;镜下,“决心”号上科学家读懂了从南海海底钻取的岩芯?#23567;?#36229;微世界”的语言。

钙质“超微化石”显身手

在浩瀚的海洋世界,生活着一群非常特殊的单细胞浮游藻类。

它们漂浮在200米以浅的上层海水中,依靠光合作用生长;它们个头极小,?#26412;?#20165;几微?#23383;?#20960;十微米,需将显微镜放大1000倍以上才能看到;它们数量众多,平均1升海水中就生活了成千上万的“?#29992;瘛保?#23427;们生命很短,多则数周,少则几天。

然而,就在这短暂的生命里,它们能分泌许多?#25165;?#29366;的碳酸钙“骨骼?#20445;?#19968;片一片包裹在身体外面,像穿上了一套盔甲。这种微小的“骨骼?#20445;?#31185;学家们称为“颗石?#20445;?#36825;种藻类就被称为“颗石藻”。

当“颗石藻”死亡后,记录它的生命及生长环境信息的“颗石?#20445;?#23601;会慢慢?#20004;?#22312;大洋深处,逐渐变成化石,长久保存下来。科学家将这类微小生物成因的碳酸钙质化石,称为“钙质超微化石”。

由于具有演化快、分布广、全球可对比性好、样?#20998;?#20316;简单、鉴定速度快等优点,钙质超微化石在生物地层鉴定和古海洋学?#33455;?#20013;大显身手。正在进行的第三次南海大洋钻探IODP367航次中,中国科学院南海海洋?#33455;?#25152;苏翔和意大利帕维亚大学克罗蒂亚·卢比,负责钙质超微化石地层鉴定工作。

亲历南海“翻天覆地”大?#24405;?/strong>

在每一管岩芯最底部的钻头样品中,苏翔和克罗蒂亚只需用牙签挑起一点点沉积物,然后?#31185;?#23553;片、固定,仅几分钟时间就可制成超微化石玻片。放在显微镜下观察,寻?#39029;?#24494;化石标志性属种,进行地层定年。

“鉴定工作开始很顺利,在第一个钻探站位的第一管岩芯中,我们就发现了一个生活在29万年前的标志性属种,从而可判断第一管岩芯是小于29万年的中晚更新世沉积物。”苏翔介绍说,“但是,随着钻?#33258;?#26469;越深,超微化石越来越难找。”

这是因为钻探海域水深有3770米,在南海的这个深度,碳酸盐极易溶解、很难保存,钙质超微化石受到很大影响,很多化石都“缺胳膊少?#21462;保?#20445;存得很不完整。

“但从第六管岩芯开始,超微化石又变得健?#20302;?#32654;。在显微镜下,个个结实饱满、数量众多、密密麻麻。地层年龄上,从40万年直接跳到300万年左右。变化之大,着实令我们吃惊。”苏翔说。

这种不正常?#21335;?#35937;,在钻?#23383;?#20174;50米一直?#20013;?#21040;110米左右。直到第12管岩芯才恢复到正常状态,超微化石指示的年龄在70至80万年。

“这种‘新-老-新’交错的地层年龄,在正常沉积过程中是不可能出现的。然而,超微化石用它们的亲身经历告诉我们:这里一定发生了一次翻天覆地的大事,彻底改变了地层面貌。此后,船上沉积学家?#25165;?#26029;这是一个巨大的滑塌体,这些沉积物都是从其它地方整体搬运过来的。”苏翔说。

“在超微世界的江湖里,每一个超微化石属种就好像一个武林门派。各个门派从创立到兴盛再到衰落,在地层的历史舞台上,?#33267;?#22352;庄,你方唱罢我?#27973;。?#22909;不热闹。”苏翔形象地说,“对超微世界越了解,就越觉得每天在显微镜下看到的,不是一枚枚枯燥化石,更像是阅读一部用它们语言书写的、跌宕起伏的武侠小说。”

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