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更新時間:2019-08-15 07:37:30 點擊數:136 來源:

 國家自然科學基金重大研究計劃“南海深海過程演變”歷時8年攻關,畫上圓滿句號。8月14日,這一我國海洋科學領域迄今最大基礎性綜合研究計劃的研究成果匯報會在同濟大學舉行,10余位資深科學家以通俗易懂的科普語言,面向社會介紹所取得的一批亮點突破性成果。

“我們正在做一項試驗,第一次把國家級的重大基礎研究計劃亮點成果,采用為社會容易理解的語言和形式,既面向學界、也面向社會作匯報,力求科學家生動表述科學前沿的內容、介紹自身原創性成果,爭取行外的人也能聽得懂。”“南海深部計劃”指導專家組組長、中國科學院院士、同濟大學海洋與地球科學學院汪品先教授說。

首次將重大基礎研究計劃成果面向社會作高級科普

“我們好比是在解剖一只‘麻雀’,從三方面揭示南海這個邊緣海的‘生命史’:深海盆的形成演變為其‘骨’,深海沉積其所含的環境信息為其‘肉’,海水的生物地球化學系統為其‘血’。”

“南海不是‘小大西洋’。傳統的大西洋型‘板內破裂’模式,是‘拉、拉、拉’,形成開闊的大洋盆地。南海是‘三面受敵’被擠壓,南海‘板緣盆地’張破裂機制,是‘擠、拉、擠’,是‘長不大’的邊緣海盆。”……

在匯報會上,汪品先、林間、翦知湣、戴民漢、焦念志等著名科學家們的報告中,形象的比喻、生動的表述、直觀的圖表,讓現場不少非專業人士也聽得津津有味。

“南海深部計劃”實施8年來,立項重點項目51項、培育9項,吸引了全國32個單位700余研究人員參加,在南海深水區實施了數以百計的錨系測量和海上試驗,進行了多種深部地球物理試驗,完成了4個大洋鉆探航次和4個深潛航次,以及生物地球化學等多學科大量的觀測與實驗,超額完成了預定計劃。在今年1月舉辦研究成果集成大會之后,圍繞會上確定的18個亮點,半年來各組分別開展了一系列研討活動,連續召開了一系列小型國際與國內討論會。

此次成果匯報會采用三種不同形式:“南海深部計劃”整體和三大主題由負責人各作半小時報告,重點突出構造上的板緣裂谷、氣候上的低緯驅動、現代過程的碳泵效率三個重大進展;選取11個為大眾容易理解、顯示度高的亮點,各作15分鐘報告;這一重大研究計劃集成得出的總體18個亮點成果,以書面成果匯編和展板形式進行現場展示。

“所選取的11個亮點報告不是按學術水平,而是選擇故事性強的項目;報告也不是亮點成果的全面敘述,而是挑選精彩的內容進行匯報。”汪品先院士介紹說,此次想打破傳統習慣,用實例證明:求學問決不是越高深越是枯燥,作報告更不是越難懂水平越高,希望以此讓更多的人一道來檢閱八年研究的成果。

獲得一系列超越預期的重大突破性研究成果

“南海深部計劃獲得了超越預期的成果,取得學術層面的突破。在世界眾多的深海盆中,南海已經脫穎而出,南海進入了基礎研究程度最高的邊緣海行列,南海正在成為世界海洋科學研究的天然實驗室。”汪品先教授表示,這一重大計劃的實施取得了新認識,成為南海深部研究的里程碑,使我國掌握了南海科學研究的主導權,形成了我國多學科結合的深海科學隊伍,在重大基礎科學問題上形成了自己的觀點。

南海東、西兩個次海盆哪個老?南海是從哪里打開的?南海深部水怎樣流動?南海深部沉積物是從哪里來的,如何搬運?南海深水和沉積物中,有什么樣的微生物,起什么作用?“8年前,我們對這些問題都一概不知,只能猜測或者照搬國外教科書。”汪品先院士說。

8年長跑,研究提出了一系列新假說,特別是在海盆成因和氣候演變兩方面,沖破了傳統認識,提出新的假說挑戰原有的傳統觀點。

對于海盆的成因,世界上研究的標準來自北大西洋。1980年代以來,歐美學者認為南海的形成過程就是大西洋的翻版,只是規模小、年代短而已。研究發現,南海不是“小大西洋”,南海與大西洋是兩種根本不同的海盆形成機制,前者是“板緣裂谷”,后者是“板內裂谷”。南海的研究指出國際文獻和產業部門實踐中將兩者混淆的錯誤,提出西太平洋邊緣海是“板緣裂谷”形成的系列,有待采用新視角、新技術加以重新認識。

另一大突破是氣候演變的“低緯驅動”。氣候演變的研究起步于大冰期的發現,其核心在于用北半球高緯度地區接受到的太陽輻射量變化,成功地解釋了近百萬年來冰蓋漲縮的周期性,引領著全球的氣候變化。南海的研究提出了氣候演變“低緯驅動”的觀點,指出高緯區冰蓋大小的變化和低緯區季風降雨的變化,驅動力的周期性有所不同,換句話說,就是低緯降水周期的變化并不就是由高緯冰蓋決定。其實,太陽輻射量集中在低緯區,低緯過程是氣候干濕、旱澇災害的源頭,但長期以來不受重視,注意力集中在北半球的高緯冰蓋上。南海的研究還進一步表明:低緯海區更大的變化不在表層,而在于次表層水;軌道周期不但有萬年等級的冰期旋回,還有40萬年季風氣候的長周期,當前的地球就處在低谷期,在全球氣候變化的長期預測中應當加以注意。

“基于大量的實地觀測和原位探索,從源頭上追溯了一些‘普適性’認識的出處,根據西太平洋和低緯海域的特色,提出了不同于前人的新認識。但是當前的進展只能說是提出了問題,離解決問題還有很長的距離。”汪品先院士表示,只有將北大西洋和西太平洋的研究進一步結合,將低緯過程和高緯過程相結合,才能理解海盆成因和氣候演變的真諦。

此外,世界上邊緣海很多,而像南海深部計劃樣,對于深水邊緣海盆地的水、碳循環集中進行系統觀測研究的,尚屬首次。太平洋深部的水通過2600米深的巴士海峽進入南海,造成了南海的“深水瀑布”和三層環流結構,通過實測和模擬的結合,對大洋和大陸因素的相互作用取得了較為系統認識。

“上述三方面的進展,使得對南海深部的認識上了新臺階,成為國際邊緣海研究程度最高的一例。”汪品先院士說。

提出進一步深入研究南海深部的科學新命題

“南海深部計劃2011年啟動,正值十八大提出了‘海洋強國’戰略的前夕,因而是我國全面重視海洋、尤其是發展深海科技的背景下執行的。”回首8年實施過程,汪品先院士感慨良多,八年來,國產深潛器等高新技術為大計劃提供了探索的新手段,地調局、中海油等產業部門的深海勘探為這一大計劃提供了新材料。“正是空前的歷史機遇,使得這項基礎研究計劃構成了科學的核心,促成了多部門的聯合,極大地加強了執行力度,使得大計劃超額完成。”

他表示,南海深部研究的成功,是以國家自然科學基金委計劃為科學核心,聯合各部委實力,利用“三深”(深鉆、深潛、深網)技術開展跨學科、跨部門合作的結果,是國家建設海洋強國的戰略在科學上的體現。八年來,我國科技界大顯身手,向世界表明:中國的深海科學,已經進入國際前沿。南海深部的進展,不但使南海成為我國深海研究的基地,而且正在成為世界深海研究程度最高的邊緣海。隨著科學研究的深入,提出了進一步深入研究南海深部的科學新命題,表明南海具有眾多獨特的自然條件,可供國際海洋基礎科學進行示范性的深入研究。

汪品先院士娓娓道來:比如,南海深海盆地張裂機制的新假說,引出了西太平洋邊緣海系列共同成因問題;低緯過程驅動全球氣候的研究,提出了水文循環和碳循環一整套的新課題,進一步的研究方興未艾;已有的觀測和研究基礎,又為大洋和大陸相互作用下,生物泵和微生物泵的結合、碳循環和氮循環的結合,提供了深入研究的基地……

“八年來的工作集中在南海北部,南海南部的研究尚待開展。只有南北結合,才能取得南海深部完整的圖景。”談及未來工作,汪品先院士表示,我們可以預期,我國將組織更強大的隊伍、以更大的投入推進南海深部的研究,而且將與“一帶一路”計劃銜接,加強國際合作,爭取使南海深部成為國際海洋科學的天然實驗室,使南海研究計劃成為多學科、多系統科學合作的榜樣。

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