中国第三次南海大洋钻探欲揭示“陆地为何变海洋” _科学

在放大1000多倍的显微镜下，“决心”号上的科学家读懂了从南海海底钻取的岩芯中“超微世界”的语言。新华社发（苏翔摄）
（）据成都商报：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多倍的显微镜下，“决心”号上科学家读懂了从南海海底钻取的岩芯中“超微世界”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，直径仅几微米至几十微米，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“居民”；它们生命很短，多则数周，少则几天。
然而，就在这短暂的生命里，它们能分泌许多圆盘状的碳酸钙“骨骼”，一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”，科学家们称为“颗石”，这种藻类就被称为“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”，就会慢慢沉降在大洋深处，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、样品制作简单、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研究中大显身手。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研究所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”大事件
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，然后涂片、封片、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，寻找超微化石标志性属种，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，随着钻孔越来越深，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“缺胳膊少腿”，保存得很不完整。
“但从第六管岩芯开始，超微化石又变得健康完美。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。
这种不正常的现象，在钻孔中从50米一直持续到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，船上沉积学家也判断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，轮流坐庄，你方唱罢我登?。?好不热闹。”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。”