深海泥:地球环境的记录薄

时间:2014-12-27 18:36:41  来源:中国国土资源报  作者:周怀龙  点击:

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    深海泥,学名海底沉积物,据说这种海底“泥巴”可以美容。但在科研人员那里,它有着更大的价值。目前,“海洋六号”正在开展的中国大洋第29次科考CGS航段科考,主要任务之一就是获取深海沉积物样品。
  海底沉积物到底如何形成?蕴藏哪些信息?如何采集样本?记者近日采访了中国大洋科考第29航次CGS航段首席科学家邓希光博士。
(一)洋底最老的年龄不超过2亿年
  邓希光介绍,“深海泥”主要有五个来源:陆源碎屑、生物组分(钙质和硅质)、火山碎屑、自生沉积和宇宙尘埃等。从取得的海底沉积物样品中,我们可以了解到地球地质结构演化过程以及矿产资源的形成、气候环境的变化等多种信息。
  这些沉积物成长的速度非常缓慢,5毫米厚的深海泥需要一千多年时间才能形成。近海由于有陆地物质来源,所以近海沉积物的成长要迅速得多,同样的时间(一千年)可超过10厘米。
   “相对于地球形成历史(46亿年)而言,海底沉积物‘寿命’不长。”邓希光说,这主要是因为地球的板块扩张,随着新的地幔从海底涌出,推动着海洋板块向两侧扩张,老的地层逐渐被推向两边,最后俯冲到大陆板块以下。 字串9
  科学家们发现,正是因为这个原因,沿着海山向大陆方向海底沉积物(以及地层)年龄越来越老。目前,洋底最老的年龄不超过2亿年(三叠纪),位于西太平洋的马莱海沟(关岛往东海域),这一处恰好处于大洋板块向大陆板块俯冲的地带。
 (二)深海泥:研究地球环境三大物质之一
  “深海泥和人类环境息息相关。在世界上,深海沉积物、中国黄土以及沉积冰川,被公认为全球环境变化研究最理想的三种物质。”邓希光接受记者采访时说。
  其中,深海沉积物主要通过两个方面完整反映沉降以来的地球环境演化等信息:
  其一,在纵向上,不同层级的沉积物堆积年代不同,所记录的气候、磁场等特征不同。由于深海环境稳定、基本不受人为等因素干扰,所以这些沉积物在纵向上的组成和层状从未间断,分布具有连续性,从而体现 各个时期地球环境变化的过程。在这方面,沉积冰川具有同样的原理。
  其二,在横向上,沉积物记录了板块构造和地球扩张的历史演化。从海山到大陆方向(板块交接处)海底沉积物年龄越来越老,通过对不同区域沉积物成分、粒度、矿物组成和古地磁等研究,可以反映不同演化时期的信息。
  可以说,海底沉积物研究的用途是多种多样的,比如地球气候、古环境、古磁场研究;通过对沉积物的分析,还反映出海底物质来源。除此之外,海底沉积物同时还记录了不同地质时期生物灭绝、地质构造等突变事件。 字串1
(三)地质取样,让深海沉积物“看得见摸得着”
  海洋地质工作和陆地最大的区别,在于有着数千米的海水相隔。而拨开厚厚的海水,让海底物质看得见、摸的着,最好的办法就是地质取样法。这也是当前了解神秘海底的第一手段。
  邓希光介绍,对海底沉积物进行取样的常用工具包括:包括重力柱、抓斗、箱式取样、多管取样以及大洋钻探等。其中,抓斗、箱式和多管取样主要用于表层,取样深度不会超过一米;取样最深的是大洋钻探。
  相对而言,重力柱取样的深度主要还是在表层,但相对于1米的取样深度有很大的进步了。目前国内最高的取样记录是17米多,大部分在6~7米左右。此次海洋六号将启用的超大型重力活塞取样,器重约2吨,最大取样长度为22米,是目前国内同类最大型设备。
  近年来,中国的地质取样技术取得了很快的发展。目前,我国浅钻和电视抓斗取样已属世界先进水平,重力柱取样、保真取样等方面达到了世界的先进水平。但在深水钻探上,还存在较大差距。 字串1


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