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南海海底首次发现“大洋红层”沉积物

2014-4-23 15:31:19 作者:樊丽萍

刘志飞教授与南海4250米深处取出的第一根岩芯合影。

这是红棕色泥岩的岩芯照片。其中,橘黄色标签“LIU_Z”为科学家开展研究的采样位置。

正在进行中的南海大洋二次钻探近日又有新发现——通过钻探,科学家们从南海海底获取了俗称“大洋红层”的沉积物。

南海海底演变历史“深不可测”

“大洋红层”是一种比较常见的海底沉积物,大西洋、印度洋海底都有。但是,据正在执行南海349航次科考任务的同济大学海洋与地球科学学院教授刘志飞介绍,“大洋红层”在南海发现还是第一次。

这说明南海海底的沉积环境曾有很长时间非常“宁静”,且蕴藏着相当长一段时间的南海演变历史。1个多月前,科学家们在经过科考后曾推断南海发生过“海底风暴”(详细内容见“相关链接”)。结合最新的“大洋红层”结论,科学家们认为,南海海底的演变历史“深不可测”。

南海海底曾长期“宁静”

刘志飞教授认为,这次发现的“大洋红层”其实是一种红棕色泥岩。在现今世界的大洋底部几乎都能找到这种红色或棕色的软泥。太平洋海底35%的面积、大西洋和印度洋海底大约25%的面积都是“大洋红层”。

红色软泥的成分是微米粒级的陆地来源、火山来源或海底自身形成的矿物颗粒,也可能含有微体化石碎片等。在海底,细小的沉积物长期停留,颗粒外表容易形成一层铁锰氧化物。由于沉积环境缺少有机质,这些偏红色的氧化物被埋藏后将颜色保存下来,形成独具特色的泥岩。

红色软泥的形成非常特殊,平均每千年才能沉积1毫米~5毫米。刘志飞教授解释道,首次在南海海底发现的“大洋红层”几乎直接告诉科学家们南海深海海底有很长一段时间相当“宁静”。

南海海底的红棕色泥岩厚度从10米至三四十米。如果以现代最快平均沉积速率每千年5毫米来推算,30米红棕色泥岩代表了600万年的沉积历史。结合船上科学家对沉积物中微体化石的地层年代学研究,从南海钻探、打捞上来的“大洋红层”至少有300万年~800万年的年代跨度。

扩张停止后的突变有待研究

这一发现同时也带来一系列疑问——南海深部这段宁静的历史恰巧发生在海底扩张停止之后,这让执行此次科考任务的科学家们百思不得其解。因为,海底扩张形成大洋玄武岩时可谓“熔岩滚滚”,而上面覆盖的红棕色泥岩则说明“这里的黎明静悄悄”。

刘志飞教授认为,这是因为两个迥异的时间尺度。“熔岩滚滚”是快速活动的过程,在其停止活动后相当长的时间都非常安静,海水中悬浮的微小颗粒慢悠悠地沉降,每千年才累积1毫米,而那时炽热的熔浆早已冷凝成玄武岩。

“在那段非常‘宁静’的时间里,有构造活动,没有火山爆发,甚至连周边陆地河流输入的沉积物也不能抵达此处。”刘志飞教授说。

南海在海底扩张停止后为何如此“安静”,有待今后进一步研究。△

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