汪品先

中国科学院院士,同济大学海洋与地球科学学院教授

当今世界的海洋里,可以说南海受到的关注度最高。南海面积还不到世界大洋的百分之一,可是经济、政治和军事上重要性之高,与其大小不成比例。对于中国来说,平均深度1 200 多米的南海,就是我们岸外主要的深海。

人类历来在海面和海岸上开发海洋,二次大战之后才开始进入海洋内部。就是这短短的几十年,不但改变了人类对于地球的认识,而且发现了一个完全陌生的深海世界。我们谈论地外的“暗物质”“暗能量”,其实地球表面的深海就是个“暗世界”:浩瀚大洋95% 的海水没有光线,底下生活着见不得阳光、谈不上光合作用的“黑暗生物圈”。

因此,到南海去探索深海之谜,既是我国科技界面临的学术挑战,也是振兴华夏的历史使命。我国的深海科学起步虽晚,发展速度却是全球最快,经过20 多年的努力,已经取得了举世瞩目的成绩,而突破点就在南海。

南海最深5 000 米,水柱的压力就有500 个大气压,因此深海探索全靠高技术。大洋钻探、海底观测和深潜技术是探索深海的“三深”技术。三者之中又以大洋钻探对科技水平和经费投入的要求最高,因此50 年来始终全球“抱团”,依靠一个国际计划合作进行。

中国1998 年加入国际大洋钻探计划,1999 年就在南海实现了第一个大洋钻探航次,研究东亚季风。2014—2018 年间,又在南海完成了四个航次探索海盆成因,在4 000 米上下的深海底里钻探基岩,使南海一举成为大洋钻探研究程度最高的边缘海。

深海探索要求大规模跨学科、跨系统的合作。国家自然科学基金委员会设立了“南海深海过程演变”的大计划,为期八年(2011—2018),为中国科学家构筑了在南海大展身手的平台。八年里不仅有大洋钻探这样的重大举措,而且有“蛟龙”号和“深海勇士”号国产载人深潜器的投产,使得大计划如虎添翼;还有数以百计的深水锚系长期观测,加上大量深海探测航次和仪器投放,使得南海深部探测规模空前。

八年来,南海深部计划硕果累累,今年正是进行成果集成的收获之年。8 月中旬在上海举行的亮点成果汇报会展现了一派丰收景象,本期《世界科学》对此作了专题报道。深部计划的一大特色在于“立足南海,放眼全球”,无论是研究南海成因得出的“板缘裂谷”,还是气候变化的“低纬驱动”,都是针对地球科学的基本问题提出了挑战传统认识的新观点。这类创新成果,也体现在深海微生物与生物地球化学方面。“大家·科技前沿”栏目刊载的焦念志的文章“微生物碳泵理论揭开深海碳库跨世纪之谜的面纱”就是一则赢得了重要国际声誉的进展。

研究越深入,发现新的科学问题也越多,这可以说是科学研究的规律。南海八年,在深海研究的更高层次上,引出了一批新的科学问题。在亚洲和太平洋,也就是世界最大的大陆和大洋之间,如何形成了全球3/4 的边缘海盆地?地球上低纬区的水文循环和碳循环,如何响应地球轨道和海陆地形的变化?太平洋水注入半封闭的南海深水盆地,又是如何引起大洋和大陆之间的相互作用……

经过八年的研究积累,已经在南海找好了最佳地点,去为这一系列学术前沿问题寻求答案。到那时候,南海将成为世界深海研究的天然实验室:一批深入的科学问题在这里解答,一批前沿的学术之谜在这里解开。当然,世界等级的课题要有世界等级的团队,运用世界等级的手段来研究。

这就是南海深部研究的明天。以中国科学家为主体,以“一带一路”为背景,具有国际合作特色的新一轮南海深部研究计划已经呼之欲出。让我们再接再厉,精益求精,迎接南海深部研究更大的胜利!