近日,公司鹿化煜教授完成了在印度洋-阿拉伯海连续61天的海上工作,返回校园。这次出海工作是执行国际大洋发现计划(IODP)355航次的任务,其目的是研究南亚季风气候演化及其与喜马拉雅山生长的关系。这个航次也简称为“阿拉伯季风”航次。
国际大洋发现计划起源于1968年,当时名为深海钻探计划(DSDP), 这是地球科学历史上规模最大、影响最深远的国际合作研究计划之一,导致了板块构造理论建立、古海洋学诞生和深入认识气候变化等地球科学领域一次又一次重大突破。在1998年,我国以参与成员身份加入该计划的前身大洋钻探计划(ODP);2013年10月,加入国际大洋发现计划(IODP)。国际大洋发现计划的海上钻探任务主要由JOIDES Resolution号科学考察船完成。这条科考船上拥有世界上最先进的海底沉积钻探技术,钻取的岩心可及时在船上进行沉积学、古生物和地层学、古地磁学、地球化学和同位素地球化学、物理参数、微生物和钻井物理参数等分析。船上配备先进的仪器设备、多名高级实验技术人员和计算机工程师等,为获得精确的数据提供了保证。每个航次围绕明确的科学目标,由30名左右全球参与国的科学家合作研究,在海上连续工作60天左右。在IODP 355航次中,我国有两名科学家参加。
IODP 355航次于3月31日从斯里兰卡科伦坡开始、5月31日在印度孟买靠港结束。这个航次的钻探任务是,在阿拉伯海水深3600米的地方,钻取两个长度超过1000米的岩心和几个200-400米的岩心,该计划由印度和美国的科学家提出。公司鹿化煜教授在船上承担沉积分析方面的工作。他们对取上来的每管岩心,进行岩性描述、扫描照相、矿物鉴定和磁化率、光谱测试等,同时完成科学报告。在355航次中,他们在两个站位钻取了8个钻孔,获得高质量的岩心1720米,完成了每2厘米磁化率测试等大量的实验分析工作,获得了数以万计的数据,完成了初步研究报告,并将在两个月后出版。在这个航次中,他们首次获得了印度河海底扇基底的玄武岩,将为认识这一区域的构造活动、印度河发育时间和喜马拉雅山系演化等提供直接的年代证据;他们获得了新生代以来、尤其是1800万年以来较为连续的沉积物岩心,这是认识南亚季风气候起源的重要沉积记录;他们还获取了高质量的第四纪沉积物的岩心,为认识季风气候的动力过程、风化强度和沉积物物源变化等,打下了坚实的基础。钻探获得的样品正被运送往在美国德克萨斯的岩心库,在三个月内,根据每位上船科学家提交的研究计划,将分别获取样品,做更全面和深入的研究。
60多天的船上工作和生活是艰苦的,也是丰富的。船上30位优秀科学家来自不同的国家和专业,他们利用这此机会,进行了深入和全面的学术交流。他们对获取的全部岩心进行了厘米级的观察、描述和测试,获得了很多直接的认识和大量的数据。同时,船上安排有多种方式的学术交流活动,公司鹿化煜教授分别做了“风尘堆积与晚新生代亚洲季风气候演化”和“U1457站位沉积学分析初步结果”两个报告,受到同船专家好评。
在接下来的数年甚至于十多年的时间里,科学家们将对这个航次取得的样品进行全面分析,以获取区域构造演化、南亚季风起源及冰期-间冰期动力过程的深入认识。鹿化煜教授及其合作者将利用公司的锆石U-Pb年代学实验室和沉积物分析实验室等,进行阿拉伯海冰期-间冰期沉积物物源、风化强度和沉积动力变化的研究,并把这些研究结果与他们在青藏高原东北部的研究进行对比,期望全面认识亚洲季风演化与青藏高原生长的联系。
这也是公司以陆地-海洋结合为特色的地球表层系统科学研究内容之一。
图3 JOIDES Resolution号科学考察船的钻探塔